丹江河段治理工程防洪堤设计分析_王俊丰.pdf

江西建材规划设计与勘察1432023年1 月作者简介：王俊丰（1987-），男，湖北宜昌人，本科，工程师，主要研究方向为水利水电工程。丹江河段治理工程防洪堤设计分析王俊丰湖北中新人力资源开发有限公司，湖北 宜昌 430061摘 要：文中以丹江干流防洪工程为例，分析防洪堤防的断面形式、堤线形式选择，并从人水和谐、技术、经济发展等方面进行探究，充分发挥河道泄洪的作用，提高该区域抗灾、防灾的效果，给周围居民提供一个安全的生态环境。关键词：丹江河段治理工程；防洪堤；堤线；断面形式中图分类号：TV85文献标志码：A文章编号：1006-2890（2023）01-0143-03Design of Flood Barrier for Danjiang River Reach Control ProjectWang JunfengHubei Zhongxin Human Resources Development Co.Ltd.,Yichang,Hubei 430061Abstract:In this paper to danjiangkou hydroelectric river flood control engineering design as an example,the analysis of the cross section form,the danger of flood control embankment form choice,and from the human-water harmony,technology,economic development,etc,so as to give full play to the role of the river water,improve the effect of the regional disaster,disaster prevention,to the surrounding residents to provide a good channel layout.Key words:Danjiang River section control project;Levee;Danger;The section form1 工程概况丹江流域属于汉江流域下的一条支流，水源起始点位于商洛境中的秦岭山脉，途径商洛市三县，在商南县月亮湾流向省外，总长度为443km，其中陕西省内河道长度为264km，总流域面积为16812km2，山西省境内流域面积747km2。从20世纪中期开始，相关部门就着手建设丹江干流防洪工程，在丹江上游二龙山水库和南秦水库建立蓄水拦洪结构，在水库下游改造良田，实现丹江治理工程。近年来，陆续在丹凤县城、商周城区等区域建设防洪堤防工程，直到2012年，在丹江干流段成功修建12 处重点河段防洪工程。新的堤防工程具有较强的稳定性，能有效避免洪水冲击，保证两岸人民生命和财产安全1。2 堤防工程设计现状和问题防洪堤防工程作为保障人们生命财产安全的重要环节，对于周围人们日常生活具有重要作用。因此，政府部门应提高对其的重视程度，结合当地河流实际情况来制定合理的堤防工程设计方案，提高堤防工程设计质量，加强堤防工程稳定性，延长工程使用年限。但是，从目前堤防工程情况来看，虽然相关部门注重该项工作，但并未将河道现状和工程设计理念进行有效结合，导致设计过程中出现各种问题。虽然在丹江流域建设了大量防洪工程，但由于丹江长度较长，很多河段并没有做好统一的防洪规划，个别已修建完成的堤防工程存在诸多缺陷。（1）防洪堤防工程缺乏长远统一的规划布局，无法形成完善的防洪封闭体系，很多堤坎、岸线仅进行短期规划设计；（2）河床下切严重。近年来，丹江流域周边城市建设规模不断拓展，建筑用砂、用石量逐年递增，无形中加剧河道下切；（3）个别河段堤防堤线布置不合理，因两岸自然及人为因素影响，导致河道宽度变窄；（4）防汛预警系统滞后，无法满足现代信息化防汛工作要求2。