三門峽庫(kù)區(qū)治理工程探析

高權(quán)

（山西省三門峽庫(kù)區(qū)管理局，山西 運(yùn)城 044000）

三門峽庫(kù)區(qū)治理工程探析

高權(quán)

（山西省三門峽庫(kù)區(qū)管理局，山西 運(yùn)城 044000）

分析了三門峽庫(kù)區(qū)基本情況，針對(duì)三門峽庫(kù)區(qū)蓄清排渾特殊運(yùn)用方式下，對(duì)多年治理過程中不同河段采用的治理和防護(hù)的方法和措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。通過治理，對(duì)改善和穩(wěn)定河勢(shì)起到了很好的作用，同時(shí)可防止灘岸坍塌，保護(hù)沿岸村莊道路碼頭引水站安全。該治理方法可供以后該段及相似河道的治理參考借鑒。

水庫(kù)治理；河段防護(hù)；三門峽庫(kù)區(qū)

1 三門峽庫(kù)區(qū)概況

黃河三門峽庫(kù)區(qū)潼關(guān)至三門峽大壩段（簡(jiǎn)稱潼三段）,河道長(zhǎng)113.5km，位于陜、晉、豫三省交界處，左岸有山西省芮城縣和平陸縣，右岸有陜西省潼關(guān)縣和河南省靈寶市、陜縣、湖濱區(qū)。三門峽水庫(kù)修建前，潼三段屬山區(qū)峽谷型河段，水庫(kù)蓄水運(yùn)用后，泥沙淤積嚴(yán)重，老河床不復(fù)存在。水庫(kù)于1973年底開始采用“蓄清排渾”調(diào)水調(diào)沙控制運(yùn)用，在來沙少的非汛期蓄水防凌、春灌、發(fā)電；汛期降低水位防洪排沙，把非汛期淤積在庫(kù)內(nèi)的泥沙調(diào)節(jié)到汛期，特別是洪水期出庫(kù)。潼三河段上段受蓄水影響小，絕大部分處于河道狀態(tài)，河床沖淤變化劇烈，河勢(shì)游蕩多變，上提下挫，坐灣淘刷，塌岸嚴(yán)重。庫(kù)周兩岸多由第四紀(jì)黃土類土組成，土質(zhì)松散，抗沖能力差，主流變化頻繁，在水流、波浪的沖擊下，經(jīng)常發(fā)生塌地、塌村、塌揚(yáng)水站等塌岸現(xiàn)象。

2 庫(kù)區(qū)河段劃分

根據(jù)三門峽水庫(kù)非汛期不超過318m運(yùn)用的控制條件，將庫(kù)區(qū)分成自然河道段、過渡段和庫(kù)區(qū)段，各庫(kù)段特性如下。

2.1 自然河道河段

黃淤41斷面—黃淤30斷面，河段長(zhǎng)45.6km，非汛期該段受水庫(kù)蓄水影響較小，汛期庫(kù)區(qū)敞泄排沙，沖淤變化較大，主槽寬淺，河勢(shì)變化頻繁，為自然河道段。該庫(kù)段岸距平均3.46km，最大灘岸間距在黃淤32斷面處,為5.7km,主槽寬1.07km，灘地寬2.39km，河槽比降2.33‰。有8個(gè)彎道，彎道半徑大，送流段長(zhǎng)，最長(zhǎng)10km。

2.2 過渡段

黃淤30斷面—黃淤22斷面為過渡段，河段長(zhǎng)25.58km，非汛期水庫(kù)蓄水具有水庫(kù)特點(diǎn)，為主要淤積區(qū)；汛期水庫(kù)降低庫(kù)水位運(yùn)用，又具有河道特點(diǎn)，河道發(fā)生沖刷。該庫(kù)段岸距平均3.45km，最大灘岸間距在黃淤29斷面處，為5.7km，主槽寬0.69km，灘地寬2.76km，河槽比降2.59‰。有10個(gè)彎道,彎道半徑較大，送流段較長(zhǎng)，最長(zhǎng)4km。

2.3 庫(kù)區(qū)段

黃淤22斷面—大壩為水庫(kù)段，河段長(zhǎng)42.28km，為典型的庫(kù)區(qū)段。該庫(kù)段已形成高灘深槽式的單一河勢(shì)，主槽相對(duì)穩(wěn)定。汛期中小洪水一般不出槽，非汛期受蓄水的影響，風(fēng)浪對(duì)高岸上掏刷。該庫(kù)段岸距平均2.05km，最大灘岸間距在黃淤18-19斷面處，為3.8km，主槽寬0.55km，灘地寬1.5km，河槽比降2.5‰。有14個(gè)彎道，彎道半徑小，送流段短，最長(zhǎng)3.8km。

