淺談雷諾護(hù)墊在二公河治理工程中的設(shè)計(jì)及施工

1、<p>　　淺談雷諾護(hù)墊在二公河治理工程中的設(shè)計(jì)及施工</p><p>　　摘要：雷諾護(hù)坡作為國(guó)內(nèi)近年來(lái)迅速興起的一項(xiàng)新型護(hù)坡技術(shù)，在防沖刷、生態(tài)河道等工程領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用，其施工方法不同于傳統(tǒng)的漿砌片石、預(yù)制混凝土塊等護(hù)坡方法，其技術(shù)新穎而工藝要求嚴(yán)格。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：雷諾護(hù)墊;護(hù)坡整體穩(wěn)定性;最大沖刷深度 </p><p>　　A

2、bstract: The Reynolds slope as a new slope protection technology in China has developed rapidly in recent years, has been widely applied in the scour, ecological river and other engineering fields, its construction metho

3、d is different from the traditional mortar rubble, precast concrete block revetment method, the novel and strict technical requirements. </p><p>　　Key words: Reynolds mat; the whole stability of slope; the m

4、aximum scour depth </p><p>　　中圖分類號(hào): F407.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) </p><p><b>　　一、工程概況 </b></p><p>　　黑河市愛(ài)輝區(qū)二公河下游河南屯段近期治理工程位于黑龍江右岸一級(jí)支流二公河上。二公河此段河底平均高程119.85m，暢流期平均枯水位126.00~119.28m，20

5、年一遇洪水位128.16~122.66m。由于該段河道處于黑龍江河谷平原上，地質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，抗沖能力差，造成水土流失，沖毀耕地。 </p><p>　　二公河下游河南屯段規(guī)劃工程總長(zhǎng)12.0km。本次初步設(shè)計(jì)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，確定護(hù)岸工程總長(zhǎng)12.295km。 </p><p>　　二公河流域地處東亞季風(fēng)氣候區(qū)，屬大陸性氣候。冬季受西伯利亞冷高壓控制，干燥漫長(zhǎng)寒冷；夏季則在東南季風(fēng)影響下濕熱多雨，

6、冬夏溫差較大。 </p><p>　　工作區(qū)地處新華夏系構(gòu)造體系第三隆起帶北緣，小興安嶺隆起帶西端，臨近大興安嶺，為兩個(gè)構(gòu)造帶的過(guò)渡區(qū)。區(qū)內(nèi)地形起伏較小，地貌特征明顯，中生代地層發(fā)育，古生代、中生代巖漿活動(dòng)頻繁，中生代以后構(gòu)造活動(dòng)比較平穩(wěn)，幅度小，形跡不明顯。 </p><p>　　二公河河岸被水流沖刷導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，加之河岸土質(zhì)多為砂壤土，抗沖能力差。本次所勘察的護(hù)岸段岸坡工程地質(zhì)條件

7、分類按《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》（SL 188-2005）附錄E規(guī)定劃分為屬于穩(wěn)定性較差岸坡，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)淖o(hù)岸處理措施。護(hù)岸段最大凍結(jié)深度內(nèi)低液限粘土、低液限粉土為凍脹性土，應(yīng)采取相應(yīng)的防凍措施。護(hù)岸段地表水對(duì)砼具有分解類碳酸型弱腐蝕性。 </p><p><b>　　二、雷諾護(hù)坡設(shè)計(jì) </b></p><p>　　2.1護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式比較 </p><

8、;p>　　本次設(shè)計(jì)比選了三種護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式，即干砌石、雷諾護(hù)墊及現(xiàn)澆砼板，方案比選見(jiàn)表2-1。 </p><p>　　表2-1護(hù)岸結(jié)構(gòu)方案比較表 </p><p>　　方案比較結(jié)果表明：現(xiàn)澆砼板護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式有較強(qiáng)的抗沖刷及抗冰推能力，但造價(jià)最高，干砌石護(hù)坡易受冰排推移，石料利用率低，造價(jià)較高；雷諾護(hù)墊護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式整體性好，柔韌度高，透水性好，抗風(fēng)?，抗沖刷，抗凍脹，可恢復(fù)自然生態(tài)，且造

9、價(jià)最低。故本次設(shè)計(jì)采用雷諾護(hù)墊護(hù)岸形式。 </p><p>　　2.2護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì) </p><p>　　2.2.1 雷諾護(hù)墊厚度的確定 </p><p>　　雷諾護(hù)墊厚度選擇一般要考慮兩個(gè)因素，其一是水流流速，其二是波浪高度及岸坡的傾角。當(dāng)雷諾護(hù)墊既受到水流的沖刷，又受到波浪的作用時(shí)，需選用兩者中的大值作為設(shè)計(jì)厚度。 </p><p>

