商南县滔河赵川镇堤防建设方案

赵瑞明，童 斐

(1.商南县县河水库管理处，陕西 商洛 726300；2.商南县防汛办，陕西 商洛 726300)

1 基本概况

赵川镇地处商南县南部边陲，距县城88 km，面积170.71 km2，辖9个行政村1.17万人。滔河发源于陕西商南县孤岭山大竹园黑龙沟，由西北流向东南，从赵川进入湖北郧县，于河南淅川县滔河镇注入丹江，全长129.8 km，流域总面积1130 km2。

滔河赵川镇段防洪工程位于赵川镇中心桥处，出口段控制流域面积243 km2。由于缺乏统一的防洪规划，现状河道设防标准偏低。河漫滩主要为农业用地，使得沿岸居民及耕地长期处于滔河洪水的威胁之中，每年都会遭受洪水灾害，严重阻碍当地的社会经济发展步伐。为了减少滔河流域洪水灾害，改善沿河两岸乡镇的防洪基础设施条件，促进城乡发展建设，2010年国家将商南县滔河赵川镇段防洪治理列入了《陕西省中小河流近期治理建设规划》进行规划建设。

2 水文地质分析

2.1 水文气象条件

滔河干流陕西省境内长54 km，占总长的41.6%，流域面积358 km2，占流域总面积的31.7%，境内左右岸共有七条支流。滔河流域属于亚热带边缘湿润季风气候区，雨量较多，多年平均降水量850.4 mm。商南县滔河流域地处高山地区，当地山高险峻，河谷深切，两岸陡立，水流湍急，基岩裸露，河床比降为7.5‰。

工程区所在的滔河流域上有三个雨量站，临近流域武关河上有武关水文站和三个雨量站。由于滔河与武关河同位于丹江下游，且暴雨成因和下垫面极为相似。因此，利用同流域上武关水文站的实测洪峰流量资料来推求工程区设计洪水最为合适。经调查在滔河赵川镇前川村1975年8月8日曾发生历史特大洪水1420 m3/s，控制流域面积为214 km2。利用水文比拟法计算赵川镇工程断面100 a一遇洪水流量为1658 m3/s，断面控制流域面积为243 km2，与历史调查洪水接近。因此，参考综合参数法、推理公式法计算结果，本次采用水文比拟法计算修正后工程区20 a一遇洪峰流量成果，计算结果见表1。工程区20 a一遇洪水相应的洪峰流量为875 m3/s，10 a一遇洪水相应的洪峰流量为572 m3/s。

表1 水文比拟法计算修正后设计洪峰流量成果表 m3·s-1

2.2 工程地质条件

工程区位于秦岭南部中低山区，地势西北高东南低，海拔470～1000 m，相对高差200～500 m。滔河属丹江右岸一级支流，河谷深切，呈“V”形发育，地面相对高差10～50 m，河流两岸有断断续续呈条带分布的河流一级阶地发育，阶地二元结构清晰，上部砂壤土、粉质壤土，下部砂砾石。

工程区地层出露主要以上元古界、古生界及新生界地层为主。岩性主要为片岩、碎屑岩、碳酸盐、混合岩及第四系堆积物，主要分布于滔河两岸，以冲积为主。其地震动反应谱特征周期T=0.35 s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。地下水按含水层岩性可分为第四系松散堆积孔隙水和基岩裂隙水。地下水主要补给源是大气降水，变幅1.0～2.0 m。

3 堤防建设方案

3.1 工程洪水标准和建筑物级别

滔河赵川镇堤防建设涉及赵川镇的前川段和后川段两段，前川段位于乡镇中心区赵川镇中心桥上下游，后川段位于前川段上游后川村农防。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252—2000)[1]及《防洪标准》(GB 50201—2014)[2]，后川段防洪标准为滔河10 a一遇洪水，前川段防洪标准为滔河20 a一遇洪水。治理河段20 a一遇洪峰流量为875 m3/s，10 a一遇洪峰流量为572 m3/s。前川段堤防工程级别为4级；后川段堤防工程级别5级。

3.2 堤防工程布置

商南县滔河赵川镇段防洪工程综合治理长度5.4 km，本次建设防洪工程总长2492 m，堤防分段布设情况见表2。工程修建后将使滔河治理段范围赵川镇段河道形成一个较为完整的防洪体系，从而确保沿岸各乡镇防洪安全。其中，前川段治理范围：后川村右岸高坎至赵川供电所下游转弯段，治理河段长1712 m。该段保护范围内耕地淹没面积25.6 hm2，涉及人口1511人。赵川镇政府、赵川汽车站、中小学校、加油站等基础设施均位于该段，防洪标准取20 a一遇。

后川段治理范围：上游后川台子电站交通桥至后川村右岸高坎，治理河段长745.0 m。后川段保护范围内仅涉及部分耕地淹没，故该段依据中小河流治理项目保护对象的性质及重要性划分，该段为农防段，防洪标准取10 a一遇。

表2 堤防分段布设表

滔河赵川段河道基本顺畅，河势平直，主流平面摆幅不大。结合河道实际情况，本次设计充分利用现有岸、坎及建筑物节点等，在确保河道泄洪能力的条件下，尽量少占两岸可耕地面积，堤距55 m，上下游堤线衔接平顺、自然。

