淺談河道堤防工程堤線布置和方案優(yōu)化

摘要：河道工程設(shè)計中堤線布置和選擇的優(yōu)劣，直接關(guān)系到整個工程的合理適用、經(jīng)濟(jì)美觀和建成后所發(fā)揮的功用，尤其對整個工程建設(shè)規(guī)劃影響重大。作為堤防重要組成部分和設(shè)計基礎(chǔ)，堤線合理的布置和選擇尤為關(guān)鍵。本文通過樂山市青衣江小中壩堤防治理工程可研設(shè)計階段與初設(shè)階段設(shè)計堤線布置的調(diào)整，對堤防設(shè)計中堤線的布置方案進(jìn)行分析比選和問題研究，對比選方法、過程、考慮因素等作了初步的探討與分析。

關(guān)鍵詞：河道治理;堤防工程;堤線布置;方案比選

1.工程及設(shè)計概況

青衣江小中壩堤防工程位于樂山市夾江縣青衣江右岸順河鄉(xiāng)境內(nèi)，工程上起毛灘電站下游導(dǎo)流堤末端，下至下游大興庵壩。該段堤防已納入青衣江河段十三五流域規(guī)劃，工程區(qū)近6km堤段規(guī)劃分前進(jìn)堤防、小中壩堤防及萬壩堤防共三段兩期實施修建。該工程可研設(shè)計階段批復(fù)成果已由其它設(shè)計院完成，我設(shè)計院承擔(dān)初步設(shè)計階段及后續(xù)設(shè)計工作。我院在充分研究分析可研批復(fù)成果及現(xiàn)場踏勘后，重新對批復(fù)成果中堤線布置進(jìn)行研究，并調(diào)整優(yōu)化堤線布置、堤防起止點和堤防結(jié)構(gòu)。調(diào)整設(shè)計成果為：整治及新建小中壩堤防約9018m，其中在原有舊堤上進(jìn)行整治干堤4215m，新增在電站下游導(dǎo)流墻至毛灘河溝口新建干堤556m，新增在毛灘河溝及順河鄉(xiāng)支溝兩岸新建子堤4237m。同時對青衣江河段1988m河道、順河支溝及毛灘河局部堤段河床進(jìn)行疏浚清淤，以此降低河床順接上下游河道。

2.可研設(shè)計概況及堤線布置

堤防大部分堤段為已建防洪堤，建成年代較久，堤迎水面護(hù)面及堤腳防沖加固基本不會縮窄行洪斷面，工程實施對洪水位影響很小，根據(jù)設(shè)計洪水水面線計算成果，現(xiàn)部分堤段堤頂能夠滿足設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)，對堤頂高程不滿足標(biāo)準(zhǔn)的堤段進(jìn)行設(shè)計加高。現(xiàn)狀防洪堤河道順直，兩岸河堤堤岸對稱，兩岸基本平行，行洪寬度滿足要求，因此防洪堤堤軸線布置基本采用現(xiàn)有舊堤線即可（附圖粗線）。

可研階段小中壩堤防（P=5%）整治堤段工程上起毛灘河溝口，下至大興庵壩，并與后期規(guī)劃的萬壩堤防相接形成封閉。防洪堤為斜坡堤，大部分堤段采用干砌卵石護(hù)坡，局部漿砌卵石護(hù)坡。同時對青衣江河床約2075m長河道進(jìn)行疏浚清淤。但未對匯入青衣江右岸的三處支溝作設(shè)計處理。

3.可研設(shè)計堤線布置合理性問題分析和研究

可研階段堤防僅僅在小中壩堤段原舊堤上布置堤軸線并進(jìn)行整治加高，對堤段上游毛灘河、中段順河鄉(xiāng)支溝以及下游萬壩堤段三處較大未封閉區(qū)域未作研究處理，其排澇排洪設(shè)計和設(shè)施未作設(shè)計分析，堤防不能形成有效的防洪封閉圈和完善的排澇排洪體系，堤防的修建整治缺乏必要性、安全性和實用性，需要進(jìn)一步論證堤防堤線布置和堤防的修建對防洪排澇的作用。經(jīng)我院技術(shù)人員現(xiàn)場踏勘研究并咨詢四川省工程咨詢院，對可研設(shè)計批復(fù)成果提出評估意見：需進(jìn)一步核實堤防起點毛灘河溝口、堤防中段順河支溝以及尾端萬壩片區(qū)受青衣江洪水倒灌的淹沒影響范圍、對象以及經(jīng)濟(jì)損失情況，分析論證可研成果中不封閉堤防溝口的安全性和可行性，并進(jìn)一步完善對未封閉區(qū)域及支溝防洪排澇采取相應(yīng)的處理措施?？裳谐晒谠摵佣蔚谭赖牡叹€布置和防洪排澇設(shè)計上存在較大的設(shè)計不足，未能體現(xiàn)出堤防的修建對該段河流及片區(qū)的防洪和排澇的作用性、安全性以及實用性，并衍生出洪水期對修建堤段的進(jìn)一步?jīng)_刷破壞的新增問題，可研設(shè)計成果需進(jìn)一步進(jìn)行研究和完善。三處較大未封閉區(qū)域經(jīng)研究分析如下：

