堤防水毁恢复工程建设的测算与设计,本文是工程建设论文范文例文跟水毁和堤防和测算类自考毕业论文范文.
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1.引言
对于居住在河流两岸的居民来讲,堤防安全至关重要.现阶段,因极端天气频繁,堤防防洪标准低导致洪水冲毁堤防的情况多有发生,因此洪水过后的堤防水毁恢复工程显得至关重要,因地制宜的加强工程测算和方案设计,才能保证堤防不会再次在洪涝灾害中受损.
2.工程概况
2013年8月16日8时,宁远县境内普降大到暴雨,加上上游蓝山县暴雨,两股洪水相叠,造成山洪爆发,水位陡涨,导致湾井镇29个村受灾严重.暴雨引发大面积泥石流,全镇2万人受灾,冲毁道路16多公里,河堤16公里,房屋100多座,农作物几千亩,造成直接经济损失过亿元.东江河湾井镇、泠江河冷水镇两岸堤防已被冲毁,居民处在无堤防保护状态,为保障两岸居民的生命财产安全,急需进行堤防水毁恢复工程.
宁远县堤防水毁恢复工程位于水上洞村,水毁恢复工程保护区共有0.46万多人口,耕地面积0.32万亩,拥有丰富的森林资源、旅游资源,为宁远地区粮食主产区.
堤防水毁恢复工程河道长1.765km,需新建堤防3.441km,清障河道27150m3.其中,左岸堤防长1.767km,右岸堤防长1.674km.根据《防洪标准(GB50201-94)》,流域等级为IV级,防洪标准为10年一遇,工程建筑物为5级,采用10年一遇最大24小时暴雨24小时排干治涝标准.
3.堤防水毁恢复工程洪峰测算与断面设计
3.1工程洪峰流测算
宁远河发源于宁远县南部的金鸡岭北,属湘江二级支流,潇水一级支流.集雨面积597平方公里,落差1045米,河流坡降6.26‰,多年平均流量14.1m3/s.工程河段上游设有九嶷水文站,该站于1978年12月设立,系宁远县水市水库入库站,为宁远河代表站.
根据九嶷水文站实测水文资料可知,工程属宁远河流域.宁远河属湘江二级支流,潇水一级支流,河流坡降6.26‰,平均流量14.1m3/s,平均径流4.73亿m3/s.河流左岸支流发育,右岸支流少而短,不对称.采用水文比拟法进行各控制断面洪峰流量测算,如式（1）.式中,Qp、Qm分别为设计断面洪峰流量和参证数值,Fp和Fm分别为对应的设计和参证断面上流域集水面积,n则是经验系数,取0.67.根据测算可得,工程10年一遇设计洪峰流量为962m3/s.
Qp等于（Fp/Fm）n×Qm （1）
按照水市水库调洪原则,水库水位在128.8m以上,入库洪水流量超出泄流能力时开启所有闸门自由泄流,以利用水库的调洪减峰.根据水市水库下泄流量成果,加上区间流量,求得控制断面10年一遇实际洪峰流量为593 m3/s .结合区域实际情况,各河段糙率系数n取值0.035 -0.038.采用标准化程序对防洪堤修建前后各频率下各断面洪水位进行计算.
3.2堤防断面设计
堤防工程采用C15毛石砼墙式结构、重力挡墙与雷诺护垫复合结构.毛石砼挡墙设计采用阶梯型式,分,每级高度为1m,顶部高程以设计洪水位加0.8m 控制.底部基础为2 米,高度1 m,基础之上自下而上分别设置1 . 1×1 . 0 m(宽×高)0.6×1.0m(宽×高)的毛石砼挡墙,基础与挡墙之间采用Φ16接茬筋相连.墙身设排水孔,孔径5cm,采用DN50PVC管排水,间距2.5m,梅花型布置.挡墙每隔10m设一变形缝,缝宽为2cm,沥青杉板嵌缝.挡墙基础均座落在相对持力层上,基础埋深1m.
