河道防洪堤工程布置及设计
摘要：本文就河道防洪堤工程布置及设计进行了探讨，并结合了具体的工程实例，阐述了城区防洪排涝工程中防洪堤的布置设计思路，给出了有关的设计要领，以期能为河道防洪堤工程的布置及设计提供参考。
关键词：河道防洪堤；布置；设计
随着城市的发展和生态环境的改善，洪水淹没损失将成几何级数增长。堤防工程是保护国家和人民生命财产的生命线工程。然而，由于堤防工程堤线长、保护范围广，工程和资金投入巨大。因此，河道防洪堤工程的布置及设计就显得十分重要，我们必须对堤防工程的布置及设计进行全面考虑，统筹安排，做好防洪堤工程的布置及设计工作。
1工程概况
某防洪堤全长3025m。防洪水位为123.93～123.7m，防浪墙顶高程为125.5m，堤顶高程为124.5m，堤高4.7～13.5m。
2工程等级及建筑物级别
根据《防洪标准》（GB50201―94）的规定和城市规模，确定城区防洪排涝工程的堤防防洪标准为20年。根据《堤防工程设计规范》（GB50286―98），20年一遇洪水标准设计的堤防工程的级别为4级；根据《城市防洪工程设计规范》（GJJ50―92），永久性建筑物（包括防洪堤及其附属建筑物、排涝泵站、防洪排涝闸等）级别为4级。本工程为Ⅳ等堤防工程，主要建筑物按4级建筑物设计。
3防洪堤布置及设计
3.1堤线布置与选择
3.1.1堤线布置原则
（1）堤线沿河岸布置，选择地势较高、地质条件较好且房屋拆迁量较小的线路布置，以节省工程投资。
（2）堤线布置尽可能与城区发展规划相一致，与城区土地开发相结合，堤防工程和防洪抢险道路、城区规划道路相结合，形成临江大道，既能防御洪水，又便于防洪抢险和城区交通，使城市景观和环境条件有所改善。
（3）堤线布置尽量顺直，避免因防洪工程改变水流方向，一般要求堤防工程的外脚距离岸边20～30m，局部不小于10m，保证河道的行洪断面留有余地。
（4）堤线布置应考虑泵站及其附属建筑物。
3.1.2堤线比较与选择
经设计人员现场踏勘，结合县城总体规划及征求有关部门的意见，选择以下2条堤线进行比较。
堤线一：该堤线的中心线紧邻明江边，穿越Ⅰ、Ⅱ级阶地和河漫滩区一级阶地布置，中心线地面高程113.5～123.3m。防洪堤沿江左岸布设，上游从县政府附近起，与已建市政大道相接，堤线长3025m。该堤线主要是根据县城发展规划用地而定，但堤线所坐落的地面高程较低，为一级河滩地，地质条件较差，比堤线二增加防洪堤高度约2m，堤线长度较长，堤身较大，征地拆迁工程量较大，但能增加保护0.82km2的建设用地，符合宁明县城市总体规划。
堤线二：该堤线的中心线基本上沿着Ⅰ、Ⅱ阶地布置，中心线地面高程115.5～125.0m；上游段及桩号6+260～8+885段堤线同堤线一。区别在于桩号1+860～6+260段，堤线二主要沿明江Ⅰ、Ⅱ级阶地外缘展布，堤区地势较高，地形较平缓，地质条件较好，堤线二堤线长5611m，堤线长度较短，堤身较小，工程量较小，征地拆迁较少，但不符合城市总体规划要求。
经上述综合比较，本次设计推荐采用堤线一。
3.2堤顶高程确定
堤顶高程按《堤防工程设计规范》（GB50286―98）公式计算，即
墙顶高程
设计波浪爬高
设计风壅水面高度
计算结果：县政府处防洪堤防浪墙顶高程为124.92m。考虑本堤段上下游设计水位差仅为0.23m，堤顶设置0.5m高的防浪墙，因此，统一取堤顶高程为124.5m，防浪墙顶高程为125.0m。
