1.5坡度的提防怎么计算堤身防渗计算加高的工程量

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单项选择题堤防工程中堤身相邻施工段的作业面宜均衡上升,段间出现高差,应以斜坡面相接,结合坡度为(
)。A.1:3~1:5 B.1:4~1:5C.1:2~1:4 D.1:4~1:6
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摘要:堤防,工程,施工堤,防横,断面,地面,坡度,27.根,
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27.根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62&94),水泥灌浆施工中,蓄水后,各灌区的接缝灌浆应在(&&& )时进行。
A.库水位等于灌区底部高程
B.库水位大于灌区底部高程
C.库水位低于|来源|考试|大|灌区底部高程
D.库水位大于或等于灌区底部高程
28.根据《堤防工程施工规范》(SL260&98),堤防工程施工严禁在堤身两侧设计规定的(&&& )内取土。
A.管理范围
B.保护范围
C.堤脚范围
D.施工范围
29.根据《堤防工程施工规范》(SL260&98),堤防工程施工中,堤基表层不合格土、杂物等必须清除,地基范围内的坑、槽、沟等,应按堤身填筑要求进行(&&& )。
A.回填处理
B.灌浆处理
C.夯实处理
D.掺土处理
30.根据《堤防工程施工规范》(SL260&98),堤防工程施工堤防横断面上的地面坡度陡于(&&& )时,应将地面坡度削至缓于(&&& )。
A.1:2,1:2
B.1:3,1:3
C.1:4,1:4
D.1:5,1:5 来源:魁网-二级建造师考试
27.C 28.B 29.A 30.D
(责任编辑:Examination)
------分隔线----------------------------&&&&因自然與人類活動的影響等原因,不少江河湖堤防(此處不包括海堤)的防洪標准很低。從抗御1998年大洪水的實際看來,很多堤防面臨著漫頂的現實威脅,出現了靠子堤擋水1~2m的超常狀態,險情極為嚴重。在正常情況下,堤防要解除漫溢的威脅,堤頂必須達到有關規范規定的設計高程。堤身加高,堤坡和堤頂相應也要加培。
&&&&堤防潰決的復堤、因崩岸退堤還灘、堤線的裁彎取直等,需要在新的地基上,進行新堤的設計和施工。
第一節 堤頂高程的復核
&&&&堤頂高程應由推定的設計洪水位h1加上一定的堤頂超高y所確定。凡是堤頂高程尚未達到兩者之和的堤防,原則上都應加高培厚堤身,使之達標。所以,為了進行堤防漫溢破壞的除險工作,首先就要復核堤頂高程,檢查其是否滿足規范規定的要求。
&&& 一、堤防工程防洪標准的推定
&&&&堤防工程防護對象的防洪標准應按國家標准《防洪標准》確定。堤防工程的防洪標准應根據防護區內防洪標准較高防護對象的防洪標准確定。堤防工程的級別應符合國家標准《堤防工程設計規范》的規定,見表2-1。
表2-1 堤防工程的級別
&&防洪標准
[重現期(年)]
&100,且&50
堤防工程的級別
&&&&對於特別重要的堤防,其防洪標准經專題論證後,要報主管部門審批確定。蓄、滯、行洪區的堤防工程的防洪標准,應根據江河流域規劃要求專門確定。
&&&&以洪水的重現期表示的防洪標准,所對應的是洪峰流量值。不同河段應該通過洪水的頻率分析,計算出相應重現期的設計洪水洪峰流量值,實測當時河段的縱橫斷面,並分析選用糙率值,通過推水面線的方法,得到該河段沿程的設計洪水位值。對於選用的糙率、斷面等,必須通過非設計流量下實際水面線的反復校核。
&&&&以重現期表示的設計洪水位,一般可以保持一個相當長時期的穩定。如果河道糙率或斷面發生了很大變化(如淤積、裁灣等),必須採用上述步驟,重新推算沿程新的設計洪水位,以免對堤防安全造成威脅。
&&&&當江河水系復雜,分流、頂托組合因素很多,難以用某一重現期的設計洪水來推定設計洪水位時,在一些流域規劃中,往往以實際發生的某次洪水的最高水位,或者在此基礎上酌量提高後作為設計洪水位,在經上級主管部門批准後,也可作為堤頂高程設計洪水位復核的依據。
&&& 二、堤頂超高的計算
&&&&由於風浪和各種不確定性因素確定的影響,在設計洪水位上必須再加上一定的超高,以策安全。
堤頂超高: &&&&&&&&&&&&&&&&y=R+e+A &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-1)
&&&&1.波浪爬高R:在風浪的作用下,波浪爬高常會引起堤防的漫溢險情。波浪爬高可按《堤防工程設計規范》所介紹的方法計算。
&&&&湖堤及內陸河堤設計波浪的計算風速,可採用歷年汛期最大風速平均值的1.5倍。
&&&&2.風壅水面高e:風沿水域吹過所形成的水面升高,即風壅水面超過靜水面的高度,在有限風區的情況下,可按下式計算:
e=KV2F/(2gd).cos& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-2)
