南康區(qū)城市防洪工程布置及主要建筑物設計研究

曾 輝

(江西省水利投資集團有限公司，江西 南昌 330001)

1 工程概述

本文以江西省南康區(qū)的城市防洪工程項目(初步設計階段)為例，項目治理河道為章水，起點位于南康區(qū)污水處理廠下游高地，終點位于田頭水與贛南大道交匯處，治理河道長度為5.19 km，堤防級別為4級，堤防防洪標準為20年一遇洪水標準，項目位于南康區(qū)龍嶺鎮(zhèn)內(nèi)。龍嶺鎮(zhèn)位于江西省贛州市南康區(qū)東南部，總面積56 km2，人口5.2萬。龍嶺鎮(zhèn)交通網(wǎng)絡發(fā)達，包括贛定高速、贛南大道、G15等多條道路，交通十分便利。

2 工程勘察與工程地質(zhì)

勘查工作采用鉆探、原位測試及取土樣進行室內(nèi)土工試驗并結(jié)合注(抽)水試驗、剖面實測、工程地質(zhì)測繪等多種手段和方法，達到了勘查的效果及目的。

2.1 勘察點孔數(shù)、孔位布置

在進行勘查的過程中，勘查點孔位布置需要嚴格的依據(jù)河道兩側(cè)位置、地質(zhì)以及場地的實際條件，進行合理的孔位布置；地質(zhì)縱剖面需沿堤防中心線布置，根據(jù)地形地貌及結(jié)合建筑物方案基準上，需控制鉆孔間距在300 m左右；而橫剖需要充分的結(jié)合起建筑物的方案布置，一般情況將間距控制在250～500 m之間，且在橫剖面需布置3個鉆孔(堤防中心線一個、堤兩側(cè)各一個)。

2.2 項目區(qū)工程地質(zhì)

從工程項目的現(xiàn)場地質(zhì)測繪、鉆探及試驗分析，得到工程位于華南褶皺系，贛中南褶皺隆區(qū)、贛西南拗陷之信豐-于都拗褶斷束構造單元中。工程區(qū)內(nèi)地質(zhì)構造較簡單，區(qū)域構造較穩(wěn)定，無大的斷裂構造通過；地表水系較發(fā)育，地下水類型主要為孔隙潛水；場地地表水對混凝土結(jié)構具有重碳酸型中等腐蝕性；場地地下水對混凝土結(jié)構一般酸性型呈弱～中等腐蝕性，碳酸型呈弱腐蝕性；地震動峰值加速度小于0.05 g，相應地震基本烈度6度，區(qū)域穩(wěn)定性較好。

堤岸整體岸坡穩(wěn)定性較好，局部堤段存在沖溝及河流沖蝕引起的岸坡坍塌，岸坡穩(wěn)定性較差，建議設計對不穩(wěn)定堤段采取固岸措施，確保岸坡穩(wěn)定。

根據(jù)擬建堤基地質(zhì)結(jié)構，結(jié)合擬建堤內(nèi)外滲流邊界條件，堤身擋水高度，堤基可分為工程地質(zhì)條件較好和工程地質(zhì)條件較差兩種工程地質(zhì)類別，占比分別為54.1%、45.9%，建議結(jié)合工程情況進行滲流穩(wěn)定分析。

附屬建筑物所在巖土層承載力均滿足擬建建筑物承載力及變形要求，建議避開雨季施工，施工完成時應對周邊開挖土層進行回填夯實[1]。

3 城市防洪工程布置

3.1 堤線選擇

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查項目區(qū)內(nèi)未建堤防，實際的地面高程不滿足20年一遇的洪水的防洪需求，為保護沿河居民生命和財產(chǎn)安全，需要進行新建堤防。堤防堤線的布置需嚴格的基于城市現(xiàn)階段的總體規(guī)劃、城市防洪規(guī)劃，以及其他相關規(guī)劃的有效規(guī)定，充分考慮現(xiàn)場地形地貌、地質(zhì)條件，并一定程度上結(jié)合現(xiàn)狀建筑位置、后期施工條件，進行合理性的分析。

3.2 堤線布置

在進行布置的過程中，做到以下幾點原則：

(1)需要保障新建的堤線與河流的流向進行適應，以此保證與大洪水的主流線平行。

(2)堤線需平順，以保證上下游可以進行平緩的連接。

(3)堤線布置避免出現(xiàn)急彎或者折線的情況出現(xiàn)。

(4)需要保證新建堤線可以充分利用現(xiàn)有有利的地形，能夠布置在一些土質(zhì)較好的地形上，并保留有較寬的灘地。在灘地的選擇上，往往還需要保障避開一些軟弱地基、深水地帶、古河道等[2-3]。

