防洪堤混凝土板護坡一坡到底基礎防護設計方案研究與分析

靳 磊/新疆塔城市水利局

防洪堤混凝土板護坡一坡到底基礎防護設計方案研究與分析

靳 磊/新疆塔城市水利局

防洪工程采用砼護坡一坡到底基礎防護形式，減少工程量，降低了工程造價。

防洪堤；砼護坡；一坡到底；基礎防護方案；應用與分析

1.工程概況

新疆塔城市烏拉斯臺河17+200-25+200段防洪工程，擬修建防洪堤8km，工程規模為V等小(2)型工程，工程級別均5級，河防洪標準10年一遇，行洪能力22.1m3/s。其主要保護對象為塔城市經濟重鎮二工鎮的薩孜村、塔斯肯村、喀拉墩村等村的村莊及沿河農田。防護堤建好后可保護耕地5萬余畝、保護人口4.3萬余人。

在工程建設中，本工程采用砼板護坡一坡到底基礎防護方案，其優點是：河道整治寬度接近穩定寬度和實際寬度，保證設計洪水順暢通過，并保證河道的安全泄洪能力，不但節約了工程用地，節省了工程量，降低了工程造價而且保證原河道的順暢性，使工程建成后達到自然美觀的效果。

2基本資料

2.1氣象

工程位于塔城市烏拉斯臺河，屬典型大陸性溫帶氣候。多年平均氣溫6.2℃，多年最高氣溫41.0℃，最低氣溫-42.6℃，年較差為83.6℃，多年最冷月平均氣溫-13.56℃，該地區年凍融循環次數小于100次。根據《水工建筑抗冰凍設計規范》SL211-98規定，該地區屬嚴寒地區。多年平均降水量279mm，多年平均蒸發量為1849mm，平均積雪深為32cm，最大凍土深146cm，無霜期147天左右。

2.2水文

根據烏拉斯臺水文站提供的資料可知：工程起點17+200處10年一遇的洪水流量為22.1 m3/s，終點25+200處10年一遇洪水流量為19.9 m3/s。

2.3工程地質條件

2.3.1地形地貌。

烏拉斯臺河左岸防洪堤呈南北向展布，樁號17+200m～25+200m，河堤處于沖洪積平原之上，地形平緩：海拔高程594.35m～512.54m。沿線大部分為耕地，局部為戈壁荒地。沿線地層主要為第四系全新統沖洪積層（al+pLQ43）,勘探深度3.0m巖性為表層粉質壤土夾少量礫石，下部為砂卵石及砂礫石。

2.3.2地層巖性。

17+200m～25+200m表層巖性為粉質壤土夾少量礫石，黃色，中密，干燥，粉粒狀結構，厚度1.0～1.6m左右，下部為砂卵石、灰白色、中密、粒徑一般為2～4㎝左右，含量占70～80％左右，巖石成份主要為石英巖，閃長巖、凝灰巖，凝灰質砂巖等組成，新鮮堅硬，磨圓度差，地下水位在基礎以下30～50m以上，地基承載力為300～500kpa。

2.3.3水文地質。

工程區地下水位以第四條松散層孔隙潛水為主，地下水受排補方式為大氣降水及融雪水補給于河床中地下水埋深30-50m-2-10m不等。

3.工程設計

3.1方案比選

本次進行設計時，提出了兩個方案，主要是進行過流斷面形式比選和基礎防沖形式比選。

第一方案：砼板護坡一坡到底基礎防護方案

均采用防洪堤護砌，斷面形式為梯形，防洪堤頂寬4m，內邊坡1∶1.5，外邊坡1∶1.5，防護堤高1.50m。護坡采用0.15m厚C20F200現澆砼板襯砌，地面以下護坡采用0.2m厚C20F200現澆砼板襯砌，將砼護坡延伸至底部齒墻處，砼齒墻厚0.3m，高0.5m。

