臨川區(qū)夢(mèng)港水榮山東館段防洪工程設(shè)計(jì)分析

鐘春標(biāo)

(撫州市水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，江西 撫州 344000)

1 工程現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

臨川區(qū)夢(mèng)港水榮山、東館段防洪工程位于臨川區(qū)南部，分布于夢(mèng)港水榮山鎮(zhèn)、東館鎮(zhèn)河段上以及夢(mèng)港水支流東館水和鹿源水上。該項(xiàng)目分為兩段進(jìn)行治理，分別為臨川區(qū)夢(mèng)港水榮山段防洪工程和臨川區(qū)夢(mèng)港水東館段防洪工程。

榮山段防洪工程位于撫河一級(jí)支流夢(mèng)港水上，夢(mèng)港水為撫河左岸一級(jí)支流，干流自南向北流經(jīng)榮山鎮(zhèn)、河埠鄉(xiāng)以及東館鎮(zhèn)后在臨川區(qū)嵩湖鄉(xiāng)汪家村匯入撫河。榮山段防洪工程位于夢(mèng)港水上游嘉鹿水匯合口以上，控制集雨面積為78.8 km2。

榮山段防洪工程所在的河道總長(zhǎng)約13.12 km，從榮陂處起上游6.22 km為天然河岸，河道蜿蜒曲折，左、右岸均為岸坎，邊坡大部分陡余1∶1，現(xiàn)狀大部分河段存在淤積、堵塞等現(xiàn)象，雜草叢生，部分河段已嚴(yán)重?fù)p壞；從榮陂處起至筒車橋段兩岸現(xiàn)有圩堤堤身低矮單薄，防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10年一遇，遇大水時(shí)會(huì)漫頂。

東館段防洪工程所在的河道總長(zhǎng)約14.6 km(含支流鹿源水1.1 km、東館水1.7 km)，現(xiàn)狀主要由防洪堤、天然河岸及排水涵管組成。局部堤段超高不足，經(jīng)過(guò)常年洪水的沖刷，河岸被水流淘蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，造成崩岸、塌坡等多處險(xiǎn)情；同時(shí)支流鹿源水和東館水兩岸圩堤堤身低矮單薄，防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10年一遇，遇大水時(shí)會(huì)漫頂。

2 工程總體布置

夢(mèng)港水榮山東館段防洪工程河道綜合整治長(zhǎng)27.72 km，其中榮山段13.12 km，東館段14.6 km(包含夢(mèng)港水11.8 km，支流鹿源水1.1 km及東館水1.7 km)；堤防加高加固總長(zhǎng)12.57 km；C15混凝土預(yù)制框格草皮護(hù)坡5.235 km；C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡0.505 km；護(hù)岸固腳長(zhǎng)17.044 km。

2.1 堤線工程布置

(1)夢(mèng)港水榮山段防洪工程。從現(xiàn)狀地形地勢(shì)看，榮山鎮(zhèn)段夢(mèng)港水右岸榮陂以下基本上設(shè)有圩堤防護(hù)，只有在其上游未設(shè)圩堤防護(hù)，對(duì)已建好的圩堤原則上保持其堤線不變，只對(duì)其進(jìn)行加高加固，以使榮山鎮(zhèn)段夢(mèng)港水右岸局部封閉[1]。夢(mèng)港水右岸起始于榮陂右岸高山處(RY6+270.0)，沿夢(mèng)港水而下，終止于筒車橋右岸(RY9+140.0)，其余堤段進(jìn)行護(hù)岸處理，堤線維持現(xiàn)狀。

(2)夢(mèng)港水東館段防洪工程。右岸堤防始于節(jié)云山水庫(kù)下游山腳，沿夢(mèng)港水向下游延伸，途經(jīng)河上、港南、古港、呂橋、甘坊鄧家等自然村，終于撫金高速橋下，全長(zhǎng)10.096 km，樁號(hào)為DY0+000～DY10+096。左岸堤防始于張山渡槽，沿夢(mèng)港水向下游延伸，途經(jīng)錢家、湖上封家、呂橋、姜坊李家等自然村，終于港西饒家，全長(zhǎng)12.305 km，樁號(hào)為DZ0+000～DZ12+305。

