烏魯木齊市達坂城區二道溝防洪改造設計淺析

袁喜泉

烏魯木齊市達坂城區二道溝防洪改造設計淺析

袁喜泉

（新疆烏魯木齊市水利勘測設計院（有限責任公司），新疆烏魯木齊830049）

為解決威脅達坂城區北擴的北部戈壁洪水問題，需補充完善北戈壁防洪工程內容，提高防洪標準。結合二道溝防洪現狀，對導流堤堤線進行設計，并對三種導流堤型式從技術、經濟、環境角度進行比選，最終選擇砼護坡斜插式導流堤為本次設計方案。設計方案滿足防洪要求，符合因地制宜的原則。對保障城區城市發展、人民群眾生命財產安全起到積極作用。

洪水；防洪；沖溝；建筑物

1 概況

達坂城區隸屬新疆維吾爾自治區烏魯木齊市，位于烏魯木齊市東南部，天山博格達峰南麓，東與吐魯番市相連，南與托克遜縣毗鄰，西與烏魯木齊市相接，北與吉木薩爾縣為鄰，蘭新鐵路、312國道和吐-烏-大高等級公路穿越境內，從古至今是聯系南北疆和區內外的咽喉之地。

由于《新疆烏魯木齊市達坂城區防洪規劃》[1]編制早于《新疆達坂城城區控制性詳細規劃》，考慮北部戈壁區以北丘陵地帶分布有若干沖洪溝，對規劃城區直接造成洪水威脅。原防洪規劃中考慮到二道溝洪水，但保護對象為達坂城支渠，根據城市《防洪工程設計規范》[2]的要求，防洪標準偏低，為滿足達坂城鎮城市發展的需要，解決威脅城區北擴的北部戈壁洪水問題，需補充完善北戈壁防洪工程內容，提高防洪標準。

本次二道溝防洪工程主要是治理達坂城鎮北戈壁北側各沖洪溝洪水，通過修建導流堤、排洪渠、淤地壩等設施，將北戈壁北側各沖洪溝洪水分片導出北戈壁地區，保護北戈壁新規劃城區免受設計標準內洪水的危害。

2 防洪工程現狀

二道溝現狀布置有2.6 km導流堤，經復核，二道溝導流堤修建不完全，首端未與溝岸山體相接，未將沖溝完全攔截，留有缺口，洪水有從缺口通過的可能；末端僅至溝口山嘴出處，下游無過洪通道，洪水仍將漫灘從北戈壁流過，最后匯集至達坂城支渠北側人工開挖土溝內，洪水無法安全下泄；二道溝現狀導流堤堤身夯實相對密度大于0.75，堤前導流槽斷面尺寸及堤頂高程滿足過流要求，現狀堤身可利用，但導流堤迎水面未襯砌，堤底無防沖基礎，抗沖刷能力差，無法滿足防洪要求，需進一步完善。因此，本次設計針對二道溝防洪工程只需將現狀導流堤修建完善，增加迎水面襯砌，修整上游導流槽，加設堤底防沖基礎，加長導流堤450 m即可將二道溝洪水導入規劃城區北側天然沖溝內引至北戈壁規劃城區西側外廢棄煤礦礦坑蓄滯洪區，該天然沖溝溝底寬約20 m，深2 m左右，縱坡1.3%左右，可滿足過洪要求。該沖溝局部有約1 km將穿越規劃城區，因考慮與規劃城區建設的協調性，本次設計需考慮本部分工程設計及工程量。

3 導流堤堤線設計

根據《新疆達坂城城區控制性詳細規劃》規劃圖，規劃城區北側緊挨二道溝、雷家溝溝口，溝內洪水出溝后直接頂沖規劃城區。為避免溝內洪水進入規劃城區，本次設計通過修建導流堤，順地形條件，將洪水從規劃城區外側導入下游泄洪通道。

二道溝溝口寬600 m～1000 m，地勢開闊，地形較平坦，無明顯溝槽，北高南低，東高西低。因此，根據地形條件，二道溝溝內導流堤堤線采用東北—西南走向，與等高線45°斜交，將洪水逐步導向溝口西側天然沖溝內。

4 導流堤設計

4.1 堤頂寬度

根據堤防工程設計規范第6.4.1條規定[3]：堤頂寬度應根據防汛管理施工，構造及其它要求確定，3級以下堤防頂寬不宜小于3 m，本次設計導流堤堤頂寬度考慮工程搶險和施工條件的需要，堤頂寬度按4.0 m控制。

