□雷　雨（新疆阿克苏河水利管理处）

防洪工程坝体堤基高程确定及方案比选

□雷雨（新疆阿克苏河水利管理处）

堤基高程的确定及堤基型式的选择对于防洪工程的安全运行具有极其重要的意义，如果设计不到位，便会引发渗流问题或渗透变形问题，甚至危及整个防洪工程。坝体堤基设计过程中，必须充分考虑堤身断面、堤身填土性质、堤基地质条件、土层结构和性质、地形条件等因素，笔者在此基础上对黄羊滩达汗防洪工程坝体堤基高程进行了计算，并对两种可能的方案进行比选分析。

堤基高程；方案比选；防洪工程

1　工程概况

温宿县黄羊滩达汗防洪工程作为库玛拉克河防洪的重点，与东支西导防洪工程作为比较方案，被列为《阿克苏河防洪规划》的应急工程。该工程位于阿克苏地区温宿县城西北方向库玛拉克河的左岸，是库玛拉克河上重中之重的应急防洪工程，该工程主要保护温宿县和阿克苏市西城区以及乡村，保护人口16万人，耕地39506.67 hm2。由黄羊滩和达汗防洪堤两部分组成，总长度14.95km，其中黄羊滩防洪堤长度9.80km，达汗防洪堤长度5.15km。

2　坝体堤基高程确定

2.1堤岸冲刷深度计算

按照《堤防工程设计规范》（GB50286－98）公式进行计算：考虑到由于河床较宽，主流摆动仍有可能，故顺坝冲刷深度按斜冲情况进行计算：

式中：Δhp—从河底算起的局部冲深（m）；α—水流流向与岸坡交角（°），取α=45°；m—防护建筑物迎水面边坡系数，取m=1.75；d—坡脚河床砂计算粒径（cm），取d=0.31；Vj—水流的局部冲刷流速（m/s），各水文站实测最大流速取Vj=5m/s。

取安全超深1.10m，坡脚在河床面以下的深度取4m。

2.2堤基高程确定

防洪堤的横断面设计，在设计河底线以下1.90m的位置水平铺设了4m的钢筋笼卵石，其防冲深度可达到2.30m，因此抗冲深度在设计河底线以下将达到4.20m。在此基础上确定了堤基高程为设计河底线以下3.50m，具体确定如下：0+000～8+300段堤基设计纵坡为1:19，起止点高程分别为1208.60m、1166.04m；8+300～14+950段堤基设计纵坡为1:26，起止点高程分别为1166.04、1140.56m。

3　方案比选

3.1方案介绍

坝体的护面根据选用材料和运距的不同做了两个方案，下面分别进行介绍。

3.1.1方案一：混凝土板护面方案

横断面采用梯形断面，坝体由砂卵砾石填筑，设计堤顶宽5m，迎水面边坡系数1:1.75，背水坡1:20，砂砾石土堤填筑相对密实度要求达到0.70以上。

为了防止水流对坡面的冲刷，迎水坡现浇C20混凝土面板，厚度20 cm，为了适应变形，纵向设三道分缝，河底以下一道，河底以上二道，横向河底设计线以下每8m设缝一道，河底设计线以上每4m设缝一道，错缝布置，分缝材料采用SBS改性沥青油毡，厚度5mm和10mm间隔排列。基础埋深3.50m，坡脚设顶宽60 cm，底宽100 cm的防冲齿墙，为C20细粒混凝土卵石砌筑，齿墙顶坝坡前水平铺设钢筋笼卵石防护层，水平宽4m，厚度60 cm，卵石钢筋笼用¢8钢筋焊接，网格为15 cm×15 cm，并在设计河底以下钢筋笼卵石以上混凝土边坡前抛置水平宽度2m，卵石直径＞30 cm、重量≥30 kg的抛石层，以增强坡角抗冲能力。

坡顶迎水面设置高50cm的混凝土防浪墙，以满足超高的要求，并保持坝顶坝面的完整。

3.1.2方案二：浆砌卵石护面

临水面为变坡，设计河底线以上1m至坡脚边坡系数采用m=1，设计河底线以上1m至堤顶边坡系数采用m=1.50。护面采用C20细砾混凝土砌卵石的型式，上下厚度分别为40 cm和60 cm。基础亦采用C20细砾混凝土砌卵石，宽高均为100 cm。防浪墙采用高×宽=50cm×40cm的C20细砾混凝土砌卵石结构。护底型式与方案一相同。

3.2方案论证

黄羊滩达汗防洪堤护面两个方案，需对其进行经济技术的比较，方可确定建设方案。

3.2.1两方案工程量及造价比较

表1　工程量及造价比较表

3.2.2施工、运行管理及材料来源比较

表2　施工、运行管理及材料来源比较表

经过上述比较，两方案各有利弊，但混凝土护坡方案明显利大于弊，该方案具有工程造价低、施工进度快、可就地取材、有利于抢工期、质量容易保证、运行管理方便等优点，故推荐混凝土护坡方案为实施方案。

4　经济效益分析

防洪工程设施所保护的国民经济各部门所避免的国家和人民生命财产遭到损失所带来的经济利益即为防洪工程经济效益，包括直接经济效益和间接经济效益两部分。

4.1直接经济效益

根据《规范》，本防洪工程的多年平均直接经济效益，按有无工程对比可减免的洪水损失计算，减免的洪灾损失按减淹面积乘单位指标综合经济损失值计算确定，根据调查资料分析，该工程多年平均减淹面积为130.27 hm2；根据本防洪工程保护范围内的农牧业生产调查与分析，按照2002年生产水平及价格计算，本防洪工程保护区洪灾单位综合经济损失为14925.37元/hm2；每年为该区域防洪的投入为660万元，故直接经济效益为819.40万元。

4.2间接经济效益

防洪工程所减免的洪灾间接经济损失是指因洪灾造成的直接经济损失给灾区内外带来影响而间接造成的经济损失，主要包括两部分：

淹没区内工矿企业停产、商业停业、农业减产、交通运输受阻或中断，致使其它地区因原材料供应不足而造成的经济损失，以及在洪水发生期间，淹没区外的工矿企业为解决原材料不足采用其它途径所增加的费用等经济损失。

淹没区内外因洪灾损失的影响，在恢复期内少创造的净产值损失。参照间接经济损失与直接经济损失的比例关系，结合阿克苏市良种场与地区蚕种场防洪工程以保护农业为主体的情况，间接经济损失按直接经济损失的15%计算，即128万元。

通过以上直接与间接经济效益的分析计算。本防洪工程经济效益为947.04万元。

［1］张慧丽.松花江干流通河县新增堤防方案比选［J］黑龙江水利科技.2014（6）.

［2］王斌.榕江大围曲溪堤段堤型设计方案的确定［J］人民珠江.2007（2）.

［3］买买提尼亚孜·买提尼亚孜.墨玉加汗巴格段防洪工程防洪堤设计堤顶高程确定［J］水利科技与经济.2014（7）.收稿日期：2016-03-23

（责任编辑：左英勇）

TV 698.2+3

B

1673-8853（2016）08-0069-02

雷雨（1963-），男，工程师，主要从事水利管理处管理工作。