杜蒙嫩干堤防建設(shè)與思考

徐彥峰，夏 杰，陸 巖

(1.杜蒙農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦，黑龍江，杜蒙162200;2.杜蒙自治縣水務(wù)局，黑龍江杜蒙162200)

1 杜蒙嫩干堤防現(xiàn)狀及存在問題

1.1 杜蒙嫩干堤防現(xiàn)狀

杜爾伯特蒙古族自治縣(以下簡稱杜蒙縣)堤防北起杜蒙縣江彎鄉(xiāng)拉海村，南至腰新鄉(xiāng)興隆村，與肇源縣堤防相接，包括6個堤段:拉海堤、綽六堤、大排排堤、官地堤、興隆堤、巴彥花堤，全長46.21 km。經(jīng)應(yīng)急度汛加固后，防洪標準達到20 a一遇(其中巴彥花堤未建)，拉海堤堤頂寬8 m，其它堤防堤頂寬6 m，土堤上下游邊坡均為1∶3，砂堤上游邊坡1∶4，下游邊坡1∶5。

杜蒙嫩干堤防大部分是從民堤發(fā)展而來的，缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計。堤防堤身斷面瘦小，堤頂偏低，堤頂安全超高不夠，經(jīng)過歷次搶險，堤前后坑塘較多，搶險困難且大部分沒有生物防浪措施，綜合防洪能力仍很低。

1.2 嫩干堤防98水毀險情

1.2.1 堤后散浸脫坡

堤身斷面單薄，堤坡較陡，堤身透水性強，另外堤防大部分是在民堤上形成的，清基不徹底，堤段結(jié)合部壓實不緊密，由于砂堤下游堤坡的出逸比降大于允許比降而產(chǎn)生滲透破壞，從而引起背水坡脫坡。

1.2.2 堤基管涌、流土

堤防有多數(shù)地基為砂基和雙層地基，當(dāng)砂基土堤部分出現(xiàn)后坡滲水，堤后地面滲流出逸比降不能滿足允許比降，或雙層地基上復(fù)弱透水層不能滿足抗浮穩(wěn)定要求時，出現(xiàn)管涌、流土等險情，由于現(xiàn)有堤防筑堤多為就近取土，堤防前后形成許多坑塘，汛期滲漏嚴重，危及堤防安全。

1.2.3 堤防決口

堤防決口86處，出險159處，其中杜蒙縣拉海堤決口4處，1+330～1+480決口，長150 m，沖坑深6.0 m，1+876～2+121段決口，長245 m，沖坑深12 m;綽爾堤決口10處，其中0+700～0+892段，長192 m，沖坑深14.55 m。

堤防決口主要發(fā)生在粉細砂、細砂堤段，決口段堤防堤頂高程偏低，斷面單薄，防洪能力低，洪水期堤前坡受風(fēng)浪淘刷脫坡，后坡散浸脫坡。還有一部分是洪水位超過堤頂產(chǎn)生浸堤導(dǎo)致垮堤。

1998年特大洪水后，對嫩江干流堤防做了《應(yīng)急度汛防洪工程設(shè)計》，一般堤防洪水標準為20 a一遇，縣城為50 a一遇，堤高在4～6 m，土堤迎水坡1∶3，砂堤1∶4，背水坡土堤1∶3，砂堤 1∶5。

2 杜蒙嫩干堤防建設(shè)

杜蒙堤防是嫩江干流防洪工程的重要組成部分，是杜蒙縣最重要的防洪設(shè)施，杜蒙堤防主要保護杜蒙縣和全國著名的石油化工城市大慶市，是杜蒙縣生命財產(chǎn)的重要保證。根據(jù)歷史文獻、洪水調(diào)查和實測資料分析，自1794～1998年205 a間，嫩江曾多次發(fā)生大洪水或特大洪水，其中以1998年大洪水造成損失最為嚴重，使得耕地受淹，房屋倒塌毀壞，工業(yè)、交通、運輸受損，直接和間接損失很大。

防洪工程建設(shè)以堤防建設(shè)為基礎(chǔ)，隨著國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展，社會財富大量增加，洪水災(zāi)害越來越大，對防洪要求越來越高，迫切要求提高江河的防洪能力和標準。建設(shè)高標準堤防工程，保護兩岸人民生命財產(chǎn)安全，保障松嫩平原農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，促進國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

因此，杜蒙縣針對1998年嫩干特大洪水堤防所暴露出來的主要問題，在’98洪水后應(yīng)急度汛修復(fù)工程建設(shè)的基礎(chǔ)上進一步提高建設(shè)標準，以增強整體防洪能力。