3 堤防工程总体布局堤防工程布局应根据防洪标准进行规划，基于工程区地形地貌、地质构成、河道岸线演变、建筑物位置等因素制定，利用水文资源信息，分析工程区下伏层地质地层情况，从技术性、经济性等角度来进行分析评比，最终确定布局。按照堤防工程设计规范要求，自然村段堤防工程级别分为五级，镇段堤防工程级别分为四级。该工程区域主要包括孝义镇高桥段、张村白杨店段、麻街镇段、黑龙口镇段等，共需要修建堤防长度为53.974km，具体如表1 所示。4 堤防工程断面设计4.1 设计原则防洪堤防工程设计应遵循以下原则：（1）堤线和河岸线相同，合理利用老坎、堤防堤线、高地等，保证线型平面形态随河道趋势发展，避免出现急转弯、回流等情况；（2）堤防线路布局应从整体出发，兼顾两岸和上下游，保证河道水流的通畅性；（3）每个独立设防区应建设封闭的防洪体系；（4）在直流汇聚段口处，应根据干流洪水确定直流进入到水槽环节的具体水位，确定堤防长度和高程，避免直流汇集到干流的入汇角中3。4.2 确定堤距和堤基整平根据河段实际地形条件，对堤距进行多样化分析，通过计算，商州城区南秦河口上段最低设计堤距为60m，下段最小设计堤距为100m。堤基整平作为确保堤防护岸施工合理性的基础，在施工中，要保证在基础边线50m范围内不出现任何杂物，具体要求如表2 所示。如果在堤基整平施工阶段，发现设计图纸和实际施工情况存在一定差异性，施工管理人员应立刻联系建设单位，双方相互协商，变更相关的设计内容。在设计变更工作完成后，需要审核人员和技术人员共同签字，才能继续施工江西建材规划设计与勘察1442023年1 月表1 堤防工程总体布局km序号工程段名称左岸右岸小计（左岸+右岸）概 况1黑龙口镇段5.4305.96011.390个别河段为天然岸坎，有些已修建未统一规划的堤防工程，该工程稳定性较差。2麻街镇段1.9155.0006.9153梁铺段1.9220.3242.246以填补缺口为原则，形式和以往形式基本相同。4张村白杨店段0.6672.1632.8305夜村镇乐园高桥段11.67612.14423.820左右岸以耕地、房屋建筑物为主，河道下切严重。6孝义镇高桥段1.4115.3626.773合 计23.02130.95353.974计划。如在碾压作业中出现深陷的问题，施工人员要及时分析主要原因，采用科学的措施进行调整，保证整个碾压工作能顺利进行4。表2 堤基整平施工质量标准序号项目内容质量标准质量检查数量和方法1基础清理清理废渣、原地表树根、草皮等全部检查、观察法2清基范围基础边线50m范围以外每单元不低于三个断面、尺量法3基面处理根据设计要求清理基坑范围内的杂物全部检查、观察法4.3 断面形式根据河道堤距和堤线布局原则，结合防洪建筑物现状和实际地形，根据不同项目实际情况，因地制宜，经过对比实用性、经济性、技术性等因素，确定最终的断面形式。确定断面形式时，应对现场施工场地进行测量，保证施工人员能准确确定抛石的位置，从而提升堤防护岸施工质量。在抛石作业前，施工人员应全面掌握河道基本信息，如河床剖面、河道深度等数据，计算出抛石冲距。同时，根据河道上下游的局部护坡情况，实时监视水位下的堤坝，合理优化技术参数，为提升施工质量打下坚实的基础5。4.4 地方填筑通过由低到高、逐层碾压的方式进行土方回填施工，当土方压实达到要求后，再实施下道工序。如果遇到边坡滑移的问题，施工人员应及时采用适宜的边坡加固技术，调整覆土厚度和坡度。在土方回填过程中，可利用人工和机械相结合的方式来进行施工。值得注意的是，单层土方回填的厚度不能超过标准值，应严格遵循压实和土质标准。当土方回填顶部高度和设计标高基本相同时，工作人员应根据施工规范要求，确定上层土方铺设厚度。在土料选配方面，施工人员应严格遵循就近取材、性能相近的原则，这不仅能提高施工河段土质在施工前后的吻合度，还能保证施工进度，提升施工质量。具体施工流程包括，施工测量土体开挖堤基整平堤防填筑压实施工混凝土施工边坡养护。