大中型河道護岸工程的規(guī)劃選型

□劉超華 □王長興 □楊允霞

（1虞城縣江河水利建筑工程有限公司 2虞城縣水務(wù)局）

1 平原河道特征及規(guī)劃

平原河道以平原沖積性蜿蜒型河流為主；由于河道變寬，上游泥沙量較大，淤積嚴(yán)重，河道主流曲折變化，歷史上遷移改道頻繁，河道中下游河道疏浚整治工程以“清淤、固槽”目標(biāo)，規(guī)劃河道“治導(dǎo)線”，確保中水河道流路能夠最后在平面上具有穩(wěn)定位置，防止堤防在整治以后出現(xiàn)因河槽的擺動而危及堤防安全，并在治導(dǎo)線彎道凹岸、險工河段等處修建必要的險工護岸和控導(dǎo)護灘等河道整治工程，以防止河岸崩塌，控制河勢，穩(wěn)定主槽流路；同時調(diào)整理順紊亂的主槽，保持主槽流路的平順。對于河勢變化大、河道擺動頻繁的河段，河槽按彎曲型河道的模式進行整治，即將主河槽的平面形式布置成比較規(guī)則的半徑適當(dāng)、正反相間的弧形彎道及中間適當(dāng)長度的過渡段構(gòu)成的微彎型河道，這種微彎型河道符合河道中下游河床演變規(guī)律，其水流結(jié)構(gòu)比較簡單，淺灘深槽比較固定，沖淤部位明確，便于守護。由于水流頂沖部位大部分位于彎道凹岸，險工護岸和控導(dǎo)護灘工程主要布置在彎道凹岸，“以壩護彎，以彎導(dǎo)流”，即使來水方向發(fā)生變化，經(jīng)彎道導(dǎo)流，出流方向也相對比較穩(wěn)定，從而達(dá)到控制河槽擺動，穩(wěn)定河勢的目的。彎道凹岸的護岸長度以能夠適應(yīng)水流頂沖點位置“小水上提、大水下挫”的變動范圍為準(zhǔn)。根據(jù)彎道的水沙運動特點和崩岸的主要位置，彎道凹岸的防護的重點在彎道的下首，以彎頂為界上下游的護岸長度之比為2:3；對于較為順直的河道視不同河段的穩(wěn)定情況確定是否守護及守護的長度。

河勢變化較小、穩(wěn)定的河段，對其河勢一般不做大的調(diào)整，避免河勢發(fā)生大的變動，保持河段已經(jīng)形成的穩(wěn)定和平衡，并盡量減少河道整治工程。

2 治理的思路

一是適應(yīng)整治段的河床演變規(guī)律，包括所在河段的歷史變遷，河勢變化規(guī)律，河床沖淤和水流、邊灘和各級流量下主流頂沖點位置的變化規(guī)律；二是整治參數(shù)以已有公式計算為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)有河勢進行確定；三是盡量利用已有整治工程及比較穩(wěn)定的天然節(jié)點；四是整治線在上下游應(yīng)與具有控制作用的河段相銜接；五是河道整治與河道生態(tài)治理、采砂規(guī)劃等相結(jié)合；六是全面規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧。

3 整治的主要技術(shù)參數(shù)

3.1 河槽寬度

整治河槽寬度參照下列穩(wěn)定河寬公式確定：

式中：Q—平灘流量（造床流量）；J—河床比降；A—系數(shù)，A＝1.00～1.30。

3.2 曲率半徑

整治主槽彎道半徑的大小關(guān)系到整治后河勢的穩(wěn)定和護岸工程量的大小，彎道半徑過小，洪水頂沖太強，護岸工程難以維護；半徑過大則導(dǎo)流作用減弱，小水時不能送到下一個彎道，可能中途折向沒有防護的對岸，河勢難以穩(wěn)定。彎道半徑由下式確定：R＝KB

式中：B—整治河槽寬度；K—系數(shù)，K＝3～5。

3.3 過渡段長度（L）

過渡段長度應(yīng)適當(dāng)，過短則在過渡段的某些橫斷面上產(chǎn)生反向環(huán)流，造成交錯淺灘；過長則可能加重過渡段的淤積，甚至產(chǎn)生犬牙交錯的邊灘，使淺灘情況復(fù)雜化。作為控制，一般取L=(l～3)B，B為整治河槽寬度。

4 岸坡工程規(guī)劃

4.1 護岸型式及工程布置

險工及控導(dǎo)工程根據(jù)各段具體情況分別采用壩式護岸和墻式護岸兩種類型。其中，壩式護岸主要采用丁壩、順壩以及丁、順壩相結(jié)合的形式，主要用于平原型土質(zhì)堤防的防護；墻式護岸主要用于山區(qū)型河道防護，順堤岸設(shè)置，要求地基滿足一定的承載能力，墻式護岸具有斷面小占地少的優(yōu)點，用于護城、護鎮(zhèn)。

