《9河流险段防护处理完成》由会员分享，可在线阅读，更多相关《9河流险段防护处理完成（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、河流险段防护处理1.工程概况研究河段下游属典型蜿蜒型河道，河道天然弯曲，且河槽窄而深。南浅孜（断面A41A45，桩号63+93164+409，长478米）、小圩孜（断面A63A68，桩号66+19166+641，长450米）、前刘寨（断面A138A146，桩号73+48074+092，长612米）三处险段座弯迎流，凹岸多无滩地，崩塌严重，岸线直逼堤脚。尤其是前刘寨险段更为险峻，该段位于大洪河与淮河入口处，呈“C”型弯曲，中心角约220，曲率半径300m左右，由于弯道环流和凹岸顶冲水流冲刷作用，岸坡陡直，而且自上游至下游越来越陡。前刘寨桩号73+480（A138）73+650（A140）岸坡坡度
2、在1：2.5左右；73+650（A140）74+092（A146）均在1：2.5以内，其中73+930（A144）74+092（A146）在1：1.5以内，最陡处达1：0.9。为保证堤防安全，拟对南浅孜、小圩孜段以及前刘寨岸坡坡度在1：2以上段进行干砌块石坡式护岸防护处理；前刘寨桩号73+890（在A143和A144之间）74+092（A146）段，长202m，由于岸坡陡，大量削坡会影响堤防和堤顶居民安全，拟进行挡土墙、板桩墙、土工模袋等方案比较后确定。一、 设计依据、标准设计主要依据：堤防工程设计规范（GB 5028698）；水工混凝土结构设计规范（SL/T 19196）；水利水电工程土工合
3、成材料应用技术规范（SL/T 22598）；基础工程（清华大学出版社，1996年）；土工合成材料工程应用手册（中国建筑工业出版社，1994年）。设计标准：干砌块石坡式护岸的护脚工程顶部平台应高于枯水位0.51.0m，参照护岸工程处多年平均水位，确定南浅孜、小圩孜两段齿墙顶面高程为21.4m；前刘寨段齿墙顶面高程为20.2m。封顶高程平滩地或略高于滩地，由于南浅孜段滩地极不平整，拟对A43A44（64+18464+293）上下约200m范围内进行局部整修，利用削坡土方对局部低洼滩地填至高程27.0m处，封顶高程从28.027.0m渐变；小圩孜段一般滩地比较平整，封顶高程平滩地自然高程为27.82
4、6.8m渐变；前刘寨段封顶高程从25.427.0m渐变。二、 护坡材料及结构干砌块石具有坚固耐久、抗冲刷、抗磨损性能，能够很好适应河岸变形，且便于施工、修复、加固，护坡材料选用干砌块石。本工程位于大洪河下游，安徽省境内淮河沿岸的怀远、凤台、寿县均有大型天然石料厂，材料充足，经济合理，水路运输便利。根据淮河流域堤岸防护工程经验，干砌块石面层厚30cm，下设10cm碎石垫层，坡度1：21：2.5，底部设0.60.8m（宽深，下同）浆砌块石齿墙，顶部采用0.40.6m浆砌块石封顶，护岸以下坡度陡于1：2处进行抛石固基。由于护岸高差一般为57m，岸坡较长，为增强护岸整体稳定性，在中间高程处设一道0.4
5、0.6m浆砌块石梗，垂直坝轴线方向每隔10m设一道0.40.6m浆砌块石梗，使整个坡面成网格状。浆砌石采用100#水泥砂浆砌筑。为防止护岸高程以下较陡的岸坡受水流冲刷，导致护岸整体失稳，对南浅孜桩号63+931（A41）64+184（A43）长253m、前刘寨全线73+480（A138）74+092（A146）长612m的砌石护岸护脚以下进行抛石防护措施。抛护原则为：护脚以下岸坡陡于1：2处进行抛石护基，向河中心方向抛至深泓或1：31：4缓坡处，坡度缓于1：1.5处进行平抛，坡度陡于1：1.5处抛成1：1.5边坡，平抛处抛石厚度0.6m，考虑增强抛石的稳定性，前刘寨险段抛石底部厚度一般增加到0
