15-冲刷防护理论.pdf

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1、 铁路路基授课团队铁路路基授课团队 旧课回顾：旧课回顾：坡面防护的常用坡面防护的常用类型类型及其及其构造构造（二）（重点）（二）（重点）坡面防护的施工技术要求坡面防护的施工技术要求 任务任务6.1 6.1 坡面防护工程坡面防护工程 路基本体路基本体 排水排水设施设施 加固加固和防和防护设护设施施 路基面路基面 路肩路肩 基床基床 边坡边坡 基底基底 地面排水地面排水 地下排水地下排水 防护防护设施设施 加固加固设施设施 路基路基 附属附属 设施设施 排水沟、测沟、天沟排水沟、测沟、天沟 截水沟、跌水和急流槽截水沟、跌水和急流槽(吊沟吊沟)明沟、排水槽明沟、排水槽 边坡渗沟、支撑渗沟、截引水边坡

2、渗沟、支撑渗沟、截引水渗沟、渗水隧洞、水平钻孔、渗沟、渗水隧洞、水平钻孔、立式集水渗井与渗管立式集水渗井与渗管 坡面防护坡面防护 冲刷防护冲刷防护 路路 基基 组组 成成 植物防护（植草、植树、植生）植物防护（植草、植树、植生）工程防护（喷护、护坡、护墙）工程防护（喷护、护坡、护墙）主要内容：主要内容：冲刷防护的分类冲刷防护的分类 冲刷防护的冲刷防护的常用类型常用类型及其及其构造构造（重点）（重点）冲刷防护的施工技术要求冲刷防护的施工技术要求 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 一、路基冲刷防护概述 1、原因：、原因：沿河滩、岸边沿河滩、岸边修筑的路基受修筑的路基受水流和波浪冲水

3、流和波浪冲刷和淘蚀。刷和淘蚀。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 2、防护要求：有足够的、防护要求：有足够的稳固性稳固性。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 （1）防护范围：防护范围：含所有可能被含所有可能被水流冲刷和波水流冲刷和波浪作用的地段，浪作用的地段，并按其受影响并按其受影响的程度给予不的程度给予不同的处理。同的处理。2、防护要求：、防护要求：（2）基础基础：防水：防水流的淘蚀影响路流的淘蚀影响路基的稳定。基的稳定。基础埋深要求：基础埋深要求：基底应埋在冲基底应埋在冲刷深度以下不刷深度以下不小于小于1m或嵌入或嵌入基岩中。基岩中。任务任务6.2 6.2 冲刷

4、防护工程冲刷防护工程 （3）防护防护高度：高度：保证被防护的路基不致受到保证被防护的路基不致受到水流和波浪的侵袭。水流和波浪的侵袭。顶面高程应为：顶面高程应为：设计水位设计水位+壅水高壅水高+波浪侵袭高波浪侵袭高+0.5m 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 3、防护类型：直接防护、间接防护、改、防护类型：直接防护、间接防护、改河河 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 (1)直接防护（坡面直接防护（坡面防护）防护）涵义：直接对路基边坡涵义：直接对路基边坡所进行的加固。所进行的加固。目的：抵抗水流的冲刷目的：抵抗水流的冲刷和淘刷作用。和淘刷作用。性质：性质：被动型被动

5、型，一旦破，一旦破坏，立即受威胁。坏，立即受威胁。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 (1)直接防护（坡面直接防护（坡面防护）防护）特点：尽量特点：尽量不干扰或少不干扰或少干扰干扰原水流的性质，对原水流的性质，对防护地段的上下游及对防护地段的上下游及对岸的影响轻微。岸的影响轻微。适用范围：水流流速不适用范围：水流流速不大、流向与河岸基本平大、流向与河岸基本平行，水流破坏较弱；山行，水流破坏较弱；山区因地形、地质条件的区因地形、地质条件的限制只能用此措施的地限制只能用此措施的地段。段。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 （2）间接防护（导流）涵义：用涵义：用导流或阻流

