甌江河道綜合治理工程中堤型選擇分析

陳彬彬

（浙江省永嘉縣甌江北岸堤塘管理所，浙江 永嘉 325100）

1 工程概況

甌江干流（永嘉段）起始于上游林福山體龍腳下，沿甌江干流，止于梅岙下游山體，楠溪江支流黃田段始于楠溪江三橋，止于千石村下游山體。堤岸線總長(zhǎng)18.584 km，沿線涉及新建涵閘11座、涵洞14座。甌江干流永嘉段及楠溪江黃田段處于甌江下游，屬感潮河段，河道蜿蜒多灘，易發(fā)生凹岸沖、凸岸淤的情況，河勢(shì)常年發(fā)生變化，現(xiàn)狀兩岸尚無(wú)堤防工程保護(hù)，為天然土坡，現(xiàn)狀防洪能力不到10年一遇。汛期受上游洪水及下游潮位頂托影響，易形成洪澇災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全。

2 堤型選擇

工程區(qū)位于甌江干流及楠溪江支流下游，堤防型式的選擇需充分考慮區(qū)域特點(diǎn)，并兼顧技術(shù)經(jīng)濟(jì)、景觀等方面的因素。堤防斷面設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮防洪、親水性、現(xiàn)狀河道的具體情況、可持續(xù)發(fā)展等因素，根據(jù)不同河段所處的現(xiàn)狀、未來(lái)發(fā)展規(guī)劃等情況，采取不同的工程措施，創(chuàng)造人水親近、和諧、美麗的生態(tài)環(huán)境，從根本上解決片區(qū)發(fā)展的需要。

根據(jù)堤防斷面型式，應(yīng)用較廣的主要有斜坡式、直立式、復(fù)合式。斜坡式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，造價(jià)低，利于美化、綠化環(huán)境但是占地面積大，適合于控制投資、建設(shè)用地較為寬裕的灘地或農(nóng)田堤段。直立式結(jié)構(gòu)節(jié)省土地，但是工程造價(jià)較大，適用于房屋拆遷量大、建設(shè)用地受限制的房屋密集地段。復(fù)合式結(jié)構(gòu)兼顧斜坡式與直立式兩者的特點(diǎn)，工程造價(jià)居中，可滿足城市防洪與城市建設(shè)、開發(fā)、居民休閑多功能的要求。適用于有景觀要求的地段。本工程根據(jù)各片區(qū)現(xiàn)狀，以及堤型適用性等特點(diǎn)，在分析研究各片區(qū)地形地質(zhì)的基礎(chǔ)上，經(jīng)對(duì)不同堤型方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后，確定各片采用堤防型式。永嘉段堤型可區(qū)分兩種情況加以比選：房屋密集段和灘地或農(nóng)田段。

在房屋密集段，如梅岙下游段（MA1+488.77～2+019.43），黃田上游段（HT0+000.00～2+180.05）等，現(xiàn)狀岸坡直臨深水，且堤基多為高壓縮性、低強(qiáng)度軟弱土。工程涉及大量房屋拆遷，已進(jìn)行堤線比選，并考慮地方堤防的成熟做法，采用直立式輕型框架型式，相對(duì)經(jīng)濟(jì)合理，這里不再進(jìn)行堤型比選。

在灘地或農(nóng)田段，按照堤線布置原則，并考慮到部分堤段堤基為高壓縮性、低強(qiáng)度軟弱土，以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定等要求，堤線基本沿現(xiàn)狀岸坡一定距離布置，可供選擇的堤型有斜坡式、復(fù)合式和直立式。單從工程造價(jià)角度，斜坡式土堤型式能較大程度適應(yīng)地基變形，減少地基處理工程量，相比直立式堤型較為經(jīng)濟(jì)，工程部分投資相應(yīng)減少。但工程占地相應(yīng)增多，涉及征地、房屋拆遷及人口安置等政策處理問(wèn)題。因此須對(duì)各堤型進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定。

2.1 灘地農(nóng)田段堤型比選

林福段、菇溪口段（GY0+000.00～0+357.94）、下村段（XCI0+000.00～2+170.92）、梅岙段（MA0+000.00～1+019.35）以及黃田段（HT2+180.05～4+690.29）沿線多為灘地或農(nóng)田。根據(jù)地質(zhì)勘探結(jié)構(gòu)，灘地農(nóng)田段沿線大部分堤段覆蓋有深厚的軟弱土層，采用直立式堤型需要進(jìn)行專門的基礎(chǔ)處理，不經(jīng)濟(jì)，設(shè)計(jì)不推薦。因此，針對(duì)各片區(qū)實(shí)際和區(qū)域的發(fā)展定位，擬定斜坡式和復(fù)合式兩種堤型方案進(jìn)行比選。以下村段作為典型進(jìn)行比選。

