宋來春，李 楨

（1.中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司，武漢 430000；2.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，成都 610000）

河道堤防的型式多樣，其穩(wěn)定性直接影響到河道的防洪安全。湯萬龍等[1]分別采用瑞典條分法、畢肖普法、簡布法和摩根斯坦-普萊斯法計算了堤防邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。李俊艷[2]針對清水河河道的特點，綜合分析比較了漿砌石重力式岸墻、斜坡式鉛絲籠石護堤、鋼筋混凝土懸臂式岸墻3種護岸型式。王緒彬等[3]針對河道防洪現(xiàn)狀及目前存在的問題對防洪堤設(shè)計，對不同型式河堤、護岸進行方案比選，并對防洪堤堤岸及護岸擋墻進行抗滑穩(wěn)定分析計算。臧玉燚等[4]采用Autobank有限元分析軟件，對營口大遼河左岸堤防進行了穩(wěn)定性計算，并對堤防穩(wěn)定敏感性進行了分析。

小青龍河堤防工程是小青龍河綠地建設(shè)項目的一部分，堤線布置在滿足行洪要求的基礎(chǔ)上，以提升城市形象、打造宜居環(huán)境為目的，景觀優(yōu)先，堤線布置與堤身結(jié)構(gòu)以景觀設(shè)計為基礎(chǔ)，適配自然宜居、人文休閑、活力濱水城市形象的生態(tài)景觀河道設(shè)計。本文針對小青龍河的特點，對不同河道的堤型進行選擇與布置，并對其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進行分析。

1 堤防型式分析

根據(jù)景觀規(guī)劃設(shè)計布置，沿河堤型分為以下幾種。

1.1 護岸

將岸坡削為1∶2.5的穩(wěn)定邊坡，然后采用30 cm厚雷諾護墊襯護，雷諾護墊下墊一層土工布反濾，底端伸入基巖不小于0.5 m，以滿足防沖要求；為使常水位315.00 m以上不裸露襯護材料，也便于為上部景觀襯護留有空間，雷諾護墊頂部高程取為314.80 m。雷諾護墊垂直高度5.5～6.5 m。

1.2 仰斜式擋墻

仰斜式擋墻采用C20砼澆筑，墻頂高程314.80 m，墻頂寬0.5 m，背坡1∶1.0，面坡1∶1.25，墻腳設(shè)置趾板，趾板寬1.0 m，厚1.0 m，埋入基巖深度不小于0.5 m。墻身設(shè)置D50PVC排水孔，間、排距1.5 m，孔后采用400 g/m2土工布反濾。仰斜式擋墻垂直高度5.5～6.5 m。

1.3 抗滑樁加格賓石籠

部分堤段有污水管順?biāo)鞣较蚵裨O(shè)于岸坡內(nèi)，而岸坡較陡，為使污水管不間斷正常運行，又不裸露于地表之外，不能采用削坡的方式進行岸坡處理，為達到固坡和防沖的目的，采用抗滑樁加格賓石籠的處理措施，抗滑樁用于固坡，格賓石籠用于防沖?？够瑯恫捎肅25鋼筋砼樁，樁徑0.5 m，置于邊坡中下部，單排布置，間距3.0 m，樁體伸入巖基不小于樁長的1/3，樁頂距離處理后的地表1.0 m。格賓石籠置于坡腳，截面尺寸1.0 m×1.0 m。根據(jù)堤坡收坡點位置的不同，格賓石籠豎向箱體數(shù)量為2～4個，箱體自身坡度1∶0.5，箱體頂部以上的堤坡為1∶2.5，其中，314.80 m以下的堤坡采用30 cm厚雷諾護墊襯護，雷諾護墊下墊一層土工布反濾。

1.4 抗滑樁

區(qū)別于抗滑樁加格賓石籠的是，純抗滑樁方案用于埋設(shè)有污水管而堤坡較緩的堤段。經(jīng)抗滑樁固坡后，在314.80 m以下采用雷諾護墊護坡。抗滑樁采用C25鋼筋砼樁，樁徑0.5 m，置于邊坡中下部，布置三排，間排距3.0 m，樁體伸入巖基不小于1/3樁長，樁頂距離處理后的地表1.0 m。314.80 m以下的岸坡削為1∶2.5，采用30 cm厚雷諾護墊襯護，雷諾護墊下墊一層土工布反濾，底端伸入基巖不小于0.5 m。

1.5 衡重式擋墻

衡重式擋墻墻頂與規(guī)劃道路齊平，墻高8.0～16.0 m，頂寬1.0～1.5 m，上墻背坡坡度為1∶0.45，下墻背坡坡度為1∶0.25，衡重平臺寬1.5～3.0 m，上墻與下墻高度比為4∶6?；A(chǔ)置于弱風(fēng)化泥巖，要求地基承載力不小于0.45 MPa。墻背采用石渣碾壓填筑，墻前采用大塊石回填護腳，基礎(chǔ)埋深不小于0.5 m，墻身設(shè)置D50PVC排水孔，間排距1.5 m，孔后采用400 g/m2土工布反濾。

