潖江上游治河道綜合整治工程堤防設計分析

【摘要】潖江上游河段原狀人為侵占河道，河道束窄嚴重；河床淤塞嚴重，行洪能力不足。本文結合以潖江上游治河道綜合整治工程實例，從堤線布置、堤頂高程、堤防斷面型式、護岸設計等多方面詳細總結了堤防設計的方法和思路，以改善河道生態環境，確保防洪安全。

【關鍵詞】潖江；堤防設計；堤線布置；堤頂高程；斷面型式；護岸設計

1、河道概況

潖江為北江干流的一級支流，發源于佛岡縣水頭鎮上潭洞村的東天蠟燭（峰頂名），流域總面積1386km2，河流全長82km。潖江在佛岡縣境內的流域面積為903.5km2，河段長69.3km，平均坡降為1.98‰。本工程治理河道總長29.179km，治理工程項目沿河道兩岸布置，城鎮、村莊分散坐落在河道兩岸，主要建筑物是防洪堤及其護岸工程。

2、堤防現狀及存在問題

2.1 防洪標準不足

河道現狀由于長久以來未經治理，河床逐年淤高，過流斷面變小，行洪能力減弱，且現狀不少河道灘地被圍、被占。開發建設無序，跨河、攔河建筑物任意搭建。2013年5月15日發生超20年一遇洪水，大量沿河竹木、高桿作物堵塞橋孔，活動閘等沿河構筑物，導致損失慘重。

2.2 河岸不穩定，局部崩塌

目前，潖江上游段兩岸河道大多以自然地形作為洪水屏障，由于沒有護岸工程，在山洪頻繁侵襲下，河岸沖刷嚴重，多處河岸崩塌退岸，威脅周邊安全。

2.3 河床淤積加劇

受不利自然因素和人類活動影響，植被遭破壞，水土流失加劇，部分緩灘河床淤高，降低行洪能力，加劇洪澇災害。

2.4 非工程措施不完善

目前潖江流域內洪水預警預報系統不完整，報訊站點嚴重不足，無法獲取實際的暴雨空間分布情況，報訊設施落后。同時，河道管理人員、設施、經費等嚴重缺乏。

3、工程等級和防洪標準

佛岡縣城奧園橋段至舊二七橋段（包括九曲水支流和誠逕水支流），其保護范圍包括佛岡縣城、石角鎮的鳳城村、三八村、三蓮村、誠逕村、二七村，保護人口近10萬人，保護耕地一萬多畝；工業總產值30多億元，農業總產值超過0.5億元；另外它還保衛著106國道、縣道373線等重要設施。根據《防洪標準》（GB50201-94）、《堤防工程設計規范》（GB20286-2013），結合潖江流域的防洪現狀，本河段堤防的防洪標準采用20年一遇。

4、堤防布置

本次中小河流治理工程設計，堤線布置以不侵占防洪通道為原則，基本沿現狀堤防布置，以減少征地。對現狀已建堤防欠高段進行加高培厚，增加河岸護坡及防沖基礎。堤線與高處封閉，以使河道治理后能形成完整的防洪減災體系。

在滿足岸線布置要求的前提下，盡量擴大河道的行洪斷面，局部河道較窄，采取直立式岸線（生態混凝土擋墻），確保最窄河道行洪寬度。具體各段的河道控制寬度如下：

（1）奧園橋以下，按省水利廳原審批佛岡縣城防洪工程要求，不少于120m；

（2）誠逕水河口以下，不少于90m；

（3）蓮塘一級電站陂以下，不少于75m；

（4）瑤洞水出口以下，按省水利廳原審批佛岡縣潖江河水頭鎮段山洪溝治理工程要求，不少于60m。

（5）豐二水出口以下，不少于50m

本次整治潖江干流的起點位于佛岡縣城內的作樂水出口（潖干0-100），在此處與106國道封閉；工程的終點位于鳳山山嘴（潖干11+100）。治理潖江干流全長11.20km。另外，除對干流進行整治外，同時對支流靠近干流易淹易澇、行洪不暢地段適當整治，整治支流共長17.979km。其中作樂水1.500km、九曲水3.220km、誠逕水7.125km、蓮瑤水2.000km、瑤洞水4.134km。

