第二節(jié) 漫溢除險(xiǎn)與復(fù)堤的布置
一、除險(xiǎn)加高布置
經(jīng)分析論證確定堤防加固高度后,應(yīng)根據(jù)安全可靠,因地制宜的原則選擇加固斷面的結(jié)構(gòu)型式。
我國(guó)絕大多數(shù)堤防為粘性土均質(zhì)堤。若無(wú)特殊原因,一般多選擇與原堤防相同的土料加固堤身,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工便利,有利于新老土層間的結(jié)合。
若原筑堤粘性土料短缺,且堤防加高高度大,所需粘性土料方量大,則可選擇復(fù)式斷面結(jié)構(gòu)型式,以少量粘土作防滲斜墻,以砂礫石或礫卵石作支承體。也可采用土工膜作防滲斜墻。若當(dāng)?shù)厮槭匣蛎喉肥县S富,亦可用碎石料或煤矸石料作支承體。
堤防加高的斷面型式選擇應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。
(一)按均質(zhì)堤型加高
1.背水面培厚加高
背水面培厚加高型式具有土源相對(duì)豐富、施工方便的優(yōu)點(diǎn),但也應(yīng)注意防止新、老堤土結(jié)合面成為滲流薄弱面。
(1)料場(chǎng)選擇的原則
土料的滲透系數(shù)不大于10-4cm/s;
土料的粘粒含量應(yīng)與原堤土相當(dāng)或略低,土料的滲透系數(shù)應(yīng)與原堤土相當(dāng)或略大。粘粒含量比原堤土高出較多,滲透系數(shù)小得較多的粘土,不應(yīng)采用,因其不利于堤體滲水的排出;
土料天然含水率盡量接近含水率;
重要堤防的料場(chǎng)應(yīng)離堤腳300m以外,或者也可在距堤腳200m左右處取壓蓋平臺(tái)的吹填固結(jié)土,但必須盡快吹填補(bǔ)齊;
若堤防附近無(wú)合適土源,則料場(chǎng)選擇還應(yīng)考慮運(yùn)距、交通方便、造價(jià)等因素。
(2)堤身布置
堤身培厚加高的布置堤頂寬度根據(jù)防汛、交通等實(shí)際需要確定,一般3級(jí)以上堤防不宜小于6m,堤坡可擬定為1:3,經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算后確定(詳見第四章)。堤高大于6m者,背水坡應(yīng)設(shè)戧臺(tái),其頂寬不小于2m,戧臺(tái)的頂高程應(yīng)在設(shè)計(jì)水位時(shí)的滲流出逸點(diǎn)以上。浸潤(rùn)線與滲流出逸點(diǎn)計(jì)算,見第三章。原堤防臨水坡應(yīng)按加高設(shè)計(jì)坡度整坡,背水坡則應(yīng)挖成臺(tái)階狀,按1:3.0的坡連接?! ?BR> 2.臨水面培厚加高
當(dāng)河道整治需要或背水坡有其他工程設(shè)置無(wú)法培厚時(shí),可考慮在臨水面培厚加高堤防,若需在臨水面灘地取土,為了保護(hù)灘地的天然鋪蓋作用,取土范圍應(yīng)在距堤腳50m以外,取土深度不超過1.5m.土料的滲透系數(shù)應(yīng)小于或相當(dāng)于原堤土料的滲透系數(shù)。原堤防背水坡應(yīng)按加高設(shè)計(jì)坡度削坡,臨水坡應(yīng)挖成臺(tái)階狀,按大于1:3.0的坡連接,以利于新、老堤身的結(jié)合。培厚加高后的臨水坡的穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算,應(yīng)考慮設(shè)計(jì)水位降落時(shí)的反向滲透力及土體結(jié)合面浸水后的抗剪強(qiáng)度的降低。汛期退水時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)臨水面培厚加高堤段的觀察。
(二)按復(fù)式堤型加高
1.粘性土斜墻復(fù)式堤
將原堤防按粘性土斜墻復(fù)式斷面加高。
斜墻土料宜選擇粘粒含量小于15~30%的亞粘土或粘粒含量小于30%~40%的粘土。支承體宜選擇粒徑小于60mm級(jí)配較好的砂礫石。
粘性土斜墻底部應(yīng)伸入原堤身1m,斜墻底寬約2~3m,具體可按接觸滲徑大于(1/4~1/3)的水頭計(jì)算,頂寬1m,應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位0.5m.
