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寨蒿河河道治理工程防洪堤设计计算

文档作者：周江1 姜应红2 潘震3 文档来源： 1.铜仁市万山区水务局 2.贵州寒武系工程有限公司 3.西安理工大学		点击数：	更新时间： 2025年08月31日
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2018 年第5 期
2018 Number 5
水电与新能源
HYDROPOWER AND NEW ENERGY
第32 卷
Vol.32
DOI： 10.13622／j.cnki.cn42 －1800／tv.1671 －3354.2018.05.010
收稿日期：2018 －04 －12 作者简介：周 江，男，工程师，主要从事水利工程设计管理方面的工作。基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金（2015KYSC0126）
寨蒿河河道治理工程防洪堤设计计算
周 江1，姜应红2，潘 震3
（1.铜仁市万山区水务局，贵州铜仁 554200；2.贵州寒武系工程有限公司，贵州贵阳 550002；
3.西安理工大学，陕西西安 710048）
摘要：针对寨蒿河及榕江县朗洞镇城市防洪体系中，宰牙河段和下半溪河段河堤防洪标准偏低、河道狭窄行洪受阻、洪
水漫滩淹没村寨农田等问题，依据寨蒿河封闭防洪体系和美丽乡村建设整体规划，按10 年一遇洪水设防，优选两岸修建
防洪堤和全段清淤疏浚的综合治理方案。防洪堤的稳定性分析与洪水论证分析表明：经综合治理，河段上下游均衔接稳
定性较好的岸坡，形成相对封闭防洪体系，能给当地提供更为安全的防洪保障与更为和谐的人水环境。
关键词：河道治理；防洪体系；防洪堤；稳定性分析
中图分类号：TV851 文献标志码：A 文章编号：1671 －3354（2018）05 －0041 －04
Design of the Flood Protection Embankment in Zhaihao River Treatment Project
ZHOU Jiang1 ， JIANG Yinghong2 ， PAN Zhen3
（1.Tongren Wanshan District Water Authority， Tongren 554200， China；
2.Guizhou Cambrian Engineering Co.， Ltd.， Guiyang 550002， China；
3.Xi＇an University of Technology， Xi＇an 710048， China）
Abstract： In the flood control system of the Zhaihao River and the Donglang Town， various problems are encountered，
such as the low flood control standards of the embankment in Zaiya and Xiabanxi reaches， the flood obstruction due to
narrow river channel， and the submergence of village and farmland by overbank flood.According to the closed flood control
system of the Zhaihao River and the overall planning of the beautiful village construction， a comprehensive river
treatment scheme is proposed， in which a ten －year return period is determined as the flood protection standard， the
flood protection embankment is built on both banks and the entire river is dredged.The stability of the embankment is
also analyzed.The results show that a relatively closed flood control system is formed by the embankment with higher stability
after the treatment.A safer flood protection and harmonious water environment is obtained. Key words： river treatment； flood control system； flood protection embankment； stability analysis
寨蒿河为珠江流域柳江水系柳江一级支流，发源
于剑河县，河源高程1 595.8 m，流经上半溪村和宰牙
河段，最后向南汇入柳江。治理河段位于榕江县朗洞
