沙力河林東鎮及大通道連接線保護防洪工程設計

摘 要：沙力河林東鎮無限載橋至上游段現無防洪措施，河道現狀防洪能力不足10年一遇，洪水對林東鎮的城區防洪造成了較為嚴重的威脅。文章結合防洪整體規劃、防洪河道現狀及現存問題等條件，對防洪標準、防洪堤線選擇、堤距、防洪堤布置、堤型、防洪堤結構、堤坡及堤腳防護等內容進行了詳細的設計分析，為工程施工建設提供了重要設計技術指導。

關鍵詞：沙力河；防洪堤；斜坡式土堤；半縫砼護坡

1 工程概況

沙力河林東鎮無限載橋至上游段現無防洪措施，河道現狀防洪能力不足10年一遇，根據近期進行的林東鎮總體規劃，保護區左岸為新建工業園區，園區規劃面積5km2，右岸為新的大通道連接公路。防洪初設任務是林東鎮及大通道連接線保護防洪工程設計，根據保護對象及任務要求，防洪工程范圍：沙力河從無限載橋至上游6.6km（左右岸）進行防洪工程設計。

2 工程任務及規模

防洪工程任務是保護林東鎮及大通道連接線，工程規模為在無限載橋-上游6.6km的沙力河左右岸建設30年一遇防洪標準的防洪工程。其中堤防段5km，護岸段1.6km。防洪工程建筑物組成主要有堤防、護岸及交叉建筑物，其次對河道進行疏浚。新建堤防長6871m，其中：左岸5000m，右岸1871m。河道疏浚3200m。護岸長1600m。

3 防洪河道現狀及現存問題

3.1 河道現狀

沙力河無限載橋至上游6.6km段是林東鎮的主要河流與重要泄洪通道，河段長6.6km，河道平均比降3.9‰。河谷兩岸為一級階地，河槽為寬淺式，河道彎曲，局部段有急彎和卡口。河床左右擺動范圍很大，河床不穩定。河寬在138m-340m之間，河水含沙量大，河床質主要由砂、砂礫石組成。在沙力河左岸0+800和3+400處有排水涵匯入，右岸在0+745處有排洪涵匯入。

3.2 河道存在問題

（1）現狀河道斷面達不到設計要求：現狀河道無堤防工程，多急灣卡口等，對行洪不利，水流條件不好。現狀河道最寬處為384m，最窄處138m。（2）河床淤積嚴重：由于上游植被覆蓋率低，水土流失嚴重，頻繁發生的洪水夾帶大量泥沙匯集于河道順流而下，致使河床不斷淤積抬高，使河床防洪標準逐漸降低。

3.3 防洪堤工程概況

現狀無堤防工程。現河段的工程管理范圍和保護范圍已被擠占，無堤段處防洪堤線的堤內和堤外已被開墾，多為當地農民的林地等。現已經由巴林左旗政府規劃征地完成，本次不涉及征占地。

4 防洪標準、堤距及堤線選擇

4.1 防洪標準

依據《遼河流域防洪規劃》中規劃，0+000-5+500段防洪標準為30年一遇，Q3.33%=391m3/s，堤防建筑級別為3級。5+000-6+600段護岸防洪標準為五年一遇，Q20%=183m3/s，護岸建筑物級別為5級。

4.2 堤線的選擇與堤距的確定

沙力河左岸：根據河道現狀分析，其上游段大部分堤線布置在較穩定的岸坎上，局部堤線布置在岸坎下的灘地，其主要原因是為了使上下游堤防平順銜接。沙力河右岸：根據河道現狀，河道最大過水斷面寬384m、最小過水斷面寬138m。在0+1871處至上游6.6km段均有山體，可以利用山體做為天然堤防，其經濟性和可靠性均較好。

采用P=20%設計洪水計算出穩定河寬，按2-3倍的穩定河寬對下游堤距180m進行復核。計算得穩定河寬為：B=62.2（m）取2-3倍的B得124.4-186.6m，經復核堤距為180m滿足要求。

4.2.1 堤線的選擇。沙力河段左岸較為開闊，但河道急彎較多，特別是在0+150-0+550段，2+550段及4+550段河道較為彎急，水流條件不好，不利于行洪，因此將這些河段向順直規順。右岸至1+871后利用天然山體做為堤防。