式中 e為計算點的風壅水面高度,m﹔K為綜合摩阻系數,取K=3.6&10-6﹔V為設計風速,m/s,按計算波浪的風速確定﹔F為由計算點逆風向量到對岸的距離m﹔d為水域的平均水深m﹔&為風向與堤軸線的法線的夾角,度。
&&&&3.安全加高A:在設計堤頂高程時,要有一定的安全加高值,是因為水文分析中觀測資料系列的有限性,河道沖淤變化,主流位置改變,堤頂磨損和風雨侵蝕。安全加高值不含施工予留的沉降加高。該值應根據堤防國家標准《堤防工程設計規范》,工程的級別和防浪要求按表2-2的規定分析確定。
表2-2 堤防工程的安全加高
堤防工程的級別
安全加高(m)
不允許越浪的堤防工程
允許越浪的堤防工程
&&&&4.堤頂超高的取值:江河湖泊堤防原則上應按上述方法計算堤頂超高。在堤防加固設計中,堤頂超高計算值可能變幅很大,直接使用有困難,往往按堤的等級、材料及河段特性,分段給出規定值。如長江中游堤防特別重要的一類堤超高2.0m﹔二類堤超高1.5m﹔一般的三類堤超高1.0m。
第二節 漫溢除險與復堤的布置
&&& 一、除險加高布置
&&&&經分析論證確定堤防加固高度後,應根據安全可靠,因地制宜的原則選擇加固斷面的結構型式。
&&&&我國絕大多數堤防為粘性土均質堤。若無特殊原因,一般多選擇與原堤防相同的土料加固堤身,結構簡單,施工便利,有利於新老土層間的結合。
&&&&若原筑堤粘性土料短缺,且堤防加高高度大,所需粘性土料方量大,則可選擇復式斷面結構型式,以少量粘土作防滲斜牆,以砂礫石或礫卵石作支承體。也可採用土工膜作防滲斜牆。若當地碎石料或煤矸石料豐富,亦可用碎石料或煤矸石料作支承體。
&&&&堤防加高的斷面型式選擇應通過技術經濟比較後確定。
&&&&(一)按均質堤型加高
&&&&1.背水面培厚加高
&&&&背水面培厚加高型式具有土源相對豐富、施工方便的優點,但也應注意防止新、老堤土結合面成為滲流薄弱面。
&&&&(1)料場選擇的原則
&&&&土料的滲透系數不大於10-4cm/s﹔
&&&&土料的粘粒含量應與原堤土相當或略低,土料的滲透系數應與原堤土相當或略大。粘粒含量比原堤土高出較多,滲透系數小得較多的粘土,不應採用,因其不利於堤體滲水的排出﹔
&&&&土料天然含水率盡量接近最優含水率﹔
&&&&重要堤防的料場應離堤腳300m以外,或者也可在距堤腳200m左右處取壓蓋平台的吹填固結土,但必須盡快吹填補齊﹔
&&&&若堤防附近無合適土源,則料場選擇還應考慮運距、交通方便、造價等因素。
&&&&(2)堤身布置
&&&&堤身培厚加高的布置見圖2-1。堤頂寬度根據防汛、交通等實際需要確定,一般3級以上堤防不宜小於6m,堤坡可擬定為1:3,經穩定計算後確定(詳見第四章)。堤高大於6m者,背水坡應設戧台,其頂寬不小於2m,戧台的頂高程應在設計水位時的滲流出逸點以上。浸潤線與滲流出逸點計算,見第三章。原堤防臨水坡應按加高設計坡度整坡,背水坡則應挖成台階狀,按1:3.0的坡連接。
&&&&2.臨水面培厚加高
&&&&當河道整治需要或背水坡有其他工程設置無法培厚時,可考慮在臨水面培厚加高堤防,斷面布置如圖2-2所示。若需在臨水面灘地取土,為了保護灘地的天然鋪蓋作用,取土范圍應在距堤腳50m以外,取土深度不超過1.5m。土料的滲透系數應小於或相當於原堤土料的滲透系數。原堤防背水坡應按加高設計坡度削坡,臨水坡應挖成台階狀,按大於1:3.0的坡連接,以利於新、老堤身的結合。培厚加高後的臨水坡的穩定復核計算,應考慮設計水位降落時的反向滲透力及土體結合面浸水後的抗剪強度的降低。汛期退水時應加強對臨水面培厚加高堤段的觀察。
&&&&斜牆土料宜選擇粘粒含量小於15~30%的亞粘土或粘粒含量小於30%~40%的粘土。支承體宜選擇最大粒徑小於60mm級配較好的砂礫石。
&&&&粘性土斜牆底部應伸入原堤身1m,斜牆底寬約2~3m,具體可按接觸滲徑大於(1/4~1/3)的水頭計算,頂寬1m,應高出設計水位0.5m。
&&&&砂礫石堤體的背水坡也應設置貼坡排水與反濾層。反濾層的設計將在本節第二部分中介紹。
&&&&2.土工膜斜牆復式堤
&&&&以土工膜斜牆防滲、以砂礫石作支承體的復式加高斷面如圖2-4所示。若採用單層PE或PVC膜,厚度約為0.4mm左右﹔若採用兩布一膜型復合土工膜,膜厚約為0.2~0.3mm,膜兩邊的土工織物分別為200~250g/m2。
&&&&土工膜可埋置在原堤頂開挖的槽內,槽的形狀尺寸見圖2-5所示,膜與原堤土應緊密貼合,接觸滲徑應大於承受水頭的1/4~1/3。復合土工膜也應以單層膜的型式埋置在槽中,否則,帶有透水織物的那一面就不能保證應有的接觸滲徑。土工膜在堤頂應與防浪牆相連接。若不設防浪牆,則可向背水面平鋪50cm作封頂,土工膜上面為保護覆復層。土工膜的技術要求將在本章第三節中介紹。
&&&&城市堤防加高,往往因場地所限,採用防洪牆型式加高土堤。防洪牆一般有鋼筋混凝土擋土牆和漿砌石擋土牆兩種型式,圖2-7為南京市長江某堤段城市防洪牆加高斷面①。牆高一般不大於5~6m為宜,防洪牆布置在臨水堤肩處,牆背水側中下部填土作為堤頂路面,上部1.2~1.5m作為防浪牆,也可擋水。防洪牆的穩定和強度應按擋土牆復核。