6、导流或阻流的方法来改变水流的性的方法来改变水流的性质，或迫使质，或迫使主流流向偏离主流流向偏离被防护的地段，或被防护的地段，或减低被防护地段的流速，或改变河槽中冲刷减低被防护地段的流速，或改变河槽中冲刷和淤积的部位，必要时改变河道。间接防护和淤积的部位，必要时改变河道。间接防护河岸或路基河岸或路基。目的：抵抗水流的冲刷和淘刷作用。目的：抵抗水流的冲刷和淘刷作用。性质：比较性质：比较主动型主动型，一旦破坏，可能被水毁，一旦破坏，可能被水毁一部分，但一般不会立即危害路基。一部分，但一般不会立即危害路基。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 （2）间接防护（导流）特点：或多或少要侵占一部

7、分河床断面，不同特点：或多或少要侵占一部分河床断面，不同程度的程度的压缩和扰乱了原水流压缩和扰乱了原水流，其受冲部位冲刷，其受冲部位冲刷和淘刷作用强烈，对防护地段的上下游及对岸和淘刷作用强烈，对防护地段的上下游及对岸有较大影响。有较大影响。适用范围：平原或山区下游，冲刷与淤积平衡，适用范围：平原或山区下游，冲刷与淤积平衡，河性易改。河性易改。（3）改河 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 二、直接防护的类型和构造二、直接防护的类型和构造 1、植物防护、植物防护 2、干砌片石护坡、干砌片石护坡 3、浆砌片石护坡、浆砌片石护坡 4、砼板护坡、砼板护坡 5、抛石防护、抛石防护 6、石笼

8、防护、石笼防护 7、浸水挡土墙、浸水挡土墙 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 二、直接防护的类型和构造二、直接防护的类型和构造 1、植物防护、植物防护 涵义：直接在边坡上铺草皮或种防护林、挂涵义：直接在边坡上铺草皮或种防护林、挂柳。柳。适用范围：适用范围：水流流向与线路大致平行水流流向与线路大致平行，流速，流速为为1.21.8m/s，边坡不受主流冲刷的浅滩，边坡不受主流冲刷的浅滩地段，适于植物生长。地段，适于植物生长。技术要求：草皮护坡采用技术要求：草皮护坡采用台阶式台阶式或或竖立式竖立式的的叠砌法。叠砌法。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 台阶式叠砌台阶式叠砌

9、 竖立式叠砌竖立式叠砌 二、直接防护的类型和构造二、直接防护的类型和构造 2、干砌片石护坡干砌片石护坡 适用范围：适用范围：水流较平顺的河岸滩地边缘水流较平顺的河岸滩地边缘，不受主，不受主流冲刷、波浪作用不太强水库边岸以及流冲刷、波浪作用不太强水库边岸以及无漂浮物无漂浮物和滚石的河段和滚石的河段。流速为。流速为23m/s。技术要求：等截面技术要求：等截面 单层：厚单层：厚2535cm；双层：上层用较大石块厚双层：上层用较大石块厚2535cm，下层厚，下层厚25cm。基础埋深：埋置于最大冲刷深度以下。基础埋深：埋置于最大冲刷深度以下。基础：基础：墁石墁石铺砌、浆砌片石铺砌、浆砌片石脚墙脚墙。任务

10、任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 干砌片石护坡示意图干砌片石护坡示意图 墁石基础墁石基础：冲刷深度小于冲刷深度小于1.0m 浆砌片石浆砌片石脚墙基础脚墙基础：冲刷深度大于冲刷深度大于1.0m 二、直接防护的类型和构造二、直接防护的类型和构造 3、浆砌片石护坡浆砌片石护坡 适用范围：适用范围：周期性浸水周期性浸水路基边坡，经常路基边坡，经常浸水、浸水、受主流冲刷或受强烈波浪作用受主流冲刷或受强烈波浪作用或或有封冰、流水路基边坡及河岸。有封冰、流水路基边坡及河岸。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 二、直接防护的类型和构造二、直接防护的类型和构造 3、浆砌片石护坡浆砌片石

