龍溪水治理工程中河岸坡填筑與防護(hù)設(shè)計(jì)

張萬里

(江西省贛西土木工程勘測設(shè)計(jì)院，江西 宜春 363000)

龍溪水治理工程中河岸坡填筑與防護(hù)設(shè)計(jì)

張萬里

(江西省贛西土木工程勘測設(shè)計(jì)院，江西 宜春 363000)

龍溪水河道彎曲、斷面狹小，兩岸多為中低山丘陵地形，大部分河岸陡峭，部分河岸雜亂、垃圾成堆，局部河岸迎流頂沖、坍塌或被房屋農(nóng)田擠占；部分河道淤塞、行洪不暢，汛期洪水陡漲陡落，近年來山洪災(zāi)害常有發(fā)生，而且損失嚴(yán)重，已影響到當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活安全，不能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求。因此，加快實(shí)施該山洪溝防洪治理工程是必要的。文章主要研究了該工程加固環(huán)節(jié)中的河岸坡土方填筑設(shè)計(jì)及岸坡防護(hù)設(shè)計(jì)的相關(guān)問題，以此來加強(qiáng)該工程山洪災(zāi)害綜合防御能力，有效減少人員和財(cái)產(chǎn)損失。

龍溪水；治理工程；填筑設(shè)計(jì)；岸坡防護(hù)

0 引 言

龍溪水及其支流河段屬典型的山洪溝災(zāi)害防治區(qū)，斷面狹小，兩岸多為低山丘陵地形[1]?，F(xiàn)狀部分河道淤塞擠占，大部分河岸坡陡峭、部分河道雜亂，部分河岸坡因塌滑、沖刷造成植被缺失、土體裸露，存在塌滑堆積體、雜生植物、生活建筑垃圾、倒塌墻體、跨河房形成暗河等嚴(yán)重礙洪物，行洪不暢[2]。近年來山洪災(zāi)害常有發(fā)生，而且損失嚴(yán)重，已嚴(yán)重影響到當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活安全，所以我們迫切的需要對該段工程進(jìn)行改造加固。

1 工程概況

龍溪水位于萬載縣赤興鄉(xiāng)和雙橋鎮(zhèn)境內(nèi)，錦河上游左側(cè)支流，距萬載縣城25-40km，龍溪水主河道全長23.3km，集雨面積77.0km2，龍溪水支流赤興水穿過赤興鄉(xiāng)集鎮(zhèn)所在地，全長9.37km，集雨面積20.8km2[3]。

龍溪水山洪影響范圍包括赤興鄉(xiāng)的花橋和雙橋鎮(zhèn)的龍?zhí)锏?個(gè)村和赤興集鎮(zhèn)，影響面積5.02km2，影響人口0.79萬人，影響耕地420hm2，同時(shí)影響萬上省道、官雙、赤仙縣道等。赤興曾為萬載縣蘇維埃政權(quán)所在地，屬革命老區(qū)、貧困鄉(xiāng)；雙橋鎮(zhèn)萬上省道(湘贛公路)貫穿而過，區(qū)位優(yōu)勢明顯。

龍溪水中上游岸坡上部為砂壤土，層厚多為1-2m，下為砂卵石夾漂石，局部河床基巖出露。岸坡抗沖性能差，河道彎曲且凹岸迎流頂沖段較多，為穩(wěn)定性差岸坡，現(xiàn)狀局部崩塌嚴(yán)重，建議對塌岸岸坡進(jìn)行護(hù)坡處理。河道底部基本為砂卵石夾漂石，局部為基巖。龍溪水中下游岸坡上部砂壤土，層厚1.3-1.4m，中部為中細(xì)砂，層厚0.7-0.8m，下部為砂卵石，岸坡抗沖性能差。擬建固腳基礎(chǔ)可置于砂卵石中(局部為基巖)，基礎(chǔ)埋深應(yīng)位于沖刷線以下一定的深度。

支流赤興水岸坡上部為砂壤土，層厚0.4-1.7m，下為中細(xì)砂及砂卵石，中細(xì)砂層厚0.5-0.6m。岸坡抗沖性能差，河道彎曲且凹岸迎流頂沖段較多，為穩(wěn)定性差岸坡，現(xiàn)狀局部崩塌嚴(yán)重，建議對塌岸岸坡進(jìn)行護(hù)坡處理。河道底部基本為砂卵石，擬建防護(hù)基礎(chǔ)可置于砂卵石中，防洪墻基礎(chǔ)埋深應(yīng)位于沖刷線以下一定的深度。