2.1 嫩干堤防工程提高標準建設(shè)

杜蒙嫩干堤防江段由于開發(fā)較晚，調(diào)查到的歷史洪水只有1932年，江橋洪峰流量為15 600m3/s，大賚為14 600 m3/s。實測大洪水年份為1998年，江橋?qū)崪y洪峰流量為26 400m3/s，大賚實測洪峰流量為16 100 m3/s，還原后洪峰流量為22 100 m3/s。

根據(jù)嫩江下游江橋和大賚水文站插補延長后的水文系列(江橋93 a，大賚47 a)加1932年歷史洪水組成不連續(xù)系列進行頻率計算。歷史洪水的重現(xiàn)期分段處理:1998年洪水為1794年以來首位洪水，重現(xiàn)期為205 a一遇;1932年為1905年以來第二位洪水，重現(xiàn)期為47 a一遇。經(jīng)本段各時段及上、下游洪水參數(shù)合理性檢查后確定單站洪水參數(shù)，并根據(jù)江橋和大賚之間洪水的遞減趨勢內(nèi)插出江橋下游各段的設(shè)計流量。確定嫩干堤防各設(shè)計規(guī)模:

杜蒙嫩干堤防設(shè)計洪峰流量為:設(shè)計標準P=2.86%(35 a一遇)，相應(yīng)流量13 600m3/s。

杜蒙嫩干堤防設(shè)計防洪標準:杜蒙堤防為Ⅱ級堤防，按35 a設(shè)計水位標準修建，尼爾基水庫建成后提高到50 a。

2.2 堤防工程設(shè)計

2.2.1 堤線布置

杜蒙堤防現(xiàn)已基本形成，原堤線走向基本合理，本次堤防建設(shè)主要是加固、擴建、加高培厚堤防斷面，提高防洪標準，堤線盡量利用現(xiàn)有堤線。新增加巴彥花隔堤。

2.2.2 堤身斷面設(shè)計

1)基本堤型設(shè)計:杜蒙堤防堤型共4種:黏性土堤、砂性土堤、混合堤及復(fù)合堤，堤頂寬8 m，背水坡堤頂以下3 m處設(shè)寬6 m的馬道(拉海堤堤頂寬10 m，不設(shè)馬道)。土堤上下游邊坡均為1∶3，砂堤及混合堤上游邊坡1∶4，下游1∶5，復(fù)合堤上游邊坡為1∶3，下游邊坡為1∶5。堤內(nèi)填塘至一般地面，堤外設(shè)寬30 m，厚約0.5 m的防浪林臺。

2)堤頂超高設(shè)計:根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》中計算公式和參數(shù)，計算了不同風(fēng)速、不同吹程、不同邊坡、不同護坡形式和不同設(shè)計標準的波浪爬高和風(fēng)壅水面高，加上安全加高，得出堤頂超高值為2.26～2.75 m。考慮堤前設(shè)有30 m寬的防浪林，削減浪高的作用很大，參考歷次設(shè)計成果，對于Ⅱ級堤防超高采用2.0 m。

2.2.3 堤身抗滑穩(wěn)定計算

不同的堤型計算方法不同，對于土堤采用上下游按圓弧滑動法計算;砂堤與混合堤按上下游直線法計算;分區(qū)復(fù)合斷面堤上游按圓弧滑動法，下游用直線法計算。

由于嫩江洪水退水緩慢，最大退水速度每天僅20 cm，因此不計算水位驟降情況。只分為兩種情況計算，一種情況是水位取1/3堤高時計算上游穩(wěn)定，另一種是取上游設(shè)計洪水位時計算下游坡穩(wěn)定。

2.2.4 穿堤建筑物布置

穿堤涵閘位置選擇在水流流態(tài)平順，岸坡穩(wěn)定的地方。由進口、涵洞、閘室、消力池、海漫等部分組成，涵洞軸線與堤防軸線垂直。根據(jù)進口不同地形條件:拉海引水閘進口為埋管引水開敞式箱型前池。綽六引水閘、官地排水閘進口為U型槽結(jié)構(gòu)，U型槽前做一段預(yù)制混凝土板護砌。官地引水閘進口為一字型擋土墻，擋土墻前做一段預(yù)制混凝土板護砌;引水涵及排水涵均采用無壓方涵結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)剛度大、體型輕、結(jié)構(gòu)布置對稱。方涵底板厚50 cm，側(cè)墻及頂板厚40 cm，涵洞每9 m設(shè)一伸縮縫，分縫處設(shè)止水，涵洞臨江側(cè)出口設(shè)置防洪閘。引水出口及排水出口設(shè)置消力池和海漫等消能設(shè)施。