10、　?、?水流流速影響雷諾護(hù)墊厚度的計(jì)算 </p><p>　　a對(duì)于水流流速的影響情況，馬克蘇菲公司早在上世紀(jì)80年代就在美國(guó)的科羅拉多大學(xué)進(jìn)行了大量的模型試驗(yàn)和對(duì)已建工程的反分析，最后得出了各種厚度雷諾護(hù)墊的抗沖流速，見(jiàn)表2-2。 </p><p>　　表2-2雷諾護(hù)墊厚度與流速參照表 </p><p>　　注：臨界流速指鋪面保持穩(wěn)定而沒(méi)有因填石發(fā)生移動(dòng)的流速，極

11、限流速指盡管護(hù)墊間隔中石塊的移動(dòng)導(dǎo)致雷諾護(hù)墊部分變形而仍可接受的流速。 </p><p>　　b另根據(jù)K.W.Pilarczyk的《護(hù)岸的設(shè)計(jì)》，雷諾護(hù)墊厚度在水的流速可知的情況下，可采用下式計(jì)算： </p><p><b>　　ΔD=0.035 </b></p><p>　　式中：Δ―雷諾護(hù)墊的相對(duì)密度，Δ≈1.0； </p>

12、<p>　　D―雷諾護(hù)墊的厚度（m）； </p><p>　　φ―穩(wěn)定參數(shù)，對(duì)于雷諾護(hù)墊取Φ=0.75； </p><p>　　Ucr―平均流速（m/s），Ucr=2.0m/s </p><p>　　C?――臨界防護(hù)參數(shù)，對(duì)于雷諾護(hù)墊取C?=0.75 </p><p>　　G―重力加速度，g=9.81m/s2； </p>

13、<p>　　KT―紊流系數(shù)，取KT=1.0； </p><p>　　Kh―深度系數(shù)，取Kh=1.0； </p><p>　　Ks―坡度系數(shù)，取Ks=； </p><p>　　θ=岸坡角度，sin=； </p><p>　　m―岸坡坡度，m=2.0 </p><p>　　Φ―雷諾護(hù)墊內(nèi)填石的內(nèi)摩擦角，Φ =

14、41°。 </p><p>　　經(jīng)計(jì)算：D=0.09m </p><p>　　②波浪高度及岸坡傾角對(duì)雷諾護(hù)墊厚度的影響計(jì)算 </p><p>　　根據(jù)報(bào)告的研究成果(報(bào)告號(hào)：BO―290460/18)，在波浪高度和河岸坡度作為影響雷諾護(hù)墊厚度的主要因素，其厚度計(jì)算可按下式確定： </p><p><b>　　當(dāng)時(shí)： <

15、;/b></p><p>　　式中：tm―雷諾護(hù)墊的厚度（m）; </p><p>　　Hs―波浪設(shè)計(jì)高度（m），取H1%；根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》附表C.1.3-1計(jì)算：設(shè)計(jì)波高H1%=H×2.24(H為波浪平均波高)； </p><p><b>　　α―河岸傾角，； </b></p><p>　　m―

16、河岸邊坡坡比，m=2.5； </p><p>　　n―雷諾護(hù)墊內(nèi)填石孔隙率（%）； </p><p>　　Δm―水下材料的相對(duì)單位重度，； </p><p>　　rs―水下材料的重度（KN/m3）； </p><p>　　rw―水的重度（KN/m3）。 </p><p>　　在大多數(shù)情況下，（1+n）Δm≈1.0，所以

17、以上兩式可簡(jiǎn)化為： </p><p><b>　　當(dāng)時(shí)： </b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)： </b></p><p><b>　　a 風(fēng)浪要素計(jì)算 </b></p><p>　　風(fēng)速資料：根據(jù)提供的實(shí)測(cè)風(fēng)速資料，計(jì)算歷年四～十月份各風(fēng)向最大風(fēng)速平均值： </p

18、><p>　　護(hù)岸計(jì)算風(fēng)向采用東風(fēng)（E）,對(duì)應(yīng)最大風(fēng)速平均值為20.0m/s，設(shè)計(jì)情況采用風(fēng)速為平均風(fēng)速的1.5倍，即30m/s。 </p><p>　　吹程：最大吹程為120m。 </p><p><b>　　風(fēng)浪計(jì)算 </b></p><p>　　根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286―98）附錄C，波浪的平均波高和平

19、均波周期采用莆田試驗(yàn)站公式： </p><p>　　式中：=平均波高（m）； </p><p>　　―平均波周期（s）； </p><p>　　V―計(jì)算風(fēng)速（m/s）， </p><p>　　F―風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（m），F(xiàn)=240m； </p><p>　　d―水域的平均水深（m），d=4.06m； </p>&

20、lt;p>　　g―重力加速度（9.81m/s2）。 </p><p>　　按平均波周期計(jì)算的波長(zhǎng)可按下式計(jì)算： </p><p>　　式中：L―平均波長(zhǎng)（m）。 </p><p>　　將各值代入公式求得：=0.25m，=2.21m，L=7.64m。 </p><p>　　b 雷諾護(hù)墊厚度計(jì)算 </p><p>