重力式浆砌石挡墙顶宽0.8m,迎水面垂直,背水面坡比为1:0.3,基础随墙高而变化,墙身设排水孔,孔径5cm,采用DN50PVC管排水,间距2.5m,梅花形布置.基础下设15cm厚C15砼垫层.挡墙每10m设一伸缩缝,缝宽为2cm,沥青杉板嵌缝.浆砌石顶部高程低于设计洪水位0.7m.浆砌石挡墙上部采用雷诺护垫,上部统一整理成1:2的边坡,迎水面铺设雷诺护垫,雷诺护垫厚度为23cm,雷诺护垫下部铺设聚酯长纤无纺布,雷诺上设40cm×50cm(厚×宽)C20砼平台压顶,砼平台顶部高程以设计洪水位+0.8m控制.
为确定工程稳定性,需对挡墙稳定性和应力进行测算.在正常情况下,挡墙荷载为基本荷载组合,如式（2）,其抗滑稳定性安全系数为kc,ΣW为墙体上的全部垂直力和,Σp为墙体上水平力和,?为底板与堤基摩擦系数.抗倾稳定性利用式（3）计算,k0为倾稳定安全系数,Mv和MH分别为抗倾覆力矩和倾覆力矩.
如表1所示,挡墙最小稳定安全系数比规范值1.15要大,最小抗倾稳定安全系数同样大于规范值1.4 0,最大基底应力比地基允许承载力250kPa要小,因此稳定性和应力能够满足要求.工程基础埋深为1.0m,可满足抗冲刷要求.
4.堤防水毁恢复工程建设的设计分析
4.1总体设计原则
以堤防为主,通过统一、合理布局实现工程与新农村建设相结合.受行洪条件、地形等因素影响,需要结合沿线地形进行堤线选择,使其与洪水的主流线保持平行,为行洪提供便利.同时,堤防布置时还需要减少地基处理和占地等情况.
4.2施工设计
在工程施工过程中,需进行土方开挖、土方回填、浆砌石挡墙、雷诺护垫、毛石混凝土等施工工序.工程使用的河砂、砾石、块石等材料就地取材,水泥、钢筋等材料从附近购买.
在施工前,需要采用围堰分期导流,沿河道完成纵向围堰的设置,每隔500m完成横向围堰设置,从而将半边河道封死.施工期间,需要分段分时施工.围堰高为施工洪水位加超高0.5m,内外边坡坡比为1:1,顶宽1.0m,围堰总长度1290m,需填筑土方量3883m3,施工期为一个枯水期.围堰填筑利用开挖料,施工后需要利用8t自卸汽车将围堰废弃料拉至弃料场.
在主体施工期间,需要在基面及堤基清除好、墙体强度达75%时进行土方填筑,由最低部位开始按水平分层向上铺土.雷诺护坡采取分区同时施工方式,完成外坡填筑整坡后进行.护岸砌筑采用人工砌筑方式,砌筑前需要将开挖面夯实、平整,并在砂卵石垫层检验合格后方可自上而下进行砌筑.填筑严禁出现界沟,限制铺层厚度30cm,每个分段作业面的长度不应小于100m.
毛石混凝土浇筑时,应先铺一层8～15cm厚混凝土打底,再铺毛石,毛石插入混凝土约一半后,再灌注混凝土,填满所有空隙,再逐层铺砌毛石和浇筑混凝土,直至基础顶面,保持毛石顶部有不少于10cm厚的混凝土覆盖层.所掺加毛石数量应控制不超过基础体积的25%.毛石铺放应均匀排列,使大面向下,小面向上,毛石间距一般不小于10厘米,离开模板或槽壁距离不小于15厘米.对于阶梯形基础,每一阶高内应整分浇筑层,并有二排毛石,每阶表面要基本抹平.
在汛期到来前,需完成主体工程,做好清障等工作,以免影响防汛.
5.结论
堤防水毁恢复工程建设直接关系到保护区人民的生命财产安全能否得到保障,所以在建设前期应加强测算与设计方案比选,保证工程在遭遇10年一遇洪水时能够充分发挥防御作用,稳定性和安全性符合要求.在此基础上,进行工程具体设计才能实现整体的合理布局和科学设计,继而为工程建设提供全面保障.
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