南拒马河防洪治理工程（定兴段）堤顶路、上堤坡道设计分析

2022-09-15侯之薇

水科学与工程技术 2022年4期

侯之薇

（河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司，天津 300250）

1 序言

拒马河发源于河北省涞源县，流经涞源县、易县、涞水县和北京市房山区，在房山区张坊镇铁锁崖以下分为南、北两支，南支称为南拒马河，北支称为北拒马河。南拒马河在北河店穿过京广铁路后，河道流向东南，至白沟附近与白沟河相汇。南拒马河与白沟河汇合后称为大清河。

南拒马河是大清河北支的主要行洪通道，同时也是定兴县北部洪水防线。

堤防工程建设规模由设计洪水位加超高确定，南拒马河（含中易水上延）右岸防洪标准为200年一遇，左岸防洪标准为20年一遇。为确保南拒马河右堤防洪安全，右堤设计堤顶高程按不低于左堤设计堤顶高程1m控制。

2 工程概况

南拒马河定兴段左堤西起京广铁路，东至谭城村，全长24.77km，紧邻左堤北侧自然形成多座村落，而左堤堤顶路为各村落与外部连接的主要交通要道，因此现状堤顶路交通量较大，且车型多样，双向行驶困难。因建设年代久远，目前路面出现严重开裂及破损、局部不均匀沉降、雨天积水等问题。

本次工程对南拒马河左堤进行达标建设，堤顶局部不足处拓宽至7m。道路横断面设计时，考虑原有道路破损严重，现状左堤堤顶路车流量较大，且同时兼具抗洪抢险及兰沟洼蓄滞洪区撤退路两个功能，本次将左堤堤顶路拆除重建并扩宽至6m，新建道路采用沥青混凝土路面结构形式，设单向横坡1.5%，该条道路为等外路，道路线形依据堤防走向布置。

南拒马河设计右堤定兴段西起中易水河右岸与X354县道（北塘公路）交界处，东至西各庄村与沟市村交界处，全长20.99km。本次治理将右堤防洪标准由20年一遇提高至200年一遇，堤防需加高加固培厚。治理后右堤设计堤顶宽10m，设计路面宽7.5m，采用沥青混凝土路面形式，向河道内设单向横坡1.5%，道路线形依据堤防走向布置。

两侧堤顶路路面结构形式为：面层4cm厚细粒式沥青混凝土、黏层、6cm厚中粒式沥青混凝土、透层；上基层18cm厚5%水泥稳定级配碎石、下基层18cm厚3.5%水泥稳定级配碎石；底基层16cm厚12%石灰稳定土。道路两侧设白实线，中间设黄虚线，路面采用1.5%单侧横坡排水，且每50m设一道泄水槽。堤顶路转弯处和上堤坡道与堤顶交叉口处设C级波形防撞护栏及轮廓标。左堤堤顶路设混凝土硬路肩，右堤堤顶路设1.25m土路肩并进行绿化设计。

南拒马河两侧堤防与多条上堤坡道相交，现状上堤坡道分为土质路面、混凝土路面两种形式。堤防治理后导致多条上堤坡道交通中断，影响周边居民交通出行，本次对上堤坡道进行恢复设计。

上堤坡道恢复为沥青混凝土路面时路面结构形式为：面层5cm厚中粒式沥青混凝土、透层；基层16cm厚5%水泥稳定级配碎石；底基层16cm厚3.5%水泥稳定级配碎石。上堤坡道恢复为泥结碎石路面时路面结构形式为：面层1cm厚粗砂保护层，基层3cm厚级配碎石磨耗层，底基层20cm厚泥结碎石。上堤坡道采用沥青混凝土路面时设硬路肩，采用泥结碎石路面时设土路肩，路基边坡均采用1∶2，边坡防护采用预制混凝土六角框格植草护坡。上堤坡道与堤顶路交叉口处设交通标志牌。

