潖江上游治河道綜合整治工程堤防設(shè)計分析

【摘要】潖江上游河段原狀人為侵占河道，河道束窄嚴重；河床淤塞嚴重，行洪能力不足。本文結(jié)合以潖江上游治河道綜合整治工程實例，從堤線布置、堤頂高程、堤防斷面型式、護岸設(shè)計等多方面詳細總結(jié)了堤防設(shè)計的方法和思路，以改善河道生態(tài)環(huán)境，確保防洪安全。

【關(guān)鍵詞】潖江；堤防設(shè)計；堤線布置；堤頂高程；斷面型式；護岸設(shè)計

1、河道概況

潖江為北江干流的一級支流，發(fā)源于佛岡縣水頭鎮(zhèn)上潭洞村的東天蠟燭（峰頂名），流域總面積1386km2，河流全長82km。潖江在佛岡縣境內(nèi)的流域面積為903.5km2，河段長69.3km，平均坡降為1.98‰。本工程治理河道總長29.179km，治理工程項目沿河道兩岸布置，城鎮(zhèn)、村莊分散坐落在河道兩岸，主要建筑物是防洪堤及其護岸工程。

2、堤防現(xiàn)狀及存在問題

2.1 防洪標準不足

河道現(xiàn)狀由于長久以來未經(jīng)治理，河床逐年淤高，過流斷面變小，行洪能力減弱，且現(xiàn)狀不少河道灘地被圍、被占。開發(fā)建設(shè)無序，跨河、攔河建筑物任意搭建。2013年5月15日發(fā)生超20年一遇洪水，大量沿河竹木、高桿作物堵塞橋孔，活動閘等沿河構(gòu)筑物，導(dǎo)致?lián)p失慘重。

2.2 河岸不穩(wěn)定，局部崩塌

目前，潖江上游段兩岸河道大多以自然地形作為洪水屏障，由于沒有護岸工程，在山洪頻繁侵襲下，河岸沖刷嚴重，多處河岸崩塌退岸，威脅周邊安全。

2.3 河床淤積加劇

受不利自然因素和人類活動影響，植被遭破壞，水土流失加劇，部分緩灘河床淤高，降低行洪能力，加劇洪澇災(zāi)害。

2.4 非工程措施不完善

目前潖江流域內(nèi)洪水預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)不完整，報訊站點嚴重不足，無法獲取實際的暴雨空間分布情況，報訊設(shè)施落后。同時，河道管理人員、設(shè)施、經(jīng)費等嚴重缺乏。

3、工程等級和防洪標準

佛岡縣城奧園橋段至舊二七橋段（包括九曲水支流和誠逕水支流），其保護范圍包括佛岡縣城、石角鎮(zhèn)的鳳城村、三八村、三蓮村、誠逕村、二七村，保護人口近10萬人，保護耕地一萬多畝；工業(yè)總產(chǎn)值30多億元，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值超過0.5億元；另外它還保衛(wèi)著106國道、縣道373線等重要設(shè)施。根據(jù)《防洪標準》（GB50201-94）、《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB20286-2013），結(jié)合潖江流域的防洪現(xiàn)狀，本河段堤防的防洪標準采用20年一遇。

4、堤防布置

本次中小河流治理工程設(shè)計，堤線布置以不侵占防洪通道為原則，基本沿現(xiàn)狀堤防布置，以減少征地。對現(xiàn)狀已建堤防欠高段進行加高培厚，增加河岸護坡及防沖基礎(chǔ)。堤線與高處封閉，以使河道治理后能形成完整的防洪減災(zāi)體系。

在滿足岸線布置要求的前提下，盡量擴大河道的行洪斷面，局部河道較窄，采取直立式岸線（生態(tài)混凝土擋墻），確保最窄河道行洪寬度。具體各段的河道控制寬度如下：

（1）奧園橋以下，按省水利廳原審批佛岡縣城防洪工程要求，不少于120m；

（2）誠逕水河口以下，不少于90m；

（3）蓮塘一級電站陂以下，不少于75m；

（4）瑤洞水出口以下，按省水利廳原審批佛岡縣潖江河水頭鎮(zhèn)段山洪溝治理工程要求，不少于60m。

（5）豐二水出口以下，不少于50m

本次整治潖江干流的起點位于佛岡縣城內(nèi)的作樂水出口（潖干0-100），在此處與106國道封閉；工程的終點位于鳳山山嘴（潖干11+100）。治理潖江干流全長11.20km。另外，除對干流進行整治外，同時對支流靠近干流易淹易澇、行洪不暢地段適當整治，整治支流共長17.979km。其中作樂水1.500km、九曲水3.220km、誠逕水7.125km、蓮瑤水2.000km、瑤洞水4.134km。

