東平湖新湖圍壩堤防護坡建設方案研究

賈士強，賈宏星

（1.山東黃河河務局工程建設中心，山東 濟南 250013；2.山東黃河東平湖工程局，山東 泰安 271000）

東平湖蓄滯洪區(qū)位于黃河下游干流與右岸支流大汶河之間的洼地上，是黃河下游重要的分滯洪工程，由老湖區(qū)和新湖區(qū)組成。東平湖新湖區(qū)圍壩護坡受資金、技術等多種因素的制約，仍存在著較多問題。為了充分發(fā)揮東平湖的蓄滯洪能力，保證山東黃河及汶河的防洪安全，對圍壩護坡存在的問題及時通過工程建設措施予以消除，是非常必要和緊迫的。

1 圍壩護坡型式設計

1.1 護坡型式選擇

經(jīng)統(tǒng)計計算，現(xiàn)狀55.53 km干砌石護坡石方量為23.18萬m3，考慮當?shù)厥蠄鍪蠀T乏及環(huán)保限采因素，結合不同厚度舊石利用率統(tǒng)計，確定護坡型式選擇原則：按照就地取材，充分利用現(xiàn)狀護坡拆除石料不購新石，綜合考慮生態(tài)環(huán)境、湖內(nèi)蓄洪水位及風壅水的影響條件，根據(jù)各段護坡的地形、地質條件、施工技術難易程度，工程造價等因素，在實現(xiàn)防洪安全的前提下，對工程建設的合理性和經(jīng)濟性進行分析，確定適宜的護坡型式，見表1。

由表1可知，方案三建安造價最低、生態(tài)環(huán)境效果好，舊石利用率最高，并且格賓雷諾護墊護坡在黃河防洪工程上有成功應用經(jīng)驗。經(jīng)過以上分析，推薦采用方案三底部雷諾護墊組合上部預制混凝土聯(lián)鎖塊護坡。

表1 各類堤防護坡加固方案比選

1.2 護坡設計

1）護坡頂高程設計。根據(jù)規(guī)范，東平湖圍壩為防浪護坡，護坡頂高程應按設計水位加坡頂超高確定。坡頂超高（Y）為波浪爬高（R）與風壅水高度（e）兩部分之和。對不允許越浪的堤防，爬高累積頻率宜取2%。根據(jù)不同部位護坡的水深、風區(qū)長度、主風向、計算風速等波浪要素，選取10個斷面進行分析，計算出波浪爬高值0.75～1.86 m，風壅水高值0.01～0.14 m，設計護坡頂高程根據(jù)不同段落取值為45.32～47.77 m。

2）護坡厚度計算。①雷諾護墊護坡厚度。根據(jù)10個典型斷面所處堤段風浪要素計算出的石護坡厚度在圍壩樁號10+650～55+000堤段石護坡厚度計算值為0.26～0.30 m，綜合取0.3 m；對于圍壩樁號77+300～88+300為圍壩入湖口段，石護坡厚度計算值為0.14～0.17 m，因該段常年靠水、遭受風浪幾率較大，護坡厚度確定為0.30 m。

②預制混凝土聯(lián)鎖塊護坡厚度計算。根據(jù)10個典型斷面所處堤段堤防風向、風速、設計水位，計算出圍壩10+650～55+000段聯(lián)鎖塊護坡厚度0.12～0.16 m，綜合取 0.16m；77+300～88+300 段聯(lián)鎖塊護坡厚度計算值0.05～0.06 m，綜合取0.12 m。

③護坡底部沖刷計算。圍壩10+471～55+000段位于新湖區(qū)，當向新湖區(qū)分洪時，由于新湖區(qū)面積較大堤腳水流主要是漫流，不考慮沖刷計算。經(jīng)計算，局部最大沖刷深度為0.47 m，偏安全考慮確定護坡底部設置高度1 m的漿砌石固腳，以滿足沖刷要求。

2 建設方案

2.1 設計邊坡

設計坡比的選取結合護坡現(xiàn)狀坡比，考慮護坡的平順和美觀，適當?shù)倪M行削坡和回填平整，除圍壩樁號77+300～79+250堤段邊坡坡比取 1∶2.5 外，剩余堤段邊坡均取 1∶3。

2.2 護坡結構

1）圍壩護坡：底部采用雷諾護墊，上部采用預制混凝土聯(lián)鎖塊護坡，中間設現(xiàn)澆混凝土擋梁，底部修做漿砌石固腳。

2）漿砌石固腳：先將可利用石料中體積較大的石料砌筑漿砌石固腳，固腳尺寸0.6 m×1.0 m，其余再用于雷諾護墊。圍壩個別段落底部1.5～5 m范圍的護坡口齊縫嚴，表面平整，石塊質量較好，基本滿足要求，不再設漿砌石固腳。

3）雷諾護墊護坡：樁號10+471～55+000段根據(jù)不同段落的拆除石料方量、粒徑厚度≥7 cm拆除石料的可利用率，按照不在段與段間遠距離調運石料也不新購石，全部利用拆除舊石的原則，由拆除石料的可利用量，在各段落間協(xié)調確定雷諾護坡的頂高程。考慮風浪淘刷，樁號77+300～88+300段雷諾護墊頂高程與大清河常水位平。雷諾護墊厚度皆為0.3 m，內(nèi)填充最小中厚7 cm以上的石料。護墊采用鍍高爾凡鋼絲編制。單個護墊尺寸原則上6 m×2 m×0.3 m，根據(jù)實際坡長可適當增減，護墊下依次設0.1 m厚的碎石墊層和300 g/m2的土工布一層。

4）預制混凝土聯(lián)鎖塊護坡:雷諾護墊上接預制混凝土聯(lián)鎖塊護坡，10+650～55+000段厚0.16 m，77+300～87+785段厚0.12 m，采用C25混凝土預制。下依次設0.1 m厚的碎石墊層和300 g/m2的土工布一層，聯(lián)鎖塊孔內(nèi)填土并植草防護；每段預制混凝土聯(lián)鎖塊護坡坡頂和坡底各設一道C25現(xiàn)澆混凝土橫梁，位于斜坡坡面上的橫梁尺寸0.3 m×0.3 m，坡頂處的橫梁兼做混凝土壓頂，壓頂尺寸0.5 m×0.3 m。圍壩樁號10+650～55+000段原石護坡44.72 m頂高程處有寬約1 m左右的平臺，結合現(xiàn)狀地形為減少回填貼坡土量，保留該處1 m寬平臺，兩側設置混凝土橫梁，橫梁間鋪設預制混凝土聯(lián)鎖塊。

3 結論

東平湖新湖圍壩護坡工程采用底部雷諾護坡組合上部預制連鎖塊護坡方案，該組合整體屬于柔性護坡結構，抗沖刷適應性強，施工簡易方便，可維護性好，具有加快建設實施并推廣運用的價值。通過圍壩護坡工程的建設實施，可加強東平湖蓄滯洪區(qū)防洪的能力。