潖江上游治河道综合整治工程堤防设计分析

【摘要】潖江上游河段原状人为侵占河道，河道束窄严重；河床淤塞严重，行洪能力不足。本文结合以潖江上游治河道综合整治工程实例，从堤线布置、堤顶高程、堤防断面型式、护岸设计等多方面详细总结了堤防设计的方法和思路，以改善河道生态环境，确保防洪安全。

【关键词】潖江；堤防设计；堤线布置；堤顶高程；断面型式；护岸设计

1、河道概况

潖江为北江干流的一级支流，发源于佛冈县水头镇上潭洞村的东天蜡烛（峰顶名），流域总面积1386km2，河流全长82km。潖江在佛冈县境内的流域面积为903.5km2，河段长69.3km，平均坡降为1.98‰。本工程治理河道总长29.179km，治理工程项目沿河道两岸布置，城镇、村庄分散坐落在河道两岸，主要建筑物是防洪堤及其护岸工程。

2、堤防现状及存在问题

2.1 防洪标准不足

河道现状由于长久以来未经治理，河床逐年淤高，过流断面变小，行洪能力减弱，且现状不少河道滩地被围、被占。开发建设无序，跨河、拦河建筑物任意搭建。2013年5月15日发生超20年一遇洪水，大量沿河竹木、高杆作物堵塞桥孔，活动闸等沿河构筑物，导致损失惨重。

2.2 河岸不稳定，局部崩塌

目前，潖江上游段两岸河道大多以自然地形作为洪水屏障，由于没有护岸工程，在山洪频繁侵袭下，河岸冲刷严重，多处河岸崩塌退岸，威胁周边安全。

2.3 河床淤积加剧

受不利自然因素和人类活动影响，植被遭破坏，水土流失加剧，部分缓滩河床淤高，降低行洪能力，加剧洪涝灾害。

2.4 非工程措施不完善

目前潖江流域内洪水预警预报系统不完整，报讯站点严重不足，无法获取实际的暴雨空间分布情况，报讯设施落后。同时，河道管理人员、设施、经费等严重缺乏。

3、工程等级和防洪标准

佛冈县城奥园桥段至旧二七桥段（包括九曲水支流和诚迳水支流），其保护范围包括佛冈县城、石角镇的凤城村、三八村、三莲村、诚迳村、二七村，保护人口近10万人，保护耕地一万多亩；工业总产值30多亿元，农业总产值超过0.5亿元；另外它还保卫着106国道、县道373线等重要设施。根据《防洪标准》（GB50201-94）、《堤防工程设计规范》（GB20286-2013），结合潖江流域的防洪现状，本河段堤防的防洪标准采用20年一遇。

4、堤防布置

本次中小河流治理工程设计，堤线布置以不侵占防洪通道为原则，基本沿现状堤防布置，以减少征地。对现状已建堤防欠高段进行加高培厚，增加河岸护坡及防冲基础。堤线与高处封闭，以使河道治理后能形成完整的防洪减灾体系。

在满足岸线布置要求的前提下，尽量扩大河道的行洪断面，局部河道较窄，采取直立式岸线（生态混凝土挡墙），确保最窄河道行洪宽度。具体各段的河道控制宽度如下：

（1）奥园桥以下，按省水利厅原审批佛冈县城防洪工程要求，不少于120m；

（2）诚迳水河口以下，不少于90m；

（3）莲塘一级电站陂以下，不少于75m；

（4）瑶洞水出口以下，按省水利厅原审批佛冈县潖江河水头镇段山洪沟治理工程要求，不少于60m。

（5）丰二水出口以下，不少于50m

本次整治潖江干流的起点位于佛冈县城内的作乐水出口（潖干0-100），在此处与106国道封闭；工程的终点位于凤山山嘴（潖干11+100）。治理潖江干流全长11.20km。另外，除对干流进行整治外，同时对支流靠近干流易淹易涝、行洪不畅地段适当整治，整治支流共长17.979km。其中作乐水1.500km、九曲水3.220km、诚迳水7.125km、莲瑶水2.000km、瑶洞水4.134km。

5、堤防设计

结合本工程的地形条件、堤防现状，各段堤防具体设计方案如下：

5.1 堤防纵断设计

堤防纵段设计尽量维持原河道纵坡，减少工程开挖量。根据河道实际地形、水力学计算成果、河道冲刷深度等，确定堤防基础埋深为1.8～2.2m，以此确定堤防基础开挖纵坡。

5.2 堤顶高程确定

依据《堤防工程设计规范》，堤顶高程按设计洪水位加相应的波浪爬高、风壅增高和安全加高确定。选取两个代表性的断面计算出堤顶超高分别为0.73m和0.75m，因此本工程的堤顶超高按0.8m计算。治理段河道蜿蜒曲折，过水断面不规则，其水力因素十分复杂，设计水面线计算按明渠恒定非均匀流进行，采用试算法推求天然河道的水面曲线。

5.3 堤防横断面设计

新建堤防工程包括现状无堤防和拆旧建新两类。新建堤防采用浆砌石重力式挡墙：设计挡墙堤顶宽0.5m；墙前临水侧边坡1∶0.1，墙后背水侧边坡1∶0.3；墙趾宽0.2m，墙踵宽0.5m；挡墙高度2.11～5.99m，底宽1.64～3.2m，基础厚1.0m，河道急弯段的凹岸挡墙基础埋深为2.2m，其余挡墙基础埋深均为1.8m。挡墙墙顶采用2cm厚的M10水泥砂浆抹面。

挡墙沿纵向每10m设一道伸缩缝，缝宽20mm，缝内填充高密度聚乙烯闭孔泡沫板。施工时建基面处若遇级配不良砂、低液限粉土等夹层时，应全部挖除，回填卵石混合土或碎石并夯实，使其满足设计要求。

