丹鳳縣東河口堤防建設(shè)探析

任云平

（陜西省商洛市水電勘測設(shè)計院，陜西 商洛 726000）

1 概況

丹鳳縣因縣城襟帶丹江、背依鳳冠山而得名，總面積2438 km2，屬北亞熱帶季風氣候區(qū)，多年平均降水量677.9 mm。為加大縣城天然生態(tài)山水游覽區(qū)建設(shè)，打造丹江及丹鳳文化展示空間，需對龍?zhí)稖峡谝韵?.0 km的丹江干流進行治理。規(guī)劃新建東河口堤防工程235 m，左岸長95 m，右岸長140 m，新建河道生態(tài)景觀工程，包括濱河步道、親水棧道、觀景平臺、親水平臺等，以切實改善提升當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。為確保工程安全，需對堤防建設(shè)與景觀工程類型選擇進行探析。

2 堤防工程設(shè)計

2.1 結(jié)構(gòu)形式選擇

目前，東河入丹江干流河口處在建文化宮一座，待文化宮底板以下部分修建完畢后需對東河兩側(cè)堤防進行恢復。根據(jù)本河段洪水特性、河道地形條件、地質(zhì)條件、文化宮建筑設(shè)計等條件，本次提出工程結(jié)構(gòu)型式有：扶壁式擋土墻結(jié)構(gòu)、懸臂式擋土墻+漿砌石護坡結(jié)構(gòu)、兩級重力式擋土墻結(jié)構(gòu)。

方案一：扶壁式擋土墻。擋墻高9.9 m，頂部與文化宮底板齊平，立板厚0.6 m，墻趾長1.8 m，墻踵長5.6 m，底板厚0.9 m，扶壁厚0.5 m，扶壁凈間距3 m，采用C25鋼筋砼澆筑，墻背側(cè)回填砂礫石，見圖1。

圖1 堤防扶壁式擋墻結(jié)構(gòu)典型橫斷面（尺寸單位：cm）

方案二：懸臂式擋土墻+漿砌石護坡結(jié)構(gòu)。懸臂式擋墻高4.0 m，立板厚 0.6 m，墻趾長 0.5 m，墻踵長2.5 m，底板厚0.6 m，采用C25鋼筋砼澆筑。墻趾前設(shè)M7.5漿砌石護腳，高2 m，頂寬0.5 m，面坡1∶0.4。扶臂式擋墻頂接1∶2.0漿砌石護坡，厚0.3 m。堤身采用砂礫石回填。見圖2。

圖2 堤防懸臂式擋墻+漿砌石護坡結(jié)構(gòu)典型橫斷面（尺寸單位：cm）

方案三：兩級重力式擋土墻結(jié)構(gòu)。兩級擋墻高度基本一致，均為6.29 m。擋墻采用M10重力式擋土墻，頂寬0.6 m，臨河側(cè)面坡直立，背河側(cè)坡比1∶0.5，前后趾墻均高0.8 m，寬0.8 m，擋墻底部及背側(cè)回填砂礫石，見圖3。

圖3 堤防兩級重力式擋土墻結(jié)構(gòu)典型橫斷面（尺寸單位：cm）

三種方案對比結(jié)果見表1。通過從行洪斷面、外觀、投資、抗沖刷、施工等方面比較，方案三較優(yōu)。

2.2 擋土墻穩(wěn)定分析

東河口堤防工程采用兩級M10漿砌石重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定計算采用北京理正軟件設(shè)計研究院有限公司開發(fā)的擋土墻穩(wěn)定程序計算。本次選擇最高斷面進行驗算。

根據(jù)規(guī)范及運行期可能發(fā)生的最不利情況確定，本工程計算工況分完建期、正常工況（洪水期，臨河側(cè)基礎(chǔ)前無回填土，臨水側(cè)水位降至最低。）、非常工況（施工期）兩種情況。根據(jù)地質(zhì)勘察，河床質(zhì)為砂礫石，工程基礎(chǔ)為砂礫石層，承載力260 kPa，砂礫石密度20 kN/m3。背河側(cè)填筑采用河道開挖的砂礫石料，摩擦角30°，砂礫石料摩擦系數(shù)0.5。經(jīng)計算，擋土墻典型斷面抗滑、抗傾驗算結(jié)果見表2。

通過驗算，抗滑安全系數(shù)、抗傾覆安全系數(shù)均大于規(guī)范安全系數(shù)，滿足規(guī)范要求；地基應力滿足要求，擋土墻穩(wěn)定。

