谈新型防洪墙在城市河道防汛中的应用

胡 阳，陈恩典

（1.昌邑市水利事业发展中心，山东 昌邑 261300；2.山东省水利科学研究院，山东 济南 250014）

近年来，台风、强降雨等极端天气多发频发，旱涝并重，区域性、阶段性的旱涝灾害明显，极端气候事件偏多，防汛压力越来越大。但是城市建设已经基本完成，在城市内大规模的建设防洪设施面临着规划变更、土地调整、道路改建等诸多问题。因此，新型防洪墙的应用愈发重要。潍河昌邑城区段新式防洪墙按照50年一遇的防洪标准建设，总长度3.34 km，主要包括钢筋混凝土防洪墙0.4 km、钢筋混凝土加玻璃式防洪墙2.82 km、装配式防洪墙0.12 km，其中，钢筋混凝土加玻璃式防洪墙共用了1 124块钢化玻璃。在建设之前需对不同形式的堤型进行对比，结合工程实际选出适合工程的堤型。

1 堤型分类

潍河昌邑段防洪治理工程主要任务是按50年一遇防洪标准对潍河沿线堤防高程不足（洪水位+0.60 m）段进行加高。根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），堤防型式按照筑堤材料、堤身断面形式、防渗形式又可划分为不同的类型，按照堤身材料可分为土堤、石堤、混凝土或钢筋混凝土防洪墙等；按堤身断面形式可分为斜坡式、直墙式、直斜复合式；按照防渗体型式分为均质土堤形式、心墙形式等。不同堤型优缺点见表1。

表1 不同堤型优缺点对比表

目前我国多数堤防采用土堤的形式，但是土堤体积大、占地多，易受水流、风浪破坏，因而在一些重要河段及空间受限河段的防洪堤，多采用石堤及混凝土防洪墙等其他结构型式。

由表1对土堤、砌石防洪墙、混凝土防洪墙、钢筋混凝土加玻璃式防洪墙的优缺点进行对比可以看出，土堤材料分布广泛，便于就近取材、施工简易、能更好的适应堤基变形，改建方便、投资不高，更适合于河道周边村庄稀少的区域。但是土堤也有一些不足之处，比如体积比较大、占地面积大，在水流、风浪等不良环境作用下更容易被破坏，因而在一些重要河段及空间受限河段不常适用。钢筋混凝土加玻璃式防洪墙由于其整体性及抗冲刷能力强、占地少、美观性强的特点，更适合于城市河道防洪。

综合各种堤型的优缺点，在潍河昌邑段防洪治理工程建设中主要采用了土堤和钢筋混凝土加玻璃式防洪墙的形式，在周边村庄较少的潍河段采取了土堤，在城区段采用了钢筋混凝土防洪墙、钢筋混凝土加玻璃式防洪墙及装配式防洪墙相结合的新式防洪墙，均达到了50年一遇的防洪标准，满足防洪要求。

2 潍河昌邑城区段加高改建方案比选

潍河昌邑城区段加高改建范围为洪崖口险工至昌邑城东橡胶坝左岸段，现状修建有堤顶路，滩地范围内建有昌邑潍河湿地公园。由于该段堤顶高程不满足设计要求，综合考虑占地、工程投资及环境协调性等因素，该堤段临水侧采用了景观玻璃防洪墙，共计新建防洪墙3.61 km。方案比选情况详见表2。

表2 不同加高改建方案优缺点对比表

综合考虑工程投资、环境协调性等因素，昌邑市洪崖口至城东橡胶坝段堤防加高方案采用投资小、占地少、对现状交通体系影响较小的邻水侧路肩防洪墙方案。考虑到本段位于建成区内，且紧邻潍河公园，为当地群众重要的休闲娱乐场所之一，为提高防洪墙的环境协调性，采用钢化玻璃防洪墙。同时潍河昌邑城区段防洪墙在现状广场及公园路口处留有道口，并设置装配式防洪墙，汛期洪水位较高时临时安装防洪墙。

3 新式防洪墙设计

根据方案比选结果，城区段防洪墙采用钢筋混凝土墩墙与钢化玻璃组合防洪墙，利用底部混凝土墩墙挡水，上部采用景观钢化玻璃以满足超高要求。

3．1 底部墩墙

采用C30钢筋混凝土结构，基础厚0.40 m，埋深0.60 m，宽1.20～1.40 m；挡水墙厚0.40 m，背水侧设置斜坡面并采用花岗岩贴面以提高墙体美观性。墩墙上部采用夹胶安全玻璃，每隔2 m设钢筋混凝土立柱。安全玻璃结构层为4层钢化玻璃、3层夹胶，夹胶材质为PVB胶，夹胶安全玻璃外两层为保护层，内两层为核心层。玻璃四周加装铝合金边框，各层玻璃四周四角都经过倒角倒边处理。边框与边柱间密封材料为三元乙丙密封条，边框底部密封材料为PE材料。边框与边柱的抗倾覆力距均大于等于15 kN·m，抗变形力距均大于33 kN·m。

3．2 钢筋混凝土防洪墙

对于墙高大于2.5 m或位于效区的防洪墙，采用钢筋混凝土悬壁式挡墙结构。防洪墙面板厚0.40 m，墙底板厚0.50 m，埋深1.5 m，底板宽2.5～4.0 m。为增强钢筋混凝土挡墙外立面效果，于墙体立板上设置不大于1.5 m×1.5 m钢化玻璃窗格。

3．3 变形缝

钢筋混凝土防洪墙分缝长度不大于20 m，缝宽2 cm，闭孔泡沫板嵌缝，缝内设橡胶止水带，并采用双组份聚硫密封胶封口。

3．4 防渗措施

为提高挡水防洪墙渗流稳定性设置水泥掺量12%，水灰比0.50，桩径0.50 m，间距0.30 m，有效厚度不小于0.40 m的水泥土搅拌桩，于挡墙底板临水侧端部设置水泥土搅拌连续墙作用于防渗板墙，防渗墙深根据挡水水头及地质条件确定。

4 新式防洪墙稳定计算

4.1 计算断面

选取潍河昌邑城区段防洪墙工程中挡水高度最大处的防洪墙断面进行稳定性计算，挡水高度最大处高1.80 m。

4.2 计算工况

该工程位于河岸或堤顶，基础底面高于常水位以上，综合考虑防洪墙实际运行条件及规范要求，选取以下工况进行稳定计算。

1）正常运用条件。工况设计洪水位：墙前为设计洪水位，墙后为相应水位；荷载为自重、土重、主动土压力、水压力、扬压力。

2）非常运用条件。施工工况：墙身前后均无水；荷载为自重、土重、主动土压力及施工荷载。地震工况：墙身前后均无水；荷载为地震荷载、自重、土重、主动土压力及施工荷载。

4.3 计算结果

防洪墙稳定计算依据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）附录F.0.6～F.0.8相关公式。防洪墙稳定计算结果详见表3。由表3可知，新式防洪墙的抗滑稳定、抗倾稳定安全系数、安全系数、地基应力、不均匀系数均符合规范要求。

表3 防洪墙稳定计算结果

5 结语

新式防洪墙的应用，可在不更改城市原有规划，不破坏现有道路交通、城市公共设施的基础上，满足当前城市河道防汛要求，并可为城市增添一道靓丽的风景线，在当前城市河道防汛中发挥着越来越重要的作用。