豐城市城西防洪工程防洪堤除險加固設(shè)計綜述

熊 濤

(豐城市水利局，江西 宜春 331100)

1 防洪堤現(xiàn)狀

豐城市城西防洪工程位于豐城市，工程區(qū)位于贛江左岸，主要為百歲聯(lián)圩內(nèi)的沙灘地，百歲圩堤上游起于勝利泵站，下游止于龍頭山西側(cè)，堤線全長約10.95km，防護面積約11km2，保護耕地1573hm2，保護人口1.5萬余人。

2 工程地質(zhì)

2.1 地質(zhì)概況

工程區(qū)區(qū)域構(gòu)造較穩(wěn)定，區(qū)內(nèi)地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35s，地震動峰值加速度<0.05g，對應(yīng)地震基本烈度<Ⅵ度。

2.2 堤防工程地質(zhì)評價

1)堤身高度、堤頂寬度、局部內(nèi)外坡比不滿足規(guī)范要求，導(dǎo)致堤身穩(wěn)定性不夠，局部防洪堤內(nèi)外坡體多處可見脫落現(xiàn)象；

2)在汛期高水位運行時，堤身粉細砂存在滲漏及滲透破壞的隱患；

3)堤基主要存在滲透變形、局部不均勻沉降問題。

3 防洪堤除險加固設(shè)計

3.1 防洪堤堤線布置原則

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286—98)，結(jié)合工程河段的實際情況，防洪堤工程布置遵循如下原則：

1)因地制宜，因害設(shè)防，確保重點，兼顧一般。既要防洪，又要考慮區(qū)域內(nèi)澇治理。

2)護岸線走向與河勢流向相適應(yīng)，與主流和大洪水流線大致平行，上、下游水面線應(yīng)銜接自然，減小對河道的沖刷和淤積。

3)護岸線與上下游岸線及規(guī)劃的護岸工程平緩銜接，盡量不占用行洪斷面，不影響航運和行洪。

GDP即國內(nèi)生產(chǎn)總值，是所有常住單位在一定時期內(nèi)生產(chǎn)的所有最終產(chǎn)品和服務(wù)價值的總和。GDP是國民經(jīng)濟核算的核心指標，也是衡量一個國家總體經(jīng)濟狀況重要指標，其選取的樣本區(qū)間為2006—2016年，記作lnGDP。

4)護岸線盡量避開軟弱、強透水地基、深水地帶。

5)盡量利用有利地形，少占地，少拆遷房屋，以降低工程造價。

6)岸線整治工程布置充分考慮已建成或正在建設(shè)中的有關(guān)工程項目，并與擬建的沿江公路干線等市政設(shè)施相協(xié)調(diào)。

7)堤線布置與《豐城市城西防洪綜合整治工程防洪評價報告》(長江科學(xué)院)及其審批文件相適應(yīng)。

3.2 防洪堤軸線布置

經(jīng)過方案比選，最終確定防洪堤軸線：吳村至蔡家段堤線后退約100m，河道凸咀處蔡家繩灣段長約1.8km 堤線最大后退約360m，劍邑大橋上游長約300m 堤段最大后退約30m，其他段采用百歲堤現(xiàn)狀堤線，堤線長10.92km。同時考慮河道行洪需要，在河道蔡家繩灣段(灘地高程在23.2m-25.9m)實施疏浚，擬疏浚河道灘地控制高程為20m，以增大河道行洪斷面[1-3]。

隨后對防洪堤軸線局部進行了調(diào)整，調(diào)整堤段為龍頭山上游側(cè)局部堤段。樁號9+995.6m 至龍頭山堤段后退、堤線調(diào)順，局部堤線布置更加合理。調(diào)整后，防洪堤線總長11.234km，比原方案堤線增加了0.314km。

該段堤線調(diào)整優(yōu)點如下：①防洪堤局部后退，對贛江行洪沒有不利影響；②堤線調(diào)順，改善了堤頂交通；③調(diào)整后，堤線避開了地勢低凹的區(qū)域，降低了防洪堤的高度；⑤減少了龍頭山居民拆遷；⑥堤線調(diào)整順直后，有利于龍頭山排澇閘及排澇泵站布置。

3.3 設(shè)計水面線

根據(jù)物理模型試驗成果及設(shè)計洪水水面線計算成果，推薦堤防整治方案20a一遇洪水標準條件下，城西防洪工程所在河段設(shè)計洪水水面線成果見表1。防洪堤堤頂高程根據(jù)設(shè)計洪水水面線計算成果確定。

表1 設(shè)計洪水水面線(P=5%)

防洪堤預(yù)留沉降量取堤高7%，考慮防洪堤預(yù)留沉降因素，并結(jié)合方便施工因素，防洪堤分段控制其堤頂高程，具體如下：樁號0+000.0-2+000.0堤段，堤頂高程31.80m；樁號2+000.0-5+000.0m堤段，堤頂高程31.60m；樁號5+000.0-9+000.0堤段，堤頂高程31.30m；樁號9+000.0-11+234.0堤段，堤頂高程31.20m。

