白楊河城區(qū)上游段防洪工程“8.2”水毀堤防修復

郭軍輝

（吐魯番市水利水電勘測設計研究院，新疆 吐魯番 838000）

1 基本情況

白楊河城區(qū)上游段防洪工程為鄉(xiāng)村段防洪工程，洪水設計標準為10 a 一遇，洪峰流量為120 m3/s，防洪堤建設長度為11.886 km。防洪河段防護區(qū)的等級為Ⅳ等，堤防級別為5 級，主要建筑物級別為5 級，次要建筑物及臨時工程級別為5 級。

2 “8.2”洪水原因分析及水毀情況

2016 年8 月2 日凌晨2 時～3 時，受強對流天氣影響，白楊河發(fā)生暴雨型洪水。洪峰流量達到20 a 一遇。白楊河城區(qū)上游段防洪工程設計洪水標準為10 a 一遇，設計洪水流量為120 m3/s，經分析，“8.2”洪水流量已遠超白楊河城區(qū)上游段防洪工程設計洪水標準。因此，超標準洪水是造成白楊河城區(qū)上游段防洪堤破壞的主要原因[1]。

本次測量白楊河防洪堤的總長度為10.8 km，其中未損毀段的防洪堤長度為7.862 km，已損毀段的防洪堤長度為2.938 km。

3 水毀堤防修復方案

3.1 設計標準

本工程防護區(qū)保護農田面積5.1 萬畝，保護鄉(xiāng)村人口1.21萬人，根據(jù)《防洪標準》（GB 50201-2014）表4.3.1 中規(guī)定，鄉(xiāng)村防護區(qū)防洪標準為10 a～20 a 一遇洪水，結合《吐魯番地區(qū)重點中小河流近期治理建設規(guī)劃報告》《托克遜縣白楊河流域防洪規(guī)劃》和《托克遜縣白楊河城區(qū)上游段防洪工程（代可研）》中確定，該段防洪工程設計洪水標準均為P=10%（10 a 一遇），本次設計防洪標準取P=10%（10 a 一遇），與原工程設計標準保持一致。

3.2 堤身橫斷面設計

（1）未損毀段設計

未損毀段的防洪堤長度為7.862 km，其中基礎埋深大于1 m的長度為4.858 km，基礎埋深小于1 m 的長度為3.004 km，經現(xiàn)場測量及計算該段防洪堤基礎埋深均不能滿足設計埋深要求[2]，本次設計，未損毀段堤身采用現(xiàn)狀防洪堤堤身，只在基礎部位做加固處理。

1）基礎埋深≥1 m

若現(xiàn)狀防洪堤基礎埋深≥1 m 時，基礎加固見圖1。開挖時沿混凝土面板以1∶1.75 的坡度進行開挖，挖至原防洪堤面板基礎高程后，以1∶0.2 的坡度挖至設計基礎高程，之后砌筑重力式漿砌石基礎，漿砌石基礎高度為0～1.5 m，砌筑完成后，基礎回填料采用開挖料分層碾壓回填，相對密度不小于0.6，基礎漿砌石每10 m 設置一道伸縮變形縫，縫寬2 cm，縫內填高壓閉孔板。

圖1 未損毀段基礎埋深≥1 m 修復典型橫斷面圖

2）基礎埋深＜1 m

若現(xiàn)狀防洪堤基礎埋深0～1 m 時，基礎加固見圖2。開挖及砌筑與埋深≥1 m 相同，僅漿砌石基礎高度不同，為1.5 m～2.5 m。

圖2 未損毀段基礎埋深＜1 m 修復典型橫斷面圖

（2）損毀段設計

損毀段的防洪堤長度為2.938 km，損毀形式主要有：①無面板，堤身全部損毀段防洪堤的長度為0.903 km；②無面板，迎水面堤身局部損毀段防洪堤的長度為0.565 km；③面板塌陷，堤身較完整段防洪堤的長度為1.470 km。

防洪堤損毀形式①和②的堤身需要重新填筑碾壓，堤身采用外運砂礫石回填料分層碾壓回填，相對密度不小于0.7，堤身填筑完成后，迎水面采用M15 砂漿找平，找平層厚度為3 cm，在找平層上襯砌混凝土板，結構與原堤身相同，即設計洪水位以下護坡厚度為20 cm，設計洪水位以上護坡厚度由20 cm 漸變至10 cm。基礎加固與未損毀段相同，采用重力式漿砌石結構砌筑。典型橫斷面見圖3、圖4。

