一种柔性衬砌堤防及设计方法技术

本发明专利技术公开了一种柔性衬砌堤防及设计方法，包括砂土夯填层，所述砂土夯填层的下方设置有砂壤土层，且砂壤土层的下方设置有含砾中砂层，所述砂土夯填层的顶部设置有堤顶线，且砂土夯填层的左侧安装有砼预制框格，所述砼预制框格的内部设置有填土层，且填土层的内部设置有生态植被；砼现浇基座，其安装在所述砼预制框格的左侧，所述砼现浇基座的左侧连接有铅丝笼块石一，所述铅丝笼块石一的底部设置有砾石垫层。该柔性衬砌堤防及设计方法，柔性衬砌堤防适应地基变形能力强，施工难度小、进度快，受气候条件干扰小、且可不考虑地下水及地表水的腐蚀性问题；根据多年的防洪经验，抗冲刷能力强，安全性能好，且易于维修，工程寿命长。工程寿命长。工程寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性衬砌堤防及设计方法


[0001]本专利技术涉及衬砌堤防
，具体为一种柔性衬砌堤防及设计方法。

技术介绍

[0002]在我国每年遭受的自然灾害中，洪水灾害损失位居第一。
[0003]高台县位于千里河西走廊腹地中部、黑河中游下段，南枕祁连山，北依合黎山；区域地理上东接临泽县、西邻酒泉市、南与肃南裕固族自治县相连、北与金塔县和内蒙古自治区的阿拉善右旗接壤；全国第二大内陆河——黑河横穿全境，湿地资源极为丰富，素有“塞上江南”、“戈壁水乡”之美誉。黑河高台湿地区段河道两岸缺乏有效的防洪设施，多是依靠群众投工投劳堆积的砂砾石堤挡水，结构稳定性及抗冲能力差，加上黑河自身主流摇摆不定，枯水及中水时凹岸淘蚀坍塌，致使岸线不断外移，农田不断受到侵蚀，而汛期洪水更严重威胁当地人民群众的生命和财产安全。
[0004]同时现有的衬砌型式单一，防洪观念落后——由于地区、经济、社会发展、教育等多方面因素，目前在河道治理中仍以刚性衬砌为重，不止沿岸百姓，就连设计单位、评审单位也都认为只有混凝土、浆砌石等硬化河道才能保证一方防洪安全，治理观念的落后导致堤防结构几乎千篇一律的重力式和斜坡式、衬砌方案不是混凝土就是浆砌石，为此，我们提出一种柔性衬砌堤防及设计方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种柔性衬砌堤防及设计方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种柔性衬砌堤防及设计方法，包括：砂土夯填层，所述砂土夯填层的下方设置有砂壤土层，且砂壤土层的下方设置有含砾中砂层，所述砂土夯填层的顶部设置有堤顶线，且砂土夯填层的左侧安装有砼预制框格，所述砼预制框格的内部设置有填土层，且填土层的内部设置有生态植被；砼现浇基座，其安装在所述砼预制框格的左侧，所述砼现浇基座的左侧连接有铅丝笼块石一，所述铅丝笼块石一的底部设置有砾石垫层，所述铅丝笼块石一的左侧设置有铅丝笼块石二，所述铅丝笼块石二的左侧设置有铅丝笼块石三，且铅丝笼块石三的上方设有砂砾土回填层，所述砂砾土回填层的顶部设置有河床地面线，且砂砾土回填层的一侧设置有土方开挖线。
[0007]优选的，所述砼预制框格包括阴角异型砖和阳角异型砖，所述阴角异型砖的一侧设置有阳角异型砖，所述阴角异型砖与阳角异型砖依次交错排列。
[0008]优选的，所述砼现浇基座厚度为0.2m，所述砼预制框格与砼现浇基座均为C20混凝土，并且砼预制框格的坡比为1:3，所述。
[0009]优选的，所述铅丝笼块石二和铅丝笼块石三的厚度均为0.7m，且铅丝笼块石二的
顶部平面与河床地面线位于同一水平面，并且铅丝笼块石二的坡比为1:2.25。
