《城市防洪堤防设计与加固技术探究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市防洪堤防设计与加固技术探究.docx（10页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第 1 1页共 1010页城市防洪堤防设计与加固技术探究城市防洪堤防设计与加固技术探究摘要堤防工程作为水利工程重要的组成部分之一，是城市抵御洪水，减少洪水灾害最直接、最有效的一种方法。当前，由于堤防结构长期遭受到水流的冲刷腐蚀，造成安全隐患，降低防洪效果。为此，在修复生态环境的同时，对堤防进行加固已刻不容缓。以鹤山市西江大堤(桩号 4+80011+330 堤段)加固为例，使堤防能满足当前城市防洪要求的前提下，将其与城市建设、生态旅游规划相结合，对西江大堤的堤防设计和加固技术进行分析、探讨，以期能有效地发挥守护城市与美化城市环境的双重作用。关键词城市防洪;西江大堤;堤防设计;加固技术1 工程概况
2、西江大堤位于广东省鹤山市东北部，靠近西江下游的右岸，是鹤山市的重要堤围，其保护着鹤山市城区及 5 个镇，人口 212万人，耕地 585 万亩，同时保护江肇高速公路、佛开高速公路、广珠铁路、广佛江珠轻轨等一大批重要基础设施。大堤是鹤山市西江的一道屏障，对保障当地工农业生产和人民财产安全起着重第 2 2页共 1010页要的作用。当前，大堤为 2 级堤防，距今已运行十多年。为确保鹤山市西江大堤安全， 急需对鹤山市西江大堤古劳水乡景区(桩号4+800)至利丰路口(桩号 11+330)段进行加固和环境整治，以提高堤防的防洪安全性及优化大堤周边环境。2 堤防存在的问题21 堤基软弱，沉降量较大。堤防于 2
3、004 年完成达标加固，但由于堤基土层为淤泥质土且该土层较为深厚，沉降量较大。原设计堤顶高程为 981m942m 之间;根据实测地形，现状堤顶高程 9 56m8 64m 之间， 堤顶范围沉降量普遍在 0 25m0 78m之间;原设计反压平台高程为 25m，现状为 179m249m 之间，普遍下沉 04m 左右。22 堤顶高程不足。现状堤防根据省水利厅 11012 年颁布的珠江三角洲网河区洪(潮)水面线 ，按防御西江 50a 一遇洪水的标准复核堤顶高程。 本次根据 2002 年颁发的西北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线(试行) ，按防御西江 50a 一遇洪水的标准复核堤顶高程。经复核，本次
4、设计堤顶高程在 978m902m 之间;现状堤顶高程由于堤身沉降影响，普遍在 956m864m 之间，现状大堤部分堤顶高程不足，第 3 3页共 1010页堤顶最大需加高 073m。23 现有堤顶道路较窄，无法满足日益增长的交通需求。西江大堤是通往古劳镇中心和古劳水乡的主要通道，也是鹤山市通往高明区最近的跨境道路。随着古劳镇社会经济的快速发展，古劳水乡旅游业的蓬勃兴起，途经西江大堤的交通量大幅增加， 现有的堤顶路面 8m 宽已逐渐无法满足当地的需要，并成为制约古劳镇经济社会快速发展的重要因素。3 城市防洪堤防加固设计分析为方便进行研究， 以鹤山市西江大堤为例， 大堤(桩号 4+80011+330
5、 堤段)加固技术的设计进行分析。此次堤段长 653km，工程项目总占地面积 5780hm2，永久占地 3122hm2，临时占地2658hm2。该堤段是个软基段，沿线堤基土层为淤泥质土且该土层较为深厚，部分堤段沉降量较大，使得堤防基础软弱，地势低水面宽，造成堤坝受到严重的冲刷。大堤建成使用后虽多次进行加固，但由于原大堤坐落在软土地基，沉降量较大，堤顶高程无法满足现行规范的的要求，存在一定的安全隐患。为了避免发生险情，决定对该堤段进行加固处理，以确保能有效的发挥城市防洪体系的作用。31 工程地质条件。据勘探结果，按岩土成因及第 4 4页共 1010页工程地质特征，本堤段地层分为 5 大层，地层序号
6、及代号分别为:(1)人工填土(Q4s);(2)冲积层(Q4al);(3)残积层(Q4al);(4)基岩(T33d);(5)基岩(3s)。32 堤防加固设计。321堤线布置。堤线布置基本按现有堤线走向沿河岸布置，具体布置原则:堤线基本按原大堤堤线走向沿西江右岸布置， 大堤基本利用原堤身断面，争取达到较高的原堤身利用率，尽量避免大挖大填和减少新增占地。穿过自来水厂、居民点段，在满足防洪和交通需求的前提下，尽可能在原有道路的基础上适当扩宽，尽量做到少拆迁。322 堤身结构设计。本次设计根据大堤沿线实际地形，分段采取不同的堤身断面进行设计。(1)桩号 4+8006+750段(长 1950m)现状堤顶已