3.3 堤防设计

3.3.1 堤顶高程

根据《堤防工程设计规范》，堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定[3]。本次计算堤防工程城防段超高取整为1.2 m，农防段超高取1.0 m。

3.3.2 基础底高程

根据设计洪水标准计算的冲刷结果，洪水流速2.8～4.6 m/s时，平顺冲刷深度0.75～1.20 m，而在弯道段，斜冲冲刷深度1.40～1.52 m。地勘现场调查，平均冲深为0.5～1.0 m，最大冲深为1.5 m。结合工程区抗冲刷及抗冻、地基情况要求及河道河势变迁情况，考虑该河段无明显滩槽、河道渠槽化、主河槽摆动明显等特征，调查和了解的工程所在处河道冲刷深度。经综合考虑，确定本次初步设计平顺段冲刷深度采用1.0 m，在弯道段和靠近主流段冲刷深度取大值1.5 m(农防段冲刷深度取小值0.8 m)。其左堤典型设计图见图1。

图1 左堤典型设计图(单位：mm)

3.3.3 堤防工程

(1)护坡型式设计。根据堤防工程布置，结合工程区地质条件及堤防填筑料情况，经过边坡稳定分析计算，确定护坡临水坡坡比为1∶2.0。临水侧边坡采用M7.5浆砌块石护坡，护坡厚为50 cm。沿堤纵向每隔10 m设伸缩缝一条，缝宽3 cm，伸缩缝内用泡沫板填塞。护坡基础采用浆砌石深基础，基础深1.5 m，宽1.0 m。具体型式详见图2。

(2)挡土墙型式设计。结合该堤段地形，对于陡岸及河滩高程较低段采用浆砌石挡墙。挡土墙段堤防位于赵川镇，其断面型式在满足自身稳定及强度的情况下，结合县城的人文景观、城市建筑物布局进行选取。在进行堤防断面型式比较时，考虑了在满足墙身强度、整体稳定的情况下，尽量减小设计断面，采用廉价材料，本着安全、经济、合理的原则确定挡土墙的断面型式。结合工程实际，治理河段堤防高度大多数为8 m左右，采用衡重式浆砌石挡墙。

浆砌石挡墙断面尺寸为：顶宽0.5 m，面坡坡度为1∶0.20。上墙背坡坡度为1∶0.25，台宽为0.7 m，下墙背坡坡度为1∶0.20。挡墙面坡设置墙趾，墙趾尺寸为0.5 m×0.5 m。挡墙底部铺10 cm厚C15混凝土垫层。挡墙高度视各断面而定。具体尺寸详见设计图3。

3.4 附属工程

3.4.1 堤顶道路

考虑到防汛抢险、巡堤交通及管理养护要求，结合城市规划，沿堤防在堤顶上布置堤顶道路，路面宽4.0 m，表层为15 cm泥结石硬化面层，路基为15 cm砂土垫层。纵向坡度不大于6%。路面排水形式为散排，行车道路路面横向拱度为2%，排向河道。

图2 护坡典型设计图(单位：mm)

图3 挡土墙典型设计(单位：mm)

3.4.2 下河踏步

滔河赵川段堤防共设计下河踏步5处，农防段1处，位于桩号TNR0+545处。城防段4处，分别位于左右岸堤防TL0+516、TL1+022、TR0+730、TR1+320处。踏步采用M7.5浆砌石砌筑，M10水泥砂浆抹面。

3.4.3 排水涵管

根据本次设计现场查勘共有穿堤涵管15处(其中左岸5处，右岸10处)。对污水涵管，应符合水污染防治法有关规定，达标后排放。本次设计对15处涵管进行延长。回填土料可利用开挖土料填筑，基础底面原状土压实，压实度不小于0.90。回填土料表面基本平整，与周围滩面齐平。涵管采用预制混凝土管，直径为50 cm，基础铺5 cm厚C15混凝土垫层，涵管分缝处设橡胶止水带。

3.4.4 排洪箱涵

滔河右岸桩号1+030处新修排洪箱涵，防洪标准为10 a一遇，流量为34 m3/s。箱涵采用两孔，单孔净尺寸为2.5 m×2.5 m。结构型式采用C25钢筋混凝土箱涵，箱涵长度20.0 m，下铺10 cm厚C15混凝土基础，基础下垫20 cm厚砂砾石。箱涵每10 m分缝，分缝处设橡胶止水带。出口伸出堤防，留有预留口，以便与后期涵洞相衔接。

4 结 论

滔河赵川镇段堤防工程主要作用为保障商南县赵川镇防洪安全。本工程位于商南县赵川镇城区中心桥附近，建设防洪工程总长2492 m。通过分析河流特性，提出堤防、护坡、挡土墙等工程建设情况。工程实施后，通过2013年汛期的运行效果看，使治理前经常遭受洪水威胁的各河段得到了有效保护，提高保护区的防洪能力，改善了河道生态环境确保了防洪安全。

[1] 中华人民共和国水利部.水利水电工程等级划分及洪水标准：SL 252—2000[S].北京：中国水利水电出版社，2000．

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部．防洪标准：GB 50201—2014[S]．北京：中国标准出版社,2014．

[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部．堤防工程设计规范：GB 50286—2013[S]．北京：中国计划出版社，2013．