水利水電工程師淺談河道堤防工程設(shè)計(jì)

河道堤防工程是防洪體系的重要組成部分，堤防是世界上最早廣為采用的一種重要防洪工程。在抗洪中堤防工程起到了重要作用，可是在河道堤防工程設(shè)計(jì)的過程中，通常因?yàn)樵O(shè)計(jì)建筑物工程比較簡單，與周圍建筑物不一致等情況的發(fā)生，從而造成了河道堤防工程設(shè)計(jì)與實(shí)際實(shí)施的過程中常常會(huì)遇到諸多問題。

一、常遇問題及原因分析

1.1清基工程量的差距

在設(shè)計(jì)中，一般考慮清基深度為15～30cm，但由于很多老堤防建成時(shí)間較早，或是由村民自發(fā)興建，地表及周圍容易發(fā)生較大變化，如：堤前和堤后存在魚塘、葦塘，堤頂?shù)缆方?jīng)過加固改造，堤防背水側(cè)及堤腳有房屋建筑等。這些變化都增加了確定清基深度的難度，實(shí)施過程中的清基深度往往與設(shè)計(jì)文件中的要求不一致，帶來了設(shè)計(jì)與實(shí)施清基量相差較大。其主要原因有兩點(diǎn)。

(1)在對(duì)小型河道治理工程中，部分堤防背水側(cè)甚至路肩處均存在大量民房、院墻，民房及院墻基礎(chǔ)，必須將其全部挖除后才能進(jìn)行堤防土方填筑;部分原有堤防及新堤堤軸線前后均有魚塘和葦塘等，而魚塘和葦塘等又使淤泥及雜植土的厚度大大增加，而勘測(cè)設(shè)計(jì)沒能掌握實(shí)際的變化狀況。

(2)各有關(guān)參建單位沒有工程建設(shè)場(chǎng)地的原始資料可提供。

1.2堤線交叉建筑物布置不符實(shí)際

堤防戰(zhàn)線長，沿程支流或排水溝渠橫穿堤防，交叉的各類建筑物中以涵管最為常見，往往因掌握的地形、水系資料及調(diào)研工作不齊全，使涵管效能未能充分發(fā)揮。

1.3工程占地界限不清

設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┝苏嫉毓こ塘?，占地范圍邊界線布置在工程平面布置圖上，但當(dāng)工程實(shí)施時(shí)往往由于界限不清或補(bǔ)償費(fèi)不足等原因而停滯。主要原因是堤防工程戰(zhàn)線長，占用土地量相對(duì)其他建筑物工程較大，雖然水利部門曾對(duì)水利管理河道范圍進(jìn)行過圈權(quán)劃界，但隨著經(jīng)濟(jì)與人口的增長，人們已將堤防內(nèi)河灘地、堤防外側(cè)水利工程管理范圍護(hù)堤地開荒種地，更有些土地已獲得土地部門土地使用證，當(dāng)要修建堤防工程時(shí)，由于占地界限不清，地方占地補(bǔ)償配套跟不上，致使工程的實(shí)施經(jīng)常陷入停工狀態(tài)，嚴(yán)重耽誤了工期。

1.4地下建筑物干擾妨礙設(shè)計(jì)與實(shí)施

堤防前后經(jīng)常會(huì)有一些輸油、輸氣、輸水的管道以及碼頭棧橋等建筑物，這些管道有的穿越堤身，有的則架空與堤防之上，而棧橋等建筑物位于堤防迎水側(cè)，一端與堤防相接。在堤防加固工程施工過程中，管道及棧橋會(huì)對(duì)堤防的加高培厚以及迎水側(cè)堤肩線的布置產(chǎn)生干擾。如：堤防加高培厚會(huì)增大堤身內(nèi)管道上部的土壓力，對(duì)管道的造成危害，有的也會(huì)減少堤頂與架空管道之間的距離而無法滿足防汛搶險(xiǎn)車輛通行。在實(shí)施時(shí)需要對(duì)干擾構(gòu)筑物進(jìn)行處理，在確保構(gòu)筑物安全的狀況下才能進(jìn)行堤防施工。

二、現(xiàn)代化河道堤防工程的設(shè)計(jì)原則

為了保障工程效果的實(shí)現(xiàn)，使施工環(huán)境對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響減少，延長生態(tài)工程的壽命，對(duì)生態(tài)工程的維護(hù)、監(jiān)測(cè)和評(píng)估必須提高，積累豐富的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，并在前期養(yǎng)護(hù)和后期管理上不斷加強(qiáng)。在施工期對(duì)特殊區(qū)域的物種要實(shí)施相應(yīng)的輔助保護(hù)措施。適當(dāng)處理開挖后的采料場(chǎng)應(yīng)，改善植被生長條件，平整地形，合理設(shè)置排水，以滿足環(huán)境及美觀方面的要求，與周圍景觀協(xié)調(diào)一致。

2.1宜寬則寬是明確堤防間距應(yīng)遵循的原則

在布置堤線的過程中，江河湖泊的自然形態(tài)要盡可能保留，對(duì)其分汊散亂狀態(tài)或蜿蜒性應(yīng)恢復(fù)或保留，也就是恢復(fù)或保留急流、淺灘、濕地或河灣。土地開發(fā)利用與生態(tài)保護(hù)要求和行洪與之間的矛盾要加以妥善處理，河漫灘和河槽保持一定的植被空間和淺灘寬度，還要滿足設(shè)計(jì)洪水行洪需要，提供棲息地給生物生長發(fā)育，使河流的自凈化功能充分發(fā)揮。設(shè)計(jì)河流斷面的過程中，要根據(jù)自然河多樣性變化特征，采用非規(guī)則斷面，對(duì)河床的平坦化要盡量避免，深潭與淺灘一樣原則，這樣對(duì)與自然風(fēng)景協(xié)調(diào)性和與生物的親和性極為有利。

