河道治理堤防整治工程的设计探究

河道治理堤防整治工程的设计探究

李迪周春波

李迪周春波

昆明龙慧工程设计咨询有限公司云南昆明650000

摘要：随着“河长制”的深入落实，河道治理堤防整治工程也在各地广泛开展起来。但是不同地区的河道由于在水文特点、土壤地质、沿河生态等方面存在较大差异，决定了在开展河道治理堤防整治工程前，必须要安排专业人员做好沿河情况勘察，以此为依据做出科学设计方案，为下一步的工程实施提供必要的参考。本文首先就河道治理堤防整治工程的准备事项进行了概述，随后从堤防宽度、河道水面线、冲刷深度等方面，就工程具体设计内容展开了简要分析，最后结合实际工作经验，提出了河道治理堤防整治工程设计中的一些注意要点。

关键词：河道治理；堤防整治；设计方案；河道水面线

引言：河道堤防在抵御洪水侵袭、保障农田及群众安全等方面发挥了重要作用，堤防整治一直以来都是河道治理的核心组成部分。尤其是在一些老旧河道，堤防病害问题较多，形成原因复杂，这些客观情况都增加了堤防整治工作的开展难度。为了用最小的投入成本，取得最佳的堤防整治效果，就要求相关部门树立全过程的控制理念，分别从实地勘察、方案设计、整治施工等环节上，保障河道堤防各项功能的发挥。其中，方案设计作为堤防整治的环节之一，对后续施工和整治成效都产生了直接影响，需要引起设计单位的高度重视。

一、河道堤防整治工程的准备工作

为了进一步体现堤防整治工程设计方案的科学性和实用性，要求重视做好河道现场情况调查，查明河道所在区域的地质条件、土壤类型、水文特点、气候变化等信息，并做好详细的记录。设计人员要以上述信息作为参考，同时结合以往的工作经验，设计堤防整治工程设计方案。对于初步拟定的设计方案，还要通过专家人员进行可行性和规范性论证。另外，在河道治理堤防整治工程中，需要完成的任务不仅包括堤防加固，还要同步开展河道清淤以及污染治理等工作。这些也需要在设计方案中加以体现，以便于堤防整治取得预期效果。

二、河道治理堤防整治工程的具体设计

1、堤防宽度

为了方便设计，这里的堤防宽度选取河床断面、主槽位置变化可以忽略不计的稳定河宽作为设计对象。由于河道堤防宽度会因为地形环境、河水冲击等因素的影响，宽度会出现一定的波动，在设计时通常以最小宽度为基准。在设计方案中确定堤防宽度的目的，是以此为参考，确定河道两岸的治导线。在堤防宽度计算上，常用阿尔图宁稳定河宽计算公式，或是水流阻力公式。对于弯曲河道，在计算堤防宽度时，可以同时运用两种及以上的计算方法，并对比其计算结果，确定稳定河宽的范围，从而降低设计误差。

2、堤防治导线

治导线是河道经过整治以后，在设计流量下的平面轮廓线，也是整治工程体系临河面的边界联线。治导线宽度根据河床的现有宽度、已建堤防宽度、周边建筑物的布置综合考虑，尽量与天然河势一致，顺应河势的发展，力求减少河道的裁弯取直，防止因人为因素改变天然河道带来的不利影响。本工程河道治理以防洪为主，为洪水型河槽，应以洪水河槽整治线作为设计整治线，为了顺应河势，部分河段河堤治导线布置为弯道，弯道半径一般控制在3-5倍水面宽左右。

3、冲刷深度

在计算河道冲刷深度时，需要使用到两个重要参数，分别是水流平行岸坡和水流斜冲岸坡。两个参数的选取点位置不同，其中水流平行岸坡的冲刷位置主要集中在河道弯曲部位与平直部位的过渡位置，而相应的水流斜冲岸坡则发生在河道弯曲部位的外侧，即直接被河水冲击的一侧。关于河道冲刷深度的计算方法上，可以选择使用标准公式计算，例如弯道外侧冲刷深度的计算公式为：

