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摘要：在城市水利防洪工程中，防洪堤工程是防御洪水的重要基础设施。但随着城市的发展和防洪形势的变化，给城市防洪堤工程提出了更高的要求。本文结合工程实例，阐述了城市防洪堤工程的设计思路，介绍了防洪堤堤轴线布置与结构设计等，确保防洪堤的设计质量。
关键词：城市防洪堤；堤轴线；布置；结构设计；结构型式
随着我国城市化进程逐步加快，人口和社会财富逐渐向城市高度集中，这就要求城市有更高的防洪保障。然而，我国目前城市防洪体系还比较薄弱，防洪能力相对不高，特别是近几年，我国不少城市还发生了不少洪水灾害，严重威脅到城市人们的生命财产安全，破坏社会的稳定。因此，作为防御洪水的重要屏障的防洪堤就显得尤为重要。下面，就结合具体工程实例，阐述了城市防洪堤工程的设计思路。
1 工程概况
某堤防工程任务以防洪为主，全长2.98 km，防洪堤保护对象主要为城区居民及各项基础设施、住宅、公共建筑、交通道路等。防洪标准设计为20年一遇，50年一遇不漫顶。
2 防洪堤堤轴线布置
2.1 堤轴线选择原则
（1）符合该流域水利规划的具体要求；
（2）在满足防洪要求的前提下，考虑城建、交通的建设和发展，兼顾滨江道路的建设和其他景观要求，统一协调；
（3）堤线力求平顺，与河势流向相适应，各堤段平缓连接，转弯半径尽可能大，以利于泄洪；局部弯曲河段进行整修时，应根据实际情况控制最小曲率半径；
（4）尽可能利用原有堤防和有利地形，并留有适当宽度的滩地；
（5）结合当地城镇防洪体系的布置以及经济社会发展的需要。
2.2 堤轴线布置
本工程防洪堤位于坝段右岸河滩地，防洪堤主要分为两段，老堤段和新堤段，堤防长度分别为602m和2502m，总长3.1km。老堤段沿原有防洪堤走向在下部进行加固处理；新堤段新建上、下两级重力式挡墙。
3 防洪堤结构设计主要特点
3.1 针对不同堤段采用不同结构型式
（1）老堤段结构型式。老堤段原有简易挡墙，挡墙上部是房屋，房屋距离挡墙边很近，如遇洪水，生命财产安全将受到严重威胁。为保护人民的生命财产安全，又不拆掉现有房屋，拟对该段老堤进行整修加固处理。该段原挡墙基础埋深浅，外侧土坡坡度大，存在开挖安全隐患。在距离原建筑物基础3m处设置一小挡墙，挡墙开挖时，需加强对建筑物的保护。挡墙墙高1.5m，迎水面坡1：0.1，背水面坡1：0.4，基础为50cm厚的C20砼底板。底板外侧为6m宽的灌砌卵石平台，厚度40cm。平台、挡墙每隔10m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝间嵌沥青松木板。为防止堤脚冲刷破坏，平台外侧采用钢筋砼护坦+沉井防冲结构，沉井形状为1.0m×1.0m正方形，长3.0m，C25钢筋混凝土护坦厚度0.4m。每间隔200m左右设置1宽2m的踏步，以利行走并可至平台。
（2）新堤段结构型式。新堤段建设用地受山体与河道围合限制，土地资源有限，选择上下两级重力式挡墙的复合式断面型式，此种断面型式占地少，在满足防洪要求的前提下，最大限度利用有限的土地。堤顶“路堤结合”作为城市主干道，上、下级重力挡墙均由砼灌砌卵石砌筑，挡墙迎水面坡1：0.1，背水面边坡1：0.5，采用50-80cm厚的C20砼底板。挡墙中部设置平台，宽6m，由厚40cm的50%C20砼灌砌卵石和厚15cm的细卵石垫层组成。上、下级挡墙及平台每隔10m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝间嵌沥青松木板。挡墙体内设φ10PVC排水管，填土端采用土工布袋装砂卵石压口，按间距2.5m布置。为防止堤脚冲刷破坏，平台外侧采用钢筋砼护坦+沉井防冲结构，沉井形状为1.0m×1.0m正方形，长3.0m，C25钢筋混凝土护坦厚度0.4m。堤身回填采用工程区内的砂砾料填筑，填筑相对密度要求不小于0.70。每间隔200m左右设置一宽2m的踏步，以利行走并可至平台（见图1）。
图1 新堤段防洪堤典型结构
3.2 实现城市堤防工程建设与城市景观结合
