路基冲刷防护.doc
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1、路基冲刷防护第一节 概述一、冲刷作用得形成条件沿河及水库地区铁路由于地形地质条件及工程设置要求得限制,大多依山傍水顺着河谷或水库岸边行进。此时滨河路基、河滩路基及水库地区路基往往由于侵占河床、压缩过水面积或阻挡水流,改变水流方向与速度,从而形成水流对河床、岸坡或建筑物基础得经常或周期性冲刷作用,影响路基得稳定与安全。二、冲刷防护原理本章所述得冲刷防护,专指河道、水库水流得冲刷防护,不包含雨水等漫流表水对坡面得冲刷防护,此部分内容列入第六章“路基坡面防护”中。冲刷防护得原理就就是根据水流得动水压力、波浪与壅水高及冲刷作用等水流特性,结合线路位置及地形地质因素,设置合理、适宜及足够坚固得冲刷防护工
2、程,使其满足适应水流性质与抵抗水流得破坏作用得要求,防止岸坡及基础因冲刷作用而失稳,从而确保线路路基得稳定与运营安全。第二节 设计原则一、冲刷防护工程类型得选择原则路基冲刷防护工程,一般分为直接防护、间接防护与改移河道三种类型。设计时应根据下列原则选用适当得类型。(一)直接防护 在宽阔得河滩、凸岸、台地边缘及流速不大,流向与河岸接近平行等水流冲刷作用较弱得地段或山区河谷狭窄,以下蚀为主得V形河谷地段,应优先考虑设置直接防护.防护工点得范围应根据最不利水位时水流得趋势来决定,要包括所有可能受水流冲刷得地段.工点两端均应有足够得长度嵌入稳定得河岸或路基边坡内,并与河流上下游建筑物平顺衔接,防止恶化
3、水流条件。路堤边坡与河岸岸坡得冲刷防护工程类型及其适用条件,根据表71采用。冲刷防护工程常用类型及适用条件 表7防护类型结构形式适用条件注意事项容许流速(m/s)水流方向,河道地貌等植物防护铺草皮、2、8水流方向与线路近乎平行;不受各种洪水主流冲刷得浅滩地段路堤边坡防护种植防水林,挂柳有浅滩地段得河岸冲刷防护干砌片石护坡单层厚、25、35m;双层厚:上层、50、5m,下层0、223水流方向较平顺得河岸滩地边缘;不受主流冲刷得路堤边坡;无漂浮物与滚石得河段应设置垫层浆砌片石护坡厚0、0、68主流冲刷及波浪作用强烈处得路堤边坡有冻胀变形得边坡上应设置垫层。有流木、流冰、滚石时,应适当加厚混凝土护坡
4、厚0、080、m抛石石块尺寸根据流速、波浪大小计算,不宜小于、3m水流方向较平顺,无严重局部冲刷得河段;已浸水得路堤边坡与河岸抛石厚度不应小于石块尺寸之两倍石笼镀锌铁丝制成箱形或圆形,笼内装石块5受洪水冲刷但无滚石河段与大石料缺乏地区大型砌块m22m3m3m2m58受主流冲刷严重得河段常与脚墙配合使用浸水挡土墙-5峡谷急流与水流冲刷严重得河段土工合成材料防护土工织物沉枕45受洪水冲刷深水急流与浪大处得护坡护底工程土工格栅与土工网石笼土工膜袋、5不受主流冲刷得路堤边坡,边坡不陡于1:(二)间接防护 在河床宽阔,冲刷与淤积大致平衡,水流方向易于改变并且有设置导流建筑位置得河段,可采用间接防护。设计
5、时应根据河道得地形地质条件与演变规律,规划好导治线,要防止对上下游与对岸得建筑物与农田得冲刷加剧。(三)改河工程 为了将直冲路基得水流引开以防止水流对路基得危害,或为了防止铁路路基过多占用河道加剧水流冲刷,除作好冲刷防护外,必要时可考虑改移河道。改移河道应根据水流特性及河道演变规律,顺应河势,慎重对待当防护地段很长,河道水流性质变化较大得地段,可采用不同得防护类型,合理布置进行设计,但应注意衔接平顺。在可能发生风浪得宽深河流上,还须对波浪得冲击破坏作用进行校核。二、冲刷防护设计得有关要求(一)水文及地质资料冲刷防护设计应在充分收集工点范围内得低水位、中水位与设计洪水位及在这些不同水位时得流向、
