城市防洪堤防设计及加固技术分析堤防防洪护岸工程

时间：2019-01-23 03:32:27　来源：雅意学习网本文已影响人

　　摘要：堤防工程是城市防洪体系的重要组成部分，随着城市发展建设步伐的加快，在满足现有防洪功能和防洪保护要求的前提下，也要求堤防建设要与城市总体规划相结合，与建设生态旅游的规划相结合，因此提出了堤防设计和加固的措施，以发挥其保护城市与美化环境的综合功能。
　　关键词：城市防洪；堤防设计；加固技术
　　中图分类号：TU761 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）0020(C)-0197-02
　　一、防洪堤的堤线和堤型设计。（一）堤防工程设计的测图要求。地形图比例尺，在堤防设计的不同阶段有不同的要求。在选线阶段，一般可利用现有的1:10000和l:50000地形图。定线测量是确定堤线、测算工程量、统计挖压拆迁以及施工场地布置的基本依据，需要1:1000―1:10000专用带状地形图，常用的是1：2000地形图。带状地形图的宽度需满足初步设计(包括防渗、排渗区以及护岸工程范围)、施工图设计(包括料场区和工场布置区范围)及管理(包括护堤地范围)的要求。纵断面图比例尺要求一个纵断面图尽可能布置在一幅图纸上，同时满足有关文字注记的要求。横断面图的间距，除了满足各个阶段的精度要求外，还要具有代表性。（二）堤线布置。堤线即堤防的沿程走向和位置，堤线选择主要综合地形和地质条件、洪水和潮流方向、河流和海岸线变迁、现有工程状况、防汛抢险和维护管理要求和城市规划等因素确定。为减小工程量，节约投资，应考虑岸边地形，尽量利用较高的路基、岗地等，以采用较短的堤防长度和较低的堤防高度；城市范围内一般都修建有堤防，所以在重新规划、修建城市防洪理沦与实践市防洪工程时，应首先考虑现有堤防的利用。城市堤防工程失事大多由于堤基问题，因此堤线应选择在地质和土质好、岸滩稳定的滩岸上，尽可能避开软弱地基、强透水地基、深水地带、占河道。堤线走向应大致与大洪水的水流流向平行、蜿蜒曲折的河段，不宜采用随河槽迂回的堤线，而应沿着曲折河段的边缘(见图1)，或者进行河道裁弯取直。河道弯曲处，堤防不应靠近河槽，以免坍岸。堤线宜顺直，不宜采用折线或急弯，转折处应用平缓曲线连接，湖堤、海堤应尽可能避开强风或暴潮的正面袭击，堤线应布置在挖压占地、拆迁房屋少的地带，避开文物古迹。堤防水侧应有足够的通道，以保证汛期防汛抢险运输车辆的通行。
　　图l：蜿蜒河段的堤线
　　堤线布置应以城市规划为基础，满足城市发展需要。堤线选择应与沿江河、湖，海的市政设施相协调，主要考虑跨堤、穿圳市政建筑物和构筑物、取水口、排水口的位置，港口、码头的位置，交通闸的设置以及涵，闸泵站的设置，滨河公园、滨河道路布置等。（三）堤距。堤距是指河流两岸堤防中心线之间的距离。堤距应根据城市总体规划、河道地形、设计洪水流量、水面线计算成果、工程量、造价等因素，分段设计.经技术经济比较确定。堤距选择要考虑河道两岸地形和发展状况：堤距越近，保护范围越大。但堤距与堤高之间具有密切关系，堤距越小，水位壅高、堤身加大、水流流速加大，险工越多(参见图2)。因此，在确定堤距与水面线时需要与上下游统一考虑，避免缩窄太小造成壅水，同时需要拟订几个方案，分别比较水位、流速、险工险情、工程量以及造价，最后经过技术经济比较确定。
　　图2：堤距示意图
