城市堤防達標加固設計方案研究

陳戰利

(中洲工程設計有限公司，陜西西安710016)

0 引言

城市防洪堤不但具有防洪功能、景觀環境功能，必要時還具有交通、商業等多種功能[1]。堤防工程在城市建設中占據著至關重要的地位[2]。防洪堤功能發揮很大程度取決于堤線布置和堤型設計的合理性。廣州市珠江堤防西航道左岸高程較低，堤防壓實度低，穿堤建筑物工程老化。防洪(潮)的設施和功能方面遠遠達不到廣州市建設總體戰略規劃綱要的要求。隨著廣州市經濟的發展，防洪(潮)標準的提高，目前建設標準、格局及工程管理模式亟待提高和改造，以適應現代化城市水利的需求。

1 工程概況

工程位于珠江西航道左岸文筆水閘至石井水泥廠之間，設計岸線長度約2.49 km。加固任務是將該段堤防的設防標準從50 a一遇提高到200 a一遇，相應防洪水位為2.97 m。巖線布置主要沿現有河岸線走向，在不超出規劃治導線及滿足行洪納潮的原則下，因地制宜地進行岸線布置，并盡量減少拆遷，協同珠江沿岸其它工程一道提高廣州市的防洪(潮)標準，更好地發揮珠江的防洪、航運、景觀等綜合效益。部分整治段堤防平面布置見圖1。

圖1 珠江堤防西航道左岸部分達標加固工程平面布置圖

2 加固設計方案

2.1 堤線布置

根據勘探資料，堤身填土大部分為粗砂碎石，透水性極強，因此需拆除老擋墻并采用砼擋墻等不透水材料修建。除在樁號K0+212.79～K0+516.42段由于高鐵橋橋柱原因堤線后移外，其余段堤線基本按原堤線布置，臨河堤肩不超越規劃岸線，只在個別堤段微調，使岸線更加平順。

2.2 堤岸結構型式

加固堤岸主要由漿砌石堤岸組成，地質情況為舊堤邊拋石、淤泥、淤泥質土、淤泥質細砂層、粉質粘土層、巖層，本文主要根據不同的地形、地質情況進行比選。

2.2.1 單排灌注樁結構

該方案主要針對軟弱土層較厚、臨河側邊坡陡峭且臨空面高差大、整治岸線離舊岸建筑物較近，需要保護的情況使用。本結構為單排擋土結構，樁體承受彎矩較大，確定采用Φ1300樁徑的灌注樁，間距為1.5 m。樁底高程依照不同地質情況計算確定，樁間采用砼掛板擋土，樁頂上部現澆砼C25砼樁帽及胸墻，胸墻頂設欄桿，欄桿擋水高程為4.97 m(珠基)。樁后為拋石及碎石反濾鋪土工布；擋墻后回填中砂至堤頂高程，擋墻外江側設鋼爬梯，間距為200 m一道，堤后布置排水溝，排水溝寬0.8 m，高0.65 m，凈尺寸0.5 m×0.5 m，排水溝根據地形高程調整，把雨水就近排入市政管網和可以排放的水塘、河涌。單米工程造價約8萬元。

2.2.2 重力式沉箱

該方案將軟弱土層挖除至持力層，基床上拋石(厚3.0 m～5.0 m)夯實，拋石頂高程-1.13 m上面放置沉箱(3 m)。箱間設碎石反濾，箱內回填砂，箱后回填砂(內摩擦角Φ≥30°)，上部現澆卸荷板及L型胸墻。胸墻頂設欄桿，欄桿擋水高程為4.97 m(珠基)，擋墻外江側設鋼爬梯，間距為200 m一道，堤后布置排水溝，排水溝寬0.8 m，高0.65 m，凈尺寸0.5 m×0.5 m，排水溝根據地形高程調整，把雨水就近排入市政管網和可以排放的水塘、河涌。單米工程造價約6.6萬元。

2.2.3 二級平臺結構

該方案為采用重力式沉箱二級平臺結合綠化砼護面的方案。先將軟弱土層挖除至持力層，基床上拋石(厚1.0 m～5.0 m)夯實，拋石頂高程-1.50 m上面放置沉箱(3 m)。箱間設碎石反濾，箱內回填砂，箱后回填砂(內摩擦角Φ≥30°)，上部現澆卸荷板，板上鋪設花崗巖廣場磚作為二級平臺，高程1.90 m，邊緣鄰水側設置欄桿，背水側設置路沿石。人行道路面高程4.47 m，二級平臺與人行道路面之間設置1∶3綠化砼護面，人行道路面鄰水側設欄桿，欄桿擋水高程為4.97 m。擋墻外江側設鋼爬梯，堤后布置排水溝，排水溝寬0.8 m，高0.65 m，凈尺寸0.5 m×0.5 m，排水溝根據地形高程調整，把雨水就近排入市政管網和可以排放的水塘、河涌。單米工程造價約6萬元。

