通透式玻璃景觀防浪墻在城市堤防中的應(yīng)用

王　甜，李　俊

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

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推廣應(yīng)用

通透式玻璃景觀防浪墻在城市堤防中的應(yīng)用

王甜，李俊

(黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150080)

防浪墻主要功能是防浪、防洪、阻水的作用，同時降低土堤高度，傳統(tǒng)鋼筋混凝土防浪墻采用鋼筋混凝土為主料美觀度較差，雖然具有防浪、防洪、阻水的功能，但也能把美麗的風(fēng)景阻擋在人們的視野之外，本文通過松花江干流木蘭縣城區(qū)段堤防治理工程設(shè)計(jì)采用一種即能起到防洪作用又能不影響城市發(fā)展要求通透式玻璃景觀防浪墻，克服了傳統(tǒng)鋼筋混凝土防浪墻方案對城市景觀的影響。

防浪墻；通透式；玻璃墻；城市堤防；應(yīng)用

1　綜　述

城市防洪堤是城市防洪工程的重要組成部分。為保證堤防安全，堤防必須高出設(shè)計(jì)洪水位一定的超高值，但由于堤防主要分布于城區(qū)，過高的防洪堤不僅影響工程投資，而且對城市的環(huán)境、交通和景觀等影響很大[1]。因此，對城市防洪堤主要采用堤防結(jié)合防浪墻布置，降低堤頂高程。

防浪墻主要功能是為了防止波浪翻越堤頂而在堤頂擋水前沿設(shè)置的墻體，起到防浪、防洪、阻水的作用，同時降低土堤高度。傳統(tǒng)鋼筋混凝土防浪墻采用鋼筋混凝土為主料，用模板澆筑而成，其墻體的外表面為混凝土材質(zhì)，美觀度較差，雖然具有防浪、防洪、阻水的功能，但也能把美麗的風(fēng)景阻擋在人們的視野之外，為了克服傳統(tǒng)鋼筋混凝土防浪墻方案對城市景觀的影響，提供一種即能起到防洪作用又能不影響城市發(fā)展要求通透式的景觀效果，在松花江干流木蘭縣城區(qū)段堤防治理工程中，通過優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，采用一種新型即通透式玻璃景觀防浪墻。

2　防浪墻方案比選

2.1工程概況

木蘭縣主城區(qū)段堤防為2級堤防。沿江堤防為市區(qū)主要沿江景觀帶，是市民重要的休閑鍛煉場所，現(xiàn)有堤防堤頂設(shè)有鋼筋混凝土防浪墻，墻高0.6m，防浪墻頂高程低于計(jì)算墻頂高程1.0～1.2 m左右，不滿足防洪要求，但采用一般的土堤加高方案，對周圍景觀影響大，不適合本段堤防，只能采取防浪墻加高方案。由于工程位于城區(qū)景觀帶，防浪墻需加高1.0～1.2m，如在現(xiàn)有墻頂加傳統(tǒng)鋼筋混凝土墻方案，在江堤前會形成高1.8m的高墻，嚴(yán)重阻擋江堤公園的游人視線，破壞沿江景觀帶的景觀，因此需要一種既能滿足防洪要求又能不影響景觀要求的防浪墻方案。堤防現(xiàn)狀公園圖見圖1。

圖1　木蘭城區(qū)堤防現(xiàn)狀公園圖

2.2防浪墻方案比選

根據(jù)本工程現(xiàn)狀特點(diǎn)，防浪墻方案應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀景觀要求，盡量選擇對現(xiàn)狀景觀帶影響小，結(jié)合經(jīng)濟(jì)投資進(jìn)行方案選取，并參考國內(nèi)已建工程進(jìn)行方案布置，初步方案布置如下：

