堤路結(jié)合在泉州金塔防洪堤的應用

賴福梁

（福建省水利水電勘測設(shè)計研究院，福建 福州 350001）

1 工程概況

福建省泉州金塔段堤路結(jié)合工程系以晉江下游防洪岸線整治工程（金塔堤段）為基礎(chǔ)，采用堤路結(jié)合方案，在堤頂布置城市Ⅰ級主干路，延伸至泉州市江濱南路霞洲新村段，道路總長7 165m；金塔堤段防洪岸線新建堤長6 405 m，均為堤路結(jié)合。堤防為1級堤防工程，防洪標準為100 a一遇；道路為城市Ⅰ級主干路，設(shè)計行車速度60 km/h，路基寬度41 m，雙向4車道四幅路。工程于2006年3月動工建設(shè)，2008年底通車試運行。

2 水文地質(zhì)條件

晉江發(fā)源于戴云山脈南端，流域面積5 629 km2，全長182 km，主河道平均坡降2.2‰，為福建省第4大河流。晉江干流自金雞閘以下河段為感潮區(qū)，崇武站多年逐月平均高潮位2.365 m，歷史最高潮位4.499m。100 a一遇設(shè)計洪水流量11 100m3／s，由荀江橋-金雞水閘的設(shè)計水位為10.70～12.10m。

工程區(qū)位于晉江下游河段右岸，線路位于河流沖積階地和河漫灘上，屬河流沖積地貌。全線以沖洪積、海積平原為主，地勢較低洼且平緩，僅在金浦水閘下游側(cè)金浦山為殘積堆積殘丘地貌?，F(xiàn)有地面高程在4.1～8.0m之間，殘丘高程約35.0m。工程位于現(xiàn)有防洪堤的外側(cè)灘地上。上部土層主要為第四系沖洪積堆積和海相沉積的松散堆積物，下部為殘積堆積的砂質(zhì)粘性土，下伏基巖為燕山晚期中粗粒黑云母花崗巖。

3 堤路結(jié)合方案的提出

晉江下游防洪堤工程始建于20世紀50年代，南北兩岸堤長共28.24 km，堤線甚不規(guī)則。浮橋以下（北岸自潘山）防洪岸線及河道整治于1999年動工，2002年基本完工。其采用了堤路分離的方案，防洪堤采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)布置在外江側(cè)，江濱路布置在內(nèi)側(cè)。防洪堤高度較路面高約5m，景觀效果差；同時由于建設(shè)、設(shè)計、施工均屬于不同部門，協(xié)調(diào)工作量大。

隨著人與自然和諧相處的治水新理念的發(fā)展，按照以人為本、人水相親的思路，把防洪工程建設(shè)與城市建設(shè)結(jié)合起來，既可提高防洪堤的整體抗洪能力，又可完善城市交通網(wǎng)絡(luò)，美化環(huán)境，還可充分利用土地資源，提高近堤土地開發(fā)利用價值，在確保城市防洪安全的同時也提升了城市的形象和品位。

金塔堤段為新建金雞水閘至荀江橋河段南岸堤防，按照規(guī)劃岸線外移至舊防洪堤外側(cè)灘地，保護范圍內(nèi)新增土地為江南組團規(guī)劃用地，現(xiàn)狀為灘地和園地，迫切需要建設(shè)交通路網(wǎng)，改善當?shù)亟煌l件，為堤路結(jié)合提供了客觀條件。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟分析論證，決定采用“堤路結(jié)合”堤頂路方案。為了吸取堤路屬于不同部門所帶來的協(xié)調(diào)工作量大、效率低等教訓，要求統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計、同步施工、同步投入運行。為此要求設(shè)計人員對水利、市政有關(guān)設(shè)計、施工規(guī)范予以綜合理解，在滿足堤路原有功能不變的前提下，實現(xiàn)兩者有機結(jié)合。

