水利水电工程 初步设计阶段
堤防工程设计大纲范本
水利水电勘测设计标准化信息网
1
工程 技术设计阶段
堤防工程初步设计大纲
主 编 单 位:
主编单位总工程师:
参 编 单 位:
主 要 编 写 人 员:
软 件 开 发 单 位:
软 件 编 写 人 员:
勘测设计研究院
年 月
2
目 次
1. 可行性研究(规划)设计摘要 ................................... 4
2. 设计依据文件和规范 ........................................... 4
3. 基本资料 ..................................................... 5
4 堤防工程平面布置 ............................................. 7
5. 堤防工程结构设计 ............................................. 7
6. 堵口工程设计 ................................................ 12
7. 穿堤建筑物工程设计 .......................................... 13
8. 现有堤防技术改造工程设计 .................................... 13
9. 环境保护工程设计 ............................................ 14
10. 施工组织设计 ................................................ 15
11. 工程管理设计 ................................................ 17
12. 工程概(预)算 .............................................. 17
13. 经济评价 .................................................... 18
14. 其他需要说明的问题 .......................................... 19
15. 应提供的设计成果 ............................................ 20 附录 堤防工程设计计算公式 ............................................ 20
3
1 可行性研究(规划)设计摘要
根据 以 号文批准的 堤防工程可行性研究报告(规划报告、项目建议书),本工程拟建于 ,起点坐标为:X= ;Y= 桩号 。终点坐标为:X= ; Y= ;桩号 。堤防总长度 km。保护面积 km。保护区内现有人口 万人。大中型工矿企业 个。大中型工程设施 处。农田面积 公顷。其他重要设施 处。 年的工农业年总产值 万元。远景期望的工农业年总产值 万元。主要的工程项目有:堤防 段,长度 km; 堵口工程 处,堵口堤长度 m; 穿堤建筑物 座; 环境保护工程 处。现有堤防技术改造工程 段,长度 km。估计主要工程量:土方 万m、石方 m、混凝土 m。估计需要的大宗建筑材料:水泥 t、钢材 t; 木材 m; 土工布 万m。控制静态投资 万元,动态投资 万元,工程造价 万元。经济评价结论:
323332
2 设计依据文件和规范
2.1 有关本工程的主要文件
(1) 批准本工程建设的文件;
(2) 工程可行性研究报告(规划报告);
(3) 工程可行性研究报告(规划报告)的审批文件;
(4)设计任务书或设计委托书。
2.2 设计规范
(1)DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程;
(2)SDJ 217-87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)(试
行);
(3)SL 51-93 堤防工程技术规范;
(4) JTJ 213-87 海港水文规范;
(5)JTJ 218-87 防波堤规范;
(6) GB 50201-94 防洪标准;
(7) SL 44-93 水利水电工程设计洪水计算规范;
(8) SDJ 213- 83 碾压式土石坝施工技术规范;
(9) GBJ 7-89 建筑地基基础设计规范;
(10) SDJ 20-78 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行);
① 似被JTJ 298-98《防波堤设计与施工规范》取代。
4 ②①
(11) SD 133-84 水闸设计规范(试行);
(12) GB/T 50265-97 泵站设计规范;
(13) SDJ 218-84 碾压式土石坝设计规范;
(14) DL 5073-1997 水工建筑物抗震设计规范;
(15) SL 171-96 堤防工程管理设计规范;
(16) SL 170-96 水闸工程管理设计规范;
(17) 其他有关的规范或地区性规定。
③
3 基本资料
3.1 气象资料
根据 站 年至 年的统计资料:
3.1.1 气温
(1)多年平均气温 ℃;
(2)极端最高气温 ℃( 年 月 日);
(3)极端最低气温 ℃( 年 月 日)。
3.1.2 降雨量
(1)多年平均降雨量 mm;
(2)最大年降雨量 mm( 年);
(3)最小年降雨量 mm( 年)。
3.1.3 风
⑴风速、风向频率玫瑰图
⑵历史最大风速值,见表1:
表1 历史最大风速值 单位:m/s
3.2 水文泥沙资料
根据 站 年~ 年的观测资料和 年 月 日~ 年 月 日水文泥沙测验资料:
3.2.1 水位(潮位)
② 此处未列新的SL/T 191-96《水工混凝土结构设计规范》,如使用新规范,请注意配套条件。 ③ 取代原SD 204-86《泵站技术规范 设计分册》。
5
⑴历史最高洪水位 m( 年 月 日);
⑵历史最低水位 m( 年 月 日);
⑶多年平均水位 m。
3.2.2 流量
⑴历史最大洪峰流量 m/s( 年 月 日);
⑵历史最小流量 m/s( 年 月 日);
⑶多年平均流量 m/s。
3.2.3 流速
⑴历史最大流速 m/s( 年 月 日);
⑵历史最小流速 m/s( 年 月 日);
⑶多年平均流量时的流速 m/s。
3.2.4 含沙量
⑴洪水期最大含沙量 kg/m( 年 月 日);
⑵洪水期最小含沙量 kg/m( 年 月 日);
⑶洪水期平均含沙量 kg/m。
⑷枯水期最大含沙量 kg/m( 年 月 日);
⑸枯水期最小含沙量 kg/m( 年 月 日);
⑹枯水期平均含沙量 kg/m。
3.2.5 泥沙的粒径组成
根据 泥沙测验资料分析得出的洪季悬移质泥沙与推移质泥沙不同粒径的组成百分比分别为: 、 、 „„; 枯季悬移质泥沙与推移质泥沙不同粒径的组成百分比分别为: 、 、„„。
3.3 地形、地质资料
3.3.1 地形
包括比尺为1/2000以上的,标明坐标位置、地形、地貌、地物的平面测图,及沿堤纵轴线间隔不大于50 m测一个断面的、比尺不小于1/200的测图。
3.3.2 地质
⑴水文地质
1)冬春季地下水的平均水位及地下水的最大上升高度;
2)夏秋季地下水的平均水位及地下水的最大上升高度\.
