防洪工程防洪堤除险加固设计探讨

 摘要:丰城市城西防洪工程存在防洪缺口，排涝建筑物不配套，局部河段淤积严重，洪涝灾害频发，给沿江人民生命财产带来极大的安全隐患，严重制约当地经济社会发展。文章结合圩堤现状，从防洪堤、护坡、清淤疏浚、穿堤建筑物加固等方面总结了防洪工程的除险加固设计。

关键词:防洪工程;防洪堤;护坡;清淤疏浚;穿堤建筑物

1防洪堤现状

丰城市城西防洪工程位于丰城市，工程区位于赣江左岸，主要为百岁联圩内的沙滩地，百岁圩堤上游起于胜利泵站，下游止于龙头山西侧，堤线全长约10.95km，防护面积约11km2，保护耕地1573hm2，保护人口1.5万余人。百岁堤于1978年由曲江镇组织劳力兴建，1982年汛期从桩号1+625m至2+506m破口行洪。目前，胜利泵站至绳湾村段存在一个长约881m无洪堤的缺口，仓前村南侧至龙头山段长约1877m也基本无堤防，致使围内的曲江镇7个村1.5万余人、2.36万亩土地及丰城市工业园区受赣江洪水的威胁，得不到保护。

2工程地质

2.1地质概况

工程区区域构造较稳定，区内地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度＜0.05g，对应地震基本烈度＜Ⅵ度。2.2堤防工程地质评价1)堤身高度、堤顶宽度、局部内外坡比不满足规范要求，导致堤身稳定性不够，局部防洪堤内外坡体多处可见脱落现象;2)在汛期高水位运行时，堤身粉细砂存在渗漏及渗透破坏的隐患;3)堤基主要存在渗透变形、局部不均匀沉降问题。

3防洪堤除险加固设计

3.1防洪堤堤线布置原则

根据《堤防工程设计规范》(GB50286—98)，结合工程河段的实际情况，防洪堤工程布置遵循如下原则:1)因地制宜，因害设防，确保重点，兼顾一般。既要防洪，又要考虑区域内涝治理。2)护岸线走向与河势流向相适应，与主流和大洪水流线大致平行，上、下游水面线应衔接自然，减小对河道的冲刷和淤积。3)护岸线与上下游岸线及规划的护岸工程平缓衔接，尽量不占用行洪断面，不影响航运和行洪。4)护岸线尽量避开软弱、强透水地基、深水地带。5)尽量利用有利地形，少占地，少拆迁房屋，以降低工程造价。6)岸线整治工程布置充分考虑已建成或正在建设中的有关工程项目，并与拟建的沿江公路干线等市政设施相协调。7)堤线布置与《丰城市城西防洪综合整治工程防洪评价报告》(长江科学院)及其审批文件相适应。

3.2防洪堤轴线布置

经过方案比选，最终确定防洪堤轴线:吴村至蔡家段堤线后退约100m，河道凸咀处蔡家绳湾段长约1.8km堤线最大后退约360m，剑邑大桥上游长约300m堤段最大后退约30m，其他段采用百岁堤现状堤线，堤线长10.92km。同时考虑河道行洪需要，在河道蔡家绳湾段(滩地高程在23.2m－25.9m)实施疏浚，拟疏浚河道滩地控制高程为20m，以增大河道行洪断面［1－3］。随后对防洪堤轴线局部进行了调整，调整堤段为龙头山上游侧局部堤段。桩号9+995.6m至龙头山堤段后退、堤线调顺，局部堤线布置更加合理。调整后，防洪堤线总长11.234km，比原方案堤线增加了0.314km。该段堤线调整优点如下:①防洪堤局部后退，对赣江行洪没有不利影响;②堤线调顺，改善了堤顶交通;③调整后，堤线避开了地势低凹的区域，降低了防洪堤的高度;⑤减少了龙头山居民拆迁;⑥堤线调整顺直后，有利于龙头山排涝闸及排涝泵站布置。