3 工程類型及布置形式

根據(jù)潼三段河道特性，上段（黃淤30斷面以上，長(zhǎng)45.64km）采取河道整治方法進(jìn)行治理。上游河道狀態(tài)與黃河下游類似，沖淤變化劇烈，河勢(shì)游蕩多變。借鑒黃河下游的成功經(jīng)驗(yàn)，選用了微彎治理方案，從近期實(shí)施效果來看，微彎治理方案基本上符合該河段的實(shí)際情況。

庫(kù)區(qū)工程按工程作用可分為控導(dǎo)工程和護(hù)岸工程（防沖工程、防浪工程、雙防工程）。控導(dǎo)工程主要用于庫(kù)區(qū)中上段，為了控制河流來回?cái)[動(dòng)，使河勢(shì)有規(guī)律的發(fā)展變化，能夠起到迎送流的作用，按河道規(guī)劃治導(dǎo)線布置工程。護(hù)岸工程主要防止灘岸坍塌而修筑的工程，其中防沖工程是為防止主流沖刷造成坍塌而修建的工程，防浪工程是為防止蓄水期防浪拍擊造成庫(kù)岸坍塌而修建的工程，雙防工程是兼有防沖防浪兩種功能的工程。

工程平面布置形式及斷面結(jié)構(gòu)型式

3.1 平面布置形式

河道整治工程可分為凸出型、平順型和凹入型。凸出型和平順型不能控制流向，因而其控導(dǎo)河勢(shì)的效果較差，而凹入型工程不但能適應(yīng)不同的來溜方向，而且導(dǎo)流送流能力強(qiáng)，能很好地控制河勢(shì)，因而是比較理想的平面布置形式。

工程控導(dǎo)由丁壩、垛、護(hù)岸等一種或幾種組成，壩頭連線選用凹入型。為改善河勢(shì)起到送流作用，一般采用丁壩，丁壩采用下挑式，壩頭為圓頭形，為適應(yīng)潼三段上段河勢(shì)游蕩多變的特點(diǎn)，選用短丁壩，小間距的布置形式，丁壩長(zhǎng)100m，壩間距100m，丁壩在迎水面距壩根30m處開始裹護(hù)，至壩圓頭下跨角以下，裹護(hù)長(zhǎng)度100m。在岸線與工程線大體一致及壩間流勢(shì)變化大時(shí)建設(shè)護(hù)岸，護(hù)岸迎水坡全裹護(hù)，以防水流淘刷。為穩(wěn)定現(xiàn)有河勢(shì)，防止河勢(shì)后退，可采取垛壩，垛的軸線長(zhǎng)度較丁壩短，一般為10～30m，垛起迎托水流，消減水勢(shì)的作用，庫(kù)區(qū)為雁翅壩。

護(hù)岸一般工程采用就岸護(hù)岸型式。在受主流頂沖強(qiáng)烈、庫(kù)岸沖刷嚴(yán)重的地段布置防沖工程；在地勢(shì)陡峻、土質(zhì)較差受蓄水風(fēng)浪淘刷、拍擊嚴(yán)重地段布置防浪工程。

3.2 斷面結(jié)構(gòu)

控導(dǎo)工程和防沖工程結(jié)構(gòu)斷面基本一致，根據(jù)工程位置可分為水中進(jìn)占和旱地施工。

水中進(jìn)占：用編織袋土枕進(jìn)占，進(jìn)占體頂寬3m，迎水坡邊坡1∶1.3，背水坡邊坡1∶0.5，高出施工水位1m；壩體采用壤土填筑，頂寬10m，裹護(hù)部分邊坡1∶1.3，非裹護(hù)部分1∶2，采用鉛絲石籠及散拋石裹護(hù)，裹護(hù)頂寬1m(水平寬度)，外坡1∶1.5，內(nèi)坡1∶3。

在水大流急的情況下，為保證占體填料少流失采用散拋石和籠石做占體進(jìn)占體，頂寬4.0m，臨、背水坡1∶1，背水坡1∶0.5，頂部高程超施工水位0.5m。迎水面裹，護(hù)體與土壩體間鋪設(shè)水平厚度0.3m的碎石墊層或一層土工布上鋪0.2m的碎石。土壩基背水坡采用土工包防護(hù)，裹護(hù)體與土壩體頂齊平，頂寬1m，內(nèi)外坡均為1∶2。連壩壩頂寬15m（含迎、背水面裹護(hù)體寬度），迎水面邊坡1∶1.3背水面邊坡1∶2，采用壤土填筑。土壩基背水坡采用土工包防護(hù)。從實(shí)際應(yīng)用情況，散拋石籠石較編織袋裝土進(jìn)展投資稍大，但穩(wěn)定性較好，抗沖刷能力強(qiáng)，占體本身施工后又可作為預(yù)拋石護(hù)底，容易適應(yīng)河床變形，從而達(dá)到了減少工程初期遇水易出險(xiǎn)的不利狀況。

旱地施工：壩岸前挖槽深2m，底寬5m，槽內(nèi)預(yù)擺鉛絲籠，預(yù)留沖刷，其他尺寸同水中進(jìn)占結(jié)構(gòu)。這種形式能很好地預(yù)防灘岸坍塌后退引起河勢(shì)及邊界條件發(fā)生變化后再采取措施布置工程的被動(dòng)局面。

