城市堤防工程设计的体会与思考.doc

城市堤防工程设计的体会与思考简介在堤防建设中城市堤防的新建和加固占有相当比例建设城市堤防工程不能与城市总体建设截然分开作者在参与沿海城市和内陆城市的堤防设计中遇到了堤防建设与城市建设之间的矛盾设计中根据各堤防的实际情况采用合理的设计方案并结合采用适宜的景观设计较好的解决了这些矛盾关键字城市堤防堤型选择可持续发展前言改革开放以来我国城市建设取得了迅猛的发展完成了一大批直接影响国民经济和人民生活水平的基础设施建设人们的工作生活环境也得到大大的改善但城市建设发展越快因洪涝灾害给城市建设带来的损失也越大因此对城市防洪的要求愈来愈迫切特别是遭遇年的特大洪水后各级部门对防洪工作的重要性有了更加明确的认识近几年来通过新建堤防对原有堤防除险加固等措施大大提高了城市防洪抗灾的能力城市堤防工程是城市总体建设的重要组成部分不能与之截然分开作者参与沿海城市和内陆城市的一些堤防设计遇到了堤防建设与城市建设之间的矛盾设计中根据各堤防的实际情况采用合理的设计方案并结合采用适宜的景观设计较好的解决了这些矛盾在建设堤防的同时进一步美化城市环境本文就城市堤防工程设计中的问题谈谈个人的几点认识城市堤防设计的新思路堤防的主要功能是使某一保护范围能抵御一定防洪标准的洪水的侵害城市市区的江河沿岸常常是人口集中和经济比较发达的地带因此城市防洪堤对城市的生存和发展起着至关重要的作用随着现代化建设的推进城市多功能高品位的建设目标和可持续发展的总体要求对城市堤防建设提出了新的更高的要求即城市防洪堤不但要具有防洪功能还要具有景观环境功能必要时具有交通商业等多种功能走可持续发展之路人们对对防洪工程的认识在不断深化单纯的工程水利正在逐步包含环境水利资源水利等新的内容从传统水利向现代水利转变对于受洪水威胁的城市来说防洪设施的首要功能是防洪抗灾但随着人们的环境意识日益增强对生态环境的要求越来越高过去那种单一的防洪功能的堤防建设远远不能满足现代人的需求在城市堤防建设中如何把防洪工程与城市的生态建设有机地结合起来怎样结合城市特点发挥防洪设施的多种功能为美化城市发挥作用是建设者们必须考虑的问题在加强堤防建设提高抗洪能力的同时积极探索绿化城市美化城市造福于民的多方位堤防功能成为一条结合城市建设完善堤防功能的新思路上海市的黄埔江外滩堤防广州珠江堤防和其他许多城市堤防建设中已经逐步融入这样的新概念堤防设计中的几个问题通过参与沿海城市和内陆城市的堤防建设以及对珠江流域一些堤防的调研体会到城市堤防工程具有的特殊要求例如要提高城市的防洪标准就需要进行堤防或堤岸加高若设计中处理不当极易形成围城效应必然给原有的城市景观带来不利的影响因此建设中除了考虑一般堤防的共同点外更需要注意以下几个方面的问题堤防工程建设必须考虑城市自然条件社会环境经济发展等因素首先必须服从流域防洪规划堤岸线的布置应保证排洪的需要同时应与城市总体规划协调服从城市总体规划所赋予堤防的功能任务重视堤防工程对城市景观的影响可考虑与城市旅游设施建设相结合城市的滨江地带往往是重要的旅游风景区不但是城市居民休闲游玩的好去处旅游观光者能在此接触自然感受城市美景因此应充分注意河流两岸的生态环境和景观建设遵循保持自然回归自然的原则使城市防洪工程成为一道亮丽的风景线合理确定堤顶高程堤防的高度取决于洪水位和超高根据目前情况波浪爬高和安全超高均采用堤防工程设计规范有关公式计算这一高度有些余地首先波浪爬高在大部分城市特别是内河城市洪水来势猛流速大江面宽度在几十米到几百米之间吹程短且高水位持续时间短与设计风速的组合机率非常稀少其次由于城市堤防特别是老城区的堤防多与道路相结合堤身经砌护后的安全度较高允许短时间越浪且大部分城市洪水涨退速度快高水位持续时间短因此根据城市