汪濤
(吉林省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 長春市 130021)
輝發(fā)河水系位于吉林省南部,為松花江第一大支流。梅河口市城區(qū)段防洪工程是吉林省輝發(fā)河重點(diǎn)段治理工程中的一部分,位于梅河口市境內(nèi)。輝發(fā)河在梅河口內(nèi)穿過,其中有梅河、蓮河等支流匯入。
梅河口市城區(qū)段堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn),堤防級別相應(yīng)為2 級[1]。設(shè)計(jì)城區(qū)段干流左右岸堤防共長14.358 km。其中左岸長8.073 km,右岸長6.285 km,梅河回水堤長4.156 km,蓮河回水堤0.784 km,設(shè)計(jì)護(hù)岸險(xiǎn)工段長1.383 km,其它護(hù)岸段長8.086 km。涵閘現(xiàn)有8 座,涵管2 處,其中6 座洞身、進(jìn)出口已破壞,嚴(yán)重影響運(yùn)行。另由于堤防堤頂寬度由(3~4)m 增至6 m、11 m 及14 m,原涵閘洞若觀火身不夠長,設(shè)計(jì)中將原8 座涵閘拆除重建,2 處涵管加長。工程總投資19 331 萬元。
(1)混凝土護(hù)砌。
混凝土護(hù)砌包括現(xiàn)澆混凝土板塊護(hù)砌、預(yù)制混凝土板塊護(hù)砌以及各種生態(tài)混凝土護(hù)砌等多種護(hù)砌型式?;炷磷o(hù)砌因其具有糙率小、抗沖刷能力和抵御風(fēng)浪作用強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),因此在我國大江大河的堤防上得到了廣泛的應(yīng)用。
(2)模袋混凝土護(hù)坡。
在遭受很大風(fēng)浪襲擊和較大流速水流沖刷的重要堤段,當(dāng)?shù)赜秩狈K石料源,可選用模袋混凝土作為臨水坡護(hù)坡。其抗風(fēng)浪沖刷、水流淘刷的能力強(qiáng),整體性好,強(qiáng)度高,且消浪作用好。
(3)砌石護(hù)坡。
常見的砌石護(hù)坡如灌砌石、漿砌石以及干砌石護(hù)坡等。因其堅(jiān)固耐沖刷、并且消浪作用明顯,對于汛期易遭受很大風(fēng)浪襲擊的大江大河、或大湖堤防,一般可選用灌砌石或漿砌石護(hù)坡。
干砌石的消浪作用好,但因其整體性較差,能抵御一般較大風(fēng)浪,工程級別3 級以上或堤高超過6 m 的堤防可采用干砌石護(hù)坡。其也可用于暴雨強(qiáng)度大的堤段背水坡護(hù)坡。
(4)草皮護(hù)坡。
草皮護(hù)坡應(yīng)用也很廣泛,通常用作堤防迎水坡設(shè)計(jì)洪水位以上坡面的護(hù)砌以及背水坡的護(hù)砌。并且對于那些不經(jīng)常過水的季節(jié)性河流,或者是臨水坡有較寬、較高灘地的堤段可采用草皮作為臨水坡的護(hù)砌。
為防止迎水堤坡沖刷問題,采取了堤坡護(hù)砌措施,選取了3 種方案,并取10 m 長堤段進(jìn)行投資比較,以便確定護(hù)砌型式。方案如下[2]:
方案一:迎水側(cè)邊坡為1∶2.5,背水側(cè)邊坡為1∶2.5,采用250 mm 厚干砌石護(hù)砌,下設(shè)200 mm 厚砂礫石墊層,底鋪無紡布,坡腳設(shè)1.0 m 深的干砌石腳槽。
方案二:迎水側(cè)邊坡為1∶2.5,背水側(cè)邊坡為1∶2.5,采用120 mm 厚現(xiàn)澆混凝土板護(hù)砌,底鋪無紡布,坡腳設(shè)1.0 m 深的素混凝土腳槽。
方案三:迎水側(cè)邊坡為1∶2.5,背水側(cè)邊坡為1∶2.5,采用120 mm 厚機(jī)制模袋澆混凝土護(hù)砌,坡腳設(shè)1.0 m 深的素混凝土腳槽。
各方案工程量及投資見附表。
附表 堤防護(hù)砌型式投資比較表
從附表可看出,方案三投資最貴,首先排除方案三。方案一比方案二投資少7 213 元,但由于該河段位于城區(qū)段,河道整治對美觀性要求較高,該地區(qū)塊石料成形差,施工上砌筑不易平整,美觀性差,又容易遭受人為破壞,并且現(xiàn)人工不好找;而且方案二易于施工,整體美觀性好,因此綜合比較后推薦方案二,即混凝土板塊護(hù)坡。
最終確定工程堤防護(hù)坡設(shè)計(jì)如下:迎水側(cè)堤坡50年水位以下采用現(xiàn)澆混凝土板,以上采用草皮護(hù)坡。板塊與草皮護(hù)坡之間設(shè)混凝土隔梁,尺寸為0.25 m×0.5 m(寬×高)?,F(xiàn)澆混凝土板塊厚0.12 m,板塊尺寸為2.0 m×2 m(寬×高),采用0.02 m 厚聚乙烯泡沫塑料板填縫,混凝土強(qiáng)度和抗凍等級分別為C25、F200,迎水坡腳處按沖刷深度計(jì)算和防凍要求設(shè)有1.0 m 深素混凝土腳槽。城區(qū)段背水側(cè)采用草皮護(hù)坡。
根據(jù)城區(qū)段河道的河勢,依據(jù)地質(zhì)條件及現(xiàn)有堤防護(hù)坡狀況,考慮城區(qū)景觀美化要求,梅河口市城區(qū)段堤防護(hù)砌型式最終采用:堤防迎水坡采用現(xiàn)澆混凝土板聯(lián)合草皮護(hù)坡工程措施,堤防背水側(cè)采用草皮護(hù)坡工程措施。
堤防護(hù)砌型式的選擇關(guān)系到防洪工程的安全性,并直接影響整個(gè)工程的投資。由于各地區(qū)工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及氣候等條件的不同,城市規(guī)劃對堤防護(hù)砌型式的要求也不盡相同,城區(qū)段堤防的護(hù)砌型式宜在充分利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有條件,考慮使其在滿足防洪功能要求的前提下,兼顧城市景觀設(shè)計(jì)、方便施工及節(jié)省投資等各種因素后進(jìn)行選擇。
[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50286-2013[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2013.
[2]張會(huì)玉.吉林省輝發(fā)河重點(diǎn)段治理工程(梅河口市城區(qū)段)初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].吉林:吉林省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院,2013.