河道治理工程设计生态土工固袋的应用论文

时间:2018-10-06 理工毕业论文 我要投稿

  摘要:河道岸坡的整治工程具有多方面的作用,一是保护堤防与岸线的安全,二是控制河势变化,加强河道纵深冲刷以扩大泄洪能力,同时也增添河道两岸的自然景观。生态土工固袋可适用于大多数岸线,河道、水库的边坡治理工程,应用方法十分灵活,既可靠又美观,实现了工程措施和植物措施相结合,在河道的边坡治理中起到了很好的效果。

  关键词:河道治理;岸坡;生态土工固袋

  1前言

  河道岸坡的整治工程具有多方面作用,一是保护堤防与岸线的安全,二是控制河势变化,加强河道纵深冲刷以扩大泄洪能力,同时也增添河道两岸的自然景观。长期以来,人们比较注重河道本身的功能,如行洪、排涝等。因此很多河道断面形式单一,走向笔直,大多采用浆砌或干砌块石护坡、现浇混凝土护坡、预制混凝土块体护坡、土工模袋混凝土护坡等。河道的生态治理日益紧迫,在保证防洪安全的同时,充分考虑生态效果,把河堤改造成水系统、土壤系统以及生物系统三者相互涵养的近自然状态,已成必然。生态土工固袋护坡就是一种非常好的生态护坡。

  2工程概况

  2.1自然概况

  地疃河位于辽宁省东港市十字街镇宏天村、盛山村、赤榆村,北起十字街镇北部的通天沟,延伸到前阳镇的石佛沟,最后流入黄海,河流长度为15.12km。地疃河所在区域属北温带湿润地区季风气候,夏季炎热多雨,冬季寒冷干燥,无霜期短,四季分明,多年平均降雨量为967mm,多年平均气温8.50℃,最大冻土深度1.02m。

  2.2气象与水文

  地疃河所在区域属北温带湿润地区季风气候,多年平均降雨量为967mm,年最大降水量1320.70mm,降水年内分配极不均匀,主要集中在七八月份。流域多年平均气温8.50℃,多年平均最低气温在-15℃,多年平均无霜期167-198d,多年平均日照数2483.50h左右。最大冻土深度1.02m,多年平均最大风速14.80m/s。10a一遇洪峰流量Q=93.49m3/s,20a一遇洪峰流量Q=118.06m3/s2.3地质本工程场地为岸坡地形,河道有一定弯曲,由西北流向东南,两岸以侧切为主。河谷主要由河床、漫滩和一级阶地组成,其中一级阶地较发育,地势向外延展逐渐抬高。主河床宽度约为5~20m,高程为35.92~41.96m;河漫滩宽度约为2~10m,高程为36.22~43.60m;阶地高程为37.80~44.30m。

  3护坡结构设计

  根据实地测量资料及现场考察,根据岸坡地形及地质状况,本工程采用坡式护岸。根据目前常用的护砌材料结合本工程的具体情况,坡式护岸拟选用干砌石护坡(方案一)、生态土工固袋(方案二)、蜂巢约束系统(方案三)三种方案进行方案比较。各方案护坡形式的适用范围及特点:方案一:迎水坡坡比为1:2,护砌型式采用300mm干砌石,下设200mm卵石垫层,400g/m2土工布,采用干砌石护脚,岸顶采用500mm宽干砌石压顶。优点:此结构在本市以前应用较多,护坡表面比较平整美观,造价很低。缺点:整体性较差,由于地基变形容易使个别块石脱落离位,遇风浪作用后迅速发展成大面积破坏,维修管理困难而且费用高。方案二:先将土方平整后,固定好镀锌网片,将生态土工固袋置于镀锌网箱内,然后填充、压实土料,填满后将顶部土石料整理平整,再以黏扣带黏合,再结扎边框线与石笼网封盖。由于袋内填装的是土壤,可以为植物提供良好的生长环境,在可视面也可设置植物纤维毯,提高植物覆盖速度,生态效果良好。结构型式:护坡由1100mm×1400mm×500mm生态土工固袋置于镀锌网箱内然后填充、压实土料。护脚采用固滨笼护脚,埋深1m。优点:结构面通过植被的发达根系与坡体组合成一个同质整体,使人工边坡和原自然边坡之间不会产生分离、坍塌等现象。并且随着时间的延续,日趋强壮的植被根系使边坡结构的稳定性及牢固性更强。施工简单,现场取料,土装入固袋,整体性好,利于岸坡稳定,并且此结构生态效果很好。缺点:新兴工艺,引入时间较短,但国内已有使用先例。方案三:蜂巢约束系统护坡,根据水利条件和要求进行设计,采用蜂巢格室平铺(或叠砌)式进行施工,采用悬挂锚固结构,替代传统护坡的坡脚支撑结构,解决坡脚基础淘空造成的防护层失稳问题。优点:此结构生态效果好,施工材料不分解不降解,施工过程对水体无污染,可以带水作业,该护坡形式具有工期短、以机械为主施工便捷、生态效益明显等优势。缺点:新兴工艺,引入时间较短,在本市未有已建成的范例。巢室适用于中等坡度和流速,当流速较大时,会对格室内土壤产生冲刷。如护坡局部损坏,维修较困难。本次设计各方案标准断面每延米工程造价。综上比较,干砌石虽然造价较低,但有整体稳定性较差、抗冻能力差、生态效果一般等缺点,本次设计不采用。对另外二个方案进行比较:从生态角度看,生态土工固袋和蜂巢约束系统生态效果都较好;从投资上看,生态土工固袋比蜂巢约束系统价格较高;从抗冲刷看,蜂巢约束系统抗冲刷能力教差,生态土工固袋抗冲刷能力较强。结合本工程实际情况,为在保障河岸长期稳定,保持河道生态,美化周围环境,本工程新建护岸推荐采用方案为生态土工固袋护坡。

  4生态土工固袋护坡的施工过程

  ①按照设计要求,平整土方→②将重力模袋装入镀锌网箱中,将重力模袋四个上角用铅丝固定在镀锌网箱上→③按照设计要求位置,连续架设镀锌网箱→④在网箱外侧绑扎木板,防止填充时外鼓,填充结束后,将木板挪移至下一个工作面→⑤机械填装土石,填料的含水量不宜过大,应避免含有腐质杂质,每次填方不超过0.50m3→⑥土石填充高度应略高于镀锌网箱高度,保证沉降后仍符合设计要求,机械夯实,人工配合→⑦重力模袋封盖前,应确认袋内土石料已经填满,将顶部土石料整理平整,再以黏扣带黏合,再结扎边框线与铅丝网封盖。

  5结语

  水利设计与工程是非常悠久的行业,人类通过协调水与土的关系,解决生产生活对水的需求。随着国家对生态水利的重视,岸线与边坡的设计成为解决水与土之间的重点。现代水利对边坡的要求:安全、生态水利。更稳定的结构形式,更加自然化的效果,更快速方便的施工,可接受的工程造价。生态土工固袋可适用于大多数岸线,河道、水库的边坡治理工程,应用方法灵活,既可靠又美观,实现了工程措施和植物措施相结合,在河道的边坡治理中起到了很好效果。

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