蜂巢格網(wǎng)護(hù)坡在大洋河防洪工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

賀啟有

(遼寧省丹東市水利勘測設(shè)計(jì)研究院，遼寧丹東118000)

0 前言

大洋河丹東段從哨子河河口至入?？?，全長58.18 km，干流上端為東港市黑溝鄉(xiāng)羊山村與岫巖縣交界。

流域內(nèi)主要包括東港市的7個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，鳳城市的5個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，共12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)126個(gè)村屯，總?cè)丝?8.47萬人，耕地面積4.74萬hm2，2006年工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值135.5億元。

根據(jù)《大洋河流域規(guī)劃》，大洋河干流及主要支流的下游和東洋河、哨子河中上游的較大平原地區(qū)，目前都已修建防洪土堤，流域內(nèi)現(xiàn)有防洪堤總長300多 km，其中主要河流堤防長度168.3 km。

大洋河現(xiàn)有提防長度43.4 km，主要包括:

1)岫巖境內(nèi)堤長4.1 km，設(shè)計(jì)流量4350 m3/s。

2)鳳城市境內(nèi)堤長9.8 km，設(shè)計(jì)流量7000 m3/s。

3)東港境內(nèi)堤長29.5 km，設(shè)計(jì)流量7600 m3/s。

干流現(xiàn)有提防防洪標(biāo)準(zhǔn)僅相當(dāng)于10 a一遇水平［1］。

無堤段占中下游規(guī)劃堤防的27%，大洋河流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，下游的孤山鎮(zhèn)、黃土坎鎮(zhèn)都已成立工業(yè)區(qū)。

由于無堤段較多，防洪標(biāo)準(zhǔn)低，現(xiàn)有堤防斷面瘦小，年久失修，防洪堤不封閉，沒有完整的防洪體系。

造成大洋河下游洪澇災(zāi)害頻發(fā)，每4～5 a便會(huì)遭遇洪澇災(zāi)害，對人民生命財(cái)產(chǎn)造成了極大的威脅，對當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響。因此大洋河防洪護(hù)岸工程的修建，健全大洋河防洪體系是非常必要和緊迫的［2］。

文章對目前常用的護(hù)砌材料進(jìn)行了分析比較，推薦蜂巢格網(wǎng)砌石護(hù)坡為大洋河防洪工程的護(hù)砌形式。

1 工程概況

工程概況主要從以下3個(gè)方面進(jìn)行介紹:自然概況、氣象與水文和地質(zhì)。

1.1 自然概況

大洋河發(fā)源于遼寧省東南部，地理位置位于E122°51'～124°07'，N39°49'～40°49'。大洋河上游分為東、西兩支，西支叫東洋河，發(fā)源于岫巖縣西北部的偏嶺鄉(xiāng)唐望山，海拔為928.9 m，先后有五道河、湯池河、雅河、牤牛河和溝連河匯入;東支為哨子河，發(fā)源于岫巖縣北部的古洞嶺，海拔937.8 m，先后有青河、牧牛河、古洞河河渭水河匯入。

東洋河與哨子河在哨子河鄉(xiāng)匯合后稱為大洋河，先后有亮子河、土牛河、小洋河和雙岔河匯入，于東港黃土坎南注入黃海。河道全長198.2 km，流域面積為6 504 km2。

1.2 氣象與水文

大洋河流域降水受西太平洋暖濕空氣和流域地形的影響，年降水量的分布自西向東遞增，多年平均降水量由東洋河上游800 mm，增至土牛河上游的1 200 mm。

降水量的年際變化較大，年內(nèi)分配也極不均勻，主要集中在6～9月，約占年降水量的76% ～79%。

流域中下游多年平均蒸發(fā)量1163.9 mm，其中7、8兩月蒸發(fā)量最大，占全年蒸發(fā)量的21.6%。

多年平均氣溫8.4℃，極端最高氣溫33.8℃，極端最低氣溫-26.7℃。

多年平均最大風(fēng)速14.8 m/s。本區(qū)域最大凍土深度1.0～1.2 m。

1.3 地質(zhì)

大洋河兩側(cè)階地的由上游至下游入?？诘孛鏄?biāo)高逐漸降低，地面高程為17.0～2.5 m，低山丘陵高程多為100～300 m，最高峰位于沙里寨東側(cè)山區(qū)，高程為511 m。

區(qū)域內(nèi)主要出露的地層為元古界前震旦系遼河群黑云片巖、二云片巖、黑云斜長片麻巖和大理巖。

第四系為陸相河流沖洪積粉質(zhì)黏土、砂土和圓礫層;海相沉積和沼澤相沉積的黑色淤泥質(zhì)土、中部為灰～灰綠分細(xì)砂、下部為灰色圓礫層［3］。

2 堤身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

大洋河干流段防洪土堤高度為3.0～6.0 m，根據(jù)防汛交通要求，按照單車道設(shè)計(jì)，防洪土堤頂寬均采用4.0 m，迎水側(cè)坡比1∶2.0，背水側(cè)坡比1∶2.0。

