通透式玻璃景观防浪墙在城市堤防中的应用

王　甜，李　俊

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)



推广应用

通透式玻璃景观防浪墙在城市堤防中的应用

王甜，李俊

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

防浪墙主要功能是防浪、防洪、阻水的作用，同时降低土堤高度，传统钢筋混凝土防浪墙采用钢筋混凝土为主料美观度较差，虽然具有防浪、防洪、阻水的功能，但也能把美丽的风景阻挡在人们的视野之外，本文通过松花江干流木兰县城区段堤防治理工程设计采用一种即能起到防洪作用又能不影响城市发展要求通透式玻璃景观防浪墙，克服了传统钢筋混凝土防浪墙方案对城市景观的影响。

防浪墙；通透式；玻璃墙；城市堤防；应用

1　综　述

城市防洪堤是城市防洪工程的重要组成部分。为保证堤防安全，堤防必须高出设计洪水位一定的超高值，但由于堤防主要分布于城区，过高的防洪堤不仅影响工程投资，而且对城市的环境、交通和景观等影响很大[1]。因此，对城市防洪堤主要采用堤防结合防浪墙布置，降低堤顶高程。

防浪墙主要功能是为了防止波浪翻越堤顶而在堤顶挡水前沿设置的墙体，起到防浪、防洪、阻水的作用，同时降低土堤高度。传统钢筋混凝土防浪墙采用钢筋混凝土为主料，用模板浇筑而成，其墙体的外表面为混凝土材质，美观度较差，虽然具有防浪、防洪、阻水的功能，但也能把美丽的风景阻挡在人们的视野之外，为了克服传统钢筋混凝土防浪墙方案对城市景观的影响，提供一种即能起到防洪作用又能不影响城市发展要求通透式的景观效果，在松花江干流木兰县城区段堤防治理工程中，通过优化方案设计，采用一种新型即通透式玻璃景观防浪墙。

2　防浪墙方案比选

2.1工程概况

木兰县主城区段堤防为2级堤防。沿江堤防为市区主要沿江景观带，是市民重要的休闲锻炼场所，现有堤防堤顶设有钢筋混凝土防浪墙，墙高0.6m，防浪墙顶高程低于计算墙顶高程1.0～1.2 m左右，不满足防洪要求，但采用一般的土堤加高方案，对周围景观影响大，不适合本段堤防，只能采取防浪墙加高方案。由于工程位于城区景观带，防浪墙需加高1.0～1.2m，如在现有墙顶加传统钢筋混凝土墙方案，在江堤前会形成高1.8m的高墙，严重阻挡江堤公园的游人视线，破坏沿江景观带的景观，因此需要一种既能满足防洪要求又能不影响景观要求的防浪墙方案。堤防现状公园图见图1。

图1　木兰城区堤防现状公园图

2.2防浪墙方案比选

根据本工程现状特点，防浪墙方案应结合现状景观要求，尽量选择对现状景观带影响小，结合经济投资进行方案选取，并参考国内已建工程进行方案布置，初步方案布置如下：

方案①：玻璃景观防浪墙方案。

现状防浪墙为钢筋混凝土墙体，防浪墙由扩大基础防浪墙及立柱组成，防浪墙墙体顶宽0.3m，基础底宽1.5m，基础埋深1.8m，地面以上墙高0.6m，防浪墙立柱轴线间距8m，立柱基础底宽2.1m，基础埋深1.8m，地面以上立柱高度1.0m，立柱柱体断面为0.5×0.5m矩形断面。

在现状防浪墙上接通透式玻璃防浪墙，考虑玻璃墙体安全性，墙顶高程按不允许越浪确定，设计超高1.5m。考虑玻璃防浪墙墙体需连续封闭以及玻璃墙体单元支撑结构要求，现状混凝土立柱需要接高，立柱接高部分仍采用钢筋混凝土结构，顶高程同玻璃防浪墙墙顶高程。根据现状防浪墙布置形式，玻璃防浪墙单跨长度7.5m，每一跨设4块单元格，各单元玻璃通过固定在下部现状防浪墙上的不锈钢U型槽、不锈钢立柱组件、安装在两侧混凝土立柱上的不锈钢U型槽及接头片、螺栓等并排连接固定，玻璃墙与U形槽框之间分别通过结构胶密封，以确保不漏水、渗水。玻璃墙面单元采用厚12+12mm高强度钢化夹胶玻璃，见图2。