11、护坡 技术要求：等截面，厚技术要求：等截面，厚3060cm 流速大、波浪强，厚度可流速大、波浪强，厚度可60cm，用双层砌筑；，用双层砌筑；级配砂砾卵石垫层：护坡较厚时，级配砂砾卵石垫层：护坡较厚时，1525cm厚，厚，护坡较薄，护坡较薄，1015cm厚。（厚。（泄水孔等同坡面防护泄水孔等同坡面防护）基础：浆砌片石基础：浆砌片石脚墙脚墙。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 脚墙基础脚墙基础：冲刷深度在冲刷深度在3.5m以内，以内，埋置冲刷线以下不少埋置冲刷线以下不少于于1.0m 脚墙基础脚墙基础：冲刷深度在冲刷深度在3.5m以上，埋置冲刷线以上，可采用柔性混凝以上，埋置冲刷线以上

12、，可采用柔性混凝土块板作防护基础处理。土块板作防护基础处理。浆砌片石护坡示意图浆砌片石护坡示意图 二、直接防护的类二、直接防护的类型和构造型和构造 4、混凝土板护坡混凝土板护坡 适用范围：与浆片相同，适用范围：与浆片相同，但但缺乏石料缺乏石料地区。地区。技术要求：技术要求：C13一一C18混凝土预制块，边长不混凝土预制块，边长不少于少于10m，厚为，厚为820cm，配置一定数，配置一定数量的构造钢筋。量的构造钢筋。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 混凝土板护坡示意图混凝土板护坡示意图 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 二、直接防护的类型和构造二、直接防护的类型和

13、构造 5、抛石防护抛石防护 涵义：坚硬、耐冻、不易风化的岩石，按照一涵义：坚硬、耐冻、不易风化的岩石，按照一定的断面形式抛掷或堆砌于路基边坡、坡脚或定的断面形式抛掷或堆砌于路基边坡、坡脚或河床内。河床内。适用范围：水流方向稳定、无严重局部冲刷且适用范围：水流方向稳定、无严重局部冲刷且河床地层承载力较高河床地层承载力较高及抢险及抢险临时加固临时加固工程。工程。技术要求：厚度不得小于石块粒径的技术要求：厚度不得小于石块粒径的2倍，坡倍，坡度一般为度一般为1：1.53.5。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 既有线路基坡脚抛石防护示意既有线路基坡脚抛石防护示意图图 设置垫层设置垫层 不

14、设垫层不设垫层 二、直接防护的类型和构造二、直接防护的类型和构造 6、石笼防护石笼防护 涵义：将装满石块的铁丝笼，按照一定的断面涵义：将装满石块的铁丝笼，按照一定的断面形式抛掷或堆砌在路基边坡、坡脚或河床内。形式抛掷或堆砌在路基边坡、坡脚或河床内。适用范围：受适用范围：受洪水冲刷洪水冲刷但但无滚石无滚石的河段和的河段和大石大石料缺乏料缺乏的地区。的地区。技术要求：垒砌、平铺。技术要求：垒砌、平铺。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 平铺式平铺式 石笼防护示意图石笼防护示意图 垒砌式垒砌式 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 石石笼笼构构造造图图 二、直接防护的类型和

15、构造二、直接防护的类型和构造 7、浸水挡土墙浸水挡土墙 适用范围：需设坚强防护地段，地形限制不宜设适用范围：需设坚强防护地段，地形限制不宜设其他冲刷建筑物的其他冲刷建筑物的峡谷急流和冲刷严重河段峡谷急流和冲刷严重河段。流。流速为速为58m/s，浪高大于，浪高大于2m。技术要求：采用重力式或衡重式挡土墙，用技术要求：采用重力式或衡重式挡土墙，用M10浆砌片石砌筑。浆砌片石砌筑。基础埋深：冲刷深度线下不少于基础埋深：冲刷深度线下不少于1.0m，或埋置，或埋置在完整的基岩上。在完整的基岩上。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 路基冲刷直接防护类型路基冲刷直接防护类型 防护类型 结构形式