[0010]优选的，所述铅丝笼块石一的厚度为0.3m，且铅丝笼块石一的底部平面与河床地面线位于同一水平面，所述铅丝笼块石一、铅丝笼块石二、铅丝笼块石三均包括铅丝笼和安装在铅丝笼内直径为200
‑
300mm的块石，且铅丝笼通过直径为4.064mm的铅丝编制而成，同时铅丝笼的护面尺寸2m
×
1m
×
0.3m，所述两组铅丝笼之间通过铅丝绑扎连接，且两组铅丝笼之间错缝排列。
[0011]优选的，所述砾石垫层的厚度为0.3m，且砾石垫层的砾石直径取值范围为2
‑
30mm。
[0012]优选的，所述铅丝笼块石三的底部平面与河床地面线之间的距离为1.7m，且铅丝笼块石二与铅丝笼块石三通过铅丝笼块石夹柴草护砌，所述堤顶线为3m。
[0013]优选的，所述阴角异型砖和阳角异型砖的边长均为0.4m，且阴角异型砖和阳角异型砖的宽度为0.1m，并且阴角异型砖和阳角异型砖的厚度为0.2m。
[0014]优选的，一种柔性衬砌堤防设计方法，包括以下步骤：S1、前期河道数据采集：通过查找资料确定河道数据；S2、设计水面线推算：通过资料收集分析并确定治导线、堤距、实测横断面以及河床糙率，以洪水流量Q=875～869m
³
为基准，计算各横断面处的水面高程；S3、根据河道情况确定反滤料：结合以往治河成功经验对两种反滤料砂砾石垫层和土工布进行比较，确定合适的反滤料；S4、确定堤坝高程：根据已建堤防工程资料结合《堤防工程设计规范》，对堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定；S5、计算基础埋深：根据已建堤防工程资料计算基础埋深；S6、堤身结构设计；S7、计算岸坡抗滑及渗流稳定：计算时考虑正常运行情况设计洪水位骤降期的临水侧堤坡和非常运行情况施工期的临水侧堤坡，对各种工况下岸坡抗滑稳定安全系数进行测算。
[0015]优选的，所述步骤S6、堤身结构设计，包括以下步骤：S601、设计始末端：新建堤防始末端与沟道相接的，为避免淘刷，顺沟道单侧布设堤防10米；堤防始末端的护面和基础，与河岸土坡交界处做一道1m的齿墙嵌入土坡中，墙后回填30cm厚砂砾垫层，以防淘刷；S602、设计护面厚度：铅丝笼块石作为土堤护面时，斜坡堤铅丝笼块石护面层厚度t=0.14m，计算结果偏小，结合实际经验，设计取0.3m；S603、设计横断面：将断面形式为梯形，堤坝填筑料采用就近开挖的河床砂土料，顶宽3m，迎水面坡比1:3，背水面堤坡1：2.5。
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供了一种柔性衬砌堤防及设计方法，具备以下有益效果：柔性衬砌堤防适应地基变形能力强，施工难度小、进度快，受气候条件干扰小、且可不考虑地下水及地表水的腐蚀性问题；根据多年的防洪经验，抗冲刷能力强，安全性能好，且易于维修，工程寿命长；堤防整体无防渗要求，对生态环境没有任何影响，并且可适应高台特殊的地质条件——黑河高台段地下水位埋深仅有0～1.5m，水位变幅0.5m左右，且地表河水与地下水对普通混凝土均具硫酸盐弱腐蚀性；工程区饱和级配不良砂层在7度地震
条件下降发生液化；堤基坐落于冲洪积粉土层，需防冻胀处理，而柔性衬砌堤防可避免基础开挖时排水、防流砂及地震液化、地基冻胀因素，且无需考虑水质腐蚀性问题；可适应高台湿地区生态要求——由于化湿地环境的作用，铅丝笼块石一、铅丝笼块石二和铅丝笼块石三基础选用铅丝笼块石加柴草衬砌，不会对地下水与地表水、河道水与湿地水的转换起到不利影响；施工简单、快捷，不受施工环境限制；基础能适应地基变形，其抗变形能力强，自身不会遭到明显破坏，相比于常见的刚性衬砌，其抗冲性能、使用寿命和工程造价等相对占优。