镇，由于居民建房挤占河岸，导致河道狭窄，行洪断面
小，防洪能力低。加上山体滑坡，泥沙碎石大量淤积，
严重影响河道行洪安全，若遇洪水会对两岸居民房屋
及农田造成严重威胁。根据宰牙河段和下半溪河段地
形地貌、现状防洪设施及寨蒿河水系分布情况，治理工
程以保护两岸居民及农田、改善人居环境为主，兼顾美
丽乡村建设。按10 年一遇标准洪水设计防洪堤，在设
计洪水频率（P ＝10％）下，通过修建防洪堤及河道疏
淤整治，提高河道防洪和行洪能力，确保河段居民生命
财产不受洪水威胁。治理工程保护人口3 549 人，保
护面积0.612 km2 。
1 河段防洪现状及治理措施
寨蒿河治理河段两岸平缓，地形开阔，河道较浅，
伴有严重泥沙淤积，对河道行洪造成严重影响［1］ 。部
分河道虽建有砌石堤、土堤，但堤防较矮，防洪标准偏
低。河道挤占，泥沙淤积严重和堤防标准低，防洪抗灾
41 万方数据
水电与新能源2018 年第5 期
能力薄弱，使得治理河段不堪洪水重负，洪水时常淹没
两岸村庄及农田［2］ 。治理河段现存洪水淹没、防洪堤
冲毁、冲积沙滩等问题，如图1 所示。
图1 治理河段防洪现状
结合原河流走向和保护村寨及农田分布，在满足
防洪功能的前提下，兼顾村寨整体美观，山洪沟治理工
程采取利用原河道行洪、沿河道边线建堤设防的总体
布置方案［3］ 。寨蒿河治理工程范围为下半溪河段与
宰牙河段，治理措施主要采用河段两岸修建防洪堤和
全段清淤疏浚， 其中： 下半溪河段新建防洪堤长
353 m，清淤段全长286 m，河道清淤量为443 m3 ；宰牙
河段新建防洪堤1 917 m，清淤段全长1 524 m，河道清
淤量为36 577 m3 。按河道现状糙率，参照洪水比降，
根据曼宁公式计算得出个各防洪控制断面水位流量关
系［4］ ，计算得防洪控制断面水位流量关系及安全高
程。治理河段典型断面现状行洪能力，如表1 所示。
表1 典型断面现状行洪能力表
断面编号
安全高程
／m
安全泄量
／（m3 · s－1 ） 防洪能力
C5 554.02 161 约10 年一遇 C7 ～C18 552.19 ～543.10 115 ～160 约3 年、5 年一遇 B4 554.00 57.1 约5 年一遇 B2 556.82 85 约10 年一遇 A1 ～A4 649.20 ～646.62 37.5 ～40.3 约5 年一遇 A8 646.55 96.3 约10 年一遇 从表1 可知，现状条件下，治理河段全程堤防除
C5、B2 和A8 断面满足10 年一遇行洪安全外，其余均
不满足防洪要求。结合现场踏勘和城市防洪规划［5］ ，
寨蒿河河道治理工程分为下半溪河段与宰牙河段。治
理起点上游已建堤防，满足洪水标准；治理终点往下两
岸为山体，天然堤防高程满足洪水且无保护对象。因
此，通过新建重力式防洪堤和全河段河道清淤，实现上
下游均衔接稳定性较好的岸坡，提高河道防洪能力到
10 年一遇防洪标准。
2 防洪堤设计计算
2.1 堤型设计
坑探揭露情况，治理河段河床覆盖层厚5 ～6 m，
根据其结构特征可分为：整个河床及岸边台阶均为第
四系冲洪积层（Qal ＋pl ）， 两岸为第四系残坡积层
（Qel ＋dl）及人工堆积（Qml ）。治理河段基岩为Ptbnbq3a
板岩，沿堤线零星出露，强风化厚6 ～7 m。根据现场
勘察及河床覆盖层详细分层，河床堤基宜开挖至河床
以下1.5 ～2.0 m，即开挖至河床中下部稍密实砂卵石
层。局部地段岸坡基岩出露区，宜清除表层第四系残
坡积层即可作为堤基基础。采用重力式防洪堤与生态
式防洪堤相结合，既可保护河道两岸居民与农田，也能
美化村寨居住环境。
1）堤型一：重力式浆砌石＋混凝土防洪堤。下半
溪河段均采用重力式浆砌石防洪堤；宰牙河段除左岸
桩号中0 ＋453.19 ～中0 ＋809.58 与右岸桩号中0 ＋
685.41 ～中0 ＋833.62 段为生态式防洪堤外，其余河
段均为重力式防洪堤。重力式防洪堤标准横断面，如
图2 所示。
堤型采用重力式防洪堤，行洪断面采用矩形断面。
为防止冲刷，堤底采用C15 混凝土埋深0.8 m，其余采
用M7.5 浆砌石填筑，堤高2.8 ～4 m，堤顶宽度为
0.8 m，堤底宽1.9 ～2.26 m，背水面坡度为1∶0.3，迎
水面垂直。
2）堤型二：生态式浆砌石＋混凝土防洪堤。宰牙
河段左岸桩号中0 ＋453.19 ～中0 ＋809.58 与右岸桩
号中0 ＋685.41 ～中0 ＋833.62 段，采用生态式防洪
堤。生态式防洪堤标准横断面，如图3 所示。
堤型采用生态式防洪堤，行洪断面采用梯形断面。
为防止冲刷，正常水位以下结构采用C15 钢筋混凝土
栅格及M7.5 浆砌石填筑；堤高3.1 m，堤底净宽
0.8 m，堤顶净宽1.2 m。
42 万方数据
周 江，等：寨蒿河河道治理工程防洪堤设计计算2018 年5 月
图2 重力式防洪堤标准横断面
图3 生态式防洪堤标准横剖面图
2.2 堤顶超高计算
寨蒿河河道治理工程防洪标准按10 年一遇洪水
标准设防，工程等别为Ⅴ等，防洪堤为5 级建筑物，汛
期多年平均最大风速为14 m／s，平均水深2.78 m，平
均波浪高为0.08 m。根据《堤防工程设计规范》
（GB50286 －2013）［6］ ，经计算波浪爬高为0.13 m，安
