徐嘉明

（廣東中灝勘察設(shè)計咨詢有限公司,廣東 廣州 510000）

1 引言

防洪綜合治理工程旨在改善防洪能力不足,洪水災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)象,降低經(jīng)濟(jì)損失[1-3]。通過堤防工程建設(shè),可提高河道的排澇能力。堤防工程設(shè)計需要充分考慮流域防洪排澇規(guī)劃方案,選取適宜的堤防型式,在提高防洪排澇能力的同時,提供良好的親水空間,打造生態(tài)宜居的生活環(huán)境[4-7]。河道區(qū)域沖刷、沉積嚴(yán)重導(dǎo)致地質(zhì)條件較差,堤防結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析是非常必要的。

東莞東城洪澇災(zāi)害頻發(fā),2006 年受臺風(fēng)“碧利斯”、西南季風(fēng)影響,東莞普降大暴雨,造成房屋倒塌700 余間,直接經(jīng)濟(jì)損失超過10 億元。根據(jù)區(qū)域防洪規(guī)劃,為了提高片區(qū)防洪能力,對東城梨川大王洲沿江堤圍進(jìn)行治理,治理段總長約1.6 km,堤防建設(shè)工程量較大,選取適宜的堤防型式對節(jié)約工程投資,保證排澇效果尤為重要。

2 設(shè)計洪水及水面線

由于東江南支流為東江網(wǎng)河區(qū)域的其中一條水道,無法單獨計算東江南支流的設(shè)計洪水,對于東江流域設(shè)計洪水比較完整、系統(tǒng)的分析及計算是1984 年完成的《東江流域規(guī)劃報告》《東江流域設(shè)計洪水計算說明》及《東江流域三庫聯(lián)合調(diào)洪報告》,以上成果各站實測資料系列從1952 年、1959 年～1980 年共計21 年～30 年不等。1984 年東江流域設(shè)計洪水計算成果經(jīng)水利部珠江水利委員會組織審查并獲通過。

此后,在數(shù)項東江流域水利工程設(shè)計中對東江流域設(shè)計洪水進(jìn)行了復(fù)核。最近的一次為水利部珠江水利委員會2016 年7 月完成的《珠江流域主要水文設(shè)計成果復(fù)核報告》,該報告在上述歷次設(shè)計的基礎(chǔ)上,將各站資料統(tǒng)一延長到2010 年,對東江流域設(shè)計洪水進(jìn)行了復(fù)核,復(fù)核后推薦其成果不變,仍采用1984 年東江流域設(shè)計洪水計算成果。

據(jù)調(diào)查,近年來東江流域未發(fā)生大洪水,2004 年～2006 年博羅站實測洪峰流量分別為1430 m3/s、7840 m3/s 和7650 m3/s?？紤]到歷次設(shè)計以及成果使用的一貫性和連續(xù)性,因此,東江流域博羅站設(shè)計洪水仍采用《東江流域三庫聯(lián)合調(diào)洪報告》成果,見表1。

表1 東江干流博羅站設(shè)計洪水 單位：m3/s

東江干流在石龍附近分為東江北干流及東江南支流,50 年一遇洪水的分流比見表2。

表2 東江北干流及東江南支流分流比

整治堤段位于東江南支流及谷涌段,采用《東江干流及三角洲河段設(shè)計洪潮水面線計算報告》中東江南支流設(shè)計水面線成果,各斷面設(shè)計洪水位成果見表3。

表3 特征斷面設(shè)計洪潮水位

3 堤防選線

根據(jù)防洪規(guī)劃,堤圍綜合整治工程長1613.102 m。堤防工程建設(shè)以不占用東江南支流為基本原則,堤防外邊線與現(xiàn)狀堤防外邊線保持一致,親水平臺邊線為河灘地邊線。

圖1 堤線平面布置圖

4 堤防工程設(shè)計

4.1 堤防縱向方案

在河道多年的沖刷、堆積演變下,現(xiàn)狀河道已經(jīng)基本穩(wěn)定。在對河道水下地形進(jìn)行測量的基礎(chǔ)上,考慮河道的沖刷、堆積影響以及堤防工程的特性,對河道縱坡進(jìn)行一定的調(diào)整。河道縱坡調(diào)整按照少挖少填的原則進(jìn)行,盡量保證與現(xiàn)狀坡比基本一致。

根據(jù)氣象資料,工程所在地常年主導(dǎo)風(fēng)向為北風(fēng)及東風(fēng),其次為東南風(fēng)、南風(fēng)。由于本工程中采用的是50 年一遇設(shè)計洪水水面線的成果,50 年一遇設(shè)計洪潮水位hp為6.406 m～6.587 m（85 高程）?？紤]風(fēng)壅水面高度e、設(shè)計波浪Rf、預(yù)留沉降量h沉降量、安全加高值A(chǔ),設(shè)計堤頂高程Zp為：

4.2 堤防斷面

迎水坡采用箱式預(yù)制砌塊（1 m×1 m×0.3 m）,按照1∶2.5坡度放坡至親水平臺,親水平臺設(shè)置綠道,在現(xiàn)狀混凝土擋墻頂設(shè)置花崗巖欄桿。箱式預(yù)制砌塊框格中選擇種植四季長青、花期較長、易養(yǎng)護(hù)的植物,植物的選擇需要充分考慮景觀協(xié)調(diào)性,減輕工程實施對環(huán)境造成的不利影響。堤防工程迎水側(cè)設(shè)置懸臂式擋墻。

為了充分發(fā)揮堤防工程功能,堤頂設(shè)置6 m 行車道,靠近迎水坡設(shè)置2 m 寬度綠化帶預(yù)制花池兼做防浪墻。

4.3 堤防穩(wěn)定性分析

4.3.1 滲流穩(wěn)定性分析

計算工況見表4。

表4 計算工況

各巖土層物理力學(xué)指標(biāo)設(shè)計采用值見表5。

表5 各巖土層物理力學(xué)指標(biāo)設(shè)計采用值表

結(jié)合本工程的地勘鉆孔以及堤防的斷面型式,本次選取堤防樁號K0+100 為代表斷面。

計算結(jié)果見表6。

表6 典型斷面滲流計算結(jié)果表

根據(jù)典型斷面的計算結(jié)果,最大滲透比降均在土層允許比降以內(nèi),設(shè)計土堤堤身斷面能夠滿足滲透穩(wěn)定的要求。

4.3.2 抗滑穩(wěn)定計算

采用瑞典條分法進(jìn)行設(shè)計洪水期、水位驟降期、施工期工況下堤防穩(wěn)定計算,計算參數(shù)選取同表4。計算結(jié)果見表7,堤防穩(wěn)定性滿足要求。

表7 堤防穩(wěn)定計算成果表

5 結(jié)論

東莞東城片區(qū)洪水災(zāi)害頻發(fā),導(dǎo)致了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,威脅到居民的安全。為了提高河道防洪能力,進(jìn)行綜合治理工程。通過收集區(qū)域水文數(shù)據(jù),確定河道洪水參數(shù),確定堤防治理工程設(shè)計水面線,在考慮安全加高等影響下,確定堤防工程設(shè)計堤高。選取典型斷面分析堤防穩(wěn)定性,計算結(jié)果表明堤防滲流、抗滑移安全性均滿足要求。