【正文】 堤頂高程 ） 。 電排起點(diǎn)段與靳家灣裁彎取直段堤線方案比選 （ 1） XX 電排起點(diǎn)段堤線方案 XX 電排起點(diǎn)段堤線布置擬定了 2個(gè)方案進(jìn)行比選，具體線路方案布置見圖，比選表如下： XX 電排起點(diǎn)段堤線布置方案比選表 28 項(xiàng)目 單位 方案一（電排管理房后） 方案二（船閘西邊墻旁） 堤線長度 km 586 612 筑堤 土方 萬 m3 造價(jià) 萬元 42= 42= 征地 面積 畝 造價(jià) 萬元 15= 15=573 拆房 面積 m2 正房 2230 正房 876破房 1700、 砼地面 3764 造價(jià) 萬元 600= 1200= 200=34 50= 建筑物 水閘 座 1 造價(jià) 萬元 2500（包括 XX電排前池工程） 合計(jì) 萬元 4455 優(yōu)點(diǎn) 筑堤土方量小，征地、 拆遷少，造價(jià)低。 拆遷較小 缺點(diǎn) 拆遷較大 工程量和征地面積較 大，投資較大。 堤防加 固 斷面標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) 防洪隔堤加修工程為 XX 電排 至新河口堤段，主要對堤身加高培厚與 裁彎 取直 ，堤身 斷面 設(shè)計(jì)擬定了以下二個(gè)方案進(jìn)行比選。 方案二： 堤頂高程為 ，堤頂面寬 10m，堤頂外肩設(shè) 1m 高欄桿，底部 為防浪墻，上部 透明欄桿。 上 述 2個(gè)堤身斷面設(shè)計(jì)方案，推薦方案 一， 方案具體詳見設(shè)計(jì)圖。 ① .上游設(shè)計(jì)洪水位與下游相應(yīng)的水位。 本次壩坡抗滑穩(wěn)定分析的控制穩(wěn)定時(shí)期只考慮穩(wěn)定滲流期和 河 水位降 落 期，強(qiáng)度計(jì)算方法為：穩(wěn)定滲流期下游壩坡穩(wěn)定計(jì)算只采用有效應(yīng)力法， 河 水位降 落 期上游壩坡穩(wěn)定計(jì)算則分別用有效應(yīng)力法和總應(yīng)力法兩種方法計(jì)算。主要進(jìn)行滲流及抗滑穩(wěn)定分析。 ) C(kPa) I 堤身 填土 105 104 Ⅱ 粉土 105 104 Ⅲ 粉質(zhì) 粘土 105 104 22 28 土堤邊坡穩(wěn)定分析計(jì)算 32 ①計(jì)算工況 根據(jù) XX 河 堤防的運(yùn)行情況和本設(shè)計(jì)階段的要求，穩(wěn)定分析主要考慮以下兩種工況： 臨水側(cè)（外 坡）為設(shè)計(jì)水位，背水側(cè)（內(nèi)坡）為無水時(shí)內(nèi)坡的抗滑穩(wěn)定； 臨水側(cè)（外坡）水位降 落 時(shí) （屬電排排洪， 水位降 落較緩慢） ，外坡的抗滑穩(wěn)定。 非穩(wěn)定滲流有限元分析基本方程為： ? ? ? ? }]{[][][ 112 oHMQtHMKt ????? 式中： t? —— 時(shí)間增量； 1H —— 時(shí)間增量結(jié)束時(shí)的水頭值； oH —— 時(shí)間增量開始時(shí)的水頭值； 1Q —— 時(shí)間增量結(jié)束時(shí)的流量值； 1oQ —— 時(shí)間增量開始時(shí)的流量值； 其它符號的意義同前。 遠(yuǎn)期堤腳為城市道路，公路面寬 50m，采用瀝青砼或砼硬化路面 （屬城建部門設(shè)計(jì)） 。臺階寬 3m，結(jié)構(gòu)采用 C20 素砼，邊墻為預(yù)制塊和漿砌石，面寬 ，整個(gè)臺階為大理石貼面。 （ 1） 臨水面護(hù)坡 ①總體布置 隔堤護(hù)坡高程為： XX河常年蓄水位 以上 （親水平臺）至堤頂采用框格植草磚護(hù)坡（全線護(hù)坡）。 水下阻腳 工程 表 堤 段 位 置 樁 號 長度（ m) 備 注 市德高成職校至潘家灣堤段 6+150～ 7+550 1400 潘家灣河口段 7+731～ 7+836 105 靳家灣新開河段 8+966～ 9+150 184 馱古堤村一組至新河口堤段 9+554～ 12+740 3189 四段阻腳 4875 新開河段八官垸側(cè)新修堤防采用草坡護(hù)坡。 36 （ 2） 背水面護(hù)坡 近期：整個(gè)隔堤與靳家灣裁彎新開河段和八官側(cè)堤防近期采用草 坡護(hù)坡。 填塘固基工程 XX至新河口沿線堤內(nèi)腳堰塘和低洼處進(jìn)行填塘固基，固基高程高出現(xiàn)有地面 1m，沿線填塘固基 6處，總長度為 2690m。 總體布置 該閘本次設(shè)計(jì) 重建 為單孔 交通閘 ，與大堤軸線成 600夾角，門庫布置在臨水側(cè)，閘室右邊，閘墩兩邊設(shè)防滲墻，閘室頂部設(shè)交通橋，橋面高程與堤面高程相差 。 結(jié)構(gòu)布置 閘室基礎(chǔ)采用 水泥土攪拌 樁 基 ，閘室結(jié)構(gòu)為 C25鋼筋混凝土，墊層為 C15混凝土， 進(jìn)出口 八字擋土墻為 ，采用 M10砂漿勾縫；閘室與門庫磚砌體采用 M5混合砂漿砌筑，門庫底板設(shè)置直徑為 D300mm預(yù)制管排水暗 管。 （ 2）鋪蓋 鋪蓋采用 素 砼結(jié)構(gòu)， 臨水面 鋪蓋長 10m， 寬 ,背水面 鋪蓋長 ， 寬 14m,兩邊鋪蓋與公路路面連接。 （ 1）完建期 完建期的荷 載主要包括閘底板重力、閘墩重力、閘門重力、工作橋重力、啟閉臺和房屋及設(shè)備重力 、車荷載重力等 。 該閘設(shè)計(jì)洪水情況荷載、力矩計(jì)算。 （ 8）完建期 (通車 )閘室底板基礎(chǔ)處理 閘室底板最大地基反力為 ，由地勘資料所知，該閘底部地基允許承載力為 80～ 100kPa，不滿足設(shè)計(jì)要求，需進(jìn)行基礎(chǔ)處理。 由于建造年代久遠(yuǎn)， 管身 現(xiàn)已 沉陷，多 處斷裂，需拆除重建。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）涵管結(jié)構(gòu)計(jì)算 計(jì)算資料：回填土為粉質(zhì)粘土，濕容重 r 土 =，內(nèi)摩擦角 30176。 r土 — 填土容重，取 r 土 =D— 涵管外徑， D= 則 G 土 = 垂直土壓力 強(qiáng)度： 2/ mKNDGrq G ?? 土土 側(cè)向土壓力計(jì)算： 填埋式箱涵的側(cè)向土壓力由矩形荷載和三角形荷載兩部分組成。 本工程采用 水泥土 噴攪法 樁基 加固軟弱土層的措施，對地基進(jìn)行處理。 2211 /)2/45( mKNtgHrrq G ???? ?土 43 ② 、車輛碾壓荷載： 按履帶 50 拖拉機(jī)考慮，由于拖拉機(jī)履帶較長，在計(jì)算中只考慮拖拉機(jī)橫軸方向的壓力分布： mLoc ? md ? 由 mtg dLoc ?? ? ?302/)( m a x0 tgHdLpqoc ???車 小于 Hmax=，則： 式中： po— 履帶單位長度上的壓力， po=2m a x/)( 0 mkNtgHdL prqocQ ???? ?車 ③ 、結(jié)構(gòu)自重 頂板、隔板自重 mkNq /?頂板 側(cè)墻自重 mkNq /?側(cè)墻 作用于涵管頂上的總均布荷載（包括自重） 23 / mkNq ? ④ 、地基反力 234 / 7 8/ mkNlqqq ??? 