背水坡采用草皮護(hù)坡;迎水側(cè)護(hù)坡在20 a一遇洪水位以下采用300 mm厚蜂巢格網(wǎng)砌石，200 mm厚卵石墊層(10～80 mm)下設(shè)400 g/m2土工布，20 a一遇洪水位以上采用100 mm厚的混凝土植草磚護(hù)坡;護(hù)腳采用蜂巢格網(wǎng)砌石，高1.2 m，寬1 m;堤頂路面為砂石路面，鋪設(shè)100 mm厚風(fēng)化砂，下設(shè)200 mm厚砂卵石墊層，堤頂向迎水側(cè)傾斜，坡度為2%，在迎水側(cè)設(shè)置混凝土路肩石(0.2 ×0.4 ×0.6m)［4］。

3 護(hù)坡護(hù)砌材料的選擇

根據(jù)目前比較常用的護(hù)砌形式和本工程的實(shí)際情況初步擬定蜂巢格網(wǎng)、現(xiàn)澆混凝土板、干砌石護(hù)坡和機(jī)制模袋混凝土4種形式進(jìn)行對比。

1)方案一

蜂巢格網(wǎng)砌石厚300 mm，卵石墊層厚200 mm，土工布400 g/m2。

2)方案二

現(xiàn)澆C20混凝土板厚200 mm，配一層鋼筋網(wǎng)Φ6@300，砂卵石墊層厚200 mm，土工布400 g/m2。

3)方案三

干砌石厚300 mm，卵石墊層厚200 mm，土工布400 g/m2。

4)方案四

機(jī)織模袋C20混凝土厚150 mm，砂卵石墊層厚200 mm，土工布400 g/m2。

各種護(hù)坡形式的適用條件及特點(diǎn)如下:

3.1 蜂巢格網(wǎng)干砌石護(hù)坡

蜂巢格網(wǎng)是把抗腐耐磨的低碳高鍍鋅合金鋼絲，用機(jī)械編織成雙絞、三絞、五絞的六邊形網(wǎng)目蜂巢格網(wǎng)片，按照工程設(shè)計(jì)要求制作成箱體結(jié)構(gòu)并裝入毛塊石等填充材料，可以用于堤防、路基等工程防護(hù)的新技術(shù)。

其主要的性能和特點(diǎn):蜂巢格網(wǎng)結(jié)構(gòu)的主體是鋼絲網(wǎng)箱，能夠與各種土層較好的結(jié)合，適應(yīng)地基變形的能力很好，且不會(huì)影響整體的結(jié)構(gòu)，更不容易破壞斷裂;地下水可以順利的從蜂巢格網(wǎng)結(jié)構(gòu)的石縫中滲透出去，能很好的解決孔隙水壓力的影響，其透水性能好，對岸坡的穩(wěn)定非常有利;可以按照設(shè)計(jì)要求，在工廠內(nèi)制作完成，運(yùn)到施工現(xiàn)場后再按設(shè)計(jì)尺寸組裝成各種形狀，施工速度快;蜂巢格網(wǎng)的鋼絲經(jīng)過鍍鋅處理，抗氧化能力強(qiáng)，抗老化，抗腐耐磨。

經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，網(wǎng)箱砌體的縫隙會(huì)被土粒填充，植物會(huì)慢慢的長出來，達(dá)到植物措施和工程措施相結(jié)合目的，還可以美化環(huán)境，可以在冬季施工［5］。

3.2 現(xiàn)澆混凝土板護(hù)坡

該方案施工比較方便，且整體性較好，但是受凍融影響較大，工程建成運(yùn)行一段時(shí)間后，混凝土板容易出現(xiàn)斷裂或坍塌現(xiàn)象，造價(jià)較高，不利于河道的生態(tài)建設(shè)。

3.3 干砌石護(hù)坡

護(hù)坡表面平整美觀、造價(jià)低，缺點(diǎn)比較多:

1)費(fèi)時(shí)費(fèi)工。

2)由于冬季冰推作用或地基變形影響，容易造成塊石的脫落離位，在風(fēng)浪作用下會(huì)很快發(fā)展成為大面積損壞，需要經(jīng)常維修管理，維修費(fèi)用高。

3)抗凍容破壞的能力差，現(xiàn)在農(nóng)村段堤防應(yīng)用的比較多。

3.4 模袋混凝土護(hù)坡

模袋混凝土是在特制的袋內(nèi)充填流動(dòng)性較好的混凝土，模袋混凝土結(jié)構(gòu)是以全封閉滲水而不漏漿的特制模袋為模具，依靠壓力使流動(dòng)混凝土在模袋內(nèi)充脹成型、硬化后形成高強(qiáng)度抗腐耐磨的護(hù)面。模袋混凝土的優(yōu)點(diǎn)是整體性能好、經(jīng)久耐用、抗沖刷能力強(qiáng)、施工設(shè)備簡單、施工迅速，能夠很好的解決水下施工難的問題，但造價(jià)比較高，目前在鴨綠江丹東城區(qū)段護(hù)岸上應(yīng)用最多。

