中山市沙塘圍險(xiǎn)段整治措施研究

梁柏棉 中山市東鳳鎮(zhèn)水務(wù)事務(wù)中心

1.工程概述

1.1 險(xiǎn)段現(xiàn)狀

中山市東鳳鎮(zhèn)位于五鄉(xiāng)聯(lián)-圍西北部，北臨雞鴉水道，與佛山市順德區(qū)容桂鎮(zhèn)和中山市的南頭鎮(zhèn)隔水相望。雞鴉水道形態(tài)復(fù)雜，沿河險(xiǎn)段眾多，嚴(yán)重威脅著兩岸人們生產(chǎn)生活的安全，在眾多險(xiǎn)段中，尤其以位于雞鴉水道右岸的中沙環(huán)影響最大，全長(zhǎng)約3km。該險(xiǎn)段是中山市五鄉(xiāng)聯(lián)圍東鳳鎮(zhèn)堤段上以防洪（潮）為主的水利工程。中山市東鳳鎮(zhèn)中沙環(huán)（沙塘圍段）險(xiǎn)段則位于中沙環(huán)險(xiǎn)段的上游段，天成水閘至吉昌水閘之間，長(zhǎng)度約為400m。早在上世紀(jì)七十年代末，人們便開始對(duì)這些險(xiǎn)段進(jìn)行整治，期間投入了不少的人力、物力、財(cái)力，然而，因水流條件惡劣，又缺乏科學(xué)治水的依據(jù)，早期的整治難以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，長(zhǎng)期給五鄉(xiāng)聯(lián)圍的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

1.2 存在的問(wèn)題

經(jīng)過(guò)近20年的整治，雞鴉水道中沙環(huán)河段河道主流位置相對(duì)整治前向左岸偏移了，左岸淤積河床遠(yuǎn)離干堤約150m處下降約1.0～2.0m，右岸河床基本保持沒(méi)有沖深。但是由于沒(méi)有完完全全按照模型整治，目前右汊河道分流能力沒(méi)有達(dá)到模型效果，有淤積現(xiàn)象。主河道主流也還是靠近右岸，對(duì)右岸險(xiǎn)段仍存在沖刷，岸坡不穩(wěn)定。

中沙環(huán)（沙塘圍段）險(xiǎn)段目前遇到的主要險(xiǎn)情和問(wèn)題如下所示。

（1）險(xiǎn)段處于河道拐彎處，是典型的坐彎頂沖型險(xiǎn)段，其河床面呈現(xiàn)左高右低的態(tài)勢(shì)，右岸沖刷，在樁號(hào)段12+400～12+800有一條長(zhǎng)約400 m的深槽。深槽最深處高程為-19.75m，與灘地高程（約2.00m）相差接近23m；深槽處岸坡陡峭，坡比可達(dá)1:1.3。

（2）樁號(hào)段12+450～12+643的堤路走向偏向外江側(cè)，樁號(hào)12+600處堤防坡腳距離岸坡頂僅為11m，相對(duì)于上下游已束窄行洪斷面，而且這段岸坡正好處于深槽范圍內(nèi)，受到水流沖刷。雖然樁號(hào)12+500、12+550、12+600處分別已拋筑有1#丁壩、2#丁壩、3#丁壩，對(duì)岸坡的沖刷有一定的延緩作用，但由于長(zhǎng)年的沖刷，散拋的塊石容易沖走，丁壩頭會(huì)受到?jīng)_刷，局部有垮塌。

（3）經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，樁號(hào)12+600往下游的主干堤走向逐漸遠(yuǎn)離外江，對(duì)外江的防洪安全有利。但主干堤外江側(cè)灘地的岸坡頂上當(dāng)?shù)卮迕裰懈钡蹋骄叱逃?.50m，已達(dá)到雞鴉水道在該位置的5年一遇洪水位。當(dāng)上游下泄的洪水來(lái)臨時(shí)，副堤束窄行洪斷面，水流流態(tài)紊亂，這也是導(dǎo)致本工程范圍內(nèi)的三座丁壩處沖刷嚴(yán)重的原因之一。該河段邊坡較陡，須要加強(qiáng)巡測(cè)巡查，觀察其變化情況。

