灃河秦渡鎮堤防建設方案探析

2016-04-07 15:15:09王強陜西省涇惠渠管理局陜西三原713800

陜西水利 2016年2期

王強（陜西省涇惠渠管理局　陜西　三原　713800）

灃河秦渡鎮堤防建設方案探析

王強
（陜西省涇惠渠管理局陜西三原713800）

通過分析灃河流域基本概況和秦渡鎮社會經濟發展情況，對堤防建設所在地的水文、地質和防洪存在問題進行了探討，科學提出防洪建設方案，以提高灃河秦渡鎮的防洪能力。

秦渡鎮；堤防；建設；方案

1　概況

灃河發源于秦嶺北麓西安市長安區喂子坪鄉，由南向北流經戶縣秦渡鎮，于咸陽秦都區灃東鎮漁王村北匯入渭河，流域面積1386km2，河長64.2km，平均比降9.7%。灃河干流上游稱灃峪河，在秦渡鎮以上有高冠峪河、太平峪河、潏河三條支流匯入。潏河由大峪河、小峪河、石砭峪河匯流而成，流域面積687km2。秦渡鎮隸屬于戶縣，位于戶縣東部，為西周時代的豐京，是歷朝歷代繁華的交通商賈重鎮。灃河秦渡鎮段防洪工程位于灃河中游段，工程起于戶縣秦渡鎮南留村，處在潏河匯入口以上，流域面積566km2，終于戶縣秦渡鎮灃河西戶公路橋，處在潏河匯入口以下，流域面積1231km2。沿岸人口集中，有2萬人、3000畝耕地及眾多企事業單位，此段灃河流向大致為南北向，左岸隸屬戶縣，右岸隸屬于長安區。

2　水文地質

2.1氣象水文

灃河屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，流域多年平均降水量為806.6mm，降水量時空分布不均，主要集中在7、8、9三個月，占全年降雨量的50%以上，灃河上游秦嶺山區降水量在900mm左右，下游關中平原區降水量僅650mm左右，降水量從上游到下游呈遞減形態。灃河流域的洪水由暴雨形成，洪水最早出現在4月，其峰量較小，年最大洪水主要發生在7月～9月。10月受秋淋天氣影響，亦有洪水發生。灃河洪水從出現的時間上可分為春汛和夏汛兩類，春汛水量遠不及夏汛，且漲落緩慢；夏汛洪水峰高量大，陡漲陡落，危害較大，多發生于7月～8月份。灃河流域山高坡陡，河短流急，匯流迅速，洪水陡漲陡落，一次洪水過程一般為一日左右，洪水過程線大多數呈單峰，且峰形尖瘦。隨著匯流面積的增大，洪水過程延長至1天～2天。灃河多年平均徑流量為4.08億m3，多年平均流量為12.9m3/s。灃河多年平均懸移質輸沙量為20.6萬t，經計算，可知戶縣灃河秦渡鎮段防洪工程多年平均推移質輸沙量為3.09萬t，天然輸沙模數為193t/km2·年。

2.2地質概況

工程區所處地貌類型為以渭河二級階地為基座的灃河漫灘及河槽。由于灃河切割作用強烈，灃河岸坎多為直立岸坎，岸坎高度4m～8m，灃河低漫灘高程402m ～403m，高漫灘高程407m～410m，河槽寬110m～160m不等。

3　存在問題

3.1堤防參差不齊，防洪標準不統一，嚴重影響防洪安全。

灃河秦渡鎮段現堤防分為兩部分，自灃河溢流壩起至下游工程末端段堤防完整性相對較差，兩岸堤防堤身局部人為破壞嚴重，灃河溢流壩起至上游工程起點段堤防完整性相對較好，后期由于溢流壩的修筑，對兩岸堤防采取了一定程度的加培加固措施，現狀堤防目前基本無砌石護坡設施，均為自然土坡，堤坡植被以雜草、灌木為主，局部堤段植被較差，土料裸露，使得灃河秦渡鎮段堤岸參差不齊，標準不統一，嚴重影響堤防外觀形象和防洪能力。

