青川县青竹江竹园坝防洪堤工程设计.pdf

广西水利水 电 G U A N G X I WA T E R R E S O U R C E S ＆H Y D R O P O WE R E N G I N E E R I NG 2 0 1 3 ( 1 ) 规 划设计 青川县青竹江竹园坝防洪堤工程设计 杨 丽娟 ( 杭州市水利水电勘测设计院， 浙江杭州3 1 0 0 1 6 ) [ 摘要】 青川县竹园镇青竹江防洪堤工程竹园坝段防洪堤全长3 ． 1 k m。设计中在确保城市防洪安全前提下 ， 将生态 工程学原理纳入水利工程中， 针对河道现状采用不同的结构设计型式 ， 尽量拉近人与自然、 人与水的距离， 减少硬质 驳坎带来的负面影响， 综合考虑城建 、 道路的建设 ， 将本堤防工程作为一项城市综合性工程考虑， 特别对堤防基础的 防冲加固措施进行了深入的分析， 并采取了相应的工程措施。 I 关键词] 防洪堤； 堤轴线 ； 结构设计 ； 防冲； 青竹江 『 中图分类号1 T V 8 7 1 f 文献标识码】 B f 文章编号1 1 0 0 3 — 1 5 1 0 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 5 9 — 0 3 1工程 概 况 竹 园镇 位于 青川县 南部 ， 是 青川 县 的经济 中 心 ， 宝成铁路纵贯全境 。2 0 0 8 年 5 月 1 2日， 四川省 发生汶川 8 级特大地震 ， 造成青川县严重人员伤亡 和巨大财产损失 ， 是地震极重灾 区之一。地震 对原 本经济 基础落后 的青川 县竹 园镇 ， 造成 了极大破 坏 ， 根据党 中央安排 ， 竹 园镇 由杭州市对 口援建 ， 为 顺利开展灾后 重建 工作 ， 保 障地方经济持续 、 稳定 发展 ， 国家批 准竹园镇 防洪堤援 建项 目， 以提高城 镇防洪能力， 同时发挥交通、 水景观等综合功能， 营 造城市沿江风景线。 青竹江青川县境 内河流长 1 5 4 k m， 河床平均 比 降 5 ％ 。 ， 流域面积 1 7 6 8 k m 。竹园镇位 于青竹 江下 游地 区 ， 竹 园 以上 主 流河 长约 1 4 7 k m， 流域 面积 2 2 7 0 k m 。竹 园坝区块 是竹园镇 的商贸 区和老镇 区 ， 东面靠 山 ， 西侧 临江 。竹 园坝 防洪堤工程任务 以防洪为主， 结合改善居住环境及交通条件等综合 利用 ， 防洪堤长 3 ． 1 k m， 沿程保护对象主要为老区居 民及各项基础设施 、 水泥厂 、 住宅 、 公共建筑 、 铁路 等 。竹园坝段防洪堤工程总投资 7 7 4 0 万元 ， 防洪 标准设计为 2 O 年一遇 ， 5 0 年一遇不漫顶。 2 防洪堤堤 轴线布置 2 ． 1 堤轴线选择原则 堤轴线 的选择主要遵循以下原则 ： ( 1 ) 符合青竹江流域水利规划的具体要求； ( 2 ) 在满足防洪要求的前提下 ， 考虑城建 、 交通 的建设和发展， 兼顾滨江道路的建设和其他景观要 求 ， 统一协调 ； ( 3 ) 堤线力求平顺 ， 与河势流向相适应 ， 各堤段 平缓连接 ， 转弯半径尽可能大 ， 以利于泄洪 ； 局部弯 曲河段进行整修时 ， 应根据实际情况控制最小曲率 半径 ； ( 4 ) 尽 可能利用原有堤防和有利地形 ， 并 留有 适 当宽度的滩地 ； ( 5 ) 结合当地城镇防洪体系的布置以及经济社 会发展的需要 。 2 ． 2 堤轴线布置 竹园坝 区块位于青竹江东侧 ， 宝成铁路西 侧 ， 是竹 园镇 的商贸区和老镇 区 ， 区块 内以平地为主 ， 包括部分山地 ， 东面靠山 ， 西侧临江 ， 建设用地受山 体 与河道围合限制 。本工程 防洪堤位 于竹 园镇竹 园坝段右岸河滩地 ， 始于步行桥上游的抽水站取水 口， 终于宝成铁路桥下游规划竹梁大桥。防洪堤主 要 分 为两 段 ， 老堤 段和 新堤 段 ， 堤 防长 度分 别 为 6 0 2 1 1 3 和 2 5 0 2 IT I ， 总长 3 ． 1 k m。老堤段沿原有防洪 堤走 向在下部进行 加固处理 ； 新堤段新建上 、 下 两 级重力式挡墙 。 3 防洪堤 结构设 计主要特 点 3 ． 