趙 霞

（南昌縣象湖聯(lián)圩管理站，江西 南昌 330200）

圩堤是在沿江、濱海以及濱湖區(qū)的低洼地帶修筑的抵御外水入侵、保護(hù)耕地堤防建筑。自1998年長江大洪水后，國家加大了鄱陽湖地區(qū)防洪建設(shè)力度。目前，湖區(qū)圩堤防洪能力已得到了較大提高，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，部分圩堤依然存在堤段堤身土方嚴(yán)重流失，堤頂路面破壞嚴(yán)重，汛期堤頂防汛通道難以正常通車等問題，給防洪搶險(xiǎn)帶來了一定的困難。為加強(qiáng)長江防洪體系的建設(shè)，穩(wěn)定鄱陽湖防洪大局，增強(qiáng)湖區(qū)抗御洪澇災(zāi)害的能力，促進(jìn)圩區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，根據(jù)水利部相關(guān)文件要求，提高鄱陽湖區(qū)及整個(gè)長江中下游的總體防洪能力，滿足湖區(qū)人民工作、生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，實(shí)施圩堤除險(xiǎn)加固已刻不容緩。

1 工程概況

1.1 長樂圩區(qū)概況

南昌縣長樂聯(lián)圩是江西省鄱陽湖區(qū)重點(diǎn)圩堤之一，圩堤可保護(hù)面積274.71 km2、耕地1.71 hm2、人口22.6萬人、區(qū)內(nèi)企業(yè)205個(gè)及昌萬公路、樂溫高速等重要設(shè)施。區(qū)內(nèi)地勢較平坦、土地肥沃、水土資源豐富，盛產(chǎn)糧食及農(nóng)副產(chǎn)品，為重要商品糧基地，圩區(qū)2017年工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值13.4億元。

1.2 堤防工程現(xiàn)狀

長樂聯(lián)圩為土堤，總長97.1 km，起始于土坊街，其中樁號30+600-45+000為臨湖堤，其余堤段為臨河堤。圩堤原設(shè)計(jì)斷面為堤頂寬8 m，臨水坡坡比1∶3；臨湖堤背水坡在設(shè)計(jì)堤頂以下3 m處設(shè)一寬2.0 m的馬道，馬道以下坡比為1∶3.5，馬道以上邊坡比為1∶3.0；臨河堤背水坡在設(shè)計(jì)堤頂以下3 m處設(shè)一變坡點(diǎn)，變坡點(diǎn)以上邊坡坡比為1∶3，以下邊坡坡比為1∶3.5；堤頂超高臨河堤為1.5 m，臨湖堤為2.0 m。

2 存在問題及必要性分析

2.1 堤防存在的主要問題

由于施工條件及資金限制，圩堤加固未到位，經(jīng)過十余年的運(yùn)行，險(xiǎn)情偶有發(fā)生，主要表現(xiàn)在：

（1）根據(jù)當(dāng)時(shí)的施工條件，圩堤土方填筑主要是依靠群眾挑抬填堤，雖然要求采用拖拉機(jī)或推土機(jī)碾壓，但由于缺乏碾壓設(shè)備，存在填土壓實(shí)度不夠的現(xiàn)象，經(jīng)多年運(yùn)行，堤身產(chǎn)生沉降。

（2）部分堤段未采用硬護(hù)坡或竣工后沒有及時(shí)進(jìn)行草皮護(hù)坡，風(fēng)浪、雨水對砂質(zhì)堤坡沖刷嚴(yán)重，造成土方流失。

（3）缺少相應(yīng)的堤防工程設(shè)計(jì)、施工規(guī)范，圩堤加高時(shí)沒有預(yù)留超高。

（4）尚有部分房屋未拆遷，影響圩堤的加高加寬。

（5）限于歷史條件，建設(shè)管理體制不夠完善，沒有全面實(shí)行招投標(biāo)制，工程監(jiān)理制和合同制，不能做到分段驗(yàn)收、分段達(dá)標(biāo)。

（6）堤身滲漏。長樂聯(lián)圩堤身土取自堤內(nèi)外表土，主要由粘土、壤土組成，堤身質(zhì)量總體較好，但一些堤段主要由砂壤土、粉細(xì)砂組成，汛期易發(fā)生滲漏或滲漏隱患。

