丹凤县东河口堤防建设探析

任云平

（陕西省商洛市水电勘测设计院，陕西 商洛 726000）

1 概况

丹凤县因县城襟带丹江、背依凤冠山而得名，总面积2438 km2，属北亚热带季风气候区，多年平均降水量677.9 mm。为加大县城天然生态山水游览区建设，打造丹江及丹凤文化展示空间，需对龙潭沟口以下1.0 km的丹江干流进行治理。规划新建东河口堤防工程235 m，左岸长95 m，右岸长140 m，新建河道生态景观工程，包括滨河步道、亲水栈道、观景平台、亲水平台等，以切实改善提升当地生态环境。为确保工程安全，需对堤防建设与景观工程类型选择进行探析。

2 堤防工程设计

2.1 结构形式选择

目前，东河入丹江干流河口处在建文化宫一座，待文化宫底板以下部分修建完毕后需对东河两侧堤防进行恢复。根据本河段洪水特性、河道地形条件、地质条件、文化宫建筑设计等条件，本次提出工程结构型式有：扶壁式挡土墙结构、悬臂式挡土墙+浆砌石护坡结构、两级重力式挡土墙结构。

方案一：扶壁式挡土墙。挡墙高9.9 m，顶部与文化宫底板齐平，立板厚0.6 m，墙趾长1.8 m，墙踵长5.6 m，底板厚0.9 m，扶壁厚0.5 m，扶壁净间距3 m，采用C25钢筋砼浇筑，墙背侧回填砂砾石，见图1。

图1 堤防扶壁式挡墙结构典型横断面（尺寸单位：cm）

方案二：悬臂式挡土墙+浆砌石护坡结构。悬臂式挡墙高4.0 m，立板厚 0.6 m，墙趾长 0.5 m，墙踵长2.5 m，底板厚0.6 m，采用C25钢筋砼浇筑。墙趾前设M7.5浆砌石护脚，高2 m，顶宽0.5 m，面坡1∶0.4。扶臂式挡墙顶接1∶2.0浆砌石护坡，厚0.3 m。堤身采用砂砾石回填。见图2。

图2 堤防悬臂式挡墙+浆砌石护坡结构典型横断面（尺寸单位：cm）

方案三：两级重力式挡土墙结构。两级挡墙高度基本一致，均为6.29 m。挡墙采用M10重力式挡土墙，顶宽0.6 m，临河侧面坡直立，背河侧坡比1∶0.5，前后趾墙均高0.8 m，宽0.8 m，挡墙底部及背侧回填砂砾石，见图3。

图3 堤防两级重力式挡土墙结构典型横断面（尺寸单位：cm）

三种方案对比结果见表1。通过从行洪断面、外观、投资、抗冲刷、施工等方面比较，方案三较优。

2.2 挡土墙稳定分析

东河口堤防工程采用两级M10浆砌石重力式挡土墙结构，其稳定计算采用北京理正软件设计研究院有限公司开发的挡土墙稳定程序计算。本次选择最高断面进行验算。

根据规范及运行期可能发生的最不利情况确定，本工程计算工况分完建期、正常工况（洪水期，临河侧基础前无回填土，临水侧水位降至最低。）、非常工况（施工期）两种情况。根据地质勘察，河床质为砂砾石，工程基础为砂砾石层，承载力260 kPa，砂砾石密度20 kN/m3。背河侧填筑采用河道开挖的砂砾石料，摩擦角30°，砂砾石料摩擦系数0.5。经计算，挡土墙典型断面抗滑、抗倾验算结果见表2。