&&&&2.以混凝土牆加高防洪牆
&&&&防洪牆一般採用臨水面加厚加高。可在原漿砌石或砼防洪牆的臨水面向內設置錨筋,直徑約16mm,深度約60cm,間距約50cm。然後在原防洪牆臨水面現澆鋼筋混凝土防洪牆,具體尺寸可根據實際情況按擋土牆計算確定。圖2-7(b)為鋼筋混凝土防洪牆加高漿砌石防洪牆。
&&& 二、除險復堤布置
&&&&復堤往往是堤防除險加固的一項重要工作。由於河道的裁彎取值,崩岸的退堤還灘和汛期潰口的復原,都需要進行復堤工作。
&&&&(一)斷面選擇與布置
&&&&1.斷面結構型式選擇
&&&&復堤斷面的選擇應循守安全經濟、盡可能就地取材、盡可能與兩端堤防斷面結構一致的原則。
&&&&若堤線附近粘土或粉質粘土充足,可選擇均質斷面。
&&&&若堤線附近粘土或粉質粘土較少,可選擇復合斷面,以透水性較大的土石料作為堤支承體,以粘性土、土工膜作為防滲體。防滲體的型式一般有心牆和斜牆兩種,防滲體材料與型式的選擇需經技術經濟比較及與地基防滲型式統籌考慮確定。
&&&&心牆防滲體受地基不均勻沉降及地震作用等影響損害小,但其施工與支承體有干擾,工期相對長。
&&&&斜牆防滲體施工程序簡單,速度快,在地基較好、地震烈度小的地區具有優越性,一旦防滲體受損害也易修復。
&&&&粘土等塑性材料與土工膜等柔性材料適應地基不均勻沉降的能力強於混凝土等剛性材料。
&&&&2.斷面輪廓布置
&&&(1)堤頂高程
&&&&堤頂高程的確定見本章第一節。堤頂路面填筑物,如碎石、瀝青、混凝土等不計入堤頂高程。當堤頂設置穩定堅固的防浪牆時,牆頂高程即為設計堤頂高程,但土堤頂面高程應高出設計靜水位0.5m以上。一般土堤還應有堤高的3%~8%作為預留沉降量。潰口段的堤高應從潰口最深處算起。
&&&&(2)堤頂寬度
&&&&規范規定,1、2級堤防頂寬不宜小於6m,應根據防汛、管理、交通、施工、構造及其它要求確定。湖北、江西、江蘇等地的重要長江干堤,堤頂寬在8m以上,荊江段准備加寬至12m。黃河一些平工堤段頂寬8~10m,險工段頂寬10~12m。
&&&&應按實際需要間隔一段距離,在頂寬以外設置回車場、避車道、器材物料存放場,具體尺寸應根據各堤段實際需要確定。
&&&&(3)堤坡與戧台
&&&&堤坡應根據堤基、堤身結構與防護、土料及施工條件經穩定計算後確定,對於地基較好的粘土、粉質粘土均質堤,堤坡約為1:3,復式斷面的堤坡約為1:2-1:3﹔對於軟基,堤坡約為1:3-1:5,甚至更緩。
&&&&堤高超過6m者,應在堤的背水面設置戧台,戧台高程應在設計水位時的滲流出逸點以上,頂寬應在2m以上。實踐證明,戧台對增加堤身穩定,排除散浸險情具有明顯作用。
&&&&浸潤線與滲流出逸點計算見第三章。穩定計算及安全系數的選取見第四章。堤頂與堤坡的防護結構見本章第四節。
&&&&(4)粘性土防滲體
&&&&防滲心牆或斜牆應高出設計水位0.5m,頂寬b按構造和施工要求應不小於1m,底寬B不小於設計水頭的四分之一,即
式中 H為防滲體底部所承受的設計水位時的水頭,防滲體應與地基防滲土料或地基防滲體結合緊密,應有足夠的接觸滲徑。
&&&&(5)土工膜防滲體
&&&&土工膜防滲常採用斜牆型式,其與堤體施工無干擾,鋪設簡便,施工速度快。若採用復合土工膜,可直接鋪設在砂礫石或礫卵石堤坡上,其上面可直接鋪砼板或塊石護坡,也可在復合土工膜與護坡之間鋪設15~20cm厚的礫卵石過渡層。若採用單層土工膜,則必須在礫卵石堤坡上鋪厚20cm的砂礫石墊層,再鋪單層土工膜,其上必須依次鋪各厚15cm的砂礫石,礫卵石或碎石作為保護過渡層,最後鋪設砼板或塊石護坡。土工膜與砂礫墊層,土工膜與保護層或護坡之間的穩定安全系數可用式(2-5)或(2-6)計算,Kgs值應大於1.5。
護坡或保護層透水性良好時: &&Kgs=fgs/tg&
護坡或保護層透水性不良時: &&Kgs=(g'/gm)(fgs/tg&)
式中 Kgs、fgs分別為土工膜與護坡或保護層之間的抗滑安全系數和摩擦系數﹔&為臨水面堤坡角度﹔g'、gm分別為護坡或保護層的浮容重和飽和容重。
&&&&採用土工膜作心牆,若選擇復合土工膜,則可直接置於堤體中,若在礫卵石堤體中採用單層土工膜,則需在膜兩側各填筑厚25cm的砂礫過渡層。
&&&&(6)貼坡排水
&&&&當採用砂礫石作支承體時,在背水坡面的滲流出逸處以上30cm向下設置塊石貼坡排水,厚約30cm,兩種土石料之間,應設置反濾層,厚約20cm塊石貼坡排水,厚約30cm,兩種土石料之間,應設置反濾層,厚約20cm。
&&&&(7)反濾層
&&&&防滲體與堤體之間或地基土與堤體之間顆粒粒徑相差較大時,以及砂礫堤坡的滲流出逸處,易發生滲透破壞,應設置反濾層。反濾層通常可採用顆粒型或土工織物型反濾層。
&&&&顆粒型反濾層的層數與粒徑大小需通過以下反濾設計確定。
&&&&對於被保護土為無粘性土時的第一層反濾料應滿足下式:
D15/d85&4-5
對於被保護土為粘性土時的第一層反濾料應滿足下式:
