李興華，李峙松

(1.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱1500080;2.東莞市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司，廣東東莞523000)

1 引言

2008年5月12日四川省阿壩州汶川縣發(fā)生里氏8.0級(jí)特大地震，地震造成映秀鎮(zhèn)堤防出現(xiàn)垮塌、裂縫、滑坡、沉陷等多種險(xiǎn)情，嚴(yán)重影響防洪安全。

本次設(shè)計(jì)柔性擋土墻應(yīng)用于堤防工程，工程河段位于岷江上游右岸一級(jí)支流漁子溪河段，由于部分河段巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育，侵蝕較為嚴(yán)重，透水性強(qiáng)，兩岸松散堆積物較多，滑坡及泥石流時(shí)有發(fā)生，成為本流域河流泥沙的主要來(lái)源。

2 工程概況

工程所在地映秀鎮(zhèn)位于四川盆地西北側(cè)，紫坪鋪水利樞紐的尾部，在區(qū)域構(gòu)造部位上處于北東向龍門山構(gòu)造帶的中南段內(nèi);映秀鎮(zhèn)位于北川～映秀斷裂的下盤。根據(jù)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2008年6月11日批準(zhǔn)，GB18306－2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單，以及《四川、甘肅、陜西部分地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》(1∶100萬(wàn))，工區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.20 g，反映譜周期0.35 s，對(duì)應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度，場(chǎng)地構(gòu)造穩(wěn)定性屬穩(wěn)定性差區(qū)，根據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(DL5073－1997)規(guī)定，本工程抗震設(shè)防烈度為Ⅷ度。

圖1 漁子溪河俯視圖

擬建河堤沿漁子溪河?xùn)|西兩岸分布，漁子溪河總體由南西向北東流出，并匯入岷江河。

堤防總長(zhǎng)2.7 km，左岸堤長(zhǎng)1.36 km，右岸堤長(zhǎng)1.34 km。堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇標(biāo)準(zhǔn)，為4級(jí)堤防，堤防采用均質(zhì)土堤，堤身采用嵌塊與土工格柵反包土工袋相結(jié)合的全柔性封閉結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)堤頂寬4.0 m，迎水坡基本垂直，與水平面成78°角，背水側(cè)基本與地面相平。

河堤區(qū)地貌上為岷江一級(jí)階地。地層巖性主要由第四系沖洪積層卵礫石土組成。兩岸均已修建河堤，高度為8～10 m，分為二級(jí)臺(tái)階，河堤坡度約為75°。地震時(shí)兩岸河堤大部分有開裂現(xiàn)象，現(xiàn)有河堤穩(wěn)定性較差。

3 工程設(shè)計(jì)難點(diǎn)

工程設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是本地區(qū)為四川汶川大地震的震中，地震基本烈度為8度，場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為8度，在設(shè)計(jì)中要特別注意工程的抗震性能。并且由于漁子溪河坡降較陡，在1 km長(zhǎng)的河道中，水面降落能達(dá)到20 m的高差，使洪水期的流速接近6 m/s，在設(shè)計(jì)中要充分考慮河道中推移質(zhì)在高速水流中對(duì)堤防的破壞。

新建堤防由堤腳、堤身、景觀護(hù)坡3部分組成，堤身采用加筋土擋墻結(jié)構(gòu)。

堤腳的最下部分是1 m高的混凝土斜坡，可以讓沿河底滾動(dòng)的石塊遠(yuǎn)離堤防;堤腳上部為1 m高2 m厚的混凝土防撞墻，可以抵抗直徑1 m的大石撞擊(由于大石塊一般會(huì)沿河底滾動(dòng)，距離河底2 m以上的部位不會(huì)有大的石塊)。

4 堤身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與效果

堤身設(shè)計(jì)中采用的是自嵌式擋土墻與土工柵格反包土工袋相結(jié)合結(jié)構(gòu)。臨水側(cè)采用自嵌式擋土墻，堤身臨土側(cè)采用土工柵格反包土工袋的全柔性封閉結(jié)構(gòu)，自嵌式擋土墻與土工柵格反包土工袋之間用碎石充填以增加擋土墻柔性。土工格柵層距45 cm。

在設(shè)計(jì)中采用土工柵格反包土工袋的全柔性封閉結(jié)構(gòu)來(lái)承受土壓力及地震力，避免較高擋土高度時(shí)自嵌式擋土塊這種硬性結(jié)構(gòu)對(duì)土工柵格由于受力不均產(chǎn)生局部破壞，利用外襯自嵌式擋土塊抵御洪水沖刷及外部惡劣環(huán)境如銳物切割、紫外線、火災(zāi)等對(duì)土工格柵的破壞。外立面采用自嵌式擋土墻，擋墻外形美觀、顏色豐富、施工便捷。最主要的是土工柵格反包土工袋全柔性結(jié)構(gòu)，使本堤防具有較好的抗震性能，能充分發(fā)揮其“以柔克剛”的特性，具有型式新穎、施工方便快速、節(jié)約工程造價(jià)、具有適應(yīng)基礎(chǔ)變形能力強(qiáng)、抗震性能好的特點(diǎn)，特別是其強(qiáng)度高、變形小、耐久性好等特點(diǎn)更為顯著。(詳見圖1、圖2)。

景觀護(hù)坡設(shè)計(jì)中采用生態(tài)柔性結(jié)構(gòu)，既有綠化美觀的特點(diǎn)，又有抵御超標(biāo)準(zhǔn)洪水沖刷的功能。

在工程即將竣工時(shí)，映秀發(fā)生了“8·14”特大泥石流。本結(jié)構(gòu)在經(jīng)過(guò)泥石流的正面沖刷及漫頂淘刷下，主體結(jié)構(gòu)沒有任何破壞變形。

圖2 堤防橫斷面示意圖

圖3 自嵌式擋土墻斷面標(biāo)準(zhǔn)圖

圖4 泥石流經(jīng)過(guò)時(shí)情景

圖5 2010年8.14特大泥石流經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)圖

圖6 柔性擋土墻

圖7 效果圖

圖8 效果圖

圖9 峻工后堤防效果圖

［1］水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.GB50286－96堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)水利水電出版社，1998.

［2］雷勝友.現(xiàn)代加筋土理論與技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2006.

［3］何光春.加筋工程設(shè)計(jì)與施工［M］.北京:人民交通出版社，2011.

［4］中國(guó)水利水電科學(xué)研究院.DL5073－2000水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)電力出版社，2000.

［5］中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)院.GJJ50－92城市防洪設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)華僑出版社，1992.