7、填平加宽，堤顶宽度为 28m126m 之间，高程与堤顶齐平。该段堤身主要往内侧加宽培厚，堤顶总宽 26m，主要由 8m 绿道和 18m 道路组成，堤顶高程在 978m954m 之间。外江侧 8m 绿道=2m(人行道)+4m(自行车道)+2m 人行道。两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设，厚 006m;中间自行车道采用黑色沥青路面，厚 012m;为确保绿道行人安全，在外江设仿木桩护栏，内涌侧通过道路花圃进行分隔。内侧 18m 道路由外第 5 5页共 1010页江至内涌侧依次为:中央分隔带 2m+路肩 1m+行车道 2m35m+行车道 2m35m+路肩 1m。路基采用 071m 水泥稳定碎石填筑，
8、路面采用改性沥青混凝土路面，厚 0195m。外江浆砌预制混凝土六角块护坡，坡比为 13，目前质量完好，本次对外江护坡不做处理。内坡 125，草皮护坡。(2)桩号 6+7509+530 段(长2780m)原堤顶为混凝土路面，宽 8m，本次设计将其改造为 8m 绿道， 堤顶高程在 9 54m9 23m 之间。 8m 绿道=2m(人行道)+4m(自行车道)+2m 人行道。两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设，厚 006m;中间自行车道采用黑色沥青路面，厚 012m;为确保绿道行人安全，在两侧设仿木桩护栏。堤顶路面排水:绿道路面向两侧倾斜， 坡度为 2%。 外江浆砌预制混凝土六角块护坡， 坡比为 13
9、，目前质量完好，本次对外江护坡不做处理。内坡 125，草皮护坡;在 4m 高程处设有反压平台，宽 18m，兼作道路路面。该段道路设计路面横断面均为:18m=1m(路肩)+235m(机动车道)+2m(中央分隔带)+235m(机动车道)+1m(路肩)。路基采用071m 水泥稳定碎石填筑，路面采用改性沥青混凝土路面，厚0195m。为减少新填堤身占用内河涌，本次拟在内涌侧采用 U 型第 6 6页共 1010页混凝土板桩进行支护，桩长 15m。为减小地基沉降变形，本次拟采用500 水泥搅拌桩对道路路基进行地基处理，单根桩平均桩长 20m， 桩间距 1m1m， 梅花型布置。 (3)桩号 9+5309+80
10、0 段(长270m)往内侧加宽培厚，设计堤顶总宽 26m，主要由 8m 绿道和 18m道路组成， 堤顶高程在 9 23m9 20m 之间。 外江侧 8m 绿道=2m(人行道)+4m(自行车道)+2m 人行道。两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设， 厚 0 06m;中间自行车道采用黑色沥青路面， 厚 0 12m;为确保绿道行人安全，在外江设仿木桩护栏，内涌侧通过道路花圃进行分隔。内侧 18m 道路由外江至内涌侧依次为:2m(中央分隔带)+1m(路肩)+235m(行车道)+235m(行车道)+1m(路肩)。路基采用 071m 水泥稳定碎石填筑，路面采用改性沥青混凝土路面，厚 0195m。为减小地基
11、沉降变形，本次拟采用500 水泥搅拌桩对道路路基进行地基处理，单根桩平均桩长 20m，桩间距1m1m，梅花型布置。外江采用浆砌预制混凝土六角块护坡，坡比为 13， 目前质量完好， 本次对外江护坡不做处理。 内坡 12 5，在 4m 高程处设有反压平台，宽 8m，草皮护坡。(4)桩号 9+80010+680(长 880m)段往外江侧加宽培厚，设计堤顶总宽 18m，堤顶第 7 7页共 1010页高程在 920m910m 之间。堤顶道路由外江至内涌侧依次为:2m(人行道)+235(行车道)+235(行车道)+2m(人行道)。路基采用 071m 水泥稳定碎石填筑，路面采用改性沥青混凝土路面，厚 019