的不同情况可参照规范适当降低堤防的安全超高但在堤身结构和基础处理等方面增加一定的安全度做到既安全又美观httpdownloadscivilcncomdfileshuililunwengcsj20071125654465552eed70053987cbf987383eaegif合理选用堤防结构型式在城市沿江这一余地不大的范围内建设堤防要注重城市景观和节省土地等要求在有条件的地方可考虑堤防与城市交通道路结合建设并与城区交通道路相连接发挥防洪抢险道路在非汛期的作用需要时可与商业建设相结合比如建设箱式防洪墙可以用作商业铺面如图堤防断面选择钢筋混凝土结构或土堤或是其他种类堤型需作多方案比较基础处理根据工程地质条件和堤防工程特点尽可能的节省工程投资尽可能减少拆迁由于诸方面的原因有些城市的河道旁大多已兴建了各种不同类型的建筑物所剩空间很少甚至于完全没有工程建设需要大量拆迁有时是很难做到的因此需要采取合理的措施加以解决如在建筑物较多的老城区采用直立式挡墙结构以减少拆迁工程量与城市排水工程和城市污水处理工程相结合以往在进行城市规划中城建部门负责市区的排水规划水利部门负责河道防洪规划人为地将城市排水规划与城市防洪规划截然分开在排涝计算方法上两个部门存在很大差异致使城市排水与城市河道洪水计算不能顺利的衔接建设中应把城市排水与城市防洪工程协调起来将城市规划中雨水污水处理工程与城市防洪工程结合考虑工程设计实例堤顶高程的确定珠江堤防海运局码头至海军码头段位于广州国际会议展览中心附近是广州市一江两岸的重要组成部分堤防工程防洪标准为年一遇为级堤防珠江属于感潮河道汛期受流溪河北江西江洪水的影响东江洪水的顶托更受到来自伶汀洋潮汐作用洪潮混杂水流流态十分复杂枯期则以潮流作用为主各频率洪潮位差相差不大年一遇高潮位为根据堤防工程设计规范有关公式堤顶高程设计高潮位波浪爬高安全超高经计算设计波浪爬高为级堤防安全加高取计算得到堤顶超高为但按堤防设计规范要求级堤防的堤顶防浪墙顶超高值不应小于因此设计堤岸防浪墙顶高程应为珠江堤防海运局码头至海军码段堤岸现有高程为堤岸附近地面高程一般不超过如果按堤顶高程设计堤防需高出地面近如不采取一定的措施按照一般堤防的建设将在珠江岸边形成围墙严重影响城市的景观考虑到堤岸的地形高程已超过年一遇高潮位堤面经砌护后的安全度较高允许短时间越浪且城市潮水涨退速度快高水位持续时间短如加强堤身结构和基础处理堤防的安全超高也可参照规范作适当降低经与有关部门协商采用年一遇高潮位上加即作为一期堤岸设计高程做到既安全又美观将来结合城市绿化美化保护堤面等措施达到防洪标准如图httpdownloadscivilcncomdfileshuililunwengcsj20071125c17dacb043e489b73db5fd930d2b9940gif堤型设计城市防洪堤的结构形式主要有两类一是土石堤二是混凝土钢筋混凝土堤前者边坡较缓占用面积空间大其防渗防冲的可靠性以及抗御超额洪水与漫顶的能力较弱混凝土堤防尽管本身坚固耐冲但对软基的适应能力差且造价高选用何种堤型应根据工程实际情况而定土堤旅游胜地西双版纳傣族自治州的首府景洪市位于澜沧江干流上干流穿城而过将市区分为江南江北两区景洪市堤防工程防洪标准为年一遇为级堤防西双版纳是一个多民族集居的地区她美丽的自然风光少有的气候条件和独特的民族风情不断地吸引大批的中外游客在这样一个旅游城市环境中修建堤防必定给城市景观造成影响能否将不利影响的程度降到最低在建设的前期工作阶段引起了人们的普遍关注不少人担心修建堤防后产生围城效应将会对景洪市景观带来致命的坡坏因此解决好这一问题也是设计工作的重中之重澜沧江堤段紧靠新建的澜沧江大桥与滨江大道相连是整个防洪大堤的主要部分傣族每年一次划龙