通过验算，抗滑安全系数、抗倾覆安全系数均大于规范安全系数，满足规范要求；地基应力满足要求，挡土墙稳定。

表1 三种方案对比结果表

表2 挡土墙稳定计算成果表

2.3 堤防工程设计

东河入丹江口段左右岸堤防工程采用两级重力式挡土墙防护。下级挡墙采用M10重力式挡土墙，高6.29 m，顶宽0.6 m，临河侧面坡直立，背河侧坡比1∶0.5，前趾高0.8 m，宽0.8 m，后踵宽0.8 m，高1.27 m。为增加挡墙抗滑及整体稳定性，本次设计挡墙底坡1∶10，前趾增加凸榫，高0.3 m，宽0.5 m。上级挡墙采用M10重力式挡土墙，高6.29 m，顶宽0.6 m，临河侧面坡直立，背河侧坡比1∶0.5，前趾高0.8 m，宽1.1 m，后踵宽0.7 m，高1.29 m，挡墙底坡1∶10。两级挡墙中间设置0.2 m厚C20混凝土平台，挡墙设置排水孔，孔距、排距均为1.5 m，第一排位于前趾以上0.5 m处，排水孔采用φ50 mmPVC管，进水口采用土工布反滤。挡墙底部及背侧回填砂砾石，压实相对密度不小于0.65。

由于现状东河口有在建文化宫工程，待下部立柱施工完毕后需对东河口堤防进行恢复，要求东河口右岸堤防下级挡墙前趾边缘与文化宫建筑下第二排立柱缘齐平，挡墙在立柱处断开，通过在前趾处修建直墙与立柱形成封闭体，宽0.8 m，厚0.6 m，用于隔离立柱厚填土。上级挡墙顶部边缘与文化宫底第一排立柱缘齐平，挡墙在立柱处断开，填土由立柱阻挡，挡墙顶高程与规划广场顶齐平。左岸堤防下级挡墙前趾与文化宫下第二排立柱缘齐平，上级挡墙顶边缘与第三排立柱缘齐平。

3 堤防生态工程

河道两岸现状堤防为浆砌石护坡，过于生硬，且河堤较高，景观性差；另外现状两岸滨河公园与河道之间缺乏联系，人们难以接近河流，亲水性差。为此，规划布设滨河步道、亲水步道、栈道、观景平台、亲水平台、坡面绿化等景观工程，以提升整体景观效果。

3.1 坡面绿化工程

在保证防洪安全、经济适用的基础上，设计对现状边坡浆砌石等“白化、硬质”的工程进行景观、生态的美化处理。设计按照生态、自然、柔性的要求对岸坡进行生态改造。在岸坡顶部或底部修槽或放置防腐木花盆种植爬山虎、紫藤等攀爬植物进行垂直绿化。爬山虎、紫藤采用扦插法种植，选取一年生健壮枝条做插穗，插入插床10 cm～12 cm，种植土厚度50 cm，扦插时按株行距20 cm×20 cm，种植三行，插好后进行喷水，以喷透为宜，宜选择土层深厚、肥沃土壤的地块种植。

3.2 滨河步道

丹江四桥上游200 m至下游300 m间丹江右岸滩面较高，为便于人们在河道内观景，设计在现状滩面上修建滨河步道一条，长500 m，设计路面宽度为2.5 m。步道铺装主要有透水砖步道、花岗岩步道、彩色混凝土路面等形式，本次设计三种形式交叉布置。透水砖步道结构层为6 cm厚透水砖铺装、3 cm厚1∶3水泥砂浆结合层及15 cm厚C20混凝土垫层；花岗岩步道结构层为3 cm厚花岗岩面板、3 cm厚1∶3水泥砂浆结合层及15 cm厚C20混凝土垫层；混凝土步道结构层为15 cm厚红色水泥混凝土路面及20 cm厚碎石垫层。步道两侧设置挡块及路缘石。步道排水采用散排形式，坡度2%。