城市的临江地带，大都是当地的繁华地段或景区，不但是城市居民休闲放松的场所，更是各地观光游玩者接近自然、接触新鲜空气的休闲区。堤防在满足城市河流应有的防洪泄洪功能的条件下，中部设置亲水平台，供游人漫步、休憩，并结合河道堰坝，形成宽阔的水面，实现防洪、景观、游憩、生态功能，为市民提供丰富的最具活力的城市滨水空间，充分发挥“水”的生态环境价值，营造“水清、岸绿、景美”的城市风景线。
3.3 充分考虑区块排水
根据工程各排水口与20年一遇水位过程分析，大桥以上现状地势较高，堤后地坪高程基本高出外港20年一遇水位，而下游堤后地坪高程均较低，20年一遇水位基本高出堤后地坪高程时间4-14h，易造成汛期洪水倒灌，大桥上游排水箱（管）涵出水口不设拍门，下游排水箱（管）涵出水口设置拍门。坝区块未设截洪沟，山洪主要根据自然地势自流排放。
3.4 防冲结构设计
该河为山区河流，河水平行岸坡的冲刷能力较强，最大流速5.0m/s左右，堤防堤脚掏空为最主要的破坏形式。根据现场踏勘，现状河床局部冲刷深度为2.0-3.0m，根据砂砾石允许不冲流速计算，设计河底以下岸坡最大冲刷深度为1.5m。考虑到河道挖沙采砂严重，设计中冲刷深度以理论计算为基础，考虑到现场实际冲刷情况较严重，结合当地设计部门经验，最后确定防冲深度为3.4m。
堤脚防冲采用护坦+沉井防冲结构型式，主要包括：“L”形C25钢筋混凝土护坦，厚40cm；C30钢筋混凝土预制沉井，外缘为1.0m×1.0m矩形，长3.0m。沉井下部回填砂砾石，顶端采用C25混凝土封口，并梅花形布置插筋与护坦上层钢筋绑扎，护坦外侧采用“L”形肋结构与沉井咬合，不仅可加强沉井及挡墙自身稳定性，还可使沉井与护坦连接为整体，增加其抗冲刷整体性和安全性。沉井基坑回砂砾石土，分层压实，层厚不超过50cm。 护坦+沉井防冲型式结构牢固，整体性强，安全性高，适合冲刷较严重的河道。沉井多用于我国沿海淤泥、粉质粘土等软性地基地区，小型沉井可用于江河堤防堤脚防冲。此次沉井+护坦结构技术作为防冲结构在该地区是首次应用，也是沉井+护坦基础结构技术应用于水利工程一個成功典范（见图2）。
图2 护坦+沉井结构
3.5 合理设定堤顶高度
防洪堤工程原防洪标准为20年一遇，堤顶高程按洪水归槽和考虑堰坝雍水影响后的20年一遇洪水位+0.7m安全超高设计。2012年7月份，普降大暴雨，该地区遭遇特大洪水。考虑到本次洪水遭受损失的实际及城镇地位的重要性，根据洪水进一步评估防洪堤设防标准以及工程设计方案的合理性。最终，确定防洪堤满足20年一遇标准设计、50年一遇不漫顶的设计要求，即按50年一遇洪水位+15cm确定防洪堤堤顶高程。按照提高后的标准，防洪堤老堤段堤顶不需要加高，新堤段堤顶需整体加高，加高高度为0.65m，加高型式采用堤顶防浪墙+栏杆结合方式，即在原堤顶上设置C20钢筋砼防浪墙，与挡墙压顶连成整体，防浪墙高度为0.65m，防浪墙上部为青石栏杆。
城市堤防高度的合理设置与否关系到人民的生命财产安全，因此堤防的高度必须进行合理的设置。通常来说，堤防高度取决于洪水水位，按照《堤防工程设计规范》的有关公式计算，可根据具体情况，具体问题具体分析，制定出适合城市发展的堤防的高度和安全超高，确保堤防建设达到既安全又美观的标准。
4 体会与思考
通过这次防洪堤工程的设计，笔者有以下几点体会，希望能给以后堤防工程设计提供一点帮助。
（1）做好基本资料的收集、整理工作，了解工程实施地点的周边环境，就地取材，优先考虑利用当地材料筑堤；
（2）根据当地的自然环境、地质条件以及河道的实际情况，选用合适的堤防结构型式；
（3）堤防设计应考虑景观要求，保护河道生态环境，实现人与自然的和谐发展；
（4）设计过程中解决好堤防渗透变形和岸坡稳定问题，防止堤脚冲刷破坏；
（5）交叉建筑物是堤防工程设计中不可或缺的一部分。
5 结语
总之，城市防洪堤工程是城市建设的重要组成部分，其重要性不言而喻。因此，在设计中，应结合实际情况进行多方案比较、论证，在保证防洪功能的基础上，尽可能地实现生态恢复、人水和谐的效果，走堤防建设、城市建设、景观建设及环境美化融为一体的可持续发展之路。
参考文献：
