谈新疆和布克河防洪工程的总体布置

贺佩君

（塔城地区白杨河引水工程建设管理局，新疆 塔城834700）

新疆和布克河各支流主要发源于北部、西北部的萨吾尔山。在和布克河北岸，由潜水（泉水）汇集而成的较大支流有4 条，分别是白仙萨拉、哈拉萨拉、纳伦和布克及铁布肯乌散。和布克河流域分布特征是水系发达，河（沟）数量多，但流程短，水量小，水系形状不规则，河流南岸几乎无支流汇入，最终以潜流的形式汇入玛纳斯湖。

和布克河夏孜盖段防洪工程位于和布克赛尔蒙古自治县夏孜盖乡境内，地理位置东经85°19′～85°27′，北纬46°45′～46°48′。

1 防洪现状分析

和布克河夏孜盖河段的左岸属农十师184团地界，该河岸局部地段在2010 年底已做防护，防护型式为混凝土护坡，长约2.9 km。堤防的堆填料是河床内的砂砾石。堤身高4.0～6.0 m，堤顶宽4.50 m，堤底宽大约10.0 m 左右。堤内的冻胀土已全部清除，并且全部换填成了符合堤料的砂砾石料。混凝土面板的施工质量符合规范要求。局部地段的建筑物基础埋深较浅使得冲刷严重的地段其面板底部被冲毁。夏孜盖河段的右岸属和丰县夏孜盖地界，现状未建设防洪工程，故每年的洪水期，当地均需组织大量人力、物力、财力进行抗洪抢险，由于基础设施薄弱，虽每年均进行防洪抗洪，洪灾损失基本上每年都有发生，当地人民对此苦不堪言。因此，做好防洪工程成为当务之急。

2 防洪工程总体布置

本次防洪工程建设任务是对和布克河夏孜盖段右岸进行防洪治理，使困扰两岸几十年的洪灾问题得以有效解决。工程防护对象主要为夏孜盖乡（托热特村、夏孜盖村、桑布根拜兴村、巴音托洛盖村）的居民、农田等。防护内容为：防护总人口数1 591 人、耕地85.06 hm2。

2.1 堤防轴线选择

防洪工程从和布克河铁路桥为起点桩号为0+000～5+000，整治河道长5.0 km，防洪堤总长5.0 km，总体走向大致由西向东布置。

根据项目区地形情况及需保护的范围，结合河道平面位置变化情况，工程尽可能布置在河道冲刷严重及需保护范围的外围，并结合地形，将防洪堤建在地势较高处，以便节省工程投资。

2.2 堤防衬砌材料选择

在进行防洪工程建设时，根据衬砌形式不同，采取混凝土护坡、雷诺护垫护坡、浆砌石护坡三种形式进行比较。

1）混凝土护坡。堤顶宽4.0 m，内边坡为1∶1.75、外边坡为1∶2。上游面从上至下依次为：15 cm 厚混凝土护坡，30 cm 厚砂砾料垫层，为防止底部冲刷，地面以下护坡采用20 cm 厚混凝土板护坡，将混凝土护坡沿1∶1.75 的边坡延伸至底部冲刷深度，设混凝土齿墙。

2）雷诺护垫护坡。护坡型式采用0.3 m 厚护垫衬砌，护垫为网箱型式，大小采用3.0 m×2.0 m×0.3 m。网格大小采用80 mm×100 mm，网丝直径2.5 mm，边丝直径3.2 mm，厚度为500 mm。网箱和网箱之间采用16#扎丝联接。

3）浆砌石护坡。根据地质报告，如果采用浆砌石护坡方案需要爆破开采，初步估算本方案造价较高。因此本次设计不采用浆砌石护坡方案。

综合考虑防洪堤护坡形式选择即混凝土护坡方案。

2.3 水力计算

根据设计断面对项目区洪沟的过洪能力进行水力计算，按明渠均匀流计算。

1）综合糙率n 计算。根据断面周界上糙率采用加权糙率计算方法。各断面的综合糙率范围在0.03～0.034 之间。

2）堤防高度确定。本次防洪工程断面型式为单侧防洪堤衬砌，超高计算也计入波浪及风壅水高。根据本次堤防设计为混凝土护坡，堤防工程级别为5 级，根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）确定，5 级建筑物安全超高取值为0.5 m。

3）防洪堤基础深度计算。根据《堤防工程设计规范》附录D 规定，采用冲刷公式计算冲刷深度。根据河道特性，并结合多年来已建护岸工程的经验和教训，根据《堤防工程设计规范》计算冲刷深度，确定护岸基础埋深。防洪堤迎水面坡脚冲刷基础埋深通过局部冲刷和斜冲计算，同时结合当地已建工程最终确定基础埋深为3.0～3.5 m。

2.4 抗冻胀设计

1）设计冻深。根据地质资料，右岸防洪堤段堤身填需要削坡部位为冻胀性土，根据《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211-2006），需对此段进行抗冻胀计算。根据《水工建筑物抗冰冻设计规范》附录B 计算设计冻深。经计算，本防洪工程设计冻深为1.57 m。

2）土的冻胀量。h=1.25 Zd0.71e-0.013Zw，式中：h 为地表冻胀量，cm；Zd为设计冻深，m；Zw 为计算点的地下水位深度，cm。经计算h=1.68 cm，据此可根据《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211-2006）中表3.0.9 查得土的冻胀级别为Ⅰ级。

3）垫层厚度。根据土的冻胀级别及《水工建筑物抗冰冻设计规范》（SL211-2006）要求，防冻层厚度不宜小于0.8 倍当地最大冻深（1.83 m），即垫层厚度为1.46 m。

2.5 混凝土板防腐处理措施

根据工程区的土和地下水取样分析可知，环境水对混凝土均无腐蚀性；地基砂砾石、砂壤土层对混凝土具有中等腐蚀性。

针对以上地质问题本阶段处理方案为：本工程初步选定堤防材料为混凝土板，断面型式为梯形断面，混凝土板下设30 cm 厚的砂砾料垫层，用于隔离基础土与混凝土板的接触，从而防止基础土对混凝土的腐蚀。

2.6 堤防工程结构设计

和布克河夏孜盖段防洪工程防洪形式为防洪堤，本次防洪工程右侧单侧防护总长5.0 km。防洪堤高2.1～2.9 m，堤顶宽4.0 m，内边坡为1∶1.75、外边坡为1∶2。上游面从上至下依次为：15 cm 厚混凝土护坡，30 cm 厚砂砾料垫层，为防止底部冲刷，地面以下护坡采用20 cm 厚混凝土板护坡，将混凝土护坡沿1∶1.75 的边坡延伸至底部冲刷深度3.0～3.5 m 深齿墙处，混凝土齿墙厚0.3 m，高0.5m。混凝土板护坡每隔2.5 m 设一道纵横缝，混凝土齿墙每隔2.5 m 设一道横缝，缝宽均为2.0 cm，填缝材料为高压闭孔板。防洪堤每100 m设一道防冲隔墙，宽度30 cm，厚度80 cm，混凝土指标为C25F200W4。

3 结 语

本次以新疆和布克河夏盖孜段为研究对象，对该地区的防洪现状进行分析，对防洪工程总体布置进行了探讨，最终确定了防洪堤的设计结构。为类似地区、类似工程提供了一定的参考。