對於d85&0.074mm的粉土和粘土料:&&&D15&9d85 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-9)
對於d&0.074mm的顆料含量佔40%~85%的砂質粉土和粘土,以及不均勻系數Cu較大的其它防滲土料
D15&0.7mm &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-9)
式中 D15為反濾料的特征粒徑,小於該粒徑的土佔總土重的15%﹔d85為被保護土的特征粒徑,小於該粒徑的土佔總土重的85%﹔d15為被保護土的特征粒徑,小於該粒徑的土佔總土重的15%﹔d為被保護土的粒徑。
&&&&將該反濾層作為被保護土,而將堤體砂礫石料或堤坡塊石排水作為反濾層,若滿足式(2-7)和式(2-8),則隻需設這一層反濾層。若不滿足,則需設第二或第三層反濾層,直至滿足式(2-7)和式(2-8)。
&&&&按構造與施工要求每層反濾層的厚度為20cm。
&&&&當堤防的防滲體、地基土為粘土而堤支承體為最大粒徑小於60mm的砂礫石時,它們之間可不專門設置反濾層。
&&&&土工織物型反濾層的設計見本章第四節第二部分。
&&&&(二)復堤段與兩端堤防連接
&&&&1.兩端堤防的連接方式
&&&&(1) 應將兩端堤防的連接面挖成台階狀,兩台階之間以1:3~1:5以上的坡銜接,以利於分層壓實。
&&&&(2)連接面可做成以臨水坡堤角為支點向新堤段轉角5&~10&形成的微斜面,有利於水壓力作用下新老堤連接面的穩定,同時接觸面的滲徑也有所增加。
&&&&(3)潰口兩端,應從清基後的刷深地基向上-坡到堤頂成為連接面。
&&&&2.不同結構斷面的連接
&&&&(1)新堤土料防滲心牆或斜牆在連接段部位的斷面應擴大為非連接段斷面的3倍,與均質斷面相連。
&&&&(2)新堤土工膜防滲斜牆應一直鋪設至連接段末並再延伸6~8m。
&&&&(3)兩端均質堤防的連接面應挖成台階狀並以1:3~1:5的坡銜接,以利於分層壓實。
&&&&3.與培厚加高堤段的連接
&&&&(1)復堤段新堤應與兩端培厚加高堤段的堤軸線保持一致。
&&&&(2)先完成兩端培厚加高斷面。
&&&&(3)再按上述連接方法進行堤段的連接。
&&&&(三)堤線選擇的原則
&&&&退堤還灘和裁彎取直段的堤防需要新建,該段堤線的選擇十分重要,一般應遵循以下原則:
&&&&1.應與河勢流向相適應,並與大洪水的主流線大致平行,宜保留適當寬度的灘地。
&&&&2.盡量避開軟弱地基,古河道,強透水層地層,應選擇土質較好的地基填筑堤防。
&&&&3.堤線力求平順,不同堤段間應以平緩曲線相連接,不宜採用折線或急彎。
&&&&4.同一河段兩岸堤防的間距或一岸高地與一岸堤防間的距離應大致相等,不宜突然放大或縮小。
&&&&5.堤線所在范圍應盡可能拆遷量少。
第三節 堤身填筑技術要求
&&&&無論是在新堤線上建新堤防,還是培厚加高原堤防,都應按堤防工程施工的有關規范進行施工,嚴格控制堤身填筑質量,改變以往堤防工程施工質量難以控制和保證的局面。
&&& 一、清基
&&&&1.新堤或培厚部分的地基
&&&&(1)應將表層的石塊、淤泥腐殖土、雜填土、泥炭以及雜物等清除干淨,並將堤基平整壓實,清基范圍應超出設計邊線50cm。
&&&&(2)堤基如有房基、孔洞應徹底清除,所有坑窪應按堤身要求分層壓實填平。
&&&&2.潰口地基
&&&&在將潰口的拋填物全部清理干淨,直至地基,並將地基表層厚30cm的土挖除。
&&&&3.特殊地基
&&&&軟基、強透水地基應進行專門處理,見第五章。
&&& 二、土料及材料的選擇與設計
&&&&(一)均質堤土料
&&&&筑堤材料就地取材,因材設計,沼澤土、富含未完全分解有機質的土料不宜採用,採用膨脹性土,分散性粘土應作專門論證,一般粘土、亞粘土都可作為筑堤土料,優先選用粘性含量15%~30%,塑性指數10~20,天然含水率接近填筑最優含水率的亞粘土。要求不含砂、植物根莖、磚瓦、垃圾等雜物,浸水變形量小,滲透系數不大於1&10-4cm/s,按重量計,水溶鹽含量不大於3%,有機質含量不大於5%。
填筑壓實干密度&ds:
&ds=&&&dmax &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-11)
式中 &為壓密度,1級堤防不應小於0.94﹔2級和高度超過6m的3級堤防不小於0.92﹔ 3級以下及低於6m的3級堤防不小於0.90﹔&dmax為標准擊實儀擊實試驗最大干密度(g/cm3),同時得出最優含水率wop。
最優含水率wop與最大干密度&dmax可由兩種方法得出,一是由標准擊實試驗得出,應盡量採用此法﹔二是通過以下公式計算,作為設計參考。
wop=wp+BIp &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-12)
式中 wp為塑限含水率(%)﹔IP為塑性指數(%)﹔B為稠度系數,可採用0.2。
&dmax=Gs(1-Va)/(1+Gswop) &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-13)
