水利水電工程師淺談河道堤防工程設(shè)計

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)計的過程中，通常因為設(shè)計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)計與實際實施的過程中常常會遇到諸多問題。

一、常遇問題及原因分析

1.1清基工程量的差距

在設(shè)計中，一般考慮清基深度為15～30cm，但由于很多老堤防建成時間較早，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，實施過程中的清基深度往往與設(shè)計文件中的要求不一致，帶來了設(shè)計與實施清基量相差較大。其主要原因有兩點。

(1)在對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，而勘測設(shè)計沒能掌握實際的變化狀況。

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

1.2堤線交叉建筑物布置不符實際

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)計按照設(shè)計圖紙?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，但當工程實施時往往由于界限不清或補償費不足等原因而停滯。主要原因是堤防工程戰(zhàn)線長，占用土地量相對其他建筑物工程較大，雖然水利部門曾對水利管理河道范圍進行過圈權(quán)劃界，但隨著經(jīng)濟與人口的增長，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堤地開荒種地，更有些土地已獲得土地部門土地使用證，當要修建堤防工程時，由于占地界限不清，地方占地補償配套跟不上，致使工程的實施經(jīng)常陷入停工狀態(tài)，嚴重耽誤了工期。

1.4地下建筑物干擾妨礙設(shè)計與實施

堤防前后經(jīng)常會有一些輸油、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，管道及棧橋會對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：堤防加高培厚會增大堤身內(nèi)管道上部的土壓力，對管道的造成危害，有的也會減少堤頂與架空管道之間的距離而無法滿足防汛搶險車輛通行。在實施時需要對干擾構(gòu)筑物進行處理，在確保構(gòu)筑物安全的狀況下才能進行堤防施工。

二、現(xiàn)代化河道堤防工程的設(shè)計原則

為了保障工程效果的實現(xiàn)，使施工環(huán)境對生態(tài)系統(tǒng)的影響減少，延長生態(tài)工程的壽命，對生態(tài)工程的維護、監(jiān)測和評估必須提高，積累豐富的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，并在前期養(yǎng)護和后期管理上不斷加強。在施工期對特殊區(qū)域的物種要實施相應(yīng)的輔助保護措施。適當處理開挖后的采料場應(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，對河床的平坦化要盡量避免，深潭與淺灘一樣原則，這樣對與自然風(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)是岸坡防護工程設(shè)計的重點

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，實施與自然景觀協(xié)調(diào)的形式，確保景觀和生態(tài)的護岸形式具有多樣性。在典型的岸坡防護結(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)價值要重點保留，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，為兒童進行水環(huán)境保護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、總體造價及美觀。堤身首先要滿足滑動穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定，確保工程安全;其次，還要與生態(tài)保護的要求相結(jié)合，充分利用原河道緩坡和采用當?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)防及改進措施

3.1完善前期勘測設(shè)計

工程建設(shè)勘測中，對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，實事求是地反映出地形地貌的變化，為設(shè)計提供準確的勘測資料。尤其要注意對堤防高程的準確控制，如果高程有誤會使設(shè)計斷面及影響設(shè)計斷面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(水位)不準從而造成工程量的巨大差異。設(shè)計中要把平面圖和斷面圖相結(jié)合，兩者相互校對，綜合考慮。設(shè)計人員應(yīng)查勘現(xiàn)場，留心關(guān)注堤防周邊的地形地貌，對水塘、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)計和工程實施的關(guān)鍵因素。設(shè)計人員還應(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)狀情況對設(shè)計和項目的實施可能造成的干擾和困難，盡早在設(shè)計階段采取有效措施加以解決。

3.2密切聯(lián)系群眾和實際，優(yōu)化設(shè)計

密切聯(lián)系當?shù)孛癖?，了解堤防沿線土地所有情況及生產(chǎn)對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)計方案全面考慮各種因素，提供相對詳盡的設(shè)計圖紙，減少實施中影響工期的因素。

3.3實施前仔細復(fù)核，消除大患

項目實施前，設(shè)計人員與各參建方應(yīng)仔細查勘現(xiàn)場，對現(xiàn)場的環(huán)境進行分析比照，注意場地內(nèi)的現(xiàn)狀對后期工程的不利影響，并對設(shè)計圖紙進行認真細致的核對，這樣會對后期項目的實施減少隱患，避免實施中出現(xiàn)較大問題。

四、結(jié)語

綜上所述，在小型河道堤防工程設(shè)計與實施中遇到的問題，需要設(shè)計從自身角度出發(fā)，做好本職工作，并且緊密聯(lián)系實際，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)防和改進的措施，為工程的實施掃清障礙。

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