城市防洪工程

全省建设管理与质量监督工作会的与会领导及代表考察工程现场

质量监督站成员陪同领导检查城区防洪工程

1、工程概况

宜昌市区位于湖北省西部长江三峡西陵峡东口，地处东径111°08′~112°28′，北纬30°34′~30°49′，东接江陵县，北邻襄樊市和神农架，南与西南毗邻湘西和鄂西自治州，西面与重庆部分地区相接。长江自西陵峡口出三峡后，从西北向东南横穿宜昌市区，是威胁宜昌城市安全的洪水主要来源。长江干流宜昌城区段防洪护岸工程是提高城区防洪标准、增强城市抵御洪水能力，保障宜昌市经济发展和人民生命财产安全的重要基础设施和重要的公益项目。目前市区的水利工程建设相对薄弱，长江干流宜昌城区段长约十余公里，其岸坡基本上处于自然状态，局部地区根据需要兴建了部分护岸工程，岸坡崩坍时有发生，已威胁到沿岸工矿企事业的正常生产和岸线设施的安全。长江干流宜昌城区段防洪护岸工程采用分期实施，一期工程实施以岸坡防护为主的护岸工程，主要建设内容及规模为：新建6.806km的长江干流岸坡防护工程（包括大公桥至宜昌客运站0.725km岸坡防护工程，太平桥溪出口至宝塔河粮库1.716km岸坡防护工程，宝塔河粮库至热电厂4.365km岸坡防护工程），新建0.49km长太平桥溪出口段的支流岸坡防护工程；加固1.62km的长江干流岸坡防护工程。

近期长江干流宜昌城区段防洪护岸工程建设，按20年一遇洪水标准设计，相应宜昌水位53.52 m。根据《防洪标准》及《堤防工程设计规范》，拟定宜昌城区防洪护岸工程的级别为2级，堤防超高1.5m。

宜昌城区上游有已建成的葛洲坝水利枢纽及在建的三峡工程。葛洲坝运用后，该河段河道枯水位有所下降，本阶段采用葛洲坝运用以来的宜昌水文站的枯水期观测资料进行分析计算，并用流量长系列计算的水位值进行了复核，确定护岸工程采用1981~1998年宜昌水文站最枯1~3月份多年月平均水位的平均值。磨盘溪的设计枯水位为36.70m，临江溪河口36.79m，太平桥溪37.16m，镇江阁37.20m。

根据《湖北省宜昌市城市防洪规划报告》和《长江干流宜昌城区段防洪护岸工程项目建议书》的研究成果，长江干流宜昌城区段防洪护岸工程主要是将该段长江岸线适当理顺，沿岸线修建防洪墙和岸坡整治工程。工程规模为兴建12.175km长的长江干流堤防、岸坡防护工程，以及2.385km长受长江洪水顶托影响的支流堤防、岸坡防护工程。

长江干流宜昌城区段防洪护岸工程主要工程量：土方开挖44.72万m3、土方填筑28.88万m3、碎石垫层2.95万m3、粗砂垫层1.53万m3、浆砌块石1.61万m3、抛石23.99万m3、干砌石6.50万m3、砌体拆除2.67万m3、挡土墙混凝土1001万m3、垫层混凝土0.45万m3、混凝土预制块3.69万m3、PVC排水管5.41万m、沥青杉板0.66万m2、钢筋0.12万t。

宜昌市城区长江干流防洪护岸工程区地震基本烈度为Ⅵ度，按《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）的规定，设计烈度为Ⅵ度。

