淺議中小河流治理工程中堤防加固設(shè)計思路

【摘要】所謂的中小河流治理工程指的是中小河流的防洪減災(zāi)的治理項(xiàng)目，其目的是提高中小河流防洪減災(zāi)的能力，減少中小河流災(zāi)害發(fā)生的概率。中小河流的災(zāi)害對人們帶來的損失較為嚴(yán)重，無時無刻不在威脅著人們的生活。本文針對中小河流治理工程中提防加固的設(shè)計思路，對堤防加固設(shè)計方案以及堤防加固穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】中小河流治理；提防加固；加固穩(wěn)定性；加固技術(shù)

1、引言

隨著地球上大自然環(huán)境的不斷惡化，越來越多的自然災(zāi)害不斷侵害著人類的生活，如地震、沙塵暴、洪災(zāi)、龍卷風(fēng)等等。在這些自然災(zāi)害中，中小河流的洪澇災(zāi)害一直是人們關(guān)注的對象，國家相關(guān)人員也正在對其治理措施進(jìn)行研究。隨著國家對大型河流的防汛工程的建設(shè)，大型河流的防洪減災(zāi)能力明顯提高，但是卻忽略了中小型河流的防汛工程的建設(shè)，因此，中小型河流的防洪減災(zāi)方面還存在諸多的安全隱患。目前，國家相關(guān)部門已經(jīng)制定了相應(yīng)的政策，如《全國重點(diǎn)地區(qū)中小型河流近期治理建設(shè)規(guī)劃》，為確保中小型河流的有足夠的防汛能力，全國各地已將中小型河流的防汛建設(shè)作為重點(diǎn)規(guī)劃，確保人民的生命財產(chǎn)安全不受到威脅。

2、堤防加固設(shè)計方案

2.1 堤身填筑設(shè)計

堤身填筑方案可采取外幫加培方案，即堤身的迎水坡用河道疏浚清挖出的砂卵石填筑防滲，這樣可以減少河道疏浚產(chǎn)生的需要處理的廢棄砂卵石及工程的占地面積。在堤身填筑的施工過程中，需注意斜墻的頂部需要滿足機(jī)械施工的要求，斜墻的底部厚度不得小于水頭厚度的四分之一，這兩點(diǎn)在《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范中明確規(guī)定》。設(shè)計時可以假設(shè)黏性土的填筑厚度為1米，根據(jù)《提防工程設(shè)計規(guī)范》確定黏性土的壓實(shí)度為0.9，除了堤身砼黏性土填筑，其他的部位則利用代料土填筑，但是必須嚴(yán)格控制代料土的相對密度。堤身的填筑時需要將新老堤身的接觸部位做好防護(hù)措施，黏性土的填筑方式為分層填筑，碾壓方式為分層碾壓。堤身斷面需要滿足一下幾點(diǎn)指標(biāo)：（一）： 堤頂設(shè)計寬度為正常為4米左右（具體根施工機(jī)械而定）；（二）：堤頂標(biāo)高的確定原則為“只抬不降”，可根據(jù)每十年一遇的洪水設(shè)計水位再加0.8米確定，確保堤身有足夠的防汛能力；（三）：堤身的外坡可以按照1：1.5～2設(shè)計，具體根據(jù)工程上實(shí)際的條件（填土料的物理性能、當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件）。

2.2 堤身護(hù)坡設(shè)計

堤身的護(hù)坡具體根據(jù)洪水水面線、流速的計算結(jié)果而定，其目的是為了避免洪水對堤身的沖刷導(dǎo)致堤身傾斜，所以，必須對堤身進(jìn)行護(hù)坡處理。護(hù)坡的類型一般有現(xiàn)澆砼面板護(hù)坡、預(yù)制混凝土六角型試塊護(hù)坡、草皮護(hù)坡、草植物護(hù)坡等。每種類型都有各自的特點(diǎn)，草皮護(hù)坡一般在外灘較寬和水流速度較緩慢的堤段，其優(yōu)點(diǎn)是施工較為簡單，施工成本較低，可以有效的防止土壤中水份的流失，缺點(diǎn)是其抗沖擊能力較差?；炷亮切驮噳K護(hù)坡是抗沖擊能力較強(qiáng)，抵抗變形的能力較強(qiáng)，可以就地取材，施工較為方便且外觀較為美觀，唯一的不足就是在汛期洪水流速較大地段預(yù)制砼塊砌筑縫易發(fā)生滲漏，淘空預(yù)制砼塊下填筑物，使堤防外坡產(chǎn)生大面積變形，我縣某水庫大壩外坡治理中采用的就是混凝土六角型試塊護(hù)坡，運(yùn)行一年后僅僅是由于暴雨的沖刷就使水庫大壩外坡面產(chǎn)生大面積變形。現(xiàn)澆砼面板護(hù)坡具有現(xiàn)澆砼面板優(yōu)點(diǎn)，并且避免了混凝土六角型試塊護(hù)坡變形的缺點(diǎn)，適用于流速較大地區(qū)。就成本來說，草植物護(hù)坡綜合了草皮護(hù)坡與預(yù)制混凝土六角型試塊護(hù)坡的優(yōu)點(diǎn)，其成本相比于前幾種最低，現(xiàn)澆砼面板其次，混凝土六角型試塊護(hù)坡最高。

