某河上游重力式擋土墻護(hù)岸工程計(jì)算書(shū)

1、某河上游護(hù)岸工程重力式擋土墻計(jì)算書(shū)*勘測(cè)設(shè)計(jì)院2000年11月20日1.工程建設(shè)位置及建設(shè)的必要性 引水樞紐工程位縣鄉(xiāng)境內(nèi)，該續(xù)建工程位于樞紐上游河道左岸，距泄洪閘約一公里左右。這段河岸自投入運(yùn)行至今，只有上游109.5米圓弧段采用漿砌石護(hù)坡，以下700米左右段一直采用鉛絲籠條流壩護(hù)坡，經(jīng)過(guò)多年洪水的沖刷，圓弧段沖刷嚴(yán)重，年年在基礎(chǔ)部位采取下四面體等臨時(shí)防護(hù)措施，對(duì)該段進(jìn)行防護(hù)。1999年?yáng)|岸一號(hào)四面體挑流壩的修建完成，上段頂沖段（圓弧段）的水流加大，沖刷幅度加重。下段雖有鉛絲籠挑壩，但河岸的沖刷依然較嚴(yán)重，并且鉛絲籠挑壩的節(jié)節(jié)堵塞，嚴(yán)重影響到位于該段的水文站的施測(cè)工作。防洪期間還需投入大量人

2、力物力，以保證該河段的正常運(yùn)行，（該河段外20米處為防洪標(biāo)準(zhǔn)為7890立方米每秒的防洪壩，壩外為鄉(xiāng)的耕地）考慮到諸因素，本次將該河岸進(jìn)行續(xù)建整治。2.上游河岸整治措施（設(shè)計(jì)段） 新護(hù)坡段總長(zhǎng)度為819.5米，目前該段（圓弧段R=119.24 米 ）109.5 米為漿砌石護(hù)岸，下游601米以鉛絲籠壩護(hù)岸。本設(shè)計(jì)針對(duì)710.5米河岸進(jìn)行漿砌石砌護(hù)，對(duì)上游109.5米段護(hù)岸基礎(chǔ)進(jìn)行加固。因根據(jù)規(guī)范（GB 50201-94）樞紐的建筑等級(jí)為大型，故將該護(hù)岸工程降低一個(gè)等級(jí)，防洪標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇洪水。3.順河堤沖刷深度計(jì)算：沖刷坑深度采用威孜果公式：沖刷坑深度（m）；設(shè)計(jì)單寬流量（m3/s）；設(shè)計(jì)水深

3、（m）。在該河段選取一個(gè)斷面進(jìn)行計(jì)算：（位置在水文站，該斷面相關(guān)數(shù)據(jù)由1999年實(shí)測(cè)資料得）50年一遇的洪水流量Q=6370立方米每秒（根據(jù)河防洪規(guī)劃1999年版得出）；設(shè)計(jì)斷面部分沖刷前平均水深H=2.889米；設(shè)計(jì)斷面寬度B=474米。（m3/s）得（m）該斷面為設(shè)計(jì)河岸段的順直段，但考慮到工程整體穩(wěn)定性，及該河段河床的具體情況，故將該深度加大到5米。又因，當(dāng)丁壩長(zhǎng)小于河寬的1/10，與水流方向不大于45度，壩頭邊坡系數(shù)大于0.5，則丁壩壩頭局部沖刷坑的深度為同樣條件下順河堤沖刷深度的1.5-2倍。故頂沖段沖刷坑深度為7.155米。但考慮到流量集中和工程整體穩(wěn)定性，將頂沖段沖坑深度加大到8

