堤防工程改造設(shè)計(jì)方案比選探討

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1、2013年1月■阿目蓑商規(guī)劃與設(shè)計(jì)【文章編號(hào)】1673—0038(2013)03—0027-03堤防工程改造設(shè)計(jì)方案比選探討石常毅(廣州市市政集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司廣東省廣州市510060)摘要：隨著社會(huì)的快速發(fā)展，防洪問(wèn)題對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響及可持續(xù)發(fā)展的書(shū)J約越來(lái)越突出，特別是城區(qū)段河道的堤防治理方面。本文探討了防洪工程的改造設(shè)計(jì)方案，要充分考慮到實(shí)際情況，根據(jù)不同的條件做出多種方案，經(jīng)過(guò)論證，從中選擇最優(yōu)的方案，才能達(dá)到最經(jīng)濟(jì)合理的方案，達(dá)到較好的社會(huì)效益。關(guān)鍵詞：堤防工程；改造；設(shè)計(jì)1堤防現(xiàn)狀及存在問(wèn)題某堤防工程70年代已投入大量的資金沿江疏河

2、筑堤造地修筑了一條長(zhǎng)約5．5km的沿江公路，但是，由于資金所限，當(dāng)年的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低，此段的堤防存在以下的問(wèn)題：該段護(hù)岸堤存在兩個(gè)問(wèn)題。第一個(gè)問(wèn)題是堤頂高程不達(dá)標(biāo)，防浪墻項(xiàng)高程僅考慮了安全超高，未考慮波浪爬高和壅高，實(shí)際上達(dá)不到50年一遇的防洪要求；第二個(gè)問(wèn)題是該段部分沉箱護(hù)腳被洪水淘空，穩(wěn)定性不夠。達(dá)不到20年一遇的洪水標(biāo)準(zhǔn)，堤頂未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的高度。因此需對(duì)該堤防工程進(jìn)行改造設(shè)計(jì)。2改造設(shè)計(jì)方案論證和堤型比選據(jù)可研報(bào)告和專(zhuān)家咨詢(xún)意見(jiàn)，該堤段未閉合，需將可研設(shè)計(jì)的堤段長(zhǎng)度向上游延長(zhǎng)500m與上游側(cè)已建好的堤段連接形成閉合堤圍?？紤]岸坡基本穩(wěn)定的

3、條件下，沿原河岸線(xiàn)布置。按城市防洪工程要求，該段堤防應(yīng)達(dá)50年一遇防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，堤線(xiàn)布置基本沿舊堤線(xiàn)布置，對(duì)原土堤加高培厚、設(shè)堤頂防浪墻和迎水坡混凝土護(hù)坡、堤頂鋪筑坭結(jié)石路面、背水坡鋪草皮護(hù)坡。2．1堤型方案根據(jù)該堤段地形地質(zhì)條件和國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧?，堤身斷面結(jié)構(gòu)型式可考慮以下三種方案：2．1．1方案一：斜坡堤斷面根據(jù)軟土地基的承載力和堤防填筑的高度，斜坡式斷面可分為單坡式和復(fù)合式斜坡斷面兩種。對(duì)地基承載力較好或稍經(jīng)處理就可以進(jìn)行堤防填筑的堤段，如果填筑高度不大，可以采取單坡式斷面型式一次堆填到堤頂；對(duì)于堤身高度較大的堤段，應(yīng)根據(jù)軟土地基的固

4、結(jié)情況，控制加載速度，進(jìn)行分級(jí)填筑，宜采取復(fù)合式斜坡斷面。2．1．2方案二：陡墻式斷面對(duì)于施工期平均水位以下的堤身，采用拋石將堤防填筑出水面，水面以上采用漿砌石擋土墻加高，擋土墻墻頂寬0．8～1．5m，墻外坡為1：0．2—1：0．4，墻內(nèi)坡直立或稍放坡，墻后回填碎石土，墻頂采用碎石混凝土澆筑固頂。為避免沉降引起擋土墻出現(xiàn)裂縫，每隔一定距離設(shè)置沉降縫。2．1．3方案三：混合式斷面根據(jù)施工條件和運(yùn)用要求不同，迎水面由斜坡段和陡墻段聯(lián)合組成，主要有二種情況。第一種情況為上部為陡墻，下部為斜坡，即對(duì)于施工期水位以下堤身，采用袋裝砂或拋石進(jìn)行斜坡式填筑，

