个人对水工设计的一点体会——关于河道、堤防工程的设计问题
wanglixin6181
2013年07月16日 08:41:00
只看楼主

河道、堤防工程是平原、丘陵地区主要的水利工程之一,也是汛期防汛工作的重点。河道、堤防工程属于线形工程,也是较受设计者欢迎的工程类别。为什么这么说呢?因为其设计工作量相对较少(一个标准设计断面可管好几百米),而设计费可没少拿(工程投资都比较大),呵呵。 河道、堤防工程的设计重点一是选线,二是防冲,即选择河道中心线、堤防中心线,设计可靠的防冲设施。 对河道宽度及两岸堤距,目前较大的流域都有控制标准,如最小河宽、最小堤距,但小流域中的河道与堤防找不到类似的标准。一般情况下,是以维护现状尺寸为设计原则;从有利于泄洪出发,也可以作一些局部的调整,如裁弯取直,局部退堤,等等。

河道、堤防工程是平原、丘陵地区主要的水利工程之一,也是汛期防汛工作的重点。河道、堤防工程属于线形工程,也是较受设计者欢迎的工程类别。为什么这么说呢?因为其设计工作量相对较少(一个标准设计断面可管好几百米),而设计费可没少拿(工程投资都比较大),呵呵。
河道、堤防工程的设计重点一是选线,二是防冲,即选择河道中心线、堤防中心线,设计可靠的防冲设施。
对河道宽度及两岸堤距,目前较大的流域都有控制标准,如最小河宽、最小堤距,但小流域中的河道与堤防找不到类似的标准。一般情况下,是以维护现状尺寸为设计原则;从有利于泄洪出发,也可以作一些局部的调整,如裁弯取直,局部退堤,等等。
堤防工程的设计与土石坝类似。其区别在于:水库水位基本稳定,而河道水位变化剧烈。因此在渗流计算方面,水库大坝以稳定渗流为主,其中上游坝坡需考虑水位骤降的影响,计算其非稳定渗流;而堤防则是非稳定渗流,且渗流时间较短,故堤防的边坡一般比土坝要陡一些。堤防工程的防渗措施与土石坝有较大区别:土坝中的心墙、斜墙、黏土铺盖,堆石坝中的砼面板等等,都是常用的防渗体,而堤防工程就像一座均质土坝,一般不考虑设置专门的防渗体。目前在处理堤防防渗加固时,有采用土工膜的,即所谓的“垂直铺膜”技术,效果不错。与防渗相关的是排水问题,土石坝中采用较多的有排水棱体、排水褥垫、水平排水等,而堤防中往往采用的是排水减压井,对处理局部地段的渗漏有一定效果。
在防冲方面,水库大坝仅上游坝坡需考虑风浪淘刷,而堤防的防冲问题则非常突出,往往一场大洪水过后,险工险段比比皆是,故堤防的防汛抢险任务比水库要重得多。因此,堤防工程的设计重点就是如何解决冲刷问题。采用的工程措施有:防冲板桩,砌石护坡,堤脚抛石等;海堤工程中有采用预制异型块的(如扭工字块)。为改善水流条件,重要河道中通过设置丁坝、顺坝等控导建筑物以减少水流对堤防的直接冲击。
河道设计相对而言要简单一些,其首要前提是进行水力计算,其中天然河道水面线的计算比较难,需要采用非恒定流公式,是一组偏微分方程,若不借助于计算软件,用手工计算的话没几个人能承受得了其中的苦处。但中、小河道的设计在一定条件下也可采用明渠均匀流公式,只是对河道糙率的取用要谨慎一些。河岸护砌形式较多,各类挡土墙均有应用,最多的是重力式砌石挡土墙;砌石护坡也是常用形式;当然也有采用砼预制块砌筑的。生态河道的护砌形式更是种类繁多,如条石、蘑菇石、松木桩、干垒石等。
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wanglixin6181
2013年10月24日 23:46:01
22楼
huangzhaobing 发表于 2013-10-23 21:14 请教一下关于山区河道设计的一点疑问:山区性河道在运行过程中,常常由于小洪水的冲刷,将河道左右岸冲刷得 …不好意思,回复有些迟。主要因为这个问题比较难以答复,各地的处理方法也有不同。山溪性河道的治理的确比较麻烦,冲刷问题也非常突出。我们曾有一条山溪性河道在一次洪水过程中,4条堰坝与一座桥梁被冲毁。不只是弯道如此,在直线河道上也是如此。从整体协调方面考虑,可将左右岸的护岸基础顶高程做成一样,但基础底高程可以不同。在处理水毁工程修复过程中,我们常用的处理方法是采用加深基础并增设抛石防冲槽,对特别严重部位设置混凝土灌注桩以形成排桩墙。这个处理方法在弯曲河段也可以参考使用,对防止冲刷作用较大,当然投资也会增加。河道冲刷要完全治理好恐怕也不容易,但对易冲地段还是应该进行必要的、较为可靠的保护。对拦水堰坝的设置,其实与左右岸护岸基础的深浅并无必然联系,有一个处理方法,即通过设置过渡平台进行衔接。堰坝的宽度一般比河道宽度要小一些,所以设置过渡平台是可行的。此外,为提高蓄水高程并有利于泄洪,可采用自动翻板闸门,效果还是不错的。下面发几个工程实例的截图,以供参考。4776557 47765584776559 47765614776560
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huangzhaobing
2013年10月25日 08:44:21
23楼
一介书生第二 发表于 2013-10-24 23:46 不好意思,回复有些迟。主要因为这个问题比较难以答复,各地的处理方法也有不同。山溪性河道的治理的确比 …谢谢书生的指点。提出的处理方法很实用。感觉现在对于山溪性河道的设计越来越难了:结构要安全,生态要美观,亲水性要好等等等,哈哈哈,但是纵坡又那么大,往往在施工期一次稍微大的洪水很难对付。
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sin0hydr0
2013年10月25日 11:24:35
24楼
楼主的帖子质量水平都很高。。