施工人员应分析土料性质，在水体流动速度较慢的区域，应尽可能选择颗粒较大的砾土6。4.5 丹江干流各工程段设计要点4.5.1 梁铺段本段堤防位于丹江左岸，整体分为两段。第一段堤防从梁铺村开始到刘家河河口左岸，长度为1922m；第二段堤防在沙河子镇水渠子村的两条河道之间，长度为323.88m。本文通过两种不同方案进行对比。（1）方案1：建设 M7.5 浆砌石重力式挡土墙复式断面，堤防基础高度和河道深泓线高度相同，靠近河道两侧，挡墙坡面为直立式，另一侧坡比为1:0.5，底宽在2.7m，顶宽为0.6m。在堤防基础顶面，根据1:2.0 比例设置高程，平面以上斜坡利用C25 混凝土框架，回填大量熟土种植草皮，平台到堤防基础段采用浆砌石进行修剪，砌筑砂浆采用 M7.5 水泥砂浆。（2）方案2：形式和河道对岸现存堤防相同，堤身靠水一层坡比例使用1:2.0，下层厚度为60cm，堤顶环节厚度在30cm，堤防基础宽度2.30m，堤顶6.00m，采用宽泥结石路面。上述两种方案各有优缺点，但从城市规划和生态堤防方面来看，方案1 更能满足实际要求，和现有堤防形状相同。4.5.2 孝义镇高桥段该段新建堤防长度为3773m，以高桥为起点，雷家坡大桥为终点，其主要目的是保护周围耕地、居住人群等。该环节冲刷深度为2.5m左右，为避免出现冲刷问题，本文对两种方案进行对比。（1）方案1：仰斜重力式护岸，底部宽度为3.26m，基础倒角为7，挡墙顶宽度0.6m，迎水坡坡比1:0.45，背水坡坡比1:0.1，基础深埋3m左右，墙前回填砂砾石，墙后填筑砂砾石。（2）方案2：斜坡式护岸，护岸临河道坡比为1:20，背河道侧坡比为1:1.70，堤防底部宽度2.10m，基础临河道侧坡比1:0.3，墙前后填筑砂砾石，堤岸顶部宽度为3.00m，属于宽泥结石路面。将上述两种设计方案进行对比，方案2 具有工程造价低、工程量小等特征，能有效降低施工成本，但土地面积占用较大；方案1 具有工程造价高、工程量大等特征，但土地占用面积较小。丹江属于山区性河流，两岸均为农田和村庄，加上建设地段用地非常紧张，征地难度系数较大，所以宜采用方案1 进行设计。5 结语综上所述，防洪堤防工程是保障河道周边人民生命财产安全的重要设施。由丹江干流防洪工程设计分析可知，在设计防洪堤防横断面时，应重点关注工程区域各种影响因素，如施工环境、地形地貌、河道特征等，按照因地制宜的原则，根据不同河流实际情况，制定合理的堤防工程设计方案，有效解除环境因素、地形因素、资金因素的限制，实现预期的工程建设目标，提高区域防洪效率，保护当地群众的生命财产安全，推动地区经济发展。参考文献 1 孙兆地，李志华，宫晓琳.基于雄安新区高标准防洪工程建设模式探讨生态型堤防未来设计趋势：以雄安新区萍河左堤防洪治理工程为例J.中国水利，2021（20）：86-89.2 杨发祥.堤防工程施工关键技术分析：以黄盖湖防洪治理工程为（下转第147 页）江西建材规划设计与勘察1472023年1 月车站范围内地势南低北高。根据勘察报告，该地铁建模区第四系主要由全新统人工填土层（Q4ml）、全新统海相沼泽化层（Q4mh）、全新统洪冲积层（Q4al+pl）、上更新统洪冲积层（Q3al+pl）组成，场区基岩为白垩系王氏群砂砾岩（K2W），共揭露淤泥质粉质黏土、粉质黏土、中粗砂、黏土、粗砾砂、全风化砂砾岩、强风化上亚带砂砾岩、强风化下压带砂砾岩等8 个主层及粗颗粒素填土、黏性土素填土2 个亚层。建模区域地势较平坦，没有断层、褶皱等特殊地质构造发育。地层均一性较好，钻孔分布均匀且相对密集，适合用反距离权重法进行插值建模。插值后构建的三维地层模型如图2 所示：图2 三维地层模型图4 结语本 文 基 于 ArcGIS中 的 两 个 GIS技 术 模 块（ArcMap、ArcScene），构建了上合示范区长江路地铁站的地层三维模型，其操作过程便捷高效，能让不具备编程能力的技术人员对场区进行实体化建模，具有一定的实用价值