中山市沙塘围险段整治措施研究

梁柏棉 中山市东凤镇水务事务中心

1.工程概述

1.1 险段现状

中山市东凤镇位于五乡联-围西北部，北临鸡鸦水道，与佛山市顺德区容桂镇和中山市的南头镇隔水相望。鸡鸦水道形态复杂，沿河险段众多，严重威胁着两岸人们生产生活的安全，在众多险段中，尤其以位于鸡鸦水道右岸的中沙环影响最大，全长约3km。该险段是中山市五乡联围东凤镇堤段上以防洪（潮）为主的水利工程。中山市东凤镇中沙环（沙塘围段）险段则位于中沙环险段的上游段，天成水闸至吉昌水闸之间，长度约为400m。早在上世纪七十年代末，人们便开始对这些险段进行整治，期间投入了不少的人力、物力、财力，然而，因水流条件恶劣，又缺乏科学治水的依据，早期的整治难以达到预期的目标，长期给五乡联围的安全构成严重威胁。

1.2 存在的问题

经过近20年的整治，鸡鸦水道中沙环河段河道主流位置相对整治前向左岸偏移了，左岸淤积河床远离干堤约150m处下降约1.0～2.0m，右岸河床基本保持没有冲深。但是由于没有完完全全按照模型整治，目前右汊河道分流能力没有达到模型效果，有淤积现象。主河道主流也还是靠近右岸，对右岸险段仍存在冲刷，岸坡不稳定。

中沙环（沙塘围段）险段目前遇到的主要险情和问题如下所示。

（1）险段处于河道拐弯处，是典型的坐弯顶冲型险段，其河床面呈现左高右低的态势，右岸冲刷，在桩号段12+400～12+800有一条长约400 m的深槽。深槽最深处高程为-19.75m，与滩地高程（约2.00m）相差接近23m；深槽处岸坡陡峭，坡比可达1:1.3。

（2）桩号段12+450～12+643的堤路走向偏向外江侧，桩号12+600处堤防坡脚距离岸坡顶仅为11m，相对于上下游已束窄行洪断面，而且这段岸坡正好处于深槽范围内，受到水流冲刷。虽然桩号12+500、12+550、12+600处分别已抛筑有1#丁坝、2#丁坝、3#丁坝，对岸坡的冲刷有一定的延缓作用，但由于长年的冲刷，散抛的块石容易冲走，丁坝头会受到冲刷，局部有垮塌。

（3）经现场调查，桩号12+600往下游的主干堤走向逐渐远离外江，对外江的防洪安全有利。但主干堤外江侧滩地的岸坡顶上当地村民筑有副堤，平均高程有3.50m，已达到鸡鸦水道在该位置的5年一遇洪水位。当上游下泄的洪水来临时，副堤束窄行洪断面，水流流态紊乱，这也是导致本工程范围内的三座丁坝处冲刷严重的原因之一。该河段边坡较陡，须要加强巡测巡查，观察其变化情况。

综上所述，中沙环（沙塘围段）险段护岸目前存在的主要问题是外江水流对岸坡淘刷、丁坝群冲刷垮塌，部分干堤偏向外江，危及主干堤的防洪安全。

1.3 工程建设的必要性

东凤镇中沙环（沙塘围段）险段护岸是该段堤围的常年护岸线，与五乡联围东干堤共同保护着东凤镇的经济命脉。从围内目前的社会经济发展状况和中、长期发展远景考虑，现有的五乡联围东干堤已基本达标加固完成。但中沙环（沙塘围段）险段因主干堤偏向外江侧，导致外滩地很少，主干堤坡脚距离岸坡最近处仅11m，外江侧岸坡坡度较陡，水下已形成深槽，且有继续冲深的倾向，直接威胁到主干堤的安全，现状已抛有短丁坝和抛石护岸,使险情有所缓解，但由于流速较大抛石容易被冲走，险段不能长期稳定。为了保证五乡联围干堤的安全以及当地国民经济的持续稳定发展，迫切需要进一步对险段河岸进行防护治理。

2.整治方案确定

根据河工试验以及对中沙环险段已完成整治措施的调查分析，本次整治方案拟采用对堤防进行“退堤还滩”的方法，相比于保留现状堤防并修复岸线的方法，安全性更好且投资更少。在退堤还滩的基础上，进行了两种布置方案的比选。

