防洪堤施工设计具体包括哪些内容呢,下面鲁班乐标为大家带来相关内容介绍以供参考。
1 设计概况
对该工程进行了实地勘测和有关资料的收集,完成了该工程的施工图设计。防洪堤工程设计防洪标准为10年一遇。该工程新修河堤350 m,爬河桥一座,并对河道进行清淤。免遭10年一遇以下标准的洪水的威胁,解决群众雨季、汛期的过河难问题,同时河道两岸的环境也相应得到了治理,减少水土流失,因此该工程建设是非常必要的。
2 水文分析
防洪标准根据《防洪标准》(GB50201—94)的规定,保护人口、耕地较少的“以乡村为主的防护区,保护人口小于等于20万人,防护区耕地少于等于30万亩”防洪标准为20~10年遇的洪水。,结合工程实际情况,考虑人口、经济、资金等因素,体现以人为本政策,设计防洪标准取10年一遇。
3 基本资料
从该工程所在地区的1:50000的地形图上量得:流域面积F=42.3 km2从流域最远点(分水岭处)沿流程至工程所在地的长度L=10.8 km工程位置以上的河道平均坡降J=0.038。
3.1 工程地质
该工程投资和规模较小,未作较详细的地质勘探工作,只作实地地质踏勘工作,对地层岩性、地质构造不作描述。河道的河床为砂卵石层,其厚度在10 m以上,卵石含量在60%以上,中粗砂约占20%,细砂及泥土约占20%,其承载力值在16 T/m2~40 T/m2,承载能力较强,是较好的建筑基础,河床以上部分为沙壤土,其厚度在3 m左右,具有一定防渗效果,河岸台阶地分布有粉质沙壤土,土层较厚,承载力较小,抗冲刷能力较弱,所以临河而建的居民村需要建设防洪河堤。
3.2 天然建筑材料
工程区河段河床宽度在30 m~40 m左右,河床内砂卵石贮量丰富,筛选后级配较好,可作为建筑用砂石料使用,同时工程位置距河出口约4 m,河河床内砂及碎石贮量丰富,质量好,工程用砂可直接从拉运。块石可就近2 km内拉运;工程建设所需石块可就地取材;河道中砂卵石可做为堤后回填料。工程所需天然建筑材料可以满足工程建设需求。
4 工程设计
4.1 水力计算
设计预留河道宽30 m,参照《水力学》中河道糙率取值规定,河道糙率取0.026,治理后河道顺直,河床坡降保持原河道坡降,过流计算采用明渠均匀流公式:
Q=AC
Q—流量(m3/s)
A—过水断面面积m2
C—谢才系数
R—水力半径
i—河床坡降i=0.038
经计算,求得在下泄10年一遇的洪峰流量313 m3/s时,其过水深为1.3 m,考虑安全超高0.5 m,由于堤后保护的居民点人口和耕地面积较多,且为了与原有坝段和路面进行衔接,出河床水面以上堤高2.3 m。
4.2 河堤冲刷深度估算
查《水力计算手册》按照以下公式进行河堤基础冲刷深度计算
hB=hp+[(Vcp/V允)n-1]
hB—局部冲刷深度(m),从水面起算;
hp—冲刷处的水深(m),以近似设计水位最大深度代替;
Vcp—平均流速(m/s)
V允—河床面上允许不冲流速(m/s)查《水力学》取值5m/s
n—与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取n=1/4。经计算,冲刷深度为1.53 m,设计河堤基础埋深确定为2.0 m。
4.3 河堤设计
护岸河堤起着挡水和挡土的双重作用,根据稳定要求,选择浆砌石河堤,河堤断面设计为梯形,河床水面以上堤高为2.3 m,堤顶宽0.5 m,底宽1.35 m,背水面边坡为1:0.37,迎水面为直墙。河床水面以下基础设计为矩形齿墙,埋深2.0 m,宽0.8 m。河堤总高4.3 m。
