滹沱河灵寿县段丁坝加固工程设计

1、滹沱河灵寿县段丁坝加固工程设计【摘 要】本文为滹沱河灵寿县段丁坝加固工程设计， 丁坝坝头及坝坡采用设浆砌石框格的干砌石防护，坝头坡脚 外侧采用浅埋方式。【关键词】丁坝加固；冲刷深度计算；坝头防护；坝 坡防护Reinforcement design for the spur dike of Hutuo River in Lingshou sectionHua Ling(The Second Design and Research Institute of Water Conservancy and Hydropower of Hebei Province Shijiazhuang Hebei 0

2、50021)【Abstract 】 This paper is the reinforcement design of the spur dike of Hutuo River in Lingshou county, the dam and the slope was protected by dry stone masonry sash, the outside of the dam and the toe was protected by shallow buried depth.【Key words 】 Spur dike reinforcement;Scour depth calcul

3、ation;The dam head protection;The dam slope protection1. 工程建设的必要性 滹沱河是子牙河水系两大支流之一，是河北省主要行 洪河道，承当着重要的防洪减灾任务。滹沱河灵寿县段位于 河北省内滹沱河中上游，其防洪工程保护着灵寿县城区及附 近乡镇、村庄及农田的平安。大局部丁坝没有防护措施或防 护段长度较短，无法抵御较大洪水的冲刷，倾井庄至忽冻村 段北埝位于河道凹岸，岸坡较陡，为土质边坡，受洪水冲刷 容易坍塌。丁坝工程目前存在着较大的平安隐患，急需进行 加固处理。2. 建设内容和工程标准2.1 建设内容。本次工程任务是通过对5 号、7 号丁坝进行修

4、复加固、对 79号丁坝河段局部主槽进行整治，确 保河道行洪平安， 保护左岸滩地、 北埝及沿河村镇居民平安。2.2 建筑物级别和标准。 北大堤工程为 1 级堤防； 南大 堤为 2 级堤防；南、北防洪埝为 2 级堤防。设计防洪标准为 50年一遇，相应流量为 3500m3/s ;村庄及滩地防护标准为 10年一遇，相应流量为 800m3/s。灵寿县段丁坝均为护滩丁 坝，防洪标准按滩地防护标准同样为 10 年一遇， 5 号、 7 号丁坝工程级别为 5 级。3. 工程布置3.1 5 号、 7 号坝均位于河道凹岸。 5 号丁坝轴线与水流 流向夹角为67 °，北防洪埝以南至现状坝头长度1260m，现

5、状坝头在治导线以内160m。7号丁坝轴线与水流流向夹角为 100。，丁坝长度880m，坝头在河道治导线以外。5号、7号丁坝与相邻丁坝之间的距离为13倍坝长，满足过坝后水流扩散边线不出下一丁坝坝身的原那么，符合标准要求，这 样既能充分发挥每一座丁坝的作用，又能保证急流不流入坝 间发生冲刷破坏，挟沙缓流也能顺畅流入坝间，到达落淤护 滩的目标。3.2 5 号、 7 号丁坝现状布置、结构型式及破损情况如 下：1) 5 号丁坝。 5号丁坝位于胡庄村南，既是滹沱河护 滩丁坝，又是松阳河顺水堤。坝体采用中粗砂填筑，坝顶宽 度7.510m，当地村民为了通行方便，在坝顶铺设了5m宽混凝土路面，坝顶高程 93.0

6、93.5m，坝高33.5m，上游坝 坡1:3.0，下游坝坡 1:2.0，坝坡没有防护。 5号丁坝位于滹沱 河弯道顶部，冲刷严重， “洪水期间坝头及连接坝头的坝 体被冲毁350m，后来虽然进行了局部修复，但是并没有对 坝头及坝体进行防护，丁坝不能够抵御较大洪水冲刷，急需 进行加固处理。2) 7号丁坝。 7号丁坝位于西木佛村西南， 护滩丁坝， 坝体采用中砂填筑，坝顶宽度 5m，混凝土路面宽4m,坝顶 高程92.0m，坝高3m。“洪水期间坝头及连接坝头的坝体被冲毁350m，后来进行了初步修复，但仅防护20m，其 余坝段没有防护。为提高坝体抗冲刷能力，本次对洪水冲刷 严重部位进行防护。4. 丁坝加固工

7、程设计4.1 坝顶高程复核。 按照标准丁坝坝顶高程应超过设计 洪水位 0.5m 以上，即当河道通过设计标准洪水时保证坝顶 不过水，现状坝顶满足要求的维持现状高程，本次工程超高 取 0.7m 。经计算 5 号丁坝、 7 号丁坝 10 年一遇洪水水位分 别为90.95m、90.48m,计算坝顶高程分别为 91.65m、91.18m, 现状坝顶高程分别为 93.20m、92.00m。现状堤顶高程满足要 求。4.2 冲刷深度计算。(1) 丁坝冲刷深度计算。本工程 5 号、 7 号丁坝坝基土 由细中砂、砾砂、圆砾组成，丁坝坝头局部冲刷深度按?堤 防工程设计标准? GB50286-2021 附录 D.2.