3.2堤壩防洪能力較低，難以滿足秦渡鎮經濟發展對防洪的需求。

灃河秦渡鎮段老堤防多修筑在灃河高漫灘前緣，均為二十世紀九十年代修建，堤身單薄，迎水側未砌護，堤身填料以壤土為主，堤高2.2m～4.6m，堤寬2.4m～3.3m，迎水側坡比1∶1.8～2.3，背水側坡比一般1∶2～2.4，防洪標準低。隨著秦渡鎮社會經濟發展，對防洪要求越來越高，急需完善灃河秦渡鎮段防洪體系，加強堤防治理。

3.3河道砂坑遍布，建筑垃圾隨意傾倒，嚴重威脅堤防安全。

灃河秦渡鎮段兩岸人口居住集中，由于管護不到位，使得沿河群眾隨意向河里傾倒垃圾，堤防兩側灘面采砂坑遍布，建筑垃圾隨意傾倒，垃圾厚度為4m～5m，最寬處約90m，嚴重影響河道容貌和沿河村鎮的形象。

4　堤防建設方案

為提高灃河防洪能力，改善秦渡鎮河道形象，就必須對此段堤防進行治理，治理長度3.7km，綜合治理長度6.5km。建設內容為新建堤防 1036m，培厚加固堤防3484m，新建排水涵管3處，上堤路2條，以增加防汛搶險的能力。

4.1防洪標準

因為堤防不完善，使得秦渡鎮沿岸2萬人受到洪水威脅。根據工程區的設防水位流量、保護區的地形、地勢條件及當地社會情況，確定治理河段防洪標準為20年一遇洪水。灃河干流潏河口以上段及支流潏河河口段20年一遇洪峰流量分別為916m3/s 和440m3/s，灃河干流潏河口以下段20年一遇洪峰流量為1130m3/s。

4.2堤頂高程

灃河堤防超高取1.2m，堤頂高程為灃河20年一遇設計洪水位加1.2m超高，支流潏河現狀堤頂高程基本可抵御灃河及潏河20年一遇洪水，可按20年一遇設計洪水位加1m超高。因灃河20年一遇洪水洪水位距原堤堤腳相差1m，所以只對內坡進行加固。

4.3堤距及堤線確定

堤距確定：潏河最小控制堤距為100m，灃河灃惠渠渠首大壩以上段最小控制堤距為100m，渠首大壩以下段最小控制堤距為150m。

堤線設計：本次工程建設堤線在現狀堤線的基礎上進行優化，在滿足防洪的前提下盡量減少征地和占壓。具體布設形式：灃惠渠渠首大壩至秦渡鎮灃河大橋左岸為無堤段，本次對左岸堤線進行重新布置，右岸對堤線進行歸順，根據堤線布置均能滿足堤距要求。

4.4堤防形式確定

根據地形、地質、筑堤材料和河道特性、施工條件等多種因素，按照因地制宜、就地取材、經濟實用等要求，灃河灃惠渠首大壩以上段左岸堤防高度在3.5m～5m之間，潏河堤防高度在3m～3.8m之間。考慮已成堤防斷面形式為梯形斷面，且堤防沿線大部分為河道階地，地形平坦，所以確定新建堤防斷面形式均為梯形斷面，堤防設計臨水坡比1∶2。因背河側現狀坡面基本完整，可以不用修建，所以維持現狀，堤防填筑以背河側坡腳為基準，開始向臨河側加固。

灃惠渠渠首大壩以下段左岸，因為挖沙形成多個沙坑，且部分沙坑已臨近堤防。為保證堤防安全，該段采用復式斷面，堤頂寬度為4m，臨水坡坡比1∶2，背水坡坡比1∶2，其中二級護坡頂高程按首尾與現狀灘面相接，中間部分低于設計河底0.5m。綜合確定，平臺坡比采用1%，以更好排水，并保證二級護岸安全。灃惠渠渠首大壩以下段右岸亦采用復式斷面，因灃河20年一遇洪水水位距原堤堤腳相差僅1m，此次只對內坡進行加固，二臺寬度為4m，臨水坡坡比1∶2，內坡頂高程為設計洪水位加超高。

