修建輝 中交廣州水運(yùn)工程設(shè)計(jì)研究院有限公司

陳琦 中交廣州航道局有限公司

1.工程概況

本次治理段為閩江北港洪山橋至解放大橋段（MK33+471～MK38+471），治理河長(zhǎng)5km，河床寬淺，主河槽蜿蜒型河段搖擺不定，河床多灘，河曲發(fā)育，河床以側(cè)向侵蝕和沖刷破壞為主，河床既有淤積也有沖刷。工程區(qū)地下水為第四系松散巖類孔隙性潛水，含水層巖性為圓礫、礫砂及中粗砂等，地下水位埋深0.3～0.5m，水位變幅0.5m左右。經(jīng)水質(zhì)化學(xué)分析試驗(yàn)判定，地表河水對(duì)普通砼無(wú)硫酸鹽腐蝕性；而地下水則對(duì)普通砼具硫酸鹽弱腐蝕性，防洪堤基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中應(yīng)采取相應(yīng)處理措施。

2.堤身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 剛性結(jié)構(gòu)防洪堤

2.1.1 新建防洪堤

MK33+471～MK35+471段剛性結(jié)構(gòu)防洪堤采用C15砼現(xiàn)澆坡式結(jié)構(gòu)型式，堤身采用砂礫石夯填，護(hù)坡厚度自上而下由0.15m漸變?yōu)?.25m，臨水坡坡比1:1.5，背邊坡坡比1:1.5，基礎(chǔ)埋深深泓線以下2.5m；坡底設(shè)深0.4m、寬0.5m基座，封頂寬50 cm，厚15cm，河床內(nèi)砂礫石開挖邊坡為1:0.75。堤頂寬3m，堤身由河床砂礫石填筑，壓實(shí)相對(duì)密度不小于0.60。河堤護(hù)面沿縱向每4m設(shè)置一道伸縮縫，縫寬3cm，采用閉孔泡沫板填縫和聚氯乙烯膠泥止水。護(hù)坡體砼強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為C15，砼抗凍標(biāo)號(hào)F100，針對(duì)地下水對(duì)普通砼具有硫酸鹽弱腐蝕性，采用提高砼抗?jié)B標(biāo)號(hào)解決，即砼抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W6。

2.1.2 加固加高防洪堤

加固加高段MK35+471～MK38+471段已建防洪堤經(jīng)過(guò)多年運(yùn)行，塊石或鉛絲籠塊石護(hù)坡均已被洪水沖刷淘蝕，破損嚴(yán)重，因此對(duì)該段堤防，拆除原有塊石護(hù)坡，利用完好的砂礫堤身，加固加高原堤身。防洪堤斷面結(jié)構(gòu)型式采用C15砼現(xiàn)澆梯形斷面坡式結(jié)構(gòu)型式，利用原砂礫石堤身，對(duì)原防洪堤加固加高，護(hù)坡厚度自上而下由0.15漸變0.25m，臨水坡坡比1:1.5，背邊坡坡比1:1.5，基礎(chǔ)埋深深泓線以下2.5m；坡底設(shè)深0.4m、寬0.5m基座，封頂寬50cm，厚15 cm，河床內(nèi)砂礫石開挖邊坡1:0.75。堤頂寬3m，堤身由河床砂礫石填筑，壓實(shí)相對(duì)密度不小于0.60。河堤護(hù)面沿縱向每4m設(shè)置一道伸縮縫，縫寬3cm，采用閉孔泡沫板填縫和聚氯乙烯膠泥止水。護(hù)坡體砼強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為C15，砼抗凍標(biāo)號(hào)F100，針對(duì)地下水對(duì)普通砼具有硫酸鹽弱腐蝕性，采用提高砼抗?jié)B標(biāo)號(hào)解決，即砼抗?jié)B標(biāo)號(hào)為W6。

2.2 柔性結(jié)構(gòu)防洪堤

2.2.1 新建防洪堤

MK33+471～MK35+471段新建柔性結(jié)構(gòu)防洪堤采用鉛絲籠塊石坡式結(jié)構(gòu)型式，堤身采用砂礫石夯填，堤頂寬3m，堤身由河床砂礫石填筑，壓實(shí)相對(duì)密度不小于0.60，背水坡坡比為1:1.75，河床以上鉛絲籠塊石護(hù)坡襯砌厚度為0.3m，鉛絲籠塊石下面鋪設(shè)（d=5～40mm）0.3m厚的礫石墊層，臨水坡坡比為1:2；河床以下基礎(chǔ)護(hù)坡采用鉛絲籠塊石自沉式結(jié)構(gòu)，開挖臨時(shí)邊坡為1:1，鉛絲籠塊石厚度0.6m，基礎(chǔ)埋深為深泓線以下2.5m，施工時(shí)河床以下1.0m處鉛絲籠塊石護(hù)坡基礎(chǔ)變?yōu)樗阶o(hù)坡基礎(chǔ)，運(yùn)行時(shí)水平護(hù)坡基礎(chǔ)隨著沖刷深度加深而加深，滿足護(hù)岸基礎(chǔ)埋深深泓線以下2.5m的要求。

