淺談防洪堤施工設(shè)計(jì)
摘要 本文結(jié)合作者多年的水利工程施工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合工程實(shí)際就防洪堤設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行敘述，期望通過一下的敘述，以便與同行共同交流。
關(guān)鍵詞 防洪堤；施工；設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào) TV871 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)082-0150-01
1 設(shè)計(jì)概況
對(duì)該工程進(jìn)行了實(shí)地勘測(cè)和有關(guān)資料的收集，完成了該工程的施工圖設(shè)計(jì)。防洪堤工程設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。該工程新修河堤350 m，爬河橋一座，并對(duì)河道進(jìn)行清淤。免遭10年一遇以下標(biāo)準(zhǔn)的洪水的威脅，解決群眾雨季、汛期的過河難問題，同時(shí)河道兩岸的環(huán)境也相應(yīng)得到了治理，減少水土流失，因此該工程建設(shè)是非常必要的。
2 水文分析
防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—94）的規(guī)定，保護(hù)人口、耕地較少的“以鄉(xiāng)村為主的防護(hù)區(qū)，保護(hù)人口小于等于20萬人，防護(hù)區(qū)耕地少于等于30萬畝”防洪標(biāo)準(zhǔn)為20～10年遇的洪水。，結(jié)合工程實(shí)際情況，考慮人口、經(jīng)濟(jì)、資金等因素，體現(xiàn)以人為本政策，設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)取10年一遇。
3 基本資料
從該工程所在地區(qū)的1:50000的地形圖上量得：流域面積F=42.3 km2從流域最遠(yuǎn)點(diǎn)（分水嶺處）沿流程至工程所在地的長(zhǎng)度L=10.8 km工程位置以上的河道平均坡降J=0.038。
3.1 工程地質(zhì)
該工程投資和規(guī)模較小，未作較詳細(xì)的地質(zhì)勘探工作，只作實(shí)地地質(zhì)踏勘工作，對(duì)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造不作描述。河道的河床為砂卵石層，其厚度在10 m以上，卵石含量在60%以上，中粗砂約占20%，細(xì)砂及泥土約占20%，其承載力值在16 T/m2～40 T/m2，承載能力較強(qiáng)，是較好的建筑基礎(chǔ)，河床以上部分為沙壤土，其厚度在3 m左右，具有一定防滲效果，河岸臺(tái)階地分布有粉質(zhì)沙壤土，土層較厚，承載力較小，抗沖刷能力較弱，所以臨河而建的居民村需要建設(shè)防洪河堤。
3.2 天然建筑材料
工程區(qū)河段河床寬度在30 m～40 m左右，河床內(nèi)砂卵石貯量豐富，篩選后級(jí)配較好，可作為建筑用砂石料使用，同時(shí)工程位置距河出口約4 m，河河床內(nèi)砂及碎石貯量豐富，質(zhì)量好，工程用砂可直接從拉運(yùn)。塊石可就近2 km內(nèi)拉運(yùn)；工程建設(shè)所需石塊可就地取材；河道中砂卵石可做為堤后回填料。工程所需天然建筑材料可以滿足工程建設(shè)需求。
4 工程設(shè)計(jì)
4.1 水力計(jì)算
設(shè)計(jì)預(yù)留河道寬30 m，參照《水力學(xué)》中河道糙率取值規(guī)定，河道糙率取0.026，治理后河道順直，河床坡降保持原河道坡降，過流計(jì)算采用明渠均勻流公式：
Q＝AC
Q—流量（m3/s）
A—過水?dāng)嗝婷娣em2
C—謝才系數(shù)
R—水力半徑
i—河床坡降i=0.038
經(jīng)計(jì)算，求得在下泄10年一遇的洪峰流量313 m3/s時(shí)，其過水深為1.3 m，考慮安全超高0.5 m，由于堤后保護(hù)的居民點(diǎn)人口和耕地面積較多，且為了與原有壩段和路面進(jìn)行銜接，出河床水面以上堤高2.3 m。
4.2 河堤沖刷深度估算
查《水力計(jì)算手冊(cè)》按照以下公式進(jìn)行河堤基礎(chǔ)沖刷深度計(jì)算
hB=hp＋[(Vcp/V允)n－1]
hB—局部沖刷深度（m），從水面起算；
hp—沖刷處的水深（m），以近似設(shè)計(jì)水位最大深度代替；
Vcp—平均流速（m/s）
V允—河床面上允許不沖流速（m/s）查《水力學(xué)》取值5m/s
n—與防護(hù)岸坡在平面上的形狀有關(guān)，一般取n=1/4。經(jīng)計(jì)算，沖刷深度為1.53 m，設(shè)計(jì)河堤基礎(chǔ)埋深確定為2.0 m。
4.3 河堤設(shè)計(jì)
護(hù)岸河堤起著擋水和擋土的雙重作用，根據(jù)穩(wěn)定要求，選擇漿砌石河堤，河堤斷面設(shè)計(jì)為梯形，河床水面以上堤高為2.3 m，堤頂寬0.5 m，底寬1.35 m，背水面邊坡為1:0.37，迎水面為直墻。河床水面以下基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為矩形齒墻，埋深2.0 m，寬0.8 m。河堤總高4.3 m。