式中 GS為土粒比重﹔Va為壓實土的含氣率,粘土為0.05,亞粘土0.04-0.03。
&&&&得出&dmax值後,由式(2-11)可得到填筑壓實干密度&ds,亦即設計要求達到的干密度。
&&&&如採用較輕的碾壓機具,則應根據與施工碾壓機具相應的擊實試驗或碾壓試驗曲線確定填筑干密度和最優含水率。一定壓實功能下的最大干密度與最優含水率對應,若實際填土含水率與填筑最優含水率有較大偏差,則在同樣的壓實功能下,就達不到設計填筑壓實干密度,所以實際填土含水率與填筑最優含水率的差值,應不小於3%。填筑含水率是土堤填筑施工前控制填筑質量的重要指標之一,填筑干密度是檢查、控制填筑質量的主要指標之一。
&&&(二)復式堤防滲體土料
&&&&&防滲體土料應選擇粘粒含量不大於30~40%、滲透系數不大於1&10-5cm/s的粘土,應不含雜質,水溶鹽及有機質含量應分別小於3%和5%,天然含水率應接近填筑最優含水率。
&&&&(三)復式堤砂礫料
&&&&應選擇耐風化,水穩性好,顆粒級配較好(連續性好,不均勻系數較大),透水性好,不易發生滲透變形,含泥量小於5%的砂礫石或礫卵石。
&&&&砂礫石、礫卵石填筑的設計指標用相對密度Dr表示,一般Dr 應達到0.65,即中密程度。其碾壓設備盡量採用振動碾。以相對密度Dr表示的填筑干密度&d為:
&dmax=&max&min/((1-Dr)&max+Dr&min) &&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-14)
式中&max、&min──分別為由試驗得到的最大干密度與最小干密度。
&&&&(四)復式堤防滲土工膜
&&&&土工膜有單層土工膜與復合土工膜之分,常用的膜料材質是聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)。單層土工膜即僅有裸露的該層PE或PVC,復合土工膜則在PE或PVC的兩側或一側粘合非織造針刺土工織物(俗稱無紡土工布或無紡布),形成兩布一膜或一布一膜的復合土工膜。
&&&&應優先選擇復合土工膜,並且優先選擇兩布一膜型復合土工膜。因為兩側的無紡布不僅對中間的防滲膜起保護作用,而且沿其平面具有一定的排水功能,此外,無紡布與土料的摩擦角一般大於膜與土料的摩擦角。雖然復合土工膜的價格比單層土工膜稍貴,但從結構布置簡單,施工便利、經久耐用的等方面綜合考慮,採用復合土工膜是經濟合理的。
&&&&堤防採用的PE或PVC膜料厚度范圍為0.2~0.8mm,起保護、排水作用的無紡布的選取范圍為150~400g/m2。若採用復合土工膜,宜選擇膜厚0.25~0.4mm,兩側無紡布各為200~300g/m2﹔若採用單層土工膜,宜選擇厚度0.5~0.8mm。
&&& 三、土料填筑的技術要求
&&&&(一)堤身壓實參數的選定
&&&&在堤防除險加固工程正式開工以前,應盡量按選擇的施工機械安排壓實試驗,通過試驗選定鋪土厚度、土塊限制尺寸、含水率的適宜范圍、壓實方法和壓實遍數。
&&&&在無試驗資料時,鋪土厚度和土塊粒徑的限制尺寸可參照表2-3選用。
表2-3 鋪土厚度和土塊粒徑的限制尺寸
壓實功能類型
壓實機具種類
鋪土的限制厚度(cm)
土塊的限制粒徑(cm)
人工夯、機械夯
12~15t平碾
斗容2.5m3鏟運機
5~8t振動碾
斗容>7m3鏟運機
10~16t振動碾
加載氣胎碾
&&& 砂礫料應盡量選擇振動碾壓實。
&&&&因當地條件所限選用履帶拖拉機碾壓時,為在壓實過程中產生較大的振動力,一般拖拉機要用3~4擋速度,表2-4為某些土壩工程實際使用的經驗,可供參考。
&表2-4 某些土壩用拖拉機壓實的施工參數
拖拉機型號
履帶單位壓力(KPa)
鋪土厚度(cm)
碾壓遍數(遍)
壓實平均干密度(g/cm3)
D7、D8、HD14
&&&&(二)土料填筑的技術要求
&&&&1.含水率的處理
&&&&(1)低含水率的洒水處理
&&&&當土料的含水率比施工填筑最優含水率低,可在取土時用霧狀水給土料加水,然後將土料堆置在另一處,擱置一定時間,使含水率均勻,即可用於填筑。
&&&&(2)高含水率的人工翻晒處理
&&&&選擇適當的場地,用齒耙將土耙碎,堅硬粘土用鐵銑切成厚1~2cm薄片,每層深10~20cm,挖後使其相互架空晾晒,待表層稍干即打碎成小於2~3cm的土塊,繼續翻晒。表層稍干用鐵銑翻動一次,如此反復,直至含水率降低到施工控制含水率范圍為止。
&&&&2.卸、鋪料
&&&&粘性土料宜用進佔法或後退法卸料。砂礫料卸料高度不宜過大,如發生顆粒分離,應混合均勻。
&&&&鋪土壓實應從最低部位開始,按水平分層向上鋪土填筑,不得順坡鋪土填筑,鋪土應按選定或由壓實試驗確定的厚度進行控制,當靠近邊坡鋪土時,應超出設計邊線一定余量,人工鋪料宜為10cm,機械鋪料宜為30cm。
&&&&土料的鋪填與壓實工序應連續進行,以免土料被晒干而影響填筑質量。對表面已風干的土層,如間隔時間較長,在其上再填新土前應作表面刨毛和洒水濕潤。
&&&&3.壓實
&&&&(1)機械壓實