1）方案一：復(fù)合式方案（上直下斜），標(biāo)準(zhǔn)斷面詳見圖1。

圖1 復(fù)合式堤型標(biāo)準(zhǔn)斷面型式

復(fù)合式方案堤身采用石碴填筑，迎水側(cè)邊坡為1∶2.5，上部設(shè)置一級(jí)擋墻，擋墻高1.5 m，中間為一級(jí)平臺(tái)，平臺(tái)及下部采用厚35 cm生態(tài)網(wǎng)墊護(hù)面（坡），下設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ?300 g/m2)，采用生態(tài)網(wǎng)箱（1 m×1 m）護(hù)腳，網(wǎng)箱前設(shè)厚35 cm生態(tài)網(wǎng)墊水平防護(hù)，寬度6 m。堤背采用粉質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)土填筑，坡面鋪設(shè)土工格室以及種植土一層，下設(shè)一級(jí)砼擋墻，與防汛道路相連接。防汛道路寬度4 m，采用厚10 cm的瀝青砼路面，下設(shè)厚15 cm的水泥石屑穩(wěn)定層和厚40 cm的石碴墊層，坡腳設(shè)置C20砼界墻及排水溝。土方填筑體與石碴填筑體交接面臨時(shí)邊坡為1∶1，中間設(shè)300 g/m2無(wú)紡?fù)凉げ肌５添攲? m，頂部和背坡考慮景觀綠化。

2）方案二：斜坡式方案，標(biāo)準(zhǔn)斷面詳見圖2。

圖2 斜坡式堤型標(biāo)準(zhǔn)斷面型式

斜坡式方案堤身采用石碴填筑，迎水側(cè)邊坡為1∶2.5，上部采用土工格室結(jié)合草皮護(hù)坡，下部采用厚35 cm生態(tài)網(wǎng)墊護(hù)坡，下設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ?300 g/m2)，采用生態(tài)網(wǎng)箱（1 m×1 m）護(hù)腳，網(wǎng)箱前設(shè)厚35 cm生態(tài)網(wǎng)墊水平防護(hù)，寬度6 m。堤背采用粉質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)土填筑，坡面鋪設(shè)土工格室以及種植土一層，下設(shè)一級(jí)砼擋墻，與防汛道路相連接。防汛道路寬度4 m，采用厚10 cm的瀝青砼路面，下設(shè)厚15 cm的水泥石屑穩(wěn)定層和厚40 cm的石碴墊層，坡腳設(shè)置C20砼界墻及排水溝。土方填筑體與石碴填筑體交接面臨時(shí)邊坡為1∶1，中間設(shè)300 g/m2無(wú)紡?fù)凉げ肌５添攲? m，頂部和背坡考慮景觀綠化。

3）方案比較選擇

因兩種堤型方案工程占地差異比較小，這里不考慮征地投資參與比較，優(yōu)缺點(diǎn)比較見表1。

表1 堤型比較不同方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表

與方案二相比，方案一的優(yōu)點(diǎn)為設(shè)置平臺(tái)具有一定的消浪作用，削弱了波浪爬高，以及便于景觀布置；缺點(diǎn)是工程部分造價(jià)略高，施工略復(fù)雜。方案二優(yōu)點(diǎn)是工程部分造價(jià)略省，施工較為簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是對(duì)波浪消浪作用不大，波浪爬高相對(duì)方案一高。兩方案工程部分投資每延米相差218元，投資相差較小。經(jīng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，對(duì)于灘地或農(nóng)田段，設(shè)計(jì)推薦采用方案一（復(fù)合式方案）。

2.2 高架橋并行段堤型比較

菇 溪 口 段 （GY0+576.08～0+920.18、GZ0+000.00～1+140.60）、下村段（XCII0+000.00～0+736.48）、西溪口段沿線多為灘地或農(nóng)田，且堤線沿金麗溫高速公路高架橋并行布置，堤線布置受與高架橋距離限制。考慮到復(fù)合式較斜坡式每延米投資略高，且沿高架段對(duì)景觀布置要求較低，因此，堤型比較擬定斜坡式、重力式兩種堤型方案進(jìn)行比選。以西溪口段作為典型進(jìn)行比選。

