防洪堤断面设计.doc

5.4 防洪堤断面设计5.4.1 河道横断面设计的主要原则a、控制投资：根据常山县目前的经济实力和社会发展状况，防洪堤在满足防洪要求，保证坚固耐久的前提下，尽量控制工程投资。b、就地取材：河道天然砂石料丰富，级配较好，河道清淤疏浚将产生大量的砂石料方，是防洪堤筑堤材料的主要来源。c、外型美观：护岸断面设计中要与绿化工程同时设计，达到视觉协调，美观环境的效果。d、生态环保：护岸设计尽量结合水土保持、生态环境及亲水文化的需要。5.4.2 防洪堤断面设计方案 结合本工程特点，河道防洪堤断面设计了3种比选方案：方案A：在非居民区，采用复合式堤防结构，为重力式挡墙与斜坡式护坡的相结合。台阶以下采用灌砌石重力式挡墙形式，挡墙高1.0m，基础深1.5m，为梯形结构，墙顶宽1.0m，墙顶以上采用斜坡式干砌石护坡，护坡厚0.30m，迎水坡坡度为1：2。考虑生态要求，坡面按一定间距布置砼预制三角格箱，内装种植土种植灌木和攀岩植物。间距为横向为2m，纵向为1.5m。堤项宽为3m，其中设0.44m砼压顶兼路沿，1.5m人行路或2.5m交通路面(根据不同位置具体情况定)，路面采用0.20m厚砼浇筑，外侧设1.0m绿化带。方案B：在河道两岸属居民区的位置，两岸房屋距河岸较近的地段，为避免房屋拆迁过多，河道两岸均采用挡墙护岸的型式，挡墙采用浆砌石结构，高1.5至2m，迎水坡为1：0.10，背水坡为1：0.3，在原有干砌石挡墙的位置，墙背直立与原墙面衔接。墙顶宽0.50m，设20cm厚砼压顶，挡墙基础前齿深1.5m；堤顶设计同方案A。方案C：断面结构与方案A基本相同，只是堤顶布置不同，考虑到部分河道两岸不需要交通道路，堤顶只设人行道路，用干砌石铺设，顶宽3米，具体宽度根据不同位置情况定。各方案技术经济综合比较表表5-1项目方案A下低挡墙上护坡形式（有交通要求）方案B原有挡墙加固的形式方案C下挡墙上护坡形式（无交通要求）主要优点1、过水断面积大；2、生态效果好；3、工程量少，投资小。4、防冲性能好。1、投资少；2、占地面积少；3、防冲性能好。1、过水断面积大；2、生态效果好；3、工程量少，投资小。4、防冲性能好。主要缺点1、占地较多；1、过水断面积较少。2、生态效果差；1、占地较多；适用性非居民区，有交通要求的位置。居民区较密集且原有干砌石挡墙的位置非居民区，无交通要求的位置。5.4.3 各河段设计横断面的确定根据各河段现状及沿河农村生产生活的实际需求，推荐各堤段适用断面，见表5-2。各堤段适用断面汇总表表5-2编号防洪堤名称位置适用断面备注1东鲁溪夏村段（断面21至27）方案A上宅段（断面2至8）方案B2棚桥溪山底村右岸（上游山脚至下游山脚）方案B宋畈乡政府（37至41断面）右岸方案B， 左岸方案C下棚桥村（41至46）右岸方案B， 左岸方案C石岩村（断面49至51）右岸方案 A5.4.4 挡墙稳定计算（1）抗滑稳定计算根据堤防工程设计规范（GB 5028698），挡墙抗滑稳定计算公式如下：式中：Kc抗滑稳定安全系数；f基底与地基之间的摩擦系数，f=0.3；G作用在挡墙上的所有垂直荷载之和，kN；H作用在挡墙上的所有水平荷载之和，kN。 计算采用以下2种工况：正常运用条件（运行期）：即挡墙临水侧为设计洪水位骤降到最低水位背水位取相应高水位。非常运用条件（完建期）：挡墙临水侧无水，背水侧考虑施工机械荷载。堤坡稳定计算物理力学指标取值表表5-3项 目湿容重（kN/m3）饱和容重（kN/m3）摩擦角（）凝聚力C(kPa)堤身含砂砾石18.020.0水下30，水上340素填土、杂填土19.020.51615粉质粘土18.920.01614中细砂19.020.0水下10，水上180堤基圆砾石层和强风化岩层19.020.0320灌砌石222354210挡墙抗滑稳定分析计算成果见表5-4。挡墙抗滑稳定安全系数计算成果表5-4断面正常运行非常运行#411.3151.672kc1.15kc1.05表5-4中可见，各计算工况抗滑稳定安全系数均能满足规范要求。（2）抗倾覆稳定计算挡墙抗倾覆稳定安全系数计算成果表5-5断面正常运行非常运行#411.823.06kc1.5kc1.4（2）基底应力计算根据堤防工程设计规范（GB5028698），挡墙基底应力计算公式如下：式中：、基底最大最小应力，kPa；A基底面积，m2；M作用在挡墙上所有力矩之和，kNm；W基底截面矩，m3。计算采用以下2种工况：正常运用条件（运行期）：水位正常降落期，水位从设计洪水位降至现河滩地高程工况的稳定；非常运用条件1（完建期）：水位处于现河滩地高程以下；挡墙基底应力计算成果见表5-6。挡墙承载力稳定安全系数计算成果表5-6桩 号工况墙趾墙踵平均应力PK2+944.5正常运行70.9032.3非常运行65.324.244.8表5-6中可见，各计算工况基底应力均能满足规范要求。5.4.5 冲刷深度计算按堤防工程设计规范（GB 50286-98），水流平行于岸坡产生的冲刷可按下式计算：式中 hB局部冲刷深度（m），从水面起算； hp冲刷处的水深（m）；Vcp平均流速（m/s）；V允河床面上允许不冲流速（m/s）对于工程土质，取1.6m/s；n与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4。取最大水深断面作为典型断面进行计算，最大平均按流速为4.5m/s。经计算，设计河底以下岸坡最大冲刷深度0.91m。根据堤防设计规范，防冲趾坎深最小为1.41m，取防冲趾坎深1.5m，满足要求。如开挖至大粒径砂砾石和基岩，就按此设防冲。5.4.6 台阶及亲水平台设计本工程根据实际情况在镇区段每隔一定距离人们经常活动的节点或在原有台阶位置新建、改造亲水平台、台阶共30处。采用浆砌石结构。5.4.7 河道整治工程由于各项目区多年来一直未进行过整治，河道淤积严重，河道两岸年年受洪水冲刷，水土流失现象严重，人为侵占河道现象也常有发生，致使河道狭小，河床抬高，严重地影响了河道的行洪排涝能力。为使水流顺畅，降低洪水位，尽可能地降低防洪堤的高度，起到更好