浅谈浸水路堤的设计与施工

浅谈浸水路堤的设计与施工

随着交通的快速发展，提高道路等级和线性，增加浸水道路的可能性。因此做好浸水路堤的设计、施工、养护,对确保运输畅通和安全行车具有重大意义。1排水及隔层防护当路基基底为不透水层时,贯穿堤身的渗流可能冲动下游一侧边坡的土粒,边坡可能溜坍时,可放缓下游一侧边坡;或在下游一侧边坡水下部分设置排水设备;或在上游一侧设置防渗隔层。当路基基底为透水层时,由于渗透动水压力的作用,贯穿基底下的渗流自下游坡脚附近向上冒出,可能造成路堤坡脚溜坍时,可在路堤下游坡脚以外的基底土层上设置倒反滤层护底铺盖;或在上游坡脚附近设置防渗隔墙,与上游边坡防渗隔墙配合使用。2边坡防护分类浸水路堤除受地层结构、岩性,水文地质条件影响外,还会受到重力、风力、水、地震、人们的活动影响,在滨临水库或大江河的浸水路堤,还会受到波浪的冲击作用及波浪滚退时的动力作用,因此需要将边坡进行防护。边坡防护分为直接防护和间接防护两种。直接防护是对路基边坡直接加固,以抵抗水流的冲刷和淘刷作用,它必须有足够的坚固性和稳固性。否则,一旦遭受破坏,直接威胁路基的安全。间接防护是用导流和阻流来改变水流性质,用以防护路基。2.1直接防护工程的高度要求护坡顶标高=路基设计洪水位(或水库正常洪水位)+壅水高度+波浪侵袭高度+0.5m(安全高度)。2.2基础埋深按设计规范要求。2.3充填石或粗砂加砂和伸缩缝浸水路堤边坡主要采用浆砌片石。垫层的设置:对于可能发生冻胀变形的土质边坡必须设置垫层。垫层材料一般采用级配砂砾石或粗砂加碎石,其厚度为10～25cm。伸缩缝的设置:一般沿其纵向每隔10～15m设置一道伸缩缝,缝宽2cm,用沥青麻絮或沥青木板填塞。伸缩缝与沉降缝可合并设置。泄水孔的设置:一般在护坡的中下部设置,其间距为2～3m交错排列,孔径可用10×15cm的矩形或直径为10cm的圆形。4护坡厚度的确定在非冰冻地区,浆砌片石护坡的稳定性主要受水流绕过护坡时所产生的上举力或波浪侵袭自斜坡滚退时产生的上举力控制,故护坡厚度通过计算确定。δ=Psi/[(γs−γu)cosα]δ=Ρsi/[(γs-γu)cosα]式中:δ为护坡厚度,m;Psi为作用于护坡上的上举力,kN/m2;γs为浆砌圬工密度,kg/m3;γu为水的密度,kg/m3;α为护面斜坡的坡角度。5体系上举力验算波浪侵袭上举力是当波浪冲击边坡并沿边坡卷爬时,作用于护坡表面上的波浪压力不是立即传达到护坡底层上,因此而产生的护坡表面与其底层的瞬时压力差使护面压紧在斜坡上。当波浪自斜坡上滚过时,则情况相反,护坡表面的压力减退得快,即形成一种上举力,可能会造成波浪对建筑物的破坏。考虑波浪作用时的上举力按下式计算Psi=1.59K⋅γuAm+2hbΡsi=1.59Κ⋅γuAm+2hb式中:Psi为波浪滚退时的单位上举力,kn/m2;K为与边坡系数有关的系数,m=2,k=1.2;m=2.5,k=1.3;m=3,k=1.4;γu为水的密度,kg/m3;hb为波浪高度,m;A为试验系数,对于砌石,A=0.64。6计算波高和波的可见度6.1波浪侵蚀高度静止水位线—静水面,在未发生波浪前的平均水位线;波峰—波浪向上凸起的表面,以hf表示;波谷—波浪向下凹进的表面,以hs表示;波长—相邻两波峰顶(或波谷底,或相同点)之间的水平距隔,以λ表示;波浪高度—波峰与波谷之间的高度,以表示。半个波浪高度即为波浪的振幅;波陡—波高与波长之比(hb/λ);波浪侵袭高度—也称波浪爬高。波浪沿防浪建筑物胸波上卷爬至一定高度然后滚退。自静止水位线算起的波浪卷爬最大高度称为波浪侵袭高度,以hq表示;α—边坡与水平面的夹角。6.2区分?2h的公式按安得利安诺夫公式计算hb=0.0208W5/4d1/3λ=0.304Wd1/3(适用范围λ≤2H)式中:H为平均水深,m;hb为波浪高度,m;W为洪水期最大风速,m/s;d为历史最高洪水位泛滥范围内河滩的水面宽度,km;λ为波浪长度,m。6.3浆砌片石护坡计算hq当没有漫水护道,边坡为1∶1～1∶4,波浪高度hb<1.5m时,可按德隆可夫斯基公式计算hq=3.2hbKtgα式中:hq为边坡波浪侵袭高度,m;tgα为边坡陡度;K为与边坡坡面粗糙程度及渗透性有关的系数,浆砌片石护坡K=0.9。当有漫水护道,且hb>1.5m,波浪较长时,按下式计算hq=K1·K2·K3·hb式中:K1为与边坡的粗糙程度和透水性有关的系数,对于浆砌片石护坡K1=1.0;K2为考虑边坡率1∶m与波浪陡度(hb/λ)有关的系数,按下式计算K2=1m+0.25(1.35+0.585hbλ−−√)Κ2=1m+0.25(1.35+0.585hbλ)K3为考虑边坡上有护道并受淹没时的影响系数,按下式