根據(jù)景觀規(guī)劃設(shè)計布置和河道的特點，沿河堤型選擇如下：①建設(shè)紅線緊臨道路，例如自然宜居段右岸中部，水邊線、紅線、道路邊線幾乎重疊，地形狹窄，無景觀布置，須采用占地小、與道路能充分結(jié)合的堤型，即采用衡重式擋墻，墻頂留出道路墊層及路面鋪筑空間。②活力濱水段左岸，目前河岸邊坡較陡，邊坡內(nèi)埋設(shè)有污水管道，污水管頂離地面厚度較小，不能采取開挖放緩邊坡的措施，否則污水管會露出地面，影響美觀，且有施工可能挖斷管道，發(fā)生污水泄漏的風(fēng)險。因此，該段需直接對邊坡進行加固處理，采用抗滑樁加固邊坡，坡腳采用格賓石籠護腳防沖。③在河岸邊坡較緩、景觀布置有鋪裝的情況下，采用仰斜式擋墻堤型，無鋪裝的情況下，采用護岸堤。

2 典型堤型的穩(wěn)定性分析

2.1 護岸堤

護岸堤穩(wěn)定計算方法采用簡化畢肖普法，計算軟件采用河海大學(xué)工程力學(xué)研究所研制的土石壩邊坡穩(wěn)定分析系統(tǒng)（HH-SlopeR1.0)。穩(wěn)定計算包括局部和連同堤基的整體穩(wěn)定計算。

河道堤身填料及堤基土物理力學(xué)指標(biāo)見表1和表2。

表1 河道庫岸覆蓋層物理力學(xué)指標(biāo)建議值

表2 河道庫岸巖體力學(xué)指標(biāo)建議值

計算工況包括：①正常水位穩(wěn)定滲流期時臨水側(cè)堤坡——正常情況；②設(shè)計洪水位驟降2.5 m時臨水側(cè)堤坡——正常情況；③施工期臨水側(cè)堤坡——非常情況。

根據(jù)地勘資料選取堤防高度最大的斷面進行計算，堤坡穩(wěn)定計算采用河海大學(xué)工程力學(xué)研究所研制的土石壩邊坡穩(wěn)定分析系統(tǒng)（HH-Slope R1.0）及條塊間作用力畢肖普法進行計算。計算簡圖如圖1所示。護岸堤穩(wěn)定計算成果見表3。

圖1 堤坡穩(wěn)定計算簡圖

表3 護岸穩(wěn)定計算成果表

由表3可知，護岸穩(wěn)定計算各工況安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

2.2 衡重式堤

考慮3種工況情況：①施工期——非常情況；②正常水位形成的穩(wěn)定滲流期——正常情況；③設(shè)計洪水位降2.5 m——非常情況。

該工程為4級堤防工程。擋土墻按4級設(shè)計，按照SL 379—2007《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》，對巖基和土基分別采取抗剪斷公式和抗剪公式來計算其穩(wěn)定性。

分別截取15 m高的置于巖基的斷面和8.0 m高置于巖基的斷面進行計算，結(jié)果見表4。

由表4可知，擋墻穩(wěn)定計算各工況安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

表4 擋墻穩(wěn)定計算成果表

2.3 抗滑樁加固堤

計算采用Slide軟件，畢肖普圓弧法，考慮3種工況情況：①施工期——非常情況；②正常水位形成的穩(wěn)定滲流期——正常情況；③設(shè)計洪水位降2.5 m——非常情況。計算簡圖如圖2所示?？够瑯都庸痰唐路€(wěn)定計算成果見表5。

圖2 抗滑樁力加固堤坡穩(wěn)定計算簡圖

由表5可知，護岸穩(wěn)定計算各工況安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

格賓石籠處理的堤防，是基于抗滑樁加固的，不再單獨評價其穩(wěn)定性。

表5 抗滑樁加固堤坡穩(wěn)定計算成果表

2.4 仰斜式堤

仰斜式計算的理論與工況同衡重式，計算成果見表6。

表6 仰斜式擋墻穩(wěn)定計算成果表

由表6可知，擋墻穩(wěn)定計算各工況安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。

3 結(jié)論

本文針對小青龍河不同河段的特點對幾種典型的堤防型式進行了選擇與布置，采用邊坡穩(wěn)定分析軟件，對各堤型進行了抗滑和抗傾覆穩(wěn)定性分析。分析結(jié)果表明，各堤防的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。