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公路水毁讲座.pptx

上传人:wz_198613 2020/12/6 文件大小:4.92 MB

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文档介绍:河流弯道的水流示意图
弯道环流导致凹岸冲刷、凸岸淤积,位于河弯凹岸的沿河公路容易因冲刷导致路基损毁
弯道环流是导致沿河弯凹岸公路路基冲刷的主要原因。
由弯道水流试验观测发现,对于一般河湾,弯顶附近环流已发展得相当充分,且直至弯段出口断面处,环流强度也无很明显的衰减。水流出弯后,虽然离心力已消失,但由于惯性作用,环流仍有一定的强度,可以影响到下游相当长的距离。
对同一河湾而言,环流充分发展的部位还随着流量的大小而在弯顶附近“下挫”或“上提”。
环流强度变化较快的区域主要是弯道进口断面至弯顶附近和出弯后的直段,对应于进弯后的环流逐渐发展加强和出弯后的衰减,
相对而言,出弯后的环流衰减更为重要,它直接影响弯道凹岸出口下游直段的冲刷范围。
河流弯道河床冲刷变形示意图
水流方向
等半径连续弯道的输沙带
两个反向90°弯道的地形和中泓线
人们往往根据工程实际的需要,对河湾凹岸进行护岸、护脚,抑制水流对凹岸河床的冲刷。但经过工程护岸后,沿凹岸的弯曲水流得以稳固,环流可以得到充分发展,沿凹岸的集中冲刷深度将加大,甚至可能危及护岸工程的安全。
显然沿河湾凹岸的公路与固定河岸起着相同的作用,将受到水流的强烈冲刷,若路基的坡面和基脚未采取相应的防冲措施,则有可能因此导致水毁。
凹岸冲刷范围和最大冲刷深度的位置直接影响了防护工程设置的位置与范围,而正确决定防护工程的位置、范围对于防护效果和防护工程自身的安全是至关重要的。
弯道凹岸防护范围
当弯道中心角小于90时,凹岸的冲刷起点在弯顶附近;大于90时,起冲点往往在弯顶偏向上游,因此防护的起点可以取在弯顶向上游加一个安全长度LA的位置,安全长度小于等于一个河宽B,即LA≤B 。
防护的终点,可以按试验资料分析得出的经验值,出口直段防护长度取为2B。
多年的工程实践表明,人们往往对弯道内的防护较为重视,而对弯道出口下游直段的防护则认识不足,而水毁往往出现在这些地方。所以弯道内防护与弯道出口下游直段防护,应结合具体的水流与河道条件统一考虑。
沿河公路路基冲刷防护,应根据河段的洪水特点、河床形态和变形规律、河床质的组成等因素,综合分析水流在该河段上的运动特点和流动状态,进行相应的水力、水文计算,选择合理的防护工程型式及相应的尺寸。
小桥涵出口铺砌末端的平轴旋涡导致局部冲刷,严重时造成铺砌和出口损毁,进而引起桥涵以及与之相连的路基水毁。
造成上述水毁的主要原因:
1)路基冲刷
路基冲刷水毁主要发生在山区,许多路段与河道并行,路基常常是半填半挖或全部为填方筑成。
对于挖方边坡,在降雨条件下,其天然岩土边坡随含水量的变化、坡面冲刷作用以及人为因素的影响而丧失稳定,引起滑坡、坍塌;对于填方边坡,因坡脚受水流冲刷和浸泡,使临河一侧的路基坍塌。
河道水流对沿河路基的冲刷包括两个方面:一是水流流过路基边坡坡面,冲刷坡面泥沙颗粒和岩屑、碎石,将其带走引起坡面冲刷;二是对边坡坡脚的冲刷,因弯道、对岸挑流、绕流等因素引起螺旋流、旋涡等,冲走边坡坡脚的泥沙,造成坡高、坡度增大,使边坡失稳坍塌。
由于填方路基多由开山废渣填筑,若路基边坡未进行冲刷防护加固措施,则在一般洪水条件下,因水位较低、流速不大、坡脚块石较大,尚能够抵御洪水冲刷而保持路基边坡的稳定。

当遇到较大的洪水时,水位高、流速大,而边坡上部的块石较小,坡度也较陡,则边坡中的岩屑、小块石较容易被冲走,从而造成路基坍塌,出现路基缺口或半个以上路基被毁。在路基水毁中,这类水毁居多。