附图说明
[0017]图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术图1中A处放大结构示意图；图3为本专利技术砼预制框格与填土层的结构示意图；图4为本专利技术砼预制框格的结构示意图；图5为本专利技术柔性衬砌堤防设计方法的示意图；图6为本专利技术步骤S6、堤身结构设计的示意图。
[0018]图中：1、砂土夯填层；2、砂壤土层；3、含砾中砂层；4、堤顶线；5、砼预制框格；501、阴角异型砖；502、阳角异型砖；6、填土层；7、砾石垫层；8、铅丝笼块石一；9、铅丝笼块石二；10、砂砾土回填层；11、砼现浇基座；12、河床地面线；13、土方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性衬砌堤防，其特征在于，包括：砂土夯填层（1），所述砂土夯填层（1）的下方设置有砂壤土层（2），且砂壤土层（2）的下方设置有含砾中砂层（3），所述砂土夯填层（1）的顶部设置有堤顶线（4），且砂土夯填层（1）的左侧安装有砼预制框格（5），所述砼预制框格（5）的内部设置有填土层（6），且填土层（6）的内部设置有生态植被（14）；砼现浇基座（11），其安装在所述砼预制框格（5）的左侧，所述砼现浇基座（11）的左侧连接有铅丝笼块石一（8），所述铅丝笼块石一（8）的底部设置有砾石垫层（7），所述铅丝笼块石一（8）的左侧设置有铅丝笼块石二（9），所述铅丝笼块石二（9）的左侧设置有铅丝笼块石三（15），且铅丝笼块石三（15）的上方设有砂砾土回填层（10），所述砂砾土回填层（10）的顶部设置有河床地面线（12），且砂砾土回填层（10）的一侧设置有土方开挖线（13）。2.根据权利要求1所述的一种柔性衬砌堤防，其特征在于，所述砼预制框格（5）包括阴角异型砖（501）和阳角异型砖（502），所述阴角异型砖（501）的一侧设置有阳角异型砖（502），所述阴角异型砖（501）与阳角异型砖（502）依次交错排列。3.根据权利要求1所述的一种柔性衬砌堤防，其特征在于，所述砼现浇基座（11）厚度为0.2m，所述砼预制框格（5）与砼现浇基座（11）均为C20混凝土，并且砼预制框格（5）的坡比为1:3，所述。4.根据权利要求1所述的一种柔性衬砌堤防，其特征在于，所述铅丝笼块石二（9）和铅丝笼块石三（15）的厚度均为0.7m，且铅丝笼块石二（9）的顶部平面与河床地面线（12）位于同一水平面，并且铅丝笼块石二（9）的坡比为1:2.25。5.根据权利要求1所述的一种柔性衬砌堤防，其特征在于，所述铅丝笼块石一（8）的厚度为0.3m，且铅丝笼块石一（8）的底部平面与河床地面线（12）位于同一水平面，所述铅丝笼块石一（8）、铅丝笼块石二（9）、铅丝笼块石三（15）均包括铅丝笼和安装在铅丝笼内直径为200
‑
300mm的块石，且铅丝笼通过直径为4.064mm的铅丝编制而成，同时铅丝笼的护面尺寸2m
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1m
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0.3m，所述两组铅丝笼之间通过铅丝绑扎连接，且两组铅丝笼之间错缝排列。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，张斌，
申请(专利权)人：甘肃省水利厅水利工程建设造价与规费管理中心，
类型：发明
国别省市：