3.4 堤頂高程確定

堤頂高程=設(shè)計洪水位+堤頂超高，根據(jù)計算成果，護岸后沿程設(shè)計洪水位(P=5%)為28.89-29.80m，則工程段堤頂高程計算值為30.51-31.42m。根據(jù)《豐城市城西防洪綜合整治工程初步設(shè)計》(防洪堤分冊)審查意見，堤頂超高采用1.5m。沿程堤頂高程的確定見表2。

3.5 堤身結(jié)構(gòu)設(shè)計

本著安全可靠、經(jīng)濟合理、施工方便、對環(huán)境影響較小的原則，在滿足有關(guān)規(guī)范要求的前提下，根據(jù)地形、地質(zhì)條件和工程實際情況，確定堤身斷面的合理型式。由于本堤段地形起伏高差較小，地質(zhì)條件差別不大，因此，防洪堤采用同一種堤型。

本工程場區(qū)黏性土料源豐富，同時結(jié)合可以利用部分開挖土料，為節(jié)約投資，就地取材，堤身采用黏性土填筑。堤防為4 級建筑物，根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-98)，城西防洪堤防壓實度≥0.90。

堤身采用粉質(zhì)黏土填筑，其滲透系數(shù)8.27×10-5cm/s。結(jié)合當(dāng)?shù)胤篮榈探ㄔO(shè)經(jīng)驗，城西防洪堤臨水側(cè)、背水側(cè)堤坡坡比采用1∶3.0，堤頂寬6.0m。新建堤防位置原有老堤加以利用，主要考慮新填筑土體作為防滲體。堤基存在粉細砂等強透水地層部位，采用填筑黏土水平鋪蓋解決滲透穩(wěn)定問題。經(jīng)過滲流計算，在設(shè)計洪水條件下，防洪堤滿足滲透穩(wěn)定要求。經(jīng)過穩(wěn)定計算分析，各工況條件下，防洪堤穩(wěn)定滿足規(guī)范要求[4-5]。

填筑新堤身前，進行基礎(chǔ)表層清挖，基礎(chǔ)的雜填土全部清除，并對基礎(chǔ)進行碾壓、夯實；原有老堤表面雜樹、草皮、有機物質(zhì)清除干凈。填筑料不得含有植物根莖、磚瓦垃圾等雜質(zhì)。防洪堤分層填筑、碾壓，分層厚度20-30cm。

3.6 護坡結(jié)構(gòu)設(shè)計

迎水面護坡應(yīng)堅固耐久、就地取材、利于施工和維修。根據(jù)本工程的特點，其護坡可采用干砌石護坡、漿砌石護坡、混凝土護坡等型式。從材料來源、防護效果、施工工藝、工程投資及外觀形象等方面考慮，選取適宜的護坡型式。

本工程附近區(qū)域，塊石料源不豐富，護坡材料采用混凝土；混凝土預(yù)制塊適應(yīng)變形能力較強，鋪設(shè)外形較美觀，因此，堤防臨江側(cè)邊坡采用混凝土預(yù)制塊護坡，正六邊形，邊長30cm，厚度12cm。迎水坡設(shè)混凝土腳槽，埋深0.8m。背水側(cè)堤防邊坡采用草皮護坡。

3.7 河灘疏浚

蔡家-繩灣河段，防洪堤后退以增大河道行洪斷面，原圩堤應(yīng)予以挖除，以免礙洪；同時對該部位新建防洪堤內(nèi)側(cè)灘地進行疏浚、平整，利于行洪。

防洪堤樁號K2+016m-K5+460m 范圍內(nèi)的原圩堤及灘地進行清挖。現(xiàn)狀灘地高程23.2-25.9m，疏浚控制高程擬定為20m。距離新建防洪堤腳30m以內(nèi)區(qū)域灘地保留，不進行清挖處理。

3.8 穿堤建筑物加固

內(nèi)澇治理工程包括區(qū)域內(nèi)排水溝渠、排澇閘及排澇泵站，當(dāng)贛江水位低于堤內(nèi)水位時，內(nèi)澇通過排澇閘排入贛江；當(dāng)贛江水位高于堤內(nèi)水位時，利用排澇泵站抽排內(nèi)澇排入贛江。通過分析工程區(qū)域地形條件及內(nèi)澇情況，新建骨干排水溝渠，匯集區(qū)內(nèi)澇水；在龍頭山及蔡家村兩處修建排澇站(閘)，采用自排與提排結(jié)合的方式，解決工程區(qū)域內(nèi)澇問題。

4 結(jié) 語

豐城市城西防洪工程的建設(shè)建設(shè)將使豐城市城西防洪標準提高至20a一遇，基本達到國家《防洪標準》的要求；工程興建后防洪效益顯著。待工程完建后，豐城市城區(qū)將形成安全的防洪體系，工程區(qū)興建排澇閘、排澇泵站可以解決河西新區(qū)的治澇問題。