為形成完整、封閉的防洪圈，需對(duì)支流鹿源水右岸，東館水左、右岸進(jìn)行治理。其中鹿源水右岸(樁號(hào)QY0+000～QY1+090)、夢(mèng)港水右岸(樁號(hào)DY4+210～DY5+300)、東館水左岸(樁號(hào)KZ0+000～KZ1+480)為一個(gè)完整、封閉防洪圈；東館水右岸(樁號(hào)KY0+000～KY1+820)、夢(mèng)港水右岸(樁號(hào)DY5+900～DY6+342)為一個(gè)完整、封閉防洪圈。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查及工程實(shí)際地形地質(zhì)條件，本次加固設(shè)計(jì)主要對(duì)達(dá)不到防洪標(biāo)準(zhǔn)的防洪堤段進(jìn)行加固，對(duì)水流淘刷嚴(yán)重的河岸、迎流頂沖的河岸進(jìn)行岸坡防護(hù)處理。對(duì)于現(xiàn)狀質(zhì)量較好，滿足防洪要求的防洪堤段維持現(xiàn)狀。東館段防洪工程共加固防洪堤9.7 km。

2.2 防洪堤填筑

2.2.1 夢(mèng)港水榮山段防洪工程

設(shè)計(jì)堤頂高程以10年一遇洪水水位加1.0 m超高，設(shè)計(jì)堤頂寬4.0 m，堤頂設(shè)寬4.0 m的泥結(jié)碎石路面(厚0.2 m)，臨水面邊坡1∶2.0，背水面邊坡1∶2.0，對(duì)迎流頂沖堤段的臨水坡，采用C15混凝土六邊體預(yù)制塊護(hù)坡，背水坡采用草皮護(hù)坡，其余堤段的臨、背水坡，均采用草皮護(hù)坡。

2.2.2 夢(mèng)港水東館段防洪工程

夢(mèng)港水東館段現(xiàn)狀堤頂寬4.6～10.0 m，堤頂超高10年一遇設(shè)計(jì)洪水位0.2～2.0 m，臨水面坡比1∶2.0～1∶2.5，背水面坡比1∶1.5～1∶2.5，局部堤段堤頂超高不足。設(shè)計(jì)對(duì)超高不足堤段填土加高培厚，頂寬為5.0 m，臨水面坡比1∶2.5，背水面坡比1∶2.0。對(duì)于堤頂超高滿足規(guī)范要求堤段，維持現(xiàn)狀。

鹿源水右岸現(xiàn)狀堤頂寬1.5～4.0 m，堤頂高程不滿足10年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，臨水面、背水面坡比1∶1.0～1∶2.0。本次設(shè)計(jì)對(duì)堤身加高培厚，堤頂超高設(shè)計(jì)洪水位1.0 m，頂寬4.0 m，臨水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶2.0。

東館水現(xiàn)狀堤頂寬1.5～4.0 m，臨水面、背水面坡比1∶1.0～1∶2.0。設(shè)計(jì)對(duì)堤身加高培厚，堤頂超高設(shè)計(jì)洪水位1.0 m，頂寬4.0 m，臨水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶2.0。

夢(mèng)港水東館段防洪工程加固防洪堤全長(zhǎng)9.7 km。

2.3 護(hù)坡

對(duì)防洪堤迎流頂沖段堤身臨水面采用混凝土預(yù)制塊護(hù)坡及混凝土預(yù)制框格草皮護(hù)坡，護(hù)坡高程為設(shè)計(jì)水位以上0.5 m，背水坡采用草皮護(hù)坡，其他堤段臨水面及背水面采用草皮護(hù)坡。

2.3.1 榮山段

設(shè)計(jì)混凝土預(yù)制塊護(hù)坡堤段為樁號(hào)RY6+270～RY6+775，護(hù)坡堤段總長(zhǎng)0.505 km，C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡厚度為0.1 m，護(hù)坡下鋪厚0.1 m 的砂卵石墊層。

結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)的未來(lái)建設(shè)規(guī)劃及生態(tài)理念，對(duì)丁陂節(jié)制閘至筒車橋之間河段兩側(cè)堤身臨水面采用混凝土預(yù)制框格結(jié)合草皮生態(tài)護(hù)坡[2]，背水坡采用草皮護(hù)坡。混凝土預(yù)制框格結(jié)合草皮生態(tài)護(hù)坡堤段為樁號(hào)RY8+275～RY9+140和RZ8+310～RZ9+130兩段，總長(zhǎng)1.685 km，C15混凝土預(yù)制框格尺寸為外邊長(zhǎng)25 cm的正六邊形，內(nèi)邊長(zhǎng)17 cm的正六邊形，厚0.1 m，框格內(nèi)種植草皮。

2.3.2 東館段

東館段夢(mèng)港水兩岸護(hù)坡采用混凝土預(yù)制框格草皮護(hù)坡，具體樁號(hào)為DZ5+445～DZ6+350、DY4+460～DY5+300，長(zhǎng)度為1.745 km。

支流東館水混凝土預(yù)制框格草皮護(hù)坡樁號(hào)KZ0+000～KZ1+110、KY0+730～KY1+425。長(zhǎng)度為1.805 km。

