臨川區(qū)夢港水榮山東館段防洪工程設計分析

鐘春標

(撫州市水電勘測設計院有限公司，江西 撫州 344000)

1 工程現(xiàn)狀及存在問題

臨川區(qū)夢港水榮山、東館段防洪工程位于臨川區(qū)南部，分布于夢港水榮山鎮(zhèn)、東館鎮(zhèn)河段上以及夢港水支流東館水和鹿源水上。該項目分為兩段進行治理，分別為臨川區(qū)夢港水榮山段防洪工程和臨川區(qū)夢港水東館段防洪工程。

榮山段防洪工程位于撫河一級支流夢港水上，夢港水為撫河左岸一級支流，干流自南向北流經(jīng)榮山鎮(zhèn)、河埠鄉(xiāng)以及東館鎮(zhèn)后在臨川區(qū)嵩湖鄉(xiāng)汪家村匯入撫河。榮山段防洪工程位于夢港水上游嘉鹿水匯合口以上，控制集雨面積為78.8 km2。

榮山段防洪工程所在的河道總長約13.12 km，從榮陂處起上游6.22 km為天然河岸，河道蜿蜒曲折，左、右岸均為岸坎，邊坡大部分陡余1∶1，現(xiàn)狀大部分河段存在淤積、堵塞等現(xiàn)象，雜草叢生，部分河段已嚴重損壞；從榮陂處起至筒車橋段兩岸現(xiàn)有圩堤堤身低矮單薄，防洪標準不足10年一遇，遇大水時會漫頂。

東館段防洪工程所在的河道總長約14.6 km(含支流鹿源水1.1 km、東館水1.7 km)，現(xiàn)狀主要由防洪堤、天然河岸及排水涵管組成。局部堤段超高不足，經(jīng)過常年洪水的沖刷，河岸被水流淘蝕現(xiàn)象嚴重，造成崩岸、塌坡等多處險情；同時支流鹿源水和東館水兩岸圩堤堤身低矮單薄，防洪標準不足10年一遇，遇大水時會漫頂。

2 工程總體布置

夢港水榮山東館段防洪工程河道綜合整治長27.72 km，其中榮山段13.12 km，東館段14.6 km(包含夢港水11.8 km，支流鹿源水1.1 km及東館水1.7 km)；堤防加高加固總長12.57 km；C15混凝土預制框格草皮護坡5.235 km；C15混凝土預制塊護坡0.505 km；護岸固腳長17.044 km。

2.1 堤線工程布置

(1)夢港水榮山段防洪工程。從現(xiàn)狀地形地勢看，榮山鎮(zhèn)段夢港水右岸榮陂以下基本上設有圩堤防護，只有在其上游未設圩堤防護，對已建好的圩堤原則上保持其堤線不變，只對其進行加高加固，以使榮山鎮(zhèn)段夢港水右岸局部封閉[1]。夢港水右岸起始于榮陂右岸高山處(RY6+270.0)，沿夢港水而下，終止于筒車橋右岸(RY9+140.0)，其余堤段進行護岸處理，堤線維持現(xiàn)狀。

(2)夢港水東館段防洪工程。右岸堤防始于節(jié)云山水庫下游山腳，沿夢港水向下游延伸，途經(jīng)河上、港南、古港、呂橋、甘坊鄧家等自然村，終于撫金高速橋下，全長10.096 km，樁號為DY0+000～DY10+096。左岸堤防始于張山渡槽，沿夢港水向下游延伸，途經(jīng)錢家、湖上封家、呂橋、姜坊李家等自然村，終于港西饒家，全長12.305 km，樁號為DZ0+000～DZ12+305。

為形成完整、封閉的防洪圈，需對支流鹿源水右岸，東館水左、右岸進行治理。其中鹿源水右岸(樁號QY0+000～QY1+090)、夢港水右岸(樁號DY4+210～DY5+300)、東館水左岸(樁號KZ0+000～KZ1+480)為一個完整、封閉防洪圈；東館水右岸(樁號KY0+000～KY1+820)、夢港水右岸(樁號DY5+900～DY6+342)為一個完整、封閉防洪圈。

根據(jù)現(xiàn)場勘查及工程實際地形地質(zhì)條件，本次加固設計主要對達不到防洪標準的防洪堤段進行加固，對水流淘刷嚴重的河岸、迎流頂沖的河岸進行岸坡防護處理。對于現(xiàn)狀質(zhì)量較好，滿足防洪要求的防洪堤段維持現(xiàn)狀。東館段防洪工程共加固防洪堤9.7 km。

2.2 防洪堤填筑

2.2.1 夢港水榮山段防洪工程

設計堤頂高程以10年一遇洪水水位加1.0 m超高，設計堤頂寬4.0 m，堤頂設寬4.0 m的泥結(jié)碎石路面(厚0.2 m)，臨水面邊坡1∶2.0，背水面邊坡1∶2.0，對迎流頂沖堤段的臨水坡，采用C15混凝土六邊體預制塊護坡，背水坡采用草皮護坡，其余堤段的臨、背水坡，均采用草皮護坡。

