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漳河镇河村弯道险工铅丝笼沉排护岸设计要点分析

时间:2015-07-27 14:37 作者:晟江格宾网www.gabionchang.com 点击:

摘要:本文阐述了铅丝笼沉排排体的施工工艺,针对施工工艺中的关键环节,提炼了施工要点或注意事项,并相应地提出了质量控制措施,希望为相关施工人员提供一点参考。
    近几年每年汛前漳河小流量过水,镇河村弯道不断被淘刷,尤其弯道下半段凹岸严重冲刷,滩地坍塌平均100余米,最宽处达到200米。弯道顶点已超过1#网格坝根,主流已开始脱离漳河整治治导线,河势发展趋向于1956年前,直冲陈村险工1#坝(土石丁坝)。如继续发展下去,主流偏离治导线越来越远,将导致陈村控导工程完全失效,主河槽摆动到网格坝右岸,将陈村险工4道网格坝置于河中,并且导致陈村险工下游河势改变,按漳河整治治导线建设加固的陈村险工、明古寺险工、前王村、吴村等险工需要全部加固、增加新建工程。最为严重的是按目前河势发展,水流直冲陈村险工1#坝,将会在陈村险工1#坝上下演变成横河,顶冲漳河右堤,出现1990年陈村险工出险的局面,严重威胁漳河防洪安全,急需对该弯道进行整治。由于丁坝突出河中,局部冲刷较大,土工布铅丝笼沉排按丁坝施工,不仅铺设复杂,而且在坝头部分冲刷下沉后变形复杂,容易出险,加之,沉排结构既可护底,又可护根,故在湾顶1030m范围采用土工布铅丝笼沉排护岸形式。
 
1、铅丝笼沉排排体设计:
   铅丝笼沉排排体结构是由反滤布、压载、裹护体护坡组成,设计内容包括:结构形式的选择和结构稳定性校核等。
   1. 1、反滤布铅丝笼沉排一般底层采用无纺土工布做反滤布,上层采用编织布以防止铅丝及块石刺破无纺土工布。反滤布既要满足保土性、透水性,又要有一定强度。一般选用300郭m2的无纺土工布做反滤布,造价低且适应性强。
   1.2、沉排压载铅丝笼沉排系用铅丝编制结成网格的笼状物体,内填块石,网格的大小以不漏填充的石块为限。此次武庄设计铅丝笼采用8钢筋做框架,用##12铅丝编制成网格,并在框架结点处,上下左右用铅丝连接起来,以增加石笼的整体性。为防止排体下滑,将排体延伸并用现浇混凝土镇墩固定在护岸体内。
   1.3、冲刷深度确定护岸沉排,由于水流侧蚀作用受到了限制,排脚处河床必然冲深,排脚伸出坡脚的尺寸,应满足河床冲至最低高程时排体坡度仍能维持稳定,并很好地保护岸坡。采用潜坝的水流条件(阿尔图宁公式)计算沉排前冲刷坑深度(△h) ;
(阿尔图宁公式)计算沉排前冲刷坑深度
(阿尔图宁公式)计算沉排前冲刷坑深度
2、沉排稳定性分析:
    护底沉排主要进行压载和抗滑稳定计算。
    2. 1、沉排压载计算:
    式中:。为排体面积(mzm );h为排体厚度(m);y石为块石容重(Kg/m³);y。为块石比重。
2. 2、抗滑稳定分析。排体的抗滑稳定安全系数为:
    式中:L2,L为分别为斜坡段沉排长度与斜坡坡脚外沉排长度(m);。为坡角;f。为沉排与坡面间摩擦系数;F。为抗滑稳定安全系数,取值不小于1.3。
 
3、镇墩稳定性分析:
    沉排的自重在水流的作用下力的平衡主要靠铅丝网笼及钢筋的拉力传到坝体内的镇墩上,由镇墩自重加坝基压力的平衡来维持。
    3. 1、计算护岸土体压力(见图1)。
图1 计算护岸土体压力图 图2 图3
3.2、计算镇墩自重R混凝土:
取单位宽度   R混凝土二S·h·v混凝土。
  式中:S为混凝土镇墩宽度(m);h为混凝土镇墩厚度(m);y为混凝土容重(t/m3)}y混凝土为混凝土浮容重(t/m3)。
3. 3、镇墩稳定计算:
  镇墩在沉排拉力F拉作用下,假设镇墩按ab面滑动(见图2,图3)
    F二二F·sing
    F,二F.cosy
    Fz -f(R+R混凝土+FY)
式中:f为土与混凝土摩擦系数;;R为混凝土镇墩顶部土体重(t);R混凝土为混凝土镇墩自重((t) ;F,为由拉力F拉产生的正压力((t)。由此可知,Fz>Fx,故镇墩不滑动,满足设计要求。
    3. 4、镇墩配筋计算:
  按镇墩的受力条件,除每米4根8#钢筋外,按钢筋混凝土的构造规定,当混凝土构件h > 30cm时,仍沿全长布置箍筋,以固定纵筋的位置。
 
4、工程施工:
4. 1、施工工艺:
   土工布铅丝笼沉排的施工流程为:挖槽一铺设土工布*铺设铅丝网片*装笼一浇筑混凝土镇墩*填筑坝体*护坡。工程为旱地施工,先在河底用泥浆泵挖槽,深度控制在3.5m,把用尼龙绳缝合好的有纺、无纺织物各一层铺好,接着铺放已编制好的铅丝笼网片,再压0. 7m厚的块石,盖上网片,用铅丝联结即成铅丝网石笼沉排。然后再在护岸体内浇筑混凝土镇墩,以起到固定铅丝笼沉排的目的,最后修筑土方护岸体及散石护岸。
    4.2、施工注意事项:
    (1)采用泥浆泵挖槽时,要随时注意土质情况,校核土与布的摩擦系数和钢筋数量,严格按设计控制挖槽深度,必要时配以水泵排水。
    (2)预制的铅丝网片要用钢筋作骨架,严格控制网眼大小。铅丝网片和钢筋都应浇筑在镇墩内,网片在镇墩内宽度不小于0.5。
    (3)块石装笼时注意保护土工布,必要时可在土工布上铺放0. 1 m的沙土,石块从下而上由小到大,笼口必须绑扎结实。
    (4)镇墩如必须在水中浇筑时,应严格按水下混凝土施工规程施工,保证镇墩质量。
 
5、结语:
    镇河村弯道护岸2010年3月开始施工,截止到2010年底,共完成规划长度1030m护岸。该护岸工程靠河较好,没有出现险情。尤其岳城水库下泄清水运行至今,工程前滩岸坍塌后退较快,已建护岸全部靠河。2012年7月水库加大下泄流量,流量120m3/s,该护岸靠大边溜。实践证明,土工布铅丝笼沉排坝做护岸工程,施工工期、工程质量均能保证,同时减少传统柳石结构坝型的抢险费用,甚至可以做到少抢险和不抢险。因此.该结构值得在以后的河道整治工程中推广和应用。

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