1 针对不同堤段采用不同结构型式 【 收稿 日期】 2 0 1 3 一 叭一 0 9 【 作者简 介】 杨丽娟 ( 1 9 7 7 一 ) ， 女 ， 河南沈 丘人 ， 杭 州市水电勘测设 计院丁程师 ， 硕士 ， 从事水利工程设计 工作。 5 9 杨丽娟 ： 青川 I 县青竹江竹园坝 防洪堤工程设计 ( 1 ) 老堤段结构型式 。老堤段原有简易挡墙 ， 挡墙上部是房屋 ， 房屋距离挡墙边很近 ， 如遇洪水 ， 生命财产安全将受 到严重威胁 。为保护人 民的生 命财产安全， 又不拆掉现有房屋， 拟对该段老堤进 行整修加 固处理 。该段原挡墙基础埋深浅 ， 外侧土 坡坡度大 ， 存在开挖安全隐患 。在距离原建筑物基 础 3 m处设置一小挡墙 ， 挡墙开挖时， 需加强对建筑 物的保护。挡墙墙高 1 ． 5 I T I ， 迎水面坡 1 ： 0 ． 1 ， 背水面 坡 1 ： 0 ． 4 ， 基础 为5 0 c m厚 的C 2 0 砼底板 。底板外侧 为6 m宽的灌砌卵石平 台 ， 厚度4 0 c m。平 台、 挡墙 每隔 1 0 m设一道伸缩缝 ， 缝宽 2 c m， 缝间嵌沥青松 木板。为防止堤脚冲刷破坏 ， 平台外侧采用钢筋砼 护坦+ 沉井防冲结构 ， 沉井形状为 1 ． 0 mx 1 ． 0 m正方 形 ， 长 3 ． 0 m， C 2 5 钢筋混凝土护坦厚度 0 ． 4 m。每 间 隔2 0 0 m左右设置 1 宽 2 m的踏步 ， 以利行走并可至 平 台( 见图 1 ) 。 图 1 老堤段 防洪堤典型结构 ( 2 ) 新堤段结构型式 。新堤段建设用地受山体 与河道 围合 限制 ， 土地资源有 限 ， 选择上下两级重 力式挡墙 的复合式 断面型式 ， 此种 断面型式 占地 少 ， 在满足防洪要求的前提下 ， 最大限度利用有 限 的土地。堤顶“ 路堤结合 ” 作为城市主干道 ， 上 、 下 级重力 挡墙均 由砼灌砌 卵石砌筑 ， 挡墙 迎水 面坡 1 ： 0 ． 1 ， 背水 面边坡 1 ： 0 ． 5 ， 采用 5 0— 8 0 t i n 厚 的 C 2 0 砼底 板。挡墙中部设置平台 ， 宽 6 m， 由厚 4 0 C l F I 的 5 0 ％C 2 0砼灌砌 卵石 和厚 1 5 c m的细卵石 垫层组 成 。上 、 下级挡墙及平台每隔 1 0 m设一道伸缩缝 ， 缝 宽 2 c m， 缝 间 嵌 沥 青 松 木 板 。挡 墙 体 内设 ( p 1 0 P V C排水管 ， 填土端 采用土工 布袋装砂 卵石 压 口， 按间距 2 ． 5 m布置。为 防止堤脚冲刷破坏 ， 平台 外侧采用钢筋砼护坦+ 沉井防冲结构 ， 沉井形状为 1 ． 0 mx 1 ． 0 m正方形 ， 长 3 ． 0 m， C 2 5 钢筋混凝土护坦 厚度 0 ． 4 m。堤身回填采用工程区内的砂砾料填筑 ， 填筑相对密度要求不小于 0 ． 7 O 。每间隔2 0 0 m左右 设置一宽2I T I 的踏步， 以利行走并可至平台( 见图2 ) 。 3 ． 2 实现城市堤防工程建设与城市景观结合I 城市的临江地带， 大都是当地的繁华地段或景 区， 不但是城市居 民休 闲放松 的场所 ， 更是各 地观 光游玩者接近 自然 、 接触新鲜空气的休 闲区。竹同 坝堤防在满足城市河 流应有 的防洪泄洪功能的条 件下 ， 中部设置亲水平台 ， 供游人漫步 、 休憩 ， 并结 合河道堰坝 ， 形成宽阔的水 面 ， 实现防洪 、 景观 、 游 憩 、 生态功能， 为市民提供丰富的最具活力的城市 滨水 空间， 充分发挥“ 水” 的生态环境价值 ， 营造 “ 水 清 、 岸绿 、 景美 ” 的城市风景线 。 3 ． 3 充分考虑区块排水 竹 园坝处于沿 山狭长 地带 ， 现状 地坪地 势较 高 ， 竹 园坝建 设用地后为 山体 ， 呈 “ 翘 尾巴” 地形 。 竹 园坝现状设有排水 口2 处 ， 此次新增排水 出口8 处 ， 为 区域 主干道路城市排水管网排出 口。