⑵工程地质
工程地质资料包括:沿堤纵轴线间距不大于50 m设一钻孔勘察的岩基、地基土的层理分布及其物理力学性质的试验资料与地质评价结论。
⑶筑堤土、砂石料的查勘调查资料
1)筑堤土取土区土的储量和土的物理力学性质的试验资料及土料的运输条件;
2)砂石料产地名称、储量和物理力学性质的试验资料及砂石料的运输条件
6 333333333
3.4 有关本工程的科研及模拟试验成果报告
4 堤防工程平面布置
4.1 布置原则
拟定本堤防工程平面布置的原则。
4.2 堤防工程平面布置
分别确定:堤防各直线段的起点坐标、终点坐标、分段长度;各弯道段的起点坐标、终点坐标、园弧半径、园弧角度、弧线长度。
4.3 临时工程布置
根据施工方案,确定需要建设的临时工程的名称、数量及布置位置。
5 堤防工程结构设计
5.1 设计标准
5.1.1 工程等别及建筑物级别
本堤防工程保护对象为 ,保护区内有人口 人,重要工矿企业工程设施等 处,农田面积 km。区内固定资产总值 万元。参照规范的规定,本工程定为 等 级建筑物。
7 2
5.1.2 抗滑稳定安全系数
堤防的抗滑稳定安全系数为:基本组合 ;特殊组合 。
5.1.3 地震烈度
地震基本烈度 度,设计烈度为 度。
5.1.4 防洪标准
本堤防工程设计洪水位重现期为 a,设计洪水位 m;设计风速重现期为 a,设计风速 m/s。校核洪水位重现期为 a,校核洪水位 m;校核风速重现期为 a,
5.2 结构设计
5.2.1 结构形式选择
结合工程所在地的自然条件和工程的具体实际,选择堤防的结构形式。
8
5.2.2 堤基处理及基础设计
根据堤线经过的岸段的地基条件,进行基础处理及基础设计。
5.2.3 结构设计
(1)堤顶高程设计
通过计算论证确定设计的堤顶高程。
9
(2)堤顶结构设计
设计堤顶宽度、堤顶的纵向坡度与横向坡度、堤顶的细部结构和护肩结构等。
(3)防浪墙结构设计
设计防浪墙的结构形式、结构尺寸及采用的墙体结构。
10
(4)临水坡设计
根据经验先假定设计临水坡的坡度、护坡的结构及尺寸、护坡支承体的结构及尺寸、以及消浪设施等。然后进行堤坡的稳定计算和各个构造的稳定计算,直到满足安全要求为止。
(5)背水坡设计
设计背水坡坡度、护坡结构、排水沟结构等。
(6)戗台设计
11
堤防前后戗台的层次、宽度、厚度、边坡及戗台顶部排水等的进行设计。
(7)护坡支承体设计
设计护坡支承体的轮部尺寸及其结构。
(8)消浪平台护肩设计
设计消浪平台护肩的轮廓尺寸及其结构。
(9)堤前护脚及护底设计
根据堤前的水流动力条件及波浪条件,进行护脚护底设计。
(10)反滤层设计
设计堤的基础、堤前护底、砌石护坡、防浪墙底部、道路基础下的反滤层。
12
5.3 堤体防渗设计
根据堤前堤后最危险的水位组合,进行堤内渗流计算,提出防渗工程设计。
6 堵口工程设计
堵口工程按下述程序设计。 6.1 龙口位置选择
6.2 龙口尺寸设计
6.3 堵口时间选择
6.4 选择堵口材料
13
6.5 堵口方法选择
6.6 堵口堤加固设计
7 穿堤建筑物工程设计
根据规划,确定穿堤建筑物工程的名称、建设目的、建设地点、工程规模、设计要求,进行以下设计。
⑴建筑物结构形式选择; ⑵地基处理设计; ⑶建筑物结构设计; ⑷防渗消能设计等。
14
8 现有堤防技术改造工程设计
8.1 堤防工程现状调查
首先对现有堤防的现状、存在问题、技术改造的必要性和迫切性,进行调查研究,然后根据本堤防改造的具体要求进行技术改造工程设计。 8.2 堤防技术改造工程设计程序
(1)收集有关的设计资料; (2)实地踏勘;
(3)验算现有堤防的各项技术指标; (4)技术改造工程设计。
8.3 堤防技术改造工程设计内容
堤防技术改造工程设计内容一般包括: ⑴整体堤加高培厚;
⑵对堤的隐患或薄弱部分进行补强加固,对堤身的裂缝及洞穴进行灌浆加固; ⑶堤顶加高和增加防护;
⑷增设堤顶防浪墙或对原有防浪墙进行改造; ⑸增加临水坡的护坡工程或对原有护坡进行改造;
⑹在临水坡护坡上增加消浪设施或对原有消浪设施进行改造; ⑺增设堤前护脚、护底或对原有护脚、护底进行改造; ⑻其他技改工程。
15
9 环境保护工程设计
9.1 环境影响分析
分析本堤防工程对周围环境可能带来的影响。
9.2 环境保护工程设计
提出消除影响需要建设的环境保护工程,并对环保工程进行设计,包括: ⑴绿化工程设计 ⑵水土保持工程设计 ⑶护岸工程设计 ⑷护滩工程设计
⑸水资源保护工程设计 ⑹生态环境保护工程设计 ⑺航道维护工程设计
10 施工组织设计
通过分析工程的施工条件,进行施工总体布置、工程施工、施工进度安排、施工管理等的设计。
10.1 施工条件
10.1.1 工程地址的自然地理环境条件
包括工程所在地的地理位置、水文气象特征、施工期内的水位变化过程、堤线经过地区的地形、地貌概况、堤防保护区内的社会经济情况等与施工有关的条件。 10.1.2 大宗天然建筑材料的产地、储量、物理力学性质及运输条件
是指筑堤的土、石、砂料的取料地点,到工地的距离,材料的物理力学性质,储量等条件,能否满足施工要求和便利施工,以及水陆运输条件等。 10.1.3 场内、场外的交通条件
根据施工场地现有的水陆交通状况,确定是否需要建设施工交通道路及码头等。 10.1.4 施工供水、供电条件
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包括施工用水水源的水质、可供水量、取水点至工地的距离等,施工用电电源的电压、可供电量、供电点至工地的距离等与施工有关的条件。 10.2 施工总体布置
10.2.1 水、电、通讯工程布置与设计
研究确定施工用水的取水、输水方式并对取水口的位置及输水线路进行布置与设计,计算供水工程的工程量;拟定施工用电的供电方式并对输电线路进行布置与设计,计算供电工程的工程量;确定采用的通讯工程、通讯工具的规格、数量与工程量。 10.2.2 施工道路布置与设计
进行场内场外施工道路布置,并对道路进行设计。计算施工道路的工程量。 10.2.3 大宗建筑材料堆场布置与设计
进行材料堆场的布置,并对堆场进行设计,计算堆场的工程量与机械设备的选型及数量。 10.2.4 预制场地布置与设计
进行预制场地的布置与设计,计算预制场地的工程量与机械设备的选型及数量。 10.2.5 三大材、机电设备及其他贵重材料临时储存仓库布置与设计
进行仓库的布置,并对仓库进行设计,计算仓库的工程量。 10.2.6 施工机械停放场地、机械维修车间及油库布置与设计
进行场地、车间、油库的布置,并对其进行设计和计算工程量。 10.2.7 施工围堰布置与设计
进行施工围堰的布置,并对围堰的断面结构进行设计。计算围堰的工程量。 10.2.8 施工排水工程布置与设计