1）方案一：重力式擋墻方案，標(biāo)準(zhǔn)斷面詳見圖3。

圖3 重力式擋墻堤型標(biāo)準(zhǔn)斷面型式

重力式擋墻方案堤身采用石碴填筑，迎水側(cè)采用重力式砼擋墻，高3.6 m，擋墻前設(shè)一級(jí)平臺(tái)，頂高程3.5 m，頂部鋪設(shè)厚35 cm生態(tài)網(wǎng)墊作水平防護(hù)，寬度6 m。堤背采用粉質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)土填筑，坡面鋪設(shè)土工格室以及種植土一層，下設(shè)一級(jí)砼擋墻，與防汛道路相連接。防汛道路寬度4 m，采用厚10 cm的瀝青砼路面，下設(shè)厚15 cm的水泥石屑穩(wěn)定層和厚40 cm的石碴墊層，坡腳設(shè)置C20砼界墻及排水溝。土方填筑體與石碴填筑體交接面臨時(shí)邊坡為1∶1，中間設(shè)300 g/m2無(wú)紡?fù)凉げ肌５添攲? m，頂部和背坡考慮景觀綠化。堤基采用水泥攪拌樁處理，樁徑60 cm，樁長(zhǎng)15 m，1.5 m×1.5 m梅花形布置。

2）方案二：斜坡式方案，標(biāo)準(zhǔn)斷面詳見圖4。

圖4 斜坡式堤型標(biāo)準(zhǔn)斷面型式

斜坡式方案堤身采用石碴填筑，迎水側(cè)邊坡為1∶2.5，上部采用土工格室結(jié)合草皮護(hù)坡，下部采用厚35 cm生態(tài)網(wǎng)墊護(hù)坡，下設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ?300 g/m2)，采用生態(tài)網(wǎng)箱（1 m×1 m）護(hù)腳，網(wǎng)箱前設(shè)一級(jí)平臺(tái)，頂高程3.5 m，頂部鋪設(shè)厚35 cm生態(tài)網(wǎng)墊作水平防護(hù)，寬度6 m。堤背采用粉質(zhì)粘土或淤泥質(zhì)土填筑，坡面鋪設(shè)土工格室以及種植土一層，下設(shè)一級(jí)砼擋墻，與防汛道路相連接。防汛道路寬度4 m，采用厚10 cm的瀝青砼路面，下設(shè)厚15 cm的水泥石屑穩(wěn)定層和厚40 cm的石碴墊層，坡腳設(shè)置C20砼界墻及排水溝。土方填筑體與石碴填筑體交接面臨時(shí)邊坡為1∶1，中間設(shè)300 g/m2無(wú)紡?fù)凉げ肌５添攲? m，頂部和背坡考慮景觀綠化。堤基采用水泥攪拌樁處理，樁徑60 cm，樁長(zhǎng)15 m，1.5 m×1.5 m梅花形布置。

3）方案比較選擇

優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

綜合上述比較，方案一的優(yōu)點(diǎn)為重力式擋墻能有效削弱波浪爬高，以及工程永久占地較小；缺點(diǎn)是總可比投資略高，較方案二投資每延米增加236元，施工略復(fù)雜。方案二優(yōu)點(diǎn)是總可比投資略小，施工較為簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是對(duì)波浪消浪作用不大，波浪爬高相對(duì)方案一高。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，對(duì)于與高速公路高架橋并行的灘地或農(nóng)田段，建堤條件受限，本設(shè)計(jì)推薦采用方案一（重力式擋墻方案）。

表2 堤型比較不同方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表

根據(jù)堤型比選成果，本工程堤型共分為三種：對(duì)于房屋密集段，為減少拆遷，并考慮結(jié)合當(dāng)?shù)氐谭澜Y(jié)構(gòu)的成熟做法，采用樁基處理的直立式輕型框架型式；對(duì)于一般灘地或農(nóng)田段，采用經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理的復(fù)合式堤型；對(duì)于沿金麗溫高速公路高架橋布置的堤段采用重力式擋墻型式。

3 結(jié)語(yǔ)

永嘉縣甌江河道治理工程的建設(shè)提高了其區(qū)域內(nèi)河段的防洪能力，減少了洪澇災(zāi)害帶來(lái)的損失，改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定和地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，起到的明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。