丰城市城西河防洪治理工程护岸设计分析

谢丽洪

(丰城市河道堤防管理局，江西 宜春 331100)

赣江为鄱阳湖中的第一大河，更是长江水系中的主要支流之一，全河长度是766 km，从南至北，横穿丰城市。该市的城西区域，属于本市的规划用地，基于该区域的地势特点与赣江的水情变化，需要采取有效的防洪治理。

1 城西工程堤身原状

按照堤顶高度和堤身土质情况、项目性质等，整体被分成五段。具体来说，A段主要是粉质黏土以及粉质壤土；B段曾由于汛期行洪，被挖除，所以并无防洪堤；C段的构成土壤主要有粉质土壤及黏土、粉细砂；D段是粉细砂与粉质壤土；E段原本也没有防洪堤。总的来说，老堤整体架构松散，而且土质也有较多类型，成分不同。另外，其中的粉细砂，透水效果较佳，遇到汛期，其堤身容易出现渗漏的问题。该河段曾在洪水期，出现水位超过堤顶的情况，导致不得不通过破堤的方式行洪。丰城市的河西区，整体地势偏低，需要借助防洪堤，构成全面的保护圈，以抵挡赣江对其造成的威胁。建设防洪堤护岸，不仅能阻断洪水灾害，还在对应保护区中，建搭配排涝渠系等，以提升整体的排涝减灾效果。根据相关施工规范，要求护岸围堰的挡水导流，其标准设定是每3～5 a遇一次洪水，结合该项目的相关导流标准，确定枯水期的对应标准是三年。

2 赣江河道演变情况

其一，深泓线，在河段两岸有低丘以及大堤，使河床的宽度得到有效控制，整体岸线比较稳定。在此河段中，存在四处迎流冲顶段。一直以来，丰城市的深泓线，其变化程度并不明显。其二，滩槽方面，在近些年，丰城区域的河段岸线还是比较稳定，但在滩槽上出现比较突出的冲淤情况，在局部弯道会有冲退的问题，而鉴于左岸存在岗地，自身的抗冲击水平较高，和右岸相比，受到冲刷而出现后退的程度较小。结合深槽等高线的实际情况来看，丰城河段的总体状态是冲刷问题。其三，河道冲淤情况。丰城河段的主要冲淤表现是上游河槽，没有过多变化，在右岸的边滩区域，存在冲刷下切的情况，深度在4 m左右。而丰城的老城区，深槽的冲刷深度大概在1 m以上，而且左岸的冲刷问题相对严重，可达到2 m左右[1]。

结合赣江在丰城区域的河段情况来看，河道虽然存在冲刷及冲淤的问题，但在断面与河床方面的变化均不大。而在后续的治理中，植被覆盖率增加，水土流失问题有所减缓。但在河段中实施的采砂情况由于治理问题，均会给深泓线和断面造成影响。

3 城西防洪治理工程设计分析

3.1 护岸范围

在护堤地的纵向和堤防的方向相同，由堤防逐渐往上下游延伸，大约30 m的位置。而护堤地横向标准，是由内外边坡脚线为起点，各自标准：临水的一侧是20 m；背水一侧是10 m。堤身部分需要关注其纵向位移、水位以及表面情况。在堤防项目上，运用到的生物处理事项，包含护堤林带与草皮等。在防洪堤的设计处理中，将百岁围堤作为整体的基础，将部分堤线采取后退处理，按照新城区的防洪要求，堤顶宽度设定是6 m。根据赣江在该市的老城区左岸情况，需要采取提升行洪水平的治理修建方法，以此弱化防洪堤的不良影响。综合来看，防洪堤项目的整体建设级别是4级，而防洪标准是20 a。根据各泵站的情况，在龙头山泵站，项目建筑物等级是3级[2]。