4 堤路結(jié)合設(shè)計特點

4.1 堤路線路平面布置

堤線布置遵循的原則：河堤堤線應與河勢流向相適應，與主流線大致平行，堤線應力求平順，堤段平緩連接，不得采用折線或急彎。

市政路線平面設(shè)計應符合的原則：處理好直線與平曲線的銜接，合理地設(shè)置緩和曲線、超高、加寬等。

堤、路布置原則基本相同，主要是線路平順、平緩銜接。堤防設(shè)計規(guī)范中沒有明確規(guī)定轉(zhuǎn)彎半徑大小，但為保持水流順暢，根據(jù)水力學計算，一般堤線轉(zhuǎn)彎半徑均應大于河寬的3～5倍。道路的圓曲線半徑與計算行車速度有關(guān)，一般大于行車速度的8～12.5倍。金塔堤段最小行洪寬度為750m，堤線轉(zhuǎn)彎半徑應大于2250～3750m；設(shè)計行車速度60 km/h，道路轉(zhuǎn)彎半徑宜大于480m。堤線布置遠大于道路所需的轉(zhuǎn)彎半徑，意味著堤路結(jié)合工程的平面布置應以滿足堤線布置為要求。同時可以在堤線轉(zhuǎn)彎段，利用堤路兩者轉(zhuǎn)彎半徑差，形成一個月牙形區(qū)域，設(shè)置觀景休閑區(qū)，布置綠化、停車區(qū)等，滿足城市觀光、停車需求。堤線的端頭一般與高程較高的區(qū)域銜接，道路則需要與相鄰路網(wǎng)連接，這時平面布置往往需要在滿足防洪高程要求的前提下適當延伸，這部分就需要根據(jù)地形合理選擇，必要時堤路分離，銜接堤、路各自的功能要求。

4.2 堤頂高程

堤頂高程應按設(shè)計洪水位加堤頂超高確定，1級堤防的堤頂安全超高值不應小于1.0m。沿河道路位于河堤頂?shù)膽哂诤拥婪篮樗?.5 m，當岸邊設(shè)置擋水設(shè)施時，不受此限。

根據(jù)上述堤路規(guī)范要求，堤路結(jié)合工程的頂高程應以堤防標準為準，道路可以在洪水位以上0.5～1.0m間調(diào)整，這段高差恰好可以滿足道路縱向排水要求。因此堤路結(jié)合頂高程兩者可以密切結(jié)合。

4.3 堤路橫斷面設(shè)計

堤路結(jié)合的重點是斷面設(shè)計，只有在斷面設(shè)計中充分考慮堤路原有功能不變，才能實現(xiàn)兩者有機結(jié)合。堤的斷面設(shè)計重點是：斷面尺寸、防滲方式、基礎(chǔ)處理、排水和防護。路的斷面設(shè)計重點是路幅布置、基礎(chǔ)處理和防護。兩者在基礎(chǔ)處理基本相同，均應根據(jù)地質(zhì)條件進行設(shè)計，以滿足基礎(chǔ)承載能力的要求；防護設(shè)計要求亦基本相同，主要滿足雨水、洪水沖刷要求。堤斷面尺寸主要以滿足各種工況下穩(wěn)定性的要求，路橫斷面設(shè)計主要是根據(jù)交通規(guī)劃、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)和交通流進行確定，合理布置各車道、綠化帶和管網(wǎng)設(shè)施。由于市政道路往往較寬，因此堤路橫斷面寬度一般以滿足道路布置要求，防洪堤僅須進行穩(wěn)定復核計算即可。金塔堤段采用堤頂設(shè)置人行道形成防洪堤斷面，在其后側(cè)將道路斷面緊靠防洪堤形成堤路結(jié)合斷面，詳見圖1。迎水面主要以滿足防滲需要，設(shè)置粘土斜墻；背水側(cè)以滿足排水要求設(shè)置排水棱體，在其上部設(shè)置草皮網(wǎng)格護坡。

堤基地層主要分為兩種類型，一種表層為粉質(zhì)粘土，下部為淤泥質(zhì)土，其下為中細砂，主要分布在樁號 0+000～0+120、2+164～3+860、4+590～5+735.04；一種表層為中細砂，其下為中粗砂，下部為殘積砂質(zhì)粘土，主要分布在樁號0+120～2+164、3+860～4+590。針對以上兩種地質(zhì)土層進行滲流穩(wěn)定計算，計算結(jié)果表明當基礎(chǔ)表層為粉質(zhì)粘土，且其厚度超過3m時，粉質(zhì)粘土滲透系數(shù)為2.56×10-7m/s，為弱透水層，天然地基可滿足滲透穩(wěn)定要求。當基礎(chǔ)為砂時，由于砂為強透水層，堤基滲漏量每延米堤長為5.15×10-6m3/s，一天每延米堤長滲漏量為0.45m3/d，滲漏量較大，需要采用射水法混凝土防滲墻防滲；但采用堤路結(jié)合后，底寬增加35m，按照路堤填筑土料滲透系數(shù)進行計算，不設(shè)混凝土防滲墻防滲的情況下，每延米堤長為5.8×10-7m3/s，其滲漏量較小，可以滿足防滲穩(wěn)定要求，中細砂段亦取消防滲墻，節(jié)約了投資。

