浅谈中小型河道堤防工程设计与实施中常遇问题

【摘要】本文首先阐述了堤线选定的设计原则，然后探讨了堤防工程设计要点，最后通过实例分析了中小型河道堤防工程设计与实施中常遇问题。

【关键词】河道堤防工程；设计；问题

中图分类号：TV文献标识码： A

一、前言

近年来，我国在中小型河道堤防工程设计上取得了很大的成绩，随之而来的设计方面的问题也越来越多。新时期下，我们要加强对中小型河道堤防工程设计与实施中常遇问题的分析，根据实际情况，设计出合理的河道堤防工程方案，确保中小型河道的发展。

二、堤线选定的设计原则

1、堤线布置安全性原则

对原有堤防及建筑物，在确保行洪畅通的前提下，能用则用；对影响泄洪、行洪的林地、堤防及建筑物要坚决清除，不留后患。

2、堤线布置经济性原则

河道治理应因地制宜，经济合理，体现风险最小和效益最大，在防洪安全的同时，应尽量满足当地对交通、灌溉、供水、生态、景观等方面的综合要求，充分发挥投资效益。尽量少占或不占耕地和林地，不拆迁或少拆迁，以减少因此而造成的经济损失。在条件允许的情况下，尽力做到堤路结合，以利于交通和防汛抢险。

3、堤线布置景观生态原则

保护和恢复河流形态的多样性，满足生态河流的边界要求，为河道植物生长和动物栖息创造条件，尽量避免河流的渠道化及非连续性，尽量保存急流、缓流、深潭、浅滩等自然状态。

三、堤防工程设计要点

1、合理确定防洪标准和堤防等级

堤防防洪标准应考虑治理河段洪涝灾害特点和防护区经济社会发展需求，统筹考虑本河流治理对大江大河的防洪影响，与流域区域防洪标准相协调，与上、下游和对岸堤防防洪标准相协调。不宜过份提高或降低局部堤段的防洪标准。有些地方片面强调本堤段保护对象，提高治理段堤防防洪标准和堤防等级。

2、建设内容和设计方案应与防洪工程治理要求相符

建设内容和设计方案应以防洪工程为主，兼顾城市景观和地方发展的需要，而不应本末倒置，导致增加投资。例如:从防洪的角度考虑，有的河段可以直接利用高岸或岸坡防护作为设计方案。但设计单位因考虑城市规划建设的需要，采用了十几米高的挡墙方案，而为满足基础承载力要求，挡墙下又需增加混凝土搅拌桩基础处理措施。有人说增加的投资不需要国家投资，只需要审查认可方案即可。如果防洪治理方案与交通、市政等建设需求相同，治理措施和断面设计可以兼顾城市建设和地方发展的需要，防洪工程增加投资应由相应市政等渠道解决。

3、合理选定堤线布置方案

堤线选择和布置是堤防工程可行性研究设计阶段很重要的内容，但是许多设计单位往往不够重视。除报告本身内容论述不充分、方案比选不到位外，堤线方案主要存在随意裁弯取直、渠化河道；利用滩地缩窄行洪断面；护岸线与堤线混淆；堤线走向简单生硬，不美观等问题。

4、针对性的选定护坡、护岸措施

护坡、护岸工程措施在堤防工程中的投资占比例很大，合理的护坡、护岸

工程措施不仅是工程安全的保证，也能使工程投资合理，对生态环境的破坏降到

最低。在设计报告中经常出现的问题主要有:（1）护坡范围不合理，有的项目

顺直河段非冲刷部位也采用硬护坡；（2）水泥包裹的硬护坡、护岸过多，兼顾生态环境不够；（3）过分强调生态措施，迎流顶冲、靠流等险工险段措施稍显不安全；（4）照搬照抄，与当地建筑材料不适应；（5）对防冲深度、护脚措施重视不够。