2.3 疏浚河床設(shè)計線確定。

中小河流治理工程中，很多需要整治段是河道、漫灘、農(nóng)田隨過洪水量的不同而交替變化，而中小河流治理工程是把中小河道的行洪斷面進(jìn)行規(guī)整，渠化。因此疏浚河床線不能以現(xiàn)有未成規(guī)則的行洪斷面做為設(shè)計依據(jù)，而是要從整個整治段河道比降，行洪空間來整體設(shè)計，基礎(chǔ)設(shè)計高及復(fù)蓋層填筑高的依據(jù)也要由此而定。否則的話一場洪水過后，基礎(chǔ)很容易掉在河道岸坡半空中，上世紀(jì)六十年代我縣青衣江河道整治初期就出現(xiàn)過這樣的情況。河床設(shè)計線橫斷面的線型最好是中間低，兩岸高的折線型，這樣設(shè)計的好處是汛后水流規(guī)整到河道中間，避免低水位下河流對岸坡的沖刷。

2.4 防洪堤防的堤線設(shè)計

防洪堤防的堤線的設(shè)計應(yīng)根據(jù)中小型河流防洪的要求而進(jìn)行設(shè)計，主要需要考慮工程所在地區(qū)的地質(zhì)條件，需要根據(jù)工程周圍的建筑物位置進(jìn)行綜合考慮，需要考慮河流的流動方向。堤線需要盡可能的避免不良的地質(zhì)條件，堤線必須平順，堤距必須均勻，不得一會大或者一會小。

2.5 已建堤防加固設(shè)計

對已經(jīng)建成的堤防需對其堤頂?shù)母叨?、堤身的穩(wěn)定性及其滲透性進(jìn)行復(fù)核設(shè)計，對不滿足穩(wěn)定要求的堤坡需要減緩護(hù)坡，對出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞的堤身，需要對其從新壓實(shí)，如果堤身出現(xiàn)較大的裂縫，需要根據(jù)要求將其開挖并從新修建，如果出現(xiàn)難以開挖的現(xiàn)象，可以采取灌漿的方式對堤身進(jìn)行加固，并保證堤身有足夠的灌漿。如果出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，可以采取修建防滲墻的方法對其進(jìn)行防滲加固。

3、堤防加固穩(wěn)定性分析

3.1 滲流分析

根據(jù)工程堤身利用的迎水坡黏性土填筑方案而確定的滲透系數(shù)一般小于每秒0.0001cm，通過對滲流的計算可見，堤身斷面的滲透坡降和滲流量均滿足規(guī)定要求。堤身滲流計算表如下：

3.2 穩(wěn)定分析

在工程中一般采用理正軟件和圓弧法對堤防加固進(jìn)行穩(wěn)定性分析，邊坡的穩(wěn)定計算程序由理正軟件編制，邊坡的抗滑由圓弧法進(jìn)行計算，可通過滲流的計算結(jié)果來確定邊坡的自由水面線。分析可見，在壓縮性較大的填土中，如果其水位降低將會產(chǎn)生附帶的空隙壓力。由于水位降低過程中存在空隙壓力且難以減小，所以在對穩(wěn)定進(jìn)行分析時，不考慮對空隙壓力的減少，只能采用類似的方法確定，孔隙壓力的系數(shù)可取近似值1，具體的計算公式如下：

這個公式中的h'是穩(wěn)定時的水頭損失數(shù)據(jù)，h1是黏土填筑的高度，h2是沒有黏土填筑的高度，h3是土壩頂面到水面的距離，△hw是有黏土填筑時水位降低的高度，△hs是無黏土填筑時降低的高度。通過利用這個計算公式對護(hù)坡的穩(wěn)定進(jìn)行計算分析，可以看出，其穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)定的要求。

4、結(jié)論

綜上所述，本文結(jié)合中小型河流的治理工程對堤防加固的技術(shù)進(jìn)行了簡要的分析研究，主要從堤身填筑設(shè)計、堤身護(hù)坡設(shè)計、防洪堤防的堤線設(shè)計及已建堤防加固設(shè)計四個方面對堤防的加固設(shè)計方案進(jìn)行了分析，并對堤防的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。通過上文的分析發(fā)現(xiàn)，我國在對堤防防洪的設(shè)計上還需要加大力度，各城市各地區(qū)需將中小河流的防洪主要關(guān)注對象，并需要制定專項(xiàng)資金，專門用于建設(shè)堤防防洪工程，需要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況因地制宜，盡可能的降低洪水災(zāi)害對我們帶來的損失，確保人民的生命財產(chǎn)安全得到有效保證，確保國家在防洪減災(zāi)方面能真真落實(shí)到位。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳新飛，李合群，康偉利，黑龍江省中小型河流治理問題與對策【J】，黑龍江水利科技，2012，（09）；

[2]朱德勤，魏全銀，孫尚謙，關(guān)于改進(jìn)我國提防工程護(hù)坡設(shè)計的建議【J】，水利水電技術(shù)，2009（11）：44 – 47；

[3]吳正才，劉如明，姚存景，提防的滲流穩(wěn)定及防滲設(shè)計【J】，水利科技與經(jīng)濟(jì)，2012（09）：22 – 30；