賀佩君

（塔城地區(qū)白楊河引水工程建設(shè)管理局，新疆 塔城834700）

新疆和布克河各支流主要發(fā)源于北部、西北部的薩吾爾山。在和布克河北岸，由潛水（泉水）匯集而成的較大支流有4 條，分別是白仙薩拉、哈拉薩拉、納倫和布克及鐵布肯烏散。和布克河流域分布特征是水系發(fā)達，河（溝）數(shù)量多，但流程短，水量小，水系形狀不規(guī)則，河流南岸幾乎無支流匯入，最終以潛流的形式匯入瑪納斯湖。

和布克河夏孜蓋段防洪工程位于和布克賽爾蒙古自治縣夏孜蓋鄉(xiāng)境內(nèi)，地理位置東經(jīng)85°19′～85°27′，北緯46°45′～46°48′。

1 防洪現(xiàn)狀分析

和布克河夏孜蓋河段的左岸屬農(nóng)十師184團地界，該河岸局部地段在2010 年底已做防護，防護型式為混凝土護坡，長約2.9 km。堤防的堆填料是河床內(nèi)的砂礫石。堤身高4.0～6.0 m，堤頂寬4.50 m，堤底寬大約10.0 m 左右。堤內(nèi)的凍脹土已全部清除，并且全部換填成了符合堤料的砂礫石料?；炷撩姘宓氖┕べ|(zhì)量符合規(guī)范要求。局部地段的建筑物基礎(chǔ)埋深較淺使得沖刷嚴重的地段其面板底部被沖毀。夏孜蓋河段的右岸屬和豐縣夏孜蓋地界，現(xiàn)狀未建設(shè)防洪工程，故每年的洪水期，當?shù)鼐杞M織大量人力、物力、財力進行抗洪搶險，由于基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，雖每年均進行防洪抗洪，洪災(zāi)損失基本上每年都有發(fā)生，當?shù)厝嗣駥Υ丝嗖豢把浴Ｒ虼?，做好防洪工程成為當?wù)之急。

2 防洪工程總體布置

本次防洪工程建設(shè)任務(wù)是對和布克河夏孜蓋段右岸進行防洪治理，使困擾兩岸幾十年的洪災(zāi)問題得以有效解決。工程防護對象主要為夏孜蓋鄉(xiāng)（托熱特村、夏孜蓋村、桑布根拜興村、巴音托洛蓋村）的居民、農(nóng)田等。防護內(nèi)容為：防護總?cè)丝跀?shù)1 591 人、耕地85.06 hm2。

2.1 堤防軸線選擇

防洪工程從和布克河鐵路橋為起點樁號為0+000～5+000，整治河道長5.0 km，防洪堤總長5.0 km，總體走向大致由西向東布置。

根據(jù)項目區(qū)地形情況及需保護的范圍，結(jié)合河道平面位置變化情況，工程盡可能布置在河道沖刷嚴重及需保護范圍的外圍，并結(jié)合地形，將防洪堤建在地勢較高處，以便節(jié)省工程投資。

2.2 堤防襯砌材料選擇

在進行防洪工程建設(shè)時，根據(jù)襯砌形式不同，采取混凝土護坡、雷諾護墊護坡、漿砌石護坡三種形式進行比較。

1）混凝土護坡。堤頂寬4.0 m，內(nèi)邊坡為1∶1.75、外邊坡為1∶2。上游面從上至下依次為：15 cm 厚混凝土護坡，30 cm 厚砂礫料墊層，為防止底部沖刷，地面以下護坡采用20 cm 厚混凝土板護坡，將混凝土護坡沿1∶1.75 的邊坡延伸至底部沖刷深度，設(shè)混凝土齒墻。

2）雷諾護墊護坡。護坡型式采用0.3 m 厚護墊襯砌，護墊為網(wǎng)箱型式，大小采用3.0 m×2.0 m×0.3 m。網(wǎng)格大小采用80 mm×100 mm，網(wǎng)絲直徑2.5 mm，邊絲直徑3.2 mm，厚度為500 mm。網(wǎng)箱和網(wǎng)箱之間采用16#扎絲聯(lián)接。