全加高A 为0.3 m，堤顶超高Y ＝R ＋e ＋A 为0.43 m，
堤顶超高取0.50 m。
2.3 防洪堤基础冲刷深度计算
由于下半溪段河道河床较为平缓，各断面间深泓
点变化较为规则，故将治理河段作为一个整体进行抗
冲刷深度计算［7］ 。最大设计洪水流量为83.6 m3 ／s，
河床设计宽度5 ～10 m，平均水深2.78 m，河床平均流
速3.0 m／s。河床主要以砂砾石，漂石，粉质土构成，
其面上允许不冲流速0.8 m／s，则局部冲刷深度计算
值为0.65 m，即堤基最大冲刷深度为河床面最低处以
下0.35 m。浆砌石护脚埋置深度到河床面以下
0.8 m，满足规范对堤基埋置深度的要求。
2.4 防洪堤稳定性分析
选择最不利荷载组合和最不利断面进行防洪堤稳
定性分析。计算工况工况1：堤前水位1.84 m，堤后填
土为被动土压力。计算工况工况2：堤前无水，堤后填
土为主动土压力。堤型断面尺寸为：堤身高3.3 m，堤
顶宽0.8 m，堤底宽2.05 m，堤趾宽0.5 m、高0.8 m，
迎水面竖直，背水面坡比1∶0.3。M7.5 浆砌石容重
22 kN／m3 ；内摩擦角Φ ＝18°～20°。根据《提防工程
43 万方数据
水电与新能源2018 年第5 期
设计规范》（GB50286 －2013）计算得基底应力和抗滑
稳定分析成果，如表2 和表3 所示。
表2 基底应力计算成果表kPa
工况σmin σmax
工况1 68.2 81.4 工况2 62.8 90.7 由表2 可知，基底最大应力为90.7 kPa，小于地基
允许承载力200 ～400 kPa，且最大应力与最小应力的
比值为1.44，满足规范限值［1.5 ～2.5］的技术指标。
表3 防洪堤抗滑稳定计算成果表
分析内容 工况1 工况2 基底抗滑稳定 KC 1.46 ＞1.2 1.17 ＞1.05 防洪堤抗倾稳定 K0 2.55 ＞1.4 1.85 ＞1.3 由表3 可知，各工况防洪墙基底抗滑和抗倾稳定
安全系数均大于规范要求指标，防洪堤安全稳定性较
高且具有一定富裕。
3 结 语
寨蒿河下半溪与宰牙河段河道纵向坡较缓，河道
较浅，绝大部分河段虽建有堤防，但多为砌石堤、土堤，
堤防较矮，防洪标准低。加上两岸居民生产和建房挤
占河道，行洪断面逐步缩小，防洪能力远低于标准要
求。两岸堤防冲刷垮塌，碎石泥土淤积，河道两岸未能
形成封闭防洪体系。每遇洪水，大量洪水涌入村寨及
农田形成严重洪涝灾害。为与寨蒿河和朗洞镇城市封
闭防洪体系和美丽乡村建设相匹配，通过河段两岸修
建防洪堤和全段清淤疏浚相结合的综合治理方案，确
保上下游均衔接稳定性较好的岸坡，以形成相对封闭
的防洪系统，提高河道行洪能力和防洪标准。
1）治理河段包括下半溪河段和宰牙河段两部分，
治理河段总长度1.81 km，新建河堤长度2 285 m，河
堤护脚加固175 m，河道全段清淤量36 577 m3 。
2）按10 年一遇洪水标准设防，堤线和堤型根据
河段现有地形进行布置，优选矩形断面重力式与梯形
断面生态式防洪堤，在保护两岸居民与农田的同时，美
化乡村改善居住环境。
3）对防洪堤的堤顶安全超高和整体稳定性进行
分析，结果表明：在最不利荷载组合和最不利断面条件
下，防洪堤整体结构和安全系数均满足规范要求，安全
稳定性较高。
参考文献：
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［J］.水利科技与经济， 2014， 20（10）： 49 －51
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管理， 2017， 37（4）： 25 －28
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［5］李福春.党河敦煌段河道防洪治理工程设计［J］.甘肃水
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广西水利水电， 2012（3）： 29 －31， 39
（上接第40 页）
取控制爆破，临近房屋等都是爆破所产生的结构安全
风险考虑范围，影响面大，施工过程必须采取避让措
施，赔偿金额不可控。前期爆破施工已造成老乡水窖、
化粪池、民房开裂，前期炮损已赔偿19 万多元，故此爆
破开挖方案不可控。
3）经综合比选，为防止爆破施工对公路沿线房屋
及结构物造成安全隐患、以及可能引发的巨额索赔和
现场阻工等群体事件、避免拆迁带来的巨大投入；又能
确保及时提供大坝骨料运输通道，保证电站准点发电，
及时带来发电效益。根据现场实际情况及客观环境，
机械液压破碎开挖方案是切实可行的方案。
根据综合比选后选择的非爆破施工方案，2015 年
6 月至2016 年8 月路基开挖过程中，道路在穿越民房
区域采取了机械破碎石方开挖，为保证施工效率，对于
石方开挖断面大的集中区域增加破碎设备投入，2016
年8 月底，公路石方开挖全部完成，路基成型，保证了
大坝骨料运输车辆通行，保障了白鹤滩水电站大坝混
凝土浇筑。
参考文献：
［1］水利部.水利工程概预算补充定额［M］.郑州： 黄河水利
出版社， 2005

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