【摘要】通過對樵桑聯(lián)圍達標(biāo)加固堤圍綜合超高研究分析，提出了一種可以供珠三角二級堤圍堤頂超高選取的確定辦法。這種辦法對今后的堤圍設(shè)計具有一定的參考價值，從而為堤圍堤頂超高的選取提供一種有效、實用的思路。
　　【關(guān)鍵詞】堤圍；堤頂超高；計算方法；確定原則
　　1引言
　　珠三角的二級堤圍是廣東省的重點堤圍，是僅次于北江大堤的重要堤圍，主要包括佛山大堤、樵桑聯(lián)圍、中順大圍、江新聯(lián)圍、東莞大堤等，它保護著全省一半以上的國民經(jīng)濟產(chǎn)值。二級堤圍的達標(biāo)加固的關(guān)鍵之一是合理確定堤圍的堤頂超高。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98）第6.3.1條規(guī)定，二級堤圍綜合超高不小于2.0m，但是如果一刀切取綜合超高2.0m，有些堤段可能會造成浪費，甚至?xí)�影響堤圍的安全，下面以佛山市南海區(qū)的樵桑聯(lián)圍為例，探討如何合理選取二級堤圍綜合超高。
　　2堤頂超高計算方法
　　堤頂超高值，按《堤防工程設(shè)計規(guī)范》GB50286-98推薦的（6.3.1）式計算堤頂超高Y：
　　Y=R+e+A
　　式中：Y——堤頂超高（m）
　　R——設(shè)計波浪爬高（m）
　　e——設(shè)計風(fēng)壅增水高度（m）
　　A——安全超高（m），查《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98）表2.2.1得2級堤圍不允許越浪時A=0.8m，允許越浪時A=0.4m。
　　樵桑聯(lián)圍部分堤頂臨水側(cè)設(shè)有防浪墻，因此設(shè)有防浪墻堤頂高程算至防浪墻頂面，但根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98），不計防浪墻的堤頂面高程應(yīng)高出設(shè)計洪水位0.5m以上。
　　風(fēng)浪要素采用莆田試驗站公式，計算如下：
　　（1）風(fēng)速：
　　樵桑聯(lián)圍所在地沒有風(fēng)速實測資料，查取距離樵桑聯(lián)圍南海段25km的南海氣象站統(tǒng)計的風(fēng)速資料，歷年汛期10m高年最大10m風(fēng)速的平均值為8.4m/s。為了進一步復(fù)核風(fēng)速的合理性，查取周邊國家氣象站的廣州站、新會站的數(shù)據(jù)，其歷年汛期10m高年最大10m風(fēng)速的平均值分別為8.8m/s和11.2m/s，本工程位于廣州站和新會站之間，但靠向內(nèi)陸，風(fēng)速相對會小些，所以本工程不考慮風(fēng)向的影響，取南海氣象站歷年汛期10m高年最大10m風(fēng)速的平均值8.4m/s計算，可以滿足工程的需要。
　　根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98），設(shè)計風(fēng)浪的計算風(fēng)速可采用歷年汛期最大風(fēng)速的平均值的1.5倍，即8.4x1.5＝12.6m/s。
　　(2)吹程（風(fēng)區(qū)長度及水域水深）
　　根據(jù)水深地形圖及各堤段的橫斷面圖，結(jié)合相應(yīng)頻率量出。水域平均深度根據(jù)水深地形圖按下式計算：
　
　　式中：
　　d——風(fēng)區(qū)平均水深（m）；
　　di、△Xi——水深圖上每二點間平均深度及二點間的距離（m）；
　　Hp——設(shè)計頻率潮位；
　　h0——水深圖深度基準(zhǔn)面與珠江基面之差值（m）；
　　各代表堤段的吹程及水深計算見表1
　　(3)風(fēng)浪爬高
　　本工程的斷面迎水坡坡率有兩種：m=0和m=3。
　　①當(dāng)m=0時，風(fēng)浪爬高和風(fēng)壅增水高度的計算可采用《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL265—2001）附錄E中的波高（hp）和波浪中心線超出計算水位的高度（hz）的計算公式替代計算。
　　a)平均波高（hm）：根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL265—2001）浪壓力計算公式E.0.1-1求得。
　　式中：hm------平均波高（m）；
　　V0------計算風(fēng)速（m/s）；
　　D------風(fēng)區(qū)長度（m）；
　　Hm------風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深（m）。
　　b)平均波周期（Tm）：根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》浪壓力計算公式E.0.1-2求得。
　　式中：Tm------平均波周期（s）
　　c)平均波長（Lm）：按堤腳前水深H，根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》計算公式E.0.1-2求得。
　　d)波高（hp）：本堤防工程采用50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，按2級堤防進行設(shè)計。
　　根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》附錄表E.0.1-1查得波列累計頻率P=2%，hm/Hm值，按《水閘設(shè)計規(guī)范》附錄表E.0.1-2查得hp/hm值，求得hp（本工程為h2％）。
　　e)波浪中心線超出計算水位的高度（hz）：根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》浪壓力計算公式E.0.2-2求得。