2.2.2 夢港水東館段防洪工程

夢港水東館段現(xiàn)狀堤頂寬4.6～10.0 m，堤頂超高10年一遇設計洪水位0.2～2.0 m，臨水面坡比1∶2.0～1∶2.5，背水面坡比1∶1.5～1∶2.5，局部堤段堤頂超高不足。設計對超高不足堤段填土加高培厚，頂寬為5.0 m，臨水面坡比1∶2.5，背水面坡比1∶2.0。對于堤頂超高滿足規(guī)范要求堤段，維持現(xiàn)狀。

鹿源水右岸現(xiàn)狀堤頂寬1.5～4.0 m，堤頂高程不滿足10年一遇防洪標準，臨水面、背水面坡比1∶1.0～1∶2.0。本次設計對堤身加高培厚，堤頂超高設計洪水位1.0 m，頂寬4.0 m，臨水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶2.0。

東館水現(xiàn)狀堤頂寬1.5～4.0 m，臨水面、背水面坡比1∶1.0～1∶2.0。設計對堤身加高培厚，堤頂超高設計洪水位1.0 m，頂寬4.0 m，臨水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶2.0。

夢港水東館段防洪工程加固防洪堤全長9.7 km。

2.3 護坡

對防洪堤迎流頂沖段堤身臨水面采用混凝土預制塊護坡及混凝土預制框格草皮護坡，護坡高程為設計水位以上0.5 m，背水坡采用草皮護坡，其他堤段臨水面及背水面采用草皮護坡。

2.3.1 榮山段

設計混凝土預制塊護坡堤段為樁號RY6+270～RY6+775，護坡堤段總長0.505 km，C15混凝土預制塊護坡厚度為0.1 m，護坡下鋪厚0.1 m 的砂卵石墊層。

結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)的未來建設規(guī)劃及生態(tài)理念，對丁陂節(jié)制閘至筒車橋之間河段兩側(cè)堤身臨水面采用混凝土預制框格結(jié)合草皮生態(tài)護坡[2]，背水坡采用草皮護坡?；炷令A制框格結(jié)合草皮生態(tài)護坡堤段為樁號RY8+275～RY9+140和RZ8+310～RZ9+130兩段，總長1.685 km，C15混凝土預制框格尺寸為外邊長25 cm的正六邊形，內(nèi)邊長17 cm的正六邊形，厚0.1 m，框格內(nèi)種植草皮。

2.3.2 東館段

東館段夢港水兩岸護坡采用混凝土預制框格草皮護坡，具體樁號為DZ5+445～DZ6+350、DY4+460～DY5+300，長度為1.745 km。

支流東館水混凝土預制框格草皮護坡樁號KZ0+000～KZ1+110、KY0+730～KY1+425。長度為1.805 km。

3 主要建筑物設計

3.1 防洪堤設計

3.1.1 設計標準斷面

(1)夢港水榮山段防洪工程。經(jīng)計算，防洪堤設計斷面為：夢港右堤(RY6+270～RY9+140)設計堤頂高程69.90～61.82 m，堤頂寬4 m，臨、背水坡均為1∶2.0，堤頂設4.0 m寬的泥結(jié)碎石防汛公路。

(2)夢港水東館段防洪工程。夢港水東館段現(xiàn)狀堤頂寬4.6 m～10.0 m，堤頂超高10年一遇設計洪水位0.2～2.0 m，臨水面坡比1∶2.0～1∶2.5，背水面坡比1∶1.5～1∶2.5，局部堤段堤頂超高不足。本次設計對超高不足堤段填土加高培厚，頂寬為5.0 m，臨水面坡比1∶2.5，背水面坡比1∶2.0。對于堤頂超高滿足規(guī)范要求堤段，維持現(xiàn)狀。

鹿源水右岸現(xiàn)狀堤頂寬1.5～4.0 m，堤頂高程不滿足10年一遇防洪標準，臨水面、背水面坡比1∶1.0～1∶2.0。本次設計對堤身加高培厚，堤頂高程超高設計洪水位1.0 m，頂寬為4.0 m，臨水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶2.0。

東館水現(xiàn)狀堤頂寬1.5～4.0 m，臨水面、背水面坡比1∶1.0～1∶2.0。本次設計對堤身加高培厚，堤頂高程超高設計洪水位1.0 m，頂寬為4.0 m，臨水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶2.0。

3.1.2 堤身穩(wěn)定分析

(1)堤身滲流穩(wěn)定分析

選取新建及加高加固堤段的典型斷面分別計算出各種可能的最不利工況的堤坡出逸坡降及堤埋基滲透坡降[3]，計算成果見表1。

表1 加高加固后典型斷面堤坡、堤基滲透坡降計算成果

由以上計算結(jié)果可知，典型斷面RY8+565及RY8+565 堤基在天然狀態(tài)滿足要求，典型斷面堤坡滲透坡降均小于堤坡的允許滲透坡降，故加固后各斷面堤基及堤腳均滿足要求，不會產(chǎn)生滲透破壞，無需對相應的樁號做堤基處理。

