盤縣板橋河堤工程防洪堤初步設計

摘 要：柏果鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展迅速，治理河段經(jīng)過規(guī)劃新區(qū)，其現(xiàn)有防洪設施難以抵御設計洪水，洪災頻繁，損失巨大，須修建防洪工程。結合工程區(qū)的地形地質、河段治理范圍等條件，對防洪地段選擇、防洪堤堤型選擇、堤體結構等內(nèi)容進行了詳細的設計計算分析。推薦采用技術上可行、經(jīng)濟上優(yōu)越的漿砌石重力式防洪堤，有效提高柏果鎮(zhèn)拖長江土城段的防洪能力。

關鍵詞：湄江河；防洪堤；漿砌石

1 工程概況

貴州省盤縣柏果鎮(zhèn)大塘子河堤工程，位于拖長江土城段。本次河道治理根據(jù)規(guī)劃同時使治理河段形成封閉防洪體系，治理河道總長2.031km，新建堤防段長0.956km，新建堤防堤線長度1.736km，河道清淤1.271km。保護人口4000人，保護鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積1.7km2。根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286-98）的規(guī)定，工程主要建筑物的級別為5級[1]。

2 防洪堤堤段選擇

本次河道治理根據(jù)規(guī)劃兼顧業(yè)主意見，使治理河段形成相對封閉體系，治理河道總長2.031km，新建河堤防段長0.956km，新建堤防堤線長1.736km，河道清淤1.271km。保護人口4000人，保護鄉(xiāng)鎮(zhèn)面積1.7km2。治理起點位于土城鄉(xiāng)政府，終點為大塘子隧道處。

根據(jù)河道現(xiàn)有行洪能力分析結果，治理河段全程堤防較多能滿足10年一遇洪水行洪能力，局部不能滿足10年一遇行洪能力；但大多天然堤防為松散土質結構，其質量不能滿足洪水標準，洪水沖刷時會影響其穩(wěn)定從而威脅到附近居民的生命財產(chǎn)安全，故對治理河段全程納入治理范圍以滿足10年一遇的行洪能力。

根據(jù)現(xiàn)場踏勘，本次河道治理起點為土城鄉(xiāng)政府，終點為大塘子隧道處，治理起點上游已建堤防，滿足洪水標準；治理河段的上游部分和終點處河段僅需進行清淤即可滿足河道行洪；終點往下兩岸為山體，天然堤防高程滿足洪水標準且無保護對象。故本次河道治理能形成相對封閉防洪體系。

通過對治理河段內(nèi)防洪能力較薄弱的河段新建漿砌石重力式防洪堤，并對治理河段局部進行清淤，使之滿足設計年限（10年一遇）的防洪要求，形成一個相對封閉的防洪系統(tǒng)。

3 防洪堤型設計

3.1 堤型選擇

治理河段覆蓋層厚3.00～10.00m，根據(jù)其結構特征可分為：（1）人工雜填（Qml）：成份為碎磚、碎塊石等夾少量粘土，結構松散，厚3.0～5.00m，在沿線公路邊或已建河堤的回填物中零星可見；（2）河床沖洪積層（Qal+pl）：成份為砂卵石夾極少量粘土、沖積沙等，表層結構松散，中下部稍密實，厚3.00～5.00m，主要分布在河床上及河岸附近。（3）坡殘積層（Qdl+el）：主要成份為黃色、褐黃色粘土夾少量碎石，表層松散，呈硬至可塑狀，中下部結構稍密～密實，多呈可塑狀，厚0.50～3.00m，主要分布在河流沿線的田土及位置較高的緩坡地帶。據(jù)水文計算設計洪水位高于河道岸坡1～2m，擬選定漿砌石重力式擋土墻防洪堤與漿砌石框格草皮護坡式碾壓砂礫石堤作方案比較，方案比較如下：

方案一：重力式漿砌石擋土墻

防洪堤采用漿砌擋土墻型式，以斷面5為例，河道堤防行洪斷面采用梯形斷面，過水斷面面積354.72m2，堤身采用M7.5漿砌塊石砌筑，堤頂距64.9m，堤高6.85m，堤趾距64.9m，堤頂寬度為1.0m，迎水面垂直，背水面坡度為1：0.4，堤趾寬0.5m、高0.8m，堤防底寬2.55m。堤基埋深0.8m。

方案二：漿砌石框格草皮護坡式碾壓砂礫石堤

堤型采用漿砌石框格草皮護坡式碾壓砂礫石堤，以斷面5為例，河道堤防行洪斷面采用梯形斷面，過水斷面面積354.72m2，迎水面常年水位以下采用40cm的漿砌塊石貼坡，采取與漿砌石重力式防洪堤同樣的堤頂距60m，堤高7.2m，堤趾距38.36m，堤頂寬2m，坡比1：1.5；常年水位以上采用漿砌石框格草皮護坡，坡比1：1.5；背坡面采用1：1.5的漿砌石網(wǎng)格草皮護坡。