2.2自然與人的生態(tài)和諧建設(shè)是岸坡防護(hù)工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

在開展農(nóng)村河道整治的過程中，在工程安全滿足的前提下，實(shí)施與自然景觀協(xié)調(diào)的形式，確保景觀和生態(tài)的護(hù)岸形式具有多樣性。在典型的岸坡防護(hù)結(jié)構(gòu)中，自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)、多孔混凝土構(gòu)件和具有良好墊層和反濾結(jié)構(gòu)的堆石應(yīng)盡可能使用，對(duì)那些硬質(zhì)不透水材料，如漿砌塊石、混凝土等要盡可能不用，創(chuàng)造有利條件為兩棲類動(dòng)物、魚類和昆蟲棲息與繁殖，以及植物生長。 　　在開展城市水域景觀建設(shè)整治的過程中，江河湖泊天然的美學(xué)價(jià)值要重點(diǎn)保留，生物棲息地建設(shè)應(yīng)多加重視，避免將水流置于砌石形成的人工環(huán)境和過多的亭臺(tái)樓閣等混凝土中。水利工程設(shè)施要多注重生物棲息地建設(shè)，建設(shè)一種自然與人親近的環(huán)境。水利工程還應(yīng)創(chuàng)造良好條件，為兒童進(jìn)行水環(huán)境保護(hù)教育和公眾廣泛參提供有利因素。

2.3堤型的選擇原則

在堤防設(shè)計(jì)過程中，堤形的選擇至關(guān)重要，直接關(guān)系到工程的防洪安全、總體造價(jià)及美觀。堤身首先要滿足滑動(dòng)穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定，確保工程安全;其次，還要與生態(tài)保護(hù)的要求相結(jié)合，充分利用原河道緩坡和采用當(dāng)?shù)夭牧?，為植被生長創(chuàng)造有力條件，保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。

三、預(yù)防及改進(jìn)措施

3.1完善前期勘測(cè)設(shè)計(jì)

工程建設(shè)勘測(cè)中，對(duì)堤防斷面變化較大和地形復(fù)雜地段應(yīng)加以特別重視，在常規(guī)要求的基礎(chǔ)上增加斷面，實(shí)事求是地反映出地形地貌的變化，為設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的勘測(cè)資料。尤其要注意對(duì)堤防高程的準(zhǔn)確控制，如果高程有誤會(huì)使設(shè)計(jì)斷面及影響設(shè)計(jì)斷面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(水位)不準(zhǔn)從而造成工程量的巨大差異。設(shè)計(jì)中要把平面圖和斷面圖相結(jié)合，兩者相互校對(duì)，綜合考慮。設(shè)計(jì)人員應(yīng)查勘現(xiàn)場(chǎng)，留心關(guān)注堤防周邊的地形地貌，對(duì)水塘、植被、堤頂?shù)缆方Y(jié)構(gòu)、堤身范圍內(nèi)的房屋、棧橋建筑物和管道等要特別關(guān)注，這些往往是影響堤防設(shè)計(jì)和工程實(shí)施的關(guān)鍵因素。設(shè)計(jì)人員還應(yīng)充分調(diào)查、掌握所建工程地形地貌，沿程走訪歷史洪澇災(zāi)害、沿線人民生產(chǎn)作業(yè)情況?？紤]現(xiàn)狀情況對(duì)設(shè)計(jì)和項(xiàng)目的實(shí)施可能造成的干擾和困難，盡早在設(shè)計(jì)階段采取有效措施加以解決。

3.2密切聯(lián)系群眾和實(shí)際，優(yōu)化設(shè)計(jì)

密切聯(lián)系當(dāng)?shù)孛癖?，了解堤防沿線土地所有情況及生產(chǎn)對(duì)水利工程的需求及要求，結(jié)合相關(guān)規(guī)范，更合理地布置沿線交叉建筑物，整理出沿線土地所有調(diào)查資料，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案全面考慮各種因素，提供相對(duì)詳盡的設(shè)計(jì)圖紙，減少實(shí)施中影響工期的因素。

3.3實(shí)施前仔細(xì)復(fù)核，消除大患

項(xiàng)目實(shí)施前，設(shè)計(jì)人員與各參建方應(yīng)仔細(xì)查勘現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行分析比照，注意場(chǎng)地內(nèi)的現(xiàn)狀對(duì)后期工程的不利影響，并對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的核對(duì)，這樣會(huì)對(duì)后期項(xiàng)目的實(shí)施減少隱患，避免實(shí)施中出現(xiàn)較大問題。

四、結(jié)語

綜上所述，在小型河道堤防工程設(shè)計(jì)與實(shí)施中遇到的問題，需要設(shè)計(jì)從自身角度出發(fā)，做好本職工作，并且緊密聯(lián)系實(shí)際，才能將所遇到的問題解決。堤防工程雖然以土石方填筑為主，但不可掉以輕心，必須加以重視，分析可能出現(xiàn)的問題和原因，并找到預(yù)防和改進(jìn)的措施，為工程的實(shí)施掃清障礙。

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