表1 三種方案對比結(jié)果表

表2 擋土墻穩(wěn)定計算成果表

2.3 堤防工程設(shè)計

東河入丹江口段左右岸堤防工程采用兩級重力式擋土墻防護。下級擋墻采用M10重力式擋土墻，高6.29 m，頂寬0.6 m，臨河側(cè)面坡直立，背河側(cè)坡比1∶0.5，前趾高0.8 m，寬0.8 m，后踵寬0.8 m，高1.27 m。為增加擋墻抗滑及整體穩(wěn)定性，本次設(shè)計擋墻底坡1∶10，前趾增加凸榫，高0.3 m，寬0.5 m。上級擋墻采用M10重力式擋土墻，高6.29 m，頂寬0.6 m，臨河側(cè)面坡直立，背河側(cè)坡比1∶0.5，前趾高0.8 m，寬1.1 m，后踵寬0.7 m，高1.29 m，擋墻底坡1∶10。兩級擋墻中間設(shè)置0.2 m厚C20混凝土平臺，擋墻設(shè)置排水孔，孔距、排距均為1.5 m，第一排位于前趾以上0.5 m處，排水孔采用φ50 mmPVC管，進水口采用土工布反濾。擋墻底部及背側(cè)回填砂礫石，壓實相對密度不小于0.65。

由于現(xiàn)狀東河口有在建文化宮工程，待下部立柱施工完畢后需對東河口堤防進行恢復，要求東河口右岸堤防下級擋墻前趾邊緣與文化宮建筑下第二排立柱緣齊平，擋墻在立柱處斷開，通過在前趾處修建直墻與立柱形成封閉體，寬0.8 m，厚0.6 m，用于隔離立柱厚填土。上級擋墻頂部邊緣與文化宮底第一排立柱緣齊平，擋墻在立柱處斷開，填土由立柱阻擋，擋墻頂高程與規(guī)劃廣場頂齊平。左岸堤防下級擋墻前趾與文化宮下第二排立柱緣齊平，上級擋墻頂邊緣與第三排立柱緣齊平。

3 堤防生態(tài)工程

河道兩岸現(xiàn)狀堤防為漿砌石護坡，過于生硬，且河堤較高，景觀性差；另外現(xiàn)狀兩岸濱河公園與河道之間缺乏聯(lián)系，人們難以接近河流，親水性差。為此，規(guī)劃布設(shè)濱河步道、親水步道、棧道、觀景平臺、親水平臺、坡面綠化等景觀工程，以提升整體景觀效果。

3.1 坡面綠化工程

在保證防洪安全、經(jīng)濟適用的基礎(chǔ)上，設(shè)計對現(xiàn)狀邊坡漿砌石等“白化、硬質(zhì)”的工程進行景觀、生態(tài)的美化處理。設(shè)計按照生態(tài)、自然、柔性的要求對岸坡進行生態(tài)改造。在岸坡頂部或底部修槽或放置防腐木花盆種植爬山虎、紫藤等攀爬植物進行垂直綠化。爬山虎、紫藤采用扦插法種植，選取一年生健壯枝條做插穗，插入插床10 cm～12 cm，種植土厚度50 cm，扦插時按株行距20 cm×20 cm，種植三行，插好后進行噴水，以噴透為宜，宜選擇土層深厚、肥沃土壤的地塊種植。

3.2 濱河步道

丹江四橋上游200 m至下游300 m間丹江右岸灘面較高，為便于人們在河道內(nèi)觀景，設(shè)計在現(xiàn)狀灘面上修建濱河步道一條，長500 m，設(shè)計路面寬度為2.5 m。步道鋪裝主要有透水磚步道、花崗巖步道、彩色混凝土路面等形式，本次設(shè)計三種形式交叉布置。透水磚步道結(jié)構(gòu)層為6 cm厚透水磚鋪裝、3 cm厚1∶3水泥砂漿結(jié)合層及15 cm厚C20混凝土墊層；花崗巖步道結(jié)構(gòu)層為3 cm厚花崗巖面板、3 cm厚1∶3水泥砂漿結(jié)合層及15 cm厚C20混凝土墊層；混凝土步道結(jié)構(gòu)層為15 cm厚紅色水泥混凝土路面及20 cm厚碎石墊層。步道兩側(cè)設(shè)置擋塊及路緣石。步道排水采用散排形式，坡度2%。

