徐嘉明

（廣東中灝勘察設(shè)計(jì)咨詢(xún)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(guò)堤防工程建設(shè),可提高河道的排澇能力。堤防工程設(shè)計(jì)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(shí),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(tái)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(guò)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(duì)東城梨川大王洲沿江堤圍進(jìn)行治理,治理段總長(zhǎng)約1.6 km,堤防建設(shè)工程量較大,選取適宜的堤防型式對(duì)節(jié)約工程投資,保證排澇效果尤為重要。

2 設(shè)計(jì)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(wú)法單獨(dú)計(jì)算東江南支流的設(shè)計(jì)洪水,對(duì)于東江流域設(shè)計(jì)洪水比較完整、系統(tǒng)的分析及計(jì)算是1984 年完成的《東江流域規(guī)劃報(bào)告》《東江流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算說(shuō)明》及《東江流域三庫(kù)聯(lián)合調(diào)洪報(bào)告》,以上成果各站實(shí)測(cè)資料系列從1952 年、1959 年～1980 年共計(jì)21 年～30 年不等。1984 年?yáng)|江流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果經(jīng)水利部珠江水利委員會(huì)組織審查并獲通過(guò)。

此后,在數(shù)項(xiàng)東江流域水利工程設(shè)計(jì)中對(duì)東江流域設(shè)計(jì)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(huì)2016 年7 月完成的《珠江流域主要水文設(shè)計(jì)成果復(fù)核報(bào)告》,該報(bào)告在上述歷次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,將各站資料統(tǒng)一延長(zhǎng)到2010 年,對(duì)東江流域設(shè)計(jì)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?yáng)|江流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果。

據(jù)調(diào)查,近年來(lái)東江流域未發(fā)生大洪水,2004 年～2006 年博羅站實(shí)測(cè)洪峰流量分別為1430 m3/s、7840 m3/s 和7650 m3/s。考慮到歷次設(shè)計(jì)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(jì)洪水仍采用《東江流域三庫(kù)聯(lián)合調(diào)洪報(bào)告》成果,見(jiàn)表1。

表1 東江干流博羅站設(shè)計(jì)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(jiàn)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(jì)洪潮水面線計(jì)算報(bào)告》中東江南支流設(shè)計(jì)水面線成果,各斷面設(shè)計(jì)洪水位成果見(jiàn)表3。

表3 特征斷面設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(tái)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(jì)

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(duì)河道水下地形進(jìn)行測(cè)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(duì)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?yàn)楸憋L(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(jì)洪水水面線的成果,50 年一遇設(shè)計(jì)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(jì)波浪Rf、預(yù)留沉降量h沉降量、安全加高值A(chǔ),設(shè)計(jì)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(tái),親水平臺(tái)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(zhǎng)青、花期較長(zhǎng)、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(shí)施對(duì)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(chē)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(jì)算工況見(jiàn)表4。

表4 計(jì)算工況

各巖土層物理力學(xué)指標(biāo)設(shè)計(jì)采用值見(jiàn)表5。

表5 各巖土層物理力學(xué)指標(biāo)設(shè)計(jì)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(hào)K0+100 為代表斷面。

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 典型斷面滲流計(jì)算結(jié)果表

根據(jù)典型斷面的計(jì)算結(jié)果,最大滲透比降均在土層允許比降以?xún)?nèi),設(shè)計(jì)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(jì)算

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

表7 堤防穩(wěn)定計(jì)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(guò)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(jì)水面線,在考慮安全加高等影響下,確定堤防工程設(shè)計(jì)堤高。選取典型斷面分析堤防穩(wěn)定性,計(jì)算結(jié)果表明堤防滲流、抗滑移安全性均滿足要求。