如果河道中下游有不同的河道形態(tài)和河床穩(wěn)定情況，一是一般堤防防護工程較多，主要以丁壩群的防護方式為主；二是堤防內(nèi)坡均已有防護，現(xiàn)有險工、控導(dǎo)工程防護形式為丁壩、順壩、平順護岸幾種形式，可以在現(xiàn)有工程的基礎(chǔ)上結(jié)合河道疏浚增加部分險工、控導(dǎo)工程，布置形式以丁壩、平順護岸為主。

4.2 丁壩工程的選型

4.2.1 布置型式

該河道護岸部位和作用的不同，將其設(shè)計成兩種結(jié)構(gòu)類型：一是鉛絲石籠丁壩，結(jié)構(gòu)相對簡單，工程量小，主要起挑流和導(dǎo)流的作用；二是磨盤形丁壩，以干砌石為外圍主體，鉛絲石籠護腳，中間充填土料、塊石。磨盤壩渾圓墩實，抗沖力強，適宜布置在沖刷較為嚴(yán)重的彎道上。

險工及控導(dǎo)工程的鉛絲石籠丁壩和磨盤壩均以壩群形式布置，按治理要求依堤岸修建，丁壩壩頭位置按規(guī)劃治導(dǎo)線布置，下挑非淹沒式壩型，壩軸線與水流流向的夾角采用30～60°，壩體突出河岸的長度一般控制在10～12m，并保證壩頭連線呈比較圓滑的曲線。壩檔間距以保證壩間岸坡不發(fā)生沖刷為準(zhǔn)，根據(jù)工程位置的不同加以區(qū)別：河道凹岸壩檔間距控制在1.50～2.00倍壩長，其它一般為2～3倍壩長。

4.2.2 丁壩結(jié)構(gòu)

鉛絲石籠丁壩分為三種形式：Ⅰ、Ⅱ型丁壩主要用于堤防險工段防護，依托堤身修建丁壩導(dǎo)引水流離岸，防止水流、風(fēng)浪直接侵襲、沖刷堤岸，為間斷性的有重點的護岸型式；對于主流凹岸在灘地的控導(dǎo)工程以Ⅲ型丁壩為主，依托灘岸修建丁壩，以控導(dǎo)水流，護灘保堤。Ⅰ型丁壩用于險工段的灘面上，由4層鉛絲石籠構(gòu)成，每層厚0.80m，頂部、底部寬度分別為1.00，4.00m，高度為3.20m，頂部壩軸線長度為10m。Ⅱ型丁壩用于險工段主流頂沖部位，由4層鉛絲石籠構(gòu)成，每層厚0.80m，頂部、底部寬度分別為2.00，5.00m，高度為3.20m，鉛絲石籠底部拋塊石，厚1.00～1.50m，頂部壩軸線長度為10m。壩頭采用木樁防護，樁長4m，其中河底以上0.50m，以下3.50m，木樁間距0.50m。Ⅲ型丁壩用于主槽凹岸頂沖部位，由3層鉛絲石籠構(gòu)成，每層厚0.80m，頂部、底部寬度分別為1.00，3.00m，高度為2.40m，鉛絲石籠底部拋塊石，厚1.50m，頂部壩軸線長度為10m。

磨盤壩突出河岸8～10m，壩高4.50～5m，壩頭和迎背水面的坡度為1:1.30，護坡為0.50～2.00m厚干砌石，護坡下部鋪設(shè)20 cm厚碎石墊層，護坡坡腳為二排鉛絲石籠?；A(chǔ)開挖至河底深泓線以下，然后拋石至枯水位。

4.2.3 河槽平順段護岸工程的確定

4.2.3.1 平順護岸Ⅰ

首先在堤基淘刷處打松木樁一排，間距1m，木樁小頭直徑9～11 cm，木樁長4.00m，深入河槽以下3.50m，河槽以上0.50m。然后在其后的堤基沖刷坑內(nèi)先拋大塊石至枯水位齊平，在其上設(shè)置兩三層鉛絲石籠沉排，每層厚0.60～0.80m。堤防邊坡采用干砌石護坡，厚0.50～0.60m，砌石下設(shè)碎石墊層，厚0.10m，護砌高度3.00～4.50m。以上采用植物護坡。

4.2.3.2 平順護岸Ⅱ

首先在主槽淘刷處打松木樁一排，做法同險工護堤，其次在其后的沖刷坑內(nèi)先拋大塊石至枯水位以上，邊坡夯實整平后采用干砌石護坡，厚0.50～0.60m，砌石下設(shè)碎石墊層，厚0.10m，護砌高度至灘面以上0.50m。在拋石基礎(chǔ)上設(shè)置兩三層鉛絲石籠沉排，厚0.60～0.80m，底寬2.00m。