防浪工程以解決風(fēng)浪淘刷侵蝕為主，結(jié)合工程所在地的現(xiàn)狀地形、地質(zhì)情況，兼顧工程管理、生態(tài)環(huán)境保護(hù)等因素，力求做到工程線平順，盡可能利用原岸線，部分岸段可裁彎取直，使堤線自然順直；結(jié)合場(chǎng)區(qū)地形，優(yōu)化工程線，盡可能減少投資。

潼三段現(xiàn)狀防浪工程有三種型式：干砌石護(hù)坡、漿砌石護(hù)坡、漿砌混凝土板護(hù)坡、漿砌石擋墻、混凝土擋墻。干砌石護(hù)坡適應(yīng)變形能力強(qiáng)，排水通透性好，布設(shè)于地形不太陡峻的填方或地質(zhì)條件較差的地段。干砌石水平寬1m，內(nèi)外邊坡均為1∶2，下襯水平厚0.3m的碎石墊層，使庫(kù)岸飽和土中的水能夠及時(shí)外排，避免失去支撐力的庫(kù)岸滑塌后退，底部設(shè)1m×1m的干砌石護(hù)腳，護(hù)腳埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。當(dāng)護(hù)坡高于10m時(shí)分級(jí)，每級(jí)設(shè)2m寬戧臺(tái)。

漿砌石護(hù)坡適應(yīng)變形能力較干砌石差，但整體性較好，對(duì)于風(fēng)浪拍擊和蓄水侵蝕有很好的防御效果，布設(shè)于地形較陡挖方地段。漿砌石垂直厚0.4～0.5m，內(nèi)外邊坡均為1∶1.5，下襯水平厚0.3m的反濾層，以利排水，底部設(shè)1m×1m的漿砌石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。并設(shè)有排水孔，以排滲水。當(dāng)護(hù)坡高于6m時(shí)分級(jí)，每級(jí)設(shè)2m寬戧臺(tái)。戧臺(tái)坡腳設(shè)0.8m×1m的漿砌石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。

漿砌混凝土板護(hù)坡和漿砌石護(hù)坡適應(yīng)條件相近，風(fēng)浪拍擊和蓄水侵蝕防御效果好，因結(jié)構(gòu)較薄沒有漿砌石耐沖擊，但比較美觀，便于養(yǎng)護(hù)，布設(shè)于地形較陡挖方地段。漿砌混凝土板采用0.5m×0.5m×0.05m混凝土板漿砌而成，內(nèi)外邊坡均為1∶1.5，下襯水平厚0.3m的反濾層，以利排水，底部設(shè)1m×1m的漿砌石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。當(dāng)護(hù)坡高于6m時(shí)分級(jí)，每級(jí)設(shè)2m寬戧臺(tái)。戧臺(tái)坡腳設(shè)0.8m×1m的漿砌石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。

漿砌石和混凝土擋土墻整體性好，抗風(fēng)浪拍擊效果好，挖填土方少，適用于地形陡峻的地段，墻高一般不超過5～6m，需布設(shè)分級(jí)擋土墻，或采用擋土墻與護(hù)坡相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式。漿砌石擋土墻頂寬0.5m，內(nèi)側(cè)垂直，外側(cè)邊坡1∶0.4，基礎(chǔ)底板厚0.5m，兩側(cè)懸臂部分，內(nèi)外側(cè)分別為0.2m和0.7m，外側(cè)下設(shè)0.5m×0.5m齒墻，埋于土中，以增加抗滑穩(wěn)定性，并可避免風(fēng)浪淘刷。為排放墻后滲透水流，在擋土墻上設(shè)排水孔，每隔一定距離設(shè)瀝青伸縮縫，以防不均勻沉陷和溫度裂縫。

另外，庫(kù)區(qū)在地形較緩，高差不大的部位鋪設(shè)一定厚度卵石護(hù)坡，也有很好的防風(fēng)浪效果。堤壩背部一般采用有草皮護(hù)坡，對(duì)工程有很好的穩(wěn)固作用。

4 結(jié)語(yǔ)

三門峽庫(kù)區(qū)雖然距離不長(zhǎng)，但因其運(yùn)用方式獨(dú)特，故在治理過程中要綜合多方面因素。經(jīng)多年治理，共修建工程20處，完成控導(dǎo)工程15.76km，護(hù)岸工程26.92km，其中防沖5.58km，防浪16.34km，雙防5km，對(duì)改善和穩(wěn)定河勢(shì)起到了很好的作用，同時(shí)可防止灘岸坍塌，保護(hù)沿岸村莊道路碼頭引水站安全。

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高權(quán)（1965-），男，1986年畢業(yè)于北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)農(nóng)田水利工程專業(yè)，高級(jí)工程師。

2016-05-17；

2016-06-18