東城梨川大王洲沿江堤圍綜合整治方案研究

徐嘉明

（廣東中灝勘察設計咨詢有限公司,廣東 廣州 510000）

1 引言

防洪綜合治理工程旨在改善防洪能力不足,洪水災害頻發的現象,降低經濟損失[1-3]。通過堤防工程建設,可提高河道的排澇能力。堤防工程設計需要充分考慮流域防洪排澇規劃方案,選取適宜的堤防型式,在提高防洪排澇能力的同時,提供良好的親水空間,打造生態宜居的生活環境[4-7]。河道區域沖刷、沉積嚴重導致地質條件較差,堤防結構穩定性分析是非常必要的。

東莞東城洪澇災害頻發,2006 年受臺風“碧利斯”、西南季風影響,東莞普降大暴雨,造成房屋倒塌700 余間,直接經濟損失超過10 億元。根據區域防洪規劃,為了提高片區防洪能力,對東城梨川大王洲沿江堤圍進行治理,治理段總長約1.6 km,堤防建設工程量較大,選取適宜的堤防型式對節約工程投資,保證排澇效果尤為重要。

2 設計洪水及水面線

由于東江南支流為東江網河區域的其中一條水道,無法單獨計算東江南支流的設計洪水,對于東江流域設計洪水比較完整、系統的分析及計算是1984 年完成的《東江流域規劃報告》《東江流域設計洪水計算說明》及《東江流域三庫聯合調洪報告》,以上成果各站實測資料系列從1952 年、1959 年～1980 年共計21 年～30 年不等。1984 年東江流域設計洪水計算成果經水利部珠江水利委員會組織審查并獲通過。

此后,在數項東江流域水利工程設計中對東江流域設計洪水進行了復核。最近的一次為水利部珠江水利委員會2016 年7 月完成的《珠江流域主要水文設計成果復核報告》,該報告在上述歷次設計的基礎上,將各站資料統一延長到2010 年,對東江流域設計洪水進行了復核,復核后推薦其成果不變,仍采用1984 年東江流域設計洪水計算成果。

據調查,近年來東江流域未發生大洪水,2004 年～2006 年博羅站實測洪峰流量分別為1430 m3/s、7840 m3/s 和7650 m3/s。考慮到歷次設計以及成果使用的一貫性和連續性,因此,東江流域博羅站設計洪水仍采用《東江流域三庫聯合調洪報告》成果,見表1。

表1 東江干流博羅站設計洪水 單位：m3/s

東江干流在石龍附近分為東江北干流及東江南支流,50 年一遇洪水的分流比見表2。

表2 東江北干流及東江南支流分流比

整治堤段位于東江南支流及谷涌段,采用《東江干流及三角洲河段設計洪潮水面線計算報告》中東江南支流設計水面線成果,各斷面設計洪水位成果見表3。

表3 特征斷面設計洪潮水位

3 堤防選線

根據防洪規劃,堤圍綜合整治工程長1613.102 m。堤防工程建設以不占用東江南支流為基本原則,堤防外邊線與現狀堤防外邊線保持一致,親水平臺邊線為河灘地邊線。

圖1 堤線平面布置圖

4 堤防工程設計

4.1 堤防縱向方案

在河道多年的沖刷、堆積演變下,現狀河道已經基本穩定。在對河道水下地形進行測量的基礎上,考慮河道的沖刷、堆積影響以及堤防工程的特性,對河道縱坡進行一定的調整。河道縱坡調整按照少挖少填的原則進行,盡量保證與現狀坡比基本一致。

根據氣象資料,工程所在地常年主導風向為北風及東風,其次為東南風、南風。由于本工程中采用的是50 年一遇設計洪水水面線的成果,50 年一遇設計洪潮水位hp為6.406 m～6.587 m（85 高程）。考慮風壅水面高度e、設計波浪Rf、預留沉降量h沉降量、安全加高值A,設計堤頂高程Zp為：

4.2 堤防斷面

迎水坡采用箱式預制砌塊（1 m×1 m×0.3 m）,按照1∶2.5坡度放坡至親水平臺,親水平臺設置綠道,在現狀混凝土擋墻頂設置花崗巖欄桿。箱式預制砌塊框格中選擇種植四季長青、花期較長、易養護的植物,植物的選擇需要充分考慮景觀協調性,減輕工程實施對環境造成的不利影響。堤防工程迎水側設置懸臂式擋墻。

為了充分發揮堤防工程功能,堤頂設置6 m 行車道,靠近迎水坡設置2 m 寬度綠化帶預制花池兼做防浪墻。

4.3 堤防穩定性分析

4.3.1 滲流穩定性分析

計算工況見表4。

表4 計算工況

各巖土層物理力學指標設計采用值見表5。

表5 各巖土層物理力學指標設計采用值表

結合本工程的地勘鉆孔以及堤防的斷面型式,本次選取堤防樁號K0+100 為代表斷面。

計算結果見表6。

表6 典型斷面滲流計算結果表

根據典型斷面的計算結果,最大滲透比降均在土層允許比降以內,設計土堤堤身斷面能夠滿足滲透穩定的要求。

4.3.2 抗滑穩定計算

采用瑞典條分法進行設計洪水期、水位驟降期、施工期工況下堤防穩定計算,計算參數選取同表4。計算結果見表7,堤防穩定性滿足要求。

表7 堤防穩定計算成果表

5 結論

東莞東城片區洪水災害頻發,導致了嚴重的經濟損失,威脅到居民的安全。為了提高河道防洪能力,進行綜合治理工程。通過收集區域水文數據,確定河道洪水參數,確定堤防治理工程設計水面線,在考慮安全加高等影響下,確定堤防工程設計堤高。選取典型斷面分析堤防穩定性,計算結果表明堤防滲流、抗滑移安全性均滿足要求。