进行施工排水工程的布置,并对排水工程进行设计。计算排水工程的工程量。 10.2.9 建筑材料中转码头的布置与设计
进行码头的布置,并对码头工程进行设计。计算码头的工程量。 10.2.10 施工人员、工程管理人员生产、生活房屋布置与设计
进行施工人员、工程管理人员生产、生活房屋的布置与设计。计算房屋的工程量。 10.3 堤防工程施工
⑴施工要求
⑵施工方法与施工机械 ⑶施工工艺流程
⑷施工质量控制与验收标准 10.4 堵口工程施工
⑴施工要求
⑵施工方法与施工机械 ⑶施工工艺流程
⑷施工质量控制与验收标准 10.5 穿堤建筑物工程施工
⑴施工要求
⑵施工方法与施工机械 ⑶施工工艺流程
⑷施工质量控制与验收标准 10.6 环保工程施工
⑴施工要求
17
⑵施工方法与施工机械 ⑶施工工艺流程
⑷施工质量控制与验收标准 10.7 临时工程施工
10.8 施工进度安排
10.9 施工管理
10.9.1 管理机构设置及职责
10.9.2 管理人员工作、住宿房屋及通讯、交通等设备配置
确定施工管理人员工作、住宿房屋及通讯、交通设备的配备。计算工程量。
11 工程管理设计
11.1 管理机构与职责
根据 的规定,确定工程管理机构和机构内部科室的设置以及管理人员的配备。规定管理机构的职责范围等。 11.2 管理范围
11.3 管理设施设计
设计工程管理人员工作、住宿房屋。计算房屋工程量。按规定确定管理人员通讯、办公用品、仪器设备、交通工具的配备。 11.4 工程监测与维护
18
定期对堤防、穿堤建筑物、环保工程及堤前岸滩进行观测,针对观测中发现的问题,及时进行维护加固。
12 工程概(预)算
12.1 编制说明
⑴工程概况
工程所在地的名称、堤线位置、主要工程项目的概况、工程总投资及分项工程投资额。 ⑵定额依据
概(预)算依据的《定额》或《规定》。 ⑶基础单价
分析确定人工单价、土方单价、石方单价、混凝土方单价、建筑材料价格、水电油价格,机电设备价格、机械使用费价格、各种费用取费率、 临时工程扩大造价指标等的计算标准。
⑷费用的计算标准
参照有关的规定确定土地征(租)用费、折迁赔偿费、试验研究费、勘测设计费、施工监理费、管理费、预备费、正常运行费、贷款利息等费用的计算标准。
⑸其他说明 12.2 主要工程量
表2 主要工程量汇总表
12.3 大宗材料
表3 大宗材料汇总表
12.4 机电设备
表4 机电设备一览表
12.5 工程投资
表5 工程投资汇总表 单位:万元
19
13 经济评价
13.1 经济评价依据
13.2 国民经济评价
13.3 财务评价
⑴投资计划与资金筹措 1)固定资产投资 2)资金筹措 3)建设期利息 4)流动资金 ⑵基础数据
⑶总成本费用计算
⑷效益计算
⑸清偿能力分析
⑹盈利能力分析
⑺财务敏感性分析
表6 财务敏感性分析
20
⑻财务评价
表7 财务评价指标表
13.4 综合评价与结论
通过说明工程的社会效益、经济效益和环境效益,提出经济评价、财务评价的总结论意见。
14 其他需要说明的问题
15 应提供的设计成果
(1) 堤防工程初步设计报告 (2) 堤防工程初步设计报告附件 (3) 堤防工程初步设计报告附图 (4) 堤防工程概(预)算书
(5) 堤防工程概(预)算书附件
21
附录 堤防工程设计计算公式
(供参考)
A1 顺直河段洪峰流量计算公式:
Q=
1223
IRA (A1) n
式中:Q ── 洪峰流量,m3
/s;
n ── 河道糙率; I ── 水面比降;
A ── 有效过水断面面积,m2; R ── 水力半径,m。
A2 波浪要素计算公式:
⎧⎪gh⎡⎛gh⎫⎤0.7
⎪⎪0.0018⎛ gD⎫0.45
⎫⎝W2⎪⎪W2=0.13th⎢⎣0.7 ⎝W2⎪⎭⎥⎦⋅th⎪⎨⎭
⎪⎪⎡0.7⎤⎬ (A2) ⎪0.13th⎢0.7⎛ gh⎫
⎪⎪⎩⎢⎝W2⎪⎭⎥⎥⎪
⎣⎦⎪⎭
gTW=13.9⎛ gh⎫
⎝W2⎪⎭
(A3)
T=4.h≈4.0h (A4)
式中:W ── 设计风速,m/s;
h ── 设计波高的均值,m; D ── 吹程,km;
H ── 水域的平均水深,m; T ── 波浪周期的均值,s; g ── 重力加速度,9.81m/s2。 A3 深水波长、波速计算公式:
波长
gT2
L0=2π
(A5)
L0=1.56T2 (A6)
波速
22
gT2
C0= (A7)
2π
C0=1.56T (A8)
式中:T ── 波浪周期,s;
L0 ── 深水波长,m; C0 ── 深水波速,m/s;
g ── 重力加速度,9.81m/s2。
A4 浅水波长、波速计算公式:
波长
L=gT22πth2πdL
(A9)
波速
C=
gT2πd
2πth
L
(A10) 式中:L ── 浅水波长,m;
C ── 浅水波速,m/s; d ── 水深,m。
A5 风壅水面高度计算公式:
W2e=KD
z⨯10-4
H
cosβ (A11)
式中:e ── 计算点处的风壅水面高度,m;
W ── 设计风速(水面上10m处的风速,m/s); D ── 吹程,km;
H ── 水域的平均水深,m;
β ── 风向与垂直于堤轴线的中心线的夹角(°);Kz ── 综合摩阻系数。
A6 规则波在堤坡上爬高的计算公式:
R=K∆⋅Kd⋅R0⋅H (A12)
式中:R ── 从计算水位算起的波浪爬高,m;
K△ ── 与堤坡护面型式有关的糙渗系数; Kd ── 水深校正系数;
R0 ── 与堤坡坡度和波坦有关的波浪爬高,m; H ── 设计波高,m。
A7 不规则波在堤坡上爬高的计算公式:
R1%=K∆⋅Kud⋅R0⋅H1% (A13) 式中:R1% ── 波列累积频率为1%的爬高,m;
Kud ── 与风速u和水深d有关的系数;
R0 ── 与堤坡坡度和波坦有关的波浪爬高,m;
23
K△ ── 与堤坡护面型式有关的糙渗系数。
A8 由波高计算堤坡上最大波压力的公式:
Pmax=1.59γwKph (A14)
式中:P2①
max ── 最大波压力,tf/m;
γ 水的容重,t/m3
w ──; Kp ── 与坡率有关的系数; h ── 设计波高,m。
A9 作用于直立式防浪墙的波压力的计算公式:
P=0.24γhKp (A15)
式中:P ── 波压力,tf/m2
;
γ ── 水容重,t/m3
; h ── 设计波高,m;
Kp ── 与无维量参数ξ和波坦L/h有关的平均压强系数。
A10 护坡、建筑物底部浮托力计算公式:
P0.715
f=
m+2
⋅γwKph (A16) 式中:P2
f ── 浮托力,tf/m;
m ── 坡率;
Kp ── 与无维量参数ξ和波坦L/h有关的平均压强系数; h ── 波浪高度,m。
A11 地震涌浪高度计算公式:
KKTe=0
2πgH (A17)
式中:he ── 地震涌浪高度,m;
