淺析防洪工程大拐彎凹岸迎水面防沖處理

□侯新陽（平陽縣鰲江流域綜合治理工程建設辦公室）

1 麻蕭段防洪工程基本情況

1.1 工程概況

鰲江干流治理麻蕭段防洪工程位于平陽縣鰲江下游蕭江鎮（包括原麻步鎮、蕭江鎮），該段從顯橋～麻步～岱口段河道長約17.50 km，東至蕭江鎮包岙，西與水頭鎮防洪三期工程相連。工程建設內容為新建防洪堤20.35 km，配套水閘10座，按地理位置分為陶貢段、漁塘段、麻步北岸段、麻步南岸段和桃源段，分7個標段實施建設。桃源東段工程實施總長2.69 km,由于該河段洪峰流量大，河道較窄，且受下游潮位頂托，過流能力不足，而現狀兩岸無堤或僅建有低標準老堤，沿堤水閘規模偏小，嚴重老化，每遇臺風暴雨，洪澇災害發生頻繁，防洪標準不足2年一遇。

1.2 水文、地形地貌特點

鰲江干流全長90 km，發源于文成縣桂山鄉吳地山麓桂庫村上游，源頭至順溪鎮約18 km為上游段，屬山區溪流，河道彎曲狹窄（寬50～100m），落差大；順溪至水頭長24 km為中游段，兩岸逐漸離開山巖控制，但水流仍湍急，河道多曲折，河床多系卵石覆蓋；水頭至鰲江口約48 km為下游段，為感潮河段，全段受潮汐影響，河床亦受潮汐控制，地勢呈西高東低。同時鰲江流域屬典型的副熱帶季風氣候區，全年分為梅汛期（4月16日-7月15日）;夏秋季節，熱帶風暴和臺風襲擊，造成本流域大暴雨天氣，稱臺汛期;非汛期（10月16日-4月15日）。全年雨量集中在4月-9月，占年降雨量的71%。

2 工程設計及存在問題分析

防沖主要涉及樁號TY4+893～TY5+171.2范圍（178.20m）C-2框架式結構。

2.1 原設計型式

C-2型框架式防洪墻堤基礎采用兩排鋼筋混凝土灌注樁處理，樁徑0.80m，樁長27m，內外排樁的排距5m，縱向樁距2.50m（其中外排加密至1.25m）。樁頂設置鋼筋混凝土底板，同時堤內地面至少回填1m厚的粘性土加強防滲閉氣。結構內側采用鋼筋混凝土擋水板擋水，內、外排樁頂位置設混凝土柱，縱向柱距5m，堤頂為板梁結構形成觀光平臺，堤頂不設防浪墻，樁頂底板、擋水板、排架柱、頂部梁板等部分組成框架結構，背水側設漿砌石排水溝。結構外側采用拋石鎮壓與防沖，其鎮壓平臺高程4.10m，平臺寬3m，外坡以1：2延至河床。具體結構見圖1：

圖1 C-2型框架結構圖

2.2 不足因素

地形復測變化大，主要位于鰲江大拐彎凹岸，為劇烈沖刷區，經現場多年復測，受沖刷嚴重，連年拋石穩定加固，且拋石增量較大。

河段為感潮河道，具有“洪沖枯淤”的特點，過水斷面較小，對面凸岸結合工程要求取土進行適當拓浚，目前其對面凸岸河床無計劃實施拓浚。

若該區域按原設計要求進行拋石（鎮壓平臺高程4.10m，平臺寬3.00m，外坡以1：2.00延至河床），因河底高程約-6.10m，銜接較陡，落差大，從實測地形斷面分析，為滿足拋石穩定要求，結合以往的經驗，拋至河床底，所需拋石量很大，費用難以控制。經測算，實際所需比招標量（理論）大近7倍。

按原設計要求進行拋石，地面與河底高程較陡，落差大，拋石護腳會延伸至河底，對現狀河道有大局部占用，引起過水斷面減小，勢必加劇排澇壓力，水位抬高，且會造成對面凸岸形成無序沖刷，不利于堤防穩定及管理。

因該段處于大拐彎凹岸劇烈沖刷區，以致于后期局部沖刷影響拋石穩定，為加固穩定，連年采取拋石措施，今后所需維護資金較多，代價大。

3 凹岸防沖穩定處理的方案及分析

根據工程所處地理位置，主要解決針對框架式防洪堤迎水面凹岸抗滑穩定和沖刷穩定的問題，為此調整后采取的方案：取消結構外拋石；持力樁適度加長，樁長≥29.00m或進入圓礫或全分化巖層深度≥3.00m；加密抗滑樁兼防沖。同時調整原持力樁內加密樁，由間距1.25m調整為0.90m；樁長適當縮減，樁長≥19.00m或進入圓礫或全風化巖層深度≥1.20m。具體樁位布置見圖2：

圖2 抗滑樁布置示意圖

3.1 結構技術指標分析

原方案：即堤外設置拋石（防沖）+堤身基礎采用灌注樁，非密排。

中間方案：即取消拋石+灌注樁不加密，同時考慮外側沖刷后涂面降低3.00m。

調整后方案：取消拋石+灌注樁加密至0.90m（按抗滑樁考慮），同時考慮外側沖刷后涂面降低3.00m。見圖3：

圖3 三種方案工程布置示意圖

由以上分析可知，其整體穩定安全系數按上述方案從1.13（規范要求≥1.10）降至9.59×10-1（不滿足），考慮抗滑樁效果1.11（滿足要求）。

3.2 工程投資影響分析

結合初步分析，其工程投資影響為：調整后相應的總投資約增加28.50萬元，但工程建成后，從長期維護方面考慮，后續所需資金代價小。方案調整前后主要工程量及投資比較情況見表1。

表1 方案調整前后主要工程量及投資對比表

3.3 工程質量安全影響分析

針對結構安全穩定方面，設計等級及規模均維持原設計不變，基礎做適當的處理，調整后結構（考慮堤外沖刷影響）整體穩定滿足規范要求，未對工程質量和安全造成影響。同時調整后，可有效確保現狀該段河道規模，減少占有水域及過水斷面，減少拋石對河道過流影響，對鰲江防洪排澇和堤防安全運行是有利的。

4 結語

由于該段所處特殊地理位置，凹岸堤防迎水面因每天潮水漲落，劇烈沖刷區，對于拋石方案難以起到穩定加固作用，特別在高速水流作用下，形成漩渦，沖刷非常嚴重，會對堤防基礎造成破壞，直接危及堤防結構安全穩定，給沿線群眾生命與財產安全帶來危險。為此，根據現場實際情況，經過充分論證分析研究，對原設計方案進行調整。經施工運行后，安全可靠，所采取的措施是切實可行的。