白楊河城區(qū)上游段防洪工程“8.2”水毀堤防修復(fù)

郭軍輝

（吐魯番市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，新疆 吐魯番 838000）

1 基本情況

白楊河城區(qū)上游段防洪工程為鄉(xiāng)村段防洪工程，洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10 a 一遇，洪峰流量為120 m3/s，防洪堤建設(shè)長(zhǎng)度為11.886 km。防洪河段防護(hù)區(qū)的等級(jí)為Ⅳ等，堤防級(jí)別為5 級(jí)，主要建筑物級(jí)別為5 級(jí)，次要建筑物及臨時(shí)工程級(jí)別為5 級(jí)。

2 “8.2”洪水原因分析及水毀情況

2016 年8 月2 日凌晨2 時(shí)～3 時(shí)，受強(qiáng)對(duì)流天氣影響，白楊河發(fā)生暴雨型洪水。洪峰流量達(dá)到20 a 一遇。白楊河城區(qū)上游段防洪工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a 一遇，設(shè)計(jì)洪水流量為120 m3/s，經(jīng)分析，“8.2”洪水流量已遠(yuǎn)超白楊河城區(qū)上游段防洪工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)。因此，超標(biāo)準(zhǔn)洪水是造成白楊河城區(qū)上游段防洪堤破壞的主要原因[1]。

本次測(cè)量白楊河防洪堤的總長(zhǎng)度為10.8 km，其中未損毀段的防洪堤長(zhǎng)度為7.862 km，已損毀段的防洪堤長(zhǎng)度為2.938 km。

3 水毀堤防修復(fù)方案

3.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

本工程防護(hù)區(qū)保護(hù)農(nóng)田面積5.1 萬(wàn)畝，保護(hù)鄉(xiāng)村人口1.21萬(wàn)人，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50201-2014）表4.3.1 中規(guī)定，鄉(xiāng)村防護(hù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為10 a～20 a 一遇洪水，結(jié)合《吐魯番地區(qū)重點(diǎn)中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃報(bào)告》《托克遜縣白楊河流域防洪規(guī)劃》和《托克遜縣白楊河城區(qū)上游段防洪工程（代可研）》中確定，該段防洪工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)均為P=10%（10 a 一遇），本次設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)取P=10%（10 a 一遇），與原工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)保持一致。

3.2 堤身橫斷面設(shè)計(jì)

（1）未損毀段設(shè)計(jì)

未損毀段的防洪堤長(zhǎng)度為7.862 km，其中基礎(chǔ)埋深大于1 m的長(zhǎng)度為4.858 km，基礎(chǔ)埋深小于1 m 的長(zhǎng)度為3.004 km，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及計(jì)算該段防洪堤基礎(chǔ)埋深均不能滿足設(shè)計(jì)埋深要求[2]，本次設(shè)計(jì)，未損毀段堤身采用現(xiàn)狀防洪堤堤身，只在基礎(chǔ)部位做加固處理。

1）基礎(chǔ)埋深≥1 m

若現(xiàn)狀防洪堤基礎(chǔ)埋深≥1 m 時(shí)，基礎(chǔ)加固見圖1。開挖時(shí)沿混凝土面板以1∶1.75 的坡度進(jìn)行開挖，挖至原防洪堤面板基礎(chǔ)高程后，以1∶0.2 的坡度挖至設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高程，之后砌筑重力式漿砌石基礎(chǔ)，漿砌石基礎(chǔ)高度為0～1.5 m，砌筑完成后，基礎(chǔ)回填料采用開挖料分層碾壓回填，相對(duì)密度不小于0.6，基礎(chǔ)漿砌石每10 m 設(shè)置一道伸縮變形縫，縫寬2 cm，縫內(nèi)填高壓閉孔板。

圖1 未損毀段基礎(chǔ)埋深≥1 m 修復(fù)典型橫斷面圖

2）基礎(chǔ)埋深＜1 m

若現(xiàn)狀防洪堤基礎(chǔ)埋深0～1 m 時(shí)，基礎(chǔ)加固見圖2。開挖及砌筑與埋深≥1 m 相同，僅漿砌石基礎(chǔ)高度不同，為1.5 m～2.5 m。

圖2 未損毀段基礎(chǔ)埋深＜1 m 修復(fù)典型橫斷面圖

（2）損毀段設(shè)計(jì)

損毀段的防洪堤長(zhǎng)度為2.938 km，損毀形式主要有：①無(wú)面板，堤身全部損毀段防洪堤的長(zhǎng)度為0.903 km；②無(wú)面板，迎水面堤身局部損毀段防洪堤的長(zhǎng)度為0.565 km；③面板塌陷，堤身較完整段防洪堤的長(zhǎng)度為1.470 km。

防洪堤損毀形式①和②的堤身需要重新填筑碾壓，堤身采用外運(yùn)砂礫石回填料分層碾壓回填，相對(duì)密度不小于0.7，堤身填筑完成后，迎水面采用M15 砂漿找平，找平層厚度為3 cm，在找平層上襯砌混凝土板，結(jié)構(gòu)與原堤身相同，即設(shè)計(jì)洪水位以下護(hù)坡厚度為20 cm，設(shè)計(jì)洪水位以上護(hù)坡厚度由20 cm 漸變至10 cm?；A(chǔ)加固與未損毀段相同，采用重力式漿砌石結(jié)構(gòu)砌筑。典型橫斷面見圖3、圖4。

