喀左县于红河护岸工程初步设计分析

2015-10-29杨海全

黑龙江水利科技 2015年4期

杨海全

(喀左县水库移民管理办公室，辽宁喀左122300)

1 工程概况

喀左县于红河护岸工程初步设计的任务是保障喀左县城、大城子镇北村、利洲工业园区、沿河两岸人民的生命财产安全。工程主要建筑为两岸堤防，堤防全长2.4 km，左右两岸各1.2 km，设计标准为20 a一遇，工程级别为Ⅳ级，型式为浆砌石护岸，可使327 m3/s流量洪水安全通过。

2 工程建设意义

县城城区、利州工业园区、北村防洪标准达到了20 a一遇，结束了本段河流小水小灾，大水大灾的历史。为沿河两岸居民住宅及大小厂矿提供了安全保障。结合护岸建设，美化生活环境，给人们提供良好的活动场所，提高人民群众生活质量。

3 于红河防洪工程方案的确定

根据于红河地理情况和河道天然走向，确定方案是两岸为浆砌石护岸。堤顶6 m绿化带。

4 堤防工程设计

4.1 堤线确定

于红河河道治理段堤线布置原则是依据规范，结合河道状况，从建筑物功能、造价、地质、远近效益、主次要矛盾等方面综合确定考虑，尽可能达到最佳方案［1］。堤线上游与2006年新建护岸连接、下游至新华桥，全长2 400 m。

4.2 堤距确定

于红河治理段中无其它建筑物，堤距宽度不受影响，保证设计QP过水能力即可，两堤间距基本上参照2006年护岸确定。依此为堤距使得堤线坐落于河滩之上，不至于占用耕地良田，布局显得和谐美观。故堤距采用47.5 m。

4.3 水面线计算

本工程治理段位于于红河下游，距主河流入口2 000 m，未考虑下游河道水位的衔接，只在本次治理段末端按河槽比降5.5‰开始向上进行推算。

由于于红河防洪工程的设计方案在河道两岸布置堤防，使得修堤后的河道比较规整。因此，在水面线计算时采用《水力学》明渠均匀流公式计算，计算式为:

根据上述已知条件及确定的有关参数，对于红河建堤后的河道进行水面曲线计算，按照治理段比降5.5%进行推算。

4.4 稳定计算

采用M7.5 水泥砂浆，抗滑安全系数KC=1.2，抗倾安全系数K0=1.45，浆砌石容重r =2.2 t/m3，摩擦系数f = 0.5(查表)，地基承载力6.13 ～24 t/m2，肉摩擦角Φ = 28°，土壤湿容重r =1.8 t/m3。设计情况按最不利荷载组合(河中无水)，坝的背后土壤饱和，基础被冲出状态进行计算。计算水平土压力，采用朗肯公式计算:Ka = tg2(45°－Φ/2)，Ka = tg2(45°28/2)=0.361(水利计算水册)，土压力Pb=1/2γH2，计算均取墙的纵向长度1 m。堤防稳定计算表见表1。

表1 堤防稳定计算表

抗滑:KC=1.71 ＞［1.2］

抗倾:K0=2.32 ＞［1.45］

4.5 堤顶高程的确定

计算Ⅳ级堤的超高，依下列计算公式为:

式中:Y 为堤顶高程，m;R 为设计波浪爬高，m。

附录C 计算:e 为设计风壅增水高度，m;A 为安全加高，Ⅳ级堤加高(0.6 m)。

风浪要素按下列公式计算:

风速资料采用喀左气象站提供的资料1959—2000年42 a实测资料，6月—9月汛期平均最大风速10.39 m/s，风速感应器高度10.2 m，则高度系数为1.0。

计算风速:V计=10.39 m/s

V设= 1.5V计=15.59 m/s，风向多为南西向。

tmin为风浪达到稳定状态的最小风时，s;L 为波长，为重力加速度，9.8 m/s2;F 为风区长度，m;d 为水域平均水深，m。

式中:RP为累计频率为P 的波浪爬高，m;K△为斜坡的糙率及渗透性系数(干砌石护坡)，K△=0.775;KV为经验系数，根据无维量值而定;KP为爬高累计频率换算系数，不允许越浪，爬高累积频率取2%;m 为斜坡坡率，m =0;为堤前波浪平均波高，m;L 为堤前波浪的波长，m。堤防的超高计算成果见表2。