3 主要技术指标

（1）公路等级：等外路。

（2）设计时速：10km/h。

（3）设计路面路基宽：①左堤堤顶路净6.0m+2×0.5m；②右堤堤顶路净7.5m+2×1.25m；③上堤坡道净5.5m（3.5m）+2×0.5m。

（4）横坡：1.5%。

（5）地震烈度：定兴县北河镇Ⅱ类场地的基本地震动峰值加速度0.15g，对应的地震烈度为Ⅶ度；定兴县北南蔡乡、杨村乡、柳卓乡Ⅱ类场地的基本地震动峰值加速度为0.10g，对应的地震烈度为Ⅶ度。

（6）高程系统：1985年国家基准高程水平（m）。

4 方案比选

南拒马河两侧堤顶结构除满足堤防工程自身断面设计的要求外，还应满足正常管理和防洪抢险物资运输及兰沟洼蓄滞洪区人员撤退的交通需求，因此在堤顶需设置交通道路。本项目右堤堤顶宽10m，综合考虑堤顶交通需求及大堤设计要求，堤顶路以大堤为路基并依据堤防走向进行布置。

堤顶路路面结构形式考虑水泥混凝土路面或沥青混凝土路面。其中水泥混凝土路面强度高、耐久性好、养护费用小，平整度保持期长，抗滑性能好，施工较为简单。但混凝土路面接缝多，施工周期长，行驶噪音大，舒适性差，修复难度大，新浇筑面板的养护期较长，对路基稳定性要求高，对不均匀沉降的适应性差。

沥青混凝土路面较为平整、无接缝，行车舒适性好，振动小，噪音低，对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强，养护维修简便可进行再生利用。

经过综合比较，考虑驾驶感受及对地基变形或不均匀沉降的适应能力，本次采用行车舒适性高，对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强的沥青混凝土路面进行设计。

5 设计要点

5.1 堤顶路设计要点

堤顶路工程与高填方道路工程类似，对填方段压实度有明确要求，但道路与堤防的压实度要求不同，造成了实际施工中的施工方法及要求有所冲突。堤防工程中要求堤身填筑压实度不小于0.96；堤顶路要求路床、路堤压实度如表1。

表1 路床、路堤压实度

堤防工程中的压实度检测标准为轻型击实试验，而道路工程压实度检测标准为重型击实实验，两者有本质不同。本次设计将路面底层以下0～0.8m，即路床部分，压实标准按道路与堤防压实度的高值控制；路床以下均按堤防压实指标控制。

与一般的道路工程设计不同，堤顶路依托于堤防工程进行建设，本次堤防治理工程是在原有堤防基础上加高加固培厚，堤防走向已基本确定，不能大幅调整。因此堤顶路平面线形布置只能与堤防走向保持一致。为保证堤顶路行车安全，依照道路工程专业要求，本工程堤防转弯半径尽可能满足公路工程要求进行设计，堤顶路转弯处和上堤坡道与堤顶交叉口处设波形防撞护栏。

根据JTG D81—2017《公路交通安全设施设计规范》，本工程条件不要求设置防撞护栏，所以在同类堤防工程中，加设波形防撞护栏设计的十分少见。结合项目已建成后的实际使用效果证明，受堤防线形条件影响，加设防撞护栏的设计十分必要。

考虑堤防背水侧有大量村庄，本次堤顶路采用单侧横坡排水，减少了对周边居民生活造成的影响。

5.2 上堤坡道设计要点

定兴段两侧堤防治理后，本次在堤防征地范围内，以最大纵坡不超过10%，河道一侧上堤坡道与堤顶路夹角不大于30°的恢复原则进行恢复。因现状形成坡道众多且杂乱无序，本次进行适当优化合并，对村庄附近间距较小或使用对象相同的道路进行合并；对堤防背水侧用于农业生产且路面宽度较小的土路，考虑利用巡堤路与其连接。

上堤坡道硬化根据现状路宽及结构不同，分别进行设计。原状为土质路面且宽度小于3.5m的道路按照泥结碎石路面结构进行恢复，恢复路面宽3.5m，路基宽4.5m；原状为混凝土路面或宽度大于3.5m的道路按照沥青混凝土路面结构进行恢复，恢复路面宽5.5m，路基宽6.5m；原状道路路面宽度大于5.5m时，按照原路宽进行恢复，道路均设双向横坡1.5%。