河道防洪整治工程設(shè)計(jì)

葉建朋

摘要：對(duì)于城市建設(shè)而言，河道防洪整治設(shè)計(jì)對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有深遠(yuǎn)的意義。然而，一些地區(qū)頻繁發(fā)生的洪澇災(zāi)害制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，防洪治理的呼聲越來(lái)越高。同時(shí)，對(duì)治理防洪的要求也越來(lái)越高。本文結(jié)合某工程實(shí)例對(duì)河道防洪整治的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：河道整治;防洪;設(shè)計(jì)

1工程概況

浙江省某縣河流主要承擔(dān)城市防洪、排水、供水和美化環(huán)境的重要任務(wù)。本工程河段河床為梯形，底寬8.5m，頂寬17.5m，水深2.0m，河床邊坡縱坡0.599%，流量63.4m3/s;具有徑流排洪灌溉功能，與山洪及河流、溝渠洪水支流匯合后最大流量為96m3/s。該河含沙量高，流速快，沖刷能力強(qiáng)。現(xiàn)有兩條河道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為12.6km，岸線設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為27.3km，其中北岸為12.6km，南岸為14.7km，均采用鋼筋砂漿泥拌石路堤處理，其余為砂漿岸坡段和混凝土壩。在汛期，現(xiàn)有泄洪渠道難以充分滿足堤防、防洪、排水、蓄水等功能，將出現(xiàn)漫頂。因此，需要及時(shí)拓寬流域，并定期進(jìn)行整治。

2河段現(xiàn)狀分析

原河堤按百年一遇洪水設(shè)計(jì)。該路堤設(shè)計(jì)為梯形斷面，路堤頂部寬度為8.0m，臨水坡面比為1∶2，回水坡率為1∶2.5，干式砌體護(hù)坡增加到設(shè)計(jì)洪水水位5米以上、300米長(zhǎng)，地基為1 m×1.5米引線石籠。壩體填筑材料為河床連續(xù)級(jí)配砂礫石和30%黃土，然后填筑碾壓。相對(duì)密度不小于0.65。原路堤初期施工上世紀(jì)70年代，堤防段堤防建筑材料為河漫灘砂礫石和砂混合料，堤防橫斷面為梯形，頂寬4.1m～8.2m，原堤防標(biāo)準(zhǔn)不高，斷面結(jié)構(gòu)過(guò)小，不能滿足防洪需要。上游河灘面太高，無(wú)堤防，需加固1.3km。原路堤段采用河漫灘砂礫石和砂混合料填筑，路堤橫斷面為梯形，寬4.1m～8.2m。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)表明，除滲透系數(shù)較大外，其他路堤斷面的天然干密度和相對(duì)密度基本滿足規(guī)范要求。各路堤整體填筑質(zhì)量基本滿足規(guī)范要求，但路堤高度、坡度比、基礎(chǔ)深度不足，不能滿足防洪要求。

為充分有效地滿足需要，堤防及防洪工程設(shè)計(jì)單位按照5a級(jí)以上防洪工程等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)防水主體斷面，并通過(guò)路堤和道路相結(jié)合的方式拓寬路堤。路堤頂部寬度為20m，路堤上游河坡為1：3.0，后坡為1：3.0。堤防和主要海岸建筑物設(shè)計(jì)為II類危險(xiǎn)建筑物，路堤邊坡段基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主體采用縱向梯形坡段，路堤頂部主要設(shè)計(jì)坡度為20m，路堤設(shè)計(jì)坡度為1：3，路堤邊坡防護(hù)和基礎(chǔ)采用網(wǎng)籠保護(hù)，后坡受邊坡防護(hù)。壩體采用連續(xù)河床級(jí)配碎石填筑碾壓，含30%黃土。設(shè)計(jì)相對(duì)密度不得小于0.65。

3河道防洪整治工程設(shè)計(jì)分析

3.1堤線布置

本工程堤防材料在充分利用原有堤防的基礎(chǔ)上，結(jié)合河勢(shì)變化，主要利用當(dāng)?shù)夭牧希徒_(kāi)采，節(jié)約投資。施工中主要考慮機(jī)械化施工，縮短工期，節(jié)約投資。形成了設(shè)計(jì)中段和下游的堤防，兩岸修建了堤防。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，結(jié)合該段近十年來(lái)河勢(shì)變化及大洪水主流線，充分考慮現(xiàn)有堤防布置，確定該段堤防中心距保持在650m～710m不變。本段河道順直，干流不觸岸。參照已建路堤斷面走向，結(jié)合原路堤線路布置，本次設(shè)計(jì)路堤線路按現(xiàn)狀路堤位置布置，原路堤線路不變。

3.2基本型式設(shè)計(jì)