K ── 水平地震系数; H ── 水深,m;
g ── 重力加速度,m/s2; T0 ── 地震周期,s。
A12 护坡块石粒径计算公式:
D=0.85D=
AP+m2
50
maxγ+2 (A18) k-γwmm式中:D ── 块石粒径,m; ①非法定计量单位,因涉及公式中的系数,编者不便修改,请使用范本者注意,下同——编者。
24
D50 ── 块石平均粒径,m;
γw ── 水的容重,t/m;
3
γk ── 块石的容重,t/m; A ── 系数;
Pmax ── 最大局部波压力,tf/m2。
A13 砌石护坡厚度计算公式:
⎡2⎤3
t=1.2⎢m+1⎢⎣mm+2⎥H
⎥ (A19)
⎦
γb-1t=1.30
γγ(2kmd+K+1
δ
)
mb-γ
Hm
式中:kmd ── 与斜坡的m值和d/H有关的系数;
m ── m =cotα,α为斜坡与水平面的夹角; Kδ ── 波坦系数。
A14 护面块体稳定重量的计算公式:
W=
γbH3
3
(A21)
KD⎛ γb⎝γ-1⎫
⎪⎪⎭
Cotα式中:W ── 护面块体重量,t;
γ ── 护面块体材料的容重,t/m3
b;
γ ── 水的容重,t/m3
; H ── 设计波高,m;
α ── 斜坡与水平面的夹角,(°); KD ── 由试验确定的稳定系数。
A15 混凝土护坡厚度的计算公式:
t=
0.178h
γ-γ (A22)
cwCotα
式中:t ── 混凝土的厚度,m;
γ3
C ── 混凝土的容重,t/m;
α ── 斜坡与水平面的夹角,(°); h ── 设计波高,m。
t=
0.11Fh
(γc-γwbCotα
(A23)式中:t ── 混凝土的厚度,m;
γ 混凝土的容重,t/m3
C ──;
γ ── 水的容重,t/m3
w;
25
(A20)
b ── 沿堤坡方向混凝土块的边长,m(b<2.5m=; F ── 安全系数; h ── 设计波高,m。
t=Kh
γwL
(A24) ⋅
γc-γwmd
式中:t ── 混凝土的厚度,m;
K ── 护坡结构系数;
其余符号意义同前。
A16 堤前波浪底流速的计算公式:
Vmax=
πHπL
gsh4πdL
(A25)
式中:Vmax ── 波浪最大底流速度,m/s;
L ── 浅水波长,m; d ── 水深,m。
A17 斜坡堤地基沉降量的计算公式:
e1-e2α
S=
1+e1
h=
1+e1
∆σzh (A26)
式中:△σz ── 使土层压缩的平均附加应力: 2
∆σz=σz2-σz1,kg/cm(σz1为堤前该土层所受初始应力的平均值。);
α ── 土层的平均压缩系数,cm/kg;
e1、e2 ── 土层分别在σz1及σz2作用下,压缩完成时的最终孔隙比; h ── 压缩土层厚度,m。
最终沉降量 S=
∑S
1
n
i
(A27)
A18 防渗心墙宽度计算公式:
B=F
H
(A28) J
式中:B ── 心墙底宽;
H ── 上下游最大水头差;
J ── 心墙土料允许水力坡降( J =H/B );
F ── 考虑到土壤的不均匀性、心墙土料适应变形能力、心墙底部堤基情况等的系数。
A19 软土地基承载极限高度计算公式:
26
He=5.52
C
(A29) r
式中:He ── 地基承载极限高度,m;
C ── 由快剪法测得的软土凝聚力,t/m2; r ── 填土密度,t/m3。
A20 直立堤抗滑稳定计算公式:
K1=
∑(f1W+C1A) (A30)
∑P∑(f2W) (A31) ∑P
K2=
式中:K1 ── 抗剪断计算的抗滑稳定安全系数;
f1 ── 滑动面上的抗剪断摩擦系数;
C1 ── 滑动面上的抗剪断凝聚力(104Pa); A ── 滑动面截面积,m2;
W ── 作用于计算截面以上堤身的全部荷载(包括扬压力)对滑动平面的法向分值,4
(104N);
4
ΣP ── 作用于计算截面以上堤身的全部荷载对滑动平面的切向分值,(10N); K2 ── 抗剪计算的抗滑稳定安全系数; f2 ── 滑动面上的抗剪摩擦系数。
A21 地基稳定性验算公式:
稳定安全系数
K=
MR
≥1.2~1.3 (A32) Ms
式中:MR ── 抗滑力矩;
Ms ── 滑动力矩。
A22 垂直作用于建筑物的静水压力计算公式:
P =γ·H (A33)
4
式中:P ── 静水压力,10Pa;
H ── 从水面至计算点的水深,m;
43
γ ── 水的容重,10N/m。
A23 水平作用于建筑物的泥沙压力计算公式:
pn=
2γnhn
2
⎛0Φn⎫tg2 45-2⎪⎪ (A34) ⎝⎭
式中:γn=γ1-(1-n)γ;
γ1 ── 为泥沙的干容重; n ── 泥沙的孔隙率;
hn ── 堤前泥沙淤积高度,m;
27
Φn ── 泥沙的内摩擦角,(°)。
A24 地基承载力的计算公式:
⑴当轴心荷载作用时地基承载力的计算公式
p ≤ f (A35)
⑵当偏心荷载作用时地基承载力的计算公式
Pmax≤1.2f (A36)
式中:p ── 基础底面处的平均压力设计值;
Pmax ── 基础底面边缘处的最力压力设计值; f ── 地基承载力设计值。
f = fk+ηbγ(b -3)+ηdγ0(d -0.5) (A37)
式中:fk ── 地基承载力标准值;
ηb、ηd ── 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;
γ── 土的重度。为基底以下土的天然质量密度ρ与重力加速度g的剩积。地下水位以下取有效重度;
b ── 基础底面宽度,m。当基宽小于3m时,按3m计算。当基宽大于6m时,按6m计算;
γ0 ── 基础底面以上土的加权平均重度。地下水位以下,取有效重度; d ── 基础埋置深度,m。
A25 用园弧滑动法计算滑动土体稳定安全系数的公式:
∑(Wncosψn-WΦm)tgΦn+CnLn
Kc= (A38)
∑Wnsinψn式中:Kc ── 滑动土体的稳定安全系数;
n ── 土条编号;
Wn ── n号土条重力;
Wψn ── 作用于n号土条底部滑弧面上的渗透压力; Ln ── n号土条底部弧长;
ψ ── n号土条底部中点和园心O点的连线与通过0点铅垂线之间的夹角; Φn、Cn ── n号土条底部滑动面上的强度指标。
28
水利水电工程 初步设计阶段
堤防工程设计大纲范本
水利水电勘测设计标准化信息网
1
工程 技术设计阶段
堤防工程初步设计大纲
主 编 单 位:
主编单位总工程师:
参 编 单 位:
主 要 编 写 人 员:
软 件 开 发 单 位:
软 件 编 写 人 员:
勘测设计研究院
年 月
2
目 次
1. 可行性研究(规划)设计摘要 ................................... 4
