小理河高鎮段堤防建設方案探析

高強山 張慧勇

（1.橫山縣水庫移民辦公室 陜西 橫山 719100；2.橫山縣河務水庫管理站 陜西 橫山 719100）

1 概況

小理河是無定河水系大理河的一條主要支流，它發源于陜西省橫山縣艾好峁村，在陜西省子洲縣電市鎮李家河村匯入大理河，屬山溪性河流，流域面積820.8km2，河長69km，小理河流域屬大陸性氣候,降水量年內分配不均,主要集中在汛期且多以暴雨形式出現，最大月降雨量多集中在8月份。高鎮地處黃土高坡之上、小理河之畔，位于榆林市橫山縣城南70 km處，幅員 251km2，總耕地面積 4860hm2，轄20個行政村，180個村民小組，總人口23861人。全鎮地形多為山坡溝壑之地，美麗的小理河潺潺而過。此次堤防治理涉及高鎮鎮所轄的高鎮村、油坊頭村、旗峰村和李家洼村4個行政村，保護區耕地面積100畝。建設該防洪工程，不僅是完善橫山縣高鎮防洪體系，提高高鎮防洪標準，改善居民環境，保護老區人民生命財產安全的需要，也是擴展高鎮基礎設施，擴充高鎮規模，完善新農村建設總體思路和重點示范村建設規劃的需要。

2 河道存在問題

（1）小理河大多沒有堤防，無防洪安全體系。

小理河流沿岸的村莊、糧食生產基地基本處于不設防狀態，目前河道為天然岸坡和農田田埂，無堤防、也缺少穿堤的交叉建筑物，遇到洪水就造成洪澇災害。現狀橫斷面多呈“U”型，河床最寬處為80多米，最窄處為7、8米。兩岸發育有一級～二級基座階地。高階地多被侵蝕、改造、殘留不明顯。河床漫灘和一級階地階面一般平坦、寬闊，呈條帶狀分布，二級階地殘缺不全，多呈條塊狀分布，階地堆積物二元結構清晰，上部黃土、黃土狀壤土，下部砂礫石。

（2）流域水土流失嚴重。

小理河位于陜北黃土高塬北部的黃土梁峁溝壑區，地勢西北高，東南低。小理河自西北向東南流經該區，區內溝谷縱橫，黃土梁、峁發育。地貌單元按形態特征可分為黃土梁峁及河流階地兩大類型，土質疏松，受暴雨洪水影響，河流泥沙含量大，淤積較重。

（3）岸坡坍塌嚴重。

小理河下游段由于兩岸岸坡無防護措施，經過多年洪水沖刷造成兩岸岸坡較陡，目前兩岸局部段出現岸坡坍塌現象，并且坍塌現象近年來越來越嚴重，對兩岸的農田造成嚴重影響。

（4）管理設施不配套，群眾防汛意識差。

近年來小理河河道內亂建、亂挖、亂棄現象加劇，不斷侵占河道，造成河道淤塞，行洪不暢。河道到處亂到垃圾，多年未實施清淤疏浚，致使河道萎縮嚴重，行洪能力逐步降低，給防洪安全構成了嚴重威脅。

（5）無防汛搶險道路，防洪搶險交通不暢，直接影響防汛搶險工作的順利。

3 堤防設計

3.1 堤線布置

本次設計的堤線布置結合現狀河道兩側邊坡情況進行了三個方案的比較，上游段分別為30m、40m、50m堤距方案，下游段分別為32m、42m、52m堤距方案。從平面形態、水力計算成果、拆遷補償、防洪規劃以及兩岸高邊坡等情況來看，選擇上游段40m堤距、下游段42m堤距堤線布置，平面布置形態較好，水力計算結果合理，拆遷補償費用相對較低，符合防汛部門要求，且與天然高邊坡銜接較好，故本次設計推薦采用上游段堤距為40m、下游段堤距為42m方案。

3.2 堤防工程布置

根據堤防布置原則，結合小理河河道現狀及兩岸邊坡條件，本次防洪工程總體分為上游段和下游段。上游段新修堤防分為兩段，其中左岸、右岸各一段。上游段左岸新修堤防為：樁號SL0+000.00～SL0+465.69之間，總長為465.69m；上游段右岸新修堤防為：樁號SR0+000.00～SR0+404.36之間，總長為404.36m。下游段新修護岸分為兩段，均位于左岸。下游段左岸新修護岸為：樁號XL0+000.00～XL0+470.98和 XL0+555.86～XL0+894.97之間共兩段，總長為810.09m。本次防洪工程新修堤防和護岸總長1680.14m，上游段最小堤距控制為40m、下游段最小堤距控制為42m。

3.3 基礎處理設計

根據地質報告及堤基要求的埋置深度，設計河段樁號：XL0+071.56～XL0+470.98和 XL0+555.86～XL0+894.97之間設計堤底高程按照深入基巖以下1.0m控制，其他河段設計堤底高程按照按照河道深泓線下2.0m控制。上游段堤防基礎均座落在淤泥質粉土層，淤泥質粉土標準貫入試驗擊數N63.5=5.0～5.2擊,承載力特征值fak=80kPa～100kPa，土體呈飽和狀態，無濕陷，內摩擦角Φ=20.0°，粘聚力C=10.0kPa。下游段護岸基礎均坐落在基巖上，承載力滿足要求。強風化巖體基本質量級別Ⅴ級，承載力特征值fak=350kPa。弱風化巖體基本質量級別Ⅳ級，承載力特征值fak=800kPa。由于土堤對基礎承載力要求較低（約為57kPa），淤泥質粉土承載力滿足漿砌石護坡對地基持力層的承載力要求，故本次設計不再進行基礎處理設計。