3）漿砌石護坡。根據(jù)地質(zhì)報告，如果采用漿砌石護坡方案需要爆破開采，初步估算本方案造價較高。因此本次設(shè)計不采用漿砌石護坡方案。

綜合考慮防洪堤護坡形式選擇即混凝土護坡方案。

2.3 水力計算

根據(jù)設(shè)計斷面對項目區(qū)洪溝的過洪能力進行水力計算，按明渠均勻流計算。

1）綜合糙率n 計算。根據(jù)斷面周界上糙率采用加權(quán)糙率計算方法。各斷面的綜合糙率范圍在0.03～0.034 之間。

2）堤防高度確定。本次防洪工程斷面型式為單側(cè)防洪堤襯砌，超高計算也計入波浪及風壅水高。根據(jù)本次堤防設(shè)計為混凝土護坡，堤防工程級別為5 級，根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）確定，5 級建筑物安全超高取值為0.5 m。

3）防洪堤基礎(chǔ)深度計算。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》附錄D 規(guī)定，采用沖刷公式計算沖刷深度。根據(jù)河道特性，并結(jié)合多年來已建護岸工程的經(jīng)驗和教訓，根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》計算沖刷深度，確定護岸基礎(chǔ)埋深。防洪堤迎水面坡腳沖刷基礎(chǔ)埋深通過局部沖刷和斜沖計算，同時結(jié)合當?shù)匾呀üこ套罱K確定基礎(chǔ)埋深為3.0～3.5 m。

2.4 抗凍脹設(shè)計

1）設(shè)計凍深。根據(jù)地質(zhì)資料，右岸防洪堤段堤身填需要削坡部位為凍脹性土，根據(jù)《水工建筑物抗冰凍設(shè)計規(guī)范》（SL211-2006），需對此段進行抗凍脹計算。根據(jù)《水工建筑物抗冰凍設(shè)計規(guī)范》附錄B 計算設(shè)計凍深。經(jīng)計算，本防洪工程設(shè)計凍深為1.57 m。

2）土的凍脹量。h=1.25 Zd0.71e-0.013Zw，式中：h 為地表凍脹量，cm；Zd為設(shè)計凍深，m；Zw 為計算點的地下水位深度，cm。經(jīng)計算h=1.68 cm，據(jù)此可根據(jù)《水工建筑物抗冰凍設(shè)計規(guī)范》（SL211-2006）中表3.0.9 查得土的凍脹級別為Ⅰ級。

3）墊層厚度。根據(jù)土的凍脹級別及《水工建筑物抗冰凍設(shè)計規(guī)范》（SL211-2006）要求，防凍層厚度不宜小于0.8 倍當?shù)刈畲髢錾睿?.83 m），即墊層厚度為1.46 m。

2.5 混凝土板防腐處理措施

根據(jù)工程區(qū)的土和地下水取樣分析可知，環(huán)境水對混凝土均無腐蝕性；地基砂礫石、砂壤土層對混凝土具有中等腐蝕性。

針對以上地質(zhì)問題本階段處理方案為：本工程初步選定堤防材料為混凝土板，斷面型式為梯形斷面，混凝土板下設(shè)30 cm 厚的砂礫料墊層，用于隔離基礎(chǔ)土與混凝土板的接觸，從而防止基礎(chǔ)土對混凝土的腐蝕。

2.6 堤防工程結(jié)構(gòu)設(shè)計

和布克河夏孜蓋段防洪工程防洪形式為防洪堤，本次防洪工程右側(cè)單側(cè)防護總長5.0 km。防洪堤高2.1～2.9 m，堤頂寬4.0 m，內(nèi)邊坡為1∶1.75、外邊坡為1∶2。上游面從上至下依次為：15 cm 厚混凝土護坡，30 cm 厚砂礫料墊層，為防止底部沖刷，地面以下護坡采用20 cm 厚混凝土板護坡，將混凝土護坡沿1∶1.75 的邊坡延伸至底部沖刷深度3.0～3.5 m 深齒墻處，混凝土齒墻厚0.3 m，高0.5m?；炷涟遄o坡每隔2.5 m 設(shè)一道縱橫縫，混凝土齒墻每隔2.5 m 設(shè)一道橫縫，縫寬均為2.0 cm，填縫材料為高壓閉孔板。防洪堤每100 m設(shè)一道防沖隔墻，寬度30 cm，厚度80 cm，混凝土指標為C25F200W4。

3 結(jié) 語

本次以新疆和布克河夏蓋孜段為研究對象，對該地區(qū)的防洪現(xiàn)狀進行分析，對防洪工程總體布置進行了探討，最終確定了防洪堤的設(shè)計結(jié)構(gòu)。為類似地區(qū)、類似工程提供了一定的參考。