5、堤防設(shè)計

結(jié)合本工程的地形條件、堤防現(xiàn)狀，各段堤防具體設(shè)計方案如下：

5.1 堤防縱斷設(shè)計

堤防縱段設(shè)計盡量維持原河道縱坡，減少工程開挖量。根據(jù)河道實際地形、水力學(xué)計算成果、河道沖刷深度等，確定堤防基礎(chǔ)埋深為1.8～2.2m，以此確定堤防基礎(chǔ)開挖縱坡。

5.2 堤頂高程確定

依據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，堤頂高程按設(shè)計洪水位加相應(yīng)的波浪爬高、風(fēng)壅增高和安全加高確定。選取兩個代表性的斷面計算出堤頂超高分別為0.73m和0.75m，因此本工程的堤頂超高按0.8m計算。治理段河道蜿蜒曲折，過水斷面不規(guī)則，其水力因素十分復(fù)雜，設(shè)計水面線計算按明渠恒定非均勻流進行，采用試算法推求天然河道的水面曲線。

5.3 堤防橫斷面設(shè)計

新建堤防工程包括現(xiàn)狀無堤防和拆舊建新兩類。新建堤防采用漿砌石重力式擋墻：設(shè)計擋墻堤頂寬0.5m；墻前臨水側(cè)邊坡1∶0.1，墻后背水側(cè)邊坡1∶0.3；墻趾寬0.2m，墻踵寬0.5m；擋墻高度2.11～5.99m，底寬1.64～3.2m，基礎(chǔ)厚1.0m，河道急彎段的凹岸擋墻基礎(chǔ)埋深為2.2m，其余擋墻基礎(chǔ)埋深均為1.8m。擋墻墻頂采用2cm厚的M10水泥砂漿抹面。

擋墻沿縱向每10m設(shè)一道伸縮縫，縫寬20mm，縫內(nèi)填充高密度聚乙烯閉孔泡沫板。施工時建基面處若遇級配不良砂、低液限粉土等夾層時，應(yīng)全部挖除，回填卵石混合土或碎石并夯實，使其滿足設(shè)計要求。

舊堤加固改造：根據(jù)舊堤實際情況，采取加高、加厚等措施加固，在擋墻墻頂采用2cm厚的M15水泥砂漿抹面。設(shè)計對需加高1.0m以下的舊擋墻，直接在其墻頂加高，并維持墻前坡比1∶0.1；對需要加高1.0m以上的舊擋墻，除在墻頂加高外，同時在墻背后加厚，并維持墻前坡比1∶0.1；墻背坡比1∶0.3。加固部分沿縱向設(shè)分縫，分縫位置與舊堤分縫一致。

5.4 堤防穩(wěn)定性計算

堤防穩(wěn)定計算考慮運行期和施工期兩種工況。堤防抗滑、抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)不應(yīng)小于《堤防工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的數(shù)值。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》相關(guān)公式計算堤防抗滑和抗傾覆穩(wěn)定計算，通過計算可知抗滑穩(wěn)定系數(shù)和抗傾穩(wěn)定系數(shù)均大于規(guī)范數(shù)值，滿足穩(wěn)定性要求，各種工況下的基底應(yīng)力均小于地基允許承載力，基底應(yīng)力不均勻系數(shù)滿足要求。

5.5 堤防護岸設(shè)計方案

5.5.1 左岸設(shè)計方案

（1）潖干0-100（左岸）～作樂水出口下游

該段位于作樂水出口下游，岸邊現(xiàn)建有房屋，結(jié)合城鎮(zhèn)環(huán)境改善及居民休閑親水要求在臨水側(cè)設(shè)置親水平臺。

（2）潖干0-050～潖干0+700（左岸）段

該段堤線長750m，

由于G106和縣道373線路面高程滿足設(shè)計防洪要求，故結(jié)合城鎮(zhèn)環(huán)境改善及美化要求在岸邊設(shè)置親水平臺和砼步級以滿足市民的親水需求，擬利用灘地布置一處親水景觀節(jié)點。

（3）潖干0+700～1+800（左岸）段

該段堤線長1100m，沿石角水電站引水渠道左側(cè)，因該段為城區(qū)段，故考慮采用生態(tài)混凝土擋墻的形式，設(shè)計成一條綠道供居民休閑散步，旁邊緊臨縣道373線可以行車。

