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寨蒿河河道治理工程防洪堤設(shè)計計算

文檔作者：周江1 姜應(yīng)紅2 潘震3 文檔來源： 1.銅仁市萬山區(qū)水務(wù)局 2.貴州寒武系工程有限公司 3.西安理工大學(xué)		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年08月31日
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2018 年第5 期
2018 Number 5
水電與新能源
HYDROPOWER AND NEW ENERGY
第32 卷
Vol.32
DOI： 10.13622／j.cnki.cn42 －1800／tv.1671 －3354.2018.05.010
收稿日期：2018 －04 －12 作者簡介：周 江，男，工程師，主要從事水利工程設(shè)計管理方面的工作。基金項目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金（2015KYSC0126）
寨蒿河河道治理工程防洪堤設(shè)計計算
周 江1，姜應(yīng)紅2，潘 震3
（1.銅仁市萬山區(qū)水務(wù)局，貴州銅仁 554200；2.貴州寒武系工程有限公司，貴州貴陽 550002；
3.西安理工大學(xué)，陜西西安 710048）
摘要：針對寨蒿河及榕江縣朗洞鎮(zhèn)城市防洪體系中，宰牙河段和下半溪河段河堤防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低、河道狹窄行洪受阻、洪
水漫灘淹沒村寨農(nóng)田等問題，依據(jù)寨蒿河封閉防洪體系和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)整體規(guī)劃，按10 年一遇洪水設(shè)防，優(yōu)選兩岸修建
防洪堤和全段清淤疏浚的綜合治理方案。防洪堤的穩(wěn)定性分析與洪水論證分析表明：經(jīng)綜合治理，河段上下游均銜接穩(wěn)
定性較好的岸坡，形成相對封閉防洪體系，能給當(dāng)?shù)靥峁└鼮榘踩姆篮楸Ｕ吓c更為和諧的人水環(huán)境。
關(guān)鍵詞：河道治理；防洪體系；防洪堤；穩(wěn)定性分析
中圖分類號：TV851 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1671 －3354（2018）05 －0041 －04
Design of the Flood Protection Embankment in Zhaihao River Treatment Project
ZHOU Jiang1 ， JIANG Yinghong2 ， PAN Zhen3
（1.Tongren Wanshan District Water Authority， Tongren 554200， China；
2.Guizhou Cambrian Engineering Co.， Ltd.， Guiyang 550002， China；
3.Xi＇an University of Technology， Xi＇an 710048， China）
Abstract： In the flood control system of the Zhaihao River and the Donglang Town， various problems are encountered，
such as the low flood control standards of the embankment in Zaiya and Xiabanxi reaches， the flood obstruction due to
narrow river channel， and the submergence of village and farmland by overbank flood.According to the closed flood control
system of the Zhaihao River and the overall planning of the beautiful village construction， a comprehensive river
treatment scheme is proposed， in which a ten －year return period is determined as the flood protection standard， the
