摘要: 结合桂江治理工程（昭平县城区左岸丹坪至龟背岭段）实际情况，介绍了昭平县城区左岸丹坪至龟背岭段防洪堤堤线、堤型、护岸结构型式的选择原则、思路、总体设计方案等基本情况。探讨目前常见的支流结合生态水利的理念设计，为类似工程提供参考。
关键词:防洪堤；堤型；堤线；护岸结构型式；昭平县；
1 工程概况
昭平县位于广西壮族自治区的东部，地处桂江中游的山区地带。沿桂江下行至梧州市水路154 km，沿桂江上行到桂林市水路161 km。昭平县城区位于昭平县西北部昭平镇，是昭平县政治、经济、文化、交通、商贸活动中心，根据《广西昭平县城总体规划》（2011～2030年），随着昭平县城市发展需要，城区建设范围将逐步发展至桂江左岸河东片区，规划范围东、南至大脑山，西、北至桂江沿岸，城东片区规划以生活居住区为主，将建设为昭平县的交通集散中心和旅游服务中心。
根据昭平县防洪规划，昭平县城区左岸丹坪至龟背岭段防洪标准按20年一遇洪水标准设计，自排按20年一遇年最大24h暴雨洪水设计，防洪堤、护岸、排涝闸等主要建筑为等级为4级。
堤线位于桂江左岸一级阶地丹坪至龟背岭段，地形整体平坦、开阔，土层以填土、含砂粉质粘土、含泥砂、含泥砂卵砾石为主，杂填土基本为新进填土，成分杂，填筑松散，压缩性及渗透性均较大，存在不均匀沉降问题和渗透破坏问题，含泥砂卵砾石和含泥粉细砂层以中等透水性为主，可能存在渗透破坏问题。沿线岸坡均为土质岸坡，抗冲刷能力均较低，沿程岸坡以稳定性较差岸坡为主。
2 堤线选择
2.1 布置原则
（1）堤段建设与城市建设发展同步，与已建防洪堤相连后形成封闭的防洪体系，达到设计的防洪标准。
（2）要使防洪工程与当地山水自然景观相协调，与生态环境相适应，与城市基础设施相结合，以生态理念为基础，尽量降低对河道周边生态环境的干扰或破坏，降低对当地原有生态系统的影响，尽可能保留沿岸野生植物，维持河道的天然状态，避免裁弯取直。
（3）堤线应力求平顺，各堤段平缓连接，不得采用折线或急弯。
（4）堤线尽可能布置在少占用耕地、少拆迁房屋的地带。
（5）堤防工程应尽可能利用现有堤防和有利地形，修筑在土质较好、比较稳定的滩岸上，并将堤线适当后靠，避免大挖大填。根据河岸稳定性的具体情况和塌岸宽度预测，外堤脚距岸边预留一定的宽度，以防塌岸对堤身的威胁。
（6）在适宜的堤段采用“堤、路、园”相结合的型式，使防洪工程布置尽可能与城市建筑、城市交通、城市景观相结合，尽可能做到与城区发展规划一致。防汛抢险道路与城区规划道路相结合，形成临江大道，既能防御洪水，又便于防洪抢险和城区交通；河道断面型式及护岸型式与城市景观相结合，既确保洪水期行洪安全，又改善城市水环境及水景观，将人们“亲水、近水、入水”的愿望纳入考虑之中。
（7）护岸应充分考虑水生生态系统与陆域生态系统的有机联系，少用浆砌石或混凝土等阻断水陆连通的硬性材质护岸。注意保持与增加生物的多样性和食物链网的复杂性，积极为微生物、水生生物、两栖动物创造栖息、繁衍环境，并尽可能的将景观性、生态性、自然性和亲水性结合到护岸工程中，建设生态型河流。
2.2 堤线布置
根据现状地形、地质条件，防洪堤堤线位于桂江左岸一级阶地，现状地形整体平坦、开阔，阶地高程一般为55～68m。起点自丹坪附近昭平县河东加油站上游侧山包，顺着省道S207往下游，途径河东加油站、大喉体育场馆、昭平县旅游集散中心、河东江滨公园、昭平大桥、上岸村城背组、上岸村下岸组、上岸村和吉组、昭平县水运公司修造船厂、昭平县船舶客运公司、跨过大墩、马滩排涝沟直至上岸变电站附近环城公路封闭。本段堤线结合城区规划，堤线布置于桂江阶地上，根据堤线布置原则以及经现场踏勘和分析论证，在最大限度的保护沿岸厂、企事业单位和村庄免受桂江洪涝灾害损失且保证沿岸河岸稳定的前提下，基本沿桂江阶地外侧布置，并保证沿岸的堤防坡脚距离河岸距离不小于40m，确保岸坡稳定性满足要求。
