东城梨川大王洲沿江堤围综合整治方案研究

徐嘉明

（广东中灏勘察设计咨询有限公司,广东 广州 510000）

1 引言

防洪综合治理工程旨在改善防洪能力不足,洪水灾害频发的现象,降低经济损失[1-3]。通过堤防工程建设,可提高河道的排涝能力。堤防工程设计需要充分考虑流域防洪排涝规划方案,选取适宜的堤防型式,在提高防洪排涝能力的同时,提供良好的亲水空间,打造生态宜居的生活环境[4-7]。河道区域冲刷、沉积严重导致地质条件较差,堤防结构稳定性分析是非常必要的。

东莞东城洪涝灾害频发,2006 年受台风“碧利斯”、西南季风影响,东莞普降大暴雨,造成房屋倒塌700 余间,直接经济损失超过10 亿元。根据区域防洪规划,为了提高片区防洪能力,对东城梨川大王洲沿江堤围进行治理,治理段总长约1.6 km,堤防建设工程量较大,选取适宜的堤防型式对节约工程投资,保证排涝效果尤为重要。

2 设计洪水及水面线

由于东江南支流为东江网河区域的其中一条水道,无法单独计算东江南支流的设计洪水,对于东江流域设计洪水比较完整、系统的分析及计算是1984 年完成的《东江流域规划报告》《东江流域设计洪水计算说明》及《东江流域三库联合调洪报告》,以上成果各站实测资料系列从1952 年、1959 年～1980 年共计21 年～30 年不等。1984 年东江流域设计洪水计算成果经水利部珠江水利委员会组织审查并获通过。

此后,在数项东江流域水利工程设计中对东江流域设计洪水进行了复核。最近的一次为水利部珠江水利委员会2016 年7 月完成的《珠江流域主要水文设计成果复核报告》,该报告在上述历次设计的基础上,将各站资料统一延长到2010 年,对东江流域设计洪水进行了复核,复核后推荐其成果不变,仍采用1984 年东江流域设计洪水计算成果。

据调查,近年来东江流域未发生大洪水,2004 年～2006 年博罗站实测洪峰流量分别为1430 m3/s、7840 m3/s 和7650 m3/s。考虑到历次设计以及成果使用的一贯性和连续性,因此,东江流域博罗站设计洪水仍采用《东江流域三库联合调洪报告》成果,见表1。

表1 东江干流博罗站设计洪水 单位：m3/s

东江干流在石龙附近分为东江北干流及东江南支流,50 年一遇洪水的分流比见表2。

表2 东江北干流及东江南支流分流比

整治堤段位于东江南支流及谷涌段,采用《东江干流及三角洲河段设计洪潮水面线计算报告》中东江南支流设计水面线成果,各断面设计洪水位成果见表3。

表3 特征断面设计洪潮水位

3 堤防选线

根据防洪规划,堤围综合整治工程长1613.102 m。堤防工程建设以不占用东江南支流为基本原则,堤防外边线与现状堤防外边线保持一致,亲水平台边线为河滩地边线。

图1 堤线平面布置图

4 堤防工程设计

4.1 堤防纵向方案

在河道多年的冲刷、堆积演变下,现状河道已经基本稳定。在对河道水下地形进行测量的基础上,考虑河道的冲刷、堆积影响以及堤防工程的特性,对河道纵坡进行一定的调整。河道纵坡调整按照少挖少填的原则进行,尽量保证与现状坡比基本一致。

根据气象资料,工程所在地常年主导风向为北风及东风,其次为东南风、南风。由于本工程中采用的是50 年一遇设计洪水水面线的成果,50 年一遇设计洪潮水位hp为6.406 m～6.587 m（85 高程）。考虑风壅水面高度e、设计波浪Rf、预留沉降量h沉降量、安全加高值A,设计堤顶高程Zp为：

4.2 堤防断面

迎水坡采用箱式预制砌块（1 m×1 m×0.3 m）,按照1∶2.5坡度放坡至亲水平台,亲水平台设置绿道,在现状混凝土挡墙顶设置花岗岩栏杆。箱式预制砌块框格中选择种植四季长青、花期较长、易养护的植物,植物的选择需要充分考虑景观协调性,减轻工程实施对环境造成的不利影响。堤防工程迎水侧设置悬臂式挡墙。

为了充分发挥堤防工程功能,堤顶设置6 m 行车道,靠近迎水坡设置2 m 宽度绿化带预制花池兼做防浪墙。

4.3 堤防稳定性分析

4.3.1 渗流稳定性分析

计算工况见表4。

表4 计算工况

各岩土层物理力学指标设计采用值见表5。

表5 各岩土层物理力学指标设计采用值表

结合本工程的地勘钻孔以及堤防的断面型式,本次选取堤防桩号K0+100 为代表断面。

计算结果见表6。

表6 典型断面渗流计算结果表

根据典型断面的计算结果,最大渗透比降均在土层允许比降以内,设计土堤堤身断面能够满足渗透稳定的要求。

4.3.2 抗滑稳定计算

采用瑞典条分法进行设计洪水期、水位骤降期、施工期工况下堤防稳定计算,计算参数选取同表4。计算结果见表7,堤防稳定性满足要求。

表7 堤防稳定计算成果表

5 结论

东莞东城片区洪水灾害频发,导致了严重的经济损失,威胁到居民的安全。为了提高河道防洪能力,进行综合治理工程。通过收集区域水文数据,确定河道洪水参数,确定堤防治理工程设计水面线,在考虑安全加高等影响下,确定堤防工程设计堤高。选取典型断面分析堤防稳定性,计算结果表明堤防渗流、抗滑移安全性均满足要求。