2 河岸坡土方填筑設(shè)計(jì)

綜合分析，本次設(shè)計(jì)河岸坡防護(hù)迎水坡和背水坡坡比均取1:1.5，迎水坡原狀土層和填方間宜設(shè)緩沖平臺。

堤身填筑前應(yīng)先挖除樹根、草皮、磚瓦和根植土，發(fā)現(xiàn)有孔洞應(yīng)開挖回填密實(shí)，底部填土均應(yīng)壓實(shí)，在新土與老堤坡結(jié)合處，應(yīng)將老堤挖成小臺階狀牙口，以利新老土結(jié)合；每層土料攤鋪前，應(yīng)將已壓實(shí)的底部填土刨毛；填筑面應(yīng)平整，無凹盆，并略向外側(cè)傾斜，以利于雨水排出；雨天施工按規(guī)范和有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，雨前即先將表層土用光碾碾一遍，防止雨水滲進(jìn)松土層，雨后將浸濕土層處理后方可繼續(xù)填筑[1]。對含水量過高的土料需堆放、翻曬，保證上堤土料含水量達(dá)到或接近最優(yōu)含水量，填筑前須做必須的碾壓試驗(yàn)，確定施工參數(shù)，包括填筑層厚，碾壓遍數(shù)、干密度及檢測方法。

堤岸坡采用黏性土填筑，墻背采用開挖砂性土料填筑，填土前應(yīng)清除表層腐植土、雜物、淤泥等。堤身填土填筑含水量按最優(yōu)含水量控制，黏性土壓實(shí)度≥0.91，無黏性土相對密度0.60；擋土墻、涵管等建筑物基礎(chǔ)壓實(shí)度不小于0.96(黏性土)，或填筑相對密度≥0.65(無黏性土)。墻背土等效內(nèi)摩擦角φ≥30°。堤岸坡填土滲透系數(shù)≤5×10-4cm/s。

土料填筑必須采用振動(dòng)碾碾壓，分層碾壓，每層填土松土厚度不超過0.25-0.30m；狹小范圍和建筑物周圍必須采用蛙式打夯機(jī)等小型碾壓設(shè)備碾壓或人工夯實(shí)，分層碾壓，每層填土松土厚度不超過0.2m[2]。

3 岸坡防護(hù)設(shè)計(jì)

3.1 岸坡腳防護(hù)設(shè)計(jì)

綜合分析本次岸坡腳防護(hù)采用M7.5漿砌石仰斜式擋墻、M7.5漿砌石斜坡防護(hù)和松木排樁等生態(tài)固腳型式，其中易沖刷陡岸坡腳部位采用M7.5漿砌石仰斜式擋墻，河岸坡較緩部位采用松木排樁型式，吊腳墻趾M7.5漿砌石結(jié)合松木排樁固腳型式。

松木排樁沿岸坡腳設(shè)計(jì)枯水位或正常蓄水位左右設(shè)置，松木樁樁尾徑≥120mm，長度≥4m，間距約180mm，防腐處理。松木樁要求至少深入河道疏挖高程以下1.5m。排樁后采用柳等有根扦插繁殖枝條和有根細(xì)竹編織攔護(hù)土(編織徑距小于100mm)。嚴(yán)重礙洪的岸邊雜生植被、垃圾、塌滑堆積體清除后，排樁兩側(cè)依坡順勢削坡修整后設(shè)置植被護(hù)固岸坡腳。

吊腳墻趾較緩部位采用M7.5漿砌石斜坡式固腳(H41型)，漿砌石厚度0.3m，依坡順勢坡比為1∶1.75-1∶2.0。吊腳墻趾較陡部位采用松木排樁結(jié)合植被固腳(H42型)，依坡順勢坡比為1∶1.0-1∶1.5，排樁設(shè)置方式同上。

3.2 岸坡防護(hù)設(shè)計(jì)

綜合分析本次岸坡防護(hù)采用草皮結(jié)合喬灌竹護(hù)固岸坡，岸坡易沖刷部位采用框格、鏤空塊植被措施防護(hù)。

3.2.1 河岸坡植被措施防護(hù)的設(shè)計(jì)依據(jù)、理論和指導(dǎo)思想

本次河道植被措施設(shè)計(jì)依據(jù)為《河道生態(tài)建設(shè)-植被措施應(yīng)用技術(shù)》(中國水利水電出版社2009年7月)、《全國河道治理與生態(tài)修復(fù)技術(shù)匯總》(中國水利技術(shù)中心)等技術(shù)[3]。