但如果河道、堤防按照楼主的搞法做就太好了。。

现在我们设计河道、堤防要和城区规划相结合、要与绿化建设相结合。
领导提出要求:小朋友可以在堤防上玩耍,年轻人可以在堤防上谈恋爱,老年人可以在堤防上锻炼身体。
每个堤防都要设亲水平台,都要有绿化,都要有安全保障,都要与城市风格相结合。

设计搞好了还要效果图。。效果图搞好了还要城市规划委员会评审。。评审后还要一级行政长官审。。还要专家审,财政审。

我觉得堤防是最复杂的了。
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wanglixin6181
2013年10月25日 11:57:02
25楼
sin0hydr0 发表于 2013-10-25 11:24 楼主的帖子质量水平都很高。。但如果河道、堤防按照楼主的搞法做就太好了。。说得没错。但这个是对城市堤防(也简称城防)工程的要求,而且河道规模都比较大,对山溪性河流(上面附图是中小规模山溪河道治理工程用)是不适用的,投资太大,有些得不偿失。现在有一个水利风景区的概念,做好了其实是不错的,既解决防洪问题,又能改善环境,可谓一举两得。我认为有一条大河从城市穿过,真是上天赐予的好事,当然得把它治理好了,为民造福。
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txs426
2013年10月26日 11:02:51
26楼
谢谢楼主分享。
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ly03260883
2013年11月12日 15:47:30
27楼
感谢心得的分享
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chs823567
2013年11月19日 16:07:51
28楼
最近做河道,学习学习
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chs823567
2013年11月19日 16:08:16
29楼
最近做河道,学习学习
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yao_qi_zhi4
2013年11月20日 15:27:59
30楼
谢谢版主分享
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漳州水利王冰
2013年11月21日 11:19:22
31楼
向各位前辈学习中。
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