南庙河铁路桥-河口段防洪工程堤防加固设计综述

彭 力

(江西省赣西土木工程勘测设计院科室设计分院，江西 宜春 336000)

1 工程概况

南庙河铁路桥-河口段防洪工程位于袁州新城袁河支流南庙河两岸，防洪保护面积5.86km2，保护耕地233.33hm2，保护人口6.30万人。

工程等级为Ⅲ等，其相应防洪标准为50年一遇(P=2%)，主要建筑物防洪墙、防洪堤等级为3级，次要建筑物为5级。

2 工程总体布置

南庙河铁路桥-河口段防洪工程由两段组成，上游段起点浙赣铁路桥终点袁州新城西桥，左岸桩号为袁右14+693-14+150，长543m，右岸桩号为袁右14+693a-15+235a，长542m；下游段起点为袁州新城东桥，终点为南庙河入河口，右岸桩号为袁右15+235a-16+300a，长1065m，堤线全长2150m；

工程上游段铁路桥至袁州新城西桥，左岸主要为滩地、右岸主要为临时施工道路，左岸桩号袁右14+693-14+150段河岸开阔拟定设计为防洪堤，右岸桩号袁右14+693a-14+773a段紧贴在建的宜春火车站拟定设计为防洪墙、桩号袁右14+773a-15+235a段河岸较宽拟定设计为防洪堤；下游段袁州新城东桥至南庙河入河口，右岸桩号袁右15+235a-16+071a段紧贴在建的规划路拟定设计为混凝土护岸结合防洪堤、桩号袁右16+071a-16+300a段位于拟建的闸坝下游拟定设计为防洪墙。

表1 南庙河铁路桥-河口段防洪工程堤防加固计划实施情况表

3 防洪堤设计

防洪工程防洪堤总长1841m，其中上游段铁路桥至袁州新城占浦大桥因左岸开挖取土破坏严重、地面高程较低，堤身采用防渗黏土填筑，(左岸桩号袁右14+693-14+150段；右岸桩号袁右14+773a-15+235a段)堤长1005m；下游段袁州新城东桥至南庙河入河口因两岸地面较高且两岸在建规划道路，道路修建完成后基本比堤顶要高，堤身采用开挖土料填筑，右岸桩号袁右15+235a-16+071a段，堤长836m。

防洪堤堤身设计断面为堤顶宽4.0m，临水坡为1:2.5，背水坡均为1:2.0，堤顶高程为相应P=2%洪水位加0.3m，堤顶设防浪板墙。

3.1 防洪堤堤身渗流分析计算

经计算得，堤坡出逸点允许渗透坡降J允=0.52。根据地勘资料，砂壤土渗透变形为流土型，砂壤土J允许=0.15。中细砂及砂砾石层渗透变形为管涌型，建议中细砂的允许渗透比降J允许=0.10，砂砾石的允许渗透比降J允许=0.20。

渗流分析计算考虑临水侧设计洪水与背水侧相应水位组合情况。按上述工况组合进行计算，计算结构见表2[1-2]。

表2 防洪堤典型断面稳定渗流期渗流计算成果表

1)整体安全性分析：

根据典型断面有限元法计算分析，稳定渗流期渗流性态符合均质堤防渗流场分布规律，各断面背水坡最大出逸坡降小于其允许值。

2)局部渗透分析：

由表2可以看出，在设计洪水期的稳定渗流期，砂卵砾石层最大水平渗透坡降小于其允许值，堤基不存在渗透破坏。

3.2 防洪堤堤坡稳定分析计算

堤坡稳定计算选取与渗流计算相同的断面，断面计算参数采用我院近期地勘试验成果值具体详见表3。计算工况为：①设计水位下背水侧堤坡的稳定(稳定渗流期)，外河水位取P=10%的设计洪水位，堤内水位取内堤脚高程；②设计洪水位降至堤脚时，临水侧堤坡的稳定(非稳定渗流期)。计算采用简化毕肖普法。典型断面堤坡稳定计算成果见表4。