[1] 阎放；杨威.城市防洪堤的堤线布置及断面型式选择的探讨[J].黑龙江水专学报，2002年03期
[2] 吴让财.浅谈城市防洪工程设计[J].中国高新技术企业，2010年06期
关键词：城市防洪堤；堤轴线；布置；结构设计；结构型式
随着我国城市化进程逐步加快，人口和社会财富逐渐向城市高度集中，这就要求城市有更高的防洪保障。然而，我国目前城市防洪体系还比较薄弱，防洪能力相对不高，特别是近几年，我国不少城市还发生了不少洪水灾害，严重威脅到城市人们的生命财产安全，破坏社会的稳定。因此，作为防御洪水的重要屏障的防洪堤就显得尤为重要。下面，就结合具体工程实例，阐述了城市防洪堤工程的设计思路。
1 工程概况
某堤防工程任务以防洪为主，全长2.98 km，防洪堤保护对象主要为城区居民及各项基础设施、住宅、公共建筑、交通道路等。防洪标准设计为20年一遇，50年一遇不漫顶。
2 防洪堤堤轴线布置
2.1 堤轴线选择原则
（1）符合该流域水利规划的具体要求；
（2）在满足防洪要求的前提下，考虑城建、交通的建设和发展，兼顾滨江道路的建设和其他景观要求，统一协调；
（3）堤线力求平顺，与河势流向相适应，各堤段平缓连接，转弯半径尽可能大，以利于泄洪；局部弯曲河段进行整修时，应根据实际情况控制最小曲率半径；
（4）尽可能利用原有堤防和有利地形，并留有适当宽度的滩地；
（5）结合当地城镇防洪体系的布置以及经济社会发展的需要。
2.2 堤轴线布置
本工程防洪堤位于坝段右岸河滩地，防洪堤主要分为两段，老堤段和新堤段，堤防长度分别为602m和2502m，总长3.1km。老堤段沿原有防洪堤走向在下部进行加固处理；新堤段新建上、下两级重力式挡墙。
3 防洪堤结构设计主要特点
3.1 针对不同堤段采用不同结构型式
（1）老堤段结构型式。老堤段原有简易挡墙，挡墙上部是房屋，房屋距离挡墙边很近，如遇洪水，生命财产安全将受到严重威胁。为保护人民的生命财产安全，又不拆掉现有房屋，拟对该段老堤进行整修加固处理。该段原挡墙基础埋深浅，外侧土坡坡度大，存在开挖安全隐患。在距离原建筑物基础3m处设置一小挡墙，挡墙开挖时，需加强对建筑物的保护。挡墙墙高1.5m，迎水面坡1：0.1，背水面坡1：0.4，基础为50cm厚的C20砼底板。底板外侧为6m宽的灌砌卵石平台，厚度40cm。平台、挡墙每隔10m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝间嵌沥青松木板。为防止堤脚冲刷破坏，平台外侧采用钢筋砼护坦+沉井防冲结构，沉井形状为1.0m×1.0m正方形，长3.0m，C25钢筋混凝土护坦厚度0.4m。每间隔200m左右设置1宽2m的踏步，以利行走并可至平台。
（2）新堤段结构型式。新堤段建设用地受山体与河道围合限制，土地资源有限，选择上下两级重力式挡墙的复合式断面型式，此种断面型式占地少，在满足防洪要求的前提下，最大限度利用有限的土地。堤顶“路堤结合”作为城市主干道，上、下级重力挡墙均由砼灌砌卵石砌筑，挡墙迎水面坡1：0.1，背水面边坡1：0.5，采用50-80cm厚的C20砼底板。挡墙中部设置平台，宽6m，由厚40cm的50%C20砼灌砌卵石和厚15cm的细卵石垫层组成。上、下级挡墙及平台每隔10m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝间嵌沥青松木板。挡墙体内设φ10PVC排水管，填土端采用土工布袋装砂卵石压口，按间距2.5m布置。为防止堤脚冲刷破坏，平台外侧采用钢筋砼护坦+沉井防冲结构，沉井形状为1.0m×1.0m正方形，长3.0m，C25钢筋混凝土护坦厚度0.4m。堤身回填采用工程区内的砂砾料填筑，填筑相对密度要求不小于0.70。每间隔200m左右设置一宽2m的踏步，以利行走并可至平台（见图1）。
图1 新堤段防洪堤典型结构
3.2 实现城市堤防工程建设与城市景观结合