砂礫石堤體的背水坡也應(yīng)設(shè)置貼坡排水與反濾層。反濾層的設(shè)計(jì)將在本節(jié)第二部分中介紹。
2.土工膜斜墻復(fù)式堤
以土工膜斜墻防滲、以砂礫石作支承體的復(fù)式加高斷面。若采用單層PE或PVC膜,厚度約為0.4mm左右;若采用兩布一膜型復(fù)合土工膜,膜厚約為0.2~0.3mm,膜兩邊的土工織物分別為200~250g/m2.
土工膜可埋置在原堤頂開挖的槽內(nèi),槽的形狀尺寸見圖2-5所示,膜與原堤土應(yīng)緊密貼合,接觸滲徑應(yīng)大于承受水頭的1/4~1/3.復(fù)合土工膜也應(yīng)以單層膜的型式埋置在槽中,否則,帶有透水織物的那一面就不能保證應(yīng)有的接觸滲徑。土工膜在堤頂應(yīng)與防浪墻相連接。若不設(shè)防浪墻,則可向背水面平鋪50cm作封頂,土工膜上面為保護(hù)覆復(fù)層。土工膜的技術(shù)要求將在本章中介紹。
若原堤防土質(zhì)疏松或土料滲透性大,也可將土工膜一直鋪至堤腳,形成土工膜整體斜墻防滲,如圖2-6所示。
(三)按防洪墻堤型加高
1.以混凝土或漿砌石墻加高土堤
城市堤防加高,往往因場(chǎng)地所限,采用防洪墻型式加高土堤。防洪墻一般有鋼筋混凝土擋土墻和漿砌石擋土墻兩種型式,墻高一般不大于5~6m為宜,防洪墻布置在臨水堤肩處,墻背水側(cè)中下部填土作為堤頂路面,上部1.2~1.5m作為防浪墻,也可擋水。防洪墻的穩(wěn)定和強(qiáng)度應(yīng)按擋土墻復(fù)核。
(a)鋼筋混凝土防洪墻加高土堤 (b)鋼筋混凝土防洪墻加高漿砌石防洪墻
2.以混凝土墻加高防洪墻
防洪墻一般采用臨水面加厚加高。可在原漿砌石或砼防洪墻的臨水面向內(nèi)設(shè)置錨筋,直徑約16mm,深度約60cm,間距約50cm.然后在原防洪墻臨水面現(xiàn)澆鋼筋混凝土防洪墻,具體尺寸可根據(jù)實(shí)際情況按擋土墻計(jì)算確定。
一、除險(xiǎn)加高布置
經(jīng)分析論證確定堤防加固高度后,應(yīng)根據(jù)安全可靠,因地制宜的原則選擇加固斷面的結(jié)構(gòu)型式。
我國(guó)絕大多數(shù)堤防為粘性土均質(zhì)堤。若無(wú)特殊原因,一般多選擇與原堤防相同的土料加固堤身,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工便利,有利于新老土層間的結(jié)合。
若原筑堤粘性土料短缺,且堤防加高高度大,所需粘性土料方量大,則可選擇復(fù)式斷面結(jié)構(gòu)型式,以少量粘土作防滲斜墻,以砂礫石或礫卵石作支承體。也可采用土工膜作防滲斜墻。若當(dāng)?shù)厮槭匣蛎喉肥县S富,亦可用碎石料或煤矸石料作支承體。
堤防加高的斷面型式選擇應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。
(一)按均質(zhì)堤型加高
1.背水面培厚加高
背水面培厚加高型式具有土源相對(duì)豐富、施工方便的優(yōu)點(diǎn),但也應(yīng)注意防止新、老堤土結(jié)合面成為滲流薄弱面。
(1)料場(chǎng)選擇的原則
土料的滲透系數(shù)不大于10-4cm/s;
土料的粘粒含量應(yīng)與原堤土相當(dāng)或略低,土料的滲透系數(shù)應(yīng)與原堤土相當(dāng)或略大。粘粒含量比原堤土高出較多,滲透系數(shù)小得較多的粘土,不應(yīng)采用,因其不利于堤體滲水的排出;
土料天然含水率盡量接近含水率;
重要堤防的料場(chǎng)應(yīng)離堤腳300m以外,或者也可在距堤腳200m左右處取壓蓋平臺(tái)的吹填固結(jié)土,但必須盡快吹填補(bǔ)齊;
若堤防附近無(wú)合適土源,則料場(chǎng)選擇還應(yīng)考慮運(yùn)距、交通方便、造價(jià)等因素。
(2)堤身布置
