蔡 晉

（遼寧省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110000）

0 引 言

堤防工程是河道整治設(shè)計(jì)中十分常見的一種工程形式，社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的目標(biāo)對(duì)堤防工程設(shè)計(jì)工作提出更高要求，不能僅僅滿足單一的防洪效益，要進(jìn)一步提升堤防工程的生態(tài)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。黨的二十大對(duì)水利工作提出明確要求，為新時(shí)代水利事業(yè)發(fā)展指明了方向、提供了根本遵循。要深入貫徹落實(shí)二十大精神，堅(jiān)定不移推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展，站在人與自然和諧共生的角度謀發(fā)展。因此，在保障堤防工程防洪達(dá)標(biāo)的前提下，要對(duì)堤防工程的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)一步優(yōu)化，提升其生態(tài)效益，同時(shí)兼顧環(huán)境效益，打造更為宜居的臨水區(qū)域，盡量降低工程建設(shè)帶來的不利影響[1]。本文以河道新建堤防工程為例，對(duì)不同的堤防型式進(jìn)行分析比選，確定生態(tài)框擋土墻的應(yīng)用方案。

1 項(xiàng)目概況

工程所在河流位于平原區(qū)，河道平均比降為1.34‰。工程所在河段兩岸為規(guī)劃新城區(qū)，需要新建堤防7.87 km，平均設(shè)計(jì)堤距為60.00 m，堤頂寬5.00 m，迎水側(cè)坡比為1:2。目前兩岸間距約50.00 m，大量民宅、廠房、大棚等建筑物組成的生產(chǎn)生活區(qū)沿河呈線狀分布。針對(duì)橫向建設(shè)空間局促、環(huán)境適宜性要求高等問題，綜合工程地區(qū)水文地質(zhì)條件、料場情況、水流條件等因素，在確保防洪達(dá)標(biāo)的前提下，要盡量減少工程占地，同時(shí)還需兼顧新建堤防背水側(cè)的生態(tài)景觀效果，以滿足現(xiàn)有村落人居環(huán)境和諧發(fā)展的要求。

2 方案比選

2.1 方案初選

工程所在河段兩岸村屯、企業(yè)眾多，設(shè)計(jì)堤距較小，堤防尺寸及建設(shè)空間嚴(yán)重受限，工程實(shí)施中面臨的征地和移民動(dòng)遷壓力巨大，因此堤防工程設(shè)計(jì)需要綜合考慮防洪、占地和生態(tài)等問題。本次擬定5種堤防型式作為比選方案：方案1為土堤+防浪墻型式，方案2為土堤+背水漿砌石擋墻型式，方案3為懸臂式防洪墻型式，方案4為重力式防洪墻型式，方案5為土堤+防浪墻結(jié)合背水生態(tài)框擋墻型式。方案比較中，5種方案的設(shè)計(jì)堤身高度均設(shè)定為地面以上3.50 m，設(shè)計(jì)橫斷面見圖1。

圖1 5種堤防型式設(shè)計(jì)橫斷面圖 單位：m

2.2 方案比較

挑選典型斷面進(jìn)行堤防型式設(shè)計(jì)，按照同樣工程長度分別計(jì)算各方案的工程建設(shè)投資及占地投資。根據(jù)工程范圍內(nèi)的地質(zhì)條件、水流條件、建筑材料儲(chǔ)備、人居環(huán)境要求、工程占地難度等[2]，綜合比較后確定堤防型式。5種方案的投資估算見表1，優(yōu)缺點(diǎn)比較見表2。

表2 優(yōu)缺點(diǎn)比較表

經(jīng)過比選可知，5種方案均能滿足防洪要求。方案1和方案2 工程占地多，實(shí)際實(shí)施過程中拆遷協(xié)調(diào)工作較難開展，生態(tài)效果較差，對(duì)土方需求量大，因此不做考慮。方案3和方案4生態(tài)效果差，施工難度較大，對(duì)堤基承載力要求較高，堤頂難以滿足防汛搶險(xiǎn)通道的建設(shè)要求。考慮到本次工程范圍兩岸均為規(guī)劃城區(qū)段，因此在兼顧防洪標(biāo)準(zhǔn)、生態(tài)效果和征地難度的前提下，確定采用方案5即土堤+防浪墻結(jié)合背水生態(tài)框擋土墻型式。

3 方案設(shè)計(jì)及施工要點(diǎn)

3.1 方案設(shè)計(jì)

土堤+防浪墻結(jié)合背水生態(tài)框擋土墻型式典型橫斷面見圖2。

圖2 土堤+防浪墻結(jié)合背水生態(tài)框擋土墻型式典型橫斷面圖 單位：m

堤頂結(jié)構(gòu)型式：堤頂寬5.00 m，路面寬4.00 m，采用0.20 m厚C25混凝土路面。下層鋪設(shè)0.20 m厚混合料墊層。背水側(cè)設(shè)置路緣石，采用C15素混凝土，尺寸為0.15 m×0.30 m（寬×高）。