2.2.4 土堤結構

在現有地面填筑堤身，堤頂設C30砼路面，厚度0.2 m，路面高程4.47 m，路面背水側設置路沿石，鄰水側設欄桿，欄桿擋水高程為4.97 m。堤前為1∶3草皮護坡，堤后布置排水溝，排水溝凈寬0.8 m，高0.65 m，凈尺寸0.5 m×0.5 m，排水溝根據地形高程調整，把雨水就近排入市政管網和可以排放的水塘、河涌。單米工程造價約1萬元。

2.2.5 堤岸結構型式比對

四種方案優缺點見表1。

表1 堤岸結構型式對比表

2.3 各分段堤岸形式確定

結合現場實際情況、占地期及工程造價，本工程確定的堤岸結構型式如下：

(1)K0+000～K0+098.52段：此段現狀護岸為漿砌石，本次岸線主要沿原有岸線布置，由于有足夠開挖面且臨河側灘地平緩，為節約投資，本段堤岸采用重力式沉箱結構。

(2)K0+098.52～K0+512.89段：此段堤后主要為空場地，由于受高鐵橋限制，堤線后移避開高鐵橋墩，本段堤岸采用草皮護坡結構。

(3)K0+512.89～K1+149.11上段：此段主要為空場地、零星房屋及部分企業，現狀堤岸為漿砌石，舊堤岸線平順，本次岸線主要沿原有岸線布置，拆遷后可滿足沉箱方案開挖需求，本段選用沉箱方案。

(4)K1+149.11上～K1+149.11下段：此段舊堤主要為砌石結構，堤線順直。由于此段堤防依山而建，雖然堤岸本身高程未達標，但兩側堤防和山體連接后可以滿足防洪要求，本次設計維持原狀；石門休養院現狀外墻可起到防洪作用，且歷次臺風均能抵御，本次設計堤線與墻連接，保留墻體作為防洪體系一部分。

(5)K1+149.11下～K2+184.75段：此段堤岸范圍主要是居民區，現狀堤岸為漿砌石，舊堤岸線平順，本次岸線主要沿原有岸線布置。由于此段臨河側邊坡較陡、臨空面高差較大，為了堤防穩定以及減少征地拆遷，本段堤岸采用單排灌注樁結構。

(6)K1+628.28下～K1+698.45上段：此段為海口水閘，水閘間為堤防，舊堤主要為砌石結構，舊堤岸線平順，本次岸線主要沿原有岸線布置，由于該處位置較小，臨河側邊坡較陡，堤岸采用單排灌注樁結構。

(7)K1+698.45上～K1+698.45下段：此段位水廠圍墻段，現狀地面高程3.5 m左右，圍墻頂高5.5 m左右，圍墻歷次臺風均能抵御，由企業自行加固此段圍墻。

(8)K1+698.45下～K1+763.01段：此段為水廠欄桿，考慮防洪需要本段采用L型擋墻結構，擋墻頂安裝不銹鋼欄桿，不修建路面。由業主征求此段堤防防洪責任單位的意見，后期的維護及加固工作由企業自行負責。

(9)K1+763.01～K2+493.03段：此段堤岸范圍有廣州市自來水制管廠、物流園等，舊堤主要為砌石結構，沿線較為平順，本次岸線主要沿原有岸線布置，由于拆遷后有足夠開挖面且臨河側灘地平緩，本段堤岸采用重力式沉箱結構。

2.4 反濾及銜接設計

反濾主要的處理方式為土工織物或級配碎石，考慮到反濾對工程的重要性，本次設計利用土工布與級配碎石進行反濾，土工布鋪設時搭接長度適當加長，在鋪設時對碎石進行整平，避免被戳破。堤防范圍內不能種植根系發達的植物，避免土工織物被植被根系破壞。

新建堤防與原有堤防或水閘連接處按分縫處理，中間采用高密度聚苯乙烯硬質泡沫板。

3 結語

城市堤防工程是與國民經濟發展和城市建設密切相關的基礎工程，是城市發展的根本保證。達標加固方案在堤線布置、堤岸形式選擇等方面開展必要的比選和論證，采取合理的設計方案。本次岸線達標加固長度約2.49 km，通過本次堤防建設工程的實施，將該段堤防的設防標準從50 a一遇提高到了200 a一遇，在確保工程安全、經濟的前提下協同珠江沿岸其它工程一道提高廣州市的防洪(潮)標準，更好地發揮珠江的防洪、航運、景觀等綜合效益，為廣州市經濟發展作出貢獻。