3 堤型选择
3.1 选择原则
堤型按照因地制宜、就地取材的原则，根据堤段所在地的地理位置、重要程度、堤址地质、筑堤材料、水流及风浪特性、施工条件、运用和管理要求、环境景观、工程造价等因素，经过技术经济比较，综合确定。主要遵循以下几点原则：
（1）按照因地制宜、就地取材的原则，堤型选择应考虑充分利用当地材料，方便施工。
（2）堤型选择应考虑堤段所在的位置、堤址地质、环境景观协调及现有堤防工程的利用。
（3）堤型选择要考虑沿河水土之间、河道与两岸之间的生态连通要求，避免切断原有的生物在水陆之间的迁移通道，保护原有的水、陆及湿地生态系统。
（4）在保证工程安全的前提下，尽可能做到堤型结构简单，投资经济。
3.2 堤型结构选择
工程位于桂江昭平县城区左岸丹坪至龟背岭段，岸顶高程均不满足防御设计洪水的要求，需通过修建堤防来满足城区防洪要求。堤线周边地貌为一级阶地，地形整体平坦、开阔，具备修建各种防洪堤的条件，工程区内料场天然建筑材料储量丰富，交通运输条件方便，能满足工程建设需要。堤段作为昭平县规划的主城区，生态环境及城市景观对堤防的要求较高。由于土堤经适当的绿化可作为居民休闲娱乐场所，满足现代人们追求回归自然、返璞归真的需要，其在美化市容市貌方面更能体现城市堤防“堤、路、园、景相结合”的原则，更能适应新时期生态水利的要求，更能体现人与自然和谐统一的原则，而且土堤断面结构简单，施工方便，可直接利用当地材料，建筑工程造价相对较低，故堤防推荐采用土堤堤型，在部分受省道交通道路限制的堤段，适当采用U型混凝土防洪墙方案进行过渡。防洪堤典型断面见图1~2。
图2 U型混凝土防洪墙方案横断面图
3.3 护岸结构型式选择
由于防护段岸坡位于桂江主航道上，在水位变幅区岸坡频繁受水流冲刷，如不及时防护，大吨位船舶的行船涌浪冲淘将会使河岸河床再造现象加剧，容易造成岸坡崩塌或较严重的水土流失。针对工程点的上述特点，在满足昭平县城区景观河生态环境的基础上，拟在多年平均洪水位以下加强岸坡防护，以防止岸坡受冲刷破坏，多年平均洪水位以上的大部分岸坡植被良好，维持现状边坡，保留现有植被，局部无植被覆盖的则进行植物补种。为避免大挖大填，过多的改变河流形态，尽量避免建设直立式挡墙护岸，拟采用贴坡式护岸。对于护岸型式的材料选择，考虑到目前城市河道治理以保持或恢复河道的生态功能为主，因此本堤段护岸材料力求既能满足护岸工程的结构要求，同时能较好地满足环境的要求，尽量采用有利于环境的生态型护岸。本次设计对护坡及护脚墙材料选取两种方案进行比较，分别为：
方案一：生态格网护岸；
方案二：混凝土护岸；
两种方案的典型断面见图3～4，各方案的主要土建工程量及投资比较见表1。
图2 典型断面二（混凝土护岸）
表1 两种方案单位长度（1公里）主要土建工程量及投资比较表
从表1中的比较结果可知，混凝土护岸结构与生态格网护岸结构投资相当，但是生态格网护岸作为一种生态型护岸，具有以下显著的优点：
① 为柔性结构，适应基础不均匀沉陷，整体结构有延展性；
② 透水性好，能排水固结，利于山坡稳定、水土保持；
③ 施工方便，简便易装，可在浅水条件下施工，因而可以减少围堰工程量及降低围堰防渗要求；可多组同时施工，平行、流水作业；