堤身培厚加高的布置堤頂寬度根據(jù)防汛、交通等實(shí)際需要確定,一般3級(jí)以上堤防不宜小于6m,堤坡可擬定為1:3,經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算后確定(詳見第四章)。堤高大于6m者,背水坡應(yīng)設(shè)戧臺(tái),其頂寬不小于2m,戧臺(tái)的頂高程應(yīng)在設(shè)計(jì)水位時(shí)的滲流出逸點(diǎn)以上。浸潤(rùn)線與滲流出逸點(diǎn)計(jì)算,見第三章。原堤防臨水坡應(yīng)按加高設(shè)計(jì)坡度整坡,背水坡則應(yīng)挖成臺(tái)階狀,按1:3.0的坡連接?! ?BR> 2.臨水面培厚加高
當(dāng)河道整治需要或背水坡有其他工程設(shè)置無(wú)法培厚時(shí),可考慮在臨水面培厚加高堤防,若需在臨水面灘地取土,為了保護(hù)灘地的天然鋪蓋作用,取土范圍應(yīng)在距堤腳50m以外,取土深度不超過1.5m.土料的滲透系數(shù)應(yīng)小于或相當(dāng)于原堤土料的滲透系數(shù)。原堤防背水坡應(yīng)按加高設(shè)計(jì)坡度削坡,臨水坡應(yīng)挖成臺(tái)階狀,按大于1:3.0的坡連接,以利于新、老堤身的結(jié)合。培厚加高后的臨水坡的穩(wěn)定復(fù)核計(jì)算,應(yīng)考慮設(shè)計(jì)水位降落時(shí)的反向滲透力及土體結(jié)合面浸水后的抗剪強(qiáng)度的降低。汛期退水時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)臨水面培厚加高堤段的觀察。
(二)按復(fù)式堤型加高
1.粘性土斜墻復(fù)式堤
將原堤防按粘性土斜墻復(fù)式斷面加高。
斜墻土料宜選擇粘粒含量小于15~30%的亞粘土或粘粒含量小于30%~40%的粘土。支承體宜選擇粒徑小于60mm級(jí)配較好的砂礫石。
粘性土斜墻底部應(yīng)伸入原堤身1m,斜墻底寬約2~3m,具體可按接觸滲徑大于(1/4~1/3)的水頭計(jì)算,頂寬1m,應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位0.5m.
砂礫石堤體的背水坡也應(yīng)設(shè)置貼坡排水與反濾層。反濾層的設(shè)計(jì)將在本節(jié)第二部分中介紹。
2.土工膜斜墻復(fù)式堤
以土工膜斜墻防滲、以砂礫石作支承體的復(fù)式加高斷面。若采用單層PE或PVC膜,厚度約為0.4mm左右;若采用兩布一膜型復(fù)合土工膜,膜厚約為0.2~0.3mm,膜兩邊的土工織物分別為200~250g/m2.
土工膜可埋置在原堤頂開挖的槽內(nèi),槽的形狀尺寸見圖2-5所示,膜與原堤土應(yīng)緊密貼合,接觸滲徑應(yīng)大于承受水頭的1/4~1/3.復(fù)合土工膜也應(yīng)以單層膜的型式埋置在槽中,否則,帶有透水織物的那一面就不能保證應(yīng)有的接觸滲徑。土工膜在堤頂應(yīng)與防浪墻相連接。若不設(shè)防浪墻,則可向背水面平鋪50cm作封頂,土工膜上面為保護(hù)覆復(fù)層。土工膜的技術(shù)要求將在本章中介紹。
若原堤防土質(zhì)疏松或土料滲透性大,也可將土工膜一直鋪至堤腳,形成土工膜整體斜墻防滲,如圖2-6所示。
(三)按防洪墻堤型加高
1.以混凝土或漿砌石墻加高土堤
城市堤防加高,往往因場(chǎng)地所限,采用防洪墻型式加高土堤。防洪墻一般有鋼筋混凝土擋土墻和漿砌石擋土墻兩種型式,墻高一般不大于5~6m為宜,防洪墻布置在臨水堤肩處,墻背水側(cè)中下部填土作為堤頂路面,上部1.2~1.5m作為防浪墻,也可擋水。防洪墻的穩(wěn)定和強(qiáng)度應(yīng)按擋土墻復(fù)核。
(a)鋼筋混凝土防洪墻加高土堤 (b)鋼筋混凝土防洪墻加高漿砌石防洪墻
2.以混凝土墻加高防洪墻
防洪墻一般采用臨水面加厚加高。可在原漿砌石或砼防洪墻的臨水面向內(nèi)設(shè)置錨筋,直徑約16mm,深度約60cm,間距約50cm.然后在原防洪墻臨水面現(xiàn)澆鋼筋混凝土防洪墻,具體尺寸可根據(jù)實(shí)際情況按擋土墻計(jì)算確定。