道路路面硬化增加了防洪堤的穩(wěn)定安全系數(shù)，尤其是遭遇超標洪水發(fā)生越浪時。

4.4 填筑材料及壓實度要求

防洪堤填筑土料要求宜選用粘粒含量為15%～30%、塑性指數(shù)為10～20的粘性土；鋪蓋、心墻、斜墻等防滲體宜選用防滲性能好的土；堤后蓋重宜選用砂性土。道路填方材料一般選擇具備一定排水性能的砂性土。道路布置在防洪堤后段，采用砂性土，與防洪堤堤后蓋重要求相同。泉州市區(qū)的粘土比較缺乏，需要到較遠的料場開采，根據(jù)建材勘查情況，粘土料場最近運距15 km，所以堤路在筑堤材料的選擇上本著“就地取材，合理利用”的原則，在滿足防洪堤防滲要求的前提下盡量減少外購粘土方量。根據(jù)橫斷面設(shè)計僅在防滲斜墻采用粘土，其余段均采用滿足道路填筑要求的土料即可，這樣場內(nèi)部分開挖料可用于道路填筑，大大減少了外運土料量。

圖1 堤路結(jié)合橫斷面圖（單位：cm）

圖2 旱閘、越堤路與涵洞結(jié)合形成的菱形立體交叉口

粘性土土堤的填筑標準1級堤防不應小于0.94。路基壓實度標準采用重型壓實標準，填方路段路槽底面以下80 cm范圍內(nèi)，壓實度不小于0.95，80～150 cm范圍內(nèi)，壓實度不小于0.93，150 cm以下范圍，壓實度不小于0.90。道路壓實度指標除80 cm范圍內(nèi)大于堤防填筑標準要求外，其余均小于填筑標準。考慮防洪堤的重要性和性能日益發(fā)展的碾壓設(shè)備，對堤路結(jié)合段路基壓實度標準調(diào)整為路槽底面以下80 cm范圍內(nèi)，壓實度不小于0.95，80 cm以下范圍，壓實度不小于0.94。在填筑材料和壓實度要求統(tǒng)一后，既可以滿足水利、市政相關(guān)規(guī)范的要求，又為同步施工創(chuàng)造了條件，加快了施工進度。

4.5 交叉建筑物

防洪堤外側(cè)灘地高程在5 a一遇洪水標準左右，規(guī)劃了江濱公園，為城市提供景觀和休閑場所。金塔防洪堤高度在5～6m，阻隔了堤內(nèi)外的交通，需要設(shè)置一定數(shù)量的旱閘或越堤路。堤內(nèi)江南組團規(guī)劃用地，交通路網(wǎng)縱橫交錯，需要與防洪路堤連接，形成交通路網(wǎng)，設(shè)置交叉口。設(shè)計中將旱閘布置在規(guī)劃道路上，利用堤高可以滿足交通要求的有利條件下，在旱閘后設(shè)置涵洞，在路堤兩側(cè)設(shè)置4條越堤路，形成立體菱形交叉口，有效解決了堤內(nèi)外、上下的交通問題，實現(xiàn)了交通有序分流，其布置圖詳見圖2。對越堤路做好路肩的防護設(shè)施，內(nèi)肩設(shè)路緣石，外肩設(shè)防護欄（墻），確保安全。

金塔堤段位于排澇規(guī)劃的江南片區(qū)，根據(jù)現(xiàn)場地形條件和排澇規(guī)劃，金塔堤段設(shè)置水閘1座，排澇穿堤管6處。在水閘后側(cè)布置橋梁，水閘不再設(shè)置交通橋。

5 結(jié)語

堤路結(jié)合工程既可提高防洪堤的整體抗洪能力，又可完善城市交通網(wǎng)絡(luò)。其將水利建設(shè)與城市建設(shè)、環(huán)境整治、交通物流相結(jié)合，建設(shè)成“水安全、水環(huán)境、水景觀、水經(jīng)濟”一體的綜合效益工程，構(gòu)筑了人水和諧的城市防洪工程。堤路結(jié)合工程越來越多地在城市堤防建設(shè)中采用。

泉州金塔段堤路結(jié)合工程設(shè)計中充分分析堤路的設(shè)計規(guī)范，選擇合適的設(shè)計指標，在平面布置、路基和交叉建筑物等實現(xiàn)堤路有機結(jié)合，同步施工，同步投入運行，取得良好的經(jīng)濟和社會效益。通過科學論證、系統(tǒng)分析，總結(jié)了堤路結(jié)合設(shè)計的主要特點，值得類似工程借鑒。