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浅析格宾网在新疆布尔津县防洪堤工程的应用

时间:2017-04-27 19:59 作者:晟江格宾网www.gabionchang.com 点击:

  摘要本文分析了新疆布尔津县防洪堤工程建设方案,通过设计变更计算,并提出了适宜该工程的格宾网方案,以期为类似案例提供借鉴。
 
  1工程概况
 
  1.1布尔津县防洪堤}_程地理位置及气候 布尔津县地处欧亚大陆腹地,远离海洋, 属温带大陆性干旱气候,光照充足,夏季平原 区炎热,蒸发量大,降水量大川‘高山区气侯 凉爽,昼夜温差悬殊,降水相对较多,蒸发量 相对较少
 
  1.2_程防洪标准和概况
 
  根据《防洪标准》}GB50201一94)、《水利 水电等级划分及洪水标准》(SL252一2000) 的规定,堤防}_程的防洪标准应根据防护对 象的重要程度和受灾后损失的大小分析确 定。布尔津县城属一般城镇,城镇段堤防}_程 等别为m等,建筑物级别为3级。本段河道30 年一遇设计洪水的流速在1.7-2.3m/s,相应洪 峰流量为1424m'/s。 2013年4月,布尔津县防 洪堤}_程防洪桩号为(桩号3+000-S+100m) 对额尔齐斯河南大桥上游处至布尔津河堤防 交汇处共2100m长度的右岸堤防全面实施防 护措施,(其‘}i额尔齐斯河布尔津县城堤防总 长为8.092km)堤防}_程堤防横断面型式为 梯形,堤顶加固宽度为4m,堤顶高程为 488.22m-488.SSm;迎水面边坡为1:2,背水面 边坡为1:2, }'}迎水面边坡采用厚20cmC_o F:。 硷护坡,坡脚伸人原地面以下1.5 m,堤顶设计 20c二厚的碎石路面。堤防迎水面堤脚设混凝 土挡土墙,迎水侧和背水侧堤防坡比均为 1:2.0。对额尔齐斯河布尔津县城堤防进行加 固护砌,达到30年一遇洪水的防洪标准
 
  2工程现状
 
  2.1一程地质现状
 
  施}_现场堤防为主要由砂砾石和细粒土 质砂堆积组成,基础为原河床砂卵砾石;迎水 面为砂砾石土,是自然形成的河道,抗冲刷能 力较差。尤其是每年4月一6月,阿尔泰山脉 气温升高,雪水融化额尔齐斯河水位上升较陕,流速急等特点;暴雨常发生在低山区, 降水强度大、历时短,反映在河流上的洪水过 程线即尖瘦又短暂,因额尔齐斯河各支流及 干流的集水面积均较大,河道长度较长,当山 区冬季积雪较厚的年份,前期受持续高温天 气影响后,降水对积雪的消融起到催化剂的 作用,加速山区积雪的消融,所形成的洪水峰 高量大,汇流历时较短,易造成较大的灾害性 洪水。堤顶高程不满足要求,直接威胁到河边 附近农户的生命安全
 
  2.2堤防布置
 
  堤防沿额尔齐斯河右岸布置,堤防线主 要布置在I级阶地前缘及高河漫滩上,堤线紧 邻河岸布置,已建堤防主要由细粒土质砂组 成,填筑断面不规整,堤防宽度2m-3.Sm不 等,填筑高度约2.0m,局部稍厚可达2.5m;填 筑土料‘1‘含有一定量的植物根系及腐殖质。 堤防结构疏松,密实度小,易坍塌。堤基细粒土 质砂颗粒组成与堤防相似,厚度1.Sm-2.Sm,天 然干密度在pd=1.45-1.48幼二z'm,松散沉积,渗 透系数k_0-1.58 x 10-' -4.3 x 10'cm/s,属y等 透水层。堤基细粒土质砂下部位砂卵砾石,iy 密沉积,为强透水。建筑物以砂卵砾石为地 基,分布在堤基细粒土质砂下部,该层厚度大 于1 Om,适合做为堤防地基的持力层。砂卵砾 石临时开挖边坡水上1 : 0.75,水下1 : 2, f,=350kPa。下部为砂砾石,厚度为lOm左右, 密实度‘}i等。本}_程区地震基本烈度为V1度, 防洪堤地震设防烈度为V1度。堤防砂砾石和 细粒土质砂抗冲能力较差,为防庄堤坡受冲 刷破坏,原设计方案提防}_程上游护坡采取 15cm (:捷。卿。现浇硷板,混凝土板采用高压 闭孔板分缝。混凝土板块下铺设30cm厚砂砾 石热层。
 