flood protection embankment is built on both banks and the entire river is dredged.The stability of the embankment is
also analyzed.The results show that a relatively closed flood control system is formed by the embankment with higher stability
after the treatment.A safer flood protection and harmonious water environment is obtained. Key words： river treatment； flood control system； flood protection embankment； stability analysis
寨蒿河為珠江流域柳江水系柳江一級支流，發(fā)源
于劍河縣，河源高程1 595.8 m，流經(jīng)上半溪村和宰牙
河段，最后向南匯入柳江。治理河段位于榕江縣朗洞
鎮(zhèn)，由于居民建房擠占河岸，導(dǎo)致河道狹窄，行洪斷面
小，防洪能力低。加上山體滑坡，泥沙碎石大量淤積，
嚴(yán)重影響河道行洪安全，若遇洪水會對兩岸居民房屋
及農(nóng)田造成嚴(yán)重威脅。根據(jù)宰牙河段和下半溪河段地
形地貌、現(xiàn)狀防洪設(shè)施及寨蒿河水系分布情況，治理工
程以保護兩岸居民及農(nóng)田、改善人居環(huán)境為主，兼顧美
麗鄉(xiāng)村建設(shè)。按10 年一遇標(biāo)準(zhǔn)洪水設(shè)計防洪堤，在設(shè)
計洪水頻率（P ＝10％）下，通過修建防洪堤及河道疏
淤整治，提高河道防洪和行洪能力，確保河段居民生命
財產(chǎn)不受洪水威脅。治理工程保護人口3 549 人，保
護面積0.612 km2 。
1 河段防洪現(xiàn)狀及治理措施
寨蒿河治理河段兩岸平緩，地形開闊，河道較淺，
伴有嚴(yán)重泥沙淤積，對河道行洪造成嚴(yán)重影響［1］ 。部
分河道雖建有砌石堤、土堤，但堤防較矮，防洪標(biāo)準(zhǔn)偏
低。河道擠占，泥沙淤積嚴(yán)重和堤防標(biāo)準(zhǔn)低，防洪抗災(zāi)
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水電與新能源2018 年第5 期
能力薄弱，使得治理河段不堪洪水重負(fù)，洪水時常淹沒
兩岸村莊及農(nóng)田［2］ 。治理河段現(xiàn)存洪水淹沒、防洪堤
沖毀、沖積沙灘等問題，如圖1 所示。
圖1 治理河段防洪現(xiàn)狀
結(jié)合原河流走向和保護村寨及農(nóng)田分布，在滿足
防洪功能的前提下，兼顧村寨整體美觀，山洪溝治理工
程采取利用原河道行洪、沿河道邊線建堤設(shè)防的總體
布置方案［3］ 。寨蒿河治理工程范圍為下半溪河段與
宰牙河段，治理措施主要采用河段兩岸修建防洪堤和
全段清淤疏浚， 其中： 下半溪河段新建防洪堤長
353 m，清淤段全長286 m，河道清淤量為443 m3 ；宰牙
河段新建防洪堤1 917 m，清淤段全長1 524 m，河道清
淤量為36 577 m3 。按河道現(xiàn)狀糙率，參照洪水比降，
根據(jù)曼寧公式計算得出個各防洪控制斷面水位流量關(guān)
系［4］ ，計算得防洪控制斷面水位流量關(guān)系及安全高
程。治理河段典型斷面現(xiàn)狀行洪能力，如表1 所示。
表1 典型斷面現(xiàn)狀行洪能力表
斷面編號
安全高程
／m
安全泄量
／（m3 · s－1 ） 防洪能力
C5 554.02 161 約10 年一遇 C7 ～C18 552.19 ～543.10 115 ～160 約3 年、5 年一遇 B4 554.00 57.1 約5 年一遇 B2 556.82 85 約10 年一遇 A1 ～A4 649.20 ～646.62 37.5 ～40.3 約5 年一遇 A8 646.55 96.3 約10 年一遇 從表1 可知，現(xiàn)狀條件下，治理河段全程堤防除
C5、B2 和A8 斷面滿足10 年一遇行洪安全外，其余均
不滿足防洪要求。結(jié)合現(xiàn)場踏勘和城市防洪規(guī)劃［5］ ，
寨蒿河河道治理工程分為下半溪河段與宰牙河段。治
理起點上游已建堤防，滿足洪水標(biāo)準(zhǔn)；治理終點往下兩
岸為山體，天然堤防高程滿足洪水且無保護對象。因
此，通過新建重力式防洪堤和全河段河道清淤，實現(xiàn)上
下游均銜接穩(wěn)定性較好的岸坡，提高河道防洪能力到
10 年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。
2 防洪堤設(shè)計計算