16、 适用条件 注意事项 容许流速(m/s)水文、地形条件 植物防护 铺草皮 1.21.8 水流方向与线路近乎平行,不受各种洪水主流的冲刷的季节性浸水路堤边坡防护 种植防水林、挂柳 有浅滩地段的河岸冲刷防护 干砌片 石护坡 单层干砌厚一般0.250.35m 双层干砌厚上层0.250.35m,下层0.25m 24 水流方向较平顺的河岸滩地边缘;不受主流冲刷的路堤边坡 应设置垫层 浆砌片 石护坡 厚0.30.6m 48 主流冲刷及波浪作用强烈处的路堤边坡 有冻胀变形的边坡上应设垫层 抛石 石块尺寸根据流速和波浪大小计算,一般0.30.5m 3 水流方向较平顺,无严重局部冲刷地段 抛石厚度不应小于石块尺

17、寸之两倍 石笼 镀锌铁丝、竹编笼箱或土工格栅笼箱 56 受洪水冲刷但无滚石的地段和大石料缺少的地区 浸水挡 土墙 58 峡谷急流地段,水流冲刷严重地段 三、间接防护的类型和构造三、间接防护的类型和构造 1、丁坝、丁坝 2、顺坝、顺坝 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 三、间接防护的类型和构造三、间接防护的类型和构造 1、丁坝、丁坝 （1）作用：）作用：横向约束水流而迫使水流转向，横向约束水流而迫使水流转向，使防护的路基岸坡流速减缓，避免或减少冲使防护的路基岸坡流速减缓，避免或减少冲刷并淤积成新岸。刷并淤积成新岸。（2）优点：）优点：水流改变能力强。水流改变能力强。缺点：缺点：严

18、重干扰水流性质，对上下游及对岸严重干扰水流性质，对上下游及对岸有较大影响，水流对坝体尤其是坝头的作用有较大影响，水流对坝体尤其是坝头的作用强烈。受水流冲击力大，需稳定性检算。强烈。受水流冲击力大，需稳定性检算。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 三、间接防护的类型和构造三、间接防护的类型和构造 1、丁坝、丁坝 （3）设置：）设置：坝身伸向河心。由于水流冲击严重，坝身伸向河心。由于水流冲击严重，一般设多个丁坝形成坝群。一般设多个丁坝形成坝群。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 三、间接防护的类型和构造三、间接防护的类型和构造 1、丁坝、丁坝 （4）种类：）种类：A、按

19、河水流向与丁坝的交角的大小，、按河水流向与丁坝的交角的大小，分垂直、上挑、下挑三种。分垂直、上挑、下挑三种。上挑式挑水能力最强，下挑式最弱。上挑式挑水能力最强，下挑式最弱。垂直布置形式垂直布置形式 下挑布置形下挑布置形式式 上挑布置形式上挑布置形式 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 三、间接防护的类型和构造三、间接防护的类型和构造 1、丁坝、丁坝 （4）种类：）种类：B、根据坝身的长短，又分长、短丁坝，、根据坝身的长短，又分长、短丁坝，长丁坝深入河床，挤压断面大，挑水力量长丁坝深入河床，挤压断面大，挑水力量大。大。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 任务任务6.2

20、 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 三、间接防护的类型和构造三、间接防护的类型和构造 1、丁坝：（、丁坝：（5）构造：）构造：坝头、坝身、坝根。坝头、坝身、坝根。坝根：与坝岸相接，是结构的薄弱部分，坝根嵌入河坝根：与坝岸相接，是结构的薄弱部分，坝根嵌入河岸。岸。坝头：常将背水面放宽；横坡放缓。坝头：常将背水面放宽；横坡放缓。坝身：迎水面坡度缓于背水面，坝头缓于坝身。坝身：迎水面坡度缓于背水面，坝头缓于坝身。三、间接防护的类型和构造三、间接防护的类型和构造 1、丁坝、丁坝 （2）构造：）构造：坝头、坝身、坝根。坝头、坝身、坝根。坝身：断面为不对称梯形。坝身：断面为不对称梯形。任务任务6.2 6.

