瓯江干堤支流河道修建断面结构型式方案探索

谢新权

碧湖镇农业农村综合服务中心 浙江 丽水 323000

【摘要】：本文主要介绍了瓯江干堤支流河道工程设计采用多断面进行经济、技术及适用性方案比较，并对工程断面河堤堤身设计稳定做出分析，综合得出复合式与斜坡式断面可行性。

【关键词】：河堤断面 经济适用 方案比较 可行性

1.河道断面型式

综合考虑本河道工程场地地形、地质条件、行洪、造价、材料供应条件、景观要求等方面因素，重点对以下三种断面方案进行比选。

1.1复合式断面结构型式由两部分组成，上面为斜坡式，下部为直立式，堤顶宽4m，顶面铺设彩色人行道板；迎水坡按1:2.5至亲水平台，边坡上部采用三维土工网植草护坡，下部考虑到受洪水影响几率要高以及山区性河道卵石资源丰富，面层采用厚25cmC25嵌鹅卵石砼，外侧采用高尔凡格宾挡墙，并设置一定的埋深深度，外侧设3m长40cm厚雷诺护垫装卵石水平防冲。

1.2斜坡式断面结构型式堤顶路面同方案一，迎水坡按1:2.5至河床，结构同方案一上部结构，堤脚防冲采用高尔凡格宾大方脚，并设置一定的埋深深度，外侧设3m长40cm厚雷诺护垫装卵石水平防冲。 1.3两级直立式挡墙型式

本断面结构分上级挡墙与下级挡墙两部分，上级挡墙采用荣勋生态挡墙，下级采用高尔凡格宾挡墙，并设置一定的埋深深度，外侧设3m长40cm厚雷诺护垫装卵石水平防冲。

2、断面方案技术经济比。表2-1

综合比较后，本工程推荐采用景观性好的方案一（复合式断面结构）和方案二（斜坡式断面结构）两种方案。

3.断面稳定设计计算

3.1挡墙稳定计算

3.1.1计算方法

a、挡墙抗滑稳定计算公式

Kc=f∑W/∑H式中：K_C—抗滑稳定安全系数；∑W—作用于墙体上的全部垂直力的总和（KN）；∑H—作用于墙体上的全部水平力的总和（KN）；f—底板与堤基之间的摩擦系数，取0.4

b、挡墙抗倾稳定计算公式为

K0=∑M_W/∑M_H式中： K₀—抗倾稳定安全系数；∑∑M_W—抗倾覆力矩（KN·m）；

∑M_H—倾覆力矩（KN·m）

c、基底应力计算公式

σ1-2=∑W/∑B（1+6e/B）式中： σ1-2 —墙前基底处应力，墙背基底处应力（Kpa）；

B—墙底宽度（m）；e—墙底压力偏心距（m）。其他符号意义同前。

3.1.2水位组合：

正常运行条件：河道水位取常水位，背水侧取地下水位。

非常运行条件：取施工期，临水侧无水，背水侧取地下水位。

3.1.3计算结果

5级挡土墙土质基础，抗滑稳定系数正常运行工况下c K≥1.20、抗倾稳定系数0 K≥1.40；非常运行工况下 Kc≥1.05、K₀≥1.30，经计算，挡墙抗滑抗倾计算成果见表3-1。

挡墙基础基本座落在卵石层上，该层基础承载力为300 Kpa。由表3-1可知，挡墙基底最大应力小于卵石层地基承载力。通过计算，抗滑、抗倾安全系数均能满足规范要求，地基应力也小于地基承载力。

4、堤身整体抗滑稳定验算

堤身整体稳定计算

4.1验算条件

验算整体抗滑稳定计算条件：

4.1.1正常运行条件：临水坡，外河为常水位，陆侧采用多雨季节平均高水位。

4.1.2非常运行条件：临水坡，外河无水，陆侧采用多雨季节高水位。

4.1.3背水坡：由于本项目区河道背水侧地坪均较高，故不再进行背水

4.2坡稳定计算。

在进行圆弧滑动稳定分析时，计入渗流的渗透力对滑动的影响，计算滑动力矩时，浸润线以下、设计低水位以上采用饱和重度，但计算抗滑力矩时用浮容重，低水位以下均用浮容重计算滑动力矩和抗滑力矩。

4.3计算荷载

本次设计考虑基本荷载，不计特殊荷载（地震荷载）及活载。基本荷载包括土重、水重、水压力、土压力、扬压力及渗透力。

4.4计算公式

按总应力法的瑞典圆弧滑动条分法进行计算：

公式如下：K=∑[LiCi+Wicosαitgφi]/∑Wisinαi式中符号意义见有关规范。

4.5计算结果

表4-1 堤身整体抗滑稳定计算结果表

经计算可知，本工程防洪堤堤身整体抗滑稳定均能满足规范要求。

5、堤身渗透稳定分析

根据山区性河流洪水的特点，一般来得快去得也快，洪水持续时间不会很长，又考虑到防洪堤背水侧地坪高程较高，设计洪水位高于地面不超过1.6m，有些地方地面高程高于设计洪水位，因此，本工程可以满足堤身渗透稳定要求。

［1］中华人民共和国水利部.SL744－2016水工建筑物荷载设计规范［S］.北京:中国水利水电出版社，2016.

［2］展永兴.基于河长制需求的河道断面达标控制设计———以常熟市东环河虞东路桥断面为例［J］.水利规划与设计，2018(10):119－124.