旧堤加固改造：根据旧堤实际情况，采取加高、加厚等措施加固，在挡墙墙顶采用2cm厚的M15水泥砂浆抹面。设计对需加高1.0m以下的旧挡墙，直接在其墙顶加高，并维持墙前坡比1∶0.1；对需要加高1.0m以上的旧挡墙，除在墙顶加高外，同时在墙背后加厚，并维持墙前坡比1∶0.1；墙背坡比1∶0.3。加固部分沿纵向设分缝，分缝位置与旧堤分缝一致。

5.4 堤防稳定性计算

堤防稳定计算考虑运行期和施工期两种工况。堤防抗滑、抗倾稳定安全系数不应小于《堤防工程设计规范》规定的数值。根据《堤防工程设计规范》相关公式计算堤防抗滑和抗倾覆稳定计算，通过计算可知抗滑稳定系数和抗倾稳定系数均大于规范数值，满足稳定性要求，各种工况下的基底应力均小于地基允许承载力，基底应力不均匀系数满足要求。

5.5 堤防护岸设计方案

5.5.1 左岸设计方案

（1）潖干0-100（左岸）～作乐水出口下游

该段位于作乐水出口下游，岸边现建有房屋，结合城镇环境改善及居民休闲亲水要求在临水侧设置亲水平台。

（2）潖干0-050～潖干0+700（左岸）段

该段堤线长750m，

由于G106和县道373线路面高程满足设计防洪要求，故结合城镇环境改善及美化要求在岸边设置亲水平台和砼步级以满足市民的亲水需求，拟利用滩地布置一处亲水景观节点。

（3）潖干0+700～1+800（左岸）段

该段堤线长1100m，沿石角水电站引水渠道左侧，因该段为城区段，故考虑采用生态混凝土挡墙的形式，设计成一条绿道供居民休闲散步，旁边紧临县道373线可以行车。

（4）潖干2+100～3+100（左岸）段

该段堤线长1000m，堤内为旧三八镇区，堤内有县道373线通过。本次设计按现有堤防对潖干2+100～3+100（左岸）段进行堤防加固，按斜坡式断面进行修建。

（5）潖干3+100～3+600（左岸）段

该段堤线长550m，其中潖干3+400～3+600（左岸）段岸上边建有一座厂房，潖干3+050～3+400（左岸）段为砖厂，外侧均砌有直立式浆砌石挡墙护岸。由于该段为凹岸冲刷段，且现砌筑的挡墙基础埋深不足，故设计增加格宾笼石进行护脚。

（6）潖干3+600～3+644（左岸）段

该段堤线长44m，该段县道373线公路路面高程达不到设计防洪要求，故在道路临河侧设计建设钢筋砼防洪墙与莲塘二级电站厂房相接达到闭合的目的。

（7）潖干3+644～4+400（左岸）段

该段堤线长756m，堤内不远处有县道373线可以作防洪通道，此段堤防堤顶平时没有交通要求，据此本设计沿莲塘二级电站引水渠内侧布置堤防，临河侧采用生态混凝土挡墙，堤顶铺装彩色透水砖，也即是将堤顶设计成一条绿道，供居民健身、休闲、散步。

（8）潖干6+200～11+100（左岸）段

该段堤线长4900m，该段现有低矮的堤防，堤顶高程大部分达到5年一遇洪水位，其保护区域是村庄和农田，本次设计采用格宾石笼护岸对堤防进行护脚加固，同时对堤防临水坡修整后，铺设1.5m高的植生型砼草皮护坡。

5.5.2 右岸设计方案

（1）潖干0-100～0+378（右岸）段

该段堤线长478m，堤内为奥园别墅区，现有砼道路路面高程超过20年一遇防洪标准要求，且已砌筑了植草砖护坡，但现有的亲水平台高度因下游建设翻板闸坝后被淹没，故需拆除重建现有亲水平台，新建亲水平台临河侧挡墙采用重力式混凝土挡墙形式。

（2）潖干0+378～1+800（右岸）段

该段堤线长1422m，由于现有堤顶高程未达标，本次设计考虑对其加高培厚。按斜坡式断面进行修建。因该段堤防内是佛冈县城主城区，所以将堤顶设计成一条绿道，在临水侧设置亲水平台，供居民健身、休闲、散步。背水侧有一条乡村砼道路可以行车。

（3）潖干1+800～3+000（右岸）段

该段堤线长1200m，因该段堤防内区域是佛冈县城规划的新城区，由于现有堤顶高程未达到20年一遇防洪标准，本次设计考虑对其加高培厚，使其达到20年一遇防洪标准，按斜坡式堤防进行修建。

（4）潖干4+150～7+200（右岸）段

该段现已修筑了堤防，堤顶高程大部分达到5年一遇洪水位，其保护区域是村庄和农田，本次设计采用格宾石笼护岸对堤防进行护脚加固，同时对堤防临水坡修整后，铺设1.5m高的植生型砼草皮护坡。

（5）潖干4+150～7+200（右岸）、潖干7+700～8+300（右岸）段

该段现没有筑堤，但岸上没有人居住，仅有几十亩农田，本次设计采用格宾石笼护岸对堤防进行护脚加固，同时对堤防临水坡修整后，铺设1.5m高的植生型砼草皮护坡。

6、结语

在堤防的设计过程中，既考虑短期经济效益与社会效益，也应从长远的角度，如堤防的生态环境效益，从而充分发挥堤防的功能，使工程收获更大的效益。

参考文献：

[1]《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）[S]

[2]《城市防洪工程设计规范》（GB/T50805-2012）[S]