綜上所述，中沙環(huán)（沙塘圍段）險(xiǎn)段護(hù)岸目前存在的主要問(wèn)題是外江水流對(duì)岸坡淘刷、丁壩群沖刷垮塌，部分干堤偏向外江，危及主干堤的防洪安全。

1.3 工程建設(shè)的必要性

東鳳鎮(zhèn)中沙環(huán)（沙塘圍段）險(xiǎn)段護(hù)岸是該段堤圍的常年護(hù)岸線，與五鄉(xiāng)聯(lián)圍東干堤共同保護(hù)著東鳳鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)命脈。從圍內(nèi)目前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和中、長(zhǎng)期發(fā)展遠(yuǎn)景考慮，現(xiàn)有的五鄉(xiāng)聯(lián)圍東干堤已基本達(dá)標(biāo)加固完成。但中沙環(huán)（沙塘圍段）險(xiǎn)段因主干堤偏向外江側(cè)，導(dǎo)致外灘地很少，主干堤坡腳距離岸坡最近處僅11m，外江側(cè)岸坡坡度較陡，水下已形成深槽，且有繼續(xù)沖深的傾向，直接威脅到主干堤的安全，現(xiàn)狀已拋有短丁壩和拋石護(hù)岸,使險(xiǎn)情有所緩解，但由于流速較大拋石容易被沖走，險(xiǎn)段不能長(zhǎng)期穩(wěn)定。為了保證五鄉(xiāng)聯(lián)圍干堤的安全以及當(dāng)?shù)貒?guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，迫切需要進(jìn)一步對(duì)險(xiǎn)段河岸進(jìn)行防護(hù)治理。

2.整治方案確定

根據(jù)河工試驗(yàn)以及對(duì)中沙環(huán)險(xiǎn)段已完成整治措施的調(diào)查分析，本次整治方案擬采用對(duì)堤防進(jìn)行“退堤還灘”的方法，相比于保留現(xiàn)狀堤防并修復(fù)岸線的方法，安全性更好且投資更少。在退堤還灘的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了兩種布置方案的比選。

方案一：重建堤防193m，后退堤線0～30m，外河側(cè)灘地基本保持在40m；河岸線沿用現(xiàn)狀岸線不變，只對(duì)水下丁壩坡腳進(jìn)行防護(hù)，并在3#丁壩頭拋筑1條潛壩。

方案二：重建堤防400m，后退堤線0～50m，河岸線沿用現(xiàn)狀岸線不變。在3#丁壩頭拋筑1條潛壩。

經(jīng)分析認(rèn)為，兩種方案均能達(dá)到設(shè)計(jì)的整治要求，但方案一征地更少，整體安全性更高，投資也更少，因此，選為推薦方案。

3.堤防設(shè)計(jì)

3.1 堤型選擇

在確定堤身斷面型式時(shí)，須遵照以下設(shè)計(jì)原則：

（1）堤身斷面型式要適應(yīng)沿海地區(qū)軟土地基高含水量、低密度、高壓縮性、低強(qiáng)度的特性，能夠與軟土地基在變形、沉降等方面相協(xié)調(diào)，保證堤防在施工期和運(yùn)行期的穩(wěn)定。

（2）充分利用當(dāng)?shù)乜捎玫慕ㄖ牧?，盡量考慮土方挖填平衡，根據(jù)因地制宜、就地取材的原則，達(dá)到降低工程造價(jià)的目的。

（3）應(yīng)根據(jù)堤段所處位置的重要程度、堤址地質(zhì)條件、筑堤材料、水流、波浪特性、施工條件，結(jié)合運(yùn)行、管理、維修、環(huán)保的要求，經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

五鄉(xiāng)聯(lián)圍中沙環(huán)險(xiǎn)段上下游目前堤型都為斜坡式均質(zhì)土堤，為了更好地與上下游銜接，退堤段堤型同樣采用梯形斷面斜坡式均質(zhì)土堤。