其 中竹 园大桥上游设 1 、 2 排水管涵 ， 水泥厂处设 3 排水管 图2 新堤段 防洪堤典型结构 广西水利水电 GUANGXI WAT E R R ES OUR CE S&H YDROP OWE R E NGI NE E RI NG 2 0 1 3 ( 1 ) 涵和 4 排水箱涵 ， 石英砂 厂设 5 排水箱涵和 6 排水 管涵 ， 下游宝成铁路桥处设 7 、 8 排水管涵 。根据各 排水 口与青竹江 2 O 年一遇水位过程分析 ， 竹园大桥 以上现状地势较高 ， 堤后地坪高程基本高出外港 2 0 年一遇水位 ， 而下 游堤后地 坪高程 均较低 ， 青竹江 2 0 年一遇水位基本高出堤后地坪高程时间4— 1 4 h ， 易造成汛期青竹江洪水倒灌 ， 故竹园大桥上游排水 箱( 管 ) 涵 出水 口不设拍 门， 下游排水箱 ( 管) 涵出水 口设置拍 门。竹园坝区块未设截洪沟 ， 山洪主要根 据 自然地势 自流排放 。 3 ． 4防冲结构设计 青竹江为 山区河流 ， 河水平行岸坡 的冲刷能力 较强 ， 最大流速 5 ． 0 m ／ s 左右 ， 堤防堤脚 掏空为最 主 要的破坏形式。根据现场踏勘 ， 现状河床局部冲刷 深度为 2 ． 0 — 3 ． 0 m， 根据砂砾石允 许不冲流速计 算 ， 设计河底以下岸坡最大冲刷深度为 1 ． 5 i n 。考虑 到 河道挖沙采砂严重 ， 设计 中冲刷深度以理论计算 为 基础 ， 考虑到现场 实际冲刷情况 较严重 ， 结合 当地 设计部 门经验 ， 最后确定防冲深度为 3 ． 4 1T I 。 堤脚防冲采用护坦+ 沉井 防冲结构型式 1 ， 主要 包括 ： “ L ” 形 C 2 5 钢筋混凝土护坦 ， 厚 4 0 c m； C 3 0 钢 筋混 凝土 预制沉 井 ， 外 缘为 1 ． 0 mX1 ． 0 I T I 矩 形 ， 长 3 ． 0 m。沉井下部 回填砂砾石 ， 顶端采用 C 2 5 混凝 土 封 口， 并 梅花形 布置插筋 与护坦 上层 钢筋绑扎 ， 护 坦外侧采用“ I J ’ ’ 形肋结构与沉井咬合 ， 不仅可加强 沉井及挡墙 自身稳定性 ， 还可使沉井 与护坦连接为 整体 ， 增加其抗冲刷整体性和安全性 。沉井基坑 回 砂砾石土 ， 分层压实 ， 层厚不超过 5 0 c m。 护坦+ 沉井防冲型式结构牢固， 整体性强， 安全 性高 ， 适合 冲刷较严重 的河道。沉井多用于我国沿 海淤泥 、 粉质粘土 等软性地基地 区 ， 小型沉井可用 于江河堤防堤脚防冲。此次沉井+ 护坦结构技术作 为防冲结构在青 川是首次应用 ， 也是沉井+ 护坦基 础结构技术应用于水利工程一个成功典范( 见图3 ) 。 图3护坦+ 沉井结构 3 ． 5 合理设定堤顶高度 竹园坝段 防洪堤工程原防洪标准为 2 0 年一遇 ， 堤顶 高程按洪水归槽和考虑堰坝雍水影 响后 的2 0 年1 二 遇洪水位 + 0 ． 7 13 "1 安全超高设计 。2 0 0 9年 7 月 1 3 — 1 8日， 青川 县普 降大暴雨 ， 竹 园镇遭遇 超 5 0 年 一 遇的特大洪水 。考 虑到本次洪水遭受损失 的实 际及竹 园镇 城镇地位的重要性 ， 根据 “ 2 0 0 9 0 7 1 6 ” 洪 水进 一步评估 防洪堤设 防标 准以及 _T程设计方案 的合理性 。最终 ， 确定竹园坝防洪堤满足 2 0 年一遇 标准设计 、 5 0 年一遇不漫顶 的设计要求 ， 即按 5 0 年 一 遇洪水位+ 1 5 c m确定 防洪堤堤顶 高程 。按照提 高后 的标 准 ， 竹 园坝 防洪堤老 堤段堤顶不 需要加 高， 新堤段堤顶需整体加高， 加高高度为0 ． 6 5 m， 加 高型式采用堤顶防浪墙+ 栏杆结合方式 ， 即在原堤 顶上设置 C 2 0 钢筋砼 防浪墙 ， 与挡墙压顶连成整体 ， 防浪墙高度为0 ． 6 5 lff l ， 防浪墙上部为青石栏杆。 城市堤 防高度 的合理设置与否关 系到人 民的 生命财产安全， 因此堤防的高度必须进行合理的设 置。通常来说 ， 堤防高度取决于洪水水位， 按照《 堤 防工程设计规范》 的有关公式计算， 可根据具体情 况 ， 具体 问题具体分析 ， 制定 出适合 城市发展的堤 防的高度和安全超高 ， 确保堤防建设达到既安全又 美观的标准。 