河道防洪堤工程布置及設(shè)計

 河道防洪堤工程布置及設(shè)計

摘要：本文就河道防洪堤工程布置及設(shè)計進(jìn)行了探討，并結(jié)合了具體的工程實例，闡述了城區(qū)防洪排澇工程中防洪堤的布置設(shè)計思路，給出了有關(guān)的設(shè)計要領(lǐng)，以期能為河道防洪堤工程的布置及設(shè)計提供參考。 

　　關(guān)鍵詞：河道防洪堤；布置；設(shè)計 

　　隨著城市的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善，洪水淹沒損失將成幾何級數(shù)增長。堤防工程是保護(hù)國家和人民生命財產(chǎn)的生命線工程。然而，由于堤防工程堤線長、保護(hù)范圍廣，工程和資金投入巨大。因此，河道防洪堤工程的布置及設(shè)計就顯得十分重要，我們必須對堤防工程的布置及設(shè)計進(jìn)行全面考慮，統(tǒng)籌安排，做好防洪堤工程的布置及設(shè)計工作。 

　　1工程概況 

　　某防洪堤全長3025m。防洪水位為123.93～123.7m，防浪墻頂高程為125.5m，堤頂高程為124.5m，堤高4.7～13.5m。 

　　2工程等級及建筑物級別 

　　根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201―94）的規(guī)定和城市規(guī)模，確定城區(qū)防洪排澇工程的堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286―98），20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的堤防工程的級別為4級；根據(jù)《城市防洪工程設(shè)計規(guī)范》（GJJ50―92），永久性建筑物（包括防洪堤及其附屬建筑物、排澇泵站、防洪排澇閘等）級別為4級。本工程為Ⅳ等堤防工程，主要建筑物按4級建筑物設(shè)計。 

　　3防洪堤布置及設(shè)計 

　　3.1堤線布置與選擇 

　　3.1.1堤線布置原則 

　�。�1）堤線沿河岸布置，選擇地勢較高、地質(zhì)條件較好且房屋拆遷量較小的線路布置，以節(jié)省工程投資。 

　　（2）堤線布置盡可能與城區(qū)發(fā)展規(guī)劃相一致，與城區(qū)土地開發(fā)相結(jié)合，堤防工程和防洪搶險道路、城區(qū)規(guī)劃道路相結(jié)合，形成臨江大道，既能防御洪水，又便于防洪搶險和城區(qū)交通，使城市景觀和環(huán)境條件有所改善。 

　�。�3）堤線布置盡量順直，避免因防洪工程改變水流方向，一般要求堤防工程的外腳距離岸邊20～30m，局部不小于10m，保證河道的行洪斷面留有余地。 

　�。�4）堤線布置應(yīng)考慮泵站及其附屬建筑物。 

　　3.1.2堤線比較與選擇 

　　經(jīng)設(shè)計人員現(xiàn)場踏勘，結(jié)合縣城總體規(guī)劃及征求有關(guān)部門的意見，選擇以下2條堤線進(jìn)行比較。 

　　堤線一：該堤線的中心線緊鄰明江邊，穿越Ⅰ、Ⅱ級階地和河漫灘區(qū)一級階地布置，中心線地面高程113.5～123.3m。防洪堤沿江左岸布設(shè)，上游從縣政府附近起，與已建市政大道相接，堤線長3025m。該堤線主要是根據(jù)縣城發(fā)展規(guī)劃用地而定，但堤線所坐落的地面高程較低，為一級河灘地，地質(zhì)條件較差，比堤線二增加防洪堤高度約2m，堤線長度較長，堤身較大，征地拆遷工程量較大，但能增加保護(hù)0.82km2的建設(shè)用地，符合寧明縣城市總體規(guī)劃。 

　　堤線二：該堤線的中心線基本上沿著Ⅰ、Ⅱ階地布置，中心線地面高程115.5～125.0m；上游段及樁號6+260～8+885段堤線同堤線一。區(qū)別在于樁號1+860～6+260段，堤線二主要沿明江Ⅰ、Ⅱ級階地外緣展布，堤區(qū)地勢較高，地形較平緩，地質(zhì)條件較好，堤線二堤線長5611m，堤線長度較短，堤身較小，工程量較小，征地拆遷較少，但不符合城市總體規(guī)劃要求。 

　　經(jīng)上述綜合比較，本次設(shè)計推薦采用堤線一。 

　　3.2堤頂高程確定 

　　堤頂高程按《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286―98）公式計算，即 

　　墻頂高程 

　　設(shè)計波浪爬高 

　　設(shè)計風(fēng)壅水面高度 

　　計算結(jié)果：縣政府處防洪堤防浪墻頂高程為124.92m。考慮本堤段上下游設(shè)計水位差僅為0.23m，堤頂設(shè)置0.5m高的防浪墻，因此，統(tǒng)一取堤頂高程為124.5m，防浪墻頂高程為125.0m。 

