孔祥钰
摘 要:在我国社会经济发展和海上贸易往来中,航道护岸工程的发展发挥着极为重要的推动作用。对于我国各大港口来说,航道是对其进行连接的水上航线。所以,对航道护岸工程设计方案进行合理设计是非常重要的。因此,本文以南通市汇吕线护岸工程为例,详细阐释了南通市汇吕线护岸工程设计方案,以期为其他航道护岸工程的设计起到一定的参考作用。
关键词:南通市汇吕线 护岸工程 设计方案
1.工程概况
南通市汇吕线护岸工程共分为2段,均位于启东市境内汇吕线航道上,分别为汇吕线(头兴港河)自来水厂段、汇吕线(迎宾桥-通启运河段)。
(1)汇吕线航道整治范围为迎宾桥往南至通启运河汊河口约2.2km;
(2)汇吕线(头兴港河)自来水厂段的整治范围从自来水厂段已建护岸往北整治1.11km的航道两岸护岸。
2.南通市汇吕线护岸工程设计方案
2.1航道工程总体布置
2.1.2 设计船型(见表1)
2.1.3 航道平面设计
2.1.3.1航道定线
汇吕线(头兴港河)自来水厂段:该段航道现状等级为Ⅵ级,航道顺直,口宽约44~48m。设计航道中心线基本循航道深槽布置,并尽量与桥梁通航孔中心线一致。遇到河汊口,根据实际情况护岸弯入渠口,在支汊河口处设R≥5m或10m的圆弧段作为裹头衔接,新建护岸与航道中心线基本平行,沿原河岸岸线平顺布置,维持自然岸线。
汇吕线(迎宾桥~通启运河段):该段航道现状等级为Ⅴ级,航道顺直,口宽约55~60m。设计航道中心线基本循航道深槽布置,并尽量与桥梁通航孔中心线一致。遇到河汊口,根据实际情况护岸弯入渠口,在支汊河口处设R≥5m或10m的圆弧段作为裹头衔接,新建护岸与航道中心线基本平行,沿原河岸岸线平顺布置,维持自然岸线。
2.1.3.2航道横断面设计
航道水流方向受潮汐影响,由节制闸控制,水位坡降小,河底不设置航道纵坡。
该3段航道横断面设计主要根据V级或Ⅲ航道尺度、航道沿线地形、航道土质来决定,设计航道标准横断面采用复式梯形断面。
(1)汇吕线(头兴港河)自来水厂段。该段航道标准横断面设计按照V级航道尺度进行设计,考虑现状航道口宽受两岸地形限制,航道西岸分布有头兴港西路,东岸设有农村道路,航道设计水深为2.5m,根據设计最低通航水位为▽0.76,确定河底高程▽-1.74,航道底宽为35m。
①护岸顶高程。设计最高通航水位为1.81,考虑船行波的影响,加超高0.1m~0.5m,结合该段已建护岸及地面高程,护岸顶高程取▽2.0,再以1:2~1:10边坡向上接至原地面。
②水下边坡。航道水下的边坡主要根据土质稳定要求决定。根据工程土质资料,水下开挖边坡土层为粉质粘土层和粉土夹粉质粘土,该土层处现状边坡约为1:3~1:5,故该段水下开挖边坡采用1:4,可满足水下土坡的稳定要求。
③水下平台高程与宽度。护岸前沿水下平台宽度根据水下平台高程和水下开挖边坡确定,水下平台宽度取不小于1.5m。
(2)汇吕线(迎宾桥-通启运河段)。该段航道标准横断面设计按照Ⅲ级航道尺度进行设计,该段现状航道两侧为防护林、房屋及少量码头区,航道设计水深为3.2m,根据设计最低通航水位为▽0.76,确定河底高程▽-2.44,航道底宽为45m。
①护岸顶高程。设计最高通航水位为1.81,考虑船行波的影响,加超高0.1m~0.5m,结合该段已建护岸,护岸顶高程取▽2.0,再以1:2~1:10边坡向上接至原地面。
②水下边坡。航道水下的边坡主要根据土质稳定要求决定。根据工程土质资料,水下开挖边坡土层为粉质粘土层和粉土夹粉质粘土,该土层处现状边坡约为1:3~1:5,该段水下开挖边坡采用1:5,可满足水下土坡的稳定要求。
③水下平台高程与宽度。护岸前沿水下平台宽度根据水下平台高程和水下开挖边坡确定,水下平台宽度取不小于1.5m。
2.1.3.3护岸布置
根据航道定线情况,航道拟不进行拓宽,维持自然岸线,航道两岸修建护岸,新建护岸前沿线距航道中心线根据各航段的实际情况布置。
在起点处支汊河口设R≥5m的圆弧段作为裹头衔接,根据实际情况护岸弯入渠口,与支汊河的农村桥梁桥台相接,在无桥梁段设置长为10m的衔接段。
2.2工程结构设计
2.2.1 护岸结构选型与护岸结构形式
(1)护岸结构选型。经调查,目前启东市内河航道护岸主要采用的结构型式有:预制钢筋砼板桩、预制插板+预制方桩、夹石混凝土重力式结构。
通过对这三种形式的优缺点进行分析后,本工程中新建护岸拟推荐选用预制混凝土板桩结构型式。
(2)护岸结构型式。
A1型护岸:采用施打预制钢筋砼板桩,▽1.50以上现浇50cm高胸墙至▽2.0,胸墙宽度65cm,板桩护岸桩长为10m,板宽为0.35m。
A2型护岸:采用施打预制钢筋砼板桩,▽1.50以上现浇50cm高胸墙至▽2.0,胸墙宽度65cm,板桩护岸桩长为10m,板宽为0.35m,胸墙后方现浇C30钢筋砼拉梁,拉梁下设预制钢筋砼板桩,桩长为10m,板宽为0.6m,间距为4.5m。
B型护岸:采用C25素混凝土重力式结构,底板顶高程▽-0.10,底板厚度40cm,宽度270cm,前段设置底坎,墙身采用素砼结构,压顶采用C25素砼结构,宽50cm,高30cm,顶高程▽2.0。
汇吕线自来水厂段护岸墙后设有农村道路,护岸施工需破坏现有农村道路,护岸施工完后需赔建农村道路,农村道路路基边应距离护岸前边线约1.5m的距离。
2.2.2护岸结构计算
(1)计算工况。计算工况考虑二种,即持久状况和短暂状况。持久状况采用设计高水期和设计低水期;短暂采用采用完建期。在设计低水位工况时,墙后水位在设计最低通航水位以上0.5m,在设计高水位工况时按设计最高通航水位以上0.1m考虑。
(2)结构计算。①重力式护岸结构计算。第一,护岸自身稳定计算。经计算,各护岸结构在各工况下抗滑稳定性、抗倾覆稳定性以及地基承载力均满足规范要求。第二,岸坡稳定计算。经计算,进行相应地基处理后,岸坡整体稳定均能满足规范要求②板桩结构计算。A型预制混凝土板桩结构:根据《板桩码头设计与施工规范》,对护岸结构进行了整体稳定性计算,结构重要性系数按三级计算,取0.9,结构系数取1.25。
参考文献:
[1]朱志丹.探析生态河道堤防护岸工程的设计[J].建材与装饰,2019(20).
[2]刘辉.护岸工程设计[J].内蒙古水利,2018(07).