I 线 l 图4 堤顶加高典型断面 图 4 体会 与思考 通过这次青川县竹园坝堤防工程的设计 ， 笔者 有 以下几点体会 ， 希望能给以后堤防工程设计提供 一 点帮助。 ( 1 ) 做好基本资料的收集 、 整理工作 ， 了解工程 实施地 点的周边环境 ， 就地取材 ， 优先 考虑利用 当 地材料筑堤 ； ( 2 ) 根据 当地 的 自然环境 、 地质条件以及河道 ( 下转第 7 0 页) 61 王荣晶 ： 钻孔灌注桩在某水利工程中的应用 Ap p l i c a t i o n o f b o r p i l e i n a h y d r a u l i c p r o j e c t WAN G R o n g - j i n g f G u a n g x i E l e c t r i c P o w e r I n d u s t r y I n v e s t i g a t i o n D e s i g n&R e s e a r c h I n s t i t u t e ， N a n n i n g 5 3 0 0 2 3 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T a k i n g a h y d r a u l i c p r o j e c t a s e x a mp l e ， a n i n t r o d u c t i o n w a s m a d e o n t h e c o n s t r u c t i o n p r o c e s s a n d q u a l i t y c o n t r o l o f b o r e d p i l e ． T h e a u t h o r a l s o a n a l y z e d t h e c a u s e s f o r t h e c o mmo n p r o b l e ms s u c h a s s i n k i n g c a g e ， fl o a t i n g c a g e ， mu d fl o w i n g i n t o p i l o t p i p e e t c ． ， a n d p u t f o r w a r d c o r r e s p o n d i n g s o l u t i o n me a s u r e s ． Ke y wo r d s ： B o r e d p i l e ； h y d r a u l i c p r o j e c t ； c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ； q u a l i t y c o n t r o l ( 上接第 6 1 页) 的实际情况 ， 选用合适的堤防结构型式 ； ( 3 ) 堤 防设计应考虑景观要求 ， 保护河道生态 环境 ， 实现人与 自然 的和谐发展 ； ( 4 ) 设计过程中解决好堤防渗透变形和岸坡稳 定问题 ， 防止堤脚冲刷破坏 ； ( 5 ) 交叉建筑物是堤防工程设计 中不可或缺的 一 部分。 5 结 语 本文详 细阐述 了青川竹 园镇竹 园坝段堤 防工 程设计 的要点 ， 并通过该实例 ， 总结了堤 防工程设 计中 自己的几点体会 ， 要求水利工作者在规划设计 时 ， 做到全盘统筹 ， 合理设计 ， 切实掌握堤防工程设 计 的各项要点 ， 使堤防工程不仅能更好地发挥防洪 功能 ， 而且能实现生态恢复 、 人水和谐的效果 ， 走堤 防建设 、 城市建设 、 景观建设 及环境美化融为一体 的可持续发展之路。 参考文献 【 1 】 水利部水利水电规划设计总院． 堤防工程设计规范[ M] ． 北京 ： 中国计划 出版社 ， 1 9 9 8 ． [ 2 ] 吴越． 堤防建设如何与城市发展相结合探析[ J ] ． 广西水 利水电， 2 0 0 7 ， ( 5 ) ： 3 0 — 3 3 ． 【 3 ] 王旭峰， 秦福华． 沉井基础防冲在青竹江防洪堤工程中 的应用[ J ] ． 