舟泼水节都在这理举办此堤段地面高程堤身高堤顶高程位于澜沧江干流南岸也是城市规划的绿化风景带设计中选择了相同堤高的土石混合堤浆砌石堤均质土堤加筋土堤四种堤型从工程投资工程占地对景观的影响及施工难易等方面进行比较比较情况浆砌石施工期长造价较高不易作绿化处理对城市景观影响较大占地面积较小均质土堤施工简单造价最低易于作绿化处理对城市景观影响小但占地面积较大施工干扰大工期长造价较高堤后易作绿化处理对城市景观影响较小占地面积较均质土堤小加筋土堤占地面积小但造价偏高且景洪市属于度地震烈度地区存在地震情况下抗滑动技术问题综合各方面因素认为堤防设计的重点是城市景观影响因此将均质土堤作为设计选用堤型从目前已完成施工的堤段来看由于堤坡较缓前后坡均作了绿化与堤后现有绿地连成一体避免了人们担心的围城出现如今已建堤防不但具备防洪的功能也已经成为人们休闲的地方钢筋混凝土堤第节所介绍的广州珠江堤防位于珠江感潮河道每天潮涨潮落不停的对堤岸产生冲刷堤防采用钢筋混凝土沉箱上部为型挡墙和桩基础上部为型挡墙结构此堤型可结合城市景观的要求设计为亲水结构如图httpdownloadscivilcncomdfileshuililunwengcsj20071125b5602313c93ca51e4e85c473c9998587gif其他堤型土石混合堤是一种应用较为广泛的堤型为土堤前坡采用钢筋混凝土或浆砌石可减少堤防占用河道也用于路堤结合情况如广东佛山大堤江新联围韩江南北堤等都在部分堤段采用这种堤型如图httpdownloadscivilcncomdfileshuililunwengcsj20071125eca843d92295e56a6b6f0bd982eb8b20gif加筋土堤也在一些堤防中采用加筋土是一种新技术新材料新结构其最大优点是能够节省天然建材减少工程占地由于加筋土的防渗性能还需作进一步研究目前大多用于堤岸型式如图httpdownloadscivilcncomdfileshuililunwengcsj20071125ce9a7e4de368857177e155e8a6cedfc6gif堤防基础处理影响堤防基础安全的因素较多如河势的变化河道水流的冲淘都会影响堤防的安全这类问题一般通过丁坝护脚抛石等工程措施解决但对堤防本身结构而言地基基础大多为二元结构需要进行处理的地基有三类软土淤泥杂填土砂性土对软土淤泥杂填土工程措施主要目的是解决承载力问题而对砂性土工程措施主要目的是解决防渗问题在软土淤泥上填筑土堤可采用换土垫层法砂桩挤密法等地基处理方法景洪堤防澜沧江漫滩段地基为淤泥质粘土设计采用分层预压加固法在淤泥质粘土上采取临时措施后直接填筑施工中加强观测此方法较之换土垫层法砂桩挤密加固法等节省工程投资约万元目前工程运行情况良好在软土淤泥或杂填土上修筑混凝土或钢筋混凝土堤防可采用换土垫层法砂桩或碎石桩挤密加固法钢筋混凝土预制桩钻孔沉管灌注桩等具体采用哪种处理方法视淤泥层厚及上部结构型式而定对浅层的软土淤泥或杂填土一般采用换土法处理深厚的淤泥层地基一般采用桩基处理广州珠江堤防建设中对小于深的淤泥土全部挖除回填中粗砂或抛石上部为钢筋混凝土沉箱对较深的淤泥土采用钢筋混凝土预制桩上部为型钢筋混凝土挡土墙广西梧州市堤防位于深厚杂填土地基上采用钻孔灌注桩处理上部为扶壁式钢筋混凝土薄墙堤防防渗措施目前采用较多的有多头搅拌桩混凝土防渗墙高喷混凝土防渗墙土工薄膜等可根据工程具体情况采用结语建设城市堤防工程要考虑城市建设的特点在进行工程布置时必须服从城市总体建设规划和城市防洪规划全面考虑统筹安排充分重视堤防工程对城市景观的影响结合工程建设进一步美化环境设计中进行多方案比较论证在保证达到工程建设目的的前提下尽可能做到经济合理节省工程投资