4.2.2 堤距的確定。由于無限載橋及其下游段現狀堤距為180m，為了與下游堤防銜接故本次設計0+000-1+800河段堤距為180m。1+800-6+300河段右岸以天然山體做為堤防，設計堤距為180-510m。

5 防洪工程設計

5.1 防洪堤堤距與堤線布置

5.1.1 堤線布置。（1）左岸：從無限載橋開始由東向西布置一段圓弧堤段，將河道向南歸順，圓弧半徑為1600m，圓弧堤段長871.5m，接直線段長435m，在接圓弧堤段長770m，堤線沿原河岸走向，將圓弧段與另一圓弧段相連接，堤線向南歸順，圓弧段與已建堤防相結合，堤線走向變為西東走向。（2）右岸：無限載橋開始由東向西布置一段圓弧堤段，至1+400與左岸平行，在接直線段至右岸山體。右岸布置堤線長1871m。布置總堤線長6871m，其中，左岸堤線長5000m，右岸堤線長1871m。

5.1.2 堤距的確定。堤距的確定受到無限載橋和下游已建堤防工程制約。無限載橋橋寬1193m，下游已建堤防堤距180m。1+871后因為右岸用天然山體做為堤防，所以堤距180-510m。

5.1.3 護岸布置。新建護岸規劃線180m-200m，治理線160m-180m，沙力河無限載橋上游左岸索布嘎村，總人口3720人，周邊耕地（河川地）1580畝，嚴重受洪水危脅，河岸左右擺幅大，河岸沖刷嚴重，本次設計護岸長1.6km，修建丁壩，設計洪水標準5年一遇，丁壩頂高程為5年一遇洪水位，采用下挑式丁壩，挑角60°。丁壩結構形式為鉛絲石籠梯形丁壩。左岸設2組，每組3道，共6道，丁壩長15m，間距30m。

5.2 防洪工程結構設計

5.2.1 新建防洪堤設計。通過技術經濟比較，綜合權衡確定堤型為斜坡式土堤，其橫斷面型式為梯形，梯型斷面頂寬4m，內外兩側邊坡為1：3。經計算沙力河三十年一遇防洪標準堤頂超高為：1.15m～1.169m。30年一遇防洪標準堤頂超高為1.2m。堤防建成后，能滿足滲透穩定及變形要求，故不考慮堤基處理，只是筑堤前必須清基，撥離基礎熟土層。

5.2.2 堤防防護設計。半縫砼護坡性能好，防滲效果好，因此本工程選用半縫砼護坡。左、右壩肩路緣石均采用矩型斷面C20砼塊，幾何尺寸為寬0.5m，高0.5m，長0.25m。堤深0.4m，高出路面0.1m。堤頂鋪設0.15m厚的碎石，碎石上為0.15m厚的泥結石砼路面，路面寬3.6m，內外兩側壩肩各設0.2m寬砼預制塊路緣石。堤頂以壩軸線為中心向左右壩肩，放坡散水，坡度為2%。堤頂向兩側傾斜的排水坡度為2%。排水管采用PE管，管直徑為0.06m，長0.52m，排水管間距20m。

5.2.3 堤坡及堤腳防護。設計的筑堤土料為中砂，其允許不沖流速為0.7m/s，計算結果表明：河道斷面平均流速為1.790-3.147m/s，大于堤防土料的允許不沖流速。河道行洪時將對堤坡產生沖刷，故堤防的迎水面需進行護砌。計算結果表明：水流平行于防護岸坡的沖刷深度為0.278m-0.471m；水流斜沖防護沖刷深度為0.835m-1.355m，兩種情況都對堤腳造成不同程度的破壞。需采取工程措施進行防護。

防護措施采用兩種：a.坡腳基礎深度設計在沖刷線以下0.3-0.5m。b.坡腳外采用鉛絲石籠平順護腳，斜沖為6m。

6 結束語

工程的實施，給當地帶來的經濟效益并不十分顯著，但工程的環境效益、社會效益，尤其對保護我國具有千年歷史、獨一無二文化遺址的文物保護效益巨大。

參考文獻

[1]李彥軍，陳光耀，孟衛濤，等.海南省海口市龍塘鎮至龍泉鎮防洪堤結構型式比選[J].水利科技與經濟，2012，18（2）：31-32.

作者簡介：白明慧（1983-），女，赤峰人，本科，工程師，主要從事水利水電工程水工建筑物設計工作。