2.2.2 加固加高防洪堤

加固加高段MK35+471～MK38+471段，該段河岸為農(nóng)機(jī)道兼防洪堤，砂礫石堤身，其中有間斷的60m堤面用砼預(yù)制塊進(jìn)行了護(hù)砌，其余堤面沒有進(jìn)行防護(hù)，經(jīng)過(guò)多年的洪水沖刷，多處砼預(yù)制塊護(hù)坡被沖塌，因此，對(duì)該段利用原砂礫石堤身，加固加高防洪堤。

加固加高段防洪堤也采用鉛絲籠塊石結(jié)構(gòu)型式，為梯形斷面，利用原砂礫石堤身，對(duì)原防洪堤進(jìn)行加固加高，設(shè)計(jì)堤頂寬3m，堤身由河床砂礫石填筑，壓實(shí)相對(duì)密度不小于0.60，背水坡坡比為1:1.75，河床以上鉛絲籠塊石護(hù)坡襯砌厚度為0.3 m，鉛絲籠塊石下面鋪設(shè)（d=5～40mm）0.3m厚的礫石墊層，臨水坡坡比為1:2；河床以下基礎(chǔ)護(hù)坡采用鉛絲籠塊石自沉式結(jié)構(gòu)，開挖臨時(shí)邊坡為1:1，鉛絲籠塊石厚度0.6 m，基礎(chǔ)埋深為深泓線以下2.5m，施工時(shí)河床以下1.0m處鉛絲籠塊石護(hù)坡基礎(chǔ)變?yōu)樗阶o(hù)坡基礎(chǔ)，運(yùn)行時(shí)水平護(hù)坡基礎(chǔ)隨著沖刷深度加深而加深，滿足護(hù)岸基礎(chǔ)埋深深泓線以下2.5m的要求。

表1 堤身砂礫石填筑設(shè)計(jì)指標(biāo)

表2 堤防抗滑穩(wěn)定成果

表3 閩江北港洪山橋至解放大橋段堤防滲透穩(wěn)定成果

3.堤身填筑及穩(wěn)定性分析

3.1 堤身填筑標(biāo)準(zhǔn)

本工程所計(jì)算堤身填筑材料填筑標(biāo)準(zhǔn)不同，故分別計(jì)算：堤身填筑材料均為砂礫石，本次設(shè)計(jì)砂礫石填筑相對(duì)密度不低于0.60。MK33+471～MK35+471段 及MK35+471～MK38+471段砂礫石堤身干容重按以下步驟確定：

式中：D r——相對(duì)密實(shí)度；emax——最大孔隙比；emin——最小孔隙比；e——天然孔隙比；γmax——最大單位重，分別取2.20g/c3和2.22g/cm3；γmin——最小單位重，分別取1.97g/c3和1.96g/cm3。填筑料物理力學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)詳見表1。

3.2 抗滑穩(wěn)定分析

根據(jù)地質(zhì)資料，堤防的堤身均為河床砂礫石，根據(jù)地質(zhì)資料，治理河段堤防堤身填筑料根據(jù)物理力學(xué)指標(biāo)變化計(jì)算。設(shè)計(jì)采用北京理正巖土軟件邊坡穩(wěn)定計(jì)算程序計(jì)算堤防坡穩(wěn)定安全系數(shù)，河道治理防洪堤工程堤防抗滑穩(wěn)定結(jié)果詳見表2。

由表2成果可知，所選典型斷面在各種工況下堤防上、下游坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

3.3 滲流穩(wěn)定分析

堤防的堤身均為砂礫石，在堤防迎水面用砼襯砌，護(hù)坡基礎(chǔ)也為砼結(jié)構(gòu)，護(hù)坡及護(hù)坡基礎(chǔ)為弱透水性材料，具有較好的防滲效果，防洪堤可按不穩(wěn)定滲流計(jì)算。設(shè)計(jì)采用北京理正巖土軟件滲流分析計(jì)算程序用公式法計(jì)算堤防滲透參數(shù)，用來(lái)判斷堤防的滲透穩(wěn)定性，黑甘38+902～黑甘43+471段滲流穩(wěn)定成果見表3。

從表3可以看出，護(hù)坡堤防在穩(wěn)定滲流時(shí)浸潤(rùn)線在背水坡出溢，背水坡坡面出溢比降小于容許滲透坡降，堤身滲透穩(wěn)定，堤基計(jì)算出溢比降小于地基容許滲透坡降，地基滲透穩(wěn)定，另外由于防洪堤堤身采用河床砂礫石填筑，屬于混合反濾層，滲流途徑較長(zhǎng)，堤防地基屬?gòu)?qiáng)透水的砂礫石層，計(jì)算中為無(wú)限深，加之水頭較小，洪水期歷時(shí)較短，難以形成穩(wěn)定滲流。

4.結(jié)論

本工程堤防結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，采用混凝土或鉛絲籠塊石進(jìn)行護(hù)面，閩江MK33+471～MK35+471段左右岸為砼護(hù)面，MK35+471～MK38+471段左岸采用鉛絲籠塊石對(duì)河岸進(jìn)行保護(hù)，做到了因地制宜、堤防建設(shè)與周圍景觀、地貌、河流生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)。