8、1 公式分析计算。 经过计算5号丁坝冲刷深度3.48m ,号丁坝冲刷深度3.41m , 5 号、 7 号丁坝设计冲刷深度取 4.0m。(2) 顺坝冲刷深度计算。 5 号丁坝同时又是松阳河的顺 水堤，因此对于 5 号丁坝，除计算丁坝冲刷深度外，还需要 计算顺坝方向冲刷深度，采用?堤防工程设计标准? GB50286-2021 附录 D.2.2 公式分析计算。经过计算， 5 号丁 坝顺坝方向冲刷深度为 0.86m，取1.0m。x 0.4m。表 1 坝坡稳定计算成果名称 滑弧最小平安系数 K 瑞典圆弧法施工完建 设计洪水 设计洪水骤降期 允许值 是否满足要求5 号丁坝 1.65 1.43 1.28 1

9、.20 满足7 号丁坝 1.53 1.37 1.25 1.20 满足4.4 坝脚深埋与浅埋方案比选。1浅埋方案：坝坡为设浆砌石框格的干砌石防护， 坝脚设浆砌石齿墙，齿墙埋深2.5m ,坝脚外侧根据冲刷深度 要求铺设塑网石笼，宽6m，厚0.5m，石笼顶部覆土深度1.5m 深埋方案：坝坡为设浆砌石框格的干砌石防护，坝脚埋深按 冲刷深度以下0.5m，坝脚设浆砌石齿墙。2两方案都能满足冲刷深度要求，深埋方案开挖范 围大，对周围环境影响大。最终选择投资较省，对周围影响 小的坝脚浅埋方案。4.5 丁坝边坡稳定分析。 5 号、 7 号丁坝坝体为中砂土 层填筑，坝基土主要由中粗砂、中砂构成。坝坝坡；工况 2：

10、设计洪水位情况下丁坝坝坡；工况3：设计洪水位骤降期丁坝坝坡，设计洪水位降至滩地高程，降落 历时 48h。2坝坡抗滑稳定计算。根据丁坝断面尺寸，选取最 不利典型断面采用瑞典圆弧滑动法计算，结果见表1。由表1 可知，丁坝现状坝坡稳定满足要求。由于丁坝现状堤顶高 程和堤顶宽度均满足要求，现状坝坡稳定计算也满足要求， 故丁坝修复主要为加强丁坝抗冲能力，对坝头及坝坡进行防 护。4.6 丁坝加固。4.6.1 丁坝坝体横断面。根据 4.1 坝顶高程复核及丁坝 稳定计算成果，现状坝体坝顶高程、断面尺寸满足要求，因 此丁坝断面尺寸仍维持现状。加固后5号丁坝顶宽7.510.0m,坝高3.03.5m ,上游边坡1:

11、3.0 ,下游边坡1:2.0。7 号丁坝顶宽5.0m，坝高3.0m，上下游边坡均为1:3.0。4.6.2 坝头防护。 1 根据治导线位置， 5号丁坝坝头后退 160m 布置。 坝头加固采用浆砌石框格干砌石防护，浆砌石框格厚 0.4m， 宽0.5m，框格间距10m，干砌石厚0.4m，下设0.1m厚碎石 和 400g/m2 反滤土工布，护脚采用浅埋方式，浆砌石护脚埋深 2.5m ，根据冲刷计算成果， 护脚外侧铺设塑网石笼宽 6m。 石笼厚0.5m ,为了提高塑网石笼的耐久性，石笼丁坝覆土深度1.5m。7号丁坝坝头原有护砌长度 20m,防护型式与5号 坝相同，护脚埋深及石笼宽度满足冲刷深度要求，坝头不再 处理。±± 0.10mm。六角形网格尺寸 90 X 90 mm 80 X 100 mm 或同等标准，网孔极限偏差：土 5%。网线、边线抗拉强度? 400MPa，伸缩率?12%，镀锌量?240g/m2。石笼填料采用 卵块石，填料必须巩固密实、耐风化。石笼内925cm粒径填料比例应到达 80%以上。4.6.3 坝坡防护。根据 “洪水水毁情况确定 5号丁坝上游坝坡防护段长度 400m,下游防护段长度40m, 7号坝 防护段上游加长100m，下游加长20m