　　3.3堤型方案選擇 

　　3.3.1選擇原則 

　　（1）采用路堤結(jié)合的堤型型式，并留有今后與城建部門規(guī)劃道路結(jié)合的余地。 

　�。�2）根據(jù)地形、地質(zhì)條件采用適宜的堤型。 

　�。�3）堤型選擇應(yīng)考慮沿江城市的美化、綠化。 

　�。�4）堤型選擇應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)能力，選擇結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、實用的堤型。 

　　3.3.2堤型比較 

　　根據(jù)筑堤材料，采用了土堤、土石結(jié)合堤2種不同的堤型進(jìn)行比較。 

　�。�1）土堤。土堤采用均質(zhì)黏土填筑，堤高為4.7～13.7m，基礎(chǔ)開挖深度為0.8～1m。堤頂為防洪搶險道路，堤路結(jié)合，路寬6m，堤頂高程為124.5m，臨江側(cè)設(shè)0.5m高的C20鋼筋砼防浪墻，防浪墻頂高程為125.0m，欄桿頂高程為125.6m。土堤迎水面邊坡坡比上部為1∶2，下部為1∶2.5，在118.5m高程處設(shè)寬2.0m的一級馬道。118.5m高程以下采用土工石籠網(wǎng)護(hù)坡，滿足2年一遇水位要求，以上為砼框格草皮護(hù)坡，框格間距為3m×3m；背水面邊坡坡比為1∶2，坡腳設(shè)置截面尺寸（寬×高）為400mm×400mm漿砌石排水溝。 

　�。�1）土石結(jié)合堤。擋水墻結(jié)構(gòu)形式為C15埋石砼墻，迎水面邊坡為1∶0.2，背水面邊坡為1∶0.6，墻高為5.5～13.5m，建基面高程為119.0～111.0m，墻頂高程為124.5m，墻頂寬為1.0m，墻底寬為6.8～13.2m，臨江側(cè)設(shè)置0.5m高的C20鋼筋砼防浪墻，防浪墻頂高程為125.0m，欄桿頂高程為125.6m。擋水墻后回填土做防洪搶險道路，高程與擋水墻同高，堤頂寬6m，背水面邊坡為1∶2，采用草皮護(hù)坡，坡腳設(shè)置截面尺寸（寬×高）為400mm×400mm漿砌石排水溝。以上2種堤型工程投資及主要優(yōu)缺點(diǎn)分別見表1、表2。 

　　綜合上述比較，防洪堤堤型設(shè)計推薦全線采用土堤。 

　　3.4堤體的穩(wěn)定應(yīng)力計算 

　　3.4.1采用參數(shù) 

　　3.4.2規(guī)范抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)最小值 

　　土堤抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：正常運(yùn)用條件1.15，非常運(yùn)用條件1.05。 

　　3.4.3計算方法 

　　抗滑穩(wěn)定計算采用等厚土層邊坡瑞典圓弧滑動法，利用理正邊坡穩(wěn)定性分析軟件包計算。 

　　3.4.4計算工況 

　　正常情況：穩(wěn)定滲流期；水位降落期（由設(shè)計水位驟降至正�？菟�位）。非常情況：施工期。 

　　3.4.5計算結(jié)果 

　　選擇樁號8+400最大斷面為計算斷面，計算結(jié)果見表3。 

　　從計算結(jié)果看出，所擬定土堤斷面滿足規(guī)范要求。 

　　3.5堤基滲透穩(wěn)定計算分析 

　　為了避免堤基產(chǎn)生滲透破壞，對擬定的土堤斷面結(jié)構(gòu)沿基礎(chǔ)輪廓線，按外江P=5%設(shè)計水位及內(nèi)江水位平地面計算各堤段的代表剖面的水力坡降，計算結(jié)果見表4。 

　　從計算結(jié)果看出，各代表剖面的計算水力坡降均小于相應(yīng)地層的允許坡降，各堤段不會發(fā)生滲透破壞，所擬定堤斷面均滿足規(guī)范要求。 

　　4結(jié)語 

　　綜上所述，防洪堤工程對于沿江城市來說是非常重要的設(shè)施，也是保護(hù)國家和人民生命財產(chǎn)的生命線工程。而防洪堤工程的布置及設(shè)計會直接關(guān)系到堤防工程建成后的效果，為了保障防洪堤工程能真正發(fā)揮其自身的防洪保護(hù)作用，就要重視防洪堤工程的布置及設(shè)計工作，從而確保防洪堤工程的質(zhì)量。 

　　參考文獻(xiàn) 

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　　[2] 賴勇、施林祥、鄭旭明.山區(qū)河道生態(tài)防洪堤關(guān)鍵問題及對策[J].中國農(nóng)村水利水電.2011（09）.