第二方案：漿砌石防沖斜墻一坡到底防護方案

均采用防洪堤護砌，斷面形式為梯形，護坡采用采用仰漿砌石防沖斜墻護砌，漿砌斜墻頂寬0.3m，高3.5m，底寬1.2m，迎水面邊坡為1∶1.5，外邊坡為1∶1.5。

表3-1 方案比較表

通過表3-1可以看出，從施工條件、工程量、總投資等角度分析第一方案優于第二方案，因此推薦第一方案。

3.2防洪堤工程

3.2.1砼板護坡一坡到底基礎防護設計。

烏拉斯臺河（樁號17+200～25+200）河段，河道長8km，左右岸均采用防洪堤護砌，防洪堤長16km，斷面形式為梯形，河道底寬25-70m，防洪堤頂寬4m，內邊坡1∶1.5，外邊坡1∶1.5，防護堤高1.00-1.10m。護坡采用0.15m厚C20F200現澆砼板襯砌，底部鋪設30cm厚砂礫石墊層，河床底部不襯砌，為增加基礎護坡的抗沖刷耐久性要求，河床面以下護坡采用0.2m厚C20F200現澆砼板襯砌，底部鋪設30cm厚砂礫石墊層，將砼護坡延伸至底部齒墻處，砼齒墻厚0.3m，高0.5m，采用C20F200現澆砼。護坡每50m設防沖隔墻一道，尺寸寬0.4m，深0.8m。在樁號21+000-25+200段河道變窄沖刷嚴重，在此段凹岸一側基礎埋深1/2處平鋪鉛絲籠輔助防沖，尺寸寬5m，厚0.5m。堤頂設封頂板寬0.3m，厚0.12m，采用C20F200現澆砼。基礎施工完后，對堤底以下開挖的土方采用原土回填至設計河床底高程。砼護坡板塊尺寸3.0m★3.0m、基礎齒墻、封頂板每隔3.0m設一道橫縫；縫寬2cm,采用高壓閉孔板上涂3cm厚聚氨酯填縫。

4.工程方案分析

4.1充分利用原河道，選定合理的治導線布置

根據烏拉斯臺河地形情況及需保護的范圍，結合河道平面位置變化情況，工程盡可能布置在河道沖刷嚴重及需保護范圍的外圍，并結合地形，將防洪堤建在地勢 較高處，以便節省工程投資。采用順應天然河勢的蜿蜒形和微彎形作為治導線布置的基本形式，主河段采用微彎、或用直線相接，充分利用長期比較穩定的主河槽。

4.2砼板護坡一坡到底基礎防護方案，砼澆筑相對簡單,加快了施工進度

砼板護坡一坡到底基礎防護施工的技術特點為：斷面形式為梯形，河道底寬25～70m，防洪堤頂寬4m，內邊坡1∶1.5，外邊坡1∶1.5，防護堤高1.0～1.1m。護坡采用0.15m厚C20F200現澆砼板襯砌，底部鋪設30cm厚砂礫石墊層，河床底部不襯砌，為增加基礎護坡的抗沖刷耐久性要求，地面以下護坡采用0.2m厚C20F200現澆砼板襯砌，將砼護坡延伸至底部齒墻處，砼齒墻厚0.3m，高0.5m。基礎施工完后，對堤底以下開挖的土方采用原土回填至設計河床底高程，本工程施工場地較大，工程間相互干擾性大，砼澆筑相對簡單, 具有成本低、工期短、效率高等優點。

4.3簡化導流方式，減少工程投資

根據本工程實際情況和地形、地貌及施工條件，在17+200～25+200段河道寬度25-70m，由于該河道洪水類型為冬季積聚的冰雪融化形成的季節性洪水，每年的3～5月份多發洪水。根據工期安排，結合水文分析計算報告施工設計洪水章節，施工期導流僅考慮平水期導流，因此可直接在河道中央開挖導流渠進行采用導流。這樣既大大降低了導流工程的規模和費用，又縮短節省了工程總投資。

5.結語

在防洪工程建設中，采用砼板護坡一坡到底基礎防護，可以保證設計洪水順暢通過，并保證河道的安全泄洪能力，既節約了工程用地，又節省了工程量，降低了工程造價而且保證原河道的順暢性，使工程建成后達到自然美觀的效果。