東平湖新湖圍壩堤防護(hù)坡建設(shè)方案研究

賈士強(qiáng)，賈宏星

（1.山東黃河河務(wù)局工程建設(shè)中心，山東 濟(jì)南 250013；2.山東黃河?xùn)|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(hù)坡受資金、技術(shù)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(hù)坡存在的問題及時(shí)通過工程建設(shè)措施予以消除，是非常必要和緊迫的。

1 圍壩護(hù)坡型式設(shè)計(jì)

1.1 護(hù)坡型式選擇

經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，現(xiàn)狀55.53 km干砌石護(hù)坡石方量為23.18萬m3，考慮當(dāng)?shù)厥蠄鍪蠀T乏及環(huán)保限采因素，結(jié)合不同厚度舊石利用率統(tǒng)計(jì)，確定護(hù)坡型式選擇原則：按照就地取材，充分利用現(xiàn)狀護(hù)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(fēng)壅水的影響條件，根據(jù)各段護(hù)坡的地形、地質(zhì)條件、施工技術(shù)難易程度，工程造價(jià)等因素，在實(shí)現(xiàn)防洪安全的前提下，對工程建設(shè)的合理性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，確定適宜的護(hù)坡型式，見表1。

由表1可知，方案三建安造價(jià)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(hù)墊護(hù)坡在黃河防洪工程上有成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過以上分析，推薦采用方案三底部雷諾護(hù)墊組合上部預(yù)制混凝土聯(lián)鎖塊護(hù)坡。

表1 各類堤防護(hù)坡加固方案比選

1.2 護(hù)坡設(shè)計(jì)

1）護(hù)坡頂高程設(shè)計(jì)。根據(jù)規(guī)范，東平湖圍壩為防浪護(hù)坡，護(hù)坡頂高程應(yīng)按設(shè)計(jì)水位加坡頂超高確定。坡頂超高（Y）為波浪爬高（R）與風(fēng)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(hù)坡的水深、風(fēng)區(qū)長度、主風(fēng)向、計(jì)算風(fēng)速等波浪要素，選取10個(gè)斷面進(jìn)行分析，計(jì)算出波浪爬高值0.75～1.86 m，風(fēng)壅水高值0.01～0.14 m，設(shè)計(jì)護(hù)坡頂高程根據(jù)不同段落取值為45.32～47.77 m。

2）護(hù)坡厚度計(jì)算。①雷諾護(hù)墊護(hù)坡厚度。根據(jù)10個(gè)典型斷面所處堤段風(fēng)浪要素計(jì)算出的石護(hù)坡厚度在圍壩樁號10+650～55+000堤段石護(hù)坡厚度計(jì)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(hù)坡厚度計(jì)算值為0.14～0.17 m，因該段常年靠水、遭受風(fēng)浪幾率較大，護(hù)坡厚度確定為0.30 m。

②預(yù)制混凝土聯(lián)鎖塊護(hù)坡厚度計(jì)算。根據(jù)10個(gè)典型斷面所處堤段堤防風(fēng)向、風(fēng)速、設(shè)計(jì)水位，計(jì)算出圍壩10+650～55+000段聯(lián)鎖塊護(hù)坡厚度0.12～0.16 m，綜合取 0.16m；77+300～88+300 段聯(lián)鎖塊護(hù)坡厚度計(jì)算值0.05～0.06 m，綜合取0.12 m。

③護(hù)坡底部沖刷計(jì)算。圍壩10+471～55+000段位于新湖區(qū)，當(dāng)向新湖區(qū)分洪時(shí)，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(jì)算。經(jīng)計(jì)算，局部最大沖刷深度為0.47 m，偏安全考慮確定護(hù)坡底部設(shè)置高度1 m的漿砌石固腳，以滿足沖刷要求。

2 建設(shè)方案

2.1 設(shè)計(jì)邊坡

設(shè)計(jì)坡比的選取結(jié)合護(hù)坡現(xiàn)狀坡比，考慮護(hù)坡的平順和美觀，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)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(hù)坡結(jié)構(gòu)

1）圍壩護(hù)坡：底部采用雷諾護(hù)墊，上部采用預(yù)制混凝土聯(lián)鎖塊護(hù)坡，中間設(shè)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(hù)墊。圍壩個(gè)別段落底部1.5～5 m范圍的護(hù)坡口齊縫嚴(yán)，表面平整，石塊質(zhì)量較好，基本滿足要求，不再設(shè)漿砌石固腳。

3）雷諾護(hù)墊護(hù)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(yuǎn)距離調(diào)運(yùn)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(diào)確定雷諾護(hù)坡的頂高程。考慮風(fēng)浪淘刷，樁號77+300～88+300段雷諾護(hù)墊頂高程與大清河常水位平。雷諾護(hù)墊厚度皆為0.3 m，內(nèi)填充最小中厚7 cm以上的石料。護(hù)墊采用鍍高爾凡鋼絲編制。單個(gè)護(hù)墊尺寸原則上6 m×2 m×0.3 m，根據(jù)實(shí)際坡長可適當(dāng)增減，護(hù)墊下依次設(shè)0.1 m厚的碎石墊層和300 g/m2的土工布一層。

4）預(yù)制混凝土聯(lián)鎖塊護(hù)坡:雷諾護(hù)墊上接預(yù)制混凝土聯(lián)鎖塊護(hù)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(yù)制。下依次設(shè)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(hù)；每段預(yù)制混凝土聯(lián)鎖塊護(hù)坡坡頂和坡底各設(shè)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(hù)坡44.72 m頂高程處有寬約1 m左右的平臺，結(jié)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(cè)設(shè)置混凝土橫梁，橫梁間鋪設(shè)預(yù)制混凝土聯(lián)鎖塊。

3 結(jié)論

東平湖新湖圍壩護(hù)坡工程采用底部雷諾護(hù)坡組合上部預(yù)制連鎖塊護(hù)坡方案，該組合整體屬于柔性護(hù)坡結(jié)構(gòu)，抗沖刷適應(yīng)性強(qiáng)，施工簡易方便，可維護(hù)性好，具有加快建設(shè)實(shí)施并推廣運(yùn)用的價(jià)值。通過圍壩護(hù)坡工程的建設(shè)實(shí)施，可加強(qiáng)東平湖蓄滯洪區(qū)防洪的能力。