3.3 親水棧道

G40滬陜高速橋上游丹江左岸灘面較低，接近水面，規(guī)劃修建木棧道滿足游人觀景、親水。因現(xiàn)狀坡腳種植有柳樹帶，本次棧道彎曲布置，左右兩側(cè)均布置景觀帶。設(shè)計棧道寬2.5 m，長230 m，步道凈寬為2.0 m。棧道下部梁、柱、基礎(chǔ)均采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，立柱采用DN300圓柱，梁截面尺寸為0.2 m寬，0.3 m高。立柱基礎(chǔ)坐落在砂卵石層上，深入深泓線以下0.5 m；基礎(chǔ)澆筑完成后，為降低中小洪水及液壓壩塌壩時對基礎(chǔ)的沖刷，棧道底部土方回填完成后表面采用3 m長格賓網(wǎng)箱防護（單個網(wǎng)箱尺寸為1 m×1 m×1 m）。棧道上部龍骨及面板采用防腐木結(jié)構(gòu)。

3.4 觀景平臺

丹江四橋上游左右岸灘面較高，規(guī)劃在左右岸各布設(shè)觀景平臺一處滿足游人觀景。左岸觀景平臺位于樁號Z0+155處，平臺沿原河岸向河道延伸擴展，設(shè)計總長度25 m，伸入河道最大距離7.4 m。平臺下部采用鋼筋混凝土梁、板、柱，上部鋪裝采用栗色防腐木，欄桿采用仿木欄桿。右岸觀景平臺位于樁號Y0+215處，平臺沿堤防坡腳外濱河步道向河道延伸擴展，由步道、景觀植物種植區(qū)、踏步、平臺等組成。其中平臺設(shè)計總長度35 m，寬度4 m，距離液壓壩蓄水水面高1 m。平臺下部采用C25鋼筋混凝土梁、板、柱結(jié)構(gòu)，其中梁截面為200 mm×300 mm，板厚10 cm，立柱采用直徑為30 cm的圓柱，高3 m，下部采用擴大基礎(chǔ)，深入深泓點以下1.0 m，臨水側(cè)采用格賓籠石防護。采用大開挖方案施工，要求踏步、休息平臺底部回填砂礫石，要求含泥量小于5%，壓實相對密度不小于0.65。

3.5 親水平臺

丹江四橋下游左右岸灘面較低，較接近液壓壩蓄水位，規(guī)劃布設(shè)親水平臺3處，分別位于樁號Z0+617、Z0+885、Y0+500處，親水平臺形狀根據(jù)景觀需要設(shè)計。平臺下部采用C25鋼筋混凝土梁、板、柱結(jié)構(gòu)，其中梁截面為200 mm×300 mm，板厚10 cm，立柱采用直徑為30 cm的圓柱，高3 m，下部采用擴大基礎(chǔ)，深入深泓點以下1.0 m，臨水側(cè)采用格賓籠石防護。平臺上部采用防腐木鋪裝或花崗巖石材鋪裝。

3.6 綠化工程

根據(jù)實際場地情況，主要分為四種不同綠化類型：

（1）河灘綠化，主要分布于現(xiàn)狀2號壩下游右岸河灘及新建1號液壓壩上游左岸河灘，此區(qū)域均高于蓄水位，蓄水時是灘地，但易被洪水淹沒，對該區(qū)域的設(shè)計主要以草本花卉及濱水濕生植物成片種植為主，形成花色豐富的植物飄帶。

（2）淺水區(qū)綠化，主要分布于左岸坡腳淺水區(qū)，該區(qū)域水深為0.5 m以下，適宜種植挺水植物，如：蘆葦、香蒲、水生鳶尾、荷花等品種。

（3）護坡垂直綠化，主要為對工程區(qū)內(nèi)兩岸河堤護坡進行綠化遮擋，采用攀爬植物如爬山虎、垂掛植物如迎春，對生硬的坡面進行軟化處理。

（4）河道內(nèi)島嶼綠化，丹江四橋上游為自然濕地島嶼，島上蘆葦群落完整，本次設(shè)計時予以保留，因施工造成的破壞的區(qū)域進行補植。丹江四橋下游，東河口位置設(shè)計的兩座人工島上種植少量濕生喬木如：水杉、旱柳、楓楊，島嶼四周種植濕生植物，如鳶尾、黃菖蒲、香蒲等，形成濕地島嶼。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，人們對區(qū)域生態(tài)環(huán)境越來越重視。為提高河道生態(tài)環(huán)境，提出堤防采用兩級重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，地基應力滿足要求，擋土墻穩(wěn)定。建設(shè)濱河步道、親水棧道、觀景平臺、親水平臺、綠化工程，可有效提升堤防生態(tài)景觀，對促進當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、發(fā)展旅游具有重要作用。