2.2 工程建設(shè)的必要性

聯(lián)圩保護(hù)區(qū)地勢低洼，鄱陽湖高水位持續(xù)時(shí)間長，受鄱陽湖洪水和撫河洪水的影響，洪澇災(zāi)害多發(fā)，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，威脅人民生命財(cái)產(chǎn)。堤頂路面破壞嚴(yán)重，每年汛期堤頂防汛通道難以正常通行。因此為加強(qiáng)長江防洪體系的建設(shè)，增強(qiáng)湖區(qū)抗御洪澇災(zāi)害的能力，須對長樂聯(lián)圩進(jìn)行培寬加固改造，以提高鄱陽湖區(qū)及整個(gè)長江中下游的總體防洪能力。

3 加固工程任務(wù)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 工程任務(wù)

針對長樂聯(lián)圩部分堤身斷面達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的堤身斷面堤容堤貌差，堤身存在滲漏險(xiǎn)情，現(xiàn)有護(hù)坡護(hù)岸工程不能滿足防風(fēng)浪水流沖刷的要求，按照擬定的防洪標(biāo)準(zhǔn)，確定工程建設(shè)的主要任務(wù)為：①達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的防汛通道堤身斷面，進(jìn)行培寬處理，已達(dá)到設(shè)計(jì)要求的堤身斷面進(jìn)行堤容堤貌整理；②新建防洪通道，對防洪通道進(jìn)行抗風(fēng)浪水流沖刷護(hù)坡；③對堤身培寬涉及到的建筑物進(jìn)行加長加固；④完善必要的工程管理措施。

3.2 工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

長樂聯(lián)圩地處撫河及清豐山溪尾閭地區(qū)，其設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為：河洪防御撫河及清豐山溪20年一遇洪水位，湖洪防御相應(yīng)湖口20.59 m洪水位。工程設(shè)計(jì)按4級堤防設(shè)計(jì)，穿堤建筑物的級別按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50286-2013）、《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 50265-2010）和《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 265-2016）確定，但不應(yīng)低于4級，本次加固的建筑物均按4級建筑物設(shè)計(jì)。

4 工程總體布置設(shè)計(jì)

4.1 堤線布置

長樂聯(lián)圩是由老長樂圩、北防洪堤聯(lián)并而成，其后又聯(lián)并撫河左岸南河圩等堤及下游圍墾的長腰湖圩等共計(jì)35座，形成現(xiàn)在的長樂圩。圩堤經(jīng)過歷年的加高加固，形成較為完整的防洪體系，因此防汛通道堤線布置方案基本維持現(xiàn)狀不變。防汛通道堤線基本維持現(xiàn)狀，根據(jù)其存在問題，分別進(jìn)行培寬處理。

4.2 防汛道路培寬

根據(jù)長樂聯(lián)圩現(xiàn)狀情況，按照《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50286-2013），加固堤線維持現(xiàn)有堤線不變，對達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的斷面，按設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行培厚。堤線不順直的地方采取加寬拉直的方式保證堤線順直。在保持堤線順直的情況下，合理選擇培厚方式?；具_(dá)標(biāo)的斷面，存在坡面不整、水土流失、植被覆蓋較厚等問題，致使堤容堤貌外觀形象差。設(shè)計(jì)進(jìn)行堤容堤貌修整處理，主要內(nèi)容包括：①清除較厚的植被覆蓋；②對雨淋溝進(jìn)行回填處理；③不平整的坡面進(jìn)行整坡回填等。

4.2.1 堤身滲流及滲透穩(wěn)定分析

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，堤身填筑過程中存在滲漏隱患，汛期高水位曾出現(xiàn)滲流險(xiǎn)情，為防止產(chǎn)生滲透破壞，結(jié)合堤身填筑土質(zhì)情況，對堤身出現(xiàn)滲漏險(xiǎn)情的堤段進(jìn)行防滲處理，對可能出現(xiàn)滲漏破壞的堤段進(jìn)行加固處理。

4.2.2 堤身抗滑穩(wěn)定分析

計(jì)算斷面：根據(jù)地形地質(zhì)條件及堤身斷面情況，選取堤身高度大、地質(zhì)條件差（堤基有淤泥質(zhì)軟弱土層或細(xì)砂等）典型斷面進(jìn)行分析計(jì)算。