方案①：玻璃景觀防浪墻方案。

現(xiàn)狀防浪墻為鋼筋混凝土墻體，防浪墻由擴(kuò)大基礎(chǔ)防浪墻及立柱組成，防浪墻墻體頂寬0.3m，基礎(chǔ)底寬1.5m，基礎(chǔ)埋深1.8m，地面以上墻高0.6m，防浪墻立柱軸線間距8m，立柱基礎(chǔ)底寬2.1m，基礎(chǔ)埋深1.8m，地面以上立柱高度1.0m，立柱柱體斷面為0.5×0.5m矩形斷面。

在現(xiàn)狀防浪墻上接通透式玻璃防浪墻，考慮玻璃墻體安全性，墻頂高程按不允許越浪確定，設(shè)計(jì)超高1.5m。考慮玻璃防浪墻墻體需連續(xù)封閉以及玻璃墻體單元支撐結(jié)構(gòu)要求，現(xiàn)狀混凝土立柱需要接高，立柱接高部分仍采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，頂高程同玻璃防浪墻墻頂高程。根據(jù)現(xiàn)狀防浪墻布置形式，玻璃防浪墻單跨長度7.5m，每一跨設(shè)4塊單元格，各單元玻璃通過固定在下部現(xiàn)狀防浪墻上的不銹鋼U型槽、不銹鋼立柱組件、安裝在兩側(cè)混凝土立柱上的不銹鋼U型槽及接頭片、螺栓等并排連接固定，玻璃墻與U形槽框之間分別通過結(jié)構(gòu)膠密封，以確保不漏水、滲水。玻璃墻面單元采用厚12+12mm高強(qiáng)度鋼化夾膠玻璃，見圖2。

圖2玻璃景觀防浪墻方案圖3活動擋板防浪墻方案

方案②：活動擋板防浪墻方案。

在現(xiàn)狀防浪墻前設(shè)置混凝土基座及立柱，將高強(qiáng)鋁合金結(jié)構(gòu)防浪擋板固定在混凝土柱之間形成活動防浪墻，由于現(xiàn)狀堤頂設(shè)15～30m寬，現(xiàn)狀堤后地勢較高，堤頂為硬化路面，堤頂較寬，防浪墻部分僅擋風(fēng)浪壅高，如汛期發(fā)生越浪，防浪擋板后為現(xiàn)狀鋼筋混凝土防浪墻，越浪只能在現(xiàn)狀防浪墻一擋板之間，不會對堤后形成影響，汛期做好排水措施，可避免洪水影響，擋板頂高程按允許越浪工況設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)超高1.1m，擋板高1.4m，汛期防汛時將防浪擋板安裝，平時不影響景觀以實(shí)現(xiàn)水利功能與環(huán)境景觀的結(jié)合。

活動擋板由平面閘板、埋件和定位件等組成，閘板厚度40mm，上下游為厚度3mm板，沿高度方向設(shè)有厚度3mm隔板，間距200mm，整體的“倒門型”止水埋件鑲嵌在混凝土墩柱和承臺中，可以保證閘板的止水精度和效果。在現(xiàn)有防浪墻迎水面預(yù)埋錨件，用于支撐和固定擋板，見圖3。

表1　方案優(yōu)缺點(diǎn)對比表

兩種方案比較如下：

1)施工比較

方案①(玻璃景觀防浪墻方案)是利用現(xiàn)有鋼筋混凝土防浪墻為基礎(chǔ)，設(shè)置埋件及立柱作為玻璃墻的支撐，玻璃景觀墻為新型技術(shù)，一般有專業(yè)廠家安裝，土建部分僅對現(xiàn)狀混凝土立柱進(jìn)行加高，拆除部分墻體部件，為玻璃墻埋件創(chuàng)造條件，施工簡單。

方案②(活動擋板防浪墻方案)是在現(xiàn)狀防浪墻前利用墻前平臺新建一道活動擋板防浪墻，活動擋板設(shè)置在底部混凝土基座上，混凝土基座上預(yù)埋設(shè)鋼槽及立柱作為墻體支撐，考慮基礎(chǔ)穩(wěn)定要求基礎(chǔ)埋深1.5m，施工期間現(xiàn)狀防浪墻前開挖1.5m深會對現(xiàn)狀防浪墻穩(wěn)定有影響，施工期需要采取臨時支護(hù)等工程措施，活動擋板為專業(yè)廠家制作安裝。