3 加大堤防建設(shè)科技力度

杜蒙嫩干堤防發(fā)展到今天，是幾代人辛勤勞動的結(jié)晶，也是幾代人經(jīng)驗的總結(jié)，從就近取土到填塘固基，從“蓄洪墾植”到“退田還湖”，這既是自然演變的必然，也是人類認知的必然。今后的堤防建設(shè)我們更應(yīng)放眼未來，尊重科學(xué)，積極引進符合嫩干堤防治理實際情況的新技術(shù)、新工藝、新材料，提高堤防建設(shè)的科技含量。

3.1 基礎(chǔ)處理

杜蒙嫩干堤防存在3種堤基。對于土基不需要處理，砂基和雙層堤基易出現(xiàn)滲透破壞，現(xiàn)經(jīng)計算砂基平均比降滿足允許平均比降要求，不需要做處理，出逸比降不滿足要求，采取壓滲措施。雙層堤基弱透水層受承壓水頭作用，當(dāng)上層弱透水層在承壓水頭作用下不能滿足浮起穩(wěn)定要求時產(chǎn)生流土型破壞，為此對雙層堤基采取堤腳后作蓋重。

3.2 堤身防滲

嫩干堤防堤身組成比較復(fù)雜，在堤身的滲流設(shè)計中，為安全起見，在計算堤身浸潤線時，均按不透水地基考慮。計算堤身平均比降，使堤身平均滲流比降小于堤身土內(nèi)部允許比降要求。計算堤后坡出逸比降，使堤后坡出逸比降小于堤坡允許比降。經(jīng)計算堤身平均滲透比降，一般均可滿足允許比降要求，但對砂性土堤，堤背坡浸潤線出逸點以下堤邊坡采用m2=1∶5多不能滿足滲流作用下的穩(wěn)定要求，為防止浸潤線以下散浸脫坡應(yīng)采取一定的工程措施。為使浸潤線不在下游堤腳逸出，應(yīng)急渡汛設(shè)計中在堤后坡腳設(shè)軟體排水管，凡應(yīng)急度汛已采用軟體帶反濾排水管設(shè)施的堤段，本次設(shè)計仍采用排水管。1996年在雙茶堵口復(fù)堤建設(shè)中采用外鋪蓋防水復(fù)合柔氈防滲，效果較好，1998年麻塘垸堤防加固再次采用。

3.3 堤岸防護

杜蒙堤防達標初設(shè)的標準為35 a一遇洪水設(shè)計。本次護坡原則是:對于迎風(fēng)頂流，遭受洪水沖刷塌坡嚴重，1998洪水期間的險工弱段采取工程護坡措施。護坡結(jié)構(gòu)型式采用預(yù)制板尺寸75 cm×50 cm×15 cm，混凝土強度等級為 C20，混凝土板對于砂堤下鋪設(shè)復(fù)合土工膜，對于土堤下鋪設(shè)無紡布，土工膜順坡方向鋪設(shè)，鋪設(shè)前應(yīng)清坡。

對于堤岸受風(fēng)浪、水流作用，發(fā)生沖刷破壞的地方，河道彎肘處受水流頂沖的岸灘，臨近堤腳發(fā)生水流垂直切割的岸灘，直接威脅堤防安全的河段采取護岸措施。以保證控制、調(diào)整水流，穩(wěn)定岸線，保護堤防的安全。護岸及護灘工程以枯水位分界，在枯水位以上0.5 m采用現(xiàn)澆混凝土板或預(yù)制混凝土板，枯水位以下采用鋼筋石籠。

3.4 堤防隱患探測

杜蒙嫩干堤防建設(shè)要樹立修重于防、防重于搶的思想。利用現(xiàn)代高科技儀器，在冬修或汛前加強堤防隱患探測并進行處理，既可降低投資，又可減小防洪風(fēng)險。

4 加強堤防管理，提高堤防效益

加強堤防管理是充分發(fā)揮堤防防洪能力的重要舉措。首先是嚴格堤防執(zhí)法，嚴格執(zhí)行堤防管理的有關(guān)規(guī)定，在堤防保護區(qū)內(nèi)禁止不利于堤防安全的行為，堅決拆除違章建筑;其次是加強堤防維護，包括高桿雜草的清除、堤形堤貌的培修、防汛道路的暢通等，以利于查險、搶險，充分發(fā)揮堤防的防洪效益。