計(jì)算工況：本次設(shè)計(jì)主要是復(fù)核背水側(cè)邊坡穩(wěn)定，現(xiàn)狀堤防斷面培寬，外河水位降落緩慢，僅計(jì)算外河為設(shè)計(jì)洪水位時(shí)的穩(wěn)定滲流期的內(nèi)坡抗滑穩(wěn)定，不考慮外河水位驟降的工況。

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50286-2013），堤身抗滑穩(wěn)定計(jì)算采用瑞典圓弧滑動(dòng)法，見式（1）。

式中：b為土條的寬度，m；W為土條重量，kN；Q、V為水平和垂直地震慣性力，V向上為負(fù)，向下為正；u為作用于土條底面的孔隙壓力，kN/m2；α為條塊重力線與通過此條塊底面中點(diǎn)的半徑之間的夾角，°；μ為穩(wěn)定滲流期堤身或堤基中的孔隙水壓力，kPa；c'、φ'為土條底面的有效凝聚力和有效內(nèi)摩擦角；Mc為水平地震慣性力對圓心的力矩，kN·m；R為圓弧半徑，m。

采用理正巖土計(jì)算軟件進(jìn)行堤身抗滑穩(wěn)定計(jì)算，計(jì)算成果見表1。由表1可知，其抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范規(guī)定允許安全系數(shù)。

表1 堤身抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表

4.3 護(hù)坡工程

4.3.1 護(hù)坡型式選擇

根據(jù)鄱陽湖區(qū)護(hù)坡工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，考慮護(hù)坡造價(jià)經(jīng)濟(jì)、便于施工和整體美觀的要求，對新增的硬護(hù)坡采用預(yù)制砼塊護(hù)坡。護(hù)坡下設(shè)砼齒槽，上設(shè)砼壓頂。砼護(hù)坡、齒槽及壓頂砼的強(qiáng)度等級均為C20，護(hù)坡墊層采用10 cm厚碎石墊層，下層采用5 cm砂墊層。

4.3.2 護(hù)坡厚度設(shè)計(jì)及選用

砼預(yù)制塊平面尺寸為邊長30 cm的正六邊形。護(hù)坡厚度按砼塊在波浪壓力和浮力作用下，滿足整體穩(wěn)定要求確定，按照式（2）計(jì)算。

式中：t為砼護(hù)坡厚度，m；K為安全系數(shù)，本圩為4級堤防，取K=1.15；2h為設(shè)計(jì)波高，m；rc為砼的容重，取 2.4 t/m3；rw為水的容重，取 1.0 t/m3。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)臨湖堤預(yù)制塊砼護(hù)坡厚度采用10 cm，臨河堤砼預(yù)制塊厚度采用10 cm。

4.4 建筑物加固

長樂聯(lián)圩現(xiàn)有穿堤建筑物98座，其中自排閘40座，電排站42座，電灌站15座，交通閘1座，穿堤涵管結(jié)構(gòu)形式為方涵、圓涵，采用鋼筋砼工藝施工而成。由于前期對現(xiàn)有建筑物進(jìn)行了拆除重建或除險(xiǎn)加固，故本次僅對因防汛道路拓寬穿堤建筑物堤內(nèi)側(cè)進(jìn)行駁長處理。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，共有9座穿堤箱涵進(jìn)行駁長，設(shè)計(jì)尺寸與現(xiàn)狀箱涵相同。

4.5 工程安全監(jiān)測

長樂聯(lián)圩工程設(shè)置堤身沉降、水位、滲流觀測（包括堤身浸潤線及，堤基滲透壓力）、附屬建筑物的水平和垂直位移以及表面觀測，針對新建防汛通道堤身沉降、水位、滲流觀測（包括堤身浸潤線及堤基滲透壓力）等的觀測。

5 結(jié)語

長樂聯(lián)圩加固工程實(shí)施建成后，將產(chǎn)生較大的防洪治澇效益、灌溉效益和社會(huì)效益。工程實(shí)施后，將減少本區(qū)域的洪澇災(zāi)害損失，提高農(nóng)作物的收成，改善項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)、生活環(huán)境條件。

圩堤加固設(shè)計(jì)方案體現(xiàn)出與其他防洪水利設(shè)施不同的環(huán)境背景與要求，因此，需要針對各工程的現(xiàn)狀特點(diǎn)，從保護(hù)目標(biāo)的變化情況、防洪標(biāo)準(zhǔn)提高以及薄弱環(huán)節(jié)的除險(xiǎn)等方面入手，因地制宜設(shè)計(jì)加固實(shí)施方案。