側(cè)墻 地基允許承載力小于 ,故需進(jìn)行地基處理。 主要承受土壓力 、 自重、車輛碾壓荷載等，永久荷載的分項(xiàng)系數(shù) rG=，可變荷載的分項(xiàng)系數(shù) rQ=，對結(jié)構(gòu)安 全級別為Ⅱ級的建筑物其結(jié)構(gòu)重要系數(shù) r0=。 工程布置 本次設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)型式為鋼筋砼日字箱涵，上、下涵管凈空斷面尺寸為 ,總長度為 (包括壓力水箱段和閘室段 ), 自排涵 底板高程 , 電排 出水管 底板高程 ,管身 壁厚 均為 ，外設(shè)防洪閘門，內(nèi)翻修壓力水箱。 單樁承載力計(jì)算： ? ? pf App ?? ? ? ppiip qALfUp ??? ? 式中： ??p 單樁承載力， kN fp 樁身強(qiáng)度 kpa ，取 fp =3000kpa 40 ? 樁身強(qiáng)度折減系數(shù)，取 ? = PA 樁的截面積，直徑為 ， PA = 2m PU 樁的周長， PU = if 樁周第 i 層土的容許摩阻力，素填土取 8kpa ，粉質(zhì)粘土取 12kpa iL 樁周圍第 i 層土的厚度 ? 樁尖天然折減系數(shù)，取 ? = pq 樁尖天然土的承載力，取 pq =120kpa 將以上各值代入上式得： ? ? kNp ? 擬定樁長為 8m 單樁承載力為 ? ? kNp ? 樁的根數(shù)確定： ????n 取 222?n 根 復(fù)合地基校核： ?????? sspssp )1( ???? 式中： sp? 復(fù)合地基允許承載力 kpa s? 樁間土地基允許承載力， s? =120kpa p? 樁身允許承載力， kpap ?? s? 樁的置換率， ?? AnAps? ? 樁間土承載力折減系數(shù)， ? = 滿足設(shè)計(jì)要求。 （ 7） 閘室抗滑穩(wěn)定分析 )(2 3 5 4)(2 0 8 9 2 kNHkNG ???? HGfKc ??? ][ ??? cK 。 豎向力 總荷載為 27124kN 力矩 217651() （ 2）閘室基底壓力計(jì)算 38 ).(2 1 7 6 5 1)(2 7 1 2 42)61(m a xm inmkNMkNGGMBeBeAGP??????????? ? ? （滿足要求）下游端上游端偏上游則)()()(m a xm in2?????????k p ak p aPmemAmB （ 3）地基承載力驗(yàn)算 由上可知： k paPPP )(21m inm a x ??? 現(xiàn)有閘底地屬素填土 和粉土 ，承載力 [R]只有 80～ 100kPa，地基承載力不滿足要求，需進(jìn)行地基處理。 （ 4）側(cè)向防滲 側(cè)向防 滲 主要 是 閘墩 ，一是 閘墩兩邊回 填土與 閘墩 結(jié)合部采用 厚三合泥銜接，二是閘室兩邊填土部分 除 碾壓夯實(shí)外，還 在 閘墩兩邊設(shè)砼防滲墻 ，墻高 ，寬2m，厚 。門庫凈寬 ，閘室與門庫總長度為 . 37 防滲設(shè)計(jì) （ 1）閘底板 底板既是閘室的基礎(chǔ)，又兼有防滲的作用。閘底板高程 。 上述 6處 填塘固基 采用挖泥船吹填，具體詳見 填塘固基 設(shè)計(jì)圖。 排水溝工程 XX 隔堤垸內(nèi)公路坡腳處沿線設(shè)排水溝，設(shè)計(jì)斷面尺寸為：溝深 ，底寬 ，兩邊坡比分別為 1： 1，排水溝全長 。 護(hù)坡與封頂板連接：護(hù)坡與封頂板連接處頂部設(shè)寬 ，厚 的 C15 現(xiàn)澆砼板封頂。親水平臺以下護(hù)坡堤段 及推薦方案 見下表 。 