5、堤防設計

結合本工程的地形條件、堤防現狀，各段堤防具體設計方案如下：

5.1 堤防縱斷設計

堤防縱段設計盡量維持原河道縱坡，減少工程開挖量。根據河道實際地形、水力學計算成果、河道沖刷深度等，確定堤防基礎埋深為1.8～2.2m，以此確定堤防基礎開挖縱坡。

5.2 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相應的波浪爬高、風壅增高和安全加高確定。選取兩個代表性的斷面計算出堤頂超高分別為0.73m和0.75m，因此本工程的堤頂超高按0.8m計算。治理段河道蜿蜒曲折，過水斷面不規則，其水力因素十分復雜，設計水面線計算按明渠恒定非均勻流進行，采用試算法推求天然河道的水面曲線。

5.3 堤防橫斷面設計

新建堤防工程包括現狀無堤防和拆舊建新兩類。新建堤防采用漿砌石重力式擋墻：設計擋墻堤頂寬0.5m；墻前臨水側邊坡1∶0.1，墻后背水側邊坡1∶0.3；墻趾寬0.2m，墻踵寬0.5m；擋墻高度2.11～5.99m，底寬1.64～3.2m，基礎厚1.0m，河道急彎段的凹岸擋墻基礎埋深為2.2m，其余擋墻基礎埋深均為1.8m。擋墻墻頂采用2cm厚的M10水泥砂漿抹面。

擋墻沿縱向每10m設一道伸縮縫，縫寬20mm，縫內填充高密度聚乙烯閉孔泡沫板。施工時建基面處若遇級配不良砂、低液限粉土等夾層時，應全部挖除，回填卵石混合土或碎石并夯實，使其滿足設計要求。

舊堤加固改造：根據舊堤實際情況，采取加高、加厚等措施加固，在擋墻墻頂采用2cm厚的M15水泥砂漿抹面。設計對需加高1.0m以下的舊擋墻，直接在其墻頂加高，并維持墻前坡比1∶0.1；對需要加高1.0m以上的舊擋墻，除在墻頂加高外，同時在墻背后加厚，并維持墻前坡比1∶0.1；墻背坡比1∶0.3。加固部分沿縱向設分縫，分縫位置與舊堤分縫一致。

5.4 堤防穩定性計算

堤防穩定計算考慮運行期和施工期兩種工況。堤防抗滑、抗傾穩定安全系數不應小于《堤防工程設計規范》規定的數值。根據《堤防工程設計規范》相關公式計算堤防抗滑和抗傾覆穩定計算，通過計算可知抗滑穩定系數和抗傾穩定系數均大于規范數值，滿足穩定性要求，各種工況下的基底應力均小于地基允許承載力，基底應力不均勻系數滿足要求。