（4）潖干2+100～3+100（左岸）段

該段堤線長1000m，堤內(nèi)為舊三八鎮(zhèn)區(qū)，堤內(nèi)有縣道373線通過。本次設(shè)計按現(xiàn)有堤防對潖干2+100～3+100（左岸）段進行堤防加固，按斜坡式斷面進行修建。

（5）潖干3+100～3+600（左岸）段

該段堤線長550m，其中潖干3+400～3+600（左岸）段岸上邊建有一座廠房，潖干3+050～3+400（左岸）段為磚廠，外側(cè)均砌有直立式漿砌石擋墻護岸。由于該段為凹岸沖刷段，且現(xiàn)砌筑的擋墻基礎(chǔ)埋深不足，故設(shè)計增加格賓籠石進行護腳。

（6）潖干3+600～3+644（左岸）段

該段堤線長44m，該段縣道373線公路路面高程達不到設(shè)計防洪要求，故在道路臨河側(cè)設(shè)計建設(shè)鋼筋砼防洪墻與蓮塘二級電站廠房相接達到閉合的目的。

（7）潖干3+644～4+400（左岸）段

該段堤線長756m，堤內(nèi)不遠處有縣道373線可以作防洪通道，此段堤防堤頂平時沒有交通要求，據(jù)此本設(shè)計沿蓮塘二級電站引水渠內(nèi)側(cè)布置堤防，臨河側(cè)采用生態(tài)混凝土擋墻，堤頂鋪裝彩色透水磚，也即是將堤頂設(shè)計成一條綠道，供居民健身、休閑、散步。

（8）潖干6+200～11+100（左岸）段

該段堤線長4900m，該段現(xiàn)有低矮的堤防，堤頂高程大部分達到5年一遇洪水位，其保護區(qū)域是村莊和農(nóng)田，本次設(shè)計采用格賓石籠護岸對堤防進行護腳加固，同時對堤防臨水坡修整后，鋪設(shè)1.5m高的植生型砼草皮護坡。

5.5.2 右岸設(shè)計方案

（1）潖干0-100～0+378（右岸）段

該段堤線長478m，堤內(nèi)為奧園別墅區(qū)，現(xiàn)有砼道路路面高程超過20年一遇防洪標準要求，且已砌筑了植草磚護坡，但現(xiàn)有的親水平臺高度因下游建設(shè)翻板閘壩后被淹沒，故需拆除重建現(xiàn)有親水平臺，新建親水平臺臨河側(cè)擋墻采用重力式混凝土擋墻形式。

（2）潖干0+378～1+800（右岸）段

該段堤線長1422m，由于現(xiàn)有堤頂高程未達標，本次設(shè)計考慮對其加高培厚。按斜坡式斷面進行修建。因該段堤防內(nèi)是佛岡縣城主城區(qū)，所以將堤頂設(shè)計成一條綠道，在臨水側(cè)設(shè)置親水平臺，供居民健身、休閑、散步。背水側(cè)有一條鄉(xiāng)村砼道路可以行車。

（3）潖干1+800～3+000（右岸）段

該段堤線長1200m，因該段堤防內(nèi)區(qū)域是佛岡縣城規(guī)劃的新城區(qū)，由于現(xiàn)有堤頂高程未達到20年一遇防洪標準，本次設(shè)計考慮對其加高培厚，使其達到20年一遇防洪標準，按斜坡式堤防進行修建。

（4）潖干4+150～7+200（右岸）段

該段現(xiàn)已修筑了堤防，堤頂高程大部分達到5年一遇洪水位，其保護區(qū)域是村莊和農(nóng)田，本次設(shè)計采用格賓石籠護岸對堤防進行護腳加固，同時對堤防臨水坡修整后，鋪設(shè)1.5m高的植生型砼草皮護坡。

（5）潖干4+150～7+200（右岸）、潖干7+700～8+300（右岸）段

該段現(xiàn)沒有筑堤，但岸上沒有人居住，僅有幾十畝農(nóng)田，本次設(shè)計采用格賓石籠護岸對堤防進行護腳加固，同時對堤防臨水坡修整后，鋪設(shè)1.5m高的植生型砼草皮護坡。

6、結(jié)語

在堤防的設(shè)計過程中，既考慮短期經(jīng)濟效益與社會效益，也應(yīng)從長遠的角度，如堤防的生態(tài)環(huán)境效益，從而充分發(fā)揮堤防的功能，使工程收獲更大的效益。

參考文獻：

[1]《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）[S]

[2]《城市防洪工程設(shè)計規(guī)范》（GB/T50805-2012）[S]