某中小河流岸坡整治及護(hù)岸工程選型分析

李 杰

(惠州市惠州大堤南堤管理中心，廣東 惠州 516003)

中小河流岸坡治理應(yīng)充分考慮河道現(xiàn)狀、存在的問題以及洪澇災(zāi)害特點，堅持“防災(zāi)減災(zāi)、岸固河暢、自然生態(tài)、安全經(jīng)濟(jì)、長效管護(hù)”的治理原則，重點解決河道行洪通暢，提高防災(zāi)減災(zāi)能力，統(tǒng)籌考慮治理措施。一是要結(jié)合河流水文、地形、地質(zhì)以及現(xiàn)有河岸的穩(wěn)定情況，以保證河道行洪斷面為主要目的，選擇工程投資合理的岸線治理方式；二是要選取平順的軸線，保證河道行洪寬度，并在充分考慮河道豐枯水時期的沖刷和淤積因素基礎(chǔ)上，盡可能的使治理堤岸走向與洪水流向相符；三是要在地勢較高、岸坡相對穩(wěn)定的地方選擇治理岸線，在充分利用現(xiàn)有地形和岸坡基礎(chǔ)上，少占用河灘地[1]；四是要在確保行洪安全的前提下，盡可能減少征拆，節(jié)省工程投資；五是要對淘刷嚴(yán)重堤岸，采取有效的護(hù)坡護(hù)腳措施；六是要注意在人員密集區(qū)域的護(hù)岸選型，盡可能兼顧工程與生態(tài)需求，避免“粗暴生硬、傻大黑粗”的形象[2]。

1 項目概況

某中小河流為東江右岸一級支流，治理河段并已納入《廣東省中小河流治理二期實施方案》，治理河道總長度為12.8 km，主要建設(shè)內(nèi)容為清淤疏浚8.9 km，堤防加固2.2 km，護(hù)腳護(hù)岸5.5 km。本次岸坡整治及護(hù)岸工程分析主要以防洪抗沖為主，兼顧改善水生態(tài)、水環(huán)境，解決現(xiàn)狀大部分河道無防護(hù)措施防洪抗沖能力弱、河床淤積阻水、河道河岸植物叢生影響行洪等問題。

2 護(hù)岸斷面形式的選擇

本次護(hù)岸形式以直立式、斜坡式和復(fù)合式3種傳統(tǒng)形式來進(jìn)行比選[3](詳見表1)。

表1 3種護(hù)岸優(yōu)缺點

本次工程范圍大部分位于各行政村、河勢較緩，綜合考慮工程投資、工程占地以及現(xiàn)場地形實際，本次護(hù)岸斷面形式選擇復(fù)合式。

3 岸坡護(hù)面材料的選擇

護(hù)坡材料用于復(fù)合式斷面上部坡面的護(hù)砌，護(hù)坡結(jié)構(gòu)應(yīng)堅固耐久、就地取材、利于施工和維修。傳統(tǒng)的護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式有漿砌石、砼、草皮護(hù)坡等。近年來，隨著河道治理觀念的改變，護(hù)坡結(jié)構(gòu)型式也越來越多采用天然石、木材、植物、多孔滲透性混凝等生態(tài)形式[4]。

本次護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式以砼砌塊護(hù)坡、現(xiàn)澆生態(tài)混凝土護(hù)坡、框格梁+草皮(撒草籽)護(hù)坡和草皮護(hù)坡4種能保持河流生態(tài)要求的結(jié)構(gòu)形式來進(jìn)行比選[5](詳見表2)。

表2 4種護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式優(yōu)缺點比較

由表2可知，護(hù)坡抗沖能力從大到小上比較為：現(xiàn)澆生態(tài)混凝土護(hù)坡>混凝土砌塊護(hù)坡>框格梁+草皮(撒草籽)護(hù)坡>草皮(撒草籽)護(hù)坡；造價上由高到低比較為：現(xiàn)澆生態(tài)混凝土護(hù)坡>混凝土砌塊護(hù)坡>框格梁+草皮(撒草籽)護(hù)坡>草皮(撒草籽)護(hù)坡；生態(tài)綠化率由大到小比較為：草皮(撒草籽)護(hù)坡>框格梁+草皮(撒草籽)護(hù)坡>草皮(撒草籽)護(hù)坡=現(xiàn)澆生態(tài)混凝土護(hù)坡>混凝土砌塊護(hù)坡。經(jīng)綜合考慮后，在干支流匯合口、河道頂沖嚴(yán)重段、曾發(fā)生過坍塌段的堤段迎水面護(hù)坡材料選擇具有一定抗沖能力的、造價較低、生態(tài)效果較好的框格梁+草皮(撒草籽)護(hù)坡；對河道流速不大的平順段堤防引水面及堤防背水面選擇造價低、生態(tài)效果好的草皮(撒草籽)護(hù)坡。