5.5 堤防護岸設計方案

5.5.1 左岸設計方案

（1）潖干0-100（左岸）～作樂水出口下游

該段位于作樂水出口下游，岸邊現建有房屋，結合城鎮環境改善及居民休閑親水要求在臨水側設置親水平臺。

（2）潖干0-050～潖干0+700（左岸）段

該段堤線長750m，

由于G106和縣道373線路面高程滿足設計防洪要求，故結合城鎮環境改善及美化要求在岸邊設置親水平臺和砼步級以滿足市民的親水需求，擬利用灘地布置一處親水景觀節點。

（3）潖干0+700～1+800（左岸）段

該段堤線長1100m，沿石角水電站引水渠道左側，因該段為城區段，故考慮采用生態混凝土擋墻的形式，設計成一條綠道供居民休閑散步，旁邊緊臨縣道373線可以行車。

（4）潖干2+100～3+100（左岸）段

該段堤線長1000m，堤內為舊三八鎮區，堤內有縣道373線通過。本次設計按現有堤防對潖干2+100～3+100（左岸）段進行堤防加固，按斜坡式斷面進行修建。

（5）潖干3+100～3+600（左岸）段

該段堤線長550m，其中潖干3+400～3+600（左岸）段岸上邊建有一座廠房，潖干3+050～3+400（左岸）段為磚廠，外側均砌有直立式漿砌石擋墻護岸。由于該段為凹岸沖刷段，且現砌筑的擋墻基礎埋深不足，故設計增加格賓籠石進行護腳。

（6）潖干3+600～3+644（左岸）段

該段堤線長44m，該段縣道373線公路路面高程達不到設計防洪要求，故在道路臨河側設計建設鋼筋砼防洪墻與蓮塘二級電站廠房相接達到閉合的目的。

（7）潖干3+644～4+400（左岸）段

該段堤線長756m，堤內不遠處有縣道373線可以作防洪通道，此段堤防堤頂平時沒有交通要求，據此本設計沿蓮塘二級電站引水渠內側布置堤防，臨河側采用生態混凝土擋墻，堤頂鋪裝彩色透水磚，也即是將堤頂設計成一條綠道，供居民健身、休閑、散步。

（8）潖干6+200～11+100（左岸）段

該段堤線長4900m，該段現有低矮的堤防，堤頂高程大部分達到5年一遇洪水位，其保護區域是村莊和農田，本次設計采用格賓石籠護岸對堤防進行護腳加固，同時對堤防臨水坡修整后，鋪設1.5m高的植生型砼草皮護坡。

5.5.2 右岸設計方案

（1）潖干0-100～0+378（右岸）段

該段堤線長478m，堤內為奧園別墅區，現有砼道路路面高程超過20年一遇防洪標準要求，且已砌筑了植草磚護坡，但現有的親水平臺高度因下游建設翻板閘壩后被淹沒，故需拆除重建現有親水平臺，新建親水平臺臨河側擋墻采用重力式混凝土擋墻形式。

（2）潖干0+378～1+800（右岸）段

該段堤線長1422m，由于現有堤頂高程未達標，本次設計考慮對其加高培厚。按斜坡式斷面進行修建。因該段堤防內是佛岡縣城主城區，所以將堤頂設計成一條綠道，在臨水側設置親水平臺，供居民健身、休閑、散步。背水側有一條鄉村砼道路可以行車。

（3）潖干1+800～3+000（右岸）段

該段堤線長1200m，因該段堤防內區域是佛岡縣城規劃的新城區，由于現有堤頂高程未達到20年一遇防洪標準，本次設計考慮對其加高培厚，使其達到20年一遇防洪標準，按斜坡式堤防進行修建。

（4）潖干4+150～7+200（右岸）段

該段現已修筑了堤防，堤頂高程大部分達到5年一遇洪水位，其保護區域是村莊和農田，本次設計采用格賓石籠護岸對堤防進行護腳加固，同時對堤防臨水坡修整后，鋪設1.5m高的植生型砼草皮護坡。

（5）潖干4+150～7+200（右岸）、潖干7+700～8+300（右岸）段

該段現沒有筑堤，但岸上沒有人居住，僅有幾十畝農田，本次設計采用格賓石籠護岸對堤防進行護腳加固，同時對堤防臨水坡修整后，鋪設1.5m高的植生型砼草皮護坡。

6、結語

在堤防的設計過程中，既考慮短期經濟效益與社會效益，也應從長遠的角度，如堤防的生態環境效益，從而充分發揮堤防的功能，使工程收獲更大的效益。

參考文獻：

[1]《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）[S]

[2]《城市防洪工程設計規范》（GB/T50805-2012）[S]