3.3堤型方案选择
3.3.1选择原则
（1）采用路堤结合的堤型型式，并留有今后与城建部门规划道路结合的余地。
（2）根据地形、地质条件采用适宜的堤型。
（3）堤型选择应考虑沿江城市的美化、绿化。
（4）堤型选择应结合现有的经济能力，选择结构简单、经济、实用的堤型。
3.3.2堤型比较
根据筑堤材料，采用了土堤、土石结合堤2种不同的堤型进行比较。
（1）土堤。土堤采用均质黏土填筑，堤高为4.7～13.7m，基础开挖深度为0.8～1m。堤顶为防洪抢险道路，堤路结合，路宽6m，堤顶高程为124.5m，临江侧设0.5m高的C20钢筋砼防浪墙，防浪墙顶高程为125.0m，栏杆顶高程为125.6m。土堤迎水面边坡坡比上部为1∶2，下部为1∶2.5，在118.5m高程处设宽2.0m的一级马道。118.5m高程以下采用土工石笼网护坡，满足2年一遇水位要求，以上为砼框格草皮护坡，框格间距为3m×3m；背水面边坡坡比为1∶2，坡脚设置截面尺寸（宽×高）为400mm×400mm浆砌石排水沟。
（1）土石结合堤。挡水墙结构形式为C15埋石砼墙，迎水面边坡为1∶0.2，背水面边坡为1∶0.6，墙高为5.5～13.5m，建基面高程为119.0～111.0m，墙顶高程为124.5m，墙顶宽为1.0m，墙底宽为6.8～13.2m，临江侧设置0.5m高的C20钢筋砼防浪墙，防浪墙顶高程为125.0m，栏杆顶高程为125.6m。挡水墙后回填土做防洪抢险道路，高程与挡水墙同高，堤顶宽6m，背水面边坡为1∶2，采用草皮护坡，坡脚设置截面尺寸（宽×高）为400mm×400mm浆砌石排水沟。以上2种堤型工程投资及主要优缺点分别见表1、表2。
综合上述比较，防洪堤堤型设计推荐全线采用土堤。
3.4堤体的稳定应力计算
3.4.1采用参数
3.4.2规范抗滑稳定安全系数最小值
土堤抗滑稳定安全系数：正常运用条件1.15，非常运用条件1.05。
3.4.3计算方法
抗滑稳定计算采用等厚土层边坡瑞典圆弧滑动法，利用理正边坡稳定性分析软件包计算。
3.4.4计算工况
正常情况：稳定渗流期；水位降落期（由设计水位骤降至正常枯水位）。非常情况：施工期。
3.4.5计算结果
选择桩号8+400最大断面为计算断面，计算结果见表3。
从计算结果看出，所拟定土堤断面满足规范要求。
3.5堤基渗透稳定计算分析
为了避免堤基产生渗透破坏，对拟定的土堤断面结构沿基础轮廓线，按外江P=5%设计水位及内江水位平地面计算各堤段的代表剖面的水力坡降，计算结果见表4。
从计算结果看出，各代表剖面的计算水力坡降均小于相应地层的允许坡降，各堤段不会发生渗透破坏，所拟定堤断面均满足规范要求。
4结语
综上所述，防洪堤工程对于沿江城市来说是非常重要的设施，也是保护国家和人民生命财产的生命线工程。而防洪堤工程的布置及设计会直接关系到堤防工程建成后的效果，为了保障防洪堤工程能真正发挥其自身的防洪保护作用，就要重视防洪堤工程的布置及设计工作，从而确保防洪堤工程的质量。
参考文献
[1] 黄丽香.论某工程防洪堤设计与施工[J].城市建设理论研究.2012（19）.
[2] 赖勇、施林祥、郑旭明.山区河道生态防洪堤关键问题及对策[J].中国农村水利水电.2011（09）.