6、.8m。三、 干砌块石及抛石设计1.风浪要素根据堤防工程设计（下同）C.1.2-1，C.1.2-2，C.1.3-1公式：式中： V计算风速（m/s），取该地区最大风速13m/s； F风区长度（m），取南偏东风（可能不利情况）500m； d水域的平均水深（m），取10m； g重力加速度（9.81m/s2）。计算结果：平均波高=0.15m，平均波周期=1.72s，试算波长L=4.62m。2.块石粒径水流作用下，护坡、护脚块石保持稳定的抗冲粒径计算，根据D.3.4-1公式： 式中： d块石球型折算直径（m）； V水流流速（m/s），大洪河设计流量2120m/s，取最大水深18m计，水面比降1/185
7、00，糙率取0.025，根据曼宁公式推算为2.02m/s； g重力加速度（9.81m/s2）； C石块运动的稳定系数，取0.9； s石块的重度（26.5kN/m3）； 水的重度（10kN/m3）。计算结果：d=0.156m，取d=0.20m，最小粒径不小于0.16m；块石平均重量=12kg。3.干砌块石面层厚度在波浪作用下，斜坡体干砌块石的护面厚度，根据D.3.1公式：式中： K1系数，对一般干砌块石取0.266； b块石的重度（26.5kN/m3）； 水的重度（10kN/m3）；H计算波高（m），当d/L0.125，取H4%，查表H4%=2.020.150.3m；L波长（m），根据上述计算结
8、果为4.62m；m斜坡坡率，取2。计算结果：护面厚度t=0.11m， 根据淮河护岸工程经验取护坡面层厚度为0.30m，为防止面层下部土层受水流作用引起护坡塌陷，在面层以下设置厚度为0.10m的碎石垫层，碎石粒径在24cm为宜。4.抛石厚度和坡度要求一般抛石厚度应不小于抛石粒径的2倍，对水深流急处取抛石粒径的34倍，根据抛石段的水流情况和块石粒径计算结果，取抛石厚度为0.6m。根据堤防工程设计规范抛石坡度应不小于1：1.5，岸坡陡于1：1.5的抛至1：1.5，缓于1：1.5的采取平抛，向河中心方向抛至深泓或1：31：4缓坡河床处。5.整体稳定计算整体稳定计算包括护岸及岸坡基础土的滑动和沿护坡底面
9、的滑动两种，坡式护岸的整体滑动多是沿护坡底面的滑动。假设护岸无齿墙止滑情况下，根据D.1.11、D.1.12、D.1.13公式计算沿护坡底面的滑动安全系数K：式中： f1护坡与土坡的摩擦系数；基础土的摩擦角（度）；c基础土的凝聚力（kN/m2）；t滑动深度（m）；W1护坡体重量；W2基础滑动体ABD重量（kN）；W3基础滑动体BCD重量（kN）。按最危险断面1：2边坡验算，验算结果当t=1m，a2=35o，a3=20o时，滑动稳定安全系数kmin=6.4，满足整体稳定安全。6.抛石体内部稳定计算由于干砌块石排列紧密，底部有止滑齿墙，中间有网状浆砌块石梗，不会发生内部滑动，内部稳定不须验算。抛石
10、体内部如遇枯水位时，抛石出露水面越多，越易发生滑动。根据D.1.14D.1.17公式变形后得：式中：m1滑动面折点以上护坡内坡的坡率，取0.9；m2滑动面折点以下滑动面的坡率；W1枯水位以上护坡体重量（kN）；W2枯水位以下滑动护坡体重量（kN）；f1护坡和基土之间摩擦系数，取0.35；护坡体内摩擦角，取40。抛石坡度为1：1.5，抛石体顶部高程取枯水位上1m，河底高程按枯水位以下5m计算，维持极限平衡所需的抛石体内摩擦系数f2=0.84，块石稳定安全系数k=1.0，所以抛石体下部应根据具体情况适当加厚，以保证不利水位下的抛石稳定。五、挡土墙护岸设计（前刘寨方案一）1.主动土压力计算主动土压力