植被措施防護(hù)進(jìn)行河道治理涉及水利、環(huán)保、生態(tài)、林業(yè)等多個(gè)學(xué)科，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。西方發(fā)達(dá)國家和日本較早開展了河道生態(tài)人工修復(fù)研究，積極修建生態(tài)河堤，恢復(fù)河岸植被。我國在河道生態(tài)修復(fù)與建設(shè)方面的研究工作起步較晚，20世紀(jì)90年代后期，受歐美等一些發(fā)達(dá)國家的影響，開始重視水利工程設(shè)計(jì)和施工對環(huán)境的影響，并對河岸帶植被的結(jié)構(gòu)和功能、河道生態(tài)護(hù)坡(岸)的理論和技術(shù)等方面進(jìn)行相關(guān)研究。2003年，浙江省全面啟動(dòng)了以“水清、流暢、岸綠、景美”為總目標(biāo)的“萬里清水河道建設(shè)工程”，防止了河道建設(shè)中出現(xiàn)過度“三化”現(xiàn)象，減少了工程建設(shè)對生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，通過實(shí)驗(yàn)研究和示范工程建設(shè)，總結(jié)提煉形成了一套完整、成熟、有效地河道生態(tài)建設(shè)植物措施應(yīng)用技術(shù)。該技術(shù)目前主要在沿海發(fā)達(dá)省份應(yīng)用較廣，取得了極大的社會(huì)效益。

3.2.2 植被措施的主要類型選擇

植被措施除種植喬灌草進(jìn)行河岸坡防護(hù)外，在河道建設(shè)中還可以利用能生根的莖枝進(jìn)行防護(hù)，如活枝扦插技術(shù)、活枝柴籠技術(shù)、活枝層栽技術(shù)、灌叢墊技術(shù)、柵欄墻技術(shù)。本河道屬山區(qū)河道，植被措施主要采用種植喬灌草方式進(jìn)行岸坡防護(hù)。對于局部河岸水流沖刷嚴(yán)重，造成岸坡較陡植被缺失，但不采取石籠等防護(hù)的部位，可采用活枝層栽技術(shù)，該技術(shù)是把活的有根枝條交叉重疊水平分層種植在黏性土混合腐植土層中，為防止土層沖蝕，土層外露部位可采用150g/m2反濾土工布包裹。

3.2.3 河道植被種類選擇

1)選擇原則。

植物種類選擇，應(yīng)在確保河道主導(dǎo)功能正常發(fā)揮的前提下，遵循生態(tài)適應(yīng)性、生態(tài)功能優(yōu)先、鄉(xiāng)土植物為主、抗逆性、物種多樣性、經(jīng)濟(jì)適應(yīng)性等原則。

2)河道要求。

本河道屬山區(qū)河道，河道主要特點(diǎn)是坡降大、流速快、洪水位高、水位變幅大、沖刷力強(qiáng)、岸坡礫石多、貧瘠保水性差。故河岸坡腳(特別是迎流頂沖部位)需采取石籠格網(wǎng)網(wǎng)箱等硬固腳，然后選用耐貧瘠、抗沖刷的植物種類。應(yīng)選用須根發(fā)達(dá)、主根不粗壯的植物。

山區(qū)河道高洪水位下會(huì)漫灘，應(yīng)以盡量不阻礙泄洪、不影響水流速度、抗沖性強(qiáng)的小型植物為主，根莖應(yīng)具有一定柔性，防止連根拔起。

3)河道岸坡位要求。

本山區(qū)河道流速大，常水位很低，但洪水位很高，本次設(shè)計(jì)常水位以下不設(shè)植被措施護(hù)坡，其余部位均屬洪水位以下，其岸坡會(huì)遭受洪水的浸泡和水流沖刷，枯水期岸坡干旱，含水量低。因此，應(yīng)選擇根系發(fā)達(dá)、抗沖性強(qiáng)的植物種類。設(shè)計(jì)洪水位以上部位僅進(jìn)行草皮護(hù)坡。

4)植物群落要求。

植物群落應(yīng)滿足喬灌草結(jié)合、物種共生、常綠與落葉結(jié)合、深根系與淺根系結(jié)合、陰陽結(jié)合、固土護(hù)坡優(yōu)先、經(jīng)濟(jì)實(shí)用原則。