堤身結(jié)構(gòu)型式：設(shè)計(jì)堤頂高程為100 a一遇洪水位+0.50 m。迎水側(cè)坡比為1:2，采用草皮護(hù)坡；背水坡采用生態(tài)框裝配式擋土墻進(jìn)行防護(hù)。擋墻為4層階梯式生態(tài)框，層高0.50 m。墻后鋪設(shè)反濾土工布。單個(gè)生態(tài)框尺寸為2.00 m×1.00 m×0.50 m（長×寬×高），豎向采用錯(cuò)臺(tái)方式疊放，橫向相鄰生態(tài)框采用螺栓進(jìn)行連接?？騼?nèi)鋪設(shè)反濾土工布，內(nèi)部回填種植土并撒草籽。擋墻漿砌石基礎(chǔ)頂寬1.00 m，底寬1.50 m，擋墻高1.00 m，墻頂設(shè)0.10 m厚素混凝土墊層，墻底設(shè)0.10 m厚砂礫墊層，埋深1.20 m。

防浪墻型式：采用C30鋼筋混凝土L型防浪墻，防浪墻修筑在迎水側(cè)路肩上，距迎水側(cè)堤肩0.55 m。墻身高2.20 m，墻底寬1.50 m。堤頂以上墻高為1.00 m，堤頂以下墻高為1.20 m，下設(shè)0.10 m厚C15素混凝土墊層。墻身厚0.30 m，背水側(cè)加腋，寬、高均為0.20 m。

3.2 施工要點(diǎn)

3.2.1 一般要求

擋墻為階梯式C40混凝土生態(tài)框，層高0.50 m，墻后鋪設(shè)反濾土工布。生態(tài)框采用螺栓連接，框內(nèi)鋪設(shè)反濾土工布，內(nèi)部回填種植土并撒草籽。擋墻漿砌石基礎(chǔ)頂寬1.00 m，底寬1.50 m，埋深1.20 m，每10.00 m分縫。

3.2.2 構(gòu)件堆放、吊裝和運(yùn)輸

1）堆放：堆放場地應(yīng)堅(jiān)實(shí)平整，在最下層2支點(diǎn)上放置枕木，上、下層之間采用緩沖材料墊隔，不同規(guī)格分別堆放，堆放層數(shù)不宜超過3層。

2）吊裝：按設(shè)計(jì)吊點(diǎn)位置采用三點(diǎn)吊或四點(diǎn)吊進(jìn)行吊裝。

2.2.2 錫伯風(fēng)情農(nóng)家樂。隨著察布查爾縣旅游業(yè)的發(fā)展，小型旅游經(jīng)營實(shí)體農(nóng)家樂的發(fā)展得到多方支持。察布查爾縣孫扎齊鄉(xiāng)圍繞旅游景點(diǎn)開設(shè)了多家農(nóng)家樂，大多是由當(dāng)?shù)鼐用窠?jīng)營，主要是利用當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)產(chǎn)品加工出具有錫伯風(fēng)味的特色小吃，同時(shí)農(nóng)家樂小院具有濃郁的錫伯族特色風(fēng)情，受到游客的青睞。

3）運(yùn)輸：構(gòu)件運(yùn)輸過程中應(yīng)采用可靠的防滑、防倒、防碰撞等安全措施。

3.2.3 生態(tài)框施工

施工流程大體為：土方開挖—砂礫料鋪設(shè)—漿砌石基礎(chǔ)砌筑—生態(tài)框擋土墻土工布鋪設(shè)—生態(tài)框擋土墻裝配—連接、回填和植物措施。具體要點(diǎn)如下：

1）土方開挖回填：采用1 m3挖掘機(jī)開挖土方，74 kW推土機(jī)運(yùn)輸至指定地點(diǎn)，部分開挖料用于墻后回填。

2）砂礫料鋪設(shè)：基面清理平整后人工鋪設(shè)基礎(chǔ)砂墊層，要求相對(duì)密度不小于0.65。

4）生態(tài)框擋土墻墻后鋪設(shè)土工布：自下游向上游進(jìn)行人工鋪設(shè)，搭接方式為上游搭接下游。

5）生態(tài)框擋土墻裝配：按圖紙要求的坡度，使用挖掘機(jī)吊裝到位后進(jìn)行連接。保留連接間隙以便于調(diào)節(jié)，與上層護(hù)坡緊密契合，同時(shí)也要保證定位螺栓連接的準(zhǔn)確性。

6）連接、回填和植物措施：用防腐螺栓連接，一側(cè)使用橡膠墊，螺帽不宜擰得太緊。在內(nèi)部鋪設(shè)土工布后便可回填，回填土須夯實(shí)，之后鋪灑30 cm厚耕植土和與本地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性較好的植株。

4 結(jié) 論

堤防工程是水利工程建設(shè)的重中之重，在全面學(xué)習(xí)、全面把握、全面落實(shí)黨的二十大精神背景下，要充分考慮堤防工程的生態(tài)性和環(huán)境適宜性，在滿足防洪要求的前提下，減少對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境的擾動(dòng)。本項(xiàng)目所采用的生態(tài)框擋土墻在不影響防洪安全、堤防自身結(jié)構(gòu)安全的前提下，在傳統(tǒng)堤防型式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步減小堤防背水側(cè)的占地范圍，同時(shí)提升工程的生態(tài)效果，降低堤防建設(shè)對(duì)人居環(huán)境的負(fù)面影響，符合“促進(jìn)人與自然和諧共生”的設(shè)計(jì)理念。