3.3设计水面线

根据物理模型试验成果及设计洪水水面线计算成果，推荐堤防整治方案20a一遇洪水标准条件下，城西防洪工程所在河段设计洪水水面线成果见表1。防洪堤堤顶高程根据设计洪水水面线计算成果确定。防洪堤预留沉降量取堤高7%，考虑防洪堤预留沉降因素，并结合方便施工因素，防洪堤分段控制其堤顶高程，具体如下:桩号0+000.0－2+000.0堤段，堤顶高程31.80m;桩号2+000.0－5+000.0m堤段，堤顶高程31.60m;桩号5+000.0－9+000.0堤段，堤顶高程31.30m;桩号9+000.0－11+234.0堤段，堤顶高程31.20m。

3.4堤顶高程确定

堤顶高程=设计洪水位+堤顶超高，根据计算成果，护岸后沿程设计洪水位(P=5%)为28.89－29.80m，则工程段堤顶高程计算值为30.51-31.42m。根据《丰城市城西防洪综合整治工程初步设计》(防洪堤分册)审查意见，堤顶超高采用1.5m。沿程堤顶高程的确定见表2。

3.5堤身结构设计

本着安全可靠、经济合理、施工方便、对环境影响较小的原则，在满足有关规范要求的前提下，根据地形、地质条件和工程实际情况，确定堤身断面的合理型式。由于本堤段地形起伏高差较小，地质条件差别不大，因此，防洪堤采用同一种堤型。本工程场区黏性土料源丰富，同时结合可以利用部分开挖土料，为节约投资，就地取材，堤身采用黏性土填筑。堤防为4级建筑物，根据《堤防工程设计规范》(GB50286－98)，城西防洪堤防压实度≥0.90。堤身采用粉质黏土填筑，其渗透系数8.27×10－5cm/s。结合当地防洪堤建设经验，城西防洪堤临水侧、背水侧堤坡坡比采用1∶3.0，堤顶宽6.0m。新建堤防位置原有老堤加以利用，主要考虑新填筑土体作为防渗体。堤基存在粉细砂等强透水地层部位，采用填筑黏土水平铺盖解决渗透稳定问题。经过渗流计算，在设计洪水条件下，防洪堤满足渗透稳定要求。经过稳定计算分析，各工况条件下，防洪堤稳定满足规范要求［4－5］。填筑新堤身前，进行基础表层清挖，基础的杂填土全部清除，并对基础进行碾压、夯实;原有老堤表面杂树、草皮、有机物质清除干净。填筑料不得含有植物根茎、砖瓦垃圾等杂质。防洪堤分层填筑、碾压，分层厚度20－30cm。

3.6护坡结构设计

迎水面护坡应坚固耐久、就地取材、利于施工和维修。根据本工程的特点，其护坡可采用干砌石护坡、浆砌石护坡、混凝土护坡等型式。从材料来源、防护效果、施工工艺、工程投资及外观形象等方面考虑，选取适宜的护坡型式。本工程附近区域，块石料源不丰富，护坡材料采用混凝土;混凝土预制块适应变形能力较强，铺设外形较美观，因此，堤防临江侧边坡采用混凝土预制块护坡，正六边形，边长30cm，厚度12cm。迎水坡设混凝土脚槽，埋深0.8m。背水侧堤防边坡采用草皮护坡。

3.7河滩疏浚

蔡家－绳湾河段，防洪堤后退以增大河道行洪断面，原圩堤应予以挖除，以免碍洪;同时对该部位新建防洪堤内侧滩地进行疏浚、平整，利于行洪。防洪堤桩号K2+016m－K5+460m范围内的原圩堤及滩地进行清挖。现状滩地高程23.2－25.9m，疏浚控制高程拟定为20m。距离新建防洪堤脚30m以内区域滩地保留，不进行清挖处理。

3.8穿堤建筑物加固

内涝治理工程包括区域内排水沟渠、排涝闸及排涝泵站，当赣江水位低于堤内水位时，内涝通过排涝闸排入赣江;当赣江水位高于堤内水位时，利用排涝泵站抽排内涝排入赣江。通过分析工程区域地形条件及内涝情况，新建骨干排水沟渠，汇集区内涝水;在龙头山及蔡家村两处修建排涝站(闸)，采用自排与提排结合的方式，解决工程区域内涝问题。

4结语

丰城市城西防洪工程的建设建设将使丰城市城西防洪标准提高至20a一遇，基本达到国家《防洪标准》的要求;工程兴建后防洪效益显著。待工程完建后，丰城市城区将形成安全的防洪体系，工程区兴建排涝闸、排涝泵站可以解决河西新区的治涝问题。

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