4 岸坡護(hù)腳材料的比較

本次護(hù)腳擋墻以格賓石籠擋墻、砼鏤空預(yù)制件擋墻和漿砌石擋墻3種形式來進(jìn)行比選[6](詳見表3)。

表3 3種擋墻結(jié)構(gòu)形式優(yōu)缺點比較

按照經(jīng)驗，3種擋墻的抗沖能力從大到小為：漿砌石擋墻>格賓石籠擋墻>砼鏤空預(yù)制件擋墻；造價上由高到低比較為：砼鏤空預(yù)制件擋墻>漿砌石擋墻>格賓石籠擋墻；生態(tài)效果優(yōu)劣比較為：砼鏤空預(yù)制件擋墻>格賓石籠擋墻>漿砌石擋墻。結(jié)合考慮本次工程范圍河道內(nèi)存有一定數(shù)量的塊石淤積的實際情況，本次擋墻護(hù)腳選擇造價較低、生態(tài)性、透水性能更佳的格賓籠擋墻型式。

5 護(hù)岸護(hù)坡布置

結(jié)合現(xiàn)有護(hù)岸工程，并綜合考慮臨水岸坡受淘刷情況，按照工程投資確定護(hù)岸范圍及結(jié)構(gòu)形式。本次工程新建護(hù)岸主要布置在干流及支流，新建護(hù)岸總長5 500 m(其中干流新建護(hù)岸長4 600 m，支流新建護(hù)岸長900 m)，各河段護(hù)岸形式及斷面尺寸描述如下。

社會實踐是高等教育中不可缺少的組成部分。學(xué)校應(yīng)該充分認(rèn)識大學(xué)生社會實踐的意義,了解社會實踐在人才培養(yǎng)、社會發(fā)展中的作用，并有效地開展相關(guān)活動。在組織社會活動的過程中，學(xué)校應(yīng)該廣泛征求各方意見,尤其是學(xué)生意見，結(jié)合社會需求和學(xué)生自身特點，來確定實踐活動的形式、內(nèi)容。此外，學(xué)校對于大學(xué)生的社會實踐活動應(yīng)該給予經(jīng)費和政策的支持,并動員專業(yè)教師積極參與學(xué)生社會實踐,擔(dān)任指導(dǎo)教師。社會實踐常常涉及到專業(yè)知識的運用，因此吸納經(jīng)驗豐富專業(yè)教師作為指導(dǎo)老師非常有必要。此外，還可以邀請企業(yè)專家加入，采取聯(lián)合指導(dǎo)制度，經(jīng)常開展交流、學(xué)習(xí)和研究，解決學(xué)生所學(xué)理論知識與實踐工作結(jié)合不緊密的問題。

1) 護(hù)岸形式一：格賓籠護(hù)腳+撒草籽護(hù)坡

本形式適用于未設(shè)岸頂綠道段護(hù)岸工程，下部采用垂直疊加2層格賓石籠擋墻護(hù)腳(1.5 m×1.0 m+1.0 m×1.0 m)，擋墻埋深1.0 m，格賓石籠底部及背部鋪設(shè)300 g/m2土工布；上部現(xiàn)狀岸坡陡于1:1.5時，按照1:1.5進(jìn)行削坡，緩于時則保持現(xiàn)狀坡度與護(hù)腳銜接，并對擾動的岸坡坡面撒草籽，防止沖刷破壞(詳見圖1)。

圖1 護(hù)岸形式一(單位：mm)