4.2 導流堤型式選擇

本次二道溝導流堤設計，主要采取了三種導流堤型式進行比較：

方案一：細石砼砌卵石斜插式導流堤

標準橫斷面參數為：堤上游側開挖深1.5 m，底寬4.65 m導流槽，從導流槽底部至堤頂高3.5 m，地面以上堤高2 m，堤頂寬4 m，堤身迎水面護坡采用50 cm厚C25F200細石砼砌卵石襯砌[5]，襯砌高度從導流槽底部起高2.5 m，坡度為1∶1.75，導流槽上游側邊坡為1∶2，基礎采用斜插式C25F200細石砼砌卵石護坡，厚度為50 cm，坡度為1∶1.75，底部設置底寬150 cm放大腳，基礎深1.5 m，細石砼砌卵石每15 m設置一條伸縮縫，縫寬2 cm，縫內嵌高密度苯板，采用聚胺酯砂漿勾縫，堤身采用開挖料回填夯實，夯實相對密度大于0.75，橫斷面結構型式詳見圖1。

圖1 細石砼砌卵石斜插式導流堤標準橫斷面

方案二：格賓石籠斜插式導流堤

標準橫斷面參數為：堤上游側開挖深1.5 m，底寬3.5 m導流槽，從導流槽底部至堤頂高3.5 m，地面以上堤高2 m，堤頂寬4 m，迎水坡護坡采用2 m×1 m×0.5 m格賓石籠呈臺階狀保護，保護高度從導流槽底部起高2.5 m，每層格賓石籠寬2 m，每上一層，格賓石籠回縮0.5 m，基礎也采用斜插式格賓石籠護坡，做法同迎水面護坡一致，基礎深1.5 m，堤身采用開挖料回填夯實，夯實相對密度大于0.75，橫斷面結構型式詳見圖2。

方案三：砼護坡斜插式導流堤

圖2 格賓石籠斜插式導流堤標準橫斷面

堤上游側開挖深1.5 m，底寬4.65 m導流槽，從導流槽底部至堤頂高3.5 m，地面以上堤高2 m，堤頂寬4 m，堤身迎水坡護坡采用12 cm厚C25F200砼護坡襯砌，襯砌高度從導流槽底部起高2.5 m，坡度為1∶1.75，導流槽上游側邊坡為1∶2，基礎采用斜插式C25F200砼護坡襯砌，厚度為12 cm，坡度為1∶1.75，底部設置底寬60 cm放大腳，基礎深1.5 m，砼板每3m設置一條分縫，錯縫布置，縫寬2 cm，縫內嵌高密度苯板，采用聚胺酯砂漿勾縫，砼板底部鋪設0.3 mm厚PE膜防腐，堤身采用開挖料回填夯實，夯實相對密度大于0.75。橫斷面結構型式詳見圖3。

圖3 砼護坡斜插式導流堤標準橫斷面

從工程造價方面比較，方案三造價最低，方案一造價居中，方案二造價最高；從運行管理方面比較，三種方案運行均安全，方案一、三整體性較好，后期修補、維護較簡單，方案二整體性較差，局部破損的可能性較大，后期修補、維護較復雜；從工程施工角度比較，方案一、方案三施工工藝比較簡單，質量較容易控制，方案一對施工水平要求較高，施工工期相對較長，方案二施工較復雜，質量較難控制，施工工期較短；從使用條件方面比較，方案一耐久性最好，方案二耐久性較差，方案三耐久性較好；從外觀相比較，方案一、方案三外觀比較整潔，方案二外觀較差，但透水性較好，比較環保。綜合各方面因素考慮，本次設計以方案三作為推薦方案。三種方案的比較匯總見表1。

表1 二道溝導流堤堤型方案比較匯總表

工程從技術、經濟、環境角度經過充分分析，技術可行，環境允許，因此本工程推薦的設計方案為砼護坡斜插式導流堤。

5 結語

本次設計根據《新疆達坂城城區控制性詳細規劃》的具體要求，結合烏魯木齊達坂城區二道溝洪水特點及地形，結合工程的各種因素，綜合分析洪水特性及洪水災害情況，充分考慮各沖溝自然條件，以及各區域對防洪的要求；因地制宜的選擇不同的建筑物型式；根據各沖溝的地形條件，合理選擇防洪通道，充分考慮興建防洪工程對上下游的影響；盡可能利用現有防洪設施改造加固現有防洪設施。不但對造福當地人民促進當地經濟建設的安全穩定發展達到“興水強市”的目標［4］，也對類似防洪工程的設計提供一定的設計思路與方案選擇方法。

[1]新疆烏魯木齊市達坂城區防洪規劃[R].烏魯木齊:新疆水利廳,2014.

[2]GB/T 50805-2012,城市防洪工程設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2012.

[3]GB 50286-2013,堤防工程設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2013.

[4]劉仔旭.渾河沈陽段防洪方案[J].陜西水利，2015(5):57-58.

TV87

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1673-9000（2017）02-0059-03

2016-12-28

袁喜泉（1981-），男，湖南株洲人，工程師，主要從事水利工程設計工作。