5、盡快將堤防填筑出水面，平均水位以上的堤身，采用漿砌石直立擋土墻。第二種情況為上部為斜坡，下部為陡墻，施工期水位以下堤身或沉箱基礎(chǔ)填出水面，上部接斜坡斷面。2．2堤型比選(1)斜坡式堤型地基應(yīng)力分布均勻從而對(duì)地基要求較低、適應(yīng)軟土地基變形能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、可以充分利用當(dāng)?shù)剌^豐富的砂料填料等優(yōu)點(diǎn)，施工簡(jiǎn)單，可大面積機(jī)械化施工。但由于采用斜坡堤，堤身基礎(chǔ)寬度較大、占地多、波浪爬高大，因而堤項(xiàng)較高。(2)陡墻式堤型的優(yōu)點(diǎn)是斷面小，占地少，工程量小，可以利用當(dāng)?shù)刎S富的石料砌筑擋土墻。陡墻式波浪爬高值較小，堤頂高程較矮。但風(fēng)浪對(duì)陡墻動(dòng)力作用比較強(qiáng)烈，因此對(duì)

6、堤身基礎(chǔ)破壞性較大，易引起坡腳沖刷，且由于陡墻荷載相對(duì)集中，對(duì)地基要求較高，極容易造成軟土地基的塑性破壞，產(chǎn)生較大的絕對(duì)沉降和差異沉降。因此，陡墻式斷面一般用于波浪不大、地基較好、堤身不高的地段。(3)混合式堤型，通過(guò)合理選擇上陡下緩或下陡上緩的型式，可充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)。但在堤身轉(zhuǎn)折處，規(guī)劃與設(shè)計(jì)■瞄固舞瞄2013年1月流態(tài)紊亂，極宜造成結(jié)構(gòu)破壞，另外，混合式斷面與陡墻式斷面一樣由于地基應(yīng)力相對(duì)較集中，在軟土地基上容易產(chǎn)生較大的沉降和差異沉降：，在選擇堤防斷面型式時(shí)既要根據(jù)各種堤型的特點(diǎn)和當(dāng)?shù)刈匀粭l件(地形、地質(zhì)、潮汐、風(fēng)浪、水流等)，也要考

7、慮當(dāng)?shù)夭牧?、施工條件、運(yùn)用和管理要求、工程造價(jià)等因素，進(jìn)行綜合分析研究和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。3設(shè)計(jì)方案論證及比選該段護(hù)岸堤已建設(shè)了沉箱擋土墻拋石護(hù)腳和防浪墻，堤內(nèi)側(cè)為沿江路，目前已硬化，地勢(shì)平坦，但防浪墻高度不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)計(jì)算成果，防浪墻欠高40。60cm，僅從防洪的角度出發(fā)，防浪墻應(yīng)該加高40～60cm。但是，為避免防浪墻加高太多，影響城市景觀(guān)，因此，該段堤段考慮采用越浪式防浪墻，經(jīng)按可越浪式防浪墻復(fù)核，墻頂欠高10。20cm。此外，該段局部堤腳受洪水沖刷影響，原沉箱護(hù)腳被淘空，需對(duì)局部坡腳進(jìn)行加固處理。因此，該段堤防的主要方案為加高防浪墻(

8、可越浪)lO一20cm，對(duì)已實(shí)施的部分沉箱坡腳進(jìn)行拋石加固處理。該堤段現(xiàn)有的堤項(xiàng)高程低于50年一遇的洪水位，需要加高處理。考慮到城市規(guī)劃的要求，此堤段