防洪堤斷面型式主要有重力式、斜坡式及復(fù)合式，重力式相對(duì)節(jié)約用地，投資相對(duì)較高，另外對(duì)地基承載力要求較高，通常用于堤身高度不大于6.0m的情況;斜坡式占用河灘腹地較大，主要為土方堆筑，相對(duì)投資較小，對(duì)地基條件要求也不高，適用于河灘及腹地較為寬廣的情況;工程造價(jià)較低，地基承載力低。波浪爬高大，但波浪淘刷作用小，生態(tài)性好。適用于控制投資，建設(shè)用地較寬裕的地段;復(fù)合式是重力式和斜坡式的結(jié)合型，相較斜坡式節(jié)約用地，投資介于重力式和斜坡式之間，能夠適用于多種情況。

3.3邊坡防護(hù)與基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)

3.3.1邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)

路堤邊坡常用的防護(hù)方法有砂漿塊石護(hù)坡、土工格柵護(hù)坡、植被混凝土預(yù)制塊護(hù)坡和聯(lián)鎖塊護(hù)坡。本工程大部分河堤未在斜坡上進(jìn)行防護(hù)，部分路段存在沖刷、崩塌等險(xiǎn)情，尤其是在狹窄的外灘和凹岸處，河流彎曲、上涌。因此，需要對(duì)新路堤進(jìn)行護(hù)坡。

3.3.2上游護(hù)坡襯砌厚度的確定

為獲取當(dāng)?shù)夭牧希奖闶┕ぃ?jié)省工程投資，疏通河道，確保安全，本次設(shè)計(jì)采用石籠網(wǎng)護(hù)坡，鋪設(shè)厚度確定為0.3m，格構(gòu)規(guī)格為長(zhǎng)x寬x厚=4.0m x 1.0m x 0.3m。防洪護(hù)坡地面以上0.5m。

3.3.3路堤基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

路堤基礎(chǔ)采用雙層石籠網(wǎng)基礎(chǔ)。石籠網(wǎng)基礎(chǔ)的規(guī)格為長(zhǎng)度×W×H=3 m×1 m×1 m。坡腳應(yīng)填充不小于30 kg的拋石。由于該河段的干流靠近左岸，因此右岸的灘面較高，與之相比該段路堤基礎(chǔ)應(yīng)淺埋，基礎(chǔ)埋深應(yīng)低于海灘面1.2m～3m。

3.4堤防防滲處理方案

堤防防滲處理措施有錐體灌漿、土工膜覆蓋和水泥土帷幕灌漿。錐頭探頭鉆孔灌漿路堤加固的工作機(jī)理主要是利用錐頭探頭控制鉆孔灌漿設(shè)備的形成孔，利用最大灌漿路堤壓力沿壩體中心軸線劈裂多個(gè)壩體，注入一定量的壩泥，形成多泥體防滲防水帷幕，解決影響壩泥滲透穩(wěn)定性的問(wèn)題;同時(shí)，利用灌漿路堤的最大坍塌壓力來(lái)加固和增加泥漿與路堤之間的相互摩擦壓力，從而改善灌漿路堤的整體內(nèi)應(yīng)力。用于防滲處理的復(fù)合土工膜施工非常簡(jiǎn)單，沿路堤表面鋪設(shè)后，可添加覆蓋層。土工膜實(shí)際涂布厚度表的確定和設(shè)計(jì)，不僅要全面地考慮土工膜在水壓力的主要使用條件下所需的實(shí)際膜強(qiáng)度，同時(shí)也全面地考慮了土工膜在實(shí)際材料使用和施工環(huán)境中的暴露條件、埋藏壓力、氣候條件和使用壽命。土工膜的設(shè)計(jì)厚度和施工中使用的土工膜的實(shí)際厚度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行和相關(guān)國(guó)家專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的具體要求綜合確定。同樣，針對(duì)路堤基礎(chǔ)的防滲問(wèn)題，也可采用土工膜垂直鋪塑、水泥土帷幕灌漿等措施。一般情況下，土工膜塑料鋪裝位于上游坡腳的腳下，塑料鋪面深度低于防滲路堤地基1m以下;水泥粘土帷幕灌漿的位置和深度與土工膜鋪設(shè)的位置和深度相同。考慮到工程造價(jià)、施工條件等因素，選擇了土工防滲膜鋪設(shè)措施，對(duì)堤身和地基進(jìn)行防滲處理。

4結(jié)論

通過(guò)工程實(shí)例，對(duì)河段整治工程的堤防線路布置、堤防高程設(shè)計(jì)、防治工程設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，并對(duì)堤段邊坡穩(wěn)定性和滲透穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，可為類似工程提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]李濤.河道治理堤防工程設(shè)計(jì)初探[J]，水利水電，（ 2017 ） 08