图2玻璃景观防浪墙方案图3活动挡板防浪墙方案

方案②：活动挡板防浪墙方案。

在现状防浪墙前设置混凝土基座及立柱，将高强铝合金结构防浪挡板固定在混凝土柱之间形成活动防浪墙，由于现状堤顶设15～30m宽，现状堤后地势较高，堤顶为硬化路面，堤顶较宽，防浪墙部分仅挡风浪壅高，如汛期发生越浪，防浪挡板后为现状钢筋混凝土防浪墙，越浪只能在现状防浪墙一挡板之间，不会对堤后形成影响，汛期做好排水措施，可避免洪水影响，挡板顶高程按允许越浪工况设计，设计超高1.1m，挡板高1.4m，汛期防汛时将防浪挡板安装，平时不影响景观以实现水利功能与环境景观的结合。

活动挡板由平面闸板、埋件和定位件等组成，闸板厚度40mm，上下游为厚度3mm板，沿高度方向设有厚度3mm隔板，间距200mm，整体的“倒门型”止水埋件镶嵌在混凝土墩柱和承台中，可以保证闸板的止水精度和效果。在现有防浪墙迎水面预埋锚件，用于支撑和固定挡板，见图3。

表1　方案优缺点对比表

两种方案比较如下：

1)施工比较

方案①(玻璃景观防浪墙方案)是利用现有钢筋混凝土防浪墙为基础，设置埋件及立柱作为玻璃墙的支撑，玻璃景观墙为新型技术，一般有专业厂家安装，土建部分仅对现状混凝土立柱进行加高，拆除部分墙体部件，为玻璃墙埋件创造条件，施工简单。

方案②(活动挡板防浪墙方案)是在现状防浪墙前利用墙前平台新建一道活动挡板防浪墙，活动挡板设置在底部混凝土基座上，混凝土基座上预埋设钢槽及立柱作为墙体支撑，考虑基础稳定要求基础埋深1.5m，施工期间现状防浪墙前开挖1.5m深会对现状防浪墙稳定有影响，施工期需要采取临时支护等工程措施，活动挡板为专业厂家制作安装。

因此2种方案施工难度相差不大，土建部分均为常规施工，挡墙为专业厂家安装制作，方案②相对于方案①需考虑施工期间对现状墙体稳定的影响，并采取相应措施。

2)运行管理

方案①(玻璃景观防浪墙方案)墙体主体为高强度夹胶玻璃，参考国内已建工程及其他工程玻璃幕墙运行效果，高强度玻璃具有强度高、抗冲击性强、安全性高等特性，可兼具挡水防浪功能，日常维护费用低。

方案②(活动挡板防浪墙方案)汛期防汛时将防浪挡板安装，平时存放在专门仓库，专门人员看管维护，汛期闸门安装复杂，需要专门培训安装人员，由于挡板安装需要基础预埋件尺寸精准，因此需要定期对埋件进行复核已确保汛期能精准安装，增大日常维护人力物力及相应费用，汛期安装费用为220元/m2，安装1次费用为83.9万，在非汛期还要培训专业安装人员，组织非汛期安装演练，运行费用大。

两种方案运行管理方面比较，方案①(玻璃景观防浪墙方案)具有运行费用低，管理方便，方案②(活动挡板防浪墙方案)运行管理复杂，投入人力物力大，运行管理费用大。

3)投资比较

两种方案均为新型技术，投资相对常规防浪墙大，但方案①较方案②投资少，且方案②运行管理复杂，费用高，从投资方面比较，方案①更经济，管理运行更方便，且与周边景观协调性更好。

综合比较，方案①(玻璃景观防浪墙方案)具有投资少，运行管理方便，维护费用低等特点，因此本次设计玻璃景观防浪墙方案为推荐方案。防浪墙是为了防止波浪翻越堤顶而在堤顶挡水前沿设置的墙体，起到防浪、防洪、阻水的作用。现有的防汛墙大多采用钢筋混凝土为主料，用模板浇筑而成，其墙体的外表面为混凝土材质，美观度较差，虽然具有防浪、防洪、阻水的功能，但也能把美丽的风景阻挡在人们的视野之外，不适合当前宜居、和谐、景观化的要求。现在也有一些防汛墙在浇筑完成后，在混凝土外墙表面上用外墙涂料喷涂，有的还用彩色涂料喷涂一些图案，可以达到美饰效果。由于防浪墙多建造在水边，产生的水雾、水蒸气较大，在雨水、水雾、水蒸气的长期侵蚀下，外墙涂料很容易掉色脱落，使美观效果不能长久。玻璃防浪墙可以克服现有技术不足，提供一种通透式的景观效果，不但具有防浪、防洪、阻水的功能，还具有与景观相融、美观、通透的优点[2]。