城市的临江地带，大都是当地的繁华地段或景区，不但是城市居民休闲放松的场所，更是各地观光游玩者接近自然、接触新鲜空气的休闲区。堤防在满足城市河流应有的防洪泄洪功能的条件下，中部设置亲水平台，供游人漫步、休憩，并结合河道堰坝，形成宽阔的水面，实现防洪、景观、游憩、生态功能，为市民提供丰富的最具活力的城市滨水空间，充分发挥“水”的生态环境价值，营造“水清、岸绿、景美”的城市风景线。
3.3 充分考虑区块排水
根据工程各排水口与20年一遇水位过程分析，大桥以上现状地势较高，堤后地坪高程基本高出外港20年一遇水位，而下游堤后地坪高程均较低，20年一遇水位基本高出堤后地坪高程时间4-14h，易造成汛期洪水倒灌，大桥上游排水箱（管）涵出水口不设拍门，下游排水箱（管）涵出水口设置拍门。坝区块未设截洪沟，山洪主要根据自然地势自流排放。
3.4 防冲结构设计
该河为山区河流，河水平行岸坡的冲刷能力较强，最大流速5.0m/s左右，堤防堤脚掏空为最主要的破坏形式。根据现场踏勘，现状河床局部冲刷深度为2.0-3.0m，根据砂砾石允许不冲流速计算，设计河底以下岸坡最大冲刷深度为1.5m。考虑到河道挖沙采砂严重，设计中冲刷深度以理论计算为基础，考虑到现场实际冲刷情况较严重，结合当地设计部门经验，最后确定防冲深度为3.4m。
堤脚防冲采用护坦+沉井防冲结构型式，主要包括：“L”形C25钢筋混凝土护坦，厚40cm；C30钢筋混凝土预制沉井，外缘为1.0m×1.0m矩形，长3.0m。沉井下部回填砂砾石，顶端采用C25混凝土封口，并梅花形布置插筋与护坦上层钢筋绑扎，护坦外侧采用“L”形肋结构与沉井咬合，不仅可加强沉井及挡墙自身稳定性，还可使沉井与护坦连接为整体，增加其抗冲刷整体性和安全性。沉井基坑回砂砾石土，分层压实，层厚不超过50cm。 护坦+沉井防冲型式结构牢固，整体性强，安全性高，适合冲刷较严重的河道。沉井多用于我国沿海淤泥、粉质粘土等软性地基地区，小型沉井可用于江河堤防堤脚防冲。此次沉井+护坦结构技术作为防冲结构在该地区是首次应用，也是沉井+护坦基础结构技术应用于水利工程一個成功典范（见图2）。
图2 护坦+沉井结构
3.5 合理设定堤顶高度
防洪堤工程原防洪标准为20年一遇，堤顶高程按洪水归槽和考虑堰坝雍水影响后的20年一遇洪水位+0.7m安全超高设计。2012年7月份，普降大暴雨，该地区遭遇特大洪水。考虑到本次洪水遭受损失的实际及城镇地位的重要性，根据洪水进一步评估防洪堤设防标准以及工程设计方案的合理性。最终，确定防洪堤满足20年一遇标准设计、50年一遇不漫顶的设计要求，即按50年一遇洪水位+15cm确定防洪堤堤顶高程。按照提高后的标准，防洪堤老堤段堤顶不需要加高，新堤段堤顶需整体加高，加高高度为0.65m，加高型式采用堤顶防浪墙+栏杆结合方式，即在原堤顶上设置C20钢筋砼防浪墙，与挡墙压顶连成整体，防浪墙高度为0.65m，防浪墙上部为青石栏杆。
城市堤防高度的合理设置与否关系到人民的生命财产安全，因此堤防的高度必须进行合理的设置。通常来说，堤防高度取决于洪水水位，按照《堤防工程设计规范》的有关公式计算，可根据具体情况，具体问题具体分析，制定出适合城市发展的堤防的高度和安全超高，确保堤防建设达到既安全又美观的标准。
4 体会与思考
通过这次防洪堤工程的设计，笔者有以下几点体会，希望能给以后堤防工程设计提供一点帮助。
（1）做好基本资料的收集、整理工作，了解工程实施地点的周边环境，就地取材，优先考虑利用当地材料筑堤；
（2）根据当地的自然环境、地质条件以及河道的实际情况，选用合适的堤防结构型式；
（3）堤防设计应考虑景观要求，保护河道生态环境，实现人与自然的和谐发展；
（4）设计过程中解决好堤防渗透变形和岸坡稳定问题，防止堤脚冲刷破坏；
（5）交叉建筑物是堤防工程设计中不可或缺的一部分。
5 结语
总之，城市防洪堤工程是城市建设的重要组成部分，其重要性不言而喻。因此，在设计中，应结合实际情况进行多方案比较、论证，在保证防洪功能的基础上，尽可能地实现生态恢复、人水和谐的效果，走堤防建设、城市建设、景观建设及环境美化融为一体的可持续发展之路。
参考文献：
[1] 阎放；杨威.城市防洪堤的堤线布置及断面型式选择的探讨[J].黑龙江水专学报，2002年03期
[2] 吴让财.浅谈城市防洪工程设计[J].中国高新技术企业，2010年06期