浅谈河道堤防工程堤线布置和方案优化

摘要：河道工程设计中堤线布置和选择的优劣，直接关系到整个工程的合理适用、经济美观和建成后所发挥的功用，尤其对整个工程建设规划影响重大。作为堤防重要组成部分和设计基础，堤线合理的布置和选择尤为关键。本文通过乐山市青衣江小中坝堤防治理工程可研设计阶段与初设阶段设计堤线布置的调整，对堤防设计中堤线的布置方案进行分析比选和问题研究，对比选方法、过程、考虑因素等作了初步的探讨与分析。

关键词：河道治理;堤防工程;堤线布置;方案比选

1.工程及设计概况

青衣江小中坝堤防工程位于乐山市夹江县青衣江右岸顺河乡境内，工程上起毛滩电站下游导流堤末端，下至下游大兴庵坝。该段堤防已纳入青衣江河段十三五流域规划，工程区近6km堤段规划分前进堤防、小中坝堤防及万坝堤防共三段两期实施修建。该工程可研设计阶段批复成果已由其它设计院完成，我设计院承担初步设计阶段及后续设计工作。我院在充分研究分析可研批复成果及现场踏勘后，重新对批复成果中堤线布置进行研究，并调整优化堤线布置、堤防起止点和堤防结构。调整设计成果为：整治及新建小中坝堤防约9018m，其中在原有旧堤上进行整治干堤4215m，新增在电站下游导流墙至毛滩河沟口新建干堤556m，新增在毛滩河沟及顺河乡支沟两岸新建子堤4237m。同时对青衣江河段1988m河道、顺河支沟及毛滩河局部堤段河床进行疏浚清淤，以此降低河床顺接上下游河道。

2.可研设计概况及堤线布置

堤防大部分堤段为已建防洪堤，建成年代较久，堤迎水面护面及堤脚防冲加固基本不会缩窄行洪断面，工程实施对洪水位影响很小，根据设计洪水水面线计算成果，现部分堤段堤顶能够满足设计防洪标准，对堤顶高程不满足标准的堤段进行设计加高。现状防洪堤河道顺直，两岸河堤堤岸对称，两岸基本平行，行洪宽度满足要求，因此防洪堤堤轴线布置基本采用现有旧堤线即可（附图粗线）。

可研阶段小中坝堤防（P=5%）整治堤段工程上起毛滩河沟口，下至大兴庵坝，并与后期规划的万坝堤防相接形成封闭。防洪堤为斜坡堤，大部分堤段采用干砌卵石护坡，局部浆砌卵石护坡。同时对青衣江河床约2075m长河道进行疏浚清淤。但未对汇入青衣江右岸的三处支沟作设计处理。

3.可研设计堤线布置合理性问题分析和研究

可研阶段堤防仅仅在小中坝堤段原旧堤上布置堤轴线并进行整治加高，对堤段上游毛滩河、中段顺河乡支沟以及下游万坝堤段三处较大未封闭区域未作研究处理，其排涝排洪设计和设施未作设计分析，堤防不能形成有效的防洪封闭圈和完善的排涝排洪体系，堤防的修建整治缺乏必要性、安全性和實用性，需要进一步论证堤防堤线布置和堤防的修建对防洪排涝的作用。经我院技术人员现场踏勘研究并咨询四川省工程咨询院，对可研设计批复成果提出评估意见：需进一步核实堤防起点毛滩河沟口、堤防中段顺河支沟以及尾端万坝片区受青衣江洪水倒灌的淹没影响范围、对象以及经济损失情况，分析论证可研成果中不封闭堤防沟口的安全性和可行性，并进一步完善对未封闭区域及支沟防洪排涝采取相应的处理措施。可研成果在该河段堤防的堤线布置和防洪排涝设计上存在较大的设计不足，未能体现出堤防的修建对该段河流及片区的防洪和排涝的作用性、安全性以及实用性，并衍生出洪水期对修建堤段的进一步冲刷破坏的新增问题，可研设计成果需进一步进行研究和完善。三处较大未封闭区域经研究分析如下：

1）堤首毛滩河沟口：毛滩河两岸地势较低，现有河岸高程尚不能满足设计防洪要求，经实地查勘，毛滩河两岸居民区地坪高程大部分均低于毛滩河20年一遇设计洪水位为400.95m，频率5%及10%设计洪水位均对毛滩河两岸居民区和两岸2000亩农田及荒地造成淹没影响，居民房屋及耕地农作物经济长期受淹没损失严重，每年直接经济损失达到600万元以上。可研阶段仅仅起到该段堤防局部防洪能力，对于因沟口上游前进堤防未建成所形成的缺口导致的整片区域的整体防洪淹没和排涝问题仍未解决。因此毛滩河两岸防洪及排涝问题需重新研究设计。

2）中部顺河支沟：堤防中段有一顺河支沟穿堤，支沟10年一遇设计洪水为46.5m3/s。支沟沟口现状宽约14m，现状排涝方式为保护区内洪水汇入支沟再流入青衣江。支沟现状两岸为农田及荒地及两岸居民区。经计算20年一遇设计洪水及10年一遇设计洪水均会漫过乡镇公路淹没大片农田和下游地势较低的场镇大部分房屋设施。待青衣江洪水消退后，大部分洪水依地势向下游排放，没有统一的排涝排洪设施和规划。居民淹没损失较大，直接经济损失达400万元以上。可研设计暂不对该支沟采取其他措施，保留现状排涝方式（通过支沟排除）。本设计在现场踏勘调查走访后，结合历年水文气象资料和现有淹没损失情况，研究分析该沟口亟待采取必要措施完善排涝和防洪设计，保证堤后场镇居民安全和财产损失。

