基于惠州西枝江防洪堤加固措施的探讨

钟易霖

摘要：为实现全国中小河流治理和除险加固总体规划要求，规划实施惠州西枝江堤防加固治理工程，总长度达55.135km。本文概述了其中一个子项目惠州西枝江防洪堤（惠东县城段）达标加固工程的概况。

关键词：工程位置；加固措施；防洪堤设计；防渗设计

1、工程位置

惠东西枝江堤位于惠东县城平山镇西南面，惠东城区段。本次防洪堤加固达标设计共约14.975km。其中，西枝江右岸堤防段为池竹村到黄湾水库，全长9.276km；西枝江左岸堤防段为象山到惠东县污水处理厂，全长约5.699km。

2、现状概述

西枝江防洪堤始建于六十年代，现状堤防防洪标准较低，已不能满足要求。近年来，西枝江中、下游无序挖砂严重，使河床下切，对防洪堤的稳定与安全产生了影响。目前西枝江防洪堤惠东县城段存在的问题有：①堤顶高程、堤顶宽度未达设计规范要求，部分堤身单薄，堤线较不平顺；②部分堤段堤脚外为主河道，基本无阶地保护；③部分堤形成深槽逼岸险段；④部分堤段堤基为细砂、砾砂和卵砾石层，容易产生渗透变形或破坏；⑤堤防沿线穿堤建筑物陈旧、老化，存在不同程度的开裂、渗漏。

因此，防洪堤的安全加固能提高防护区防洪标准，减少区内洪水灾害，更好地保护人民生命财产安全，保障社会生产持续发展。

3、工程地质条件

防洪堤堤身填土主要来自堤内外一级河流冲积阶地上部的砂质粘性土、粉质粘土，局部夹泥质粉细砂，呈可塑状，材料质量较好；但其中右岸段部分堤身填土以粉细砂、泥质粉细砂为主，呈松散状，材料质量较差。

4、工程级别及建筑物级别的确定

惠东县西枝江堤防加固工程防洪设计标准为50年一遇，根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）相应堤防工程级别应为2级。但考虑该堤防工程防护对象为中型城市，参照广东省类似城乡防灾减灾工程，西枝江堤防级别可定为3级。故惠东县西枝江防洪堤为3级堤防，相应的主要穿堤建筑物也为3级。穿堤建筑物防洪标准为50年一遇；排水标准为20年一遇设计，50年一遇校核。本工程堤防不考虑抗震设计，穿堤建筑按6度抗震设防。

5、堤线布置

新堤线基本沿现状堤防布置，只对局部堤段作小范围改线处理，对曲折堤岸予以平顺处理，对局部弯折角度较大堤段作裁弯取直处理，根据原堤线具体情况以不同半径的圆弧连接平顺堤线。

局部现状堤线由历史条件自然形成，堤身单薄，堤线未能与下游虎头山相连，没有形成封闭的堤线，并且堤线较不平顺形成凹角，与城市规划道路结合不起来。本次设计将堤线平顺拉直，优点是堤线平滑顺直，与城市规划道路结合较好景观效果相对较好；并且由于该段河段较宽，滩地较大，天然形成一凹角。因此局部调整对行洪不会产生不利影响。

6、防洪堤设计

一、防洪堤型式

堤防工程的结构形式选取的原则是就地取材，具体形式根据堤防所在位置、重要程度、施工条件、环境景观和工程造价等因素，经技术经济比较后确定。根据筑堤材料，堤防可划分为土堤、石堤、混凝土堤、钢筋混凝土防洪墙等。根据堤身断面形式，可分为：直墙式断面、斜坡式断面及直斜复合式断面，又或者根据地形情况派生出多种、多级型式断面。人口稠密的平原城镇所在地，采用直墙式堤不仅可少用土、石材料，避免过多引起征地拆迁，还可以结合城市景观和商业开发的需要进行设计和建设。

其中，直墙式断面堤身断面小，工程占地少；但立面单调生硬，亲水性差，地基应力大，工程费用高。斜坡式断面较为自然生态，亲水性好，地基应力小，工程费用低；但断面大，工程占地多。而直斜复合式断面则介于两者之间。人口稠密的平原城镇所在地，采用直墙式堤不仅可少用土、石材料，避免过多引起征地拆迁，还可以结合城市景观和商业开发的需要进行设计和建设。

根据现场情况，针对两岸的地形条件、征地拆迁难易程度、工程造价及环境景观等综合分析比较，选择结构形式以斜坡式梯形断面为主，局部根据村落建筑物分布情况及现状堤岸型式，采用直斜复合式断面。本次设计主要断面型式包括：

（1）在原土堤基础上加高培厚：采用实体土堤填筑到设计水位以上0.5m，再加0.5m高钢筋砼防浪墙。上、下游堤坡均取为1：2.5，并根据堤岸前后地形情况适当设置分级平台，采用草皮护坡型式。此为本次设计的主要堤岸型式。

