“格賓石籠+混凝土四面透水框架群”在葉爾羌河防洪工程中的應(yīng)用

魯 娜

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院,烏魯木齊 830000)

1 工程概況

葉爾羌河流域位于新疆維吾爾自治區(qū)西南部，塔里木盆地西南邊緣，發(fā)源于喀喇昆侖山北脈冰川。葉爾羌河防洪工程治理范圍為葉爾羌河阿爾塔什水利樞紐以下至葉爾羌河與和田河匯合口河段，長約760.0 km。治理范圍涉及喀什地區(qū)的澤普、莎車、麥蓋提、巴楚全部；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第三師、第一師。上述范圍內(nèi)的人民生活、生產(chǎn)活動(dòng)無不與防洪問題有關(guān)。

葉河防洪工程主要任務(wù)是穩(wěn)定河岸提高河道過洪能力，保護(hù)沿岸城鎮(zhèn)、農(nóng)田、村莊、交通、水利工程安全，使防洪工程在設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)下保證保護(hù)范圍內(nèi)的各族群眾的生命財(cái)產(chǎn)不受損失，為沿河兩岸廣大人民群眾生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供適宜的防洪安全保障。此外，防洪工程的建設(shè)可防止河岸淘刷，減少水土流失。

葉爾羌河發(fā)源于喀喇昆侖山北坡，高山區(qū)長年積雪、冰川發(fā)育，是葉爾羌河的主要補(bǔ)給源，葉爾羌河是典型的冰雪補(bǔ)給河流。按照地貌單元可劃分為3段：山前傾斜平原區(qū)河段、平原過渡區(qū)河段、細(xì)土平原區(qū)河段。根據(jù)沿線不同的地貌單元，分布的地層巖性不同，將本次防洪工程分為六大段，分別為：① 喀群樞紐～上游段(含漂石砂卵礫石)；② 喀群樞紐～衣干其渡口段(砂卵礫石向砂礫石過渡)；③ 衣干其渡口～卡爾扎克防洪段(砂礫石向中粗砂過渡)；④ 卡爾扎克防洪段～葉河中游樞紐段(中粗砂向粉細(xì)砂過渡)；⑤葉河中游樞紐～奇特防洪點(diǎn)段(粉細(xì)砂為主)；⑥ 48團(tuán)大橋以下(粉細(xì)砂為主)。

自衣干其渡口開始向下游，河床由粗顆粒的砂礫石層逐漸向細(xì)粒的粉細(xì)砂層過渡。根據(jù)東碾河治理等工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于粉細(xì)砂河床不宜采用剛性或半剛性防護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)[1]，故設(shè)計(jì)采用了“雷諾護(hù)墊”護(hù)坡[2]，“格賓石籠+混凝土四面透水框架群”護(hù)腳。

2 “格賓石籠+混凝土四面透水框架群”方案比選

葉爾羌河中、下游河段，地形較平坦，河道開闊，防洪點(diǎn)附近沒有砂礫料和卵石料?？紤]到以上因素，根據(jù)防洪工程的特點(diǎn)，首先，柔性結(jié)構(gòu)能夠較好適應(yīng)粉細(xì)砂河床和堤身的變形，其次要考慮防沖結(jié)構(gòu)用料的經(jīng)濟(jì)性。本河段護(hù)坡型式采用雷諾護(hù)墊、對(duì)河床基礎(chǔ)(即坡腳)的防沖刷防護(hù)采用2種方案進(jìn)行對(duì)比，詳見表1，具體結(jié)構(gòu)見圖1、2。

經(jīng)過2種組合方式經(jīng)濟(jì)比選，方案1坡腳格賓石籠柔性結(jié)構(gòu)能適應(yīng)基礎(chǔ)較大變形，土方工程量較小，施工難度較低，后期容易維修，單公里投資較小。因此，方案1較優(yōu)，最終確定本段防洪工程護(hù)腳采用“格賓石籠+混凝土四面透水框架群”，護(hù)腳的經(jīng)濟(jì)組合方式為：水平鋪設(shè)3～12 m寬2層格賓石籠+3～7 m寬混凝土四面透水框架群，坡腳縱向鋪設(shè)1 m(寬)×2 m(深)格賓石籠齒墻。

3 沖刷深度計(jì)算

推薦方案坡腳沖刷深度計(jì)算分別采用GB50286-2013《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB50707-2011《河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算，對(duì)2個(gè)規(guī)范計(jì)算值經(jīng)過分析后確定使用，從而確定格賓石籠齒墻的下設(shè)深度。

4 運(yùn)行效果

圖3為葉爾羌河中游平原過渡區(qū)河段某防洪工程，該工程正是依照方案1設(shè)計(jì)、施工的。經(jīng)歷過1個(gè)洪水期后，現(xiàn)場如圖3所示，格賓石籠防止了基礎(chǔ)淘刷，泥沙在透水框架群的減沖作用下淤積在格賓石籠和透水框架群中，淤積高度大的將會(huì)埋沒透水框架群，對(duì)岸坡形成保護(hù)，有利于增強(qiáng)岸坡穩(wěn)固性[6-8]。經(jīng)歷過多次洪水期后，淤積下來的沙土夾雜著生物種子，在適宜的生長條件下會(huì)長出連片的綠色植被，發(fā)揮植物根系的固土作用。

表1 方案比選表

圖1 方案1橫剖面圖 單位：mm

圖2 方案2橫剖面圖 單位：mm

圖3 葉爾羌河中游平原過渡區(qū)河段某防洪工程圖

5 結(jié) 語

“格賓石籠+混凝土四面透水框架群”的組合防沖形式，在葉河防洪工程粉細(xì)砂河床段得到了廣泛應(yīng)用，并取得了較好的防洪效果。該技術(shù)具有整體性好、穩(wěn)定性強(qiáng)、抗沖刷能力強(qiáng)、施工方法簡便、質(zhì)量易保證、維修方便等特點(diǎn)[9-10]。在保證了防洪安全的前提下，可使河道邊坡生態(tài)化，充分體現(xiàn)了人水和諧共處，綠色治水的新理念[11-13]。

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