ΔHp=Hb×[（VCP/V允）n-1]

在上式中：Hp为冲刷深度，Hb为冲刷出的平均水深，VCP是河道最大水位是的水流速度，V允是河床面上允许不冲流速，n为常数。确定冲刷深度之后，可以以此作为参考，在不同的季节加强河道堤防的动态管理，可以最大程度上保证河堤安全。

4、堤防形式

堤防形式可分为混凝土预制板堤防、水泥沙卵石混合垫层堤防等几种。其中，混凝土预制板堤防具有保证度高、占地面积小的优势，但是其缺陷也比较明显，例如需要大量的资金投入，因此多用于城市地区；水泥沙卵石混合垫层堤防的优势与混凝土预制板堤防类似，但是考虑到部分河道的堤防结构，是就地选取卵石堆砌形成，在施工成本上具有一定的优势。也有一些河道的堤防结构是直接采用泥土，但是稳定性较差，相比之下实用性不强。综合来看，在河道治理堤防整治工程中，应当遵循的设计原则是“在满足防汛及管理要求的前提下最大程度减少建设成本，实现项目社会与经济效益的双丰收”，结合山区河道易冲刷的实际情况，设计人员最终采用了“重力式挡土墙护堤+斜坡式齿墙护脚”的复式结构。

三、河道治理堤防整治工程的设计要点

1、坚持因地制宜的原则

河道堤防由于地质环境、水流特点等诸多因素的特殊性，决定了要想取得较为理想的整治成效，必须要坚持因地制宜的设计原则，体现出河道治理堤防整治工程设计方案的针对性和实用性。设计人员除了要结合现场勘察资料外，还要从专业角度，以及以往的工作经验，设计出初步的方案。同时，由专家小组对该方案的具体内容、可操作性等进行研讨，对于其中细节性的问题，提出修改意见，实现设计方案的不断完善。只有保障了设计方案的科学性和适应性，才能为后期河道治理堤防整治施工提供必要的参考。

2、优化各个治理环节技术要点

河道治理堤防整治工程中的设计工作，具有动态性的特点，并不是提供设计方案后就完成了全部任务。设计人员还要随时接受施工单位的沟通，对于设计方案与现场施工存在的矛盾，要第一时间与施工部门进行沟通、协商。如果有需要，设计人员必须对设计方案做出调整和完善，直到整个工程结束。此外，在后期设计方案的应用中，也需要施工单位严格遵循设计方案，并加强现场施工控制，例如堤防填筑施工前，应先将地基清理干净；摊铺料的厚度宜控制在30cm-40cm之间等。掌握这些技术要点，对提高堤防整治工程施工效果也起到了积极帮助。

3、严格进行图纸会审

对于设计图纸，也需要进行必要的审查，以保证图纸内容的完善和细化。为了进一步提升图纸会审的专业性，要求多方共同参与，包括设计单位、施工单位以及河道负责人等。各个方面可以从各自的专业角度，提出一些意见及建议，设计人员将这些意见汇总，并体现到设计图纸中，使其变得更加完善。会审工作中，要重点检查前期设计方案是否完善，设计图纸的标注、说明是否完整等。经过会审通过后，设计图纸才具备实用价值和参考价值，这也是关系到堤防整治工程实施效果的重要因素。

结语：河道治理堤防整治有助于发挥河道的蓄洪功能，但是由于“一河一况”，给河道整治工程的实施增加了难度。通过开展提前勘察和综合设计，能够基于每条河道的实际情况，制定出针对性的堤防整治设计方案，这样就为下一步整治工作的落实提供了必要的参考。设计人员除了要结合勘察资料和专业技能，做好设计工作外，还要与施工单位等部门加强沟通，不断完善设计方案，为河道治理堤防整治工程的高质量开展提供必要的保障。

参考文献：

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[2]宋福君,郑学文.多头直径深层搅拌桩截渗墙技术在河道堤防防渗工程中的应用[J].吉林水利,2017(s1):83-84.

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