堤防工程算例(10)上课讲义

堤防工程算例

中山市水利水电勘测设计咨询有限公司

2010年10月

目录

1 基本资料 (1)

1.1 工程概况 (1)

1.2 设计依据 (1)

1.3 设计标准 (2)

2 堤顶高程计算 (3)

2.1 波浪要素计算 (3)

2.2 波浪爬高计算 (5)

2.3 堤顶高程计算 (6)

3 渗透稳定计算 (9)

3.1 计算内容 (9)

3.2 计算工况 (9)

3.3 计算过程 (10)

3.4 计算结果分析 (16)

4 抗滑稳定计算 (17)

4.1 计算内容 (17)

4.2 计算工况 (17)

4.3 计算过程 (18)

4.4 计算结果分析 (30)

5 挡墙稳定计算 (31)

5.1 计算内容 (31)

5.2 计算工况 (31)

5.3 计算过程 (32)

5.4 计算结果分析 (41)

6 堤基沉降计算 (42)

1 基本资料

1.1 工程概况

中珠联围位于广东省中山市的南部，珠海市的西南部，地跨中山、珠海两市，现状总长约34km，分中山段和珠海段两段，其中中山段现状总长11.72km。

中珠联围堤围属于海堤工程，北部起于中山市境内的马角山高地，沿磨刀门水道东岸、马骆洲水道北岸及前山河水道西岸，止于珠海境内的石角咀水闸。中山段处于珠海段的上游，位于中山市坦洲镇，珠海段位于珠海市南屏镇及湾仔镇。

本项目为中珠联围中山段海堤的达标加固建设，主要建设内容为10.571km海堤加固。

1.2 设计依据

1.2.1 主要规范、规程（但不限于）

1）《防洪标准》（GB50201-94）；

2）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；

3）《广东省防洪(潮)标准和治涝标准》(试行)(粤水电总字[1995]4号)；

4）《中山市水利工程防洪(潮)标准》（中水 [2003]55号）；

5）《堤防工程设计规范》（GB50286-98）；

6）《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）；

7）《广东省海堤工程设计导则（试行）》（DB44/T182-2004）；

8）《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225-98）；

9）《西、北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线》（广东省水利厅，2002）；

10）其它有关的规范、规程、标准等。

1.2.2 测量资料

工程区1/1000地形图及断面图由中山市水利水电勘测设计咨询有限公司于2008年12月完成。图中高程系统采用珠江基面高程，坐标系统采用中山市统一坐标系。

1.2.3 地质资料

设计所选用的各种参数取值均来自本院地勘队于2008年12月对本工程进行的地质勘察。详见《中珠联围中山段海堤达标加固工程岩土工程勘察报告》。计算断面所采用的设计参数见计算书相应章节。

1.2.4 其它资料

1）本工程的设计招标文件及合同书。

2）与业主及上级主管部门的沟通意见。

3）其它与本工程有关的资料。

1.3 设计标准

依据《防洪标准》（GB50201-94）、《广东省防洪(潮)标准和治涝标准（试行）》（粤水电总字[1995]4号）、《中山市水利工程防洪(潮)标准》（中水[2003]55号），及广东省人民政府办公厅文件《转发国务院办公厅转发水利部关于加强珠江流域近期防洪建设若干意见的通知》（粤府办〔2002〕95号），确定中珠联围为1级海堤，防洪（潮）标准为100年一遇。

本工程区地震基本烈度为7度，抗震设防烈度为7度。

2 堤顶高程计算

2.1 波浪要素计算

1）设计风速

设计风速采用标准风速值，其重现期采用与设计高潮位相同的重现期。风向采用与堤线垂直的设计主风向。根据水文章节计算结果，工程区重现期为100年时不同风向的设计风速计算结果见表2-1或参照《广东省海堤工程设计导则（试行）》（DB44/T182-2004）（以下简称《海堤设计导则》）附录E选用。注意海堤设计风速与河湖堤防设计风速有所区别。

2）风区长度和水域平均水深

先选取典型的河道计算横断面，风区长度按设计主风向采用由计算点逆风向量到对岸的距离，依据计算断面的河道水下地形剖面图，计算P=1%设计洪（潮）水位时的风区长度和风区水域平均水深。计算成果见表2-2。

3）平均波高和平均波周期

平均波高和平均波周期等风浪要素可按规范推荐的“莆田海堤试验站

公式”计算确定，公式如下：

⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪

⎪⎩

⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.0245.027.0227.013.00018.07.013.0V gd th V gF th V gd th V H g 5

.029.13⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛=V H g V T

g

式中：H ——平均波高（m ）；

V ——设计风速（m/s ）； F ——风区长度（m ）；

d ——风区水域的平均水深（m ）； T ——平均波周期（s ）； g ——重力加速度（9.81m/s 2）。 4）波长

不规则波对应平均波周期的波长可按下式计算：

L

d th T g L ππ222

=

式中：L ——波长（m ）；

d ——风区水域平均水深（m ）。 5）不同累积频率波高H P

不规则波的不同累积频率波高H P 与平均波高H 的换算关系可按《海堤设计导则》表6.1.5确定或由下式计算确定：

2

1**ln 2114H P P H H H -⎥⎦

⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=ππ