2. 设计依据文件和规范 ........................................... 4
3. 基本资料 ..................................................... 5
4 堤防工程平面布置 ............................................. 7
5. 堤防工程结构设计 ............................................. 7
6. 堵口工程设计 ................................................ 12
7. 穿堤建筑物工程设计 .......................................... 13
8. 现有堤防技术改造工程设计 .................................... 13
9. 环境保护工程设计 ............................................ 14
10. 施工组织设计 ................................................ 15
11. 工程管理设计 ................................................ 17
12. 工程概(预)算 .............................................. 17
13. 经济评价 .................................................... 18
14. 其他需要说明的问题 .......................................... 19
15. 应提供的设计成果 ............................................ 20 附录 堤防工程设计计算公式 ............................................ 20
3
1 可行性研究(规划)设计摘要
根据 以 号文批准的 堤防工程可行性研究报告(规划报告、项目建议书),本工程拟建于 ,起点坐标为:X= ;Y= 桩号 。终点坐标为:X= ; Y= ;桩号 。堤防总长度 km。保护面积 km。保护区内现有人口 万人。大中型工矿企业 个。大中型工程设施 处。农田面积 公顷。其他重要设施 处。 年的工农业年总产值 万元。远景期望的工农业年总产值 万元。主要的工程项目有:堤防 段,长度 km; 堵口工程 处,堵口堤长度 m; 穿堤建筑物 座; 环境保护工程 处。现有堤防技术改造工程 段,长度 km。估计主要工程量:土方 万m、石方 m、混凝土 m。估计需要的大宗建筑材料:水泥 t、钢材 t; 木材 m; 土工布 万m。控制静态投资 万元,动态投资 万元,工程造价 万元。经济评价结论:
323332
2 设计依据文件和规范
2.1 有关本工程的主要文件
(1) 批准本工程建设的文件;
(2) 工程可行性研究报告(规划报告);
(3) 工程可行性研究报告(规划报告)的审批文件;
(4)设计任务书或设计委托书。
2.2 设计规范
(1)DL 5021-93 水利水电工程初步设计报告编制规程;
(2)SDJ 217-87 水利水电枢纽工程等级划分及设计标准(平原、滨海部分)(试
行);
(3)SL 51-93 堤防工程技术规范;
(4) JTJ 213-87 海港水文规范;
(5)JTJ 218-87 防波堤规范;
(6) GB 50201-94 防洪标准;
(7) SL 44-93 水利水电工程设计洪水计算规范;
(8) SDJ 213- 83 碾压式土石坝施工技术规范;
(9) GBJ 7-89 建筑地基基础设计规范;
(10) SDJ 20-78 水工钢筋混凝土结构设计规范(试行);
① 似被JTJ 298-98《防波堤设计与施工规范》取代。
4 ②①
(11) SD 133-84 水闸设计规范(试行);
(12) GB/T 50265-97 泵站设计规范;
(13) SDJ 218-84 碾压式土石坝设计规范;
(14) DL 5073-1997 水工建筑物抗震设计规范;
(15) SL 171-96 堤防工程管理设计规范;
(16) SL 170-96 水闸工程管理设计规范;
(17) 其他有关的规范或地区性规定。
③
3 基本资料
3.1 气象资料
根据 站 年至 年的统计资料:
3.1.1 气温
(1)多年平均气温 ℃;
(2)极端最高气温 ℃( 年 月 日);
(3)极端最低气温 ℃( 年 月 日)。
3.1.2 降雨量
(1)多年平均降雨量 mm;
(2)最大年降雨量 mm( 年);
(3)最小年降雨量 mm( 年)。
3.1.3 风
⑴风速、风向频率玫瑰图
⑵历史最大风速值,见表1:
表1 历史最大风速值 单位:m/s
3.2 水文泥沙资料
根据 站 年~ 年的观测资料和 年 月 日~ 年 月 日水文泥沙测验资料:
3.2.1 水位(潮位)
② 此处未列新的SL/T 191-96《水工混凝土结构设计规范》,如使用新规范,请注意配套条件。 ③ 取代原SD 204-86《泵站技术规范 设计分册》。
5
⑴历史最高洪水位 m( 年 月 日);
⑵历史最低水位 m( 年 月 日);
⑶多年平均水位 m。
3.2.2 流量
⑴历史最大洪峰流量 m/s( 年 月 日);
⑵历史最小流量 m/s( 年 月 日);
⑶多年平均流量 m/s。
3.2.3 流速
⑴历史最大流速 m/s( 年 月 日);
⑵历史最小流速 m/s( 年 月 日);
⑶多年平均流量时的流速 m/s。
3.2.4 含沙量
⑴洪水期最大含沙量 kg/m( 年 月 日);
⑵洪水期最小含沙量 kg/m( 年 月 日);
⑶洪水期平均含沙量 kg/m。
⑷枯水期最大含沙量 kg/m( 年 月 日);
⑸枯水期最小含沙量 kg/m( 年 月 日);
⑹枯水期平均含沙量 kg/m。
3.2.5 泥沙的粒径组成
根据 泥沙测验资料分析得出的洪季悬移质泥沙与推移质泥沙不同粒径的组成百分比分别为: 、 、 „„; 枯季悬移质泥沙与推移质泥沙不同粒径的组成百分比分别为: 、 、„„。
3.3 地形、地质资料
3.3.1 地形
包括比尺为1/2000以上的,标明坐标位置、地形、地貌、地物的平面测图,及沿堤纵轴线间隔不大于50 m测一个断面的、比尺不小于1/200的测图。
3.3.2 地质
⑴水文地质
1)冬春季地下水的平均水位及地下水的最大上升高度;
2)夏秋季地下水的平均水位及地下水的最大上升高度\.