21、2 冲刷防护工程冲刷防护工程 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 三、间接防护的类型和构造三、间接防护的类型和构造 2、顺坝、顺坝 （1）设置：平面上作纵向布置，坝身平行于水流）设置：平面上作纵向布置，坝身平行于水流流向。流向。（2）构造：坝头、身、根。坝头与岸坡分开，坝）构造：坝头、身、根。坝头与岸坡分开，坝根受力重，嵌入河岸。根受力重，嵌入河岸。三、间接防护的类型和构造三、间接防护的类型和构造 2、顺坝、顺坝 （3）作用：使水流顺坝身而流动，逐渐转向，）作用：使水流顺坝身而流动，逐渐转向，离开防护的路基河岸区。离开防护的路基河岸区。（4）优点：压缩河床断面少，）优点：压缩河床

22、断面少，对水流干扰少对水流干扰少，不致引起过大的冲刷。受力小，一般不用检算。不致引起过大的冲刷。受力小，一般不用检算。缺点：坝长与防护地段等长，总长度大于丁缺点：坝长与防护地段等长，总长度大于丁坝，坝，造价高造价高，改建难。，改建难。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 四、改河四、改河 将水流引入新的河道将水流引入新的河道，避免对路基、坡岸的冲刷，避免对路基、坡岸的冲刷 改河时必须掌握河流的性质及其演变规律，因势利导，改河时必须掌握河流的性质及其演变规律，因势利导，防止硬性改动。防止硬性改动。改河的起终点要与原河床平顺相接。改河的起终点要与原河床平顺相接。为防止水流重归故道，一般

23、还应在旧河道上设置拦河为防止水流重归故道，一般还应在旧河道上设置拦河坝。坝。要要注意改河后对附近农田、水利和居民点等的影响。注意改河后对附近农田、水利和居民点等的影响。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 五、冲刷防护施工技术要求五、冲刷防护施工技术要求 基坑开挖要求基坑开挖要求 护坡铺砌要求护坡铺砌要求 坡体沉降稳定坡体沉降稳定 与边坡衔接牢固与边坡衔接牢固 片石强度片石强度 反滤层等设置反滤层等设置 要求要求 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 小结：小结：冲刷防护的分类冲刷防护的分类 冲刷防护的冲刷防护的常用类型常用类型及其及其构造构造（重点）（重点）冲刷防护的

24、施工技术要求冲刷防护的施工技术要求 任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程 练习：练习：1、属于冲刷防护工程的有（、属于冲刷防护工程的有（）。）。A、浆片护坡、浆片护坡 B、抛石防护、抛石防护 C、丁坝、丁坝 D、骨、骨架护坡架护坡 E、喷护、喷护 2、按河水流向与丁坝的交角的大小，丁坝、按河水流向与丁坝的交角的大小，丁坝分分 、三种布置形式。三种布置形式。3、判断：导流是被动型防护方法，一旦遭受破坏，、判断：导流是被动型防护方法，一旦遭受破坏，铁路立即受到威胁。铁路立即受到威胁。4、石笼防护有哪几种铺砌形式？、石笼防护有哪几种铺砌形式？5、简述浆片护坡防冲刷时，其基础的设置方法。、简述浆片护坡防冲刷时，其基础的设置方法。任务任务6.2 6.2 冲刷防护工程冲刷防护工程