根据长江干流宜昌城区段防洪护岸工程一期工程的特点，工程型式采用坡式护岸和墙式护岸相结合的护岸型式。

水下护脚方式比较了抛石、沉排（铰链混凝土排、软体排、柴排）、石笼、四边六面体混凝土透水框架群、沉梢等。选用抛石方案护脚。

水上护坡方式比较了干砌块石、干砌石灌砌混凝土、浆砌块石、混凝土预制块顺岸砌护等。选用混凝土预制块顺岸砌护。

根据《宜昌市总体规划》、《湖北省宜昌市城市防洪规划报告》，依据地形、地貌、地质、施工条件等，结合现有岸线进行护岸工程总体布置。布置原则为：

（1）在满足一期护岸工程和后期防洪护岸工程建设要求的基础上，尽量少拆迁、少占地，并尽量与城市总体规划相结合。

（2）满足行洪要求，避免对关键行洪断面造成不利影响。

（3）满足沿岸港口码头的正常作业和洪枯水期航道的畅通。

（4）尽量使岸线平顺过渡，力求与河势流向相适应，并与大洪水主流线大致平行，以降低水流对岸坡的冲刷。

（5）尽可能避开软弱地基。

（6）在满足工程安全的前提下，尽量减少土方回填，尽可能做到土石方开挖平衡。

本护岸工程以枯水平台为界，在枯水平台以上采用混凝土预制块护坡、挡土墙。枯水平台以下，采用散抛块石护脚。各段设计枯水位分别为：大公桥至宜昌客运站段37.18m，太平桥溪至宝塔河粮库段37.16m，宝塔河粮库至热电厂段37.0m。

根据《堤防工程设计规范》，枯水平台顶部高程应高于设计枯水位0.5-1.0m。根据工程实际情况，各段枯水平台顶部高程分别比设计枯水位高1m。

水上护坡工程由脚槽、坡身、岸顶、挡土墙工程及导滤沟等部分组成。

①脚槽：位于护坡底部，枯水平台内侧，断面型式为长方形，尺寸为0.8m×1m（宽×高），用浆砌石砌筑。脚槽下铺设0.1m厚碎石垫层。

②齿槽：位于每层（高差较高的护坡段）护坡底部，断面型式为正方形，尺寸为0.5m×0.5m（宽×高），用浆砌石砌筑。脚槽下铺设0.1m厚碎石垫层。

③坡身：根据岸坡土质与地形情况，护坡坡度不陡于1：2.5。

坡身由三层组成，面层为混凝土预制块，中间为碎石垫层，底层为粗砂垫层。根据长江中下护岸经验，碎石、粗砂垫层厚度分别采用10cm和5cm。碎石粒径在5mm~30mm之间。

④护顶工程：护坡顶部设置混凝土预制块封顶。

⑤导滤沟：每间隔15m布置1条"Y"字形导滤沟，导滤沟断面尺寸为0.5m×0.3m×0.3m（上顶×下底×高）。

挡土墙截面尺寸由稳定计算确定，计算工况为：墙后有地下水，墙前无水（长江枯水期）。

（1）重力式挡土墙（墙高5m）

挡土墙梯形截面，高5m，顶宽0.8m，底宽3.8m，墙身底板厚1.0m。

（2）重力式挡土墙（墙高8.5m）

挡土墙梯形截面，高8.5m，顶宽1.0m，底宽6.0m，墙身底板厚1.2m。

（3）扶臂式挡土墙

高17m，底板厚1.5m，面板厚0.6m，前趾1.0m，踵板10.4m，扶臂厚1.0m，间距5.0m。

为减小墙后地下水压力，在墙后设排水孔，孔距2m，梅花型布置，孔径φ80mm，并设碎石、砂反滤。另外，根据构造要求，墙底板下布设10cm的混凝土垫层。

水下抛石护脚：

（1）抛护范围

水下抛护宽度由水下边坡情况确定，本护岸工程护宽范围为20~50m。

（2）块石粒径

按《堤防工程设计规范（GB50258-98）》中附录D.3.4-1计算，结合工程实际施工条件，选定块石平均粒径为0.3m。

（3）抛石厚度

①厚度控制

为避免出现抛石空档及分布不均匀，并适应河床冲刷变形，抛石厚度应不小于抛石粒径的2倍，水深流急处则为3~4倍。此外，为防止抛区前沿前刷造成岸坡失稳，应设置防崩层，一般防崩层厚度取抛石粒径的4~6倍。

②坡度控制

对于岸坡陡于1：1.5的边坡按1：1.5~1：1.8的坡比抛石还坡。

（4）防崩层设计

防崩层所需大量的计算是根据最大可能冲刷坑深度，考虑河床变形至最陡隐定边坡情况下，坡面上仍能维持一定厚度的块石，以防止护脚下部失稳的要求进行的。对需要设防崩层的地段，根据该河段的工程经验每延米按10m3考虑。

2、 水文气象和工程地质

（1）宜昌市气候基本特征是春旱、夏热、秋迟、冬暖，四季分明。多年平均降水量1147mm，多年平均气温16.9℃。主导风为东南风，年平均风速0.8~1.2m/s，最大风速为18m/s。区内日照时数多年平均为1698.4h。多年平均无霜期为273d。

