4.5 防护工程设计
4.5.1 防护设计应根据水域特性、水文参数、水域及周边地貌、地质情况,结合防护位置,采用适宜的护岸、护底、护脚、稳管和地表排水防护措施。
4.5.2 在河流上设置导流构筑物时,应根据河道的河势、地质、水文参数、河道演变规律和防护要求规划治导线,并应避免冲刷农田、村庄、道路和管道。
4.5.3 防护工程采用的建筑材料,应符合相关材料标准的规定;填筑材料宜就地取材。不应采用重黏土、粉砂、淤泥、盐渍土或有机质土壤填筑。填筑物应分层夯实或压实,达到规定的密实度要求。
4.5.4 防护工程的设计洪水频率宜与穿越工程设计洪水频率相同,护岸顶应高出包括浪高和壅水在内的设计洪水位0.5m。若堤岸顶低于设计洪水位,护岸宜作至堤顶。
4.5.5 护岸工程基础基底埋深宜在水床面下不小于1m处,同时宜满足设计冲刷线下1m和冰冻线下0.3m的要求。在护岸工程基础埋深无法满足上述条件的情况下,可采取抛石、石笼、混凝土柔性板措施护脚。护脚于垂直水流方向的防护长度不应小于设计洪水冲刷深度的1.5倍。
4.5.6 护岸工程顺水流方向的长度,应根据实地水流形态、岸坡地质条件及施工扰动岸坡情况确定,应大于施工开挖的岸坡宽度。
4.5.7 浆砌石、混凝土或钢筋混凝土板护坡面下方,应有100mm~200mm厚的级配良好的砂砾石垫层。
4.5.8 浆砌石、混凝土或钢筋混凝土板的护坡,每隔10m~20m应设置伸缩缝,在对应的基础上应设置沉降缝,缝宽20mm~30mm,以沥青麻筋或沥青板条填塞。
4.5.9 浆砌石护岸工程应设置排水孔,并在排水孔处设置反滤层。排水孔应设于常水位0.3m以上。
4.5.10 护岸工程与调治构筑物均应核算坡面滑动、沿弧面或不均匀土体的折线面滑动的抗滑稳定性。抗滑稳定安全系数可取1.15~1.30。
4.5.11 浆砌石护坡厚度可按下列公式计算:
式中:
T——浆砌片石(浆砌混凝土块)护坡厚度(m);
α——护面斜坡与坡脚水平线的夹角;
Psj——动水作用于护坡的上举力(N/m2),浆砌护坡只计算静上举力Psj1,干砌护坡还应计算脉动上举力Psj2;
Psj1——动水作用于护坡的静上举力(N/m2);
Psj2——动水作用于干砌护坡上的脉动上举力(N/m2);
η——与护面结构有关的系数,浆砌护面取1.1~1.2,干砌护面取1.5~1.6;
μ——与护面透水性有关的系数,浆砌护面取0.3,干砌护面取0.1;
ξ——脉动压力系数,可按现场的实测值取用,或按水利部门护坦脉动压力试验所得最大值0.4取用;
v——河水的平均流速(m/s);
g——重力加速度,取9.8m/s2;
γs——砌石的密度(N/m3);
γ0——河水的密度(N/m3)。
4.5.12 采用石笼护基或护底时,石笼基底应铺0.2m~0.4m的平整垫层;若地基为基岩,可将石笼用钢筋锚固在基岩上。根据需要可对石笼进行灌浆处理。
4.5.13 护底石笼的顺水流平铺段长度应大于自石笼顶面至设计洪水冲刷线深度的1.5倍。
4.5.14 当冲刷深度较大或常水位水深较大时,宜采用混凝土板之间铰连接的柔性混凝土防护板,铺设于护坡基础处或作护底用。混凝土板的厚度可按本规范4.5.11规定计算,γs为混凝土板的重度,μ值取0.3。
4.5.15 柔性混凝土板的护底垂直河流的平铺长度可按下式计算,并应符合本规范4.5.5、4.5.13的要求。
式中:
L——平铺长度(m);
m——边坡系数,按1.0~0.5取用;
h△z——防护深度(m),根据冲刷确定;
B1——安全长度(m),可取2.0m。
4.5.1 水域挖沟法穿越的防护工程,对保证管道的安全至关重要,应根据不同的地形地貌、地质条件、水文条件合理进行防护设计。
4.5.2 在河流上设置导流工程会改变河流的正常流态,即改变了河床原来的冲淤规律,一般不允许设置,仅需要对岸坡做必要的防护。本条提醒设置导流构筑物时的考虑因素。
4.5.3 选用建筑材料是保证防护工程质量最基本的要求,填筑材料宜就地取材,但不能采用影响填筑体稳定性的土壤种类。
4.5.4 对防护工程采用与穿越工程同等的设计洪水频率是必要的,以保证防护工程的功能,并规定了防护工程的高度要求。
4.5.5 对于冲刷深度较深的河流,若要求防护工程基础埋设于冲刷线以下1m,其工程量和施工难度很大,基于水利工程、公路工程的经验,采取了一定范围和体积的抛石、石笼等可靠措施后,防护工程的基础底面标高可以适当提高。
4.5.10 为保证护岸与调治工程的稳定性,本条规定应对其坡面进行抗滑稳定性核算。根据工程的大小及重要性选取抗滑稳定安全系数。
4.5.11 护坡工程浆砌石的厚度、干砌石砌块尺寸的计算是依据砌块的重量要大于等于水流动力作用的条件推算得出的。设计人员在设计护坡时,应提出选用护坡砌块厚度、尺寸的要求,防止因动水作用损毁护坡。
4.5.12、4.5.13 石笼是防护工程中常用的措施之一,特别在已建工程中应用很多。如马惠宁输气管道在环江穿越中,采用石笼护基、护脚很普遍。为此,这两条规定提出了铺砌石笼的要求与河底护管长度的要求。
4.5.14、4.5.15 采用柔性混凝土板作为防止水流冲淘、保护护坡基础或河床,在水力部门、交通或铁道部门也是经常采用的措施。这两条规定了采用混凝土柔性护板的条件、连接方式及敷设长度等要求。
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