&&&&採用機械壓實時,碾壓機具的行走方向應平行於堤軸線,不宜垂直堤軸線方向碾壓。若以履帶式拖拉機或拖拉機帶碾滾作為壓實機械時,則可採用進退錯距法壓實工藝,碾跡套壓寬度宜大於10cm。若以鏟運機、自卸汽車等作為壓實機械時,可採用輪跡排壓法工藝,輪跡套壓寬度宜為3~5cm。分段分片碾壓時,相鄰兩個工作面碾跡的搭接寬度,平行堤軸線方向應大於0.5m,垂直堤軸線方向宜為3~5m。相鄰工作面有高差時應以斜坡相接,坡比1:3~1:5,且應濕潤、刨毛,對機械碾壓不到的死角,應輔以夯具進行夯實。若填土出現&彈簧土&、層間光面、層間中空、鬆土層或剪切破壞等現象,應根據具體情況及時處理,或挖除,或刨鬆後重新碾壓,經檢驗合格後才能鋪填新土。
&&&&對砂礫料壓實的洒水量,宜為填筑方量的20%~40%,中細砂壓實時的洒水量,應按其最優含水率控制。
&&&&(2)夯實
&&&&採用人工硪夯和機械夯壓實時,應採用連環套打法夯實﹔夯壓夯跡1/3,行壓行跡1/3,使平面上夯跡雙向套壓。分段、分片夯壓時,夯跡搭接的寬度應不小於10cm。
&&&&(3)雨季、負溫(氣溫零度以下)時填筑
&&&&在多雨季節填筑時,應根據雨情預報,在降雨前及時壓實作業面表層的鬆土,作業面可做成中央凸起向兩側微傾狀,以排泄雨水。對於粘土斜牆或心牆,宜用薄塑料膜覆蓋。降雨時及雨後,堤面禁止車輛通行,也不得踐踏堤面。粘性土在雨後填筑前應先晾晒或去掉表層土,待含水率達到要求後,再創毛,鋪設新土。
&&&&冬季施工遇負溫天氣應停工,特殊情況下允許氣溫不低於-5℃時施工,但應採用重型機械碾壓,並採取一些保溫措施,必須保證壓實時土料溫度在0℃以上。因此,應取正溫(氣溫零度以上)土料,且不得夾帶凍土和冰雪。裝土、鋪土、碾壓、取樣等工序都應快速流暢。一旦發現施工過程中出現土料凍結現象應立即停工。此外,負溫下填筑對土料的含水率應作嚴格控制,粘性土的含水率不得大於塑限的90%,砂料含水率不得大於4%。
&&&&(4)壓實干密度、含水率的現場檢查
&&&&粘性土可取土樣以烘干法測出壓實干密度、填筑含水率,砂礫石可通過挖坑置水法測出干密度或相對密度,取樣部位與數量可根據規范和具體情況定。力求分布均勻、有代表性,按不同堤段劃分的施工單元的壓實質量合格標准應按表2-5執行。
表2-5 土堤施工的單元工程壓實質量合格標准
干密度合格率(%)
1、2級土堤
&&&&4.新、老堤段與新、老堤身的結合處理
&&&&新、老堤結合或老堤培厚加高的新老堤身結合在施工中應高度重視,處理不當往往在汛期造成滲漏、滑坡等重大險情。
&&&&老堤端或老堤身連接面應嚴格清除草根、樹根及其它雜物,應按設計要求挖成台階狀,並以大於1:3的坡銜接。在老堤身連接土層面上洒水並刨毛後沿水平層面鋪設新土,沿水平層面進行碾壓。鋪土厚度、土料含水率、碾壓遍數、壓實干密度都必須嚴格控制。
&&&&堤身全斷面填筑完畢後,應削坡清理拍打平實。
&&&&5.顆粒型反濾、排水的鋪設施工要求
&&&&(1)鋪設前,應有足夠的備料,每10m至少設樣樁一排。
&&&&(2)鋪筑應自底部向上逐級鋪填,不得從高處順坡向下傾倒。分段鋪筑時,各層工作面之間應留出足夠距離,使呈階梯狀,不得發生層間錯位、缺斷﹔陡於1:1坡比的反濾層施工時,應採用擋板支護鋪筑。砂礫料應適當洒水,層面應拍打平實。
&&&&(3)已鋪工段不准人車通行,防止污染和損壞。
&&&&(4)雪天應停止鋪筑,雪後復工應防止冰塊凍土積雪混入料內。
&&&&四、土工膜拼接鋪設的技術要求
&&&&土工膜是十分有效的新型防滲材料,但其防滲是否達到應有效果,關鍵在於施工質量,因此必須重視以下技術要求。
&&&&1.斜牆土工膜的墊層清理
&&&&新填砂礫石坡面經過削坡拍實後可直接鋪設防滲土工膜,但應將坡面上的尖銳雜物清理干淨,以免刺破土工膜。
&&&&如土工膜鋪在老堤身坡面上,坡面經削坡後還有草根、蘆葦根時,需噴洒除草劑,以防蘆葦等植物生長頂穿土工膜。
&&&&2.土工膜鋪設與拼接
&&&&鋪設前應仔細檢查土工膜有無破損,如發現破損應修補或裁除。
&&&&土工膜應以長度方向沿堤軸線鋪設,以減少接縫。如果用復合土工膜,則應要求廠家在整幅復合膜的四周留出10cm寬的拼接帶,即在該10cm寬范圍內,織物與防滲膜是分開的,以便膜與膜的拼接。
&&&&如防滲膜為聚乙烯,可採用焊接法拼接,如防滲膜為聚氯乙烯,則可採用焊接法(應注意勞動保護)或膠接法拼接。拼接前均需將拼接帶部位擦拭干淨,以保證接縫密合質量。
&&&&焊接可採用熱楔型雙縫焊接機,其焊接溫度與行走速度均可調節,為保證焊接質量,應根據大氣溫度,風速的變化,調節焊接溫度與行走速度。溫度過高或行走速度過慢,會使拼接部位膜熔透破壞﹔反之,則接縫焊接不牢。因此,每天早、晚與中午應通過試驗調置不同的溫度與速度。雙焊縫可通過向焊縫間充氣檢查質量,可在縫端設壓力表,充氣壓力一般為200KPa,氣帶隆起5~10分鐘不癟,說明焊縫質量滿足要求,若發現漏氣,漏氣處即為漏焊或焊接不牢處,應及時補焊。
&&&&採用膠接法拼接聚氯乙烯膜,可選用PVC膠,應邊清潔接縫部位,邊涂膠,邊貼合,並用砂袋慢慢拖壓,使接縫貼合牢固。春秋季節應固化12h,冬季應固化24h。膠接縫的質量檢查可掰開接縫部分觀察其接縫顏色是否一致,一般漏膠部位均可被發現,發現後應立即補膠。