  3施工现场方案变更原因
 
  3.1原方案
 
  原河堤加固方案,堤顶加固宽度为4m,堤顶高程为488.22m-488.SSm;迎水面边坡为 1:2,背水面为1 : 2,u}迎水面边坡采用厚 20cmC_o F =}硷护坡,坡脚伸人原地面以下 1.5m,堤顶设计20(二厚的碎石路面。考虑城 市景观需要,结合现场施}_基坑开挖深度及宽 度,将石笼埋置于地下
 
  3.2变更方案
 
  加强防洪程建设力度,对额尔齐斯河南 大桥至布尔津河堤防交汇共2100m长度的右 岸堤防全面实施防护措施。防护}_程以防洪 为主,结合美化城区环境,从建造技术先进、经 济美观大方、对桩号3+OOOm-S+100m段右岸 堤防护坡结构形式变更为格宾石笼方案,将河 床表面的石笼埋于地下,堤顶宽度为4m,堤顶 高程为原设计高程,迎水面边坡为1:2,背水 面为1:2,坡脚采用平铺长度为Sm,平铺厚 度为80(二,堤顶设计20(二厚的碎石路面,迎 水面石笼厚度不变。
 
  3.3设计冲刷
 
  根据原水利厅批复的冲刷深度值为 0.45m-0.51 m,现埋置深度最低为0.60m,满足 冲刷要求。对上部回填土均进行碾压,控制相 对密度为0.75,抗冲刷性要强于原河床表面的 砂砾石,‘,}因此,在石笼厚度不变的情况下,将 宽度缩减为4m,仍可以满足冲刷要求,总护底 长度不变。
 
  4施工现场基础埋置深度计算
 
  结合本}_程实际情况,分两种方法对额河 段进行论证
 
  4.1采用《堤防I_程设计规范》(GB50286-98) 水流平行于岸坡产生的冲刷计算 公式采用《堤防}_程设计规范》 (GB50286-98川‘式D.2.2-1。}a h,t=h+} ( Y)一11 式‘1‘:Il.—从水面算起局部冲刷深度(m); la,—冲刷处的水深(m);



  V,—平均流速(m/s; Y'允—河床面上允许不冲流速 ( m/s; n—与防护岸坡平面上的形状有 关,取n=0.25 河床基础为砂卵砾石,不冲流速为 0.5-0.8m/s,经计算局部冲刷深度见表1 水流斜冲防护岸坡产生的冲刷计算 公式采用《堤防}_程设计规范》 (GB50286-98川‘式D.2.2-2 , }= Olap 23tg号V} KVl+m- 30d 式‘1‘:0 lap—从河底算起的局部冲深 ( m); a—水流流向与岸坡交角(度); 一防护建筑物迎水面边坡系数; d—坡脚处土壤计算粒径((二);按 重量计取大于巧%的筛孔直径 Y'—水流的局部冲刷流速(m/s)
 