3.4 堤頂高程確定

依據《堤防工程設計規范》，堤頂高程按設計洪水位加堤頂超高確定。按不允許越浪對待，安全超高取0.5m。經計算墻頂超高范圍為0.77m～0.78m，為使堤防頂部平順連接，堤頂超高統一按0.8m考慮。

3.5 沖刷及基礎埋深

根據設計堤線的布置及河勢水流方向分析判斷，本次設計不存在水流斜沖段。結合工程區抗沖刷及抗凍、地基情況要求及河道河勢變遷情況，本次堤基沖刷深按深泓點作為地面高程，滿足沖刷線以下計算深度。綜合考慮，確定堤防堤基埋置深度按以下要求確定：據沖刷計算，設計河道段沖刷深度為0.41m～0.62m（從河底計算起），最大凍土深度129cm，結合河道斷面演變情況分析和地質實地調查分析及順直段沖刷深度計算結果，綜合確定本次設計，下游段兩岸部分堤段由于基巖出露高程較高，樁號：XL0+071.56～XL0+470.98和 XL0+555.86～XL0+894.97之間設計堤底高程按照深入基巖以下1.0m控制，其他河段設計堤底高程按照河道深泓線下2.0m控制。

3.6 斷面型式選擇

該堤防位于小理河高鎮鎮街道旁邊和橫子路邊上，其斷面型式在滿足自身穩定及強度的情況下，結合工程的人文景觀、兩岸建筑物布局和地層巖性進行選取。根據本工程特點，對土堤迎水側采用漿砌石護坡、直立式擋墻和重力式格賓擋墻三種方案進行經濟技術比較。經過方案比較分析計算，土堤迎水側采用漿砌石護坡投資為6100元/m，直立式擋墻投資為13345元/m，重力式格賓擋墻投資為14314元/m。通過比較可以看出，土堤迎水側采用漿砌石護坡比直立式擋墻和重力式格賓擋墻造價低，且不需要進行基礎處理等優點。因此，選擇漿土堤，迎水側采用砌石護坡作為該工程的推薦方案。墻背填土對于無粘性土要求相對密度不低于0.60，粘性土壓實系數不低于0.90。

3.7 擋土墻細部構造設計

3.7.1 沉陷縫設計

為避免由于地基沉陷引起護坡裂縫，沿護坡長度方向每10m設置一道沉陷縫，縫寬2cm，縫內塞填聚乙烯閉孔泡沫板。護坡沿長度方向分縫時考慮以下情況：在平面位置和立面布置突變折點處應設沉陷縫;基礎下地基巖性發生顯著變化處應設沉陷縫;

3.7.2 排水設置

為降低護坡后側地下水位，減少靜水壓力，在護坡上設置排水孔。排水孔豎向間距為2.5m，水平向間距為2m,上排排水孔距離堤頂2.5m，排水孔為D75PVC管，管端包裹土工布反濾。

3.8 排水涵管設計

根據小理河左右兩岸自然地形、農田面積和農田分塊布局，為避免本次護岸加高加固治理后兩岸農田積水排不出而產生內澇損失，本次設計根據兩岸各個溝道的集水面積和降水量，按照經驗公式計算排洪涵管輸水流量為0.41m3/s～1.17m3/s，故排水穿堤管道設計選用DN800承插式鋼筋砼預制管，管道鋪設時管座采用現澆砼C15,管道進水口埋設高度為原地面線上,管道進出口坡降為1%，出口處采用鉛絲石籠護角，護角寬度為3.0m，長度為6.0m，高度為1.5m～0.5m，護角底高程為回填線以下0.5m。共布置了3處排水涵管：上游段2處、下游段1處，均為為φ800承插式鋼筋砼管。

3.9 防汛道路及下河踏步設計

本工程區交通方便，橫子路沿河道左岸而過，本次設計防汛道路與橫子路相互銜接。新建防汛道路進行設計總長2180.14m，其中堤頂道路為1680.14m，與橫子路及對外路連接長度為500m，路面寬度為3.0m，包括漿砌石壓頂寬度0.6m，路面為20cm厚泥結石路面。在沿治理河道兩岸，根據實際地形條件，在居民活動比較集中的位置沿河設置下河踏步，以方便群眾的取水需求。下河踏步總計4處，其中上游段2處、下游段2處，下河踏步寬度為4.0m，坡度比為 1∶2.0。

4 結語

橫山縣小理河高鎮段防洪堤工程位于小理河中下游，為使小理河高鎮段形成一個較為可靠的防洪體系，通過分析河道防洪存在問題，從堤線布置、堤頂高程、基礎埋深、斷面型式、擋土墻、排水涵管、防汛道路及下河踏步等方面提出科學的堤防建設方案，設計綜合治理堤防1.80km，其中，上游段左岸新建堤防465.69m、右岸新建堤防404.36m，下游段左岸新建護岸810.09m，切實提高了小理河高鎮的整體防洪能力。陜西水利