2.1 堤型設(shè)計
坑探揭露情況，治理河段河床覆蓋層厚5 ～6 m，
根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征可分為：整個河床及岸邊臺階均為第
四系沖洪積層（Qal ＋pl ）， 兩岸為第四系殘坡積層
（Qel ＋dl）及人工堆積（Qml ）。治理河段基巖為Ptbnbq3a
板巖，沿堤線零星出露，強風(fēng)化厚6 ～7 m。根據(jù)現(xiàn)場
勘察及河床覆蓋層詳細(xì)分層，河床堤基宜開挖至河床
以下1.5 ～2.0 m，即開挖至河床中下部稍密實砂卵石
層。局部地段岸坡基巖出露區(qū)，宜清除表層第四系殘
坡積層即可作為堤基基礎(chǔ)。采用重力式防洪堤與生態(tài)
式防洪堤相結(jié)合，既可保護河道兩岸居民與農(nóng)田，也能
美化村寨居住環(huán)境。
1）堤型一：重力式漿砌石＋混凝土防洪堤。下半
溪河段均采用重力式漿砌石防洪堤；宰牙河段除左岸
樁號中0 ＋453.19 ～中0 ＋809.58 與右岸樁號中0 ＋
685.41 ～中0 ＋833.62 段為生態(tài)式防洪堤外，其余河
段均為重力式防洪堤。重力式防洪堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，如
圖2 所示。
堤型采用重力式防洪堤，行洪斷面采用矩形斷面。
為防止沖刷，堤底采用C15 混凝土埋深0.8 m，其余采
用M7.5 漿砌石填筑，堤高2.8 ～4 m，堤頂寬度為
0.8 m，堤底寬1.9 ～2.26 m，背水面坡度為1∶0.3，迎
水面垂直。
2）堤型二：生態(tài)式漿砌石＋混凝土防洪堤。宰牙
河段左岸樁號中0 ＋453.19 ～中0 ＋809.58 與右岸樁
號中0 ＋685.41 ～中0 ＋833.62 段，采用生態(tài)式防洪
堤。生態(tài)式防洪堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面，如圖3 所示。
堤型采用生態(tài)式防洪堤，行洪斷面采用梯形斷面。
為防止沖刷，正常水位以下結(jié)構(gòu)采用C15 鋼筋混凝土
柵格及M7.5 漿砌石填筑；堤高3.1 m，堤底凈寬
0.8 m，堤頂凈寬1.2 m。
42 萬方數(shù)據(jù)
周 江，等：寨蒿河河道治理工程防洪堤設(shè)計計算2018 年5 月
圖2 重力式防洪堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面
圖3 生態(tài)式防洪堤標(biāo)準(zhǔn)橫剖面圖
2.2 堤頂超高計算
寨蒿河河道治理工程防洪標(biāo)準(zhǔn)按10 年一遇洪水
標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，工程等別為Ⅴ等，防洪堤為5 級建筑物，汛
期多年平均最大風(fēng)速為14 m／s，平均水深2.78 m，平
均波浪高為0.08 m。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》
（GB50286 －2013）［6］ ，經(jīng)計算波浪爬高為0.13 m，安
全加高A 為0.3 m，堤頂超高Y ＝R ＋e ＋A 為0.43 m，
堤頂超高取0.50 m。
2.3 防洪堤基礎(chǔ)沖刷深度計算
由于下半溪段河道河床較為平緩，各斷面間深泓
點變化較為規(guī)則，故將治理河段作為一個整體進行抗
沖刷深度計算［7］ 。最大設(shè)計洪水流量為83.6 m3 ／s，
河床設(shè)計寬度5 ～10 m，平均水深2.78 m，河床平均流
速3.0 m／s。河床主要以砂礫石，漂石，粉質(zhì)土構(gòu)成，
其面上允許不沖流速0.8 m／s，則局部沖刷深度計算
值為0.65 m，即堤基最大沖刷深度為河床面最低處以
下0.35 m。漿砌石護腳埋置深度到河床面以下
0.8 m，滿足規(guī)范對堤基埋置深度的要求。
2.4 防洪堤穩(wěn)定性分析
選擇最不利荷載組合和最不利斷面進行防洪堤穩(wěn)
定性分析。計算工況工況1：堤前水位1.84 m，堤后填
土為被動土壓力。計算工況工況2：堤前無水，堤后填
土為主動土壓力。堤型斷面尺寸為：堤身高3.3 m，堤
頂寬0.8 m，堤底寬2.05 m，堤趾寬0.5 m、高0.8 m，
迎水面豎直，背水面坡比1∶0.3。M7.5 漿砌石容重
22 kN／m3 ；內(nèi)摩擦角Φ ＝18°～20°。根據(jù)《提防工程
43 萬方數(shù)據(jù)
水電與新能源2018 年第5 期
設(shè)計規(guī)范》（GB50286 －2013）計算得基底應(yīng)力和抗滑
穩(wěn)定分析成果，如表2 和表3 所示。