圖3 堤身全部損毀段修復典型橫斷面

圖4 堤身部分損毀段修復典型橫斷面

防洪堤損毀形式③的大部分堤身可保留，面板需拆除并重新襯砌，迎水面及基礎加固處理參照損毀形式①和②。典型橫斷面見圖5。

圖5 面板塌陷段修復典型橫斷面

（3）堤頂寬度與結構

根據(jù)堤頂寬度與堤線位置、被保護區(qū)的重要程度，設計洪水位下的浸潤要求，以及存放防汛料物和搶險等按規(guī)范要求，本工程堤寬取4.0 m，向迎水面傾斜1%的坡度。

（4）堤身結構形式

防洪堤采用現(xiàn)澆混凝土護面，漿砌石重力式基礎。根據(jù)前述計算堤身高度較低，根據(jù)地質資料顯示，墻后所填戈壁土料內摩擦角25°～35°左右，根據(jù)工程經驗，迎水坡邊坡可取m=1.75，背水坡采用m=1.5（根據(jù)實際地形，有部分防洪堤直接靠在了河岸階地上）。

堤身填筑完成后，迎水面采用M15 砂漿找平，找平層厚度為3 cm，護坡采用C20F200W6 現(xiàn)澆混凝土，設計洪水位以下護坡厚度為20 cm，設計洪水位以上護坡厚度由20 cm漸變至10 cm。防洪堤面板接縫處設置連接筋，連接筋采用HRB400Φ14 間距為50 cm，其中橫縫每6 m 設置一條連接筋，縱縫內均設置連接筋，混凝土護坡沿防洪堤長度方向每3 m 設一道變形縫，縫寬2 cm，縫內填高壓閉孔板，并用聚氨酯密封膏密封縫。

（5）混凝土深隔墻設計

沿防洪堤每隔50 m 設混凝土深隔墻，隔墻尺寸寬為0.4 m，厚度為0.8 m。混凝土采用C20F200W6 現(xiàn)澆混凝土。

（6）填筑標準

在鋪料時，先把上游與混凝土護坡接觸面坡面上大于60 mm 的料以及表層大約50 cm 厚的粉砂土及雜物清除，對填筑土料要求其具有足夠的密實度和必要的變形模量，以減小其變形量，采用砂礫石填筑，最大粒徑不超過150 mm，小于5 mm的顆粒含量控制在30%左右，小于0.075 mm 的顆粒含量為8%，碾壓后相對密度Dr≥0.70。基礎回填料采用開挖料分層碾壓回填，相對密度Dr≥0.60。

（7）防洪堤地基排水設計

在防洪堤迎水坡沿堤線設計排水溝，斷面形式為等腰梯形。排水溝尺寸下底寬為0.5 m，高度為0.5 m，邊坡為1∶1；沿線每隔400 m 設集水坑，以便放置離心泵將水抽出。離心泵型號為IS65-50-125A,電機功率為7 kW。

3.3 丁字壩設計

本次水毀修復工程，全線均修建丁字壩，考慮到工程投資、施工進度和水流對基礎的淘刷以及水流中推移質對防洪堤的破壞，每隔70 m 修建一道丁字壩，長度為7 m，丁字壩總高度為3 m，丁壩與防洪堤夾角為45°。并在丁壩下游側設置鉛絲石籠，鉛絲石籠寬1 m，高1 m。單個鉛絲石籠長度為2 m，鉛絲籠采用鍍鋅鋼絲擰編，孔徑為60 mm×80 mm，絲徑4 mm，卵石粒徑大于200 mm。

4 結論

白楊河城區(qū)上游段防洪工程位于城區(qū)上游，該段洪水影響區(qū)域防洪工程關系著當?shù)厝嗣裆敭a安全、耕地、交通、通訊等基礎設施的安全運行，同時對當?shù)氐慕洕l(fā)展有著極其重要的作用。防洪工程的正常運行和作用發(fā)揮，是保證當?shù)亟洕】蛋l(fā)展首要條件。

因受2016 年“8.2”洪災影響，工程段河道部分堤防被沖毀，導致原有保護段堤防不能形成封閉的防洪體系，嚴重威脅著該處人民的生命財產安全。本段堤防的修復能確保河道右岸形成封閉的防洪體系，確保人民財產的安全。因此，為保護防護區(qū)居民及耕地的安全及確保白楊河正常行洪要求。