河道防洪整治工程设计

叶建朋

摘要：对于城市建设而言，河道防洪整治设计对水利基础设施建设具有深远的意义。然而，一些地区频繁发生的洪涝灾害制约了当地经济社会的发展，防洪治理的呼声越来越高。同时，对治理防洪的要求也越来越高。本文结合某工程实例对河道防洪整治的设计进行探讨。

关键词：河道整治;防洪;设计

1工程概况

浙江省某县河流主要承担城市防洪、排水、供水和美化环境的重要任务。本工程河段河床为梯形，底宽8.5m，顶宽17.5m，水深2.0m，河床边坡纵坡0.599%，流量63.4m³/s;具有径流排洪灌溉功能，与山洪及河流、沟渠洪水支流汇合后最大流量为96m³/s。该河含沙量高，流速快，冲刷能力强。现有两条河道设计长度为12.6km，岸线设计长度为27.3km，其中北岸为12.6km，南岸为14.7km，均采用钢筋砂浆泥拌石路堤处理，其余为砂浆岸坡段和混凝土坝。在汛期，现有泄洪渠道难以充分满足堤防、防洪、排水、蓄水等功能，将出现漫顶。因此，需要及时拓宽流域，并定期进行整治。

2河段现状分析

原河堤按百年一遇洪水设计。该路堤设计为梯形断面，路堤顶部宽度为8.0m，临水坡面比为1∶2，回水坡率为1∶2.5，干式砌体护坡增加到设计洪水水位5米以上、300米长，地基为1 m×1.5米引线石笼。坝体填筑材料为河床连续级配砂砾石和30%黄土，然后填筑碾压。相对密度不小于0.65。原路堤初期施工上世纪70年代，堤防段堤防建筑材料为河漫滩砂砾石和砂混合料，堤防横断面为梯形，顶宽4.1m～8.2m，原堤防标准不高，断面结构过小，不能满足防洪需要。上游河滩面太高，无堤防，需加固1.3km。原路堤段采用河漫滩砂砾石和砂混合料填筑，路堤横断面为梯形，宽4.1m～8.2m。现场试验和室内试验表明，除渗透系数较大外，其他路堤断面的天然干密度和相对密度基本满足规范要求。各路堤整体填筑质量基本满足规范要求，但路堤高度、坡度比、基础深度不足，不能满足防洪要求。

为充分有效地满足需要，堤防及防洪工程设计单位按照5a级以上防洪工程等级标准设计防水主体断面，并通过路堤和道路相结合的方式拓宽路堤。路堤顶部宽度为20m，路堤上游河坡为1：3.0，后坡为1：3.0。堤防和主要海岸建筑物设计为II类危险建筑物，路堤边坡段基础设计主体采用纵向梯形坡段，路堤顶部主要设计坡度为20m，路堤设计坡度为1：3，路堤边坡防护和基础采用网笼保护，后坡受边坡防护。坝体采用连续河床级配碎石填筑碾压，含30%黄土。设计相对密度不得小于0.65。

3河道防洪整治工程设计分析

3.1堤线布置

本工程堤防材料在充分利用原有堤防的基础上，结合河势变化，主要利用当地材料，就近开采，节约投资。施工中主要考虑机械化施工，缩短工期，节约投资。形成了设计中段和下游的堤防，两岸修建了堤防。根据现场踏勘，结合该段近十年来河势变化及大洪水主流线，充分考虑现有堤防布置，确定该段堤防中心距保持在650m～710m不变。本段河道顺直，干流不触岸。参照已建路堤断面走向，结合原路堤线路布置，本次设计路堤线路按现状路堤位置布置，原路堤线路不变。

3.2基本型式设计

防洪堤断面型式主要有重力式、斜坡式及复合式，重力式相对节约用地，投资相对较高，另外对地基承载力要求较高，通常用于堤身高度不大于6.0m的情况;斜坡式占用河滩腹地较大，主要为土方堆筑，相对投资较小，对地基条件要求也不高，适用于河滩及腹地较为宽广的情况;工程造价较低，地基承载力低。波浪爬高大，但波浪淘刷作用小，生态性好。适用于控制投资，建设用地较宽裕的地段;复合式是重力式和斜坡式的结合型，相较斜坡式节约用地，投资介于重力式和斜坡式之间，能够适用于多种情况。

3.3边坡防护与基础工程设计

3.3.1边坡防护设计

路堤边坡常用的防护方法有砂浆块石护坡、土工格栅护坡、植被混凝土预制块护坡和联锁块护坡。本工程大部分河堤未在斜坡上进行防护，部分路段存在冲刷、崩塌等险情，尤其是在狭窄的外滩和凹岸处，河流弯曲、上涌。因此，需要对新路堤进行护坡。

3.3.2上游护坡衬砌厚度的确定

为获取当地材料，方便施工，节省工程投资，疏通河道，确保安全，本次设计采用石笼网护坡，铺设厚度确定为0.3m，格构规格为长x宽x厚=4.0m x 1.0m x 0.3m。防洪护坡地面以上0.5m。

3.3.3路堤基础设计

路堤基础采用双层石笼网基础。石笼网基础的规格为长度×W×H=3 m×1 m×1 m。坡脚应填充不小于30 kg的抛石。由于该河段的干流靠近左岸，因此右岸的滩面较高，与之相比该段路堤基础应浅埋，基础埋深应低于海滩面1.2m～3m。

3.4堤防防渗处理方案

堤防防渗处理措施有锥体灌浆、土工膜覆盖和水泥土帷幕灌浆。锥头探头钻孔灌浆路堤加固的工作机理主要是利用锥头探头控制钻孔灌浆设备的形成孔，利用最大灌浆路堤压力沿坝体中心轴线劈裂多个坝体，注入一定量的坝泥，形成多泥体防渗防水帷幕，解决影响坝泥渗透稳定性的问题;同时，利用灌浆路堤的最大坍塌压力来加固和增加泥浆与路堤之间的相互摩擦压力，从而改善灌漿路堤的整体内应力。用于防渗处理的复合土工膜施工非常简单，沿路堤表面铺设后，可添加覆盖层。土工膜实际涂布厚度表的确定和设计，不仅要全面地考虑土工膜在水压力的主要使用条件下所需的实际膜强度，同时也全面地考虑了土工膜在实际材料使用和施工环境中的暴露条件、埋藏压力、气候条件和使用寿命。土工膜的设计厚度和施工中使用的土工膜的实际厚度应根据现行和相关国家专业技术标准的具体要求综合确定。同样，针对路堤基础的防渗问题，也可采用土工膜垂直铺塑、水泥土帷幕灌浆等措施。一般情况下，土工膜塑料铺装位于上游坡脚的脚下，塑料铺面深度低于防渗路堤地基1m以下;水泥粘土帷幕灌浆的位置和深度与土工膜铺设的位置和深度相同。考虑到工程造价、施工条件等因素，选择了土工防渗膜铺设措施，对堤身和地基进行防渗处理。

4结论

通过工程实例，对河段整治工程的堤防线路布置、堤防高程设计、防治工程设计进行了探讨，并对堤段边坡稳定性和渗透稳定性进行了分析，可为类似工程提供参考。

参考文献

[1]李涛.河道治理堤防工程设计初探[J]，水利水电，（ 2017 ） 08