南廟河鐵路橋-河口段防洪工程堤防加固設(shè)計(jì)綜述

彭 力

(江西省贛西土木工程勘測設(shè)計(jì)院科室設(shè)計(jì)分院，江西 宜春 336000)

1 工程概況

南廟河鐵路橋-河口段防洪工程位于袁州新城袁河支流南廟河兩岸，防洪保護(hù)面積5.86km2，保護(hù)耕地233.33hm2，保護(hù)人口6.30萬人。

工程等級為Ⅲ等，其相應(yīng)防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇(P=2%)，主要建筑物防洪墻、防洪堤等級為3級，次要建筑物為5級。

2 工程總體布置

南廟河鐵路橋-河口段防洪工程由兩段組成，上游段起點(diǎn)浙贛鐵路橋終點(diǎn)袁州新城西橋，左岸樁號為袁右14+693-14+150，長543m，右岸樁號為袁右14+693a-15+235a，長542m；下游段起點(diǎn)為袁州新城東橋，終點(diǎn)為南廟河入河口，右岸樁號為袁右15+235a-16+300a，長1065m，堤線全長2150m；

工程上游段鐵路橋至袁州新城西橋，左岸主要為灘地、右岸主要為臨時(shí)施工道路，左岸樁號袁右14+693-14+150段河岸開闊擬定設(shè)計(jì)為防洪堤，右岸樁號袁右14+693a-14+773a段緊貼在建的宜春火車站擬定設(shè)計(jì)為防洪墻、樁號袁右14+773a-15+235a段河岸較寬擬定設(shè)計(jì)為防洪堤；下游段袁州新城東橋至南廟河入河口，右岸樁號袁右15+235a-16+071a段緊貼在建的規(guī)劃路擬定設(shè)計(jì)為混凝土護(hù)岸結(jié)合防洪堤、樁號袁右16+071a-16+300a段位于擬建的閘壩下游擬定設(shè)計(jì)為防洪墻。

表1 南廟河鐵路橋-河口段防洪工程堤防加固計(jì)劃實(shí)施情況表

3 防洪堤設(shè)計(jì)

防洪工程防洪堤總長1841m，其中上游段鐵路橋至袁州新城占浦大橋因左岸開挖取土破壞嚴(yán)重、地面高程較低，堤身采用防滲黏土填筑，(左岸樁號袁右14+693-14+150段；右岸樁號袁右14+773a-15+235a段)堤長1005m；下游段袁州新城東橋至南廟河入河口因兩岸地面較高且兩岸在建規(guī)劃道路，道路修建完成后基本比堤頂要高，堤身采用開挖土料填筑，右岸樁號袁右15+235a-16+071a段，堤長836m。

防洪堤堤身設(shè)計(jì)斷面為堤頂寬4.0m，臨水坡為1:2.5，背水坡均為1:2.0，堤頂高程為相應(yīng)P=2%洪水位加0.3m，堤頂設(shè)防浪板墻。

3.1 防洪堤堤身滲流分析計(jì)算

經(jīng)計(jì)算得，堤坡出逸點(diǎn)允許滲透坡降J允=0.52。根據(jù)地勘資料，砂壤土滲透變形為流土型，砂壤土J允許=0.15。中細(xì)砂及砂礫石層滲透變形為管涌型，建議中細(xì)砂的允許滲透比降J允許=0.10，砂礫石的允許滲透比降J允許=0.20。

滲流分析計(jì)算考慮臨水側(cè)設(shè)計(jì)洪水與背水側(cè)相應(yīng)水位組合情況。按上述工況組合進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)構(gòu)見表2[1-2]。

表2 防洪堤典型斷面穩(wěn)定滲流期滲流計(jì)算成果表

1)整體安全性分析：

根據(jù)典型斷面有限元法計(jì)算分析，穩(wěn)定滲流期滲流性態(tài)符合均質(zhì)堤防滲流場分布規(guī)律，各斷面背水坡最大出逸坡降小于其允許值。

2)局部滲透分析：

由表2可以看出，在設(shè)計(jì)洪水期的穩(wěn)定滲流期，砂卵礫石層最大水平滲透坡降小于其允許值，堤基不存在滲透破壞。

3.2 防洪堤堤坡穩(wěn)定分析計(jì)算

堤坡穩(wěn)定計(jì)算選取與滲流計(jì)算相同的斷面，斷面計(jì)算參數(shù)采用我院近期地勘試驗(yàn)成果值具體詳見表3。計(jì)算工況為：①設(shè)計(jì)水位下背水側(cè)堤坡的穩(wěn)定(穩(wěn)定滲流期)，外河水位取P=10%的設(shè)計(jì)洪水位，堤內(nèi)水位取內(nèi)堤腳高程；②設(shè)計(jì)洪水位降至堤腳時(shí)，臨水側(cè)堤坡的穩(wěn)定(非穩(wěn)定滲流期)。計(jì)算采用簡化畢肖普法。典型斷面堤坡穩(wěn)定計(jì)算成果見表4。