3 主要建筑物設(shè)計(jì)

3.1 防洪堤設(shè)計(jì)

3.1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)斷面

(1)夢(mèng)港水榮山段防洪工程。經(jīng)計(jì)算，防洪堤設(shè)計(jì)斷面為：夢(mèng)港右堤(RY6+270～RY9+140)設(shè)計(jì)堤頂高程69.90～61.82 m，堤頂寬4 m，臨、背水坡均為1∶2.0，堤頂設(shè)4.0 m寬的泥結(jié)碎石防汛公路。

(2)夢(mèng)港水東館段防洪工程。夢(mèng)港水東館段現(xiàn)狀堤頂寬4.6 m～10.0 m，堤頂超高10年一遇設(shè)計(jì)洪水位0.2～2.0 m，臨水面坡比1∶2.0～1∶2.5，背水面坡比1∶1.5～1∶2.5，局部堤段堤頂超高不足。本次設(shè)計(jì)對(duì)超高不足堤段填土加高培厚，頂寬為5.0 m，臨水面坡比1∶2.5，背水面坡比1∶2.0。對(duì)于堤頂超高滿足規(guī)范要求堤段，維持現(xiàn)狀。

鹿源水右岸現(xiàn)狀堤頂寬1.5～4.0 m，堤頂高程不滿足10年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，臨水面、背水面坡比1∶1.0～1∶2.0。本次設(shè)計(jì)對(duì)堤身加高培厚，堤頂高程超高設(shè)計(jì)洪水位1.0 m，頂寬為4.0 m，臨水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶2.0。

東館水現(xiàn)狀堤頂寬1.5～4.0 m，臨水面、背水面坡比1∶1.0～1∶2.0。本次設(shè)計(jì)對(duì)堤身加高培厚，堤頂高程超高設(shè)計(jì)洪水位1.0 m，頂寬為4.0 m，臨水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶2.0。

3.1.2 堤身穩(wěn)定分析

(1)堤身滲流穩(wěn)定分析

選取新建及加高加固堤段的典型斷面分別計(jì)算出各種可能的最不利工況的堤坡出逸坡降及堤埋基滲透坡降[3]，計(jì)算成果見表1。

表1 加高加固后典型斷面堤坡、堤基滲透坡降計(jì)算成果

由以上計(jì)算結(jié)果可知，典型斷面RY8+565及RY8+565 堤基在天然狀態(tài)滿足要求，典型斷面堤坡滲透坡降均小于堤坡的允許滲透坡降，故加固后各斷面堤基及堤腳均滿足要求，不會(huì)產(chǎn)生滲透破壞，無(wú)需對(duì)相應(yīng)的樁號(hào)做堤基處理。

(2)堤身抗滑穩(wěn)定計(jì)算

計(jì)算工況分為： 設(shè)計(jì)洪水位下的穩(wěn)定滲流期背水側(cè)的穩(wěn)定； 設(shè)計(jì)洪水位降落至枯水位時(shí)的臨水側(cè)堤坡穩(wěn)定。

浸潤(rùn)線按臨水側(cè)設(shè)計(jì)洪水位、背水側(cè)無(wú)水或汛期內(nèi)河(溝)水位直接連接，且水位驟降前后浸潤(rùn)線不變，這樣得出浸潤(rùn)線比實(shí)際偏高，計(jì)算成果對(duì)堤坡穩(wěn)定分析偏于安全[4]。 計(jì)算結(jié)果見表2。

從以上計(jì)算結(jié)果可知，經(jīng)選取典型斷面分析，加高加固后防洪堤抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。

表2 防洪堤堤坡穩(wěn)定計(jì)算成果

3.2 護(hù)坡工程

3.2.1 混凝土預(yù)制塊護(hù)坡

設(shè)計(jì)對(duì)迎流頂沖、急流傍岸，堤身含粉、細(xì)砂等土質(zhì)較差，汛期洪水、風(fēng)浪沖蝕嚴(yán)重險(xiǎn)段迎水坡采用C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡，護(hù)坡頂部與設(shè)計(jì)洪水位齊平。混凝土預(yù)制塊厚10 cm，為正六邊體結(jié)構(gòu)，邊長(zhǎng)為30 cm，板塊預(yù)留φ5 cm排水孔，孔距1.8 m，梅花形布置；混凝土預(yù)制塊下設(shè)10 cm 厚砂卵石墊層。混凝土預(yù)制塊間采用M7.5砂漿勾縫，每20 m分縫，縫寬5 cm，瀝青砂漿嵌縫。護(hù)坡頂部設(shè)C15混凝土壓頂，寬0.4 m，厚0.1 m；護(hù)坡底部齒墻結(jié)合固腳擋墻；壓頂和固腳均每10 m分縫，縫內(nèi)嵌填瀝青杉板厚1 cm。