1）堤首毛灘河溝口：毛灘河兩岸地勢較低，現(xiàn)有河岸高程尚不能滿足設(shè)計防洪要求，經(jīng)實地查勘，毛灘河兩岸居民區(qū)地坪高程大部分均低于毛灘河20年一遇設(shè)計洪水位為400.95m，頻率5%及10%設(shè)計洪水位均對毛灘河兩岸居民區(qū)和兩岸2000畝農(nóng)田及荒地造成淹沒影響，居民房屋及耕地農(nóng)作物經(jīng)濟(jì)長期受淹沒損失嚴(yán)重，每年直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到600萬元以上?？裳须A段僅僅起到該段堤防局部防洪能力，對于因溝口上游前進(jìn)堤防未建成所形成的缺口導(dǎo)致的整片區(qū)域的整體防洪淹沒和排澇問題仍未解決。因此毛灘河兩岸防洪及排澇問題需重新研究設(shè)計。

2）中部順河支溝：堤防中段有一順河支溝穿堤，支溝10年一遇設(shè)計洪水為46.5m3/s。支溝溝口現(xiàn)狀寬約14m，現(xiàn)狀排澇方式為保護(hù)區(qū)內(nèi)洪水匯入支溝再流入青衣江。支溝現(xiàn)狀兩岸為農(nóng)田及荒地及兩岸居民區(qū)。經(jīng)計算20年一遇設(shè)計洪水及10年一遇設(shè)計洪水均會漫過鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路淹沒大片農(nóng)田和下游地勢較低的場鎮(zhèn)大部分房屋設(shè)施。待青衣江洪水消退后，大部分洪水依地勢向下游排放，沒有統(tǒng)一的排澇排洪設(shè)施和規(guī)劃。居民淹沒損失較大，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)400萬元以上?？裳性O(shè)計暫不對該支溝采取其他措施，保留現(xiàn)狀排澇方式（通過支溝排除）。本設(shè)計在現(xiàn)場踏勘調(diào)查走訪后，結(jié)合歷年水文氣象資料和現(xiàn)有淹沒損失情況，研究分析該溝口亟待采取必要措施完善排澇和防洪設(shè)計，保證堤后場鎮(zhèn)居民安全和財產(chǎn)損失。

3）末端萬壩堤段：本工程堤防末端萬壩堤段暫未實施，堤防末端暫時不能封閉，洪水期間，會造成短暫淹沒。該區(qū)域20年一遇及10年一遇設(shè)計洪水對居民區(qū)及土地常年產(chǎn)生較大淹沒損失，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)350萬元以上?？裳须A段限于該區(qū)域為自然淹沒和財政投資考慮，對該堤段防洪問題未予考慮不作設(shè)計，交由青衣江右岸夾江縣后期規(guī)劃堤防實施完成。排澇方式為待青衣江洪水消退后，洪水可自然排出。但該段堤防是青衣江右岸堤防的組成部分，對整體堤防防洪和右岸場鎮(zhèn)防洪排澇規(guī)劃起到較大作用，初步設(shè)計考慮該段堤防工程應(yīng)盡快實施完善封閉，使青衣江右岸夾江縣小中壩堤防工程形成最終完整封閉體系。

4.初步設(shè)計堤線布置優(yōu)化

根據(jù)可研審查意見結(jié)合批復(fù)成果，經(jīng)與業(yè)主、相關(guān)專家多次咨詢對接，本初設(shè)階段我院提出解決方案如下：

堤防工程設(shè)計考慮將堤防首段即樂山市關(guān)于《岷江中下游（樂山段）防洪規(guī)劃修編報告》（川水函[2012]1802號）規(guī)劃成果前進(jìn)堤防納入初步設(shè)計范圍，堤防起點上移連接電站下游右岸導(dǎo)流墻，終點下至大興庵壩龍興支溝處。堤防中段新修建排水涵閘以及新建和加高堤后子堤，尾端沿堤防末端新修建頻率為10年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)子堤連接龍興村鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路形成封閉。