3.2 堤身设计

3.2.1 堤身结构

按照原本的高度与堤身土等情况，分成五段。在A段中，其顶部高程在29.35～30.83 m；堤底的高程在3～4 m；堤顶处的宽度在4～6 m左右。在堤身护岸的两侧，均是庄稼地。在B段中存在残缺的堤身，填土材料是分支壤土，其厚度在4 m左右，该处的地面高程在27.3 m左右。同时，在此段中，还存在没有堤身的情况，高程在23.3 m上下。并且经过测量，新的岸线和原有岸线相比，其在向北转移，最大幅度达到60 m左右。C段原本的旧堤顶，高程是27.63～30.21 m；堤底则是有24.0～25.5 m上下；堤身高度是3～5 m；堤顶宽度大约在6～10 m之内。D段的堤顶高程是27.79～29.38 m；堤底的高程在24.0～25.5 m上下；堤身为3～4 m；堤顶宽度和C段相同，整体坡度起伏不大。E段没有护岸堤坝，其地面高程是20.2～25.9 m，全段地势高度差最高在7 m左右。

3.2.2 土体性质

按照相关试验结果来看，其一，粉质黏土的含水量在27.7%左右，且液性指数是0.38，呈现出可塑状。另外，其压缩系数是0.32 MPa-1，其压缩性可达到中等级别，压缩模量在5.95 MPa。标准贯入试验中，得到的承载力结果是160 kPa，其的渗透情况是。其二，粉质壤土，其天然含水比例在26.4%左右，液性指数同样是0.38。根据对于压缩相关参数上的分析，可判断其属于中等的压缩性土体，另外，对于承载力方面，建议值是170 kPa，而渗透表现结果是。其三，粉细砂，整体比较松散，而且土质并不均匀，其的透水能达到中等级别，承载水平是130 kPa。结合实地测量与试验分析，对于堤身土体的整体情况，如表1所示。

表1 堤身土体的物理力学建议值(部分)

结合实地测绘结果，原本的堤顶高程在27.63～30.38 m，堤身高度是3～5 m，堤顶的宽度是4～10 m。根据现场钻探，确认其土体类型。总的来说，可归纳出两项主要治理方向。一方面，堤身的高度以及部分河段的内外边坡比值、堤顶的宽度，三者均不符合有关标准，使得护岸堤身的结构，在稳定性上略有欠缺，而且在局部大堤，还有脱落的问题。另一方面，赣江汛期中，土体中的粉细砂，有渗漏的情况，对护岸的稳定性，有较大的影响。

3.2.3 堤基设计

按照城西的防洪治理项目，河段地层岩性情况，选择地质结构。当前可用的地质结构有三类，首先是单一结构，堤基土质是砂砾石以及砂，在此之上覆盖一层厚度不足2 m的黏性土。其次是双层结构，第一层上面是黏性土，厚度通常控制在2～5 m以内，而下面还是砂砾石或者为砂；第二层与第一层的土质相同，但其中的黏性土层的厚度超过5 m。最后是多层结构，上部属于极为复杂的组合情况，包括淤泥质土、粉质壤土、黏土等，外观形成透镜体，而且每类土质的铺设厚度不会超过2 m。而在下部设置的是砂砾石[3]。

结合相关要求规定，土体本身的物理力学指标和压缩性等，最终都取均值。而抗剪强度中，最大内摩擦角平均是0.85到0.9；凝聚力平均值是0.5～0.6。根据有关项目的建设经验，最终得到的建议值，如表2所示。

表2 堤基土体的物理力学建议值(部分)

3.2.4 治理方案

按照城西防洪的项目规划，针对百岁围堤实施全面加固及改建。最终确定的结果是：堤顶宽度是6 m，其的内外边坡，比例是1:3，鉴于防渗方面的考量，在迎水一侧，填料选择混凝土材料，而在背水的一侧，运用草坡护坡。按照前期的试验分析研究，总结出四个堤线方案。