2) 護(hù)岸形式二：格賓籠護(hù)腳+撒草籽護(hù)坡+岸頂?shù)缆?/p>

本形式適用于河道較為平順流速不大且岸頂設(shè)置綠道的護(hù)岸段，岸坡下部采用垂直疊加兩層格賓石籠擋墻護(hù)腳(1.5 m×1.0 m+1.0 m×1.0 m)，擋墻埋深1.0 m，格賓石籠底部及背部鋪設(shè)300 g/m2土工布；上部現(xiàn)狀岸坡陡于1:1.5時，按照1:1.5進(jìn)行削坡，緩于時則保持現(xiàn)狀坡度與護(hù)腳銜接，并對擾動的岸坡坡面撒草籽，防止沖刷破壞。岸頂設(shè)置3.5 m寬綠道，迎水側(cè)0.5 m種植低矮灌木形成緩沖保護(hù)帶，緩沖保護(hù)帶后為C20砼道路(20 cm厚C20砼路面+15 cm厚碎石墊層，兩側(cè)設(shè)置C20砼路肩)或彩色混凝土道路(表面雙丙聚氨酯密封+5 cm厚φ6粒徑C25彩色露骨料透水混凝土+15 cm厚φ10粒徑C25透水混凝土+3 cm濾砂層+15cm碎石墊層，兩側(cè)設(shè)置路沿石)。(詳見圖2)

圖2 護(hù)岸形式二(單位：mm)

3) 護(hù)岸形式三：格賓籠護(hù)腳+框格梁護(hù)坡+岸頂?shù)缆?或現(xiàn)狀岸坡)

本形式適用于干支流匯合口、河道轉(zhuǎn)彎頂沖嚴(yán)重、曾發(fā)生過滑坡等對岸坡防護(hù)有一定需求的護(hù)岸段，岸坡下部采用垂直疊加兩層格賓石籠擋墻護(hù)腳(1.5 m×1.0 m+1.0 m×1.0 m)，擋墻埋深1.0 m，格賓石籠底部及背部鋪設(shè)300 g/m2土工布；上部現(xiàn)狀岸坡陡于1:1.5時，按照1:1.5進(jìn)行削坡，緩于時則保持現(xiàn)狀坡度與護(hù)腳銜接，坡面設(shè)置框格梁護(hù)坡，框格梁岸坡坡腳和坡頂分別設(shè)置地梁和橫梁，中部框格梁尺寸為0.3 m×0.4 m(寬×深)，框尺寸為2.0 m×2.0 m，框內(nèi)播撒草籽，岸頂?shù)缆犯鶕?jù)綠道情況布置(詳見圖3)。

圖3 護(hù)岸形式三(單位：mm)

6 護(hù)岸護(hù)坡設(shè)計計算

工況一(穩(wěn)定滲流期)：設(shè)計洪水位下的臨水側(cè)堤坡。

工況二(水位驟降期)：設(shè)計洪水驟降期的臨水側(cè)堤坡。

工況三(非正常情況)：施工期的臨水側(cè)堤坡。

2) 計算方法

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50286—2013)，穩(wěn)定滲流期應(yīng)采用有效應(yīng)力法，施工期可采用總應(yīng)力法，外水位降落期可同時采用有效應(yīng)力法和總應(yīng)力法，并應(yīng)以較小的安全系數(shù)為準(zhǔn)。計算方法采用簡化畢肖普法。計算公式與堤防穩(wěn)定計算公式相同。

3) 穩(wěn)定計算成果

本次采用河海大學(xué)研究的Autobank7.07軟件進(jìn)行計算，計算結(jié)果見表4。從計算結(jié)果分析可知，岸坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)大于規(guī)范值，岸坡抗滑穩(wěn)定滿足要求。

表4 護(hù)岸工程岸坡穩(wěn)定計算成果

7 結(jié)語

通過對上述岸坡整治及護(hù)岸工程選型的計算分析，某中小河流岸坡實施治理后，基本能夠滿足《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201—2014)、《廣東省中小河流治理工程設(shè)計指南》等要求，工程完成后將提高項目區(qū)防洪減災(zāi)能力，保障區(qū)域內(nèi)人民群眾生命財產(chǎn)安全，可在很大程度上降低由洪澇災(zāi)害帶來的經(jīng)濟(jì)損失。同時，河道沿岸的治理工程將有效地改善生態(tài)環(huán)境，具有顯著的環(huán)境效益，是落實生態(tài)文明內(nèi)在要求和全面推行河長制的具體體現(xiàn)。