林劍韜

（福建省永川水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司,福建 福州 350011）

1 工程概況

漳平下浙溪赤水段河道治理工程位于福建省漳平市永福鎮(zhèn)。該治理工程分為4 段,第一段為赤水段,起始于富民橋終點(diǎn)位于龍顯巖下游攔河壩下游643 m 處（Z0+000.00～Z0+642.97）,治理總長度為642.97 m；第二段為易坑溪段,起始于671 縣道豐侯小橋,東向匯入下浙溪（Y0+0.000～Y0+317.88）,治理總長度為317.88 m；第三段為呂坊溪段,起始于后盂村1 號(hào)橋,終點(diǎn)為斷橋下游10 m 連接已建好的防洪堤（L0+000.00～L1+530.13）,治理總長度為1530.13 m；第四段為鄧家坊支流段,起始于鄧家坊西側(cè),終點(diǎn)位于匯入?yún)畏幌帲―0+000.00～D1+695.67）,治理總長度為1695.67 m。該項(xiàng)目累計(jì)河道治理長度為4.30 km,治理項(xiàng)目包括對(duì)2.19 km 河道進(jìn)行整治清淤,對(duì)河道堤防進(jìn)行整治,其中新建堤防2.59 km,護(hù)岸1.68 km,柔化加固現(xiàn)有擋墻0.16 km。由于該河段位于人口和農(nóng)田較少區(qū)域,所以采取區(qū)別對(duì)待標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),赤水段左岸新建堤防采取10 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn),右岸新建堤防采用5 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)；易坑溪段、呂坊溪段堤防采用10 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)；鄧家坊支流段采取2 年～5 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。排澇標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇,堤岸建筑和排澇建筑級(jí)別均為5 級(jí)。

2 工程基本地質(zhì)情況

本工程場(chǎng)地覆蓋層主要由素填土①、粉質(zhì)黏土②、中粗砂②1、圓礫②2、卵石②3、殘積砂質(zhì)粘性土③、全風(fēng)化花崗巖④1、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖④2和弱風(fēng)化花崗巖④3組成。各土層物理性質(zhì)參數(shù)見表1。素填土①層呈松散狀,中～高壓縮性,并且土質(zhì)不均勻,成分差異較大,不宜作為堤基；粉質(zhì)黏土②呈軟塑～可塑狀,分布不均勻且厚度較小,下層表現(xiàn)為粗顆粒土層,抗沖刷穩(wěn)定性較差,不宜作為堤基；中粗砂②1呈松散～稠密狀,承載能力較低,并且均勻性較差,地層穩(wěn)定性弱,厚度較小,抗沖刷能力較差,不宜作堤基；圓礫②2和卵石②3的土質(zhì)均勻性一般,沒有弱下臥層,但是具有較好的力學(xué)性質(zhì),可以作為堤基；殘積砂質(zhì)粘性土③呈可塑～硬塑狀,具有較好的力學(xué)性質(zhì),并且沒有軟弱下臥層,可以作為堤基；全風(fēng)化花崗巖④1、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖④2和弱風(fēng)化花崗巖④3這三種土層分布均勻,具有較好的力學(xué)性質(zhì),可以作為堤基[1]。

表1 本工程巖土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)表

3 堤防工程堤基處理

漳平下浙溪赤水段河道治理工程所需要進(jìn)行堤基處理的區(qū)主要包括新建堤防、護(hù)岸以及柔化加固現(xiàn)有擋墻的基礎(chǔ)處理。本次河道治理工程均采用埋石混凝土方式進(jìn)行堤基處理。工程水泥采用P.042.5 水泥,埋石混凝土中的埋石率為20%[2]?；骝?yàn)收合格后,清理干凈巖基上的雜物、泥土以及松動(dòng)巖石。然后在基巖面進(jìn)行混凝土澆筑模具的搭建進(jìn)行混凝土澆筑,澆筑第一層混凝土墻需要在基巖面上鋪一層厚度為2 cm～3 cm 的水泥砂漿,再進(jìn)行混凝土的澆筑。澆筑過程中,應(yīng)當(dāng)首先澆筑一層混凝土,厚度為200 mm～250 mm,然后放入一層石塊,通過振搗使石塊沉入到混凝土中,振搗過程中需要避免振搗棒與石塊或者模板接觸[3]。在這過程中嚴(yán)禁將石塊擺放好之后再進(jìn)行混凝土澆筑。同時(shí)需要將埋石所用石塊的尺寸控制在一次澆筑混凝土最小體積的1/3。石料鋪設(shè)過程中需要將石料進(jìn)行均勻排列,并且大頭向下,小頭向上,使石塊的紋理與受力方向保持垂直[4]。石塊之間的間隔距離控制在100 mm 以上,同時(shí)需要將石料與模板的距離控制在150 mm 以上。堤基澆筑完成之后需要進(jìn)行12 h～18 h 的灑水養(yǎng)護(hù),保持混凝土表面的濕潤,然后覆蓋草簾進(jìn)行保濕7 天[5]。