(2)堤身抗滑穩(wěn)定計算

計算工況分為： 設計洪水位下的穩(wěn)定滲流期背水側(cè)的穩(wěn)定； 設計洪水位降落至枯水位時的臨水側(cè)堤坡穩(wěn)定。

浸潤線按臨水側(cè)設計洪水位、背水側(cè)無水或汛期內(nèi)河(溝)水位直接連接，且水位驟降前后浸潤線不變，這樣得出浸潤線比實際偏高，計算成果對堤坡穩(wěn)定分析偏于安全[4]。 計算結(jié)果見表2。

從以上計算結(jié)果可知，經(jīng)選取典型斷面分析，加高加固后防洪堤抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

表2 防洪堤堤坡穩(wěn)定計算成果

3.2 護坡工程

3.2.1 混凝土預制塊護坡

設計對迎流頂沖、急流傍岸，堤身含粉、細砂等土質(zhì)較差，汛期洪水、風浪沖蝕嚴重險段迎水坡采用C15混凝土預制塊護坡，護坡頂部與設計洪水位齊平?；炷令A制塊厚10 cm，為正六邊體結(jié)構(gòu)，邊長為30 cm，板塊預留φ5 cm排水孔，孔距1.8 m，梅花形布置；混凝土預制塊下設10 cm 厚砂卵石墊層。混凝土預制塊間采用M7.5砂漿勾縫，每20 m分縫，縫寬5 cm，瀝青砂漿嵌縫。護坡頂部設C15混凝土壓頂，寬0.4 m，厚0.1 m；護坡底部齒墻結(jié)合固腳擋墻；壓頂和固腳均每10 m分縫，縫內(nèi)嵌填瀝青杉板厚1 cm。

3.2.2 混凝土預制框格草皮護坡

結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)的未來建設規(guī)劃及生態(tài)理念，對榮山段丁陂節(jié)制閘至筒車橋之間河段兩側(cè)堤身臨水面采用混凝土預制框格草皮護坡，樁號RY8+275～RY9+140和RZ8+310～RZ9+130兩段，總長1.685 km。

東館段夢港水兩岸護坡采用混凝土預制框格草皮護坡，具體樁號為DZ5+445～DZ6+350、DY4+460～DY5+300，長度為1.745 km。

支流東館水混凝土預制框格草皮護坡樁號KZ0+000～KZ1+110、KY0+730～KY1+425，長度為1.805 km。

混凝土預制框格護坡頂高程至設計水位，設計水位以上采用草皮護坡，背水坡采用草皮護坡。C15混凝土預制框格尺寸為外邊長25 cm的正六邊形，內(nèi)邊長17 cm的正六邊形，厚0.1 m，框格內(nèi)種植草皮，底部設置C15混凝土齒腳，尺寸為0.3 m×0.6 m，頂部設置C15混凝土壓頂，厚0.1 m。

本工程混凝土預制塊護坡長0.505 km，混凝土預制框格草皮護坡5.235 km。

3.3 護岸設計

采用新建C20素混凝土擋墻進行護岸，擋墻頂高程一般為設計枯水位以上0.5～2.0 m，本次設計墻高取2.0 m，頂寬0.5 m，臨水面垂直，背水面坡比為1∶0.4。擋墻頂部陡于1∶2.0的岸坡削坡至1∶2.0，并采用草皮進行護坡。為防止擋墻外不被河水掏空基礎，擋墻外采用干砌塊石固腳，固腳頂寬1 m，頂高程與擋墻大方腳齊平。

采用干砌塊石護岸型式，枯水位以上采用干砌石護岸，以下采用拋石，底部設置高1.0 m，底寬1.0 m的拋石固腳，上部采用干砌石進行護岸，外邊坡為1∶1.5，內(nèi)邊坡為1∶1.0，頂寬0.6 m，采用10 cm厚C15混凝土壓頂，護岸頂部高程根據(jù)實際地形擬比枯水位高出1.0 m，頂部陡于1∶2.0 的岸坡削坡至1∶2.0，并采用草皮進行護坡。各斷面間干砌石頂高程不同時采用緩坡平順銜接。所用干砌石護岸塊石要求塊徑0.2～0.4 m，新鮮堅硬，耐風化，其軟化系數(shù)≥0.75，飽和抗壓強度≥40 MPa，孔隙率≤3%，吸水率≤0.8，容重應在2.4 t/m3以上[5]。

4 結(jié) 語

針對夢港水現(xiàn)狀河段存在堤身低矮單薄的情況，設計擬對超高不足堤段進行填土加高培厚，對于堤頂超高滿足防洪要求堤段維持現(xiàn)狀；對防洪堤迎流頂沖段堤身臨水面采用混凝土預制塊及混凝土預制框格草皮進行護坡；對迎流頂沖，岸線沖刷切割嚴重，深泓近岸易產(chǎn)生崩岸塌坡的河岸以及直接危及圩堤安全的陡岸堤段，擬采用素混凝土擋墻結(jié)合干砌石固腳護岸或干砌石結(jié)合拋石固腳進行護岸處理。

夢港水榮山東館段防洪工程實施后能有效地防御洪水、澇水的侵襲，保護河段兩岸人民生命財產(chǎn)安全，促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定繁榮。