防洪工程防洪堤除險加固設計探討

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摘要:豐城市城西防洪工程存在防洪缺口，排澇建筑物不配套，局部河段淤積嚴重，洪澇災害頻發，給沿江人民生命財產帶來極大的安全隱患，嚴重制約當地經濟社會發展。文章結合圩堤現狀，從防洪堤、護坡、清淤疏浚、穿堤建筑物加固等方面總結了防洪工程的除險加固設計。

關鍵詞:防洪工程;防洪堤;護坡;清淤疏浚;穿堤建筑物

1防洪堤現狀

豐城市城西防洪工程位于豐城市，工程區位于贛江左岸，主要為百歲聯圩內的沙灘地，百歲圩堤上游起于勝利泵站，下游止于龍頭山西側，堤線全長約10.95km，防護面積約11km2，保護耕地1573hm2，保護人口1.5萬余人。百歲堤于1978年由曲江鎮組織勞力興建，1982年汛期從樁號1+625m至2+506m破口行洪。目前，勝利泵站至繩灣村段存在一個長約881m無洪堤的缺口，倉前村南側至龍頭山段長約1877m也基本無堤防，致使圍內的曲江鎮7個村1.5萬余人、2.36萬畝土地及豐城市工業園區受贛江洪水的威脅，得不到保護。

2工程地質

2.1地質概況

工程區區域構造較穩定，區內地震動反應譜特征周期為0.35s，地震動峰值加速度＜0.05g，對應地震基本烈度＜Ⅵ度。2.2堤防工程地質評價1)堤身高度、堤頂寬度、局部內外坡比不滿足規范要求，導致堤身穩定性不夠，局部防洪堤內外坡體多處可見脫落現象;2)在汛期高水位運行時，堤身粉細砂存在滲漏及滲透破壞的隱患;3)堤基主要存在滲透變形、局部不均勻沉降問題。

3防洪堤除險加固設計

3.1防洪堤堤線布置原則

根據《堤防工程設計規范》(GB50286—98)，結合工程河段的實際情況，防洪堤工程布置遵循如下原則:1)因地制宜，因害設防，確保重點，兼顧一般。既要防洪，又要考慮區域內澇治理。2)護岸線走向與河勢流向相適應，與主流和大洪水流線大致平行，上、下游水面線應銜接自然，減小對河道的沖刷和淤積。3)護岸線與上下游岸線及規劃的護岸工程平緩銜接，盡量不占用行洪斷面，不影響航運和行洪。4)護岸線盡量避開軟弱、強透水地基、深水地帶。5)盡量利用有利地形，少占地，少拆遷房屋，以降低工程造價。6)岸線整治工程布置充分考慮已建成或正在建設中的有關工程項目，并與擬建的沿江公路干線等市政設施相協調。7)堤線布置與《豐城市城西防洪綜合整治工程防洪評價報告》(長江科學院)及其審批文件相適應。

3.2防洪堤軸線布置

經過方案比選，最終確定防洪堤軸線:吳村至蔡家段堤線后退約100m，河道凸咀處蔡家繩灣段長約1.8km堤線最大后退約360m，劍邑大橋上游長約300m堤段最大后退約30m，其他段采用百歲堤現狀堤線，堤線長10.92km。同時考慮河道行洪需要，在河道蔡家繩灣段(灘地高程在23.2m－25.9m)實施疏浚，擬疏浚河道灘地控制高程為20m，以增大河道行洪斷面［1－3］。隨后對防洪堤軸線局部進行了調整，調整堤段為龍頭山上游側局部堤段。樁號9+995.6m至龍頭山堤段后退、堤線調順，局部堤線布置更加合理。調整后，防洪堤線總長11.234km，比原方案堤線增加了0.314km。該段堤線調整優點如下:①防洪堤局部后退，對贛江行洪沒有不利影響;②堤線調順，改善了堤頂交通;③調整后，堤線避開了地勢低凹的區域，降低了防洪堤的高度;⑤減少了龍頭山居民拆遷;⑥堤線調整順直后，有利于龍頭山排澇閘及排澇泵站布置。

