第二节 漫溢除险与复堤的布置
一、除险加高布置
经分析论证确定堤防加固高度后,应根据安全可靠,因地制宜的原则选择加固断面的结构型式。
我国绝大多数堤防为粘性土均质堤。若无特殊原因,一般多选择与原堤防相同的土料加固堤身,结构简单,施工便利,有利于新老土层间的结合。
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,则可选择复式断面结构型式,以少量粘土作防渗斜墙,以砂砾石或砾卵石作支承体。也可采用土工膜作防渗斜墙。若当地碎石料或煤矸石料丰富,亦可用碎石料或煤矸石料作支承体。
堤防加高的断面型式选择应通过技术经济比较后确定。
(一)按均质堤型加高
1.背水面培厚加高
背水面培厚加高型式具有土源相对丰富、施工方便的优点,但也应注意防止新、老堤土结合面成为渗流薄弱面。
(1)料场选择的原则
土料的渗透系数不大于10-4cm/s;
土料的粘粒含量应与原堤土相当或略低,土料的渗透系数应与原堤土相当或略大。粘粒含量比原堤土高出较多,渗透系数小得较多的粘土,不应采用,因其不利于堤体渗水的排出;
土料天然含水率尽量接近最优含水率;
重要堤防的料场应离堤脚300m以外,或者也可在距堤脚200m左右处取压盖平台的吹填固结土,但必须尽快吹填补齐;
若堤防附近无合适土源,则料场选择还应考虑运距、交通方便、造价等因素。
(2)堤身布置
堤身培厚加高的布置堤顶宽度根据防汛、交通等实际需要确定,一般3级以上堤防不宜小于6m,堤坡可拟定为1:3,经稳定计算后确定(详见第四章)。堤高大于6m者,背水坡应设戗台,其顶宽不小于2m,戗台的顶高程应在设计水位时的渗流出逸点以上。浸润线与渗流出逸点计算,见第三章。原堤防临水坡应按加高设计坡度整坡,背水坡则应挖成台阶状,按1:3.0的坡连接。
2.临水面培厚加高
当河道整治需要或背水坡有其他工程设置无法培厚时,可考虑在临水面培厚加高堤防,若需在临水面滩地取土,为了保护滩地的天然铺盖作用,取土范围应在距堤脚50m以外,取土深度不超过1.5m.土料的渗透系数应小于或相当于原堤土料的渗透系数。原堤防背水坡应按加高设计坡度削坡,临水坡应挖成台阶状,按大于1:3.0的坡连接,以利于新、老堤身的结合。培厚加高后的临水坡的稳定复核计算,应考虑设计水位降落时的反向渗透力及土体结合面浸水后的抗剪强度的降低。汛期退水时应加强对临水面培厚加高堤段的观察。
(二)按复式堤型加高
1.粘性土斜墙复式堤
将原堤防按粘性土斜墙复式断面加高。
斜墙土料宜选择粘粒含量小于15~30%的亚粘土或粘粒含量小于30%~40%的粘土。支承体宜选择最大粒径小于60mm级配较好的砂砾石。
粘性土斜墙底部应伸入原堤身1m,斜墙底宽约2~3m,具体可按接触渗径大于(1/4~1/3)的水头计算,顶宽1m,应高出设计水位0.5m.
砂砾石堤体的背水坡也应设置贴坡排水与反滤层。反滤层的设计将在本节第二部分中介绍。
2.土工膜斜墙复式堤
以土工膜斜墙防渗、以砂砾石作支承体的复式加高断面。若采用单层PE或PVC膜,厚度约为0.4mm左右;若采用两布一膜型复合土工膜,膜厚约为0.2~0.3mm,膜两边的土工织物分别为200~250g/m2.
土工膜可埋置在原堤顶开挖的槽内,槽的形状尺寸见图2-5所示,膜与原堤土应紧密贴合,接触渗径应大于承受水头的1/4~1/3.复合土工膜也应以单层膜的型式埋置在槽中,否则,带有透水织物的那一面就不能保证应有的接触渗径。土工膜在堤顶应与防浪墙相连接。若不设防浪墙,则可向背水面平铺50cm作封顶,土工膜上面为保护覆复层。土工膜的技术要求将在本章中介绍。
若原堤防土质疏松或土料渗透性大,也可将土工膜一直铺至堤脚,形成土工膜整体斜墙防渗,如图2-6所示。
(三)按防洪墙堤型加高
1.以混凝土或浆砌石墙加高土堤
城市堤防加高,往往因场地所限,采用防洪墙型式加高土堤。防洪墙一般有钢筋混凝土挡土墙和浆砌石挡土墙两种型式,墙高一般不大于5~6m为宜,防洪墙布置在临水堤肩处,墙背水侧中下部填土作为堤顶路面,上部1.2~1.5m作为防浪墙,也可挡水。防洪墙的稳定和强度应按挡土墙复核。
(a)钢筋混凝土防洪墙加高土堤 (b)钢筋混凝土防洪墙加高浆砌石防洪墙
2.以混凝土墙加高防洪墙
防洪墙一般采用临水面加厚加高。可在原浆砌石或砼防洪墙的临水面向内设置锚筋,直径约16mm,深度约60cm,间距约50cm.然后在原防洪墙临水面现浇钢筋混凝土防洪墙,具体尺寸可根据实际情况按挡土墙计算确定。