(1)顺着百岁围堤的原有堤线，将缺口部分进行封口处理，堤线的长度在11 km左右。

(2)在蔡家绳湾的凸咀段，长度超过1 km的堤线，最多后退200 m左右，其余部分依旧保持堤线原本的状态。

(3)在河道较窄的区域，长度在3 km左右，最多后退400 m左右，其余保持原状。

(4)在赣江左岸，凸咀段的河段，长度在1.8 km 左右，最多后退在350 m左右，并且从新居村到绳湾村之间的堤线，后退100 m左右，其余使用百岁围堤原本的堤线。鉴于行洪补偿的问题，在凸咀段区域进行疏浚，拟作业高程在20 m左右。为分析治理项目设计结果，在防洪、主要建筑物与河势等方面的影响，结合上游区域采取的各类防洪调度，确定的试验水文参数如表3所示。

表3 试验水文参数

根据试验结果显示，在对于各种频率的洪水中，在没有开始治理的情况下，试验状况是：在被部分路段的阻水干扰下，100 a以及50 a的洪水频率下，左岸缺口区域和百岁围堤有满溢水体的问题，分流量一般在来流量的9%左右。在20 a以及10 a的洪水频率下，如果遭遇洪水期，过流现象集中在缺口位置，而分流量占来流量的7%左右。由此可以判断出，在赣江汛期中，百岁围堤的分流能力并不高。

在水位情况方面，按照试验结果显示，在四类水文环境中，完成治理项目施工后，以往处于缺口区域的分流量，来到主槽位置，过流程度也有所减轻，造成项目河段的局部出现壅水情况，而其在不同洪水频率中，水位都出现壅高的情况。另外，治理项目对于水位壅高的情况，由于具体采取的方案差异，出现一定的波动，壅水数值相对偏大的是从铁路大桥到新洲的河段。不同治理方案中，壅水的数值情况，如表4所示。

表4 治理项目对水位影响状况

在流速方面的变化，结合试验情况来看，城西防洪堤完工后，由于其左岸情况有所调整，上游区域被壅水干扰，流速逐渐下降，治理项目周边的水体流速也发生变化，而且下游流速也随之减慢。此治理项目在流速上的影响，重点体现在从铁路大桥到新洲的部分，因为缺口位置被封堵，再加上项目的导流与水位壅高的作用，在左侧的近岸区域，流速下降的幅度相对明显，而且在主流区，其表面水体流速也呈现下降的状态，河道整体流速都降低。反观凸咀段，鉴于方案四的设计，将堤线进行后退处理的同时，还采取疏浚施工，让水体流动更为通常，让治理之前的水流顶冲问题，得到减轻，所以说，和其余几个设计方案比较，河道过流水平表现更佳。在该市老城区中的束窄区域，流速变化情况，由于治理设计的堤线后退差异，略有不同。在方案四中，流速加快幅度相对偏小。在河道的右岸，由于受到左移的作用，使得顶冲程度出现减轻的趋势，而且近岸的流速也有降低，在剑邑大桥的下游区域，并未因为治理项目，发生明显的变化。经过治理项目处理后，左岸堤线实现完整连接，加之局部堤线后退，从蔡家到剑邑大桥之间，水流动力轴线发生较多的波动，并且流线变化程度和水体流量为正相关[4]。在河道比降方面，经过相关试验探讨，项目河段被壅水影响，使得河道比降在不同设计方案下，都和治理前相比，有提高的趋势，尤其在该市的老城区上游，其余部分的水面比降也得到提升，并且会在水流量增多中，随之上升。

防洪堤护岸的设计方案最终确定，利用模拟试验加分析，明确具体可能产生的影响作用。而对于上述影响问题的控制，可通过适宜的岸线后退实现，同时搭配疏浚处理，扩大过流的面积。经过各项参数的比较，设计方案四是相对更好的。

4 结 语

丰城市的赣江河段，因为两岸节点和护岸项目的作用，河势一直是处于稳定状态。但由于上游蓄水的问题，使得河段发生冲淤与变形的问题。而通过防洪治理项目，能提升防洪减灾的水平，维系此区域居民的安全。在治理项目投入使用后，需继续强化对河道状态的观测，继而提高找出问题的效率。