方案一：重建堤防193m，后退堤线0～30m，外河侧滩地基本保持在40m；河岸线沿用现状岸线不变，只对水下丁坝坡脚进行防护，并在3#丁坝头抛筑1条潜坝。

方案二：重建堤防400m，后退堤线0～50m，河岸线沿用现状岸线不变。在3#丁坝头抛筑1条潜坝。

经分析认为，两种方案均能达到设计的整治要求，但方案一征地更少，整体安全性更高，投资也更少，因此，选为推荐方案。

3.堤防设计

3.1 堤型选择

在确定堤身断面型式时，须遵照以下设计原则：

（1）堤身断面型式要适应沿海地区软土地基高含水量、低密度、高压缩性、低强度的特性，能够与软土地基在变形、沉降等方面相协调，保证堤防在施工期和运行期的稳定。

（2）充分利用当地可用的建筑材料，尽量考虑土方挖填平衡，根据因地制宜、就地取材的原则，达到降低工程造价的目的。

（3）应根据堤段所处位置的重要程度、堤址地质条件、筑堤材料、水流、波浪特性、施工条件，结合运行、管理、维修、环保的要求，经过技术经济比较确定。

五乡联围中沙环险段上下游目前堤型都为斜坡式均质土堤，为了更好地与上下游衔接，退堤段堤型同样采用梯形断面斜坡式均质土堤。

3.2 堤身设计

堤顶高程为5.90m，堤顶总宽度6m，堤顶设C30砼路面，宽度5m，厚230mm。堤路两侧设置0.5m宽的路肩。背水坡在高程3.00m处设置一个宽度为2m的戗台，背水坡坡度为1:2，迎水坡坡度1:2.5，堤内外坡均采用草皮护坡。

3.3 堤基处理

根据地质勘察，堤基主要为填土、粉质黏土、淤泥质土、淤泥质粉砂。在新堤址填筑新堤后，根据堤防抗滑稳定计算及堤防沉降计算结果，堤身整体稳定计算不能满足规范要求，堤防工后沉降较大，须对堤基进行处理。根据堤基地质土层情况，设计处理方案如下：设计自堤基0.80 m 高程以下采用φ 500 mm 水泥搅拌桩加固，处理深度至-12.7m 高程，处理桩长为13.5m。φ500mm水泥搅拌桩纵、横向间距为1.00m，梅花型布置。水泥搅拌桩施工技术简单，施工工期短，能保证枯水期低水位施工；结合本工程实际，堤内地面高程约为0.80m，基本与桩基施工平台高程一致，可不需另外铺设施工平台，只需稍作平整即可，开挖回填方量少，适用于本工程的堤基处理。

4.护岸形式选择

根据现场实地踏勘及测量资料，中沙环（沙塘围段）险段3座丁坝处受冲刷、崩塌最严重，且堤防在该段靠近岸坡，滩地逐渐减少。本工程对三座丁坝（1#丁坝、2#丁坝、3#丁坝）脚进行网袋抛石防护。设计采用分期平抛的方法，一期护脚抛石至-12.00m，二期抛石护脚至-6.00m，抛石边坡都为1:2.5，一二期抛石平台宽2.0m。

5.潜坝工程

根据河工试验推荐方案，中沙环（沙塘围）险段抛筑两座潜坝，桩号位置分别为12+550（本工程测量桩号12+390 处）和桩号12+640，其中桩号12+640处潜坝未实施。桩号12+550 处抛筑了潜坝坝顶高程-11.0m，目前潜坝的坝顶高程基本没有变化，上游侧河床高程约-15.0 m，相对2001年淤积厚度1.0～1.5m，下游侧河床最深处-19.00m，河床基本没有变化。根据河工试验结果，本工程在桩号12+600（3#丁坝前）抛筑一座潜坝，坝顶高程为-12.00 m，坝长为96.5m，坝顶宽度为5m，两侧边坡为1:3.0，采用网袋抛石填筑的形式。

6.结语

本文总结研究了中山市东凤镇中沙环（沙塘围段）险段工程的整治措施，方案实施后能够有效提高该堤段的防洪能力，完善东凤镇五乡联围干堤防洪防潮功能，减轻或避免洪涝灾害，有效保障地区社会经济，使之步入可持续协调发展的快车道。该工程的建设，消除了河岸工程的安全隐患，有效保证了人民群众的生命财产安全、正常生产生活以及各行业的设施安全和正常运行，为社会经济的发展规划提供了有力的保障。