因此2種方案施工難度相差不大，土建部分均為常規(guī)施工，擋墻為專業(yè)廠家安裝制作，方案②相對于方案①需考慮施工期間對現(xiàn)狀墻體穩(wěn)定的影響，并采取相應(yīng)措施。

2)運(yùn)行管理

方案①(玻璃景觀防浪墻方案)墻體主體為高強(qiáng)度夾膠玻璃，參考國內(nèi)已建工程及其他工程玻璃幕墻運(yùn)行效果，高強(qiáng)度玻璃具有強(qiáng)度高、抗沖擊性強(qiáng)、安全性高等特性，可兼具擋水防浪功能，日常維護(hù)費(fèi)用低。

方案②(活動擋板防浪墻方案)汛期防汛時將防浪擋板安裝，平時存放在專門倉庫，專門人員看管維護(hù)，汛期閘門安裝復(fù)雜，需要專門培訓(xùn)安裝人員，由于擋板安裝需要基礎(chǔ)預(yù)埋件尺寸精準(zhǔn)，因此需要定期對埋件進(jìn)行復(fù)核已確保汛期能精準(zhǔn)安裝，增大日常維護(hù)人力物力及相應(yīng)費(fèi)用，汛期安裝費(fèi)用為220元/m2，安裝1次費(fèi)用為83.9萬，在非汛期還要培訓(xùn)專業(yè)安裝人員，組織非汛期安裝演練，運(yùn)行費(fèi)用大。

兩種方案運(yùn)行管理方面比較，方案①(玻璃景觀防浪墻方案)具有運(yùn)行費(fèi)用低，管理方便，方案②(活動擋板防浪墻方案)運(yùn)行管理復(fù)雜，投入人力物力大，運(yùn)行管理費(fèi)用大。

3)投資比較

兩種方案均為新型技術(shù)，投資相對常規(guī)防浪墻大，但方案①較方案②投資少，且方案②運(yùn)行管理復(fù)雜，費(fèi)用高，從投資方面比較，方案①更經(jīng)濟(jì)，管理運(yùn)行更方便，且與周邊景觀協(xié)調(diào)性更好。

綜合比較，方案①(玻璃景觀防浪墻方案)具有投資少，運(yùn)行管理方便，維護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)，因此本次設(shè)計(jì)玻璃景觀防浪墻方案為推薦方案。防浪墻是為了防止波浪翻越堤頂而在堤頂擋水前沿設(shè)置的墻體，起到防浪、防洪、阻水的作用?，F(xiàn)有的防汛墻大多采用鋼筋混凝土為主料，用模板澆筑而成，其墻體的外表面為混凝土材質(zhì)，美觀度較差，雖然具有防浪、防洪、阻水的功能，但也能把美麗的風(fēng)景阻擋在人們的視野之外，不適合當(dāng)前宜居、和諧、景觀化的要求?，F(xiàn)在也有一些防汛墻在澆筑完成后，在混凝土外墻表面上用外墻涂料噴涂，有的還用彩色涂料噴涂一些圖案，可以達(dá)到美飾效果。由于防浪墻多建造在水邊，產(chǎn)生的水霧、水蒸氣較大，在雨水、水霧、水蒸氣的長期侵蝕下，外墻涂料很容易掉色脫落，使美觀效果不能長久。玻璃防浪墻可以克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種通透式的景觀效果，不但具有防浪、防洪、阻水的功能，還具有與景觀相融、美觀、通透的優(yōu)點(diǎn)[2]。

2.3選定方案結(jié)構(gòu)布置

現(xiàn)狀防浪墻為鋼筋混凝土墻體，防浪墻由擴(kuò)大基礎(chǔ)防浪墻及立柱組成，防浪墻墻體頂寬0.3m，基礎(chǔ)底寬1.5m，基礎(chǔ)埋深1.8m，地面以上墻高0.6m，防浪墻立柱軸線間距8m，立柱基礎(chǔ)底寬2.1m，基礎(chǔ)埋深1.8m，地面以上立柱高度1.0m，立柱柱體斷面為0.5×0.5m矩形斷面。

