防洪堤混凝土板護(hù)坡一坡到底基礎(chǔ)防護(hù)設(shè)計(jì)方案研究與分析

靳 磊/新疆塔城市水利局

防洪堤混凝土板護(hù)坡一坡到底基礎(chǔ)防護(hù)設(shè)計(jì)方案研究與分析

靳 磊/新疆塔城市水利局

防洪工程采用砼護(hù)坡一坡到底基礎(chǔ)防護(hù)形式，減少工程量，降低了工程造價(jià)。

防洪堤；砼護(hù)坡；一坡到底；基礎(chǔ)防護(hù)方案；應(yīng)用與分析

1.工程概況

新疆塔城市烏拉斯臺(tái)河17+200-25+200段防洪工程，擬修建防洪堤8km，工程規(guī)模為V等小(2)型工程，工程級(jí)別均5級(jí)，河防洪標(biāo)準(zhǔn)10年一遇，行洪能力22.1m3/s。其主要保護(hù)對(duì)象為塔城市經(jīng)濟(jì)重鎮(zhèn)二工鎮(zhèn)的薩孜村、塔斯肯村、喀拉墩村等村的村莊及沿河農(nóng)田。防護(hù)堤建好后可保護(hù)耕地5萬(wàn)余畝、保護(hù)人口4.3萬(wàn)余人。

在工程建設(shè)中，本工程采用砼板護(hù)坡一坡到底基礎(chǔ)防護(hù)方案，其優(yōu)點(diǎn)是：河道整治寬度接近穩(wěn)定寬度和實(shí)際寬度，保證設(shè)計(jì)洪水順暢通過(guò)，并保證河道的安全泄洪能力，不但節(jié)約了工程用地，節(jié)省了工程量，降低了工程造價(jià)而且保證原河道的順暢性，使工程建成后達(dá)到自然美觀的效果。

2基本資料

2.1氣象

工程位于塔城市烏拉斯臺(tái)河，屬典型大陸性溫帶氣候。多年平均氣溫6.2℃，多年最高氣溫41.0℃，最低氣溫-42.6℃，年較差為83.6℃，多年最冷月平均氣溫-13.56℃，該地區(qū)年凍融循環(huán)次數(shù)小于100次。根據(jù)《水工建筑抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》SL211-98規(guī)定，該地區(qū)屬?lài)?yán)寒地區(qū)。多年平均降水量279mm，多年平均蒸發(fā)量為1849mm，平均積雪深為32cm，最大凍土深146cm，無(wú)霜期147天左右。

2.2水文

根據(jù)烏拉斯臺(tái)水文站提供的資料可知：工程起點(diǎn)17+200處10年一遇的洪水流量為22.1 m3/s，終點(diǎn)25+200處10年一遇洪水流量為19.9 m3/s。

2.3工程地質(zhì)條件

2.3.1地形地貌。

烏拉斯臺(tái)河左岸防洪堤呈南北向展布，樁號(hào)17+200m～25+200m，河堤處于沖洪積平原之上，地形平緩：海拔高程594.35m～512.54m。沿線大部分為耕地，局部為戈壁荒地。沿線地層主要為第四系全新統(tǒng)沖洪積層（al+pLQ43）,勘探深度3.0m巖性為表層粉質(zhì)壤土夾少量礫石，下部為砂卵石及砂礫石。

2.3.2地層巖性。

17+200m～25+200m表層巖性為粉質(zhì)壤土夾少量礫石，黃色，中密，干燥，粉粒狀結(jié)構(gòu)，厚度1.0～1.6m左右，下部為砂卵石、灰白色、中密、粒徑一般為2～4㎝左右，含量占70～80％左右，巖石成份主要為石英巖，閃長(zhǎng)巖、凝灰?guī)r，凝灰質(zhì)砂巖等組成，新鮮堅(jiān)硬，磨圓度差，地下水位在基礎(chǔ)以下30～50m以上，地基承載力為300～500kpa。

2.3.3水文地質(zhì)。

工程區(qū)地下水位以第四條松散層孔隙潛水為主，地下水受排補(bǔ)方式為大氣降水及融雪水補(bǔ)給于河床中地下水埋深30-50m-2-10m不等。

3.工程設(shè)計(jì)

3.1方案比選

本次進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，提出了兩個(gè)方案，主要是進(jìn)行過(guò)流斷面形式比選和基礎(chǔ)防沖形式比選。

第一方案：砼板護(hù)坡一坡到底基礎(chǔ)防護(hù)方案

均采用防洪堤護(hù)砌，斷面形式為梯形，防洪堤頂寬4m，內(nèi)邊坡1∶1.5，外邊坡1∶1.5，防護(hù)堤高1.50m。護(hù)坡采用0.15m厚C20F200現(xiàn)澆砼板襯砌，地面以下護(hù)坡采用0.2m厚C20F200現(xiàn)澆砼板襯砌，將砼護(hù)坡延伸至底部齒墻處，砼齒墻厚0.3m，高0.5m。

第二方案：漿砌石防沖斜墻一坡到底防護(hù)方案

均采用防洪堤護(hù)砌，斷面形式為梯形，護(hù)坡采用采用仰漿砌石防沖斜墻護(hù)砌，漿砌斜墻頂寬0.3m，高3.5m，底寬1.2m，迎水面邊坡為1∶1.5，外邊坡為1∶1.5。