(5)在能夠滿足防洪要求前提下，堤線布置應減少對沿河居民房屋及企業(yè)廠房的征拆，從而降低政府征地拆遷費。

(6)需要保證在后期防汛搶險的過程中有著一定的便利性。

(7)需要保證在工程維護管理過程中，實現(xiàn)良好的管理效果。

(8)需要能夠與地區(qū)經(jīng)濟的社會發(fā)展進行有效的銜接，保證在未來的發(fā)展過程中，就可以有效實現(xiàn)與市政道路方面的銜接。

(9)需要相關技術人員對已批復的城市現(xiàn)階段的總體規(guī)劃、城市防洪規(guī)劃及其他相關規(guī)劃進行研究和復核，既要保證堤線布置與規(guī)劃方案相吻合，還要保障堤線布置可結(jié)合實際情況進行局部調(diào)整優(yōu)化[4]。

本項目堤線布置按照規(guī)劃要求及布置原則進行，局部根據(jù)實際情況進行了調(diào)整，特別是一些在村莊靠河道較近段，由于拆遷難度較大，為了降低拆遷費用，進行堤線方面的外移及設計堤型調(diào)整。

4 主要建筑物設計

4.1 堤防工程設計

在進行堤防工程項目的設計過程中，一方面堤頂寬度及堤型需要嚴格的依據(jù)相關規(guī)定，進行合理的設計；另一方面還需要進行防汛、管理以及投資方面的需求考慮。

受地形和拆遷問題的影響，在本工程項目的設計過程中需進行分段式的設計分析。

(1)章右24+906.0～章右26+182.3、章右26+523.8～章右27+857.2。該兩段設計時現(xiàn)狀地類主要為耕地、草地以及林地等，征地拆遷較容易，從經(jīng)濟角度選擇占地范圍大但投資低的土堤，堤防頂部寬度控制在6.0 m，堤防臨、背水坡坡比均采用1∶2.5，坡面均采用草皮進行護坡處理,在背水坡的坡腳設計出排水溝，堤身采用黏土進行填筑，壓實度不小于0.91。

(2)章右26+182.3～章右26+532.8。該段設計時現(xiàn)狀地類主要為村莊，房屋拆遷較為困難，采用占地較少的復合式堤防型式，堤防頂部寬度控制在4.0 m，堤防臨水側(cè)堤頂設C25鋼筋混凝土防浪墻，防浪墻下設C30混凝土懸臂式防洪墻，背水側(cè)(靠近村莊側(cè))坡比1∶2.5，坡面采用草皮進行護坡處理，在背水坡的坡腳設計排水溝，堤身采用黏土進行填筑，壓實度不小于0.91。

4.2 堤防堤頂高程設計

在進行堤防堤頂高程設計計算的過程中，需要嚴格的依據(jù)計算的相關規(guī)定，進行有效的計算分析，基于式(1)：

Y=R+e+A

(1)

式中：Y為堤頂超高，m；R為設計波浪爬高，m；e為設計風壅增水高度，m；A為安全加高，m。

本項目堤防4級堤防，安全加高取值為0.6 m；而設計波浪爬高及設計風壅增水高度需選擇多個典型河段進行計算，計算得到結(jié)果按照最大堤頂超高選取。

4.3 堤頂路面設計

在進行路面設計過程中，為方便巡河以及運輸一些搶險物資，將路面進行硬化處理，寬度設計為5 m，兩側(cè)留有0.5 m寬路肩。道路結(jié)構設計時考慮通行情況，面層厚度控制為0.2 m，面層下方水泥碎石基層控制為0.2 m。為保障堤頂?shù)缆房梢詫τ晁M行合理的排泄，路面向河道一側(cè)傾斜，坡比考慮為2%。

4.4 護岸設計

本項目迎水岸坡的險工險段較多，且大多數(shù)土層為雜填土及細砂層，防沖性差，易使岸腳產(chǎn)生崩岸塌坡現(xiàn)象，導致堤腳出現(xiàn)坍塌的問題，對工程而言會造成較為嚴重的安全影響，因此最后還需考慮針對上述的問題采取有效的護岸設計。

護岸方案主要采取拋石固腳+干砌石護坡型式，干砌石護岸設置C20混凝土壓頂，坡比為1∶2.5，干砌石護岸厚0.4 m，下設0.15 m厚砂卵石墊層，干砌石護岸頂高程按照設計枯水位+2 m控制，局部以現(xiàn)狀岸頂高程控制，枯水位以下采取拋石固腳，拋石頂寬2.5 m。

5 結(jié) 語

本文主要針對南康區(qū)城市防洪工程布置及主要建筑物設計進行詳細的分析工程項目的開展過程中有著較高的合理性，使工程項目符合實際的需求。