东平湖新湖围坝堤防护坡建设方案研究

2018-12-29贾士强贾宏星

山东水利 2018年11期

贾士强，贾宏星

（1.山东黄河河务局工程建设中心，山东济南 250013；2.山东黄河东平湖工程局，山东泰安 271000）

东平湖蓄滞洪区位于黄河下游干流与右岸支流大汶河之间的洼地上，是黄河下游重要的分滞洪工程，由老湖区和新湖区组成。东平湖新湖区围坝护坡受资金、技术等多种因素的制约，仍存在着较多问题。为了充分发挥东平湖的蓄滞洪能力，保证山东黄河及汶河的防洪安全，对围坝护坡存在的问题及时通过工程建设措施予以消除，是非常必要和紧迫的。

1 围坝护坡型式设计

1.1 护坡型式选择

经统计计算，现状55.53 km干砌石护坡石方量为23.18万m3，考虑当地石料场石料匮乏及环保限采因素，结合不同厚度旧石利用率统计，确定护坡型式选择原则：按照就地取材，充分利用现状护坡拆除石料不购新石，综合考虑生态环境、湖内蓄洪水位及风壅水的影响条件，根据各段护坡的地形、地质条件、施工技术难易程度，工程造价等因素，在实现防洪安全的前提下，对工程建设的合理性和经济性进行分析，确定适宜的护坡型式，见表1。

由表1可知，方案三建安造价最低、生态环境效果好，旧石利用率最高，并且格宾雷诺护垫护坡在黄河防洪工程上有成功应用经验。经过以上分析，推荐采用方案三底部雷诺护垫组合上部预制混凝土联锁块护坡。

表1 各类堤防护坡加固方案比选

1.2 护坡设计

1）护坡顶高程设计。根据规范，东平湖围坝为防浪护坡，护坡顶高程应按设计水位加坡顶超高确定。坡顶超高（Y）为波浪爬高（R）与风壅水高度（e）两部分之和。对不允许越浪的堤防，爬高累积频率宜取2%。根据不同部位护坡的水深、风区长度、主风向、计算风速等波浪要素，选取10个断面进行分析，计算出波浪爬高值0.75～1.86 m，风壅水高值0.01～0.14 m，设计护坡顶高程根据不同段落取值为45.32～47.77 m。

2）护坡厚度计算。①雷诺护垫护坡厚度。根据10个典型断面所处堤段风浪要素计算出的石护坡厚度在围坝桩号10+650～55+000堤段石护坡厚度计算值为0.26～0.30 m，综合取0.3 m；对于围坝桩号77+300～88+300为围坝入湖口段，石护坡厚度计算值为0.14～0.17 m，因该段常年靠水、遭受风浪几率较大，护坡厚度确定为0.30 m。

②预制混凝土联锁块护坡厚度计算。根据10个典型断面所处堤段堤防风向、风速、设计水位，计算出围坝10+650～55+000段联锁块护坡厚度0.12～0.16 m，综合取 0.16m；77+300～88+300 段联锁块护坡厚度计算值0.05～0.06 m，综合取0.12 m。

③护坡底部冲刷计算。围坝10+471～55+000段位于新湖区，当向新湖区分洪时，由于新湖区面积较大堤脚水流主要是漫流，不考虑冲刷计算。经计算，局部最大冲刷深度为0.47 m，偏安全考虑确定护坡底部设置高度1 m的浆砌石固脚，以满足冲刷要求。

2 建设方案

2.1 设计边坡

设计坡比的选取结合护坡现状坡比，考虑护坡的平顺和美观，适当的进行削坡和回填平整，除围坝桩号77+300～79+250堤段边坡坡比取 1∶2.5 外，剩余堤段边坡均取 1∶3。

2.2 护坡结构

1）围坝护坡：底部采用雷诺护垫，上部采用预制混凝土联锁块护坡，中间设现浇混凝土挡梁，底部修做浆砌石固脚。

2）浆砌石固脚：先将可利用石料中体积较大的石料砌筑浆砌石固脚，固脚尺寸0.6 m×1.0 m，其余再用于雷诺护垫。围坝个别段落底部1.5～5 m范围的护坡口齐缝严，表面平整，石块质量较好，基本满足要求，不再设浆砌石固脚。

3）雷诺护垫护坡：桩号10+471～55+000段根据不同段落的拆除石料方量、粒径厚度≥7 cm拆除石料的可利用率，按照不在段与段间远距离调运石料也不新购石，全部利用拆除旧石的原则，由拆除石料的可利用量，在各段落间协调确定雷诺护坡的顶高程。考虑风浪淘刷，桩号77+300～88+300段雷诺护垫顶高程与大清河常水位平。雷诺护垫厚度皆为0.3 m，内填充最小中厚7 cm以上的石料。护垫采用镀高尔凡钢丝编制。单个护垫尺寸原则上6 m×2 m×0.3 m，根据实际坡长可适当增减，护垫下依次设0.1 m厚的碎石垫层和300 g/m2的土工布一层。

4）预制混凝土联锁块护坡:雷诺护垫上接预制混凝土联锁块护坡，10+650～55+000段厚0.16 m，77+300～87+785段厚0.12 m，采用C25混凝土预制。下依次设0.1 m厚的碎石垫层和300 g/m2的土工布一层，联锁块孔内填土并植草防护；每段预制混凝土联锁块护坡坡顶和坡底各设一道C25现浇混凝土横梁，位于斜坡坡面上的横梁尺寸0.3 m×0.3 m，坡顶处的横梁兼做混凝土压顶，压顶尺寸0.5 m×0.3 m。围坝桩号10+650～55+000段原石护坡44.72 m顶高程处有宽约1 m左右的平台，结合现状地形为减少回填贴坡土量，保留该处1 m宽平台，两侧设置混凝土横梁，横梁间铺设预制混凝土联锁块。