3.2 堤身設(shè)計(jì)

堤頂高程為5.90m，堤頂總寬度6m，堤頂設(shè)C30砼路面，寬度5m，厚230mm。堤路兩側(cè)設(shè)置0.5m寬的路肩。背水坡在高程3.00m處設(shè)置一個(gè)寬度為2m的戧臺(tái)，背水坡坡度為1:2，迎水坡坡度1:2.5，堤內(nèi)外坡均采用草皮護(hù)坡。

3.3 堤基處理

根據(jù)地質(zhì)勘察，堤基主要為填土、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土、淤泥質(zhì)粉砂。在新堤址填筑新堤后，根據(jù)堤防抗滑穩(wěn)定計(jì)算及堤防沉降計(jì)算結(jié)果，堤身整體穩(wěn)定計(jì)算不能滿足規(guī)范要求，堤防工后沉降較大，須對(duì)堤基進(jìn)行處理。根據(jù)堤基地質(zhì)土層情況，設(shè)計(jì)處理方案如下：設(shè)計(jì)自堤基0.80 m 高程以下采用φ 500 mm 水泥攪拌樁加固，處理深度至-12.7m 高程，處理樁長(zhǎng)為13.5m。φ500mm水泥攪拌樁縱、橫向間距為1.00m，梅花型布置。水泥攪拌樁施工技術(shù)簡(jiǎn)單，施工工期短，能保證枯水期低水位施工；結(jié)合本工程實(shí)際，堤內(nèi)地面高程約為0.80m，基本與樁基施工平臺(tái)高程一致，可不需另外鋪設(shè)施工平臺(tái)，只需稍作平整即可，開挖回填方量少，適用于本工程的堤基處理。

4.護(hù)岸形式選擇

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘及測(cè)量資料，中沙環(huán)（沙塘圍段）險(xiǎn)段3座丁壩處受沖刷、崩塌最嚴(yán)重，且堤防在該段靠近岸坡，灘地逐漸減少。本工程對(duì)三座丁壩（1#丁壩、2#丁壩、3#丁壩）腳進(jìn)行網(wǎng)袋拋石防護(hù)。設(shè)計(jì)采用分期平拋的方法，一期護(hù)腳拋石至-12.00m，二期拋石護(hù)腳至-6.00m，拋石邊坡都為1:2.5，一二期拋石平臺(tái)寬2.0m。

5.潛壩工程

根據(jù)河工試驗(yàn)推薦方案，中沙環(huán)（沙塘圍）險(xiǎn)段拋筑兩座潛壩，樁號(hào)位置分別為12+550（本工程測(cè)量樁號(hào)12+390 處）和樁號(hào)12+640，其中樁號(hào)12+640處潛壩未實(shí)施。樁號(hào)12+550 處拋筑了潛壩壩頂高程-11.0m，目前潛壩的壩頂高程基本沒(méi)有變化，上游側(cè)河床高程約-15.0 m，相對(duì)2001年淤積厚度1.0～1.5m，下游側(cè)河床最深處-19.00m，河床基本沒(méi)有變化。根據(jù)河工試驗(yàn)結(jié)果，本工程在樁號(hào)12+600（3#丁壩前）拋筑一座潛壩，壩頂高程為-12.00 m，壩長(zhǎng)為96.5m，壩頂寬度為5m，兩側(cè)邊坡為1:3.0，采用網(wǎng)袋拋石填筑的形式。

6.結(jié)語(yǔ)

本文總結(jié)研究了中山市東鳳鎮(zhèn)中沙環(huán)（沙塘圍段）險(xiǎn)段工程的整治措施，方案實(shí)施后能夠有效提高該堤段的防洪能力，完善東鳳鎮(zhèn)五鄉(xiāng)聯(lián)圍干堤防洪防潮功能，減輕或避免洪澇災(zāi)害，有效保障地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)，使之步入可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的快車道。該工程的建設(shè)，消除了河岸工程的安全隱患，有效保證了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全、正常生產(chǎn)生活以及各行業(yè)的設(shè)施安全和正常運(yùn)行，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)劃提供了有力的保障。