（2）在原土堤加设L型钢筋砼挡墙：该种堤型用在原建设标准较好，堤身高度和宽度相差不大，所以在原堤基础上现浇钢筋砼L型挡墙，土堤覆土高度在设计水位以上0.5m。上游边坡按原坡度局部加固，下游堤坡取为1：2.5，并根据堤岸前后地形情况适当设置分级平台，采用草皮护坡型式。该种堤型主要用在惠东县城区段。以上两种主要设计堤型，堤高一般在4m到10m。

二、堤顶高程及宽度

（1）堤顶高程

防洪堤设计标准为50年一遇洪水，按3级堤防设计。堤防超高按下式计算确定：

Y=R+e+A

式中：Y——堤顶超高；

R——设计波浪爬高；

ｅ——设计风雍增水高度；

A——安全加高。

根据实际情况经计算堤顶超高拟取Y=1m。为减少填土量和征拆迁，采用土堤顶高程高出设计水位0.5m，加0.5m钢筋砼防浪墙的方案。

（2）堤顶宽度

考虑本堤岸实际情况为堤路结合，及防汛时防汛交通需要，堤顶按6m宽设计。

7、险工险段整治方案

本工程堤段堤外一般分布宽度大于50m的阶地，有利于保护堤脚免遭洪水冲刷，堤基工程地质条件较好。但右岸部分堤段为拟新建堤段，堤脚外为主河道，基本无阶地保护，堤脚易受江水冲刷，易形成深槽逼岸险段。

该段现状堤线较不完整且不平顺，堤外为主航道，采取丁坝挂淤方案基本不可行，抛石护脚也不能外侵河道太多。因此结合城市规划，采取局部退堤处理，把堤线沿城市规划道路适当后移，形成部分护堤滩地。在深槽逼岸险段采用抛石护脚，从而达到堤脚及滩地不受冲蚀，保证大堤安全的目的。

8、防洪堤防渗设计

防洪堤右岸堤段主要以泥质粉细砂为主，渗透性较大，而且以下为砾砂和砂卵砾石层，在渗透及渗透变形的可能。经渗透变形计算，上述堤段为强透水砂层的地段，堤脚易渗，抗渗性较差，计算得渗透坡降大于容许渗透坡降，会发生渗透破坏，需采取工程措施处理。

防渗措施一般分为垂直防渗和水平防渗。对上述堤基采用垂直防渗可解决渗透破坏，但可能截断堤内外地下水交流，严重影响生态环境，同时垂直防渗工程投资较高、施工检测困难，因此本工程不考虑采用全线垂直截流。而水平防渗又分为临水坡填筑粘土铺盖和背水坡填砂压渗两种。由于该堤段正好是西枝江惠东水利枢纽工程坝址所在，在临水坡填筑粘土铺盖会对河道水流流态产生一定改变，对枢纽工程产生一定影响。而且该段堤前河滩地高程较高，粘土铺盖长期暴露在水面以上容易影响防渗效果。因此，采用背水坡填砂压渗的工程措施处理。经计算确定堤段后坡堤脚10m到30m范围采取压渗减压导流措施，压渗厚度一般不大于3m。

9、穿堤建筑物

该防洪堤穿堤建筑物为1座泵站和7座穿堤涵管。泵站采用堤后式布置。涵管结合堤岸设计进行加固处理，新建涵管及出口设置消能防冲设施等，穿堤涵管采用预应力钢筋混凝土结构，为防止外江洪水倒流，各涵管出口均设置拍门。穿堤涵管出口均设护坦，两侧直立式浆砌石挡墙结构，并在护坦外根据地形设置一定长度的浆砌石海漫。

10、工程观测设计

为确保工程安全运行，并可通过原型观测积累观测资料，提高堤防工程设计管理水平，结合本工程情况，设置下列一般性观测项目：

（1）位移观测

重点进行软弱基础堤段、码头堤段的位移、沉降监测以及堤防表面观测。堤防暂按每300m设置1个观测点；每个穿堤涵管各设置2个观测点，在有潜在滑移的危险堤段应加设观测点，对全堤应进行定期和不定期观测。汛期应缩短观测间隔时间，增加观测次数。

（2）水位、流量观测

各堤段均应定期进行水位观测，并做好记录；水位观测设置自动水位计1架，其余采用水位标尺设置；水位观测参照有关规范执行。

（3）堤身表面观测

表面观测主要包括裂缝、滑坡、塌陷、隆起、渗透变形及表面侵蚀破坏等。对存在渗透变形可能的区域加强观测，在汛期着重进行表面观测。其它堤段观测断面间距暂按300m~500m设置，如地形地质条件无异常变化的断面间距可适当扩大。

11、结语

本文叙述了该防洪堤工程的位置、服务范围，并且综合各项实际、实地因素选择了较为合适的防洪堤设计方案，分析了设计要点和优缺点，对西枝江防洪堤（惠东县城段）进行了堤防加固和保护措施。这一工程符合全国中小河流治理和除险加固总体规划的要求，为该地区社会经济可持续发展提供了有力保障。

参考文献：

[1]郭彩萍.广州市珠江堤防整治规划[J].人民珠江，2009（05）.

[2]王天星，李振鑫.中小河流治理设计中的几点作法[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2017（01）.