试论堤防工程的断面设计

1、试论堤防工程的断面设计 【摘 要】在现代化堤防工程施工中，从堤防工程建设需要出发进行对各种新技术、新方法、新概念进行总结与分析，这对于提高工程的施工质量、可靠性、安全性和科学性有着至关重要的作用，同时对于保证工程项目的使用安全、经济性能也是十分重要。本文就堤防工程中断面的设计进行分析、总结，提出了相关的工作要点。 【关键词】堤防工程；设计；断面结构 水利工程是现阶段社会发展中一项不容忽视的建设环节，是解决城镇居民用水和工农业用水需要的主要技术手段和方法。我国作为世界上人口最多的国家，社会发展中对于水量的需求也是十分巨大的。水库作为我国工农业生产用水以及居民生活用水的主要供给源，也是保证社会正常

2、稳定发展的基础依据。在水库工程项目中，堤防工程是最为关键的一部分，是确保水库工程功能和作用得以发挥的关键环节，在目前的工程项目中，堤防工程施工质量的高低直接关系着整个水利工程质量，也决定着水利工程效率的发挥。 一、堤防工程概述 近年来的社会发展中，随着国民经济和科学技术的不断进步，以可持续发展和节能为主的堤防建设越来越受到人们的关注与重视。尤其是在工程建设中的防洪技术以及防渗技术的应用更是至关重要。在整个工程项目中，设计工作都是不容忽视的一个重点环节，是确保工程可持续发展的核心环节，因此在工作中就需要设计工作人员从工程本身性能发挥为基础点进行分析，以整个工程的规划和持续发展为主要的基础要求进行

3、综合性的控制和管理，从而发挥应有的工作效率和堤防工程作用。 二、常见堤防工程的结构形式 堤防工程的结构对于现阶段的建筑工程施工而言至关重要，其在设计的过程中通常都是以因地制宜、就地取材为主要的设计原则和宗旨，从而建设处一个形式结构、结构功能以及工程质量都能够满足地方环境要求的综合性建筑模式，以保障周围经济环境的发展。具体而言，一个堤防工程在设计的过程中除了需要重视应有的位置、周围环境、地质条件、施工材料、水流、自然因素之外，更是要对于施工条件、管理观念、工程造价等相关施工因素进行总结，从而确定出一项施工技术性能高、可行性要求高的结构模式。 就一般工作而言，在施工的过程中对于建筑材料的选择尤为重

4、要，其在施工的过程中由于施工材料的不同我们可以讲堤防工程划分为土堤、石堤、混凝土堤等等。且根据这些堤防工程结构的不同，其断面形式也不尽相同，一般在施工的过程中断面结构主要有直墙式断面结构、斜坡式断面结构以及直斜复合式断面结构三种。在施工的过程中由于施工要求、地质结构和环境因素的不同对于整个工程项目中也存在着诸多的不同因素，这些因素的存在需要我们在工作的过程中根据各种不同项目要求进行深入的总结与分析，从而发挥应有的建筑结构效益和工程的功能要求。尤其是在一些人口较为密集的平原城镇地区，在堤坝工程设计和施工的过程中其更是要严格管理，高度重视设计方案的可行性和施工质量的合理性，不仅可少用紧缺的土、石材

5、料，避免过多引起征地拆迁，还可以结合城市景观和商业开发的需要进行设计和建设。 三、堤防布置和选择 堤防布置的原则： （1）确保沿规划控制岸线加固堤防、疏浚河道，堤线力求平顺，避免出现折线或急弯，使水流畅顺，以利行洪； （2）以规划控制岸线为基础，尽量结合现有道路，减少拆迁，以降低工程造价； （3）在满足防洪的基础上，堤型布置体现以人为本的规划理念，尽量结合亲水性，绿化美化河岸，营造生态化的水环境； （4）注重与城市规划建设有机结合，在满足以上原则的前提下尽可能扩大绿化景观面积，以满足城市建设对绿化景观的需求，为东莞风岗镇的发展提供更大空问。堤线布置时，应进行实地踏勘，翻阅历史记载，深入实地集居

6、地调查收集洪灾资料，对河道的历史演变、改道、泛滥情况进行充分的调查，尽量能避免穿越故河道和历史泛滥区，从而减少堤基处理措施，节省投资。 四、堤防工程设计的荷载及组合 堤防工程的设计荷载分为基本荷载和特殊荷载。基本荷载包括自重，设计洪水位时的净水压力、扬压力及风浪压力，冰压力及其他出现机会较大的荷载。特殊荷载包括地震荷载和其他出现机会较少的荷载。 对于土堤来说，正常情况稳定计算包括：设计洪水位下的稳定渗流期或不稳定渗流期的背水坡堤坡；设计水位骤降期的临水侧堤坡。非常情况包括：施工期的临水侧、背水侧堤坡；多年平均水位时遭遇地震时的临水侧、背水侧堤坡。防洪设计的正常情况由基本荷载组合，非常情况由基本

7、荷载和一种或几种特殊荷载组合。 五、堤防工程设计所需主要参数 （1）渗透系数：在已建和拟建或加固工程设计中，掌握堤身、堤基的地层结构和渗透系数渗流计算的最基本的条件。 （2）允许比降：允许比降判断地磁渗透稳定是否满足设计要求的依据。 （3）抗剪强度：抗剪强度是土堤在运行时能否产生滑坡，或滑动，而导致决堤的一个关键性指标。 （4）压缩系数和压缩模量：压缩系数和压缩模量不仅是计算参数，也是地层压缩性的评价指标，一般由实验室确定。 六、堤防堤基础处理 堤线布置选择主要是根据防洪规划和保护对象的要求，或历史形成的，对堤防基础条件好坏考虑较少，加上堤防工程面广线长，什么基础都能碰到，而国家资金的投入有限

8、，故堤防基础处理困难是比较大的。 一般来说，形成稳定渗流主要与堤基及堤防填筑材料的渗透系数ks有关，此外受孔隙率等条件影响，这些因素直接决定堤防渗流速度，依据达西定律（v=ksxj，ks-渗透系数，j一水力坡降），渗透系数越大，越容易形成稳定渗流。因此，对于由砂土、砂壤土等渗透系数较大的材料构筑的堤防，较粘土、壤土构筑的堤防形成稳定渗流容易，强透水性堤基较弱透水堤基易形成稳定渗流。对于由粘性土、砂卵砾构成的浅层透水堤基，宜采用粘性土截水槽或其他垂直防渗措施截渗。 （1）地面上部粘性土层破坏，堤内地下水潜伏，渗透破坏表现为管涌、沸砂。此类破坏多发生于堤后池塘、沟渠或耕植土深挖处，需进行填塘固基处理。 （2）有粘性土盖板情况下，堤内地下水为承压水。由于河床较深，与堤基强透水层相通，当洪水期时水位抬高，压力增大，粘性土顶板遭冲决而产生激涌、沸砂和地表塌陷。 此类破坏一般是由于粘性土盖板较薄，承压水头太大引起的。对于由粘性土或淤泥、砂、卵砾构成的深层透水堤基，宜采用堤后压载、设排水减压沟或减压井等措施，使得堤基渗出口渗透坡降小于允许渗透坡降。当表层弱透水层较厚时，宜采用堤后压载；当表