前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的東遼河五號跌水工程設(shè)計，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要：東遼河五號跌水工程設(shè)計是基于實際工程問題進行的設(shè)計和計算。文章以《水工設(shè)計手冊》、《堤防工程設(shè)計規(guī)范》為標(biāo)準(zhǔn)，基于工程水文地質(zhì)條件，對跌水拆除重建后的跌水布置、消能形式以及岸坡穩(wěn)定等進行設(shè)計和計算，并對跌水的安全穩(wěn)定性進行了計算分析。文章研究成果旨在為類似工程設(shè)計提供方法參考。

關(guān)鍵詞：跌水；岸坡穩(wěn)定；計算；消能形式

1工程概況

五號跌水位于梨樹縣東河鎮(zhèn)王平房村境內(nèi)，河道大橫斷CS39～CS40上。該跌水建于1976年，1986年進行過一次加固維修，原設(shè)計跌水形式為一級跌水，堰形為干砌石寬頂堰。2010年，東遼河遭遇洪水襲擊，造成五號跌水徹底毀壞，堰頂塊石沖至下游150m范圍內(nèi)。堤岸遭受沖刷，兩岸模袋砼護坡已嚴(yán)重?fù)p毀，堤坡坍塌，河床下切嚴(yán)重，上下游均有沖坑出現(xiàn)，沖坑最深處可達2m，對東遼河兩岸造成嚴(yán)重威脅。因此五號跌水的拆除并重建是十分有必要的。

2工程任務(wù)及規(guī)模

本次設(shè)計在汲水河與興開河之間，水毀修復(fù)重建五號跌水。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇洪水，相應(yīng)流量為338m3/s；相應(yīng)跌水建筑物工程級別為5級，護岸工程級別為5級。

3工程總布置

跌水修建由主體消能建筑物、上游護岸段和下游護岸段三個部分組成。主體消能建筑物由進口護砌段、漸變段、跌水缺口段、消力池段、海漫段組成，總長為131m，下部為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，上部采用格賓石籠護岸；上游護岸段采用格賓石籠護底和護坡，護底長6m，護坡坡比為1：2.5，總長543m，其中左岸護岸長423m，右岸護岸長120m；下游護岸段采用格賓石籠護底和護坡，護底長6m，護坡坡比為1：2.5，總長146m，其中左岸護岸長74m，右岸護岸長72m。

3.1進口護砌段。進口護砌段長20m，在進口護砌段首部設(shè)干砌石防沖槽。進口護砌段采用格賓石籠護底和護坡，護底頂高程為170.00m，護岸設(shè)計頂高程為175.33m。若原地面高程高于175.33m，則護砌至原地面高程。格賓石籠護底底寬從56m收縮到50m，護坡坡比為1：2.5，護坡頂部設(shè)格賓石籠封頂。

3.2漸變段。漸變段長18m，采用格賓石籠護底，護底頂高程為170.00m，底寬從50m收縮到45m。漸變段兩側(cè)采用八字墻結(jié)構(gòu)，下部為懸臂式鋼筋砼擋土墻，墻頂高程為172.00m。擋土墻后接水平段護坡與岸坡護坡相接，水平段護坡及岸坡護坡采用格賓石籠護砌，岸坡護坡坡比為1：2.5。岸坡護坡頂部設(shè)格賓石籠封頂，護砌頂高程為175.70m。3.3跌水缺口段跌水缺口段采用復(fù)合式跌水，跌差為3m。跌水下部采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，上部采用格賓石籠護砌。護砌頂高程為175.70m。跌水鋼筋砼結(jié)構(gòu)采用矩形斷面，堰頂高程170.00m。跌水底板采用鋼筋砼，兩側(cè)為懸臂式鋼筋砼擋土墻，墻頂高程為172.00m。跌水建筑物是采用階梯型鋼筋砼結(jié)構(gòu)，臺階寬2.5m，高0.5m。擋土墻后接水平段護坡與岸坡護坡相接，水平段護坡及岸坡護坡采用格賓石籠護砌，岸坡護坡坡比為1：2.5。岸坡護坡頂部設(shè)格賓石籠封頂，護砌頂高程為175.70m。

3.4消力池段。消力池段池長15.5m，寬45m，深1m，底板頂高程為167.00m。消力池段底板采用鋼筋砼，底板上梅花形布置排水孔；兩側(cè)為懸臂式鋼筋砼擋土墻，墻頂高程為172.00m，擋土墻上設(shè)有一排排水孔。擋土墻后接水平段護坡與岸坡護坡相接，水平段護坡及岸坡護坡采用格賓石籠護砌，岸坡護坡坡比為1：2.5。岸坡護坡頂部設(shè)格賓石籠封頂，護砌頂高程為175.70m。

3.5海漫段。海漫段長60m，采用格賓石籠護底和護坡，護底頂高程為168.00m，護岸設(shè)計頂高程為174.47m，若原地面高程高于174.47m，則護砌至原地面高程。格賓石籠護底底寬從45m擴散到47.5m，護坡坡比為1：2.5，護坡頂部設(shè)格賓石籠封頂。在海漫段尾部設(shè)干砌石防沖槽。

4水力計算

4.1消能計算。跌水消能防沖形式設(shè)計為底流消能，消力池長度、深度計算及海漫長度、沖刷坑深度計算按《水力計算手冊》中公式計算。消力池深度d按下列公式計算：經(jīng)計算躍后水深小于下游水深，不需修建消力池，本次按構(gòu)造要求設(shè)置1.0m深消力池。消力池長度上Lsj計算：消力池長度計算成果見表2。經(jīng)計算消力池長度為15.69m，本次選取18m。消力池底板厚度按如下計算公式：經(jīng)計算消力池底板厚度t=0.60m，本次選取0.8m。經(jīng)計算，海漫段長度Lp=54m，本次選取60m，沖刷坑深度選取2.5m。

4.2海漫長度Lp計算經(jīng)計算，海漫段長度Lp=54m，本次選取60m，沖刷坑深度選取2.5m。

4.3擋土墻計算。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）及地質(zhì)報告，土基上防洪墻的穩(wěn)定安全系數(shù)及基底應(yīng)力最大值見表3。五號跌水選取消力池最高擋土墻高度最大的斷面進行穩(wěn)定計算。抗滑穩(wěn)定計算公式如下：經(jīng)計算本次跌水擋墻設(shè)計抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)Kc=1.42，抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)K0=5.1，地基承載力為151kPa，從計算結(jié)果可以看出，本次設(shè)計擋墻滿足規(guī)范規(guī)定的抗滑、抗傾和地基承載力穩(wěn)定要求。

5結(jié)束語

本設(shè)計跌水消能防沖形式設(shè)計為底流消能，通過水力計算、結(jié)構(gòu)計算，確定其消力池長度、深度，海漫長度及沖刷坑深度的選取。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，對擋墻的抗滑、抗傾和地基承載力的安全穩(wěn)定性及格賓石籠護砌岸坡的抗滑穩(wěn)定和沖刷深度進行計算。通過多方面計算分析以保證五號跌水拆除重建的穩(wěn)定性和合理性。

參考文獻：

[1]高玉菊，等.東遼河洪水特性分析[J].吉林水利，2007（10）：29-30.

[2]高玉菊，等.東遼河洪水特性及防御對策[J].東北水利水電，1998（08）：3-5.

[3]曹延明.東遼河7號跌水復(fù)核設(shè)計與實踐[J].吉林水利，2015（12）：12-14.

作者:王碩 單位:吉林省水利水電勘測設(shè)計研究院