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基于价值工程的盐河护岸维护 方案优选与推广思考

日期:2022年06月26日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:78
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202206022200395759 论文字数:52522 所属栏目:工程管理论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

本文是一篇工程管理论文,本文共设计护岸 I 类维护联排方桩+芦苇固坡、灌砌块石挡土墙、混凝土方桩+挡土板等 3 种备选方案,分别对护岸 II 类维护斜坡式联锁块及直立式护岸封头损坏情况设计维护作业工艺,对护岸 III 类维护墙身裂缝及勾缝脱落设计了修补方案。

1  绪论

1.1  研究背景

1.1.1  内河航道交通的发展前景广阔

交通运输业在国家经济发展中起到了支撑性、先导性和战略性的作用,服务于经济社会的发展。构建综合交通运输体系为供给侧结构性改革、全面建成小康社会等国家重大战略实施提供重要保障。内河水运具有运量大、能耗低、占地少、环境友好等特征,是综合运输体系中最具低碳环保特点的运输方式,大量货物“由陆走水”,更加低碳环保。更好地发挥内河水运的优势和基础性作用、优化交通运输业结构体系、降低物流运输成本等是构建智慧综合交通运输的重要组成部分。当铁路、公路等运输方式能力限制或被破坏,无法正常发挥运输功能的情况下,内河航道的运输可以作为应急运输方式,当地管理机构应提高对航道设施、护岸等整治建筑物的维护意识[1][2]。航道是国家重要的公益性交通基础设施,是内河水运发展的重要基础条件[3]。各级航道管理部门应当按照管理权限,有计划地实施航道养护工程,加强对护岸结构稳定性的监测,保证满足航道维护技术尺寸要求,确保内河航道处于良好的运行状态。交通运输部发布,我国内河航道通航里程于2019年底达到12.73万公里,三级及以上等级航道通航里程达到1.38万公里,占总里程10.9%[4]。2015-2019年全国内河航道通航里程如图1-1所示,从图中数据可以看出,内河航道交通运输呈现稳中有进,稳中向好的发展趋势。 

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1.2  问题的提出

根据近 5 年养护计划经费的统计分析可知,投入盐河某航段护岸维护资金占某市年度航道养护经费的比重达到 70%以上,存在特定航段护岸重复维修现象。护岸勾缝年年补,年年坏;针对部分坍塌严重护岸的大修设计方案过于注重成本,护岸运行二三年又出现坍塌、位移等情况。鉴于此,本研究以盐河航道某航段护岸维护工程为研究对象,主要研究解决如下四个方面的问题:

(1)盐河某航段护岸的运行现状如何?护岸损坏的类型有几种情况?护岸损坏的过程是怎样的?

(2)护岸维护等级划分标准是什么?划分的方法及结果是怎样的?针对Ⅰ-Ⅲ类护岸维护措施或设计方案主要包括哪些?

(3)如何进行护岸维护工程初步方案的成本预算分析和功能分析?价值工程理论应用在护岸维护方案优选的分析过程是怎样的?

(4)护岸维护最优方案在盐河某航段如何更好地进行应用和实施?

2  盐河某航段护岸运行现状及损坏过程分析

2.1  盐河航道基本情况

盐河连接连申线和京杭运河,位于江苏省的东北部,流经淮安市、连云港市,是苏北地区重要的三级干线航道,也是淮河入海通道的船舶密集航段,淮河流域、苏北的货船由此进入海域。盐河航道还可以为苏北周边城市等地建材物流提供内河运输保障。

盐河航道在 2007 年整治前为五级航道,2012 年整治通航后为三级航道,设计最低通航水深为 3.2m,设计最小弯曲半径为 480m,设计最小底宽为 45m,设计航道开挖断面坡比为 1:5,可通航 1000 吨级船舶[97]。盐河航道地理位置如图 2-1 所示。

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2.1.1  河流历史渊源

中国传统文化博大精深,古老的运河蕴涵着丰富的历史文化色彩,运河作为流动的文化载体,见证了我国的历史变迁。盐河历史悠久,距今已有 1300 多年历史,盐河以运输食盐而得名且流传后世,最初是一条人工开凿的南北流向的内河河道,不仅运盐输粮、引水灌溉、排涝泄洪,在唐代、明代、清代均发挥了卓著的经济作用。随着历史变迁,新中国经济逐渐复苏,盐河逐渐成为苏北通海航运的黄金水道。盐河独特的走向,与灌河、牛墩河、车轴河、古泊河、善后河等连云港境内的多数河道相贯通,成为联系江淮乃至全国水运网络间的咽喉。盐河航道促进了经济社会的发展,承担了苏北地区内河物流的重要角色[98]。

2.2  盐河某航段护岸运行现状

盐河航道于 2012 年整治通航,护岸在近 10 年的运行使用过程中,由于船行波的冲刷、地下水位等因素的影响,部分斜坡式护岸已发生坍塌、位移;在护岸封头河汊口部位,部分河岸后方水土流失较为严重,需要采取延长封头、封堵连接等维护作业;在跨河桥梁建设过程中,桥梁两侧航道部分护岸没有实施,河岸岸坡冲刷比较严重。需要对盐河损坏现状采取相应的维护措施改善护岸的运行现状。

