高强山 张慧勇

（1.横山县水库移民办公室 陕西 横山 719100；2.横山县河务水库管理站 陕西 横山 719100）

1 概况

小理河是无定河水系大理河的一条主要支流，它发源于陕西省横山县艾好峁村，在陕西省子洲县电市镇李家河村汇入大理河，属山溪性河流，流域面积820.8km2，河长69km，小理河流域属大陆性气候,降水量年内分配不均,主要集中在汛期且多以暴雨形式出现，最大月降雨量多集中在8月份。高镇地处黄土高坡之上、小理河之畔，位于榆林市横山县城南70 km处，幅员 251km2，总耕地面积 4860hm2，辖20个行政村，180个村民小组，总人口23861人。全镇地形多为山坡沟壑之地，美丽的小理河潺潺而过。此次堤防治理涉及高镇镇所辖的高镇村、油坊头村、旗峰村和李家洼村4个行政村，保护区耕地面积100亩。建设该防洪工程，不仅是完善横山县高镇防洪体系，提高高镇防洪标准，改善居民环境，保护老区人民生命财产安全的需要，也是扩展高镇基础设施，扩充高镇规模，完善新农村建设总体思路和重点示范村建设规划的需要。

2 河道存在问题

（1）小理河大多没有堤防，无防洪安全体系。

小理河流沿岸的村庄、粮食生产基地基本处于不设防状态，目前河道为天然岸坡和农田田埂，无堤防、也缺少穿堤的交叉建筑物，遇到洪水就造成洪涝灾害。现状横断面多呈“U”型，河床最宽处为80多米，最窄处为7、8米。两岸发育有一级～二级基座阶地。高阶地多被侵蚀、改造、残留不明显。河床漫滩和一级阶地阶面一般平坦、宽阔，呈条带状分布，二级阶地残缺不全，多呈条块状分布，阶地堆积物二元结构清晰，上部黄土、黄土状壤土，下部砂砾石。

（2）流域水土流失严重。

小理河位于陕北黄土高塬北部的黄土梁峁沟壑区，地势西北高，东南低。小理河自西北向东南流经该区，区内沟谷纵横，黄土梁、峁发育。地貌单元按形态特征可分为黄土梁峁及河流阶地两大类型，土质疏松，受暴雨洪水影响，河流泥沙含量大，淤积较重。

（3）岸坡坍塌严重。

小理河下游段由于两岸岸坡无防护措施，经过多年洪水冲刷造成两岸岸坡较陡，目前两岸局部段出现岸坡坍塌现象，并且坍塌现象近年来越来越严重，对两岸的农田造成严重影响。

（4）管理设施不配套，群众防汛意识差。

近年来小理河河道内乱建、乱挖、乱弃现象加剧，不断侵占河道，造成河道淤塞，行洪不畅。河道到处乱到垃圾，多年未实施清淤疏浚，致使河道萎缩严重，行洪能力逐步降低，给防洪安全构成了严重威胁。

（5）无防汛抢险道路，防洪抢险交通不畅，直接影响防汛抢险工作的顺利。

3 堤防设计

3.1 堤线布置

本次设计的堤线布置结合现状河道两侧边坡情况进行了三个方案的比较，上游段分别为30m、40m、50m堤距方案，下游段分别为32m、42m、52m堤距方案。从平面形态、水力计算成果、拆迁补偿、防洪规划以及两岸高边坡等情况来看，选择上游段40m堤距、下游段42m堤距堤线布置，平面布置形态较好，水力计算结果合理，拆迁补偿费用相对较低，符合防汛部门要求，且与天然高边坡衔接较好，故本次设计推荐采用上游段堤距为40m、下游段堤距为42m方案。

3.2 堤防工程布置

根据堤防布置原则，结合小理河河道现状及两岸边坡条件，本次防洪工程总体分为上游段和下游段。上游段新修堤防分为两段，其中左岸、右岸各一段。上游段左岸新修堤防为：桩号SL0+000.00～SL0+465.69之间，总长为465.69m；上游段右岸新修堤防为：桩号SR0+000.00～SR0+404.36之间，总长为404.36m。下游段新修护岸分为两段，均位于左岸。下游段左岸新修护岸为：桩号XL0+000.00～XL0+470.98和 XL0+555.86～XL0+894.97之间共两段，总长为810.09m。本次防洪工程新修堤防和护岸总长1680.14m，上游段最小堤距控制为40m、下游段最小堤距控制为42m。

3.3 基础处理设计

根据地质报告及堤基要求的埋置深度，设计河段桩号：XL0+071.56～XL0+470.98和 XL0+555.86～XL0+894.97之间设计堤底高程按照深入基岩以下1.0m控制，其他河段设计堤底高程按照按照河道深泓线下2.0m控制。上游段堤防基础均座落在淤泥质粉土层，淤泥质粉土标准贯入试验击数N63.5=5.0～5.2击,承载力特征值fak=80kPa～100kPa，土体呈饱和状态，无湿陷，内摩擦角Φ=20.0°，粘聚力C=10.0kPa。下游段护岸基础均坐落在基岩上，承载力满足要求。强风化岩体基本质量级别Ⅴ级，承载力特征值fak=350kPa。弱风化岩体基本质量级别Ⅳ级，承载力特征值fak=800kPa。由于土堤对基础承载力要求较低（约为57kPa），淤泥质粉土承载力满足浆砌石护坡对地基持力层的承载力要求，故本次设计不再进行基础处理设计。

