浅析防洪工程大拐弯凹岸迎水面防冲处理

□侯新阳（平阳县鳌江流域综合治理工程建设办公室）

1 麻萧段防洪工程基本情况

1.1 工程概况

鳌江干流治理麻萧段防洪工程位于平阳县鳌江下游萧江镇（包括原麻步镇、萧江镇），该段从显桥～麻步～岱口段河道长约17.50 km，东至萧江镇包岙，西与水头镇防洪三期工程相连。工程建设内容为新建防洪堤20.35 km，配套水闸10座，按地理位置分为陶贡段、渔塘段、麻步北岸段、麻步南岸段和桃源段，分7个标段实施建设。桃源东段工程实施总长2.69 km,由于该河段洪峰流量大，河道较窄，且受下游潮位顶托，过流能力不足，而现状两岸无堤或仅建有低标准老堤，沿堤水闸规模偏小，严重老化，每遇台风暴雨，洪涝灾害发生频繁，防洪标准不足2年一遇。

1.2 水文、地形地貌特点

鳌江干流全长90 km，发源于文成县桂山乡吴地山麓桂库村上游，源头至顺溪镇约18 km为上游段，属山区溪流，河道弯曲狭窄（宽50～100m），落差大；顺溪至水头长24 km为中游段，两岸逐渐离开山岩控制，但水流仍湍急，河道多曲折，河床多系卵石覆盖；水头至鳌江口约48 km为下游段，为感潮河段，全段受潮汐影响，河床亦受潮汐控制，地势呈西高东低。同时鳌江流域属典型的副热带季风气候区，全年分为梅汛期（4月16日-7月15日）;夏秋季节，热带风暴和台风袭击，造成本流域大暴雨天气，称台汛期;非汛期（10月16日-4月15日）。全年雨量集中在4月-9月，占年降雨量的71%。

2 工程设计及存在问题分析

防冲主要涉及桩号TY4+893～TY5+171.2范围（178.20m）C-2框架式结构。

2.1 原设计型式

C-2型框架式防洪墙堤基础采用两排钢筋混凝土灌注桩处理，桩径0.80m，桩长27m，内外排桩的排距5m，纵向桩距2.50m（其中外排加密至1.25m）。桩顶设置钢筋混凝土底板，同时堤内地面至少回填1m厚的粘性土加强防渗闭气。结构内侧采用钢筋混凝土挡水板挡水，内、外排桩顶位置设混凝土柱，纵向柱距5m，堤顶为板梁结构形成观光平台，堤顶不设防浪墙，桩顶底板、挡水板、排架柱、顶部梁板等部分组成框架结构，背水侧设浆砌石排水沟。结构外侧采用抛石镇压与防冲，其镇压平台高程4.10m，平台宽3m，外坡以1：2延至河床。具体结构见图1：

图1 C-2型框架结构图

2.2 不足因素

地形复测变化大，主要位于鳌江大拐弯凹岸，为剧烈冲刷区，经现场多年复测，受冲刷严重，连年抛石稳定加固，且抛石增量较大。

河段为感潮河道，具有“洪冲枯淤”的特点，过水断面较小，对面凸岸结合工程要求取土进行适当拓浚，目前其对面凸岸河床无计划实施拓浚。

若该区域按原设计要求进行抛石（镇压平台高程4.10m，平台宽3.00m，外坡以1：2.00延至河床），因河底高程约-6.10m，衔接较陡，落差大，从实测地形断面分析，为满足抛石稳定要求，结合以往的经验，抛至河床底，所需抛石量很大，费用难以控制。经测算，实际所需比招标量（理论）大近7倍。

按原设计要求进行抛石，地面与河底高程较陡，落差大，抛石护脚会延伸至河底，对现状河道有大局部占用，引起过水断面减小，势必加剧排涝压力，水位抬高，且会造成对面凸岸形成无序冲刷，不利于堤防稳定及管理。

因该段处于大拐弯凹岸剧烈冲刷区，以致于后期局部冲刷影响抛石稳定，为加固稳定，连年采取抛石措施，今后所需维护资金较多，代价大。

3 凹岸防冲稳定处理的方案及分析

根据工程所处地理位置，主要解决针对框架式防洪堤迎水面凹岸抗滑稳定和冲刷稳定的问题，为此调整后采取的方案：取消结构外抛石；持力桩适度加长，桩长≥29.00m或进入圆砾或全分化岩层深度≥3.00m；加密抗滑桩兼防冲。同时调整原持力桩内加密桩，由间距1.25m调整为0.90m；桩长适当缩减，桩长≥19.00m或进入圆砾或全风化岩层深度≥1.20m。具体桩位布置见图2：

图2 抗滑桩布置示意图

3.1 结构技术指标分析

原方案：即堤外设置抛石（防冲）+堤身基础采用灌注桩，非密排。

中间方案：即取消抛石+灌注桩不加密，同时考虑外侧冲刷后涂面降低3.00m。

调整后方案：取消抛石+灌注桩加密至0.90m（按抗滑桩考虑），同时考虑外侧冲刷后涂面降低3.00m。见图3：

图3 三种方案工程布置示意图

由以上分析可知，其整体稳定安全系数按上述方案从1.13（规范要求≥1.10）降至9.59×10-1（不满足），考虑抗滑桩效果1.11（满足要求）。

3.2 工程投资影响分析

结合初步分析，其工程投资影响为：调整后相应的总投资约增加28.50万元，但工程建成后，从长期维护方面考虑，后续所需资金代价小。方案调整前后主要工程量及投资比较情况见表1。

表1 方案调整前后主要工程量及投资对比表

3.3 工程质量安全影响分析

针对结构安全稳定方面，设计等级及规模均维持原设计不变，基础做适当的处理，调整后结构（考虑堤外冲刷影响）整体稳定满足规范要求，未对工程质量和安全造成影响。同时调整后，可有效确保现状该段河道规模，减少占有水域及过水断面，减少抛石对河道过流影响，对鳌江防洪排涝和堤防安全运行是有利的。

4 结语

由于该段所处特殊地理位置，凹岸堤防迎水面因每天潮水涨落，剧烈冲刷区，对于抛石方案难以起到稳定加固作用，特别在高速水流作用下，形成漩涡，冲刷非常严重，会对堤防基础造成破坏，直接危及堤防结构安全稳定，给沿线群众生命与财产安全带来危险。为此，根据现场实际情况，经过充分论证分析研究，对原设计方案进行调整。经施工运行后，安全可靠，所采取的措施是切实可行的。