2.2.1  盐河航道整治工程护岸结构型式

直立式硬质护岸是人口密集的城镇段航道的优选结构形式,具有较强的耐久性、防洪减灾、防治水土流失的优势;斜坡式护岸更适合于河面宽阔、土地资源比较富裕的航段,更注重对河道生态环境的保护,适合种植绿色植物[101]。因而,在本研究航段城镇段采用了直立式护岸,在本航段城郊段,采用了斜坡式护岸。

本课题研究的对象为盐河航道里程约为 12km 的航段。本航段于 2012 年整治完成,水流方向自南向北,本航段的上游南段 5km 位于农村城郊段,护岸两侧为基本农田,在整治工程实施时,采用了斜坡式护岸结构形式;下游北段 7km位于县城城区,护岸两侧为县城居民建筑,在整治工程实施时,主要采用的是直立式护岸结构形式。本课题将基于 12km 长护岸运行现状进行进一步研究。

本结构形式护岸施工分段长度为 12.5m,护岸顶高程为 5.60m,一级直立式挡墙顶标高为 3.00m。直立式一级挡墙墙身部分采用灌砌块石或 C30 钢筋混凝土结构,一级挡墙顶宽 0.40m,底宽为 2.8m,底板厚 0.35~0.45m,下方设有 100mm厚的 C10 素混凝土垫层。基础临河侧设置 550mm 厚的灌砌块石护底,能有效阻止水流及船行波的冲刷作用。为降低护岸后方的剩余水压,在墙身中设置上下两道φ100PVC 排水管,下面一道的排水管出口标高为 1.70m,上面的排水管出口标高为 2.50m,排水管均以 5%的横向坡度倾向航道侧;沿纵向排水管的间距为2m,上下两层排水管在水平方向呈梅花型布置。为防止墙后填土从排水管漏出,在排水管的近岸侧设置倒滤层,倒滤层设计采用简单易行的方式,用双层土工布包裹的碎石混砂堵在排水孔的岸侧,并将包裹碎石混砂的倒滤袋一角塞入排水孔内,起到既可排水又可挡土的倒滤作用。一级挡墙驳岸后方设 3.25m 宽的平台,平台上斜坡以 1:2.5 坡度接护岸顶面,为防止船行波对平台和斜坡土体的冲刷,同时提高沿线的景观形象,平台和斜坡采用植物进行护坡,景观设计详见相关专业图纸。护岸各分段之间以聚乙烯板等弹性材料填充,并在岸侧覆盖二层 230g/m2机织土工布。

3 盐河某航段护岸维护等级划分及方案设计 ........................... 29

3.1 护岸维护等级划分目的及标准 ....................... 29

3.2 护岸维护等级划分方法及结果 ................ 32

4 基于价值工程的护岸 I 类维护方案优选研究 ......................... 45

4.1 护岸 I 类维护方案优选方法 ......................... 45

4.2 护岸 I 类维护方案成本系数的计算 ................... 48

5 护岸 I 类维护优选方案的应用研究 .......................... 69

5.1 提升项目决策阶段顶层设计重视度 ...................... 69

5.2 构建项目实施阶段目标考核机制 .................... 71

5  护岸 I 类维护优选方案的应用研究

5.1  提升项目决策阶段顶层设计重视度

按照“统一规划、省市共建、建养并重、科学管理”的原则,省、市、县航道管理机构对所辖区域内的航道有计划地开展护岸维护工作,实行统一管理、分级实施,作为护岸维护工程实施主体进行决策阶段的顶层设计。护岸维护工程必须严格执行基本建设程序,坚持先勘察、后设计、再施工的基本程序。内河航道护岸维护项目的决策阶段主要工作包括护岸运行状况检查、护岸维护工程方案设计、护岸维护工程的请示和批复。航道养护计划逐级上报,由省航道局统筹安排,江苏省内河航道养护养护计划申报及审批流程如图 5-1 所示。

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5.1.1  重视项目初步设计阶段管理

首先,负责本研究航段的基层航道管理机构航道专业技术人员配置不足,人才梯度不完备,勘察、测量专业知识欠缺,应将护岸运行状况测量、巡查工作委托给具有专业资质的第三方勘察设计单位,以确保前期工作的有效性、准确性。通过专业队伍的观测和分析,得到详实准确的巡查数据,为确定维修、改善措施提供数据支撑,提高维护工作效率。其次,设计内容应满足工程建设强制性标准要求,设计单位对文件的完备性负责,对项目实施的缘由、工程建设规模和标准、方案比选、设计概算等内容进行详细说明。最后,项目管理者应将护岸维护工程预算造价的控制重点放在前期决策阶段,统筹考虑设计概算的合理化编制,强化设计阶段造价风险控制。内河航道护岸维护工程通常是作业面不集中,多点作业,工程量小,多是水路运输机械和材料。设计造价人员应充分考虑护岸维护工程的特殊性,依据地方内河标准编制设计概算。

6  研究结论与展望

6.1  主要研究结论

(1)盐河某航段护岸在运行过程中,受到船行波、降雨、船舶碰撞等因素影响,出现了勾缝脱落、联锁块隆起、挡土墙位移、后方土体流失等损坏工况,内河航道护岸损坏类型分为崩塌型、侵蚀型、