根據(jù)現(xiàn)狀防浪墻布置形式，玻璃防浪墻單跨長度7.5m，每一跨設(shè)4塊單元格，玻璃防浪墻主要由立柱組件、U型槽、防震橡膠條、高強(qiáng)度玻璃、立柱預(yù)埋件組成，玻璃防浪墻安裝前先拆除現(xiàn)狀防浪墻頂面及立柱高于現(xiàn)狀墻頂上部分的表面現(xiàn)有大理石貼面層，對鋼筋混凝土立柱按設(shè)計(jì)高度進(jìn)行接高，同時對現(xiàn)有防浪墻頂板鑿毛并設(shè)錨筋鋪設(shè)玻璃墻底部預(yù)埋件二期混凝土，二期混凝土厚度20cm，為方便安裝，在澆筑底部基礎(chǔ)時預(yù)先把立柱埋件放置好。U型槽需要在澆筑混凝土柱子時安置完畢，兩端與不銹鋼立柱焊接，形成一個開口向上的三邊框。玻璃的左右及下底面上有U型防震橡膠條，把整體放置于U型不銹鋼框架內(nèi)，外面安上不銹鋼立柱附件，玻璃安裝就位后，T字型不銹鋼立柱用U型的不銹鋼面罩罩住，每立柱用3只M10×40mm不銹鋼內(nèi)六角螺栓上緊，隨后用3只M6×10mm不銹鋼防盜型悶蓋螺栓封口，在玻璃與不銹鋼件之間注上密封膠，以確保不漏水、滲水。玻璃墻面單元采用厚12+12mm高強(qiáng)度鋼化夾膠玻璃，見圖4。

圖4玻璃景觀防浪墻立視圖

圖5　玻璃景觀防浪墻結(jié)構(gòu)布置圖

圖6　玻璃景觀防浪墻效果圖

3　結(jié)論與思考

文章通過工程實(shí)例結(jié)合城市堤防設(shè)計(jì)要求，通過方案比較最終選定通透式玻璃景觀防浪墻方案，從玻璃景觀防浪墻特點(diǎn)及適用條件出發(fā)，并主要就玻璃景觀防浪墻在城市堤防中的應(yīng)用和設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)闡述。工程實(shí)踐證明，通透式玻璃景觀防浪墻可以克服傳統(tǒng)防浪墻技術(shù)不足，提供一種通透式的景觀效果，不但具有防浪、防洪、阻水的功能，還具有與景觀相融、美觀、通透的優(yōu)點(diǎn)，是一種在城市堤防設(shè)計(jì)中應(yīng)該大力推廣和應(yīng)用的一種防浪墻結(jié)構(gòu)形式。

[1]中華人民共和國水利部.堤防設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2013.

[2]黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.松花江干流治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].哈爾濱：黑龍江省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，2015.

Application of Penetrative Glass Landscape Wave Wall in Urban Embankment

WANG Tian and LI Jun

(Heilongjiang Provincial Water Conservancy & Hydropower Investigation,Design and Research Institute, Harbin 150080, China)

The main functions of wave wall are wave prevention, flood control and water blocking, and to reduce the height of soil dike, the traditional reinforced concrete wave wall adopts the reinforced concrete as the main material with poor appearance, having the functions of wave prevention, flood control and water blocking, but beautiful scene also are blocked outside of people’s eye shot. The design of dike regulation project along the main Songhua River in the urban Mulan County adopts a kind of glass wave wall, which not only can take roles of flood control but also not effects the urban development,overcoming the effects of traditional reinforced concrete wave wall on the urban scene.

wave wall; glass wall; urban dike

1007-7596(2016)06-0118-04

2016-04-22

王甜(1985-)，女，安徽靈璧人，工程師；李俊(1979-)，男，河南洛陽人，工程師。

U656.31

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