12、5m。两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设，厚006m，为确保行车安全，在外江和内涌侧均设波形梁护栏。桩号9+80010+350和桩号10+53010+650段由于堤顶与现有地面高差较大，为减少占地，在桩号 9+80010+350、10+53010+650段外江侧设 C20 混凝土重力式挡土墙， 墙高 32m，墙顶宽 0 4m，底板宽 26m，墙前垂直、墙后 105，底板厚度均为 04m。(5)桩号 10+68011+330(长 650m)段往外江侧加宽培厚，设计堤顶总宽 18m27m， 堤顶为 18m27m 宽道路， 堤顶高程在 9 13m902m 之间。桩号 10+68011+110 段堤
13、顶道路由外江至内涌侧依 次 为 :20m=2m( 人 行 道 )+23 5m( 行 车 道 )+2m( 花圃)+23 5m(行车道)+2m(人行道);桩号 11+11011+330 段堤顶道路由外江至内涌侧依次为:27m=2m(人行道)+335m(行车道)+2m(花圃)+335m(行车道)+2m(人行道)。路基采用 071m水泥稳定碎石填筑，路面采用改性沥青混凝土路面，厚 0195m。第 8 8页共 1010页两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设，厚 006m;为确保行人安全，在外江和内涌侧均设波形梁护栏。33 堤顶结构设计。根据堤防工程设计规范(GB502862022)规定，堤顶宽度应根据防
14、汛、管理、施工、构造及其他要求确定。2 级堤防堤顶宽度不宜小于 6m1 。(1)桩号 4+8006+750 段、桩号 9+5309+800段堤顶共 26m，由外江到内侧依次为:8m 绿道+18m 道路，具体见图 1。其中，8m(绿道)=2m(人行道)+4m(自行车道)+2m(人行道)。两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设，厚 006m;中间自行车道采用黑色沥青路面，厚 012m;为确保绿道行人安全，在外江设仿木桩护栏，内涌侧通过道路花圃进行分隔。图 1 桩号4+8006+750、9+5309+800 段堤顶结构图(2)桩号 6+7509+530 段原堤顶为混凝土路面，宽 8m，本次设计将其改造
15、为 8m 绿道，具体见图 2。8m(绿道)=2m(人行道)+4m(自行车道)+2m(人行道)。两侧人行道采用红色防水防滑环保砖铺设，厚 006m;中间自行车道采用黑色沥青路面，厚 012m;为确保绿道行人安全，在两侧设仿木桩护栏。堤顶路面排水:绿道路面向两侧倾斜，坡度为 2%。图 2 桩号 6+7509+530 段堤顶结构图(3)桩号 9+800第 9 9页共 1010页11+330 段堤顶为 18m27m 宽道路，见图 3，图中所示为 18m 宽堤顶道路。图 3 桩号 9+80011+330 段堤顶结构图 34 堤身加固措施针对西江大堤(桩号 4+80011+330 堤段)，由于沿线堤基大部
16、分位于淤泥层上，其压缩性大，抗剪强度低，内摩擦角小，对堤身安全存在一定的威胁，为此，决定对堤身采用在加高培厚措施进行处理。并严格按照要求，进行开挖、回填以及碾压，以达到挖填平衡的要求。同时还应实施相应的防护加固措施，尤其是对于疏松土壤，要及时的进行处理，以避免长时间裸露在外。此外，对于开挖后的土料，应及时的进行清除，若不能未及时进行处理，应在其周围设置挡土地，以避免发生水土流失，保证堤防加固施工活动顺利进行 2 。此外，堤防加固还需做好预防白蚁打洞，损坏堤防。一旦发现堤防上出现蚁穴，及时采用药物或火烧的方式消灭。最后，在西江大堤附近，要做好养殖户禁止养殖泥鳅、小龙虾、螃蟹等水生物的工作，以防止
17、这些水生物给大堤带来威胁。4 结语堤防是防止水肆意横流的防护工程，这些水利建筑工程不能第 1010页共 1010页疏忽大意，否则一旦洪水来袭，将会带来巨大的灾难。为此，本文以鹤山市西江大堤为例，对大堤存在的问题进行分析，并针对该问题提出了加固设计方案，通过对西江大堤(桩号 4+80011+330 堤段)干堤加固培厚，能有效的解决本地区威胁最大的洪、涝等自然灾害，并可抵御 50a 一遇洪水、台风暴雨的侵袭，从而有效地发挥防洪作用。同时，工程采用合适的堤防加固技术，不会产生新的污染源，这能有效消除工程对当地生态环境的不利影响。而大幅扩宽现有道路宽度，不仅能改善当地的交通出行，修复生态环境，还能有效发挥城市防洪与美化大堤周边环境的双重作用。