⑵工程地质
工程地质资料包括:沿堤纵轴线间距不大于50 m设一钻孔勘察的岩基、地基土的层理分布及其物理力学性质的试验资料与地质评价结论。
⑶筑堤土、砂石料的查勘调查资料
1)筑堤土取土区土的储量和土的物理力学性质的试验资料及土料的运输条件;
2)砂石料产地名称、储量和物理力学性质的试验资料及砂石料的运输条件
6 333333333
3.4 有关本工程的科研及模拟试验成果报告
4 堤防工程平面布置
4.1 布置原则
拟定本堤防工程平面布置的原则。
4.2 堤防工程平面布置
分别确定:堤防各直线段的起点坐标、终点坐标、分段长度;各弯道段的起点坐标、终点坐标、园弧半径、园弧角度、弧线长度。
4.3 临时工程布置
根据施工方案,确定需要建设的临时工程的名称、数量及布置位置。
5 堤防工程结构设计
5.1 设计标准
5.1.1 工程等别及建筑物级别
本堤防工程保护对象为 ,保护区内有人口 人,重要工矿企业工程设施等 处,农田面积 km。区内固定资产总值 万元。参照规范的规定,本工程定为 等 级建筑物。
7 2
5.1.2 抗滑稳定安全系数
堤防的抗滑稳定安全系数为:基本组合 ;特殊组合 。
5.1.3 地震烈度
地震基本烈度 度,设计烈度为 度。
5.1.4 防洪标准
本堤防工程设计洪水位重现期为 a,设计洪水位 m;设计风速重现期为 a,设计风速 m/s。校核洪水位重现期为 a,校核洪水位 m;校核风速重现期为 a,
5.2 结构设计
5.2.1 结构形式选择
结合工程所在地的自然条件和工程的具体实际,选择堤防的结构形式。
8
5.2.2 堤基处理及基础设计
根据堤线经过的岸段的地基条件,进行基础处理及基础设计。
5.2.3 结构设计
(1)堤顶高程设计
通过计算论证确定设计的堤顶高程。
9
(2)堤顶结构设计
设计堤顶宽度、堤顶的纵向坡度与横向坡度、堤顶的细部结构和护肩结构等。
(3)防浪墙结构设计
设计防浪墙的结构形式、结构尺寸及采用的墙体结构。
10
(4)临水坡设计
根据经验先假定设计临水坡的坡度、护坡的结构及尺寸、护坡支承体的结构及尺寸、以及消浪设施等。然后进行堤坡的稳定计算和各个构造的稳定计算,直到满足安全要求为止。
(5)背水坡设计
设计背水坡坡度、护坡结构、排水沟结构等。
(6)戗台设计
11
堤防前后戗台的层次、宽度、厚度、边坡及戗台顶部排水等的进行设计。
(7)护坡支承体设计
设计护坡支承体的轮部尺寸及其结构。
(8)消浪平台护肩设计
设计消浪平台护肩的轮廓尺寸及其结构。
(9)堤前护脚及护底设计
根据堤前的水流动力条件及波浪条件,进行护脚护底设计。
(10)反滤层设计
设计堤的基础、堤前护底、砌石护坡、防浪墙底部、道路基础下的反滤层。
12
5.3 堤体防渗设计
根据堤前堤后最危险的水位组合,进行堤内渗流计算,提出防渗工程设计。
6 堵口工程设计
堵口工程按下述程序设计。 6.1 龙口位置选择
6.2 龙口尺寸设计
6.3 堵口时间选择
6.4 选择堵口材料
13
6.5 堵口方法选择
6.6 堵口堤加固设计
7 穿堤建筑物工程设计
根据规划,确定穿堤建筑物工程的名称、建设目的、建设地点、工程规模、设计要求,进行以下设计。
⑴建筑物结构形式选择; ⑵地基处理设计; ⑶建筑物结构设计; ⑷防渗消能设计等。
14
8 现有堤防技术改造工程设计
8.1 堤防工程现状调查
首先对现有堤防的现状、存在问题、技术改造的必要性和迫切性,进行调查研究,然后根据本堤防改造的具体要求进行技术改造工程设计。 8.2 堤防技术改造工程设计程序
(1)收集有关的设计资料; (2)实地踏勘;
(3)验算现有堤防的各项技术指标; (4)技术改造工程设计。
8.3 堤防技术改造工程设计内容
堤防技术改造工程设计内容一般包括: ⑴整体堤加高培厚;
⑵对堤的隐患或薄弱部分进行补强加固,对堤身的裂缝及洞穴进行灌浆加固; ⑶堤顶加高和增加防护;
⑷增设堤顶防浪墙或对原有防浪墙进行改造; ⑸增加临水坡的护坡工程或对原有护坡进行改造;
⑹在临水坡护坡上增加消浪设施或对原有消浪设施进行改造; ⑺增设堤前护脚、护底或对原有护脚、护底进行改造; ⑻其他技改工程。
15
9 环境保护工程设计
9.1 环境影响分析
分析本堤防工程对周围环境可能带来的影响。
9.2 环境保护工程设计
提出消除影响需要建设的环境保护工程,并对环保工程进行设计,包括: ⑴绿化工程设计 ⑵水土保持工程设计 ⑶护岸工程设计 ⑷护滩工程设计
⑸水资源保护工程设计 ⑹生态环境保护工程设计 ⑺航道维护工程设计
10 施工组织设计
通过分析工程的施工条件,进行施工总体布置、工程施工、施工进度安排、施工管理等的设计。
10.1 施工条件
10.1.1 工程地址的自然地理环境条件
包括工程所在地的地理位置、水文气象特征、施工期内的水位变化过程、堤线经过地区的地形、地貌概况、堤防保护区内的社会经济情况等与施工有关的条件。 10.1.2 大宗天然建筑材料的产地、储量、物理力学性质及运输条件
是指筑堤的土、石、砂料的取料地点,到工地的距离,材料的物理力学性质,储量等条件,能否满足施工要求和便利施工,以及水陆运输条件等。 10.1.3 场内、场外的交通条件
根据施工场地现有的水陆交通状况,确定是否需要建设施工交通道路及码头等。 10.1.4 施工供水、供电条件
16
包括施工用水水源的水质、可供水量、取水点至工地的距离等,施工用电电源的电压、可供电量、供电点至工地的距离等与施工有关的条件。 10.2 施工总体布置
10.2.1 水、电、通讯工程布置与设计
研究确定施工用水的取水、输水方式并对取水口的位置及输水线路进行布置与设计,计算供水工程的工程量;拟定施工用电的供电方式并对输电线路进行布置与设计,计算供电工程的工程量;确定采用的通讯工程、通讯工具的规格、数量与工程量。 10.2.2 施工道路布置与设计
进行场内场外施工道路布置,并对道路进行设计。计算施工道路的工程量。 10.2.3 大宗建筑材料堆场布置与设计
进行材料堆场的布置,并对堆场进行设计,计算堆场的工程量与机械设备的选型及数量。 10.2.4 预制场地布置与设计
进行预制场地的布置与设计,计算预制场地的工程量与机械设备的选型及数量。 10.2.5 三大材、机电设备及其他贵重材料临时储存仓库布置与设计
进行仓库的布置,并对仓库进行设计,计算仓库的工程量。 10.2.6 施工机械停放场地、机械维修车间及油库布置与设计
进行场地、车间、油库的布置,并对其进行设计和计算工程量。 10.2.7 施工围堰布置与设计
进行施工围堰的布置,并对围堰的断面结构进行设计。计算围堰的工程量。 10.2.8 施工排水工程布置与设计