浙江水利科技， 2 0 1 0 ， ( 5 ) ： 2 9 — 3 1 ． ( 责任编辑 ： 刘征 湛) D e s i g n o f d a m Z h u y u a n s e c t i o n o f Qi n g z h u j i a n g R i v e r F l o o d P r o t e c t i o n P r o j e c t i n Qi n g c h u a n C o u n t y YA N G L i — — j u a n f Ha n g z h o u Wa t e r a n d H y d r o p o w e r I n v e s t i g a t i o n&D e s i g n I n s t i t u t e ， H a n g z h o u 3 1 0 0 1 6 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e Z h u y u a n d a m s e c t i o n o f Q i n g z h u j i a n g R i v e r F l o o d P r o t e c t i o n P r o j e c t l o c a t e d a t Z h u y u a n t o w n o f Q i n — g c h ua n Co un t y h a s a t o t a l l e n g t h o f 3 ． 1 k m． Th e p r i nc i p l e o f e c o l o g i c a l e ng i n e e r i n g wa s fit i n t o h y d r a u l i c d e s i g n a n 。 d e r t h e p r e r e q ui s i t e t h a t u r ba n flo o d pr o t e c t i o n s a f e t y i s g ua r a n t e e d ．Va r i o us s t ru c t ur a l s c h e me s we r e d e s i g ne d a s — c o r d i n g t 0 t h e c u r r e n t s t a t u s o f r i v e r c o u r s e ， s h o r t e n i n g t h e d i s t a n c e b e t we e n h u ma n a n d n a t u r e o r w a t e r ； a l l e v i a t i n g n e g a t i v e i mpa c t f r o m ha r d s t ru c t u r e s ；t a k i n g i n t o a c c o u n t mun i c i p a l a n d r o a d c o ns t ru c t i o n ．i ． e ．d e s i g n i n g t h i s d i k e p r o j e c t a s i t i s a c o mp r e h e n s i v e m u n i c i p a l w o r k ． T h o r o u g h a n a l y s i s w a s m a d e o n t h e s c o u r i n g r e s i s t a n c e a n d r e i n - f o r c e me n t o f d i k e fou nd a t i o n b e f o r e c o r r e s p o n d i n g e ng i n e e r i n g me a s ur e s we r e a d o p t e d． Ke y wo r d s ： F l o o d d i k e ； d i k e a x i s ； s t ruc t u r a l d e s i g n ； s c o u ti n g r e s i s t a n c e ； Q i n g z h u j i a n g R i v e r 7 0