南城县新丰街镇防洪工程设计分析
2022-05-23曹新福
曹新福
(南城县株良镇农业农村工作局,江西 南城 344703)
1 工程概况
新丰街镇防洪工程位于盱江右岸,现有防洪工程由土堤、防洪墙及排水涵管组成。桩号0+000~0+400、1+350~3+350为土堤;桩号0+400~1+350为防洪墙,其中1+000~1+350段防洪墙由新丰街老街房屋的墙基组成。现有堤防防洪标准低,低于10 a一遇防洪标准,堤身断面单薄,防洪墙墙基为浆砌红条石,红条石风化严重;圩堤内洪、涝灾害频繁发生,局部河段的崩岸,已严重影响该乡镇的经济发展和老百姓生活起居,更不能适应乡镇未来的经济发展[1]。
新丰街镇位于南城县南部,盱江右岸,距县城16 km,北连天井源乡,东临上塘镇,西邻盱江河,与株良镇、里塔镇隔河相望,南靠南丰县恰湾镇,全镇土地面积53.7 km2,耕地面积883.67 hm2,山地面积0.29万hm2,全镇下辖6个村委会,76个村小组,总人口1.1万人。全镇有众多交通设施,如鹰瑞、福银高速,向莆铁路穿境而过。
新丰街镇防洪工程沿抚河右岸布置,抚河发源于武夷山西麓广昌县里木庄,河流自南向北流经广昌县、南丰县、南城县,流经抚州市后继续向西北经柴埠口、李家渡、文港、梁家渡等地后,在南昌县的荏港改道处由青岚湖注入鄱阳湖。河源至南城县城万年桥段为上游段,又称盱江,南城万年桥至抚河与临水汇合口为中游段,古称汝水,抚河、临水汇合口以下为抚河下游段[2]。
防洪工程距下游南城水文站约11 km,南城站流域面积4159 km2,防洪工程以上河段集雨面积为3761 km2。
2 设计洪水与水位
2.1 设计洪水
工程河段盱江下游约11 km设有南城水文站,集雨面积为4159 km2,区间较大支流为彭武水,彭武水汇合口以上河段集雨面积为3761 km2,根据支流汇合口划分河段洪水。下游采用南城站设计洪水,汇合口以上河段设计洪水采用南城水文站为参证站,按水文比拟法推求。根据盱江各河段的控制集雨面积对各河段设计洪水进行推求,成果见表1。
表1 工程各河段设计洪水成果(盱江)
2.2 设计水位
2.2.1 控制水位
本次采用下游11 km的南城水文站为控制断面,由于南城站位于廖坊水库回水尾端,因此受廖坊水库的回水影响,本次控制水位采用已批复的《廖坊水利枢纽初步设计报告》中的回水成果,即设计水位见表2。
表2 控制水位成果(P=10%)
2.2.2 设计水面线
确定了防洪工程各河段设计洪峰流量,控制水位,河段综合糙率(经综合分析,本次采用的河道综合糙率值范围为0.032~0.046),即可采用实测河道横断面试算设计水面线,工程河段计算成果见表3[3]。
表3 盱江设计水面线成果(P=10.0%) m
主要设计水位成果见表4。
表4 主要设计水位成果 m
3 工程总体布置
3.1 堤线选择
根据新丰街镇未来规划和该镇防洪工程存在的问题,为形成独立、完整、封闭的防洪工程体系,设计初拟两条堤线进行比选见表5。
表5 堤线方案比较
方案Ⅰ:新丰街镇防洪体系堤线总长3.415 km,圩堤起自新丰大桥上游山头970 m处,0+000~0+400段堤身沿山脚公路向下游延伸至新丰街中学(0+400),再沿盱江现状堤防向下游延伸,终于鲤湖大桥处,途经上街坪、新丰街镇政府及塘背村,保护面积2.80 km2。
方案Ⅱ:新丰街镇防洪体系堤线总长3.820 km,圩堤起自新丰大桥上游山头1350 m处,0+000~0+805段堤身沿盱江现状河岸向下游延伸至新丰街中学(0+805),桩号0+805后堤线布置与方案Ⅰ相同,终于鲤湖大桥处,途经上街坪、新丰街镇政府及塘背村,保护面积2.85 km2[4]。
从表5可以看出,堤线经方案Ⅰ、方案Ⅱ比较,方案Ⅰ具有投资省、堤线短、占地少的优势,方案Ⅱ虽比方案Ⅰ保护面积大,但多保护的面积无重要设施及人口,仅有农田约5.00 hm2,但新建堤防需要征地1.20 hm2,经技术经济综合比选本阶段选取方案Ⅰ为推荐堤线。
根据新丰街镇防洪工程现状及存在的问题,为形成独立、完整、封闭的防洪工程体系,堤线布置如下:
桩号0+000~0+400、1+350~3+415段土堤加高加固,总长为2.465 km;桩号0+400~1+350现状为防洪墙,其中桩号0+400~1+050段现状防洪墙为红条石和钢筋混凝土结合形式。防洪墙上部为钢筋混凝土挡墙,下部为浆砌红条石基础,坐落在中粗砂层上,目前质量较好,该段防洪墙顶高程与10 a一遇设计洪水位齐平,故本次设计防洪墙维持现状,新建防浪墙并在其一侧设置2.5 m宽人行便道,长0.650 km。1+050~1+350段防洪墙由新丰街老街房屋的墙基组成,房屋沿河而建,该段房屋已申请为古建筑保护村落,为避免施工破坏现有房屋,同时满足防洪需要,在离河岸15 m处的道路上新建防浪墙,同时新建C25混凝土路面,长度为0.3 km。
3.2 土堤
新丰堤土堤段堤身均采用黏土防渗。新丰堤现有土堤全长2.4 km。
对现状土堤0+000~0+400段临水坡、背水坡整坡,堤顶混凝土公路保留,堤顶宽不小于4.0 m,临水坡为1∶2.0,背水坡为1∶2.0。
对现状土堤1+350~3+350段加高培厚,设计断面为堤顶宽4.0 m,临水坡为1∶2.5,背水坡为1∶2.0,设3.5 m宽的泥结碎石路面,厚度为0.2 m。黏性土压实度不小于0.91。
桩号3+350~3+415为山体,本次设计为使堤顶防汛公路与鲤湖大桥连接,同时考虑堤线顺直、美观,将此段河岸填土培厚,设计断面为堤顶宽4.0 m,临水坡为1∶2.5,背水坡为1∶2.0,设3.5 m宽的泥结碎石路面,厚度为0.2 m。黏性土压实度不小于0.91。
3.3 防洪墙
桩号0+400~1+350现状为防洪墙,其中桩号0+400~1+050段现状防洪墙为红条石和钢筋混凝土结合形式。防洪墙上部为钢筋混凝土挡墙,下部为浆砌红条石基础,坐落在中粗砂层上,目前质量较好,该段防洪墙顶高程与10 a一遇设计洪水位齐平,故本次设计防洪墙维持现状,新建防浪墙并在其一侧设置2.5 m宽人行便道,长0.65 km。1+050~1+350段防洪墙由新丰街老街房屋的墙基组成,房屋沿河而建,该段房屋已申请为古建筑保护村落,为避免施工破坏现有房屋,同时满足防洪需要,在离河岸15 m处的道路上新建防浪墙,同时新建C25混凝土路面,长度为0.3 km。
防浪墙高1.0 m,宽0.25 m,顶高程超高设计洪水位0.8 m,总长0.95 km。
3.4 护 坡
根据实测资料,结合地形、水流、风浪、河势、环境等情况,对于河道顺直、水流平顺堤段,临水面、背水面均采用草皮护坡;对迎流顶冲段堤身临水面采用混凝土预制框格护坡,背水面采用草皮护坡。
新丰街防洪工程草皮护坡长1.465 km,桩号为0+000~0+200、2+150~3+415。
混凝土预制框格护坡长1.0 km,桩号为0+200~0+400、1+350~2+150。
3.5 护 岸
对急流傍岸、河岸深挖淘金等原因形成的直接危及圩堤安全的陡岸堤段,同时结合乡镇规划,采用混凝土挡墙平顺护岸的形式进行处理,并在混凝土挡墙顶高程处设置1.5 m宽亲水平台。混凝土挡墙固脚范围:1+335~1+700、2+250~3+415。混凝土挡墙固脚总长1.53 km。
为保护现有防洪墙基础不被冲刷破坏,挡墙前采用干砌石护脚,干砌石宽1.5 m,厚0.6 m。桩号0+400~1+050,长0.65 km。
3.6 堤身防渗处理
南城县新丰街镇新丰堤设计采用均质土堤,填筑土料要求具有良好的防渗性和压实性,施工严格控制在最优含水量附近逐层夯压密实,压实度要求不小于0.91,土料黏粒含量为10%~35%,塑性指数为7~20,填筑土料含水率与最优含水率的允许偏差为±3%。当土堤断面上填料透水性不同时,要求将抗渗性好的土料填于临水侧,抗渗性较差的土料填于背水侧,以利于圩堤的防渗及降低堤身浸润线,增加堤身的稳定。
盱江段土堤堤身防渗长度为2.465 km,桩号为0+000~0+400、1+350~3+415。
4 结 语
乡镇防洪工程的实施可以减少乡镇的洪、涝灾害,改善乡镇居民生产、生活条件,促进乡镇经济建设;新丰街镇防洪工程建成后能形成一个独立、完整、封闭的防洪圈,具有重大的经济和社会效益。结合实际情况并根据新丰街镇的未来规划,经过方案比选最终确定合理的堤线;根据实际需要对现状防洪墙分别采取不同的加固方案亦值得借鉴。