由表4可知，臨水側(cè)、背水側(cè)堤坡安全系數(shù)均大于允許值，滿足規(guī)范抗滑穩(wěn)定要求。

表3 防洪堤典型斷面穩(wěn)定計(jì)算參數(shù)指標(biāo)表

表4 防洪堤典型斷面堤坡穩(wěn)定計(jì)算成果表

3.3 親水平臺設(shè)計(jì)

結(jié)合袁州新城總體規(guī)劃要求，擬在南廟河支流匯合口上游150m修建抬水壩，抬水水位為81.50m。考慮抬水影響及景觀要求，在右岸樁號袁15+235a-16+071a段82.0m高程修建寬3.0m親水平臺，82.0m高程以下采用C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡處理。C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡厚0.10m，下設(shè)0.10m厚砂卵石墊層。在左岸樁號袁14+693-14+150段以及右岸樁號袁右14+773a-15+235a段82.50m高程修建寬3.0m親水平臺，82.50m高程以下采用C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡處理。C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡厚0.10m，下設(shè)0.10m厚砂卵石墊層。

3.4 護(hù)坡設(shè)計(jì)

3.4.1 混凝土護(hù)坡設(shè)計(jì)

防洪工程險(xiǎn)段范圍分別為：左岸樁號袁右14+653-14+437、樁號袁右14+268-14+218、樁號袁右14+163-14+150；右岸樁號袁右14+693a-14+948a、袁右15+042a-15+235a，兩岸總長727m。需采取硬護(hù)坡進(jìn)行防護(hù)。

考慮抬水影響及景觀要求，僅對親水平臺以下迎流頂沖和嚴(yán)重淘刷的河岸險(xiǎn)段進(jìn)行硬護(hù)坡處理。設(shè)計(jì)采用C15混凝土預(yù)制塊護(hù)坡厚0.10m，下設(shè)0.10m厚砂卵石墊層。

3.4.2 生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)

工程以考慮河道生態(tài)理念為治理原則且該段工程位于袁州新城重要的景區(qū)段，故本次設(shè)計(jì)親水平臺以上盡量采用回歸自然的草皮護(hù)坡設(shè)計(jì)。因上游段左岸樁號袁右14+693-14+150段、右岸樁號袁右14+773a-15+235a段護(hù)坡面較寬且緊臨火車站，人口密度較大，為了打造該段休閑、美化且與周邊環(huán)境相互輝映，形成一個(gè)很好的生態(tài)景區(qū)，該段親水平臺以上臨水面采用生態(tài)袋護(hù)坡，背水面采用草皮護(hù)坡。下游段右岸袁右15+235a-16+071a段因受投資限制且該段位于建筑密集區(qū)很難形成生態(tài)景區(qū)，該段親水平臺以上臨水面及背水面均采用草皮護(hù)坡[3]。

3.5 混凝土護(hù)岸設(shè)計(jì)

下游段右岸樁號袁右15+235a-16+071a段位于東橋與抬水壩之間，該段河道水流復(fù)雜、河寬較窄，兩岸建筑密集、可用占地小，為減小用地且增加過流面積減小行洪壓力，該段親水平臺以下采用混凝土重力式擋墻護(hù)岸。

混凝土擋墻高4.5m-6.5m，設(shè)計(jì)墻頂寬0.5m，臨水坡坡度為1∶0.1，背傾斜坡度為1∶0.4，墻趾尺寸為0.5m×0.8m，墻踵尺寸為0.5m×0.8m。墻底深入河床≥1m且應(yīng)落在砂卵石層上，防洪墻分縫距為10m，瀝青杉板嵌縫。

4 防洪墻設(shè)計(jì)

4.1 防洪墻布置

程防洪墻總長309m，上游段右岸樁號袁右14+693a-14+773a段，長80m設(shè)計(jì)為重力式防洪墻；下游段袁州新城東橋下游段，右岸樁號袁右16+071a-16+300a段,長229m設(shè)計(jì)為衡重式防洪墻。

4.2 防洪墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

防洪墻頂高程采用設(shè)計(jì)洪水位加0.3m。墻頂設(shè)防浪板墻，防洪墻均采用C15混凝土結(jié)構(gòu)，墻底深入河床≥1m且應(yīng)落在砂卵石層上。衡重式防洪墻，墻頂寬0.5m，臨水坡垂直，上墻高3.0m，臺寬1.9m，上墻背傾斜坡度為1∶0.35，下墻背傾斜坡度為1∶0.2；重力式防洪墻，墻頂寬0.5m，臨水坡1∶0.1，背傾斜坡度為1∶0.4，墻趾尺寸為0.5m×0.8m，墻踵尺寸為0.5m×0.8m。防洪墻分縫距為10m，瀝青杉板嵌縫。

5 結(jié) 語

南廟河鐵路橋-河口段防洪工程實(shí)施后，堤防能防御袁河和南廟河50a一遇洪水，為當(dāng)?shù)厝嗣裆?cái)產(chǎn)安全提供保障，設(shè)計(jì)方案合理，可供類似防洪工程參考。