堤防工程設(shè)計方案：全段堤防干堤采用20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，子堤采用10年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。干堤采用斜坡堤、設(shè)置馬道和堤頂加高硬化，堤后設(shè)置排水溝，局部堤頂設(shè)置錯車道滿足防洪搶險道路要求。堤防上中下三處未封閉區(qū)域形成封閉，新建前進(jìn)堤防、毛灘河兩岸子堤以及順河支溝兩岸子堤。毛灘河支溝兩岸新建子堤向上游延伸至10年一遇水位處，順河支溝左岸新建子堤和右岸加高道路作擋水措施處理。堤防末端即為小中壩老堤終點沿現(xiàn)有機(jī)耕路新建子堤沿至鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路形成封閉。排澇規(guī)劃方案：各封閉區(qū)堤后設(shè)置8個排澇區(qū)，排澇排洪通過穿堤涵管、穿堤箱涵以及排水溝和現(xiàn)有涵管，將內(nèi)澇洪水排入支溝直至流入青衣江。

堤線布置調(diào)整優(yōu)化：為與干流主流平行并避開堤后建筑，并與上游前進(jìn)堤防布置堤線一致性，將可研成果的小中壩堤首堤線略向青衣江心調(diào)整，并與上游毛灘河右岸新建子堤連接形成封閉區(qū)，堤后凹地利用開挖疏浚棄渣回填能夠新增50余畝場鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)用地;上游新建前進(jìn)堤防連接毛灘電站導(dǎo)流堤直下，與毛灘河左岸子堤形成封閉區(qū);中段順河支溝新建（加高）兩岸子堤至20年一遇水位處，并與小中壩干堤左右岸相連形成封閉區(qū);堤防末端片區(qū)采取整治加高機(jī)耕路布置堤線延伸至鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路形成封閉;干堤堤線其它堤段基本沿小中壩舊堤堤線向河心偏移平行布置，子堤堤線基本沿支溝河道兩岸平行走向布置。

初步設(shè)計成果最終獲得省水利廳審查通過并下函批復(fù)，同意調(diào)整后堤線布置方案及堤防結(jié)構(gòu)設(shè)計等成果。

5.結(jié)論及建議

堤防工程堤線布置關(guān)系到整個工程項目的立項規(guī)劃、項目修建的必要性和修建后功能意義，特別是水利工程公益性項目，功在在當(dāng)代利在千秋。堤線布置恰當(dāng)，能夠取得較好的社會效益、生態(tài)效益以及經(jīng)濟(jì)效益。筆者根據(jù)多年設(shè)計經(jīng)驗，對堤防設(shè)計堤線布置給出一些個人經(jīng)驗建議：

（1）堤線布置要全面有效的進(jìn)行現(xiàn)場踏勘和收集工程區(qū)歷年資料，根據(jù)工程所處河段特點、保護(hù)對象和管理范圍內(nèi)已建或已規(guī)劃建筑物情況，依據(jù)堤防工程設(shè)計現(xiàn)行規(guī)范，進(jìn)行合理布線。

（2）堤線應(yīng)與河勢流向相適應(yīng)，并與河道的主流線大致平行。兩岸堤距大致相等，不宜突然放大或縮小。堤線力求平順，各堤段平緩連接，不得采用折線或急彎。上下游水面線應(yīng)銜接自然，確保河岸堤不沖刷和不淤積。

（3）堤線布置應(yīng)盡可能利用有利地形，修筑地勢較高、基礎(chǔ)優(yōu)良、土層分部穩(wěn)定的灘岸上，盡可能避開軟弱地基、深水地帶、古河道、強(qiáng)透水地基等不穩(wěn)定地基。應(yīng)盡可能布置在占壓耕地、拆遷房屋等建（構(gòu)）筑物少的地段，避開文物、古墳?zāi)沟冗z址，同時要結(jié)合防洪留有適當(dāng)余地。布線要利于工程施工和后期運(yùn)用管理。

（4）堤線布置應(yīng)與工程河段流域洪水匯入情況，特別是支溝洪水、現(xiàn)狀防洪排澇區(qū)情況和遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，使堤線布置體現(xiàn)出防洪功能意義和經(jīng)濟(jì)效益，有利于當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃。

（5）在滿足堤線引洪布置的前提下，適當(dāng)考慮堤防與堤路和城市景觀相結(jié)合，與堤防排澇、涵閘及過堤建筑物統(tǒng)一規(guī)劃布置，綜合選線，做好堤后搶險與城市道路的協(xié)調(diào)布置。

（6）堤線布置和選擇時，應(yīng)根據(jù)流域防洪規(guī)劃、城市總體規(guī)劃、施工技術(shù)、政府投資規(guī)劃以及周邊生態(tài)環(huán)境，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后綜合選定。

（7）堤線布置要充分體現(xiàn)堤防修建的必要性和功能作用，一次修建要滿足工程區(qū)段綜合效益最大化，避免功能不完整重復(fù)修建和堤后過大損失。

參考文獻(xiàn)

【1】GB50286-2013.堤防工程設(shè)計規(guī)范 [S];

【2】《四川省夾江縣青衣江小中壩堤防工程初步設(shè)計報告》（報批稿）及批復(fù)相關(guān)文件。

作者簡介：江立峰 ，男，工程師，主要從事水利水電工程設(shè)計工作。