排水管道穿堤工程設(shè)計淺析
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摘要:文章主要對香蘭鎮(zhèn)排水管道工程穿越堤防處大有堤防段的穿堤排水管道基礎(chǔ)開挖斷面結(jié)構(gòu)型式及回填鋪筑方式等進行闡述，并詳細(xì)分析了湯旺河河邊的排水管道出水口結(jié)構(gòu)型式進行闡述，為類似工程的方案設(shè)計提供參考。
關(guān)鍵詞:香蘭鎮(zhèn);排水管道;穿堤工程;設(shè)計要點
1工程概況
香蘭鎮(zhèn)地處E46°29'，N129°30'－130°06'，小興安嶺東南麓，三江平原的最西部，為平原與山區(qū)的接合部。東距湯原縣城20km，南與香蘭監(jiān)獄毗鄰，西北與伊春市浩良河鎮(zhèn)相接。香蘭鎮(zhèn)是以農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)品加工和物流集散為主的城郊型村鎮(zhèn)，是佳木斯市重點發(fā)展村鎮(zhèn)之一。香蘭鎮(zhèn)是以農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)品加工和物流集散為主的城郊型村鎮(zhèn)，是佳木斯市重點發(fā)展村鎮(zhèn)之一，香蘭鎮(zhèn)在湯原縣10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，土地總面積居第3位，耕地面積居第2位，人口居第2位。從社會經(jīng)濟方面，財政收入居第3位，農(nóng)民人均純收入居第2位，高于全市的平均水平，從業(yè)人員居第1位。城鎮(zhèn)排水及污水治理工程位于湯原縣香蘭鎮(zhèn)城區(qū)內(nèi)，排水管線末端位于香蘭鎮(zhèn)大昌屯處的湯旺河干流，地理坐標(biāo)為E129°44'56″，N46°40'04″。排水管線從湯旺河干流大有堤防底部穿過，穿越堤防處大有堤防樁號為9+400。
2排水管道穿堤工程設(shè)計
本次設(shè)計管材新設(shè)污水管道及合流管道均采用HDPE管。HDPE管，直埋于堤基部位的級配不良細(xì)礫層中，該細(xì)礫層容許承載力大，［R］=250kPa，滿足地基承載力及變形要求，可以直接作為排水管道的基礎(chǔ)。排水管道起點連接于背水坡堤腳15m處的閥門井，閥門井處管道內(nèi)側(cè)底高程為92.30m，地面高程為95.76m，埋深3.46m。排水管末點連接于湯旺河河邊的排水口，排水口處管內(nèi)壁底高程為92.25m。湯旺河河邊的排水管道出水口結(jié)構(gòu)型式:該段江岸岸坡坡比修整為1∶2.5，以排水管道軸線為中心兩側(cè)鉛絲石籠護岸寬度各為5m，護岸頂部沿斜坡方向向坡頂方向護砌到頂，底部至現(xiàn)有岸邊江底，護岸底部水平段長4m。鉛絲石籠護岸由上至下依次鋪筑為:鉛絲石籠厚度為0.5m，下鋪10cm厚礫石墊層，再下鋪一層無紡布。排水管道出水口立墻采用漿砌石擋土墻，擋土墻頂寬度40cm，立墻墻后坡比1∶0.4，擋土墻前趾、后趾寬度各為30cm，立墻基礎(chǔ)座落于級配不良細(xì)礫層中，基礎(chǔ)埋深1m。出水口護底為漿砌石結(jié)構(gòu)，漿砌石厚度50cm，末端設(shè)有防沖槽，防沖槽厚度1m，底寬0.50m。排水管道出水口護底頂面高程為92.25m。穿堤排水管道基礎(chǔ)開挖斷面結(jié)構(gòu)型式:排水管道地基巖性自上而下依次為低液限黏土、級配不良中砂、級配不良粗砂、級配不良細(xì)礫根據(jù)地勘資料，確定基礎(chǔ)臨時開挖邊坡為1∶2，底寬80cm，穿堤排水管道接口部位基礎(chǔ)底寬根據(jù)施工的需要可以適當(dāng)加寬。穿堤排水管道鋪筑完成后，開挖基坑回填黏性土，進行人工夯實，特別注意排水管道周邊土與管壁相接部位回填土的密實度，管道接口位于閥門井處，其余部位沒有接口，不存在滲漏問題。堤防保護范圍迎水側(cè)內(nèi)回填至原地面高程，堤前形成良好的鋪蓋;背水側(cè)20m內(nèi)回填至原地面高程，并整平。堤防堤基部分回填黏性土的夯實干密度≥1.52g/cm3，地表面基本恢復(fù)原有面貌。堤體部分碾壓后控制干密度≥1.55g/cm3，堤防斷面按達標(biāo)設(shè)計斷面進行施工。排水管道穿堤處大有堤防達標(biāo)設(shè)計20a一遇堤防為土堤，設(shè)計水位為96.26m，頂高程為97.90m，堤頂寬4.00m。堤防迎水坡坡比為1∶3，背水坡坡比為1∶4。
3大有堤防邊坡穩(wěn)定分析與復(fù)核
土堤:上下游均按圓弧法進行計算。計算所采用物理力學(xué)指標(biāo)依據(jù)《黑龍江省湯原縣湯旺河治理工程初步設(shè)計報告》數(shù)據(jù)［2］。土堤典型剖面穩(wěn)定計算按總應(yīng)力法(瑞典園弧法)計算，依據(jù)《黑龍江省湯原縣湯旺河治理工程初步設(shè)計報告》得出結(jié)論，土堤邊坡穩(wěn)定計算結(jié)果。本次對堤防基礎(chǔ)由級配不良粗砂換填為黏土后的的上下游堤坡進行穩(wěn)定復(fù)核，經(jīng)分析計算，堤坡穩(wěn)定系數(shù)均有小幅提高，堤坡穩(wěn)定性提高，基礎(chǔ)換填對原堤坡沒有不利影響。
4大有堤基的滲流控制分析與復(fù)核
依據(jù)《黑龍江省湯原縣湯旺河治理工程初步設(shè)計報告》大有堤防5+500－10+000段為粗粒土單一結(jié)構(gòu)地基［1］，該段按砂基考慮，本次設(shè)計排水管道位于大有堤防樁號9+400處。原設(shè)計的滲流量不大，原滲流坡降不會發(fā)生滲透破壞。為了堤防工程安全考慮，充分做好防滲處理，本次對局部堤基進行換填黏土地基，相應(yīng)的滲透系數(shù)變小，滲漏量相應(yīng)的減少，根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》及地勘資料相關(guān)參數(shù)，黏性土的水平段允許滲流坡降值比粗砂的允許值大，所以滲流破壞的安全度增加，基礎(chǔ)換填對原堤基沒有不利影響。
5結(jié)語
目前，該項目已經(jīng)評估完成，并已經(jīng)批復(fù)，正在施工準(zhǔn)備中。
參考文獻:
［1］哈爾濱瀚科環(huán)?？萍加邢薰?黑龍江省湯原香蘭鎮(zhèn)城鎮(zhèn)排水及污水治理工程可行性研究報告［R］.哈爾濱:哈爾濱瀚科環(huán)保科技有限公司，2015.
［2］佳木斯市水利勘測設(shè)計研究院.黑龍江省湯原縣湯旺河治理工程初步設(shè)計報告［R］.佳木斯:佳木斯市水利勘測設(shè)計研究院，2014
作者：何金波 單位：黑龍江省虎林市八五八農(nóng)場