四、实施中常遇问题与解决措施

1、常遇问题及原因分析

（1）堤线交叉建筑物布置不符实际

堤防战线长，沿程支流或排水沟渠横穿堤防，交叉的各类建筑物中以涵管最为常见，往往因掌握的地形、水系资料及调研工作不齐全，使涵管效能未能充分发挥。

（2）工程占地界限不清

设计按照设计图纸提供了占地工程量，占地范围边界线布置在工程平面布置图上，但当工程实施时往往由于界限不清或补偿费不足等原因而停滞。

（3）地下建筑物干扰妨碍设计与实施

堤防前后经常会有一些输油、输气、输水的管道以及码头栈桥等建筑物，这些管道有的穿越堤身，有的则架空与堤防之上，而栈桥等建筑物位于堤防迎水侧，一端与堤防相接。在堤防加固工程施工过程中，管道及栈桥会对堤防的加高培厚以及迎水侧堤肩线的布置产生干扰。

（4）实施断面与设计断面不一致

河道因无序采挖砂石料，致使工程测量时的地形平均下挖0.5m，而工程设计又未能作实际补测修正，使得设计护坡长度有所增加，致使结算认证工程量与概算工程量相差较大，给工程量及费用的确认带来不利的影响。

2、预防及改进措施

（1）完善前期勘测设计

工程建设勘测中，对堤防断面变化较大和地形复杂地段应加以特别重视，在常规要求的基础上增加断面，实事求是地反映出地形地貌的变化，为设计提供准确的勘测资料。设计人员还应充分调查、掌握所建工程地形地貌，沿程走访历史洪涝灾害、沿线人民生产作业情况。考虑现状情况对设计和项目的实施可能造成的干扰和困难，尽早在设计阶段采取有效措施加以解决。

（2）密切联系群众和实际，优化设计密切联系当地民众，了解堤防沿线土地所有情况及生产对水利工程的需求及要求，结合相关规范，更合理地布置沿线交叉建筑物，整理出沿线土地所有调查资料，优化设计方案全面考虑各种因素，提供相对详尽的设计图纸，减少实施中影响工期的因素。

（3）实施前仔细复核，消除大患项目实施前，设计人员与各参建方应仔细查勘现场，对现场的环境进行分析比照，注意场地内的现状对后期工程的不利影响，并对设计图纸进行认真细致的核对，这样会对后期项目的实施减少隐患，避免实施中出现较大问题。

五、实例分析

1、工程概况

蓝田县地处西安市东南部，灞河是渭河较大的一级支流，发源于秦岭北麓的蓝田县箭峪岭南九道沟，向南流经灞源后西行，到冯家湾出峪口，先后汇入清峪、流峪、蓝桥河、道沟峪，在蓝田县县城处纳入辋峪河，经湖、马渡王、在未央区谭家堡又纳入河，北流10km后注入渭河，全长104.1 km，流域面积2581 km2；辋峪河为灞河的第二大支流，发源于蓝田县葛牌镇南部的东沟南部，全长55.3 km，流域面积2581 km2；平均比降12.1%，在蓝田县城西南汇入灞河。蓝田县实施的灞河县城段综合治理工程，上起县城南河桥、西河桥，下至西蓝高速公路入口，治理天然河道5.3km，修建二级堤防11.2 km，新修3座橡胶坝、3座码头。灞河县城段堤防是保护蓝田县县城的一道防洪屏障，河道上游地处秦岭北麓山区，河道比降大，汛期时受太气降雨影响洪水突涨暴落，现状堤防为缺乏统一规划的天然土坎，设防标准编低，且缺口较多，无法形成完整的防洪体系，多次遭受洪水决口成灾。近几年随着社会经济的发展，人民群众生活质量的提升，提高目前防洪现状，改变灞河两岸脏乱差现象，是关系到蓝田县经济发展，甚至是古都西安经济发展的重要因素。同时，修建拦水坝形成水面60亩，建设两岸生态环境，不仅成为蓝田县6.5万居民生活的理想后花园，同时也会带动该区域旅游度假项目及沿河两岸的经济发展，为蓝田县的招商引资奠定良好的环境，具有显著的经经济效益、社会效益和生态效益。

2、堤防设计

（1）设计洪水标准

该工程地处蓝田县城西侧，灞河将县城和白鹿塬分为左右岸，交通方便，地理位置十分重要，经过多次讨论后确定该段灞河按五十年一遇洪设防，采用罗李村水文站资料计算，相应的洪水标准如下表。