3）末端万坝堤段：本工程堤防末端万坝堤段暂未实施，堤防末端暂时不能封闭，洪水期间，会造成短暂淹没。该区域20年一遇及10年一遇设计洪水对居民区及土地常年产生较大淹没损失，经济损失达350万元以上。可研阶段限于该区域为自然淹没和财政投资考虑，对该堤段防洪问题未予考虑不作设计，交由青衣江右岸夹江县后期规划堤防实施完成。排涝方式为待青衣江洪水消退后，洪水可自然排出。但该段堤防是青衣江右岸堤防的组成部分，对整体堤防防洪和右岸场镇防洪排涝规划起到较大作用，初步设计考虑该段堤防工程应尽快实施完善封闭，使青衣江右岸夹江县小中坝堤防工程形成最终完整封闭体系。

4.初步设计堤线布置优化

根据可研审查意见结合批复成果，经与业主、相关专家多次咨询对接，本初设阶段我院提出解决方案如下：

堤防工程设计考虑将堤防首段即乐山市关于《岷江中下游（乐山段）防洪规划修编报告》（川水函[2012]1802号）规划成果前进堤防纳入初步设计范围，堤防起点上移连接电站下游右岸导流墙，终点下至大兴庵坝龙兴支沟处。堤防中段新修建排水涵闸以及新建和加高堤后子堤，尾端沿堤防末端新修建频率为10年一遇防洪标准子堤连接龙兴村乡镇公路形成封闭。

堤防工程设计方案：全段堤防干堤采用20年一遇防洪标准，子堤采用10年一遇防洪标准。干堤采用斜坡堤、设置马道和堤顶加高硬化，堤后设置排水沟，局部堤顶设置错车道满足防洪抢险道路要求。堤防上中下三处未封闭区域形成封闭，新建前进堤防、毛滩河两岸子堤以及顺河支沟两岸子堤。毛滩河支沟两岸新建子堤向上游延伸至10年一遇水位处，顺河支沟左岸新建子堤和右岸加高道路作挡水措施处理。堤防末端即为小中坝老堤终点沿现有机耕路新建子堤沿至乡镇公路形成封闭。排涝规划方案：各封闭区堤后设置8个排涝区，排涝排洪通过穿堤涵管、穿堤箱涵以及排水沟和现有涵管，将内涝洪水排入支沟直至流入青衣江。

堤线布置调整优化：为与干流主流平行并避开堤后建筑，并与上游前进堤防布置堤线一致性，将可研成果的小中坝堤首堤线略向青衣江心调整，并与上游毛滩河右岸新建子堤连接形成封闭区，堤后凹地利用开挖疏浚弃渣回填能够新增50余亩场镇规划建设用地;上游新建前进堤防连接毛滩电站导流堤直下，与毛滩河左岸子堤形成封闭区;中段顺河支沟新建（加高）两岸子堤至20年一遇水位处，并与小中坝干堤左右岸相连形成封闭区;堤防末端片区采取整治加高机耕路布置堤线延伸至乡镇公路形成封闭;干堤堤线其它堤段基本沿小中坝旧堤堤线向河心偏移平行布置，子堤堤线基本沿支沟河道两岸平行走向布置。

初步设计成果最终获得省水利厅审查通过并下函批复，同意调整后堤线布置方案及堤防结构设计等成果。

5.结论及建议

堤防工程堤线布置关系到整个工程项目的立项规划、项目修建的必要性和修建后功能意义，特别是水利工程公益性项目，功在在当代利在千秋。堤线布置恰当，能够取得较好的社会效益、生态效益以及经济效益。笔者根据多年设计经验，对堤防设计堤线布置给出一些个人经验建议：

（1）堤线布置要全面有效的进行现场踏勘和收集工程区历年资料，根据工程所处河段特点、保护对象和管理范围内已建或已规划建筑物情况，依据堤防工程设计现行规范，进行合理布线。

（2）堤线应与河势流向相适应，并与河道的主流线大致平行。两岸堤距大致相等，不宜突然放大或缩小。堤线力求平顺，各堤段平缓连接，不得采用折线或急弯。上下游水面线应衔接自然，確保河岸堤不冲刷和不淤积。

（3）堤线布置应尽可能利用有利地形，修筑地势较高、基础优良、土层分部稳定的滩岸上，尽可能避开软弱地基、深水地带、古河道、强透水地基等不稳定地基。应尽可能布置在占压耕地、拆迁房屋等建（构）筑物少的地段，避开文物、古坟墓等遗址，同时要结合防洪留有适当余地。布线要利于工程施工和后期运用管理。

（4）堤线布置应与工程河段流域洪水汇入情况，特别是支沟洪水、现状防洪排涝区情况和远期建设规划相协调，使堤线布置体现出防洪功能意义和经济效益，有利于当地社会经济发展规划。

（5）在满足堤线引洪布置的前提下，适当考虑堤防与堤路和城市景观相结合，与堤防排涝、涵闸及过堤建筑物统一规划布置，综合选线，做好堤后抢险与城市道路的协调布置。

（6）堤线布置和选择时，应根据流域防洪规划、城市总体规划、施工技术、政府投资规划以及周边生态环境，经技术经济比较后综合选定。

（7）堤线布置要充分体现堤防修建的必要性和功能作用，一次修建要满足工程区段综合效益最大化，避免功能不完整重复修建和堤后过大损失。

参考文献

【1】GB50286-2013.堤防工程设计规范 [S];

【2】《四川省夹江县青衣江小中坝堤防工程初步设计报告》（报批稿）及批复相关文件。

作者简介：江立峰 ，男，工程师，主要从事水利水电工程设计工作。