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按《堤防工程设计规范》(GB50286–98)中的冲刷计算公式计算。(注:《堤防工程设计规范》(GB50286–98)D.2.2-1公式有误,式中“+”应改为“×”。) (1)平顺段护岸冲刷深度用下式
??Vcp???V????允????n
??1???hB?hp
式中:
hB—局部冲刷深度(m);
hp—冲刷处的水深(m),以近似水位最大深度代替; VCP—平均流速(m/s);
V允—河床面上允许不冲流速(m/s);
n—与防护岸坡在平面上的形状有关,取n=1/4。
(2)斜冲护岸段冲刷深度用《堤防工程设计规范》(GB50286–98)规范中D.2.2-2式计算:
23tg?hp??2式中:
2?Vj?30d2g1?m△hp—从河底算起的局部冲深(m); α—水流流向与岸坡的夹角;
m—边坡系数;
d—坡脚处土壤计算粒径(cm);
[(非粘性土,指按重量计,取大于15%的筛孔直径),粘性土按照规范当量粒径表查得。]
Vj—水流偏斜时水流的局部冲刷流速(m/s),近似按设计洪水位时流速代替。 报告中应列出公式中各个参数的取值及最不利情况的冲刷计算结果;应列出各计算断面流速,冲刷深度。
4.7排涝规划
说明排涝标准、排涝方案(简述第5章有关排涝设计内容)。
4.8清淤、疏浚规划 说明疏浚位置、长度、工程量(简述第5章有关疏浚设计内容)。
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5.工程布置及主要建筑物
5.1工程等级与标准
5.1.1依据保护区的防洪规划、保护区的重要性,按防洪规范确定堤防工程的防洪标准。中小河流堤防一般为10-20年一遇洪水,保护区排涝标准一般为5~10年一遇。
5.1.2按有关规范确定堤防工程及主要建筑物级别,一般为4-5级。 5.2设计基本资料收集
包括水文、地形、地质等有关资料及图纸。 5.3堤防工程总体布置
5.3.1稳定河宽论证与堤距选择 堤距要大于或等于稳定河宽,应满足行洪安全要求。
5.3.2堤线方案选择
根据堤线布置原则和选定的堤距、河宽、河道岸线情况和河岸建筑物情况、地形地质条件、施工条件及其他影响因素,选择不同的堤线进行比选,推荐合理的堤线方案。提出推荐堤线方案的堤防工程总平面布置及控制坐标。
5.3.3堤型选择
根据河岸地形地质条件、当地建筑材料、工程占地、两岸建筑物、环境要求等条件,初拟2~3个不同的堤型及结构型式,经同精度技术经济比较,推荐经济合理的方案。
中小河流堤防工程可供选择的堤型有土石填筑堤、重力式防洪墙、护岸护坡式堤及混合式堤、全生态堤等,应优先考虑采用当地材料为主的土石填筑堤作为推荐堤型。
(1)土石堤采用土料、石碴料、砂卵石料等当地材料碾压填筑,均为斜坡式堤,边坡系数按不同的填筑材料的稳定边坡确定。
(2)重力式防洪堤 主要采用砼、浆砌石结构,包括重力式、衡重式、仰斜式、悬臂式、扶壁式挡墙等结构型式,这些堤型可以因地制宜采用,同时要考虑地基承载力与变形等条件确定。
(3)护岸护坡式堤 一般对岸线高于设计洪水位、岸坡存在崩塌、滑坡冲刷及岸线不规整等情况需进行保护、加固、整治的,应根据岸坡岩土特性进行护岸护坡处理,护岸工程型式有砼衬砌护坡、砌石护坡、仰斜式挡墙护坡、生态护坡等,因地
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制宜按功能要求和安全要求推荐护坡方案。 (4)混合式堤型