宜昌以上长江集水面积约100万km2，约占全流域面积的55％。据宜昌站1951~1998年实测资料统计分析，多年平均流量13800m3/s，相应径流量4360亿m3。径流年内分配不均，79.2％的径流分布在汛期5~10月。宜昌洪水具有峰高量大的特点，当长江发生较大洪水量，沿江一带受外洪内涝，损失较为严重，宜昌站实测最高水位为1896年的55.92m（冻结基面），相应最大流量71100m3/s；1981年7月大洪水，实测最高水位55.38m（冻结基面），相应流量70800m3/s；历史调查最高洪水位为1870年的59.50m（冻结基面），相应流量为105000m3/s。

经分析计算，宜昌站年最大1日平均、年最大洪峰的5％频率设计流量分别为72300m3/s、73400m3/s，相应设计洪水位分别为55.66m、55.78m（冻结基面，黄海基面分别为53.52、53.64m）。经1981~1998年资料统计，宜昌站最枯三个月1~3月水位的多年平均值为39.33m（冻结基面，黄海基面为37.19m），另12~2月三个月水位的多年平均值为39.62m（冻结基面，黄海基面为37.48m）。

宜昌站1981~1998年分月平均水位统计表

1月

2月

3月

4月

5月

10月

11月

12月

12-2月

1-3月

1981~

1998

39.39

39.13

39.49

40.83

42.92

45.33

42.29

40.34

39.62

39.33

注：表中水位、系根据实测水位统计，基面为冻结基面，单位为米。

宜昌站冻结基面与黄海基面转换关系为：冻结基面-2.142m=黄海基面。

本河段的泥沙主要来自上游，多年平均悬移质输沙量5.04亿t，多年平均输沙率16000kg/s，多年平均含沙量1.16kg/m3。输沙量年内分配比水量更为不均。宜昌站来沙组成中，以悬移质泥沙为主，推移质泥沙所占比例极少。

（2）宜昌市城区位于长江三峡西陵峡出口地带，地理位置属鄂西山地与江汉平原过渡地带，地势西高东低，形成自西向东由山地、丘陵向平原过渡的地形分布状况。

长江自西陵峡出口呈"之"字型流径宜昌市城区，葛洲坝工程至西坝尾端流向约南西170°；后向东转折，城区镇江阁至临江溪段流向为南东105°~115°，两岸为宽谷型不对称复式断面形态，多年平均江水位42.60m，相应江面宽约680~800m。

南岸为侵蚀剥蚀低山丘陵区，具典型沟梁相间地形地貌特征。长江干流宜昌城区段防洪护岸工程位于长江北岸。北岸临江一带地形平坦，地面高程一般为52~70m，临江沿线地面高程50~60m，一、二级地平台高程分别为50~60m、65~72m；以北为残缺不全的长江三、四、五级阶地及浑园形低矮丘陵地形。三、四、五级阶地台面高程分别为80~90m。100~120m及140~150m。腹背岗地高程大多为100~120m，其中以葫芦包顶最高，高程为151.60m。工程区内主要分布有太平桥溪、临江溪两条支流，两支流总体流向近南，为长年流水。城区内早期的渊塘部分已被回填，低洼地带地面高程50~52m，

工程区广泛分布第四系覆盖层，下伏基岸为白垩系下统五龙组（K1W）砂岩夹泥质粉砂岩。岩层产状为：走向NE20°~30°，倾向SE110°~120°，倾角4°~6°。基岩主要在腹背山地一带出露，临江溪一带出露的基岩为白垩系上统罗镜滩组（K2L）砾岩。

按地质年代由新至老分为第四系覆盖层和基岩。第四第覆盖层包括人工回填层、冲积层；基岩为白垩系上统罗镜滩组砾岩和下统五龙组砂岩夹泥质粉砂岩。

工程区地下水主要为孔隙潜水，赋存于砂卵层及堆积土层风化岩层中，补给来源主要为大气降雨和生活用水等。地下水运移与补排关系随季节变化，枯水期地下水直接排入长江，洪水期江水补给地下水。地下水埋藏较深，主要受江水位控制。工程区泉水分布极少，仅在开关厂附近见一泉水露头（W1），流量约1.5L/min。

由于本段岩坡沿线内侧多为密集型建筑物、生活区及工业厂矿区，经过地质勘察研究，认为岸坡多处存在不稳定问题，加之长江主流偏向本岸，在水流冲刷作用下，岸坡易于产生破坏，已严重危及城区人民生命及财产安全，进行岸坡整治，已迫在眉捷。