3.4 堤顶高程确定

依据《堤防工程设计规范》，堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定。按不允许越浪对待，安全超高取0.5m。经计算墙顶超高范围为0.77m～0.78m，为使堤防顶部平顺连接，堤顶超高统一按0.8m考虑。

3.5 冲刷及基础埋深

根据设计堤线的布置及河势水流方向分析判断，本次设计不存在水流斜冲段。结合工程区抗冲刷及抗冻、地基情况要求及河道河势变迁情况，本次堤基冲刷深按深泓点作为地面高程，满足冲刷线以下计算深度。综合考虑，确定堤防堤基埋置深度按以下要求确定：据冲刷计算，设计河道段冲刷深度为0.41m～0.62m（从河底计算起），最大冻土深度129cm，结合河道断面演变情况分析和地质实地调查分析及顺直段冲刷深度计算结果，综合确定本次设计，下游段两岸部分堤段由于基岩出露高程较高，桩号：XL0+071.56～XL0+470.98和 XL0+555.86～XL0+894.97之间设计堤底高程按照深入基岩以下1.0m控制，其他河段设计堤底高程按照河道深泓线下2.0m控制。

3.6 断面型式选择

该堤防位于小理河高镇镇街道旁边和横子路边上，其断面型式在满足自身稳定及强度的情况下，结合工程的人文景观、两岸建筑物布局和地层岩性进行选取。根据本工程特点，对土堤迎水侧采用浆砌石护坡、直立式挡墙和重力式格宾挡墙三种方案进行经济技术比较。经过方案比较分析计算，土堤迎水侧采用浆砌石护坡投资为6100元/m，直立式挡墙投资为13345元/m，重力式格宾挡墙投资为14314元/m。通过比较可以看出，土堤迎水侧采用浆砌石护坡比直立式挡墙和重力式格宾挡墙造价低，且不需要进行基础处理等优点。因此，选择浆土堤，迎水侧采用砌石护坡作为该工程的推荐方案。墙背填土对于无粘性土要求相对密度不低于0.60，粘性土压实系数不低于0.90。

3.7 挡土墙细部构造设计

3.7.1 沉陷缝设计

为避免由于地基沉陷引起护坡裂缝，沿护坡长度方向每10m设置一道沉陷缝，缝宽2cm，缝内塞填聚乙烯闭孔泡沫板。护坡沿长度方向分缝时考虑以下情况：在平面位置和立面布置突变折点处应设沉陷缝;基础下地基岩性发生显著变化处应设沉陷缝;

3.7.2 排水设置

为降低护坡后侧地下水位，减少静水压力，在护坡上设置排水孔。排水孔竖向间距为2.5m，水平向间距为2m,上排排水孔距离堤顶2.5m，排水孔为D75PVC管，管端包裹土工布反滤。

3.8 排水涵管设计

根据小理河左右两岸自然地形、农田面积和农田分块布局，为避免本次护岸加高加固治理后两岸农田积水排不出而产生内涝损失，本次设计根据两岸各个沟道的集水面积和降水量，按照经验公式计算排洪涵管输水流量为0.41m3/s～1.17m3/s，故排水穿堤管道设计选用DN800承插式钢筋砼预制管，管道铺设时管座采用现浇砼C15,管道进水口埋设高度为原地面线上,管道进出口坡降为1%，出口处采用铅丝石笼护角，护角宽度为3.0m，长度为6.0m，高度为1.5m～0.5m，护角底高程为回填线以下0.5m。共布置了3处排水涵管：上游段2处、下游段1处，均为为φ800承插式钢筋砼管。

3.9 防汛道路及下河踏步设计

本工程区交通方便，横子路沿河道左岸而过，本次设计防汛道路与横子路相互衔接。新建防汛道路进行设计总长2180.14m，其中堤顶道路为1680.14m，与横子路及对外路连接长度为500m，路面宽度为3.0m，包括浆砌石压顶宽度0.6m，路面为20cm厚泥结石路面。在沿治理河道两岸，根据实际地形条件，在居民活动比较集中的位置沿河设置下河踏步，以方便群众的取水需求。下河踏步总计4处，其中上游段2处、下游段2处，下河踏步宽度为4.0m，坡度比为 1∶2.0。

4 结语

横山县小理河高镇段防洪堤工程位于小理河中下游，为使小理河高镇段形成一个较为可靠的防洪体系，通过分析河道防洪存在问题，从堤线布置、堤顶高程、基础埋深、断面型式、挡土墙、排水涵管、防汛道路及下河踏步等方面提出科学的堤防建设方案，设计综合治理堤防1.80km，其中，上游段左岸新建堤防465.69m、右岸新建堤防404.36m，下游段左岸新建护岸810.09m，切实提高了小理河高镇的整体防洪能力。陕西水利