面層鋪設(shè)彩色 滲水磚 。 （ 2）結(jié)構(gòu)布置：臨水面上至堤頂，下至親水平臺 。 堤面與堤腳公路硬化工程 34 近期： XX 隔堤整個(gè)堤段堤面與堤腳公路路面硬化采用泥結(jié)碎，堤面硬化寬度為10m。 計(jì)算簡圖及計(jì)算公式如下： 穩(wěn)定滲流期按有效應(yīng)力法，計(jì)算公式為： ? ?? ???? s i n)( ]s e c)(c os)[(s e c2121 ww tgbZruwwbcK w?? ?????????? 水位降落期抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按總應(yīng)力法，計(jì)算公式為： ? ?? ???? s i nW ]s e cc os(s e c ?? ?????? cuicu tgbuSbCK 式中： b—— 條塊寬度（ m）； w—— 條塊應(yīng)力 (kN)； bz w ???? ?21 ； w1—— 堤坡外水位以上的條塊重力 (kN)； w2—— 堤坡外水位以下的條塊重力 (kN)； z—— 堤坡外水位高出條塊底面中點(diǎn)的距離 (m)； Ccu—— 穩(wěn)定滲流期堤身或堤基的孔隙水壓力（ Kpa）； ui—— 水位降落前堤身的孔隙水壓力（ Kpa）； ? —— 條塊的重力線與通過此條塊底面中點(diǎn)的半徑之間的夾角（度）； wr —— 水的重度（ kN/m3）； uC ， u? ， cuC ， C? ， ?? —— 土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。 土 壩計(jì)算斷面分區(qū)力學(xué)指標(biāo)及滲透系數(shù) 工程 分區(qū) 土類 重 度 (kN/m3) 飽和 重 度 (kN/m3) 滲透系數(shù) (Kv) 固結(jié)快剪 固結(jié)慢剪 垂直(cm/s) 水平(cm/s) Φ (176。現(xiàn)有堤防堤身高度一般為 6～9m。 根據(jù) XX 河 設(shè)計(jì)洪水位為 ，上游不利水位取大約 三分之一壩高處水位， 31 下游無水，水位取地面高程，即 。 1 優(yōu)點(diǎn)：少占地約 60 畝。 優(yōu)點(diǎn)：近期完全滿足防洪要求。雖然方案一拆遷面積適當(dāng)大一點(diǎn)，但總造價(jià)比方案二少 1567萬元，設(shè)計(jì)推薦方案一。 XX 電排起點(diǎn)段堤線布置，通過上述 2 個(gè)方案的比選，方案一比方案二優(yōu)點(diǎn)多，并且方案二還多方案一 4147 萬元，設(shè)計(jì)推薦方案一。原因是裁彎段河流兩邊的內(nèi)漬水今后不需提排，雨水可自流入老河槽 。 現(xiàn)有老堤線（起點(diǎn) XX 電排牛耳堤）樁號 0+000～ 7+620 和樁號 12+480～ 15+068堤段適當(dāng)裁彎取直，只有靳家灣與新河口堤段處大裁彎；具體布置如下： 靳家灣堤段裁彎位置為現(xiàn)有老堤段樁號 7+620～ 12+480，兩樁號點(diǎn)基本上連成一 27 條直線，該堤段裁彎前堤長約 ，裁彎后堤長約 ，縮短長度 。 本次確定 XX 河 (正常 )設(shè)計(jì)水位與柳葉湖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)水位一致 （ ） 。 通過上述情況分析得知， 八官垸上端潰口進(jìn)洪的同時(shí)，沅水 3 日可下泄洪量為75 億 m3，八官垸最多進(jìn)洪量為 18 億 m3， 推算 最高水位可達(dá) ，即定為 XX 隔堤防洪設(shè)計(jì)水位。