4.4 爬河橋設(shè)計(jì)
爬河橋設(shè)計(jì)為漫水橋，在河道中間隔20 cm埋設(shè)四根直徑1 m的水泥管，在水泥管上鋪設(shè)C25的鋼筋混凝土橋面，30 cm，厚水泥管下混凝土墊層厚40 cm，水泥管周圍用C15混凝土填充。埋管部位長(zhǎng)7 m，寬4 m，兩側(cè)鋪設(shè)28 m引橋連接公路與橋面，在非汛期河水可通過水泥管流向下游，汛期時(shí)洪水可翻越橋面下泄，不會(huì)影響河道行洪。
4.5 河堤穩(wěn)定分析計(jì)算
安全分析計(jì)算內(nèi)容為：抗滑穩(wěn)定計(jì)算，抗傾穩(wěn)定計(jì)算，地基應(yīng)力計(jì)算。
1）滑穩(wěn)定計(jì)算。根據(jù)公式K滑＝f∑W/∑P，經(jīng)計(jì)算∑W＝8.75（t/m），∑P＝4.13（t/m），摩擦系數(shù)f取0.5，計(jì)算結(jié)果，抗滑穩(wěn)定系數(shù)K滑＝1.06＞K規(guī)＝1.05。
2）抗傾穩(wěn)定計(jì)算。根據(jù)公式K抗傾＝∑M抗傾/∑M傾，∑M抗傾＝5.9（t.m），∑M傾=4.1（t.m），計(jì)算結(jié)果，K抗傾=1.4＞K規(guī)＝1.3。
3）地基應(yīng)力計(jì)算。根據(jù)公式：δ=W/A計(jì)算，W=15.64 T，A=1.15 m2，經(jīng)計(jì)算，地基應(yīng)力δ=13.6 t/m2，小于地基承載力值
28 t/m2。
通過以上計(jì)算表明，河堤斷面既能滿足抗滑穩(wěn)定要求，又能滿足抗傾覆要求及地基承載力要求。因此，設(shè)計(jì)河堤是安全可靠的。
5 工程施工
5.1 施工條件與分析
該工程沿線有公路貫通工程首尾，同時(shí)許多由河床通向公路的便道，十分方便；工程沿岸有電力線路通過，電力供應(yīng)有保證，工程河道內(nèi)一般常年有水，水質(zhì)符合工程用水標(biāo)準(zhǔn)，工程用水可不考慮，施工場(chǎng)地在河岸邊，場(chǎng)地開闊，整平方便�？傊�，該工程施工交通方便，水電供應(yīng)有保證，施工場(chǎng)地開闊，工程施工條件較好。
5.2 工程施工組織
該工程為主要為護(hù)岸河提，屬堤防工程，投資較少，規(guī)模較小，施工工藝較單一。主要工程施工為堤基開挖，堤身砌筑，堤后回填及施工抽水和導(dǎo)流等。施工需主要機(jī)械設(shè)備：挖掘機(jī)1臺(tái)、裝載機(jī)1臺(tái)、砂漿攪拌機(jī)1臺(tái)。施工組織安排如下：
1）堤基開挖及砌筑。用挖掘機(jī)進(jìn)行堤基開挖，底寬要求不小于1.5 m，兩側(cè)開挖邊坡為1:1，開挖到高程后，人工進(jìn)行基底整平，安排塊石進(jìn)行砌筑。基礎(chǔ)砌筑完成后，用鏟車或挖掘機(jī)進(jìn)行分層回填，每層厚0.5 m左右，并碾壓3遍以上，并用水進(jìn)行灌實(shí)。
2）堤身砌筑基礎(chǔ)回填完成后，對(duì)基礎(chǔ)砌石頂面清理干凈后，按設(shè)計(jì)尺寸放線，進(jìn)行堤身砌筑。堤身砌筑每隔20 m設(shè)一伸縮縫，縫寬5 cm，縫內(nèi)填三油四氈�？傊�，本工程要求嚴(yán)格按照工程施工規(guī)范要求進(jìn)行施工，不得降低標(biāo)準(zhǔn)隨意施工。
5.3 竣工驗(yàn)收
工程竣工后，由施工單位編制竣工報(bào)告，會(huì)同建設(shè)單位進(jìn)行自驗(yàn)，自驗(yàn)中，對(duì)工程建設(shè)中存在的問題要現(xiàn)場(chǎng)指出，并限期責(zé)令進(jìn)行改正，改正后重新進(jìn)行驗(yàn)收。自驗(yàn)合格后，報(bào)請(qǐng)財(cái)政、水電設(shè)計(jì)部門進(jìn)行驗(yàn)收。
6 防洪影響評(píng)價(jià)
工程實(shí)施后，將對(duì)河道內(nèi)的淤積物進(jìn)行清理，清理出的淤積物可做為砂卵石堤后回填料使用，河道淤積減輕，河道暢通，這樣就保證了河道汛期洪水暢泄和兩岸的汛期安全。工程建成后，不會(huì)改變河道走勢(shì)，不會(huì)抬高河床，不會(huì)影響上下游，左右岸的防洪安全和汛期搶險(xiǎn)，對(duì)第三者的水事不構(gòu)成影響，總之，該工程不會(huì)對(duì)防洪構(gòu)成影響，防洪影響評(píng)價(jià)可行。
7 結(jié)束語
本工程建成后，對(duì)維護(hù)兩岸正常的生產(chǎn)秩序，促進(jìn)農(nóng)村穩(wěn)定，有積極的社會(huì)效益。還可防止河岸農(nóng)田耕地的水土流失，保持河道暢通，增加行洪、泄洪能力。還具有保持水土流失，美化和改善周邊環(huán)境，生態(tài)效益非常明顯�？傊�，該工程是一項(xiàng)較好的防汛減災(zāi)和綜合治理工程。
參考文獻(xiàn)
[1]馬海彥.堤防工程基礎(chǔ)沖刷深度計(jì)算問題[J].中國(guó)水利,2012,12.
[2]陳亮.杭州市錢塘江防洪堤施工組織設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問題探討[J].浙江水利科技,2009,S1.