3.3 亲水栈道

G40沪陕高速桥上游丹江左岸滩面较低，接近水面，规划修建木栈道满足游人观景、亲水。因现状坡脚种植有柳树带，本次栈道弯曲布置，左右两侧均布置景观带。设计栈道宽2.5 m，长230 m，步道净宽为2.0 m。栈道下部梁、柱、基础均采用C25钢筋混凝土结构，立柱采用DN300圆柱，梁截面尺寸为0.2 m宽，0.3 m高。立柱基础坐落在砂卵石层上，深入深泓线以下0.5 m；基础浇筑完成后，为降低中小洪水及液压坝塌坝时对基础的冲刷，栈道底部土方回填完成后表面采用3 m长格宾网箱防护（单个网箱尺寸为1 m×1 m×1 m）。栈道上部龙骨及面板采用防腐木结构。

3.4 观景平台

丹江四桥上游左右岸滩面较高，规划在左右岸各布设观景平台一处满足游人观景。左岸观景平台位于桩号Z0+155处，平台沿原河岸向河道延伸扩展，设计总长度25 m，伸入河道最大距离7.4 m。平台下部采用钢筋混凝土梁、板、柱，上部铺装采用栗色防腐木，栏杆采用仿木栏杆。右岸观景平台位于桩号Y0+215处，平台沿堤防坡脚外滨河步道向河道延伸扩展，由步道、景观植物种植区、踏步、平台等组成。其中平台设计总长度35 m，宽度4 m，距离液压坝蓄水水面高1 m。平台下部采用C25钢筋混凝土梁、板、柱结构，其中梁截面为200 mm×300 mm，板厚10 cm，立柱采用直径为30 cm的圆柱，高3 m，下部采用扩大基础，深入深泓点以下1.0 m，临水侧采用格宾笼石防护。采用大开挖方案施工，要求踏步、休息平台底部回填砂砾石，要求含泥量小于5%，压实相对密度不小于0.65。

3.5 亲水平台

丹江四桥下游左右岸滩面较低，较接近液压坝蓄水位，规划布设亲水平台3处，分别位于桩号Z0+617、Z0+885、Y0+500处，亲水平台形状根据景观需要设计。平台下部采用C25钢筋混凝土梁、板、柱结构，其中梁截面为200 mm×300 mm，板厚10 cm，立柱采用直径为30 cm的圆柱，高3 m，下部采用扩大基础，深入深泓点以下1.0 m，临水侧采用格宾笼石防护。平台上部采用防腐木铺装或花岗岩石材铺装。

3.6 绿化工程

根据实际场地情况，主要分为四种不同绿化类型：

（1）河滩绿化，主要分布于现状2号坝下游右岸河滩及新建1号液压坝上游左岸河滩，此区域均高于蓄水位，蓄水时是滩地，但易被洪水淹没，对该区域的设计主要以草本花卉及滨水湿生植物成片种植为主，形成花色丰富的植物飘带。

（2）浅水区绿化，主要分布于左岸坡脚浅水区，该区域水深为0.5 m以下，适宜种植挺水植物，如：芦苇、香蒲、水生鸢尾、荷花等品种。

（3）护坡垂直绿化，主要为对工程区内两岸河堤护坡进行绿化遮挡，采用攀爬植物如爬山虎、垂挂植物如迎春，对生硬的坡面进行软化处理。

（4）河道内岛屿绿化，丹江四桥上游为自然湿地岛屿，岛上芦苇群落完整，本次设计时予以保留，因施工造成的破坏的区域进行补植。丹江四桥下游，东河口位置设计的两座人工岛上种植少量湿生乔木如：水杉、旱柳、枫杨，岛屿四周种植湿生植物，如鸢尾、黄菖蒲、香蒲等，形成湿地岛屿。

4 结语

随着社会经济发展，人们对区域生态环境越来越重视。为提高河道生态环境，提出堤防采用两级重力式挡土墙结构，地基应力满足要求，挡土墙稳定。建设滨河步道、亲水栈道、观景平台、亲水平台、绿化工程，可有效提升堤防生态景观，对促进当地生态环境、发展旅游具有重要作用。