细河迎宾桥至氟化学总厂段堤防稳定计算

细河迎宾桥至氟化学总厂段堤防稳定计算

典型断面进行稳定计算结果：渗流坡降均小于允许水力坡降，稳定渗流期，背水坡，安全系数为1.85—1.25，洪水位骤降期，临水坡安全系数为1.76—1.25，堤脚处冲刷深度选定为1.5m。

标签：堤防；边坡；渗流；稳定；冲刷；计算

细河为季节性河流，汛期洪水峰高量大，洪水期历时短，属于不稳定渗流。但为安全起见，按最不利情况稳定渗流考虑。选取桩号6+000和14+800堤防断面为典型断面。

1、现状土的渗透性

细河上游段勘探设计4个注水试验钻孔，分别为k3、k6、k12、k14采用常水头注水试验，试验段分别为堤身素填土、堤基砂粒土及基岩，试验成果见表1。

细河下游勘探设计6个注水试验钻孔，采用常水头注水试验，钻孔直径为127mm，套管直径为108mm，试验段分别为堤身素填土、堤基砂粒土及基岩，试验成果见表2。

细河上游地基土主要为为单一结构的砂粒土，发生渗透变形的可能性较大，根据综合颗粒分析成果可知其2层中砂不均匀系数Cu小于5，为级配连续土；3层砾砂不均勻系数Cu大于5，为级配连续土，各土层按平均值绘制了级配曲线，根据级配曲线的形状可以看出：本区内各土层均为级配连续的土，所以，各土层的界限粒径df按下式计算：

根据查表可知2层粗砂的孔隙率为40%，3层砾砂的孔隙率为35%。

2层土层界限粒径df=0.22mm，pc=22%，因此，2层粗砂渗透变形类型为管涌。3层土层界限粒径df=1mm， pc=45%，因此，3层砾砂渗透变形类型为流土。详见表3。

细河下游段堤身土层主要由粉土和细砂组成，其渗透变形类型评价为流土。堤基土主要由砂粒土组成，其中2层砂粒土的不均匀系数Cu小于5，其渗透变形类型评价为流土。3层砂粒土的不均匀系数Cu大于5，细颗粒含量25%≤PC<35%，其渗透变形类型评价为流土-管涌的过渡型。

2、渗流计算

2.1 判断土的渗透变形类型

现状堤防堤身土主要由素填土组成，筑堤土料主要以滩地砂粒土和料场粘土

为主，其中滩地土成分以粉土和细砂为主，其渗透变形类型评价为流土。由于现状土料直接筑堤不满足规范要求，拟在采用堤坡复合土工膜对堤身进行防渗处理的前提下，运用滩地土、料场混合料进行筑堤。

2.2 用公式法计算坡面渗流比降及沿地基渗流比降

透水地基均质土堤坡面渗流比降计算公式（下游无水）：渗出段

经计算，渗流坡降均小于允许水力坡降。渗流稳定满足要求。见表3。

3、边坡稳定计算

根据地质勘测的试验资料，确定砂砾料的设计基本数，同时采用渗流计算中各种工况的相应浸润线成果。

3.1 计算情况与允许安全系数

允许安全系数：正常运用条件k=1.25；非常运用条件k=1.15。

3.2 计算方法及计算程序

稳定分析采用了不考虑条块侧面上作用力的瑞典圆弧滑动法。

3.2.1 计算工况选取

根据《堤防工程设计规范》GB50286-98对稳定计算控制时期和运行条件的规定，选取如下计算工况：

正常工作条件

设计洪水位下的稳定渗流期的背水侧堤坡稳定

设计洪水位骤降期的临水侧堤坡稳定；

3.2.2 断面选择

断面选择：断面6+000：右岸土堤段

断面14+800：右岸土堤段

3.2.3 计算成果分析

计算采用瑞典圆弧法。

选取细河干流6+000和14+800两个典型断面计算冲刷深度，采用水流平行于岸坡冲刷计算公式计算：

经计算得两个典型断面计算冲刷深度1.48和1.34m。

根据冲刷计算结果，选定堤脚处平均冲刷深度为1.5m。

经过综合计算分析，确定护脚尺寸顶宽0.6m，底宽1.4m，深度1.5m，可以满足护脚抗滑稳定安全的要求。

5、结论

5.1 选取桩号6+000和14+800断面为堤防典型断面进行渗流计算，边坡稳定计算，冲刷计算。

5.2 渗流坡降均小于允许水力坡降。渗流稳定满足要求。

5.3 稳定渗流期，背水坡，安全系数为1.85—1.25，洪水位骤降期，临水坡安全系数为1.76—1.25。

5.4 两个典型断面计算冲刷深度1.48和1.34m。根据冲刷计算结果，堤脚处冲刷深度选定为1.5m。

作者简介：夏国岩，男，1979年12月出生，现任阜新市水利勘测设计研究院助理工程师。