  经计算额尔齐斯河、布尔津河局部水 流斜冲冲刷深度为0.453m
 
  通过计算的河道的冲刷深度在O.Sm 左右,为满足冲刷要求,从计算角度看,埋 置深度应超过O.Sm
 
  4.2采用老河堤基础埋深与运行‘}i现状完 整程度对比判定
 
  4.2.1河堤侵蚀
 
  对本段浆砌石河堤段、南桥桥墩及西 桥桥墩进行重点勘察,选择流速大的河堤 段进行,调查结果为2.0m/*左右的流速段, 开挖发现河堤阻滑浆砌石趾墙基础下置深 度为0.7m,存在轻度的倾斜,少部分砌石有 错位的迹象。说明0.7m深度并不能满足侵 蚀的深度。综合计算结果,为了防庄地基侵 蚀挠动对堤身稳定带来影响
 
  4.2.2基础埋深
 
  参照额尔齐斯河其它段基础埋置深 度,本次设计埋置深度按初设批复考虑取 为1.5m
 
  a.满足河道行洪的宽度,对河床河宽起 到稳定作用,
 
  b.防庄河水冲刷坐弯,掏空堤脚,危机 对提防主体的破坏
 
  5施工方案比较
 
  额尔齐斯河堤防}_程从技术角度通过 两个方案比较,格宾网和混凝土护坡,格宾 施}_}_艺简单,施}_进度快,河床附近适合 材料(粒径为zo(二卵石或片石都行)很多, 选择其一,外观统一就地取材;普通}_人即 可施}_,柔性格宾网适应地形变化,不容易 垮塌。而混凝土护坡堤防}_程从技术角度, 施}_要求较复杂,要求施}_现场无水作业, 电力、机械和人力要相互配合,熟练}_人才 能操作;现场硷的水灰比,含气量,坍落度, 11,间产品等数据要求高;施}_进度相对缓 慢造成施}_管理费用增加等特点。因此,选 择格宾网堤防}_程施}_,可以优先实施坡 脚挡墙外设铅丝石笼护脚,垂直水流方向 宽度为6m,石笼厚度为40。
 
  5.0投资对比
 
  从投资角度对比,节约投资,方案可 行。通过施}_材料两种投资方案,上游硷护 坡lOm与格宾网lOm堤防}_程投资比选 如表2所不 5.2指标确定
 
  通过对堤防}_程设计指标,水面线,堤 顶高程确定,其分析项目包括:土压力计 算、基地滑移验算、倾覆稳定性验算、基础 底面地基承载力验算。以及格宾网的荷载(抗滑稳定性计算2.77>1.35),抗倾覆稳定 性4.7>1.6,地基承载力76>350(地勘值),‘’ 均满足设计和施}_规范要求
格宾网规格
  5.1格宾网规格
 
  格宾网和雷诺护热相结合,可防庄河 岸遭水流侵袭而破坏,有可实现水体与坡 下土体间的自然对流交换功能,达到生态 平衡,雷诺护热规格,O.15m-O.Sm(含O.Sm) 的网箱结构。主要用于河道,岸坡,路基护 坡结构,网热由隔板分成若干单元格,有抵 御自然破坏及恶劣的气候影响,新产品,新 铝合金是为含锌2458以上的,含铝 (5-10)%的格宾网,增加格宾的伸缩率,热 胀冷缩的功能,有利于河堤随着气候的变 化而变化
 
  采用人}_填充当地材料(块石或卵 石),人工将石头填筑整平,相互填实,不留 空隙;在裸露表面的石头码放整齐后,四周 格宾网覆盖,采用绑扎丝螺旋式绑扎i;i要 求每20(二铅丝绑扎,网面钢丝和边端钢丝 相互连接绑扎,每个格宾笼相互绑扎形成 一个巨大的整体,抵抗洪水的冲刷
 
  6结语
 
  通过分析该工程的隐患所在,在施工完成后,经过阶段验收通过两个冻融循环 期,使用新铝合金格宾网堤防}_程,右岸水 流顺畅,堤防主体}_程无明显塌陷处,运行 良好;岸边林带绿树成荫,改善生态环境, 美化人居环境,植被覆盖率提高,减轻了水 土流失。
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