进行施工排水工程的布置,并对排水工程进行设计。计算排水工程的工程量。 10.2.9 建筑材料中转码头的布置与设计
进行码头的布置,并对码头工程进行设计。计算码头的工程量。 10.2.10 施工人员、工程管理人员生产、生活房屋布置与设计
进行施工人员、工程管理人员生产、生活房屋的布置与设计。计算房屋的工程量。 10.3 堤防工程施工
⑴施工要求
⑵施工方法与施工机械 ⑶施工工艺流程
⑷施工质量控制与验收标准 10.4 堵口工程施工
⑴施工要求
⑵施工方法与施工机械 ⑶施工工艺流程
⑷施工质量控制与验收标准 10.5 穿堤建筑物工程施工
⑴施工要求
⑵施工方法与施工机械 ⑶施工工艺流程
⑷施工质量控制与验收标准 10.6 环保工程施工
⑴施工要求
17
⑵施工方法与施工机械 ⑶施工工艺流程
⑷施工质量控制与验收标准 10.7 临时工程施工
10.8 施工进度安排
10.9 施工管理
10.9.1 管理机构设置及职责
10.9.2 管理人员工作、住宿房屋及通讯、交通等设备配置
确定施工管理人员工作、住宿房屋及通讯、交通设备的配备。计算工程量。
11 工程管理设计
11.1 管理机构与职责
根据 的规定,确定工程管理机构和机构内部科室的设置以及管理人员的配备。规定管理机构的职责范围等。 11.2 管理范围
11.3 管理设施设计
设计工程管理人员工作、住宿房屋。计算房屋工程量。按规定确定管理人员通讯、办公用品、仪器设备、交通工具的配备。 11.4 工程监测与维护
18
定期对堤防、穿堤建筑物、环保工程及堤前岸滩进行观测,针对观测中发现的问题,及时进行维护加固。
12 工程概(预)算
12.1 编制说明
⑴工程概况
工程所在地的名称、堤线位置、主要工程项目的概况、工程总投资及分项工程投资额。 ⑵定额依据
概(预)算依据的《定额》或《规定》。 ⑶基础单价
分析确定人工单价、土方单价、石方单价、混凝土方单价、建筑材料价格、水电油价格,机电设备价格、机械使用费价格、各种费用取费率、 临时工程扩大造价指标等的计算标准。
⑷费用的计算标准
参照有关的规定确定土地征(租)用费、折迁赔偿费、试验研究费、勘测设计费、施工监理费、管理费、预备费、正常运行费、贷款利息等费用的计算标准。
⑸其他说明 12.2 主要工程量
表2 主要工程量汇总表
12.3 大宗材料
表3 大宗材料汇总表
12.4 机电设备
表4 机电设备一览表
12.5 工程投资
表5 工程投资汇总表 单位:万元
19
13 经济评价
13.1 经济评价依据
13.2 国民经济评价
13.3 财务评价
⑴投资计划与资金筹措 1)固定资产投资 2)资金筹措 3)建设期利息 4)流动资金 ⑵基础数据
⑶总成本费用计算
⑷效益计算
⑸清偿能力分析
⑹盈利能力分析
⑺财务敏感性分析
表6 财务敏感性分析
20
⑻财务评价
表7 财务评价指标表
13.4 综合评价与结论
通过说明工程的社会效益、经济效益和环境效益,提出经济评价、财务评价的总结论意见。
14 其他需要说明的问题
15 应提供的设计成果
(1) 堤防工程初步设计报告 (2) 堤防工程初步设计报告附件 (3) 堤防工程初步设计报告附图 (4) 堤防工程概(预)算书
(5) 堤防工程概(预)算书附件
21
附录 堤防工程设计计算公式
(供参考)
A1 顺直河段洪峰流量计算公式:
Q=
1223
IRA (A1) n
式中:Q ── 洪峰流量,m3
/s;
n ── 河道糙率; I ── 水面比降;
A ── 有效过水断面面积,m2; R ── 水力半径,m。
A2 波浪要素计算公式:
⎧⎪gh⎡⎛gh⎫⎤0.7
⎪⎪0.0018⎛ gD⎫0.45
⎫⎝W2⎪⎪W2=0.13th⎢⎣0.7 ⎝W2⎪⎭⎥⎦⋅th⎪⎨⎭
⎪⎪⎡0.7⎤⎬ (A2) ⎪0.13th⎢0.7⎛ gh⎫
⎪⎪⎩⎢⎝W2⎪⎭⎥⎥⎪
⎣⎦⎪⎭
gTW=13.9⎛ gh⎫
⎝W2⎪⎭
(A3)
T=4.h≈4.0h (A4)
式中:W ── 设计风速,m/s;
h ── 设计波高的均值,m; D ── 吹程,km;
H ── 水域的平均水深,m; T ── 波浪周期的均值,s; g ── 重力加速度,9.81m/s2。 A3 深水波长、波速计算公式:
波长
gT2
L0=2π
(A5)
L0=1.56T2 (A6)
波速
22
gT2
C0= (A7)
2π
C0=1.56T (A8)
式中:T ── 波浪周期,s;
L0 ── 深水波长,m; C0 ── 深水波速,m/s;
g ── 重力加速度,9.81m/s2。
A4 浅水波长、波速计算公式:
波长
L=gT22πth2πdL
(A9)
波速
C=
gT2πd
2πth
L
(A10) 式中:L ── 浅水波长,m;
C ── 浅水波速,m/s; d ── 水深,m。
A5 风壅水面高度计算公式:
W2e=KD
z⨯10-4
H
cosβ (A11)
式中:e ── 计算点处的风壅水面高度,m;
W ── 设计风速(水面上10m处的风速,m/s); D ── 吹程,km;
H ── 水域的平均水深,m;
β ── 风向与垂直于堤轴线的中心线的夹角(°);Kz ── 综合摩阻系数。
A6 规则波在堤坡上爬高的计算公式:
R=K∆⋅Kd⋅R0⋅H (A12)
式中:R ── 从计算水位算起的波浪爬高,m;
K△ ── 与堤坡护面型式有关的糙渗系数; Kd ── 水深校正系数;
R0 ── 与堤坡坡度和波坦有关的波浪爬高,m; H ── 设计波高,m。
A7 不规则波在堤坡上爬高的计算公式:
R1%=K∆⋅Kud⋅R0⋅H1% (A13) 式中:R1% ── 波列累积频率为1%的爬高,m;
Kud ── 与风速u和水深d有关的系数;
R0 ── 与堤坡坡度和波坦有关的波浪爬高,m;
23
K△ ── 与堤坡护面型式有关的糙渗系数。
A8 由波高计算堤坡上最大波压力的公式:
Pmax=1.59γwKph (A14)
式中:P2①
max ── 最大波压力,tf/m;
γ 水的容重,t/m3
w ──; Kp ── 与坡率有关的系数; h ── 设计波高,m。
A9 作用于直立式防浪墙的波压力的计算公式:
P=0.24γhKp (A15)
式中:P ── 波压力,tf/m2
;
γ ── 水容重,t/m3
; h ── 设计波高,m;
Kp ── 与无维量参数ξ和波坦L/h有关的平均压强系数。
A10 护坡、建筑物底部浮托力计算公式:
P0.715
f=
m+2
⋅γwKph (A16) 式中:P2