　　一般按照以下方法步骤确定堤距：1、假定若干个堤距，根据堤线选择原则，在河道两岸进行堤线布置：2、根据地形或断面资料，用水力学方法汁算设计条件下各控制断面的水位、流速等水力要素，多沙河流还需考虑洪水过程中的河床冲淤及各设计水平年的淤积程度；3、分别绘制不同堤距条件下的沿程设计水面线，根据水面线和规定超高确定相应的设计堤顶高程线；4、根据地形资料和设计堤防断面，计算工程量。5、比较不同堤距的堤防工程技术经济指标，选定堤高及堤距，堤距确定要符合城市总体规划。（四）堤型选择。防洪堤种类繁多，按抵御水体类别分为河堤、湖堤、海堤；按建筑材料可分为土堤、土石混合堤或石堤，以及混凝土、浆砌石和钢筋混凝土防洪墙等形式；根据堤身断面型式，可以分为斜坡式、直墙式或直斜复合式堤等：根据堤防防渗体设计.可以分为均质土堤、斜墙式或心墙式土堤等；按照堤防建设性质有新建堤防和老堤的加固，扩建、改建等；不同的堤型的挖压占地也不同，设计时根据要求堤防所在位置的上地价值选择合适的堤型。堤型选择要按照因地制宜、就地取材的原则，综合考虑堤段所在的地理位置、重要程度、地质条件、筑堤材料，水流及风浪特性、施工条件、运行管理要求、土地占用、环境景观、工程造价和城市建设要求等因素，经技术经济比较确定。土堤是我国江河、湖、海防洪工程中常用的堤型，它具有就地取材、施工方便、对堤基变形适应性强、便于加修改建、投资少等优点，是堤防工程的首选堤型。土料充足时，应优先采用均质土堤。但土堤也有体积大、占地多、易受水流、风浪破坏等不利之处；而混凝土和钢筋混凝土防洪墙占地少，抗风浪冲刷能力强，但建成后改、扩建困难，一般城市中心区的堤防工程，宜采用防洪墙，城市郊区宜选择防洪堤：同一堤线的各堤段可根据所在地段的具体条件采用不同的堤型，但在堤型变换处要作好连接处理，必要时应设置过渡段。
　　二、堤防工程的加固技术。已建堤段的堤身或堤基隐患严重，或洪水期发生过较大险情，经鉴定堤防的断面尺寸、强度或稳定性满足不了防汛安全要求时。需要进行加固加固时，应根据各堤段存在的问题分段进行，分别提出需要加固的堤段范围和可能的加固措施。（一）土堤。土堤堤身出现局部滑塌，宜开挖重新填筑压实，必要寸可放缓堤坡。堤身存在大范围裂缝、孔洞，松土层或穿堤裂缝时，宜开挖回填密实，对难以开挖的采用灌浆方式加固。标准偏低的土堤扩建，主要有填土帮宽加高和堤顶增建防洪墙加高堤防两种方式。在土料充足时，填土帮宽加高是一种施工简便、投资节省的扩建方式。应优先采用在临水侧帮宽加高，这种方式一般挖压占地少、土料运距短、土方造价低。当临水侧建有了坝、顺坝等防护工程，或临水侧取土困难，可在背水侧帮宽加高，也可以采用在临水侧和背水侧同时帮宽加高的骑跨方式，但这种方式施工复杂、新老堤接触面大，难以控制接触面质量。城市市区或工矿区的土堤帮宽加高，因房屋和重要设施拆迁，对市政建设影响大，所以大多采用在土堤堤顶临水侧增建防洪墙。“工”字型防洪墙适用于墙体高度不大时，墙的下部嵌入堤身，依靠被动土压力维持稳定；“⊥”字型防洪墙适用于墙体高度较大时，靠基底部两侧上部填土压力提高墙的稳定性。（二）防洪墙。对于标准偏低的砌石和钢筋混凝土防洪墙，当墙的抗滑稳定、渗透稳定和断面强度均有较大富裕度时，可在原墙顶直接加高；若整体抗滑稳定或渗透稳定不足而断面强度有余，呵以加固堤基，接高墙身；全部指标均不足时，应结合加高全面进行加固，无法加固时，可拆除重建。浆砌石防洪墙一般在背水侧加高帮宽(图3a)，钢筋混凝土防洪墙一般在临水侧加高帮宽(图3b)
　　图3：防洪墙较高
　　为保证防洪墙新老堤墙接触面的质量，要凿成犬齿状，并要清洗干净，防洪墙较高浆砌石的勾缝要凿掉，基础部分砌石和混凝土当浆砌石堤堤身渗漏时，可在临水面浇筑混凝土或钢筋混凝土防渗板。（三）堤基。当堤基渗流控制、地基稳定不满足要求时，应进行基础处理。堤基处理包括满足渗流控制(渗透稳定和控制渗流量)的要求；满足静力、动力稳定、容许沉降量和不均匀沉降等方面的要求，以保证堤防安全运行。
　　结束语：综上所述，在城市防洪堤的设计及加固过程中，技术人员还必须从当地的实际水文条件及气候条件出发，这样才能更好地保证防洪堤建筑是质量，提高防洪的作用。
　　作者单位：田东水利局水政监察大队
　　参考文献：
　　[1]GB50286―98.堤防工程设计规范[S].
　　[2]哈尔滨市水利规划设计研究院.松花江干流哈尔滨郊区堤防扩建达标工程初步设计报告[R].哈尔滨:哈尔滨市水利规划设计研究院,2001.
　　
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