經(jīng)過估算，方案二和方案四的投資比較接近，但投資最高，所以不推薦。

方案三投資最小，但缺點(diǎn)比較多，一是費(fèi)時(shí)費(fèi)工，二是由于冬季冰推作用或地基變形影響，容易造成塊石的脫落離位，在風(fēng)浪作用下會(huì)很快發(fā)展成為大面積損壞，需要經(jīng)常維修管理，維修費(fèi)用高，所以也不推薦。

方案一雖然投資也比較高，但施工方便，適應(yīng)變形能力性強(qiáng)，抗沖性能好，并且對河流生態(tài)影響較小，在使堤壩保持長期穩(wěn)定的同時(shí)，還可以美化環(huán)境，促進(jìn)河流生態(tài)的平衡發(fā)展，所以本工程推薦采用方案一。

由于20 a一遇洪水不經(jīng)常發(fā)生，洪水位以上至堤頂為安全超高部分，洪水的沖刷不會(huì)很大，為了減少投資，建設(shè)生態(tài)河道，在20 a一遇洪水位以上采用混凝土植草磚護(hù)坡厚100 mm。

4 蜂巢格網(wǎng)干砌石護(hù)坡施工

首先按設(shè)計(jì)要求的坡比進(jìn)行削坡，然后自上而下鋪設(shè)土工布，土工布鋪設(shè)結(jié)束后，要認(rèn)真進(jìn)行質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)開縫應(yīng)馬上進(jìn)行修補(bǔ)，土工布應(yīng)壓到護(hù)腳下面，土工布上面為200 mm厚卵石墊層，用反鏟配合人工鋪筑，木板刮平并適量灑水，用人工持木板夯實(shí)。

測量定出20 a水位線，確定坡面平整、密實(shí)、無雜質(zhì)時(shí)在水位線以下墊層上鋪置護(hù)坡網(wǎng)墊，間隔網(wǎng)和網(wǎng)身相交應(yīng)呈90°。

單元間隔網(wǎng)同網(wǎng)身之間的綁扎，在間隔網(wǎng)和網(wǎng)身的四個(gè)交角處各綁扎一道，間隔網(wǎng)與網(wǎng)身相接的地方，用綁扎絲螺旋式連結(jié)。

完成組裝的單元網(wǎng)格按設(shè)計(jì)要求安放到位，單元網(wǎng)格間相鄰的邊線，采用綁扎絲螺旋式連結(jié)，使網(wǎng)格連接成一個(gè)整體。

進(jìn)行人工填入充填料，不能單獨(dú)填滿一個(gè)網(wǎng)格，要均勻的向鋪設(shè)好的各網(wǎng)格里填入充填料。充填料可以一次性填滿，空隙可以用小碎石充填，確保網(wǎng)格體的密實(shí)度。

表面裸露的充填料，要求用人工砌筑平整，相互搭接。在裸露表面的填充料砌筑平整后，進(jìn)行封蓋。封蓋格片與網(wǎng)箱上部邊線、蓋片和蓋片之間的相交線，采用綁扎絲螺旋式綁扎。要求將蓋片和網(wǎng)箱邊框線之間的所有相交(框)線綁扎在一起。

水位線以上人工鋪設(shè)植草磚，鋪設(shè)時(shí)對好花型邊與邊接觸緊密，美觀大方。

5 結(jié)語

大洋河現(xiàn)有防洪堤防斷面瘦小，年久失修，防洪標(biāo)準(zhǔn)低，沒有完整的防洪體系，造成大洋河下游洪澇災(zāi)害頻發(fā)，需要新建防洪堤占中下游規(guī)劃堤防的27%，對于防洪土堤來講，護(hù)砌形式非常重要。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對防洪工程的要求也越來越高，既要穩(wěn)定安全又要景觀效果好，還要與生態(tài)相結(jié)合，生態(tài)化建設(shè)是勢在必行，蜂巢格網(wǎng)干砌石就是生態(tài)護(hù)坡的一種，經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，網(wǎng)箱砌體的縫隙會(huì)被土粒填充，植物會(huì)慢慢的長出來，達(dá)到植物措施和工程措施相結(jié)合目的，還可以美化環(huán)境，這種護(hù)砌形式在大洋河防洪護(hù)岸工程中是大有發(fā)展前景的。

［1］中華人民共和國水利部.GB50286—98堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國計(jì)劃出版社，1998.

［2］丹東市水利勘測設(shè)計(jì)研究院.大羊河流域(丹東段)防洪護(hù)岸工程規(guī)劃［R］.丹東:丹東市水利勘測設(shè)計(jì)研究院，2009.

［3］丹東市水利勘測設(shè)計(jì)研究院.大洋河(丹東段)防洪護(hù)岸工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.丹東:丹東市水利勘測設(shè)計(jì)研究院，2009.

［4］黃國慶，何朝霞.蜂巢格網(wǎng)生態(tài)護(hù)坡在河道治理中的應(yīng)用［J］. 人民長江，2008，39(02):28-29.

［5］陳少武.蜂巢格網(wǎng)生態(tài)防護(hù)技術(shù)在河道生態(tài)改造中的應(yīng)用［J］.科技信息，2009(17):380-381.