3.2.2 混凝土預(yù)制框格草皮護(hù)坡

結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)的未來(lái)建設(shè)規(guī)劃及生態(tài)理念，對(duì)榮山段丁陂節(jié)制閘至筒車橋之間河段兩側(cè)堤身臨水面采用混凝土預(yù)制框格草皮護(hù)坡，樁號(hào)RY8+275～RY9+140和RZ8+310～RZ9+130兩段，總長(zhǎng)1.685 km。

東館段夢(mèng)港水兩岸護(hù)坡采用混凝土預(yù)制框格草皮護(hù)坡，具體樁號(hào)為DZ5+445～DZ6+350、DY4+460～DY5+300，長(zhǎng)度為1.745 km。

支流東館水混凝土預(yù)制框格草皮護(hù)坡樁號(hào)KZ0+000～KZ1+110、KY0+730～KY1+425，長(zhǎng)度為1.805 km。

混凝土預(yù)制框格護(hù)坡頂高程至設(shè)計(jì)水位，設(shè)計(jì)水位以上采用草皮護(hù)坡，背水坡采用草皮護(hù)坡。C15混凝土預(yù)制框格尺寸為外邊長(zhǎng)25 cm的正六邊形，內(nèi)邊長(zhǎng)17 cm的正六邊形，厚0.1 m，框格內(nèi)種植草皮，底部設(shè)置C15混凝土齒腳，尺寸為0.3 m×0.6 m，頂部設(shè)置C15混凝土壓頂，厚0.1 m。

本工程混凝土預(yù)制塊護(hù)坡長(zhǎng)0.505 km，混凝土預(yù)制框格草皮護(hù)坡5.235 km。

3.3 護(hù)岸設(shè)計(jì)

采用新建C20素混凝土擋墻進(jìn)行護(hù)岸，擋墻頂高程一般為設(shè)計(jì)枯水位以上0.5～2.0 m，本次設(shè)計(jì)墻高取2.0 m，頂寬0.5 m，臨水面垂直，背水面坡比為1∶0.4。擋墻頂部陡于1∶2.0的岸坡削坡至1∶2.0，并采用草皮進(jìn)行護(hù)坡。為防止擋墻外不被河水掏空基礎(chǔ)，擋墻外采用干砌塊石固腳，固腳頂寬1 m，頂高程與擋墻大方腳齊平。

采用干砌塊石護(hù)岸型式，枯水位以上采用干砌石護(hù)岸，以下采用拋石，底部設(shè)置高1.0 m，底寬1.0 m的拋石固腳，上部采用干砌石進(jìn)行護(hù)岸，外邊坡為1∶1.5，內(nèi)邊坡為1∶1.0，頂寬0.6 m，采用10 cm厚C15混凝土壓頂，護(hù)岸頂部高程根據(jù)實(shí)際地形擬比枯水位高出1.0 m，頂部陡于1∶2.0 的岸坡削坡至1∶2.0，并采用草皮進(jìn)行護(hù)坡。各斷面間干砌石頂高程不同時(shí)采用緩坡平順銜接。所用干砌石護(hù)岸塊石要求塊徑0.2～0.4 m，新鮮堅(jiān)硬，耐風(fēng)化，其軟化系數(shù)≥0.75，飽和抗壓強(qiáng)度≥40 MPa，孔隙率≤3%，吸水率≤0.8，容重應(yīng)在2.4 t/m3以上[5]。

4 結(jié) 語(yǔ)

針對(duì)夢(mèng)港水現(xiàn)狀河段存在堤身低矮單薄的情況，設(shè)計(jì)擬對(duì)超高不足堤段進(jìn)行填土加高培厚，對(duì)于堤頂超高滿足防洪要求堤段維持現(xiàn)狀；對(duì)防洪堤迎流頂沖段堤身臨水面采用混凝土預(yù)制塊及混凝土預(yù)制框格草皮進(jìn)行護(hù)坡；對(duì)迎流頂沖，岸線沖刷切割嚴(yán)重，深泓近岸易產(chǎn)生崩岸塌坡的河岸以及直接危及圩堤安全的陡岸堤段，擬采用素混凝土擋墻結(jié)合干砌石固腳護(hù)岸或干砌石結(jié)合拋石固腳進(jìn)行護(hù)岸處理。

夢(mèng)港水榮山東館段防洪工程實(shí)施后能有效地防御洪水、澇水的侵襲，保護(hù)河段兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定繁榮。