表2 基底應(yīng)力計算成果表kPa
工況σmin σmax
工況1 68.2 81.4 工況2 62.8 90.7 由表2 可知，基底最大應(yīng)力為90.7 kPa，小于地基
允許承載力200 ～400 kPa，且最大應(yīng)力與最小應(yīng)力的
比值為1.44，滿足規(guī)范限值［1.5 ～2.5］的技術(shù)指標(biāo)。
表3 防洪堤抗滑穩(wěn)定計算成果表
分析內(nèi)容 工況1 工況2 基底抗滑穩(wěn)定 KC 1.46 ＞1.2 1.17 ＞1.05 防洪堤抗傾穩(wěn)定 K0 2.55 ＞1.4 1.85 ＞1.3 由表3 可知，各工況防洪墻基底抗滑和抗傾穩(wěn)定
安全系數(shù)均大于規(guī)范要求指標(biāo)，防洪堤安全穩(wěn)定性較
高且具有一定富裕。
3 結(jié) 語
寨蒿河下半溪與宰牙河段河道縱向坡較緩，河道
較淺，絕大部分河段雖建有堤防，但多為砌石堤、土堤，
堤防較矮，防洪標(biāo)準(zhǔn)低。加上兩岸居民生產(chǎn)和建房擠
占河道，行洪斷面逐步縮小，防洪能力遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要
求。兩岸堤防沖刷垮塌，碎石泥土淤積，河道兩岸未能
形成封閉防洪體系。每遇洪水，大量洪水涌入村寨及
農(nóng)田形成嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。為與寨蒿河和朗洞鎮(zhèn)城市封
閉防洪體系和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)相匹配，通過河段兩岸修
建防洪堤和全段清淤疏浚相結(jié)合的綜合治理方案，確
保上下游均銜接穩(wěn)定性較好的岸坡，以形成相對封閉
的防洪系統(tǒng)，提高河道行洪能力和防洪標(biāo)準(zhǔn)。
1）治理河段包括下半溪河段和宰牙河段兩部分，
治理河段總長度1.81 km，新建河堤長度2 285 m，河
堤護腳加固175 m，河道全段清淤量36 577 m3 。
2）按10 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，堤線和堤型根據(jù)
河段現(xiàn)有地形進行布置，優(yōu)選矩形斷面重力式與梯形
斷面生態(tài)式防洪堤，在保護兩岸居民與農(nóng)田的同時，美
化鄉(xiāng)村改善居住環(huán)境。
3）對防洪堤的堤頂安全超高和整體穩(wěn)定性進行
分析，結(jié)果表明：在最不利荷載組合和最不利斷面條件
下，防洪堤整體結(jié)構(gòu)和安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求，安全
穩(wěn)定性較高。
參考文獻：
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管理， 2017， 37（4）： 25 －28
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廣西水利水電， 2012（3）： 29 －31， 39
（上接第40 頁）
取控制爆破，臨近房屋等都是爆破所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)安全
風(fēng)險考慮范圍，影響面大，施工過程必須采取避讓措
施，賠償金額不可控。前期爆破施工已造成老鄉(xiāng)水窖、
化糞池、民房開裂，前期炮損已賠償19 萬多元，故此爆
破開挖方案不可控。
3）經(jīng)綜合比選，為防止爆破施工對公路沿線房屋
及結(jié)構(gòu)物造成安全隱患、以及可能引發(fā)的巨額索賠和
現(xiàn)場阻工等群體事件、避免拆遷帶來的巨大投入；又能
確保及時提供大壩骨料運輸通道，保證電站準(zhǔn)點發(fā)電，
及時帶來發(fā)電效益。根據(jù)現(xiàn)場實際情況及客觀環(huán)境，
機械液壓破碎開挖方案是切實可行的方案。
根據(jù)綜合比選后選擇的非爆破施工方案，2015 年
6 月至2016 年8 月路基開挖過程中，道路在穿越民房
區(qū)域采取了機械破碎石方開挖，為保證施工效率，對于
石方開挖斷面大的集中區(qū)域增加破碎設(shè)備投入，2016
年8 月底，公路石方開挖全部完成，路基成型，保證了
大壩骨料運輸車輛通行，保障了白鶴灘水電站大壩混
凝土澆筑。
參考文獻：
［1］水利部.水利工程概預(yù)算補充定額［M］.鄭州： 黃河水利
出版社， 2005

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