3.3設計水面線

根據物理模型試驗成果及設計洪水水面線計算成果，推薦堤防整治方案20a一遇洪水標準條件下，城西防洪工程所在河段設計洪水水面線成果見表1。防洪堤堤頂高程根據設計洪水水面線計算成果確定。防洪堤預留沉降量取堤高7%，考慮防洪堤預留沉降因素，并結合方便施工因素，防洪堤分段控制其堤頂高程，具體如下:樁號0+000.0－2+000.0堤段，堤頂高程31.80m;樁號2+000.0－5+000.0m堤段，堤頂高程31.60m;樁號5+000.0－9+000.0堤段，堤頂高程31.30m;樁號9+000.0－11+234.0堤段，堤頂高程31.20m。

3.4堤頂高程確定

堤頂高程=設計洪水位+堤頂超高，根據計算成果，護岸后沿程設計洪水位(P=5%)為28.89－29.80m，則工程段堤頂高程計算值為30.51-31.42m。根據《豐城市城西防洪綜合整治工程初步設計》(防洪堤分冊)審查意見，堤頂超高采用1.5m。沿程堤頂高程的確定見表2。

3.5堤身結構設計

本著安全可靠、經濟合理、施工方便、對環境影響較小的原則，在滿足有關規范要求的前提下，根據地形、地質條件和工程實際情況，確定堤身斷面的合理型式。由于本堤段地形起伏高差較小，地質條件差別不大，因此，防洪堤采用同一種堤型。本工程場區黏性土料源豐富，同時結合可以利用部分開挖土料，為節約投資，就地取材，堤身采用黏性土填筑。堤防為4級建筑物，根據《堤防工程設計規范》(GB50286－98)，城西防洪堤防壓實度≥0.90。堤身采用粉質黏土填筑，其滲透系數8.27×10－5cm/s。結合當地防洪堤建設經驗，城西防洪堤臨水側、背水側堤坡坡比采用1∶3.0，堤頂寬6.0m。新建堤防位置原有老堤加以利用，主要考慮新填筑土體作為防滲體。堤基存在粉細砂等強透水地層部位，采用填筑黏土水平鋪蓋解決滲透穩定問題。經過滲流計算，在設計洪水條件下，防洪堤滿足滲透穩定要求。經過穩定計算分析，各工況條件下，防洪堤穩定滿足規范要求［4－5］。填筑新堤身前，進行基礎表層清挖，基礎的雜填土全部清除，并對基礎進行碾壓、夯實;原有老堤表面雜樹、草皮、有機物質清除干凈。填筑料不得含有植物根莖、磚瓦垃圾等雜質。防洪堤分層填筑、碾壓，分層厚度20－30cm。

3.6護坡結構設計

迎水面護坡應堅固耐久、就地取材、利于施工和維修。根據本工程的特點，其護坡可采用干砌石護坡、漿砌石護坡、混凝土護坡等型式。從材料來源、防護效果、施工工藝、工程投資及外觀形象等方面考慮，選取適宜的護坡型式。本工程附近區域，塊石料源不豐富，護坡材料采用混凝土;混凝土預制塊適應變形能力較強，鋪設外形較美觀，因此，堤防臨江側邊坡采用混凝土預制塊護坡，正六邊形，邊長30cm，厚度12cm。迎水坡設混凝土腳槽，埋深0.8m。背水側堤防邊坡采用草皮護坡。

3.7河灘疏浚

蔡家－繩灣河段，防洪堤后退以增大河道行洪斷面，原圩堤應予以挖除，以免礙洪;同時對該部位新建防洪堤內側灘地進行疏浚、平整，利于行洪。防洪堤樁號K2+016m－K5+460m范圍內的原圩堤及灘地進行清挖。現狀灘地高程23.2－25.9m，疏浚控制高程擬定為20m。距離新建防洪堤腳30m以內區域灘地保留，不進行清挖處理。

3.8穿堤建筑物加固

內澇治理工程包括區域內排水溝渠、排澇閘及排澇泵站，當贛江水位低于堤內水位時，內澇通過排澇閘排入贛江;當贛江水位高于堤內水位時，利用排澇泵站抽排內澇排入贛江。通過分析工程區域地形條件及內澇情況，新建骨干排水溝渠，匯集區內澇水;在龍頭山及蔡家村兩處修建排澇站(閘)，采用自排與提排結合的方式，解決工程區域內澇問題。

4結語

豐城市城西防洪工程的建設建設將使豐城市城西防洪標準提高至20a一遇，基本達到國家《防洪標準》的要求;工程興建后防洪效益顯著。待工程完建后，豐城市城區將形成安全的防洪體系，工程區興建排澇閘、排澇泵站可以解決河西新區的治澇問題。

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作者：熊濤 單位：豐城市水利局