根据长江水利委员会综合勘测局《长江中下游重要堤防工程地质勘察技术要求》，结合主要工程地质问题，将长江干流宜昌城区段分为地质条件好（A）、较好（B）、较差（C）和差（D），各类特征如下：

A类：岸坡坡度平缓，岸线及坡面较规整，坡角一般小于25°，坡面已支护，且效果较好，坡脚有宽外滩，不存在岸坡稳定问题。

B类：岸坡坡度平缓，坡面已支护，坡脚有较宽外滩，基本上不存在整体稳定问题，但护坡块体已见明显变形破坏；或为中陡倾角岸坡，浆砌块石挡土墙支护，岸坡现状稳定性较好，但挡墙基础存在不均匀沉陷隐患。

C类：为坡度平缓的天然土质岸或直立挡土墙支护岸坡。岸坡抗冲刷能力差，多处见坍滑、脱坡现象，稳定性较差；直立挡土墙墙基存在不均匀变形，外滩宽度一般较窄，局部已见挡墙开裂，岸坡稳定程度较差。

D类：为中倾角天然土质岸坡或直立浆砌块石挡墙岸坡。天然岸坡坡度较陡，抗冲刷能力低，迎流顶冲，稳定性差；直立挡土墙厚度较薄，且基础存在不均匀变形，无外滩或窄外滩，深泓逼岸，挡墙脚冲刷掏蚀作用强烈。

（3）恒通公司至八一钢厂段岸坡

桩号9+128~9+520段，岸坡地质结构以Ⅰ2类为主，素填土厚一般4.7～13m，局部厚者达16.5m，三水厂一带以砂岩、粉砂岩碎块石为主，其它地段为碎石土填筑，结构稍密至中密，局部岸坡挡墙外侧堆积有杂填土及新淤土层，将挡墙掩盖。本段岸坡浆砌块石挡墙未发生明显变形，墙体后侧土体局部已坍陷，坡脚无漫滩或有窄漫滩，江水冲刷作用较强，工程地质条件以C类为主，其中桩号9+128～9+264段墙体外侧新淤土层或杂填土结构松散，坡面抗冲刷能力低，稳定条件差。桩号9+363～9+520三水厂段岸坡稳定条件较好，坡脚有窄漫滩，工程地质条件属B类。

桩号9+520~10+086段，岸坡地质结构以Ⅰ2类为主，上部杂填土层厚度一般8～14m，厚者16～17.6m，薄者2～5m。物质成份为钢渣粒、屑、块与土粒、砖块、砼块及少量碎块石等混杂构成，较松散，钢渣块块径大者1～2m，一般0.2～0.5m，钢渣总含量约占40%～70%不等；下部为冲积层，一般具二元结构，上部以粉质壤土为主，呈可塑状为主，厚度一般2.8～3.5m，厚者6.4～7.8m；其下为卵石夹胶结砾卵石层。

桩号10+086~10+510段，岸坡地质结构为Ⅲ1类。表层杂填土层厚度一般6～12.32m，厚者达15m左右，薄者2～3.1m，以土夹钢渣、砼块、碎块石等为主，表层结构松散。下伏冲积层具二元相结构，上部为粉质壤土、砂壤土，总厚度一般8～14m，厚者15.7～18m；下部为卵石。

3、建设状况

4月18日，宜昌城区百万市民期盼多年的长江干流宜昌城区段防洪护岸工程开工建设。这是我市水利工程建设、防洪工程建设和城市建设相统一的一件具有重要意义的综合工程；这是继上世纪80年代长江宜昌主城区沿江护岸工程和沿江大道工程之后，又一件造福人民、惠及后代的民心工程。

长江宜昌城区段防洪护岸工程位于宜昌主城区长江北岸，上起镇江阁，止于伍家岗区热电厂处，工程总投资1.56亿元。一期工程主要是对9公里的长江北岸岸坡进行整治和防护。建设内容包括：新建长江干流岸坡防护工程、太平溪支流岸坡防治工程、加固长江干流岸坡防护工程。主要工程量为：土石方开挖44、72万立方米、土石方填筑70万立方米，混凝土浇筑15万立方米。首期工程建设主要是对太平溪出口段长江762米及长江干流恒通公司至原八一钢厂段长1440米的岸坡进行整治和防护。计划总工期3年。

    工程建成后，不仅使宜昌城区防洪能力大大提高，而且使宜昌城区"滨江画廊"延伸至伍家岗一带，宜昌城由此会变得更美！将为进一步美化宜昌人居环境、创建世界水电旅游名城创造更好的条件。