随着新农村建设和农村城市化要求,结合改善沿河水生态环境,可以采用混合式复式堤型。在常年水位附近可设一级多功能马道,马道以下采用直墙式或仰斜式挡墙结构,防冲齿墙应满足抗冲要求和稳定要求;马道以上采用土石料填筑体斜坡式生态护坡,满足生态要求。对于深水区水下基础施工较难的防冲保护还可以考虑采用防锈钢丝网格石笼挡墙结构。生态护坡应满足抗冲要求,对流速较大的应采取必要的保护加固措施。 (5)全生态堤型
采用网格式生态带、生态袋、生态毯、砼网格、草皮护坡等作为堤防设计,生态式堤防护坡应满足抗冲要求,对流速较大的应采取必要的保护加固措施。
5.4堤防结构设计 5.4.1堤防断面选择
土石堤要按填筑体稳定边坡要求选择边坡系数,迎水面作护面防冲保护衬砌,按规范要求计算的抗冲厚度。边坡取值一般土质边坡采用缓于1:2、石碴料1:1.75、砂卵石料1:1.5,最终取值按稳定计算确定,直墙重力式断面按稳定应力要求确定。
5.4.2堤顶结构
对4、5级堤防堤顶宽度取3-4m,超高1m,可设防浪墙,堤顶高程不得低于设计洪水位,堤顶外缘要设安全护栏,路堤结合道路要求采用合适的路面设计。
5.4.3马道设计 对有稳定要求或多功能要求的可在迎水面常年水位附近设马道,马道宽一般2m左右,有多功能要求的马道外缘应设栏杆。
5.4.4护坡衬砌 护坡可采用砼、浆砌条石(块石、砂卵石)、生态护坡等衬砌型式。
有防渗要求的堤防,一般应作好上游迎水面的防渗处理,可采用土工防渗织物、砼面板防渗进行设计。
5.4.5堤后背水坡原则上按稳定边坡设计,采用草皮护坡,堤坡脚应设置排水沟。 5.4.6基础设计
堤基应满足承载力及变形要求,对松散地基应作挖除或基础加固处理。 基础防冲齿墙除考虑结构稳定外主要是满足抗冲刷要求,埋深应置于计算的最大冲刷深度以下0.5-1.0m,(顶冲段1m,非顶冲段0.5m)。防冲齿墙一般宜采用斜
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坡式砼结构,齿墙开挖基槽应回填至河床设计地面高程,采用原状砂砾石、砂岩石渣料、大卵(块)石碾压回填,表层进行必要的防冲保护。对河道较窄的或齿墙施工难度较大的堤基可采用水平防冲保护。对覆盖层较浅的基础齿墙可直接置于基岩上。
有防渗要求的堤基应设置垂直或水平防渗设施。由于中小河流洪水历时较短,一般均不考虑防渗要求。
5.4.7堤防工程稳定计算
(1)土石堤 应采用规范规定的计算方法进行堤防边坡稳定计算和渗流稳定计算,其成果应满足规范要求。
(2)重力式堤 应进行整体稳定计算,安全系数必须满足规范要求。 5.4.8加固堤设计
加固堤应尽量利用原堤进行加高加固,对土石堤宜采用放缓边坡、加高培厚方式,并应复核稳定安全;对重力式堤应根据原堤结构特性合理确定加固方案,新旧堤防应采用可靠的连接方式形成整体,并满足整体稳定要求。
对堤身土石填筑质量差,存在安全隐患的应综合比较灌浆、土工膜、振冲桩及加设下游反滤体等措施进行加固,择优选择加固方案。
对基础防冲结构埋深不够的可在迎水侧另加防冲齿墙,并作好与原堤的连结,不得削弱原堤基础的稳定安全。
5.5穿堤建筑物设计及排涝工程设计
结合保护区排水排涝要求进行穿堤建筑物设计,明确穿堤涵管布置位置、型式,排涝涵闸设置和结构设计等,应确保排涝、排水通畅,避免产生内涝。
5.6河道疏浚设计
结合中小河流河道综合治理要求对岸线进行规划治理和对河道进行清淤疏浚。河道的开挖疏浚范围、疏浚的纵横剖面应按河道行洪安全要求、岸坡的稳定要求及河道水域环境整治要求等确定,并提出疏浚整治设计方案和疏浚工程量及相应布置图等。
疏浚河道宜采用复式断面,主流归槽,尽可能使河道顺直,疏浚后要使河槽与河岸保持稳定,满足边坡稳定安全要求。
6 .施工组织设计
6.1施工条件及工程概况
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