根據(jù)對兩種堤型結構及占地費用比較，方案一比方案二節(jié)約48.21萬元。本次河道治理的任務是鄉(xiāng)鎮(zhèn)保護，采用漿砌石重力式防洪堤可減少占地，如果占地過多會影響當?shù)鼐用竦拿裆?，按照?jīng)濟適用性原則，本次河道治理堤防型式推薦漿砌石重力式防洪堤。

3.2 堤型設計

3.2.1 堤體結構

防洪堤采用漿砌擋土墻型式，因考慮到當?shù)卣鞯仉y度，故河道堤防行洪斷面采用梯形斷面，堤身采用M7.5漿砌塊石砌筑，最大堤高7.51m，堤頂寬度為1.0m，迎水面垂直，背水面坡度為1：0.4，堤趾寬0.5m、高0.8m，堤防底寬4.256m。堤基埋深0.8m。墻背為土方回填，根據(jù)《堤防設計規(guī)范》（GB50286-98）[2]，堤后回填物為雜填土，干容重為1.3t/m3，人工壓實厚度為50mm，壓實度為85%。

3.2.2 內(nèi)澇處理

由于本次河道治理部分堤頂高程高于堤后的耕地及岸坡2～3m，為解決堤后內(nèi)澇問題，采用在沿堤線長度方向每15m布置一根Φ100mmPVC排水管，排水管布置在常年水位以上0.5m左右，背水面設置碎石濾水堆囊，將堤后集水排至河道內(nèi)。

防洪堤基礎置于砂礫石層上，為了防止水流對堤基的淘刷，將堤基埋置至河床面以下0.8m。

3.3 堤頂高程計算

經(jīng)計算，防洪堤工程堤頂超高取0.3m。為了防止洪水出現(xiàn)短暫的集中的沖刷造成堤基被淘空，經(jīng)復核設計堤底高程均滿足漿砌石護腳埋置深度到河床面以下0.8m，滿足《提防工程設計規(guī)范》（GB50286-98）對堤基埋置深度的要求。設計堤頂高程=設計河底高程+設計洪水高+堤頂超高，經(jīng)計算從A1～A18不同斷面的堤頂高程為1500.1m～1504.8m。

3.4 防洪堤穩(wěn)定計算

本次河道治理總長2.031km，河道較短，全河段巖性想通，且防洪堤全部置于稍密實的砂卵石層上，故穩(wěn)定計算工況選擇最大堤高最不利的荷載組合情況，計算防洪堤邊坡穩(wěn)定。防洪堤在樁號1+558m處最高，擋水高度也最高，防洪堤基底應力、穩(wěn)定計算以其為代表斷面進行。計算工況分以下兩種：工況1：運行期墻前水位從最高設計水位降落至一定水位時（墻后填土為飽和容重）；工況2：運行期墻前水位為最高設計水位。

經(jīng)計算，基底最大應力為237kPa，小于基底允許承載力300～400kPa；基底應力沒有出現(xiàn)拉應力，最大應力與最小應力的比值為，滿足規(guī)范對應力最大值與最小值比值應在1.5～2.5之間的要求。基底抗滑穩(wěn)定工況1為1.12，工況2為1.21，均大于規(guī)范要求，防洪堤穩(wěn)定滿足要求。基底抗傾穩(wěn)定工況1為1.53，大于《堤防設計規(guī)范》（GB50286-98）要求，防洪堤不會發(fā)生傾覆。

4 結束語

盤縣柏果鎮(zhèn)大塘子河堤工程，共治理河道長度2.031km，新建堤防堤線長1.736km，河道清淤1.271km，工程總投資1230.05萬元。通過河道疏峻和新建、加高防洪堤等綜合措施可以提高柏果鎮(zhèn)拖長江土城段的防洪能力，防洪標準提高到10年一遇。工程的興建可提高柏果鎮(zhèn)拖長江土城段的防洪能力，減少洪災造成的損失，改善環(huán)境，保證社會安定，帶動地方經(jīng)濟，具有顯著的社會經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]貴州中水建設管理股份有限公司.貴州省盤縣柏果鎮(zhèn)大塘子河堤工程初步設計報告[R].2012.

[2]王俊偉.十家子河左岸防洪堤頂設計[J].水利科技與經(jīng)濟，2013，19（5）：36-37.

作者簡介：曾進軍（1987-），男，貴州貴陽人，本科，助理工程師，主要從事水利水電工程設計工作。