某河上游重力式挡土墙护岸工程计算书.docx
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某河上游重力式挡土墙护岸工程计算书
某河上游护岸工程
重力式挡土墙计算书
**********勘测设计院
20XX年11月20日
1.工程建设位置及建设的必要性
×××××××引水枢纽工程位×××××县×××××××乡境内,该续建工程位于枢纽上游河道左岸,距泄洪闸约一公里左右。
这段河岸自投入运行至今,只有上游109.5米圆弧段采用浆砌石护坡,以下700米左右段一直采用铅丝笼条流坝护坡,经过多年洪水的冲刷,圆弧段冲刷严重,年年在基础部位采取下四面体等临时防护措施,对该段进行防护。
1999年东岸一号四面体挑流坝的修建完成,上段顶冲段(圆弧段)的水流加大,冲刷幅度加重。
下段虽有铅丝笼挑坝,但河岸的冲刷依然较严重,并且铅丝笼挑坝的节节堵塞,严重影响到位于该段的水文站的施测工作。
防洪期间还需投入大量人力物力,以保证该河段的正常运行,(该河段外20米处为防洪标准为7890立方米每秒的防洪坝,坝外为×××××××乡的耕地)考虑到诸因素,本次将该河岸进行续建整治。
2.上游河岸整治措施(设计段)
新护坡段总长度为819.5米,目前该段(圆弧段R=119.24米)109.5米为浆砌石护岸,下游601米以铅丝笼坝护岸。
本设计针对710.5米河岸进行浆砌石砌护,对上游109.5米段护岸基础进行加固。
因根据规范(GB50201-94)×××××××枢纽的建筑等级为大Ⅱ型,故将该护岸工程降低一个等级,防洪标准采用50年一遇洪水。
3.顺河堤冲刷深度计算:
冲刷坑深度采用威孜果公式:
—冲刷坑深度(m);
—设计单宽流量(m3/s);
—设计水深(m)。
在该河段选取一个断面进行计算:
(位置在×××××××水文站,该断面相关数据由1999年实测资料得)
50年一遇的洪水流量Q=6370立方米每秒(根据《××××河防洪规划》1999年版得出);设计断面部分冲刷前平均水深H=2.889米;设计断面宽度B=474米。
(m3/s)
得
(m)
该断面为设计河岸段的顺直段,但考虑到工程整体稳定性,及该河段河床的具体情况,故将该深度加大到5米。
又因,当丁坝长小于河宽的1/10,与水流方向不大于45度,坝头边坡系数大于0.5,则丁坝坝头局部冲刷坑的深度为同样条件下顺河堤冲刷深度的1.5-2倍。
故顶冲段冲刷坑深度为7.155米。
但考虑到流量集中和工程整体稳定性,将顶冲段冲坑深度加大到8.00米。
4.方案选择:
方案一:
重力式挡土墙,枯水期水位既为挡土墙顶高程;护坡由该高程开始,到50年一遇洪水水位处结束,详见下图。
方案二:
小重力式挡土墙,护坡由50年一遇洪水水位沿伸到原始河床,原始河床高程即为挡土墙顶高程。
详见下图。
由于×××××××枢纽上段河道推移质含量高,并且粒径大,如果用小重力式挡土墙作为基础,上段浆砌护坡在洪水期无法承受大粒径推移质的撞击,导致护坡破坏;而用重力式挡土墙,墙顶高程为枯水期水位(1.5米左右),在洪水期大部分推移质都撞击在挡土墙上,保护了浆砌护坡的稳定性。
故而,选择重力式挡土墙的形式。
4挡土墙稳定性计算
挡土墙形式采用重力式,墙高(h)顺直段为5米,顶冲段墙高为8米;根据《水工钢筋混凝土结构》(下册),底宽(b)因为墙高的0.6-0.7倍;墙顶宽度(a)一般用30-50厘米;墙趾高(h’)和墙趾宽(c)的比例为2:
1,墙趾宽常不小于20厘米。
初定尺寸为:
H1=5(m);H2=8(m);
b1=3(m);b2=4.8(m);
a=0.4(m);
h’=1(m);
c=0.5(m)。
⑴断面一计算:
(h1=5米)
Ⅰ、选取施工期墙前无水压力,不考虑地下水情况:
①主动土压力计算:
(自DL5077–1997)
Ka—主动土压力系数,为φ、ε、β、δ的函数;
φ—内摩擦角,该地实验得砂卵石摩擦角为40°;
ε—墙背与铅直线的夹角,ε=15.27°;
β—填土表面与水平面所成坡角,β=33.69°;
δ—墙摩擦角,取δ=φ/2=20°。
查库仑主动土压力系数:
Ka1=0.613《土力学》
H—挡土墙高度H1=5米;
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