4.4 爬河桥设计
爬河桥设计为漫水桥,在河道中间隔20 cm埋设四根直径1 m的水泥管,在水泥管上铺设C25的钢筋混凝土桥面,30 cm,厚水泥管下混凝土垫层厚40 cm,水泥管周围用C15混凝土填充。埋管部位长7 m,宽4 m,两侧铺设28 m引桥连接公路与桥面,在非汛期河水可通过水泥管流向下游,汛期时洪水可翻越桥面下泄,不会影响河道行洪。
4.5 河堤稳定分析计算
安全分析计算内容为:抗滑稳定计算,抗倾稳定计算,地基应力计算。
1)滑稳定计算。根据公式K滑=f∑W/∑P,经计算∑W=8.75(t/m),∑P=4.13(t/m),摩擦系数f取0.5,计算结果,抗滑稳定系数K滑=1.06>K规=1.05。
2)抗倾稳定计算。根据公式K抗倾=∑M抗倾/∑M倾,∑M抗倾=5.9(t.m),∑M倾=4.1(t.m),计算结果,K抗倾=1.4>K规=1.3。
3)地基应力计算。根据公式:δ=W/A计算,W=15.64 T,A=1.15 m2,经计算,地基应力δ=13.6 t/m2,小于地基承载力值
28 t/m2。
通过以上计算表明,河堤断面既能满足抗滑稳定要求,又能满足抗倾覆要求及地基承载力要求。因此,设计河堤是安全可靠的。
5 工程施工
5.1 施工条件与分析
该工程沿线有公路贯通工程首尾,同时许多由河床通向公路的便道,十分方便;工程沿岸有电力线路通过,电力供应有保证,工程河道内一般常年有水,水质符合工程用水标准,工程用水可不考虑,施工场地在河岸边,场地开阔,整平方便。总之,该工程施工交通方便,水电供应有保证,施工场地开阔,工程施工条件较好。
5.2 工程施工组织
该工程为主要为护岸河提,属堤防工程,投资较少,规模较小,施工工艺较单一。主要工程施工为堤基开挖,堤身砌筑,堤后回填及施工抽水和导流等。施工需主要机械设备:挖掘机1台、装载机1台、砂浆搅拌机1台。施工组织安排如下:
1)堤基开挖及砌筑。用挖掘机进行堤基开挖,底宽要求不小于1.5 m,两侧开挖边坡为1:1,开挖到高程后,人工进行基底整平,安排块石进行砌筑。基础砌筑完成后,用铲车或挖掘机进行分层回填,每层厚0.5 m左右,并碾压3遍以上,并用水进行灌实。
2)堤身砌筑基础回填完成后,对基础砌石顶面清理干净后,按设计尺寸放线,进行堤身砌筑。堤身砌筑每隔20 m设一伸缩缝,缝宽5 cm,缝内填三油四毡。总之,本工程要求严格按照工程施工规范要求进行施工,不得降低标准随意施工。
5.3 竣工验收
工程竣工后,由施工单位编制竣工报告,会同建设单位进行自验,自验中,对工程建设中存在的问题要现场指出,并限期责令进行改正,改正后重新进行验收。自验合格后,报请财政、水电设计部门进行验收。
6 防洪影响评价
工程实施后,将对河道内的淤积物进行清理,清理出的淤积物可做为砂卵石堤后回填料使用,河道淤积减轻,河道畅通,这样就保证了河道汛期洪水畅泄和两岸的汛期安全。工程建成后,不会改变河道走势,不会抬高河床,不会影响上下游,左右岸的防洪安全和汛期抢险,对第三者的水事不构成影响,总之,该工程不会对防洪构成影响,防洪影响评价可行。
7 结束语
本工程建成后,对维护两岸正常的生产秩序,促进农村稳定,有积极的社会效益。还可防止河岸农田耕地的水土流失,保持河道畅通,增加行洪、泄洪能力。还具有保持水土流失,美化和改善周边环境,生态效益非常明显。总之,该工程是一项较好的防汛减灾和综合治理工程。