④ 生态环境保护：石缝间长出绿色植被，满足水土保持、消声敛光、绿化美化环境的要求。
⑤ 经济适用，可因地制宜地利用当地石料资源。
而混凝土护岸结构属于刚性结构，具有抗冲性能好、施工技术要求简单、便于利用当地设备材料等优点，但存在如下不利影响：
① 对生态环境的影响：混凝土护岸切断了生物和微生物在水土之间的迁移通道，破坏了水陆两栖动物的生活环境，河流生态系统的整体平衡将遭到较严重的破坏，河道天然自净能力日渐丧失，沿河生态环境的勃勃生机将大受影响。
② 对景观环境的影响：虽然河道断面整齐划一、走向笔直，有整洁美，也富有现代都市的气息，但是它违背了现代人们追求的回归自然、返璞归真的需要。
③ 对人类生存环境的影响：在天然河道中修筑刚性人工材料护坡破坏了人们赖以生存的自然环境，这样做的结果是对天然河道的水质和水环境产生了负面影响，继而对人们的生活质量和身心健康带来很大影响。在这种结构保护下的河道远离了生活在其附近的现代人，人们也失去了娱乐、休闲和亲水的绝佳场所，城市也因之失去了灵气和精神。
④ 混凝土是刚性结构，适应地基变形能力差，遇沉陷易断裂、崩塌。
从以上分析可知，方案一的生态和投资优势较为明显，因此，选择方案一生态格网护岸为推荐方案。
综上所述，本次设计主要以坡式护岸为主，采用复式断面结构，考虑亲水平台以上至多年平均洪水位高程的坡面常受洪水冲刷，拟采用生态格网绿滨垫防护，多年平均洪水位高程以上的坡面尽量维持现状边坡，保留现有植被，局部无植被覆盖的则进行植物补种。
4 工程总体设计方案
结合本段城市规划成果和现状地形条件，堤段起点自丹坪附近昭平县河东加油站上游侧山包，沿桂江左岸岸坡往下游延伸。D0+000~ D0+680m、D0+830~D1+340（上）m、D1+340（下）~D3+363m段，以上三段岸顶地势开阔，可采用土堤方案。D0+680~D0+830段，由于省道S207与岸坡坡顶之间较为狭窄，为避免施工对省道交通以及岸坡稳定的影响，故本段采用占地较少的U型混凝土防洪墙方案。终点位于下游龟背岭山包，与已建成的环城公路连接，形成封闭的防洪体系，主要建筑物含护岸和防洪堤，防洪堤总长3363m，堤型以土堤为主，有部分防洪墙型式；护岸轴线总长3000m，采用复式断面结构，常水位以上1.0m左右设置亲水平台，亲水平台以上至多年平均洪水位高程的坡面采用生态格网绿滨垫防护。结合施工临时道路、城市规划道路以及防洪堤沿河岸坡顶设置管理维护道路。
根据沿线冲沟及排水状况，防护片区内共新建2座防洪排涝闸、新建2座排涝箱涵、新建1座排涝钢筋混凝土预制涵管。
5 结语
建设城市防洪治涝工程，不仅可以提高城区抵御洪水能力，保护居民的生命财产安全，还可以以此为契机，促进城区堤、路、园等基础配套建设进一步完善，使城市环境得到美化，改善人民生活环境，防洪堤与城市规划要求相结合，同时结合生态式护岸建设，增加亲水平台等水景观工程建设，美化沿江环境，不仅可确保岸坡稳定和保持水土，也是对城区生态景观环境的改善。结合生态水利的设计理念，充分体现人与自然和谐相处。
参考文献:
[1] 广西水利电力勘测设计研究院. 广西主要支流桂江治理工程昭平县城区左岸丹坪至龟背岭段可行性研究报告.南宁：广西水利电力勘测设计研究院，2018.
论文作者:张小青
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/14
标签：昭平县论文; 护岸论文; 防洪堤论文; 城区论文; 结构论文; 河道论文; 生态论文; 《防护工程》2019年第1期论文;