f ── 浮托力,tf/m;
m ── 坡率;
Kp ── 与无维量参数ξ和波坦L/h有关的平均压强系数; h ── 波浪高度,m。
A11 地震涌浪高度计算公式:
KKTe=0
2πgH (A17)
式中:he ── 地震涌浪高度,m;
K ── 水平地震系数; H ── 水深,m;
g ── 重力加速度,m/s2; T0 ── 地震周期,s。
A12 护坡块石粒径计算公式:
D=0.85D=
AP+m2
50
maxγ+2 (A18) k-γwmm式中:D ── 块石粒径,m; ①非法定计量单位,因涉及公式中的系数,编者不便修改,请使用范本者注意,下同——编者。
24
D50 ── 块石平均粒径,m;
γw ── 水的容重,t/m;
3
γk ── 块石的容重,t/m; A ── 系数;
Pmax ── 最大局部波压力,tf/m2。
A13 砌石护坡厚度计算公式:
⎡2⎤3
t=1.2⎢m+1⎢⎣mm+2⎥H
⎥ (A19)
⎦
γb-1t=1.30
γγ(2kmd+K+1
δ
)
mb-γ
Hm
式中:kmd ── 与斜坡的m值和d/H有关的系数;
m ── m =cotα,α为斜坡与水平面的夹角; Kδ ── 波坦系数。
A14 护面块体稳定重量的计算公式:
W=
γbH3
3
(A21)
KD⎛ γb⎝γ-1⎫
⎪⎪⎭
Cotα式中:W ── 护面块体重量,t;
γ ── 护面块体材料的容重,t/m3
b;
γ ── 水的容重,t/m3
; H ── 设计波高,m;
α ── 斜坡与水平面的夹角,(°); KD ── 由试验确定的稳定系数。
A15 混凝土护坡厚度的计算公式:
t=
0.178h
γ-γ (A22)
cwCotα
式中:t ── 混凝土的厚度,m;
γ3
C ── 混凝土的容重,t/m;
α ── 斜坡与水平面的夹角,(°); h ── 设计波高,m。
t=
0.11Fh
(γc-γwbCotα
(A23)式中:t ── 混凝土的厚度,m;
γ 混凝土的容重,t/m3
C ──;
γ ── 水的容重,t/m3
w;
25
(A20)
b ── 沿堤坡方向混凝土块的边长,m(b<2.5m=; F ── 安全系数; h ── 设计波高,m。
t=Kh
γwL
(A24) ⋅
γc-γwmd
式中:t ── 混凝土的厚度,m;
K ── 护坡结构系数;
其余符号意义同前。
A16 堤前波浪底流速的计算公式:
Vmax=
πHπL
gsh4πdL
(A25)
式中:Vmax ── 波浪最大底流速度,m/s;
L ── 浅水波长,m; d ── 水深,m。
A17 斜坡堤地基沉降量的计算公式:
e1-e2α
S=
1+e1
h=
1+e1
∆σzh (A26)
式中:△σz ── 使土层压缩的平均附加应力: 2
∆σz=σz2-σz1,kg/cm(σz1为堤前该土层所受初始应力的平均值。);
α ── 土层的平均压缩系数,cm/kg;
e1、e2 ── 土层分别在σz1及σz2作用下,压缩完成时的最终孔隙比; h ── 压缩土层厚度,m。
最终沉降量 S=
∑S
1
n
i
(A27)
A18 防渗心墙宽度计算公式:
B=F
H
(A28) J
式中:B ── 心墙底宽;
H ── 上下游最大水头差;
J ── 心墙土料允许水力坡降( J =H/B );
F ── 考虑到土壤的不均匀性、心墙土料适应变形能力、心墙底部堤基情况等的系数。
A19 软土地基承载极限高度计算公式:
26
He=5.52
C
(A29) r
式中:He ── 地基承载极限高度,m;
C ── 由快剪法测得的软土凝聚力,t/m2; r ── 填土密度,t/m3。
A20 直立堤抗滑稳定计算公式:
K1=
∑(f1W+C1A) (A30)
∑P∑(f2W) (A31) ∑P
K2=
式中:K1 ── 抗剪断计算的抗滑稳定安全系数;
f1 ── 滑动面上的抗剪断摩擦系数;
C1 ── 滑动面上的抗剪断凝聚力(104Pa); A ── 滑动面截面积,m2;
W ── 作用于计算截面以上堤身的全部荷载(包括扬压力)对滑动平面的法向分值,4
(104N);
4
ΣP ── 作用于计算截面以上堤身的全部荷载对滑动平面的切向分值,(10N); K2 ── 抗剪计算的抗滑稳定安全系数; f2 ── 滑动面上的抗剪摩擦系数。
A21 地基稳定性验算公式:
稳定安全系数
K=
MR
≥1.2~1.3 (A32) Ms
式中:MR ── 抗滑力矩;
Ms ── 滑动力矩。
A22 垂直作用于建筑物的静水压力计算公式:
P =γ·H (A33)
4
式中:P ── 静水压力,10Pa;
H ── 从水面至计算点的水深,m;
43
γ ── 水的容重,10N/m。
A23 水平作用于建筑物的泥沙压力计算公式:
pn=
2γnhn
2
⎛0Φn⎫tg2 45-2⎪⎪ (A34) ⎝⎭
式中:γn=γ1-(1-n)γ;
γ1 ── 为泥沙的干容重; n ── 泥沙的孔隙率;
hn ── 堤前泥沙淤积高度,m;
27
Φn ── 泥沙的内摩擦角,(°)。
A24 地基承载力的计算公式:
⑴当轴心荷载作用时地基承载力的计算公式
p ≤ f (A35)
⑵当偏心荷载作用时地基承载力的计算公式
Pmax≤1.2f (A36)
式中:p ── 基础底面处的平均压力设计值;
Pmax ── 基础底面边缘处的最力压力设计值; f ── 地基承载力设计值。
f = fk+ηbγ(b -3)+ηdγ0(d -0.5) (A37)
式中:fk ── 地基承载力标准值;
ηb、ηd ── 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数;
γ── 土的重度。为基底以下土的天然质量密度ρ与重力加速度g的剩积。地下水位以下取有效重度;
b ── 基础底面宽度,m。当基宽小于3m时,按3m计算。当基宽大于6m时,按6m计算;
γ0 ── 基础底面以上土的加权平均重度。地下水位以下,取有效重度; d ── 基础埋置深度,m。
A25 用园弧滑动法计算滑动土体稳定安全系数的公式:
∑(Wncosψn-WΦm)tgΦn+CnLn
Kc= (A38)
∑Wnsinψn式中:Kc ── 滑动土体的稳定安全系数;
n ── 土条编号;
Wn ── n号土条重力;
Wψn ── 作用于n号土条底部滑弧面上的渗透压力; Ln ── n号土条底部弧长;
ψ ── n号土条底部中点和园心O点的连线与通过0点铅垂线之间的夹角; Φn、Cn ── n号土条底部滑动面上的强度指标。
28