&&&&焊接、膠接質量還可通過抽樣作拉伸試驗,一般拼接強度不低於母材強度,有的要求不低於母材強度的80%,抽樣部位與數量可根據具體情況決定。
&&&&復合土工膜在中間的防滲膜拼接以後,土工織物可用手提縫紉機縫合。
&&&&3.土工膜的周邊固定
&&&&土工膜與地基的連接必須安全可靠。若地基為粘性土,則可將土工膜埋在漿砌石趾牆的槽中,土工膜必須與粘性土貼合緊密,接觸滲徑應達到承受水頭的1/4~1/3。若地基設置混凝土豎直防滲牆體,且防滲牆體表面平整,可用螺栓和鋼條將土工膜錨固在混凝土牆體上。若牆體不平整,則需用混凝土在牆體上澆筑一截平整的連接段,將土工膜錨固在連接段上。錨固連接處應填蓋粘土,或澆筑混凝土,一方面延長接觸滲徑,另一方面可防止錨固件的鏽蝕。
&&&&斜牆土工膜與堤頂防浪牆的連接也應可靠,若與混凝土防浪牆連接,可採用上述螺栓錨固的方法﹔若與漿砌石防浪牆連接,可埋入牆底50~60cm。
&&&&心牆土工膜可在設計水位以上0.5m向背水面折90&作成封頂,以路面基土壓實。
&&&&4.保護層的鋪設
&&&&可在復合土工膜上直接鋪塊石或混凝土預制板護坡或現澆混凝土護坡,但石塊和混凝土預制板應小心輕輕地放置在復合土工膜上,以免砸破土工膜。
&&&&在單層膜上鋪砂礫料作保護層,應清除其中的尖銳雜物,以免刺破土工膜。
第四節 堤頂與邊坡的防護
&&&&為了消除汛期風浪對堤頂和堤坡的沖刷險情,應對堤頂和堤坡未設堅固防護設施的堤段進行防護加固。
&&&&一、堤頂防護
&&&&1.堤頂路面
&&&&對3級以上或高度大於6m的堤防,應考慮堤頂對風浪濺頂的抵抗能力,應結合交通要求修筑水泥混凝土或瀝青混凝土路面。路面應與臨水坡的護坡緊密連接。路面寬度可根據防汛與交通的需要定。路面應向兩面傾斜,坡度以2%~3%為宜,以排除路面積水。
&&&&2.堤頂防浪牆
&&&&設防浪牆抵御風浪經濟合理。其結構型式應選擇混凝土或漿砌石型式。堤頂面以上牆的高度不宜大於1.2~1.5m,埋置深度應在50cm以上,形狀尺寸可根據需要擬定,間隔20m左右設置變形縫。防浪牆應與堤身防滲體相連接。
&&&&防浪牆應進行強度和穩定核算,可查閱有關擋土牆計算手冊。
&&&&汛期中損壞的防浪牆應按上述要求維修或重建。
&&&&二、邊坡防護
&&&&(一)邊坡防護的型式與選擇
&&&&1.灌砌石、漿砌石護坡以及干砌石護坡
&&&&汛期遭受很大風浪襲擊的大江大河大湖堤防應選用灌砌石或漿砌石護坡,其不僅堅固耐沖刷,而且具有消浪作用。
&&&&干砌石的消浪作用好,但其整體性較差,抵御一般較大風浪的工程級別3級以上或堤高超過6m的堤防可採用干砌石護坡。其也可用於暴雨強度大堤段的背水坡護坡。
&&&&2.混凝土護坡
&&&&混凝土護坡抗沖刷能力強,但消浪作用差,抵御較大風浪的堤防可選用混凝土護坡。當在混凝土護坡面上設置數排混凝土消浪墩時,可抵御大風浪的襲擊。
&&&&3.模袋混凝土護坡
&&&&遭受很大風浪襲擊和較大流速水流沖刷的重要堤段,當地又缺乏塊石資源,可選用模袋混凝土作為臨水坡護坡。其抗風浪沖刷、水流淘刷的能力強。整體性好,強度高,且消浪作用好。
&&&&4.草皮護坡
&&&&通常可選用草皮作為背水坡護坡。不經常過水的季節性河流或臨水坡前有較高、較寬灘地的一般性堤段可採用草皮作為臨水坡護坡。
&&&&5.其它護坡
&&&&水泥土護坡消浪作用差,強度較低,耐久性也差,所以可供抵御一般風浪的一般堤段採用。干砌石框格內鋪卵石護坡可用於背水坡護坡。
&&&&(二)護坡構筑與修復的技術要求
&&&&1.護坡墊層
&&&&砌石型護坡、混凝土護坡與堤土之間應設置砂礫、碎石墊層,厚度約15cm左右。
&&&&採用非織造土工織物(常稱無紡布)作為隔離反濾層常常是經濟合理的,並且施工簡捷。但是土工織物規格的選取必須滿足反濾准則與透水性准則要求。
&&&&反濾准則為:
&&&&粗粒土:O95&d85 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-15)
&&&&粘粒土:O95&210&m &&&&&&&&&&&&&&&&(2-16)
式中 O95為織物的等效孔徑(mm),由干篩法求得﹔d85為被保護堤土的特征粒徑(mm),小於該粒徑的土重佔總土重的85%﹔&m為長度單位,微米,即1&103&m=1mm。
透水性准則為:
以孔徑和粒徑表示: O90&d15 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-17)
以滲透系數表示:&&&&&kg&10ks &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-18)
式中 O90為織物的有效孔徑(mm),由於篩法求得﹔d15為被保護堤土的特征粒徑(mm),小於該粒徑的土重佔總土重的15%﹔kg為土工織物的滲透系數(cm/s)﹔ks為被保護堤土的滲透系數(cm/s)。