                       
　　式中：hp------波高（m）；
　　hz------波浪中心線超出計算水位的高度（m）；
　　Lm------平均波長（m）；
　　H------堤腳前水深（m）。
　　②當(dāng)m=3時，風(fēng)浪爬高和風(fēng)壅增水高度的計算可采用《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98）附錄C的公式計算。
　　a)根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》附錄C要素公式C.1.2-1、C.1.2-2、C.1.3-1計算平均波高、平均波周期、波長（取迎水坡坡度系數(shù)m=0.5）；計算結(jié)果詳見表2。
　　b)查表C.3.1-1、表C.3.1-2、表C.3.1-3、表C.3.1-4得出斜坡的糙率及滲透性系數(shù)K△、經(jīng)驗系數(shù)Kv，爬高累計頻率系數(shù)Kp、無風(fēng)情況下光滑不透水護面的爬高值R0。
　　c)按Rp=K△KvKpR0H計算風(fēng)浪爬高，Rp為累計設(shè)計頻率波浪爬高計算值（本工程為R2％）。
　　風(fēng)浪要素計算成果表(50年一遇)
　　表1

                      
　　　　風(fēng)浪爬高計算成果表(50年一遇)
　　表2

                 
　　　　注：1、2級堤防安全超高0.8m；
　　2、hz為波浪中心線超出計算水位的高度；hp為相應(yīng)于波列累積頻率p的波高(p=2%)。
　　3堤頂高程確定原則
　　按規(guī)范GB50286-98第6.3.1條規(guī)定，2級堤防堤頂超高值不應(yīng)小于2.0m，高于2的計算成果，結(jié)合可研階段的成果和本工程的實際，堤頂高程按照如下原則確定：
　　（1） 新培堤段按照50年一遇洪水位超高2.0m選取；
　　（2） 現(xiàn)狀堤頂有混凝土路面，且路面高程高于50年一遇洪水位加0.5m的，保留現(xiàn)狀堤頂高程，設(shè)置防浪墻，墻頂高程按照50年一遇洪水位超高2.0m選取；
　　（3） 穿越城區(qū)、廠區(qū)、堤外河灘地面高程高于50年一遇洪水位、堤面已經(jīng)硬化、堤面寬度大于30m的堤段，堤頂高程不變，新設(shè)防浪墻按照表2計算的風(fēng)浪爬高+安全超高0.8m+50年一遇洪水位選取。
　　4結(jié)語
　　從表2的計算結(jié)果可知，計算的堤圍綜合超高均小于2.0m，最小的才1.20m，可見如果按規(guī)范規(guī)定，二級堤防堤頂超高值取大于2.0m，會造成培堤土方加大，占地增多，重要的是堤圍并非越高越好，對于軟弱地基，堤圍越高，地基失穩(wěn)的可能性就更大，甚至變得無法穩(wěn)定，必須進行較大規(guī)模的基礎(chǔ)處理。對于珠三角西北江上游水位較高，安全超高2.0m在整個堤圍高度中所占的比例不大，可能影響相對較小，但是對于下游受潮水影響為主的區(qū)域，設(shè)計洪水高于地面多在2～3m，如果安全超高取2.0m，則在整個堤圍高度中所占的比例達到40％～60％。由于過大的安全超高對堤圍并無幫助，相反還可能浪費，甚至影響堤圍安全，所以對堤圍的綜合安全超高應(yīng)該綜合分析，合理選用。