表3-1 方案比較表

通過(guò)表3-1可以看出，從施工條件、工程量、總投資等角度分析第一方案優(yōu)于第二方案，因此推薦第一方案。

3.2防洪堤工程

3.2.1砼板護(hù)坡一坡到底基礎(chǔ)防護(hù)設(shè)計(jì)。

烏拉斯臺(tái)河（樁號(hào)17+200～25+200）河段，河道長(zhǎng)8km，左右岸均采用防洪堤護(hù)砌，防洪堤長(zhǎng)16km，斷面形式為梯形，河道底寬25-70m，防洪堤頂寬4m，內(nèi)邊坡1∶1.5，外邊坡1∶1.5，防護(hù)堤高1.00-1.10m。護(hù)坡采用0.15m厚C20F200現(xiàn)澆砼板襯砌，底部鋪設(shè)30cm厚砂礫石墊層，河床底部不襯砌，為增加基礎(chǔ)護(hù)坡的抗沖刷耐久性要求，河床面以下護(hù)坡采用0.2m厚C20F200現(xiàn)澆砼板襯砌，底部鋪設(shè)30cm厚砂礫石墊層，將砼護(hù)坡延伸至底部齒墻處，砼齒墻厚0.3m，高0.5m，采用C20F200現(xiàn)澆砼。護(hù)坡每50m設(shè)防沖隔墻一道，尺寸寬0.4m，深0.8m。在樁號(hào)21+000-25+200段河道變窄沖刷嚴(yán)重，在此段凹岸一側(cè)基礎(chǔ)埋深1/2處平鋪鉛絲籠輔助防沖，尺寸寬5m，厚0.5m。堤頂設(shè)封頂板寬0.3m，厚0.12m，采用C20F200現(xiàn)澆砼。基礎(chǔ)施工完后，對(duì)堤底以下開(kāi)挖的土方采用原土回填至設(shè)計(jì)河床底高程。砼護(hù)坡板塊尺寸3.0m★3.0m、基礎(chǔ)齒墻、封頂板每隔3.0m設(shè)一道橫縫；縫寬2cm,采用高壓閉孔板上涂3cm厚聚氨酯填縫。

4.工程方案分析

4.1充分利用原河道，選定合理的治導(dǎo)線布置

根據(jù)烏拉斯臺(tái)河地形情況及需保護(hù)的范圍，結(jié)合河道平面位置變化情況，工程盡可能布置在河道沖刷嚴(yán)重及需保護(hù)范圍的外圍，并結(jié)合地形，將防洪堤建在地勢(shì) 較高處，以便節(jié)省工程投資。采用順應(yīng)天然河勢(shì)的蜿蜒形和微彎形作為治導(dǎo)線布置的基本形式，主河段采用微彎、或用直線相接，充分利用長(zhǎng)期比較穩(wěn)定的主河槽。

4.2砼板護(hù)坡一坡到底基礎(chǔ)防護(hù)方案，砼澆筑相對(duì)簡(jiǎn)單,加快了施工進(jìn)度

砼板護(hù)坡一坡到底基礎(chǔ)防護(hù)施工的技術(shù)特點(diǎn)為：斷面形式為梯形，河道底寬25～70m，防洪堤頂寬4m，內(nèi)邊坡1∶1.5，外邊坡1∶1.5，防護(hù)堤高1.0～1.1m。護(hù)坡采用0.15m厚C20F200現(xiàn)澆砼板襯砌，底部鋪設(shè)30cm厚砂礫石墊層，河床底部不襯砌，為增加基礎(chǔ)護(hù)坡的抗沖刷耐久性要求，地面以下護(hù)坡采用0.2m厚C20F200現(xiàn)澆砼板襯砌，將砼護(hù)坡延伸至底部齒墻處，砼齒墻厚0.3m，高0.5m。基礎(chǔ)施工完后，對(duì)堤底以下開(kāi)挖的土方采用原土回填至設(shè)計(jì)河床底高程，本工程施工場(chǎng)地較大，工程間相互干擾性大，砼澆筑相對(duì)簡(jiǎn)單, 具有成本低、工期短、效率高等優(yōu)點(diǎn)。

4.3簡(jiǎn)化導(dǎo)流方式，減少工程投資

根據(jù)本工程實(shí)際情況和地形、地貌及施工條件，在17+200～25+200段河道寬度25-70m，由于該河道洪水類(lèi)型為冬季積聚的冰雪融化形成的季節(jié)性洪水，每年的3～5月份多發(fā)洪水。根據(jù)工期安排，結(jié)合水文分析計(jì)算報(bào)告施工設(shè)計(jì)洪水章節(jié)，施工期導(dǎo)流僅考慮平水期導(dǎo)流，因此可直接在河道中央開(kāi)挖導(dǎo)流渠進(jìn)行采用導(dǎo)流。這樣既大大降低了導(dǎo)流工程的規(guī)模和費(fèi)用，又縮短節(jié)省了工程總投資。

5.結(jié)語(yǔ)

在防洪工程建設(shè)中，采用砼板護(hù)坡一坡到底基礎(chǔ)防護(hù)，可以保證設(shè)計(jì)洪水順暢通過(guò)，并保證河道的安全泄洪能力，既節(jié)約了工程用地，又節(jié)省了工程量，降低了工程造價(jià)而且保證原河道的順暢性，使工程建成后達(dá)到自然美觀的效果。