&&&&所選用的土工織物必須同時滿足上述兩項准則。土工織物宜用300g/cm2左右的重量規格。
&&&&此外織物隔離反濾層還需滿足穩定要求:
Kgs=fgs/tg&
Kgr=fgr/tg&
式中 Kgs、Kgr分別為織物與堤土、織物與護坡間的抗滑穩定安全系數﹔fgs、fgr分別為織物與堤土、織物與護坡間的摩擦系數。
&&&&計算所得的Kgs和Kgr均不得低於堤防設計規范所規定的值。
&&&&土工織物長邊宜順河鋪設,宜用手提縫紉機縫合。如用搭接法,則搭接長度應大於30cm,上游側搭在下游側上面,上坡側搭下坡側上面。鋪設中發生或發現破損,應作縫補或裁除處理。
2.護坡厚度與防滑齒槽
&&&&砌石護坡的厚度應不小於30cm,混凝土護坡的厚度應大於10cm。干砌石的塊徑不小於30cm。砌石型護坡、混凝土護坡應在堤腳設置漿砌石防滑齒槽,深約90cm,厚約70cm。高度大於4m的堤防,應在漿砌石護坡或混凝土護坡中間適當位置增設防滑齒槽,其尺寸與堤腳齒槽相當或略小。
3.護坡與堤頂的連接
&&&&砌石型護坡、混凝土護坡在堤頂必須與防浪牆以分縫形式緊密貼合,縫內充填防水材料。未設防浪牆的堤防,護坡應與堤頂防濺路面緊密連接。否則應做牢固封頂,寬度1m。
4.整體護坡的排水與分縫
&&&&漿砌石護坡與現澆混凝土護坡應設置排水孔,孔徑應大於5cm,間距2~3m,呈梅花形布置。此外還應設置變形縫。縫距根據當地氣候、地質等條件選定,縫內充填防水材料。
5.砌石構筑要求
砌石護坡砌筑時,不得破壞墊層或反濾設施,並應自下而上錯縫豎砌,大面朝下,緊靠密實,大塊封邊,表面嚴整。小石嵌縫應在工段完成後或遠於工作面5m處進行,嚴禁出現通縫、疊砌、浮塞、小石集中充填、半坡起砌、架空等現象。
6.漿砌與灌砌要求
漿砌石護坡宜採用150#硅酸鹽水泥砂漿,砂料宜用中細砂,應採用坐漿法砌筑,漿厚宜3~5cm,隨鋪漿隨砌石,砌縫需用砂漿充填飽滿,砌縫內砂漿應採用扁鐵插搗密實,不得先堆砌石再用砂漿灌縫。勾縫宜採用200#水泥砂漿。砌筑完應使砌體表面濕潤,做好養護工作。
灌砌石護坡宜採用200#混凝土灌注,應灌透並用振搗器振密。
7.模袋混凝土護坡的要求
&&&&模袋混凝土護坡的厚度不小於15cm,一般可與堤岸防護一並使用。其抗滑穩定安全系數計算公式為(參見圖2-12):
Kcs=(L3+L2cos&)fcs/sin& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&(2-21)
式中 Kcs為模袋與堤土間的抗滑穩定安全系數﹔fcs為模袋與堤土間的摩擦系數﹔&為堤坡角﹔L2、L3為長度(m)。算得Kcs不得小於1.5。
表2-6 充填混凝土的設計配合比(南京水利科學研究院)
水泥:砂:石
估計水泥用量(kg/m3)
1:2.56:2.09
以含氣量5%,水灰比0.65計,325#普通硅酸鹽水泥
1:2.73:2.23
1:3.08:2.52
&&&&&&&&&&&&&&&&&注:骨料最大粒徑25mm,坍落度21&2cm,砂率0.55。
&&&&8.草皮護坡要求
&&&&草皮護坡應選用適宜當地生長的草種,應鋪植均勻,草皮厚度應不小於3cm,並應加強養護,提高成活率。
&&&&9.坡面排水要求
&&&&如堤防地處暴雨強度較大地區,應在堤頂、堤坡設置排水溝系統。順坡面的排水溝間距50~100m,沿堤軸線的集中排水溝,應設置在戧台內側和堤腳附近。溝寬不小於30cm,以利於清淤,溝深50cm左右,可採用預制混凝土槽或漿砌石槽。
&&&&(三)護坡的修復
&&&&1.干砌石護坡
&&&&干砌石護坡大多因原墊層級配不合理,塊石間縫隙過大,在風浪沖擊和淘刷下,墊層料流失導致護坡塌陷破壞。修復時應補充滿足設計要求的墊層料,厚度不小於15cm。塊石筑砌時應自下而上進行,且應使石塊立砌緊密。對較大的三角縫,應採用小片石填塞 嵌緊,防止鬆動,砌縫應交錯壓砌。修復後的干砌石護坡厚度應不小於30cm。
&&&&2.漿砌石護坡
&&&&應先補充墊層料,並將鬆動的石料拆除,用近似方形的塊石坐漿砌筑。水泥砂漿用150#,個別不滿漿的縫隙,再由縫口填漿後搗實,使砂漿飽滿。對於較大的三角縫隙可用手錘嵌入碎石,砌石達到穩、緊、滿的要求,縫口用200#水泥砂漿勾縫。
&&&&當堤防高度大於4m時,為防止局部砌石破壞導致上部護坡的大塊滑動、坍塌,可結合砌石修復,在坡面適當高度增設漿砌石防滑齒槽。
&&&&3.混凝土護坡
&&&&破損十分嚴重的混凝土護坡應拆除,先按設計要求補填砂石料墊層,重新澆筑200#混凝土護坡,厚度應大於10cm。略有破損的混凝土護坡,可將破損部位鑿毛,清洗干淨,然後用同標號或高一級標號的混凝土填補。如原來混凝土護坡厚度不夠,需要加厚,可在混凝土板面上再澆加厚混凝土蓋面,分縫、排水的設置應與原混凝土護坡同。
&&&&(四)植樹消浪
&&&&臨水側堤腳3~5m以外,應盡量種植防浪林帶,長江、淮河等大江大河及洞庭湖、鄱陽湖防浪林帶寬約50m,應選擇適合當地生長且耐水性好的樹種,如柳樹、水杉、垂柳等。

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