由表4可知，临水侧、背水侧堤坡安全系数均大于允许值，满足规范抗滑稳定要求。

表3 防洪堤典型断面稳定计算参数指标表

表4 防洪堤典型断面堤坡稳定计算成果表

3.3 亲水平台设计

结合袁州新城总体规划要求，拟在南庙河支流汇合口上游150m修建抬水坝，抬水水位为81.50m。考虑抬水影响及景观要求，在右岸桩号袁15+235a-16+071a段82.0m高程修建宽3.0m亲水平台，82.0m高程以下采用C15混凝土预制块护坡处理。C15混凝土预制块护坡厚0.10m，下设0.10m厚砂卵石垫层。在左岸桩号袁14+693-14+150段以及右岸桩号袁右14+773a-15+235a段82.50m高程修建宽3.0m亲水平台，82.50m高程以下采用C15混凝土预制块护坡处理。C15混凝土预制块护坡厚0.10m，下设0.10m厚砂卵石垫层。

3.4 护坡设计

3.4.1 混凝土护坡设计

防洪工程险段范围分别为：左岸桩号袁右14+653-14+437、桩号袁右14+268-14+218、桩号袁右14+163-14+150；右岸桩号袁右14+693a-14+948a、袁右15+042a-15+235a，两岸总长727m。需采取硬护坡进行防护。

考虑抬水影响及景观要求，仅对亲水平台以下迎流顶冲和严重淘刷的河岸险段进行硬护坡处理。设计采用C15混凝土预制块护坡厚0.10m，下设0.10m厚砂卵石垫层。

3.4.2 生态护坡设计

工程以考虑河道生态理念为治理原则且该段工程位于袁州新城重要的景区段，故本次设计亲水平台以上尽量采用回归自然的草皮护坡设计。因上游段左岸桩号袁右14+693-14+150段、右岸桩号袁右14+773a-15+235a段护坡面较宽且紧临火车站，人口密度较大，为了打造该段休闲、美化且与周边环境相互辉映，形成一个很好的生态景区，该段亲水平台以上临水面采用生态袋护坡，背水面采用草皮护坡。下游段右岸袁右15+235a-16+071a段因受投资限制且该段位于建筑密集区很难形成生态景区，该段亲水平台以上临水面及背水面均采用草皮护坡[3]。

3.5 混凝土护岸设计

下游段右岸桩号袁右15+235a-16+071a段位于东桥与抬水坝之间，该段河道水流复杂、河宽较窄，两岸建筑密集、可用占地小，为减小用地且增加过流面积减小行洪压力，该段亲水平台以下采用混凝土重力式挡墙护岸。

混凝土挡墙高4.5m-6.5m，设计墙顶宽0.5m，临水坡坡度为1∶0.1，背倾斜坡度为1∶0.4，墙趾尺寸为0.5m×0.8m，墙踵尺寸为0.5m×0.8m。墙底深入河床≥1m且应落在砂卵石层上，防洪墙分缝距为10m，沥青杉板嵌缝。

4 防洪墙设计

4.1 防洪墙布置

程防洪墙总长309m，上游段右岸桩号袁右14+693a-14+773a段，长80m设计为重力式防洪墙；下游段袁州新城东桥下游段，右岸桩号袁右16+071a-16+300a段,长229m设计为衡重式防洪墙。

4.2 防洪墙结构设计

防洪墙顶高程采用设计洪水位加0.3m。墙顶设防浪板墙，防洪墙均采用C15混凝土结构，墙底深入河床≥1m且应落在砂卵石层上。衡重式防洪墙，墙顶宽0.5m，临水坡垂直，上墙高3.0m，台宽1.9m，上墙背倾斜坡度为1∶0.35，下墙背倾斜坡度为1∶0.2；重力式防洪墙，墙顶宽0.5m，临水坡1∶0.1，背倾斜坡度为1∶0.4，墙趾尺寸为0.5m×0.8m，墙踵尺寸为0.5m×0.8m。防洪墙分缝距为10m，沥青杉板嵌缝。

5 结 语

南庙河铁路桥-河口段防洪工程实施后，堤防能防御袁河和南庙河50a一遇洪水，为当地人民生命财产安全提供保障，设计方案合理，可供类似防洪工程参考。