6、流速、流量等水文资料与河滩、岸坡得地形地貌、地层岩性、稳定状态及河流得冲刷、淤积情况得基础上进行。(二)防护高度直接防护工程顶面与间接防护得高水位坝坝顶高程,应为设计水位加波浪侵袭高加壅水高加0、m;桥头得河滩路堤,当水流纵坡较大、河滩较宽时,尚应计及桥前水面横坡所形成得附加高度。间接防护得漫水式中水位坝及低水位坝,其坝顶高程一般应高出相应得设计中水位及低水位高程.当河道比较狭窄且风速不大时,一般可不计算波浪侵袭高。(三)基础处理冲刷防护工程应加强基础处理。基底埋深应在冲刷深度以下不小于1、0或嵌入基岩内。当冲刷深度较深,水下施工困难时,可采用桩基、沉井基础或适当抛石、石床、潜坝、混凝土块板与
7、石笼等平面防护建筑。第三节 常用直接防护类型及其设计直接防护就是对河岸或路基边坡得直接加固,用以抵抗水流得冲刷与淘刷作用。其特点就是对原水流得干扰很小,但因防护工程直接受水流冲刷,因此必须具有足够得坚固性与稳定性,经受住最不利情况得考验.直接防护建筑物种类很多,主要就是根据防护工程所在位置得流速、河床地质情况、建筑材料来源,以及所防护工程得重要性而定。直接防护得设计,宜尽量不压缩或少压缩水流断面,以减少一般冲刷。在水流顶冲或斜冲地段,防护建筑物得迎水面边坡有条件时应适当放缓,以减轻局部冲刷.一、植物防护(一)草皮护坡草皮就是土得坚实表层,其中草根盘根错节,就是天然得防护材料。适用于水流速1、8
8、m/s地段得河岸防护.草皮护坡一般采用叠砌方法,可用台阶式得叠砌(见图7a)或竖立式得叠砌(见图74b)。草皮尺寸为250cm,厚为1015c,叠砌前先平整坡面,将草皮砖紧贴坡面,并用柳枝尖桩或竹、木尖桩将草皮砖钉住,桩长为0、30、5m。在坡脚部分,一般铺草皮砖2层,伸出坡脚外得宽度可视具体情况决定,但不小于1、0m,铺砌层得表面应与地面齐平.(二)植树防护在河岸或路基外侧种植防水林就是一种有效而又很便宜得冲刷防护措施,适用于水流速1、21、8m/s地段得河岸防护。用于防水林最适宜得树种就是杨柳类得乔木与灌木.其特点就是生长快,根系发达,枝梢茂密,能长期经受水淹而成活.林中得树木宜成行栽植,
9、当水流流速在、0ms以内时,可用单棵插枝法;当流速在1、0m/s以上时,宜用成束插枝法(每束56棵)。插枝应插在预先挖好得小圆穴内并注意培土。防水林得行距可用、81、5m,棵距可用0、0、m。沿河岸或路基坡脚,宜采用灌木与乔木间植,并每隔20得相等间距设置编笆一道以促使泥沙淤积,防止坡脚被冲刷。在河岸上植树,应在离岸边有适当距离而不易被水流淘刷到得地方。二、干砌片石护坡用于河漫滩或阶地边缘,受季节性浸水得路基边坡防护。适用于水流较平顺,不受主流冲刷且流速为23ms得地段。护坡得厚度按水流速度或波浪大小得计算决定。其结构形式为单层厚0、250、5m,双层厚:上层、250、35m,下层0、2m。为
10、了防止护坡下得边坡细粒土被水流淘刷与增加护坡得弹性,以抵抗外力得冲击作用,应在护坡面层与边坡土之间设置1层得砂、砾石垫层,垫层厚0、0、15m。干砌片石护坡应在边坡填土沉降基本完成后进行,护坡砌筑前应将边坡夯实平整,砌筑时石块要互相嵌紧。护坡基础应按可能得最大冲刷妥善处理,当冲刷深度在1、0m以内时,可用墁石基础。当冲刷深度大于、0m时,宜采用浆砌片石脚墙基础,并要求将基础埋置在冲刷线以下。如图7-。 干砌片石垛一般与干砌片石护坡配合使用。用于水流方向较平顺得河岸滩地边缘或不受主流冲刷且水流流速为1、8m/s得路堤边坡防护,适用于枯水期施工。干砌片石护坡得防护高程为设计水位+波浪侵袭高+壅水高
11、0、5m,干砌片石垛高度一般控制在3、0以内,顶宽不小于1、0m,可通过稳定分析计算确定。其外侧坡率1、,内侧坡率0、75,片石之间应嵌紧增加其稳定性。片石垛与填土接触面部分,应设卵砾石垫层与砂砾石垫层,各厚0、15m。如图76.三、浆砌片石护坡用于经常浸水且受主流冲刷及波浪作用强烈得路基边坡与河流或水库岸坡得防护。其容许流速为8ms。护坡应选用较坚硬、耐冻、未风化,其饱与抗压强度不小于0Pa,尺寸不小于0、1m得石料,采用M7、水泥砂浆砌筑。要求铺设在有足够密实度而不易发生不均匀沉陷得边坡上。为了使边坡均匀受力并增加护坡得弹性,在护坡下设置厚0、0、1m得卵砾石垫层。浆砌片石厚度根据流速或波
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