2.3选定方案结构布置

现状防浪墙为钢筋混凝土墙体，防浪墙由扩大基础防浪墙及立柱组成，防浪墙墙体顶宽0.3m，基础底宽1.5m，基础埋深1.8m，地面以上墙高0.6m，防浪墙立柱轴线间距8m，立柱基础底宽2.1m，基础埋深1.8m，地面以上立柱高度1.0m，立柱柱体断面为0.5×0.5m矩形断面。

根据现状防浪墙布置形式，玻璃防浪墙单跨长度7.5m，每一跨设4块单元格，玻璃防浪墙主要由立柱组件、U型槽、防震橡胶条、高强度玻璃、立柱预埋件组成，玻璃防浪墙安装前先拆除现状防浪墙顶面及立柱高于现状墙顶上部分的表面现有大理石贴面层，对钢筋混凝土立柱按设计高度进行接高，同时对现有防浪墙顶板凿毛并设锚筋铺设玻璃墙底部预埋件二期混凝土，二期混凝土厚度20cm，为方便安装，在浇筑底部基础时预先把立柱埋件放置好。U型槽需要在浇筑混凝土柱子时安置完毕，两端与不锈钢立柱焊接，形成一个开口向上的三边框。玻璃的左右及下底面上有U型防震橡胶条，把整体放置于U型不锈钢框架内，外面安上不锈钢立柱附件，玻璃安装就位后，T字型不锈钢立柱用U型的不锈钢面罩罩住，每立柱用3只M10×40mm不锈钢内六角螺栓上紧，随后用3只M6×10mm不锈钢防盗型闷盖螺栓封口，在玻璃与不锈钢件之间注上密封胶，以确保不漏水、渗水。玻璃墙面单元采用厚12+12mm高强度钢化夹胶玻璃，见图4。

图4玻璃景观防浪墙立视图

图5　玻璃景观防浪墙结构布置图

图6　玻璃景观防浪墙效果图

3　结论与思考

文章通过工程实例结合城市堤防设计要求，通过方案比较最终选定通透式玻璃景观防浪墙方案，从玻璃景观防浪墙特点及适用条件出发，并主要就玻璃景观防浪墙在城市堤防中的应用和设计要点进行详细阐述。工程实践证明，通透式玻璃景观防浪墙可以克服传统防浪墙技术不足，提供一种通透式的景观效果，不但具有防浪、防洪、阻水的功能，还具有与景观相融、美观、通透的优点，是一种在城市堤防设计中应该大力推广和应用的一种防浪墙结构形式。

[1]中华人民共和国水利部.堤防设计规范[S].北京：中国计划出版社，2013.

[2]黑龙江省水利水电勘测设计研究院.松花江干流治理工程初步设计报告[R].哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2015.

Application of Penetrative Glass Landscape Wave Wall in Urban Embankment

WANG Tian and LI Jun

(Heilongjiang Provincial Water Conservancy & Hydropower Investigation,Design and Research Institute, Harbin 150080, China)

The main functions of wave wall are wave prevention, flood control and water blocking, and to reduce the height of soil dike, the traditional reinforced concrete wave wall adopts the reinforced concrete as the main material with poor appearance, having the functions of wave prevention, flood control and water blocking, but beautiful scene also are blocked outside of people’s eye shot. The design of dike regulation project along the main Songhua River in the urban Mulan County adopts a kind of glass wave wall, which not only can take roles of flood control but also not effects the urban development,overcoming the effects of traditional reinforced concrete wave wall on the urban scene.

wave wall; glass wall; urban dike

1007-7596(2016)06-0118-04

2016-04-22

王甜(1985-)，女，安徽灵璧人，工程师；李俊(1979-)，男，河南洛阳人，工程师。

U656.31

B