4.5堤防護坡形式

灃河灃惠渠渠首大壩以上及潏河段因有溢流壩存在，沖刷流速較低，灃河段為1.2m/s～2.8m/s，潏河段為0.8m/s～1.49m/s，采用聯鎖式護坡。潏河連鎖式護坡在樁號JR1+832位置處，灃河左岸連鎖式護坡在樁號FL0+736，與大壩漿砌石護坡銜接。上游為保護已成護坡，在樁號FL0+000以上段加拋格賓籠石12m3，護坡每隔50m加漿砌石肋帶一條，寬度0.5m，厚度0.3m。灃河灃惠渠首大壩以下段沖刷流速較大，為1.68m/s～3.6m/s，采用格賓柔性護坡材料，格賓厚30cm，下鋪反濾土工布（PE300g/m2）。灃河左岸格賓護坡在樁號FL0+873，與大壩已成漿砌石護坡銜接。右岸在樁號FR0+412，與已成堤防銜接，護坡每隔50m加漿砌石肋帶一條，寬度0.5m，厚度0.3m。

4.6基礎防護

基礎對岸坡穩定至關重要，如果基礎處理不好，洪水沖刷就可能致使護坡懸空而坍塌。經計算得灃河河道沖刷深度為1.12m～2.02m，潏河河道沖刷深度為0.73m～1.14m。根據工程地質勘察報告，工程段河床沖刷深度最大可達2.1m。各河段基礎埋深具體如下：

潏河：斷面基礎防護根據現狀深泓及沖刷深進行確定。護腳頂高程根據規范，高于設計枯水位0.5m，基礎前擺放格賓籠石數量由沖刷深度確定，擺放形式根據有關坡面情況，采用水平放置與水下拋籠石相結合的設計，基底高程為407.73m～407.75m；潏河剩余段落灘面較大，根據河勢分析，近年來河勢比較穩定，根據沖刷深度計算結果，此次基礎埋設至設計灘面以下0.5m，基底高程為408m～410.5m，基礎前擺放籠石數量為2m3。

灃河左岸：灃河左岸基本都為臨堤段，斷面基礎防護根據現狀深泓及沖刷深進行確定，護腳頂高程根據規范高于設計枯水位0.5m，基礎前擺放格賓籠石數量根據沖刷深度確定，擺放形式根據現狀坡面情況，采用水平放置與水下拋籠石相結合的方式，大壩以上段基底高程為406.75m～407.74m。受灃惠渠渠道大壩控制，經分析，對大壩以上段基礎不進行調整。大壩以上段基底高程為406.75m～407.74m，大壩以下挖沙形成的深沙坑使得二臺基礎向內側移動，經復核，施工階段對埋置深度不進行調整，基底高程為396.93m～401.34m，對大壩以下段進行沙坑整平，導流圍堰坐落于整平后的沙坑，基礎下回填要求壓實度不低于0.91。

灃河右岸：該段灘面較大，主槽遠離此段，根據河勢分析，近年來河勢比較穩定，根據沖刷深度計算結果，基礎埋置在現狀灘面以下0.5m，基底高程為400.5m～403.5m，基礎前塹放籠石數量為2m3。

4.7排水涵管

經計算，工程段涵管的排澇流量為0.4m3/s ～0.5m3/s。經復核，當管徑400mm時，設計排水能力為0.57m3/s，滿足排水要求，管徑是合理的。因此，在工程區管理范圍內新建3處穿堤涵管，管材為鋼筋混凝土管，縱向比降0.003，涵管出口為堤身出口形式，出口段堤防采用M7.5漿砌石護坡防護，涵管總長度為63m。

4.8防汛道路

根據灃河防汛、工程管理及施工要求，并考慮工程區實際情況、現狀交通條件、堤防級別和投資情況，確定灃河秦渡鎮段堤防頂寬4m，路面為石渣路面，工程末端與秦渡鎮灃河大橋下游路面平順銜接，通過下游路面可以與西戶公路銜接。為方便群眾生產、滿足防汛搶險、日常管理及交通等要求，結合堤后已有路面在灃河右岸及左岸，規劃新建兩條上堤路，設計路面寬為4m，兩側邊坡為1∶2，縱坡坡比采用8%，路面為石渣路面。

4.9河道清障

根據現場查勘情況，灃河灃惠渠渠首大壩以下段右岸存在大量建筑垃圾，嚴重縮窄了行洪斷面，因此在建設堤防的同時，還要對堤內建筑垃圾進行清理。清理高程結合現狀灘面高程及左岸灘面高程綜合確定，從上游至下游清理高程405m～402m。