圖3 堤身全部損毀段修復(fù)典型橫斷面

圖4 堤身部分損毀段修復(fù)典型橫斷面

防洪堤損毀形式③的大部分堤身可保留，面板需拆除并重新襯砌，迎水面及基礎(chǔ)加固處理參照損毀形式①和②。典型橫斷面見圖5。

圖5 面板塌陷段修復(fù)典型橫斷面

（3）堤頂寬度與結(jié)構(gòu)

根據(jù)堤頂寬度與堤線位置、被保護(hù)區(qū)的重要程度，設(shè)計(jì)洪水位下的浸潤(rùn)要求，以及存放防汛料物和搶險(xiǎn)等按規(guī)范要求，本工程堤寬取4.0 m，向迎水面傾斜1%的坡度。

（4）堤身結(jié)構(gòu)形式

防洪堤采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)面，漿砌石重力式基礎(chǔ)。根據(jù)前述計(jì)算堤身高度較低，根據(jù)地質(zhì)資料顯示，墻后所填戈壁土料內(nèi)摩擦角25°～35°左右，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，迎水坡邊坡可取m=1.75，背水坡采用m=1.5（根據(jù)實(shí)際地形，有部分防洪堤直接靠在了河岸階地上）。

堤身填筑完成后，迎水面采用M15 砂漿找平，找平層厚度為3 cm，護(hù)坡采用C20F200W6 現(xiàn)澆混凝土，設(shè)計(jì)洪水位以下護(hù)坡厚度為20 cm，設(shè)計(jì)洪水位以上護(hù)坡厚度由20 cm漸變至10 cm。防洪堤面板接縫處設(shè)置連接筋，連接筋采用HRB400Φ14 間距為50 cm，其中橫縫每6 m 設(shè)置一條連接筋，縱縫內(nèi)均設(shè)置連接筋，混凝土護(hù)坡沿防洪堤長(zhǎng)度方向每3 m 設(shè)一道變形縫，縫寬2 cm，縫內(nèi)填高壓閉孔板，并用聚氨酯密封膏密封縫。

（5）混凝土深隔墻設(shè)計(jì)

沿防洪堤每隔50 m 設(shè)混凝土深隔墻，隔墻尺寸寬為0.4 m，厚度為0.8 m。混凝土采用C20F200W6 現(xiàn)澆混凝土。

（6）填筑標(biāo)準(zhǔn)

在鋪料時(shí)，先把上游與混凝土護(hù)坡接觸面坡面上大于60 mm 的料以及表層大約50 cm 厚的粉砂土及雜物清除，對(duì)填筑土料要求其具有足夠的密實(shí)度和必要的變形模量，以減小其變形量，采用砂礫石填筑，最大粒徑不超過(guò)150 mm，小于5 mm的顆粒含量控制在30%左右，小于0.075 mm 的顆粒含量為8%，碾壓后相對(duì)密度Dr≥0.70?；A(chǔ)回填料采用開挖料分層碾壓回填，相對(duì)密度Dr≥0.60。

（7）防洪堤地基排水設(shè)計(jì)

在防洪堤迎水坡沿堤線設(shè)計(jì)排水溝，斷面形式為等腰梯形。排水溝尺寸下底寬為0.5 m，高度為0.5 m，邊坡為1∶1；沿線每隔400 m 設(shè)集水坑，以便放置離心泵將水抽出。離心泵型號(hào)為IS65-50-125A,電機(jī)功率為7 kW。

3.3 丁字壩設(shè)計(jì)

本次水毀修復(fù)工程，全線均修建丁字壩，考慮到工程投資、施工進(jìn)度和水流對(duì)基礎(chǔ)的淘刷以及水流中推移質(zhì)對(duì)防洪堤的破壞，每隔70 m 修建一道丁字壩，長(zhǎng)度為7 m，丁字壩總高度為3 m，丁壩與防洪堤夾角為45°。并在丁壩下游側(cè)設(shè)置鉛絲石籠，鉛絲石籠寬1 m，高1 m。單個(gè)鉛絲石籠長(zhǎng)度為2 m，鉛絲籠采用鍍鋅鋼絲擰編，孔徑為60 mm×80 mm，絲徑4 mm，卵石粒徑大于200 mm。

4 結(jié)論

白楊河城區(qū)上游段防洪工程位于城區(qū)上游，該段洪水影響區(qū)域防洪工程關(guān)系著當(dāng)?shù)厝嗣裆?cái)產(chǎn)安全、耕地、交通、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施的安全運(yùn)行，同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展有著極其重要的作用。防洪工程的正常運(yùn)行和作用發(fā)揮，是保證當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)健康發(fā)展首要條件。

因受2016 年“8.2”洪災(zāi)影響，工程段河道部分堤防被沖毀，導(dǎo)致原有保護(hù)段堤防不能形成封閉的防洪體系，嚴(yán)重威脅著該處人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。本段堤防的修復(fù)能確保河道右岸形成封閉的防洪體系，確保人民財(cái)產(chǎn)的安全。因此，為保護(hù)防護(hù)區(qū)居民及耕地的安全及確保白楊河正常行洪要求。