4、.00米。4.方案選擇：方案一：重力式擋土墻，枯水期水位既為擋土墻頂高程；護(hù)坡由該高程開(kāi)始，到50年一遇洪水水位處結(jié)束，詳見(jiàn)下圖。方案二：小重力式擋土墻，護(hù)坡由50年一遇洪水水位沿伸到原始河床，原始河床高程即為擋土墻頂高程。詳見(jiàn)下圖。 由于樞紐上段河道推移質(zhì)含量高，并且粒徑大，如果用小重力式擋土墻作為基礎(chǔ)，上段漿砌護(hù)坡在洪水期無(wú)法承受大粒徑推移質(zhì)的撞擊，導(dǎo)致護(hù)坡破壞；而用重力式擋土墻，墻頂高程為枯水期水位（1.5米左右），在洪水期大部分推移質(zhì)都撞擊在擋土墻上，保護(hù)了漿砌護(hù)坡的穩(wěn)定性。故而，選擇重力式擋土墻的形式。4擋土墻穩(wěn)定性計(jì)算擋土墻形式采用重力式，墻高（h）順直段為5米，頂沖段墻高為8米；

5、根據(jù)水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（下冊(cè)），底寬（b）因?yàn)閴Ω叩?.6-0.7倍；墻頂寬度（a）一般用30-50厘米；墻趾高（h）和墻趾寬（c）的比例為2：1，墻趾寬常不小于20厘米。初定尺寸為：H1=5（m）；H2=8（m）；b1=3（m）；b2=4.8（m）；a=0.4（m）；h=1（m）；c=0.5（m）。斷面一計(jì)算：（h1=5米）、選取施工期墻前無(wú)水壓力，不考慮地下水情況：主動(dòng)土壓力計(jì)算：（自DL 5077 1997） Ka主動(dòng)土壓力系數(shù)，為、的函數(shù)； 內(nèi)摩擦角，該地實(shí)驗(yàn)得砂卵石摩擦角為40； 墻背與鉛直線的夾角，=15.27； 填土表面與水平面所成坡角，=33.69； 墻摩擦角，取=/2=20。

6、查庫(kù)侖主動(dòng)土壓力系數(shù) ：Ka1=0.613土力學(xué)H擋土墻高度H1=5米；容重，查得干容重1.59 t/m3； 擋土墻自重計(jì)算： 墻后土重計(jì)算： 抗滑穩(wěn)定計(jì)算： 查規(guī)范（GBJ7-89）得摩擦系數(shù)為0.5,系數(shù)取1.3。 1.3抗傾穩(wěn)定計(jì)算： 查規(guī)范（GBJ7-89）系數(shù)取1.5；選取垂直墻角點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)。a、 面積 b、 面積 c、 面積 d、 面積 e、 面積 則： 墻后填土形心計(jì)算： 1.5、選取墻后水壓力最大，墻前無(wú)水情況：（地下水位為壩頂向下4米處）主動(dòng)土壓力計(jì)算：（自DL 5077 1997） Ka主動(dòng)土壓力系數(shù)，為、的函數(shù)； 內(nèi)摩擦角，該地實(shí)驗(yàn)得砂卵石摩擦角為40； 墻

7、背與鉛直線的夾角，=15.27； 填土表面與水平面所成坡角，=33.69； 墻摩擦角，取=/2=20。查庫(kù)侖主動(dòng)土壓力系數(shù) ：Ka1=0.613土力學(xué)H擋土墻高度H1=5米；容重，查得飽和容重1.99 t/m3； 擋土墻自重計(jì)算： 墻后土重計(jì)算： 上部荷載計(jì)算： 揚(yáng)壓力計(jì)算：（相隔15米有一道伸縮縫） 抗滑穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算： 查規(guī)范（GBJ7-89）得摩擦系數(shù)為0.5,系數(shù)取1.3。 1.3抗傾穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算：查規(guī)范（GBJ7-89）該系數(shù)取1.5；選取垂直墻角點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)。墻后填土型心計(jì)算：上部荷載形心計(jì)算： 大于1.5斷面一計(jì)算：（h1=8米）、選取施工期墻前無(wú)水壓力，不考慮地下水情