11、采用库仑公式计算，根据D.1.21D.1.24公式： 式中：填土的重度（kN/m3），取15 kN/m3；填土的内摩擦角（度），填土采用砂土取35；墙背与竖直线所成的倾角（度），通过试算为29，推算底板宽3.5m；土与墙背间的外摩擦角（度），保证墙背粗糙可取20；填土表面与水平线所成的坡角（度），由于墙后设坡度为1：2的干砌块石护坡，=arctg0.5； k主动土压力系数；q均布荷载（kN/m2），干砌块石护坡厚0.4m，计算q7 kN/m2；h0外荷载等代土层厚度（m）；H墙背填土高度（m），为4.5m。计算结果：正常荷载情况下，主动土压力E=170.58kN/m。当考虑特殊地震荷载时，根据
12、D.1.26、D.1.27公式：式中：地震角，地震烈度为7度时，取125，=tg-1；地震系数，取1/40。计算结果：地震荷载情况下，主动土压力E=197.07kN/m。2.滑动稳定验算由于在以砼底板平面作为滑动面进行滑动稳定核算时，不能满足抗滑要求，因此在墙底设置砼防滑齿墙，并以齿墙与挡土墙假设折线滑动面分段进行滑动稳定核算。正常荷载条件下，采用下列公式：式中：WX挡土墙重量W沿滑动面分力（kN）；WY挡土墙重量W沿垂直滑动面方向的分力（kN）；EX主动土压力沿滑动面的分力（kN）；Ey主动土压力沿垂直滑动面方向的分力（kN）；f滑动基面间的摩擦系数，取0.35。计算结果：正常荷载条件下，滑
13、动稳定安全系数KC=1.301.25，满足要求。地震荷载条件下，采用下列公式：式中：F墙体地震水平惯力（KN），F=W。计算结果：地震荷载条件下，滑动稳定安全系数KC=1.231.05，满足要求。3.倾覆稳定验算正常荷载条件下，采用下列公式：式中：ZWW对墙前趾的力臂（m）；ZEXEX对墙前趾的力臂（m）；ZEYEY对墙前趾的力臂（m）。计算结果：正常荷载条件下，倾覆稳定安全系数KO=3.681.5，满足要求。地震荷载条件下，采用下列公式：式中：ZWF对墙前趾的力臂（m）。计算结果：地震荷载条件下，倾覆稳定安全系数KO=3.561.2，满足要求。4.地基应力验算正常荷载条件下，采用下列公式：式
14、中：B墙底宽度（m），取3.5m；e墙底面偏心距（m）；计算结果：正常荷载条件下，e=0.193B/6=0.583m，max=107.6kN/m2=120kN/m2，min=54.1 kN/m2，max /min =1.992.0，满足要求。地震荷载条件下，墙底面偏心距e采用下列公式：计算结果：地震荷载条件下，e=0.197B/6=0.583m，max=114.7kN/m2=120kN/m2，min=57.8 kN/m2，max /min =1.982.5，满足要求。为改善基底受力，挡土墙的基础底板（包括齿墙）采用C20混凝土，墙身浆砌块石采用M10水泥砂浆砌筑。5.砼底板配筋计算底板配筋计算中，自重作用分项系数取1.05，主动土压力作用分项系数取1.2。计算结果：正常荷载max =127.8 kN/m2，min=53.0 kN/m2；地震荷载max =136.03 kN/m2，min=57.83 kN/m2。采用地震荷载条件下底板应力分布，计算得前齿根部的最大弯矩Mmax =41.62。C20砼fC =10 N/mm2，级受拉钢筋fy =210 N/mm2，经计算选配12180钢筋，单根钢筋长1.3m，分布筋512，钢筋砼保护层可取5cm。六、板桩墙护岸设计（前刘寨方案二）1.土压力计算土压力计算可采用朗肯理论计算，主动土压力公式： 被动土压力公