4 堤防工程穩(wěn)定計(jì)算

本工程結(jié)合河道治理實(shí)際情況選取4 段治理工程中具有代表性的河道堤防斷面來進(jìn)行穩(wěn)定分析。并通過計(jì)算堤防在最不利水位情況和最不利荷載情況下的堤防最小安全系數(shù)[6]。從而得到安全運(yùn)行下的最小安全系數(shù)和非安全運(yùn)行下的最小安全系數(shù)[7]。本次穩(wěn)定計(jì)算采用瑞典條分法,具體計(jì)算公式見式（1）～式（5）：

式中：FWi為表示計(jì)算各條的重量；li為滑動(dòng)面弧長；i為土條中心線與豎向的夾角。

瑞典條分法假設(shè)滑動(dòng)面為圓弧面,將滑動(dòng)體分為若干個(gè)豎向土條,并忽略各土條之間的相互作用力,利用的是力矩平衡原理。根據(jù)公式及已知條件錄入已知條件,已知坡高25 m,坡比1∶2,碾壓土料的重度為γ=20 kN/m3,內(nèi)摩擦角φ=26.6°,粘聚力c=10 kPa,半徑為R=43.5 m[8]。

本工程在計(jì)算穩(wěn)定性過程中選擇的4 段治理工程中的橫斷面分別是赤水段Z0+100.00 橫斷面；易坑溪段Y0+250.00橫斷面；呂坊溪段L1+350 橫斷面和鄧家坊支流段D0+803.41橫斷面來進(jìn)行穩(wěn)定分析,見圖1。

圖1 D0+803.41 橫斷面圖（1:100）

根據(jù)上述計(jì)算公式對(duì)四個(gè)典型斷面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算,各斷面參數(shù)見表2。本次工況分為安全運(yùn)行和非安全運(yùn)行兩種工況,本次計(jì)算主要計(jì)算擋墻和后堤防的樁頂位移、整體抗穩(wěn)定性、整體抗滑性,其中整體抗滑性采用根據(jù)瑞典條分法進(jìn)行,計(jì)算簡圖見圖2。

圖2 擋土墻計(jì)算簡圖

表2 典型斷面基本參數(shù)表

根據(jù)典型斷面的各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算所得穩(wěn)定性結(jié)果見表3。

表3 典型斷面穩(wěn)定性分析計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果顯示,四個(gè)典型斷面的河道堤岸在安全運(yùn)行狀態(tài)下的穩(wěn)定系數(shù)K＞1.10；在非安全運(yùn)行狀態(tài)下的穩(wěn)定系數(shù)K＞1.05。說明本工程中四段河道工程的穩(wěn)定系數(shù)均滿足設(shè)計(jì)需求。

5 結(jié)語

河道治理工程中,堤防穩(wěn)定性分析是非常重要的內(nèi)容,是保障河道工程質(zhì)量的重要因素。所以需要重視堤防穩(wěn)定性分析,來提升河道治理工程的質(zhì)量。本文對(duì)漳平下浙溪赤水段河道治理工程的堤基處理方式進(jìn)行了說明,所有堤基都采用碎石混凝土方式進(jìn)行建設(shè)。同時(shí)通過對(duì)本工程內(nèi)四個(gè)典型斷面的河道堤岸穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算,四處典型斷面堤岸的穩(wěn)定系數(shù)均滿足要求。