8、況：主動(dòng)土壓力計(jì)算：（自DL 5077 1997）Ka主動(dòng)土壓力系數(shù)，為、的函數(shù)； 內(nèi)摩擦角，該地實(shí)驗(yàn)得砂卵石摩擦角為40； 墻背與鉛直線的夾角，=22.79； 填土表面與水平面所成坡角，=33.69； 墻摩擦角，取=/2=20。查庫(kù)侖主動(dòng)土壓力系數(shù) ：Ka1=0.717土力學(xué)H擋土墻高度H1=8米；容重，查得為飽和容重1.99 t/m3，干容重1.59 t/m3；擋土墻自重計(jì)算：墻后土重計(jì)算：抗滑穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算： 查規(guī)范（GBJ7-89）得摩擦系數(shù)為0.5,系數(shù)取1.3。 1.3抗傾穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算： 查規(guī)范（GBJ7-89）系數(shù)取1.5；選取垂直墻角點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)。a、面積 d、面積

9、c、面積 d、面積 e、面積 則： 墻后填土形心計(jì)算：1.5、選取墻后水壓力最大，墻前無(wú)水情況：主動(dòng)土壓力計(jì)算：（自DL 5077 1997）Ka主動(dòng)土壓力系數(shù)，為、的函數(shù)； 內(nèi)摩擦角，該地實(shí)驗(yàn)得砂卵石摩擦角為40； 墻背與鉛直線的夾角，=22.79； 填土表面與水平面所成坡角，=33.69； 墻摩擦角，取=/2=20。查庫(kù)侖主動(dòng)土壓力系數(shù) ：Ka1=0.717土力學(xué)H擋土墻高度H1=8米；容重，查得為飽和容重1.99 t/m3，干容重1.59 t/m3；擋土墻自重計(jì)算：墻后土重計(jì)算：上部荷載計(jì)算： 揚(yáng)壓力計(jì)算：（相隔15米有一道伸縮縫） 抗滑穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算：查規(guī)范（GBJ7-89）得摩擦系數(shù)為

10、0.5,系數(shù)取1.3。 1.3抗傾穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算：查規(guī)范（GBJ7-89）系數(shù)取1.5；選取垂直墻角點(diǎn)A為坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)。墻后填土型心計(jì)算： 上部荷載形心計(jì)算： 大于1.55施工導(dǎo)流施工期渠首仍然有過(guò)水要求，因此該工程應(yīng)解決施工期導(dǎo)流問(wèn)題，先初擬以下方案：在大河汛期過(guò)后，即十月份上下當(dāng)流量下降至200立方米每秒時(shí)，立即組織施工，即進(jìn)行導(dǎo)流圍堰堆筑。根據(jù)實(shí)地勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，靠東岸高坎處河床有一條地勢(shì)較底的河槽，可沿河床做一條圍堰攔住大河枯水期的主流，該圍堰上端筑于距西岸裹頭400米的河灘上（該河灘高程1459.00米），下端接至西岸3號(hào)淺堰壩肩，這樣就可將施工場(chǎng)地圈在圍堰內(nèi)了，而將主流導(dǎo)向東岸。設(shè)計(jì)

11、流量為320立方米/秒（按規(guī)范SL260-98）, 頻率分析見(jiàn)表（5-1；5-2）。河道天然縱坡為1/380，河道糙率n=0.033，設(shè)計(jì)流速v=2米/秒。 設(shè)計(jì)導(dǎo)流渠斷面為寬度100米，渠深1.6米，邊坡采用1：1，復(fù)核過(guò)流能力： 超高按規(guī)范（SDJ338-89）,圍堰級(jí)別為級(jí)，超高為0.5米，截流段超高加大到1米。即堰高從現(xiàn)地形圖水面高程（導(dǎo)流渠中線上游點(diǎn)1457.0米）向下1.6米（1456.4米）為設(shè)計(jì)導(dǎo)流渠渠底高程，從該高程起向上2.1米（1458.5米）為堰頂高程。（下游按縱坡向下推）圍堰頂寬7米，邊坡迎水面1：2，背水面1：1.5，圍堰最高處為4.6米。（詳見(jiàn)下圖）6工程量估算：根據(jù)工程量計(jì)算規(guī)定（DL/T 5088-1999）；土方工程：（未加大）基礎(chǔ)：土方開(kāi)挖122568.87立方米； 壓水回填97727.70立