本山區(qū)河道采用生態(tài)位互補(bǔ)、上下有層次、左右相連、根系深淺錯(cuò)落的草本、灌木和小喬木結(jié)合型式。

3.2.4 河道植被種植及管護(hù)

1)植物布置及種植。

植物種植應(yīng)避免物種單一化、整齊劃一化、應(yīng)采用株間混交布置。小喬木株行距為2m×2m-4m×4m，灌木株行距1m×1m-2m×2m，單株種植要求兜部斷面積≥5cm2,多株集栽要求兜部總斷面積≥7cm2。樹穴開挖直徑較苗木所帶土球直徑大0.2m以上，深度要求原土痕埋入土體0.05m以上。

2)植物管護(hù)。

植被措施護(hù)坡運(yùn)行管護(hù)非常重要，應(yīng)加強(qiáng)培土、施肥、防蟲、補(bǔ)缺、礙樹生長的雜草清除，所謂“三分建設(shè)，七分管理”，如果疏于管護(hù)，不論建設(shè)得多好，項(xiàng)目多不能正常發(fā)揮工程效益，甚至報(bào)廢。隨著時(shí)間的推移，植物群落自穩(wěn)定性、生態(tài)服務(wù)功能不斷增強(qiáng)，管護(hù)和重置就可以越來越少，就可以和現(xiàn)有釗田河中下游植被茂密區(qū)一樣，根系盤縱錯(cuò)結(jié)，河岸坡防護(hù)效果非常好。

治理范圍內(nèi)村莊附近或每隔500m左右設(shè)C15混凝土踏步，緩坡部位采用臺階型式，岸坡較陡立部位采用漿砌石擋墻內(nèi)嵌臺階型式。每個(gè)臺階高0.15m，寬根據(jù)坡率調(diào)整。踏步沿軸線方向每隔5m左右設(shè)一沉降縫(設(shè)于最小厚度處)，縫寬20mm，縫內(nèi)填瀝青杉板。

固腳、齒墻、阻滑墻等每隔5m或橫豎、端部設(shè)一伸縮縫，縫寬20mm，縫內(nèi)填瀝青杉板，其分縫表面均用M10水泥砂漿勾凹縫。護(hù)肩、齒墻、阻滑墻等小型建筑物未示出的施工臨時(shí)開挖邊坡均按1:0.3計(jì)，施工空余0.15m。岸坡腳固腳深度需滿足沖刷深度要求。

4 結(jié) 語

大型水利工程由于其規(guī)模宏大，施工技術(shù)復(fù)雜，所以必須選取最合適的施工技術(shù)和施工方案，才能保障施工的進(jìn)度和質(zhì)量。在本工程建設(shè)之前，通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等比較，設(shè)計(jì)采取有效、經(jīng)濟(jì)、安全的治理措施，從而達(dá)到了河道治理、提高防護(hù)能力的目的。本防洪工程地形地質(zhì)條件較復(fù)雜，在施工環(huán)節(jié)中，還應(yīng)加強(qiáng)下階段的測量和地質(zhì)勘查工作，進(jìn)一步收集洪水災(zāi)害、險(xiǎn)工險(xiǎn)情情況，進(jìn)一步調(diào)查、核實(shí)占地實(shí)物指標(biāo)，落實(shí)占地規(guī)劃，進(jìn)一步落實(shí)集鎮(zhèn)用地規(guī)劃。只有項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，才能建設(shè)出一個(gè)具有較好的社會(huì)效益的高水平的水利工程。本文主要研究分析了萬載縣龍溪水治理工程中河岸坡土方填筑設(shè)計(jì)及岸坡防護(hù)設(shè)計(jì)的工程情況，為后期的施工提供了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方案，確保了工程的順利施工。

[1]葛坤,張俊杰,許金鵬.生態(tài)土石籠袋在河道岸坡防護(hù)中的應(yīng)用探討[J].中國水利,2017(10):24-25.

[2]卞顯軍.淺析生態(tài)混凝土岸坡防護(hù)的主要技術(shù)及施工方法[J].四川水泥,2016(07):213.

[3]黃衛(wèi)東,姚仕明,沈之平,等.馬鞍山長江大橋近岸橋墩岸坡防護(hù)方案的水槽試驗(yàn)研究[J].四川水力發(fā)電,2013(01):52-56，63，124.

1007-7596(2017)10-0064-03

TV861

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2017-09-12

張萬里(1984-)，男，吉林公主嶺人，工程師。