辋灞河设计洪水频率及流量计算成果表

河段名称 流域面积（km2） 设计桩号 设计洪峰流量

（m3/s）

灞河南河桥―辋灞交汇口 770 B0+000―B0+707 1390

辋峪河西河桥―辋灞交汇口 548 B0+070―B5+135 1125

辋灞口―西蓝高速出口 1322 W0+000―W0+707 1290

设计洪水频率：五十年一遇洪水（P=2%）

（2）冲刷深度计算

河道冲刷深度计算分别按水流平行岸坡和水流斜冲岸坡两种情况计算。水流平行岸坡的冲刷发生在弯道的过渡段，水流斜冲岸坡的冲刷发生在弯道的凹岸，冲刷一般较严重。

依据规范规定，防洪墙基础埋置深度应根据地基土质和冲刷深度计算确定，要求在冲刷线以下0.5m～1.0m。在季节性冻土地区，还应满足冻结深度的要求。经计算冲刷深度见表1。

根据冲刷计算及调查结果，并参考《蓝田县灞河防洪工程规划》，考虑到人工湖今后运行管理和清淤及游乐设施情况，设计大堤护坡基础埋深在平顺段为现河底以下2.0m，在顶冲段或者转弯段为河底以下2.5 m。

（3）堤防安全超高及堤高

根据确定的洪水标准，参照《确定灞河县城段堤防为2级。堤防安全超高为设计波浪爬高加设计风壅增水增高度加安全加高值，利用多年平均最大风速的1.5倍和河道控制断面的水力特性，进行堤顶超高和波浪计算。按照《堤防工程设计规范》（GB50286-98），6.3.1条的规定，2级堤防的堤顶超高值不应小于2.0m，故取安全超高值为2.0m。堤顶高程为五十年一遇洪水水位加上堤顶超高值。

（4）堤防设计方案

按照因地制宜、就地取材的原则，参考灞河已成堤防的堤型及水流特性，从降低工程造价、便于工程施工和运行管理出发，堤防填筑材料内侧为黄土，要求压实度不小于0.92,外侧部分可采用灞河内的砂砾石料，相对密度不小于0.65。设计为复式梯形断面，堤防迎水坡底部为M7.5水泥浆砌石块石护坡和基础，基础埋深2m，顶宽0.6m，底宽2.0m；基础上部设1:2护坡，护坡上部厚0.3m，底部厚0.6m，基础和护坡底部设300kg/m2的复合土工膜防渗，每隔10m设置一道聚乙烯泡沫板伸缩缝。浆砌石护坡顶设5m宽亲水平台，采用青色透水砖铺设，便于市民观光游览，平台内侧修建青石栏杆，外侧设80cm高M7.5水泥砂浆砌石挡墙，挡墙顶宽0.5m。平台外侧为迎水坡绿化带护坡，坡比1:2，下部采用50cm厚的格宾石笼，上部覆盖80cm厚的种植土，栽植紫叶小檗、小叶女贞、紫穗槐等根系发达的灌木植物，组成不同的图案，提升环境品味，每隔200m设置一道下河踏步。堤项宽20m，自内向外依次为4.0m宽绿化带、2.0m宽人行道、14.0m宽行车道。考虑到堤防建成后，成为蓝田县城的滨河大道，是主要交通道路，同建城部门联系后决定相应提高堤顶道路标准，采用C30砼修建。堤防标准断面如下图所示：

（5）以上各项计算论证加之建后成的实际效果，蓝田段河道治理堤防结构形式选择了复式堤防结构，该断面美观实用，建筑材料取用方便，建成后在蓝田县城境内形成一道靓丽风影线，晚饭后游人云集，成为理想的休闲散步场所，现运行良好，该断面可对平原型河道堤防设计提供借鉴。

六、结束语

通过对中小型河道堤防工程设计问题分析，进一步明确了合理的设计方案在中小型河道堤防工程中的重要性。因此，我们要加强该设计方面的研究，确保河道堤防工程的安全。