瀾滄江航道建設(shè)工程溪口灘航道整治方案

袁濤峰

(長江重慶航運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)院，重慶 401147)

瀾滄江Ⅳ級航道建設(shè)工程位于云南省境內(nèi)，橫跨西雙版納自治州、普洱市和臨滄市。工程河段上起臨滄港，下至243界碑，全長387 km，包含糯扎渡、景洪兩個(gè)庫區(qū)河段和景洪以下天然河段。建設(shè)內(nèi)容為對全河段43個(gè)灘險(xiǎn)進(jìn)行綜合治理，整治內(nèi)容含括清礁工程、疏浚工程、丁壩、順壩、潛壩、攔石壩等各種壩體和護(hù)岸工程等[1]。本次Ⅳ級航道建設(shè)中涉及的一個(gè)重難點(diǎn)問題是溪口灘險(xiǎn)的治理，在之前Ⅴ級航道建設(shè)工程中，曾對溪口灘進(jìn)行過治理，整治措施主要是對溪口沖擊扇進(jìn)行疏浚，解決了當(dāng)時(shí)航道尺度不滿足要求的問題，但由于未采取有效的措施攔截或疏導(dǎo)上游來石，隨著時(shí)間的推移，溪口灘再次淤積，致使航道尺度已不滿足要求。目前，在航道整治工程中，根據(jù)《航道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]，針對溪口灘礙航問題可采用修建攔石壩、導(dǎo)流壩等措施。但在實(shí)際的實(shí)施過程中，往往仍是依據(jù)溪口灘本身的水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律及特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的整治結(jié)合疏浚措施維持航槽穩(wěn)定[3]，整治手段單一，相關(guān)整治技術(shù)研究較為匱乏，同時(shí)又缺乏攔石壩等工程措施的實(shí)際應(yīng)用。針對在不同溪口灘航需要提升航道等級、成灘原因又各異的情況，本文以瀾滄江Ⅳ級航道建設(shè)工程為依托，對不同成因的溪口灘航道整治方案進(jìn)行研究，提出攔、導(dǎo)、疏綜合治理措施，為類似灘險(xiǎn)航道等級提升整治提供借鑒。

1 灘險(xiǎn)概況及礙航特征

瀾滄江Ⅳ級航道工程景洪以下天然河段上起景洪樞紐、下至243界碑，共76 km，該段灘險(xiǎn)眾多，包括急灘、險(xiǎn)灘、淺灘、溪口灘等各類型灘險(xiǎn)，礙航特征各異，是本次整治的重點(diǎn)，見圖1。在Ⅳ級航道建設(shè)工程航道條件核查過程中，自Ⅴ級航道建設(shè)工程整治以來，本段航道沿程存在溪口灘回淤的問題，致使溪口沖積扇發(fā)育并凸伸航道以內(nèi)，壓縮主航槽。根據(jù)各灘的地形測圖顯示，在Ⅳ級航道建設(shè)以前，各溪口灘段航道彎曲、流速急，航道尺度不滿足Ⅳ級航道尺度要求，同時(shí)水流條件較差。因此，溪口灘的治理是本河段整治的難點(diǎn)，直接關(guān)系工程能否達(dá)到Ⅳ級航道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，是工程成敗的關(guān)鍵一環(huán)。

圖1 景洪樞紐以下灘險(xiǎn)分布

1.1 灘段河勢

1.1.1賀寬上灘

賀寬上灘為中、枯水期溪口急流淺險(xiǎn)灘，兼具“彎、淺、險(xiǎn)、窄、急”等礙航特征，見圖2。灘險(xiǎn)上段為彎曲河段，左岸為凸岸，有一條溪溝沖積扇凸入江中，岸線相對較為平順，右岸為凹岸，在凹曲頂點(diǎn)上下游分別有兩個(gè)礁石凸嘴，岸線較為曲折。灘險(xiǎn)中段，該段為放寬河段，河道相對順直，兩岸岸線均向內(nèi)凹，岸線較為曲折。灘險(xiǎn)下段，河道束窄，左岸有兩個(gè)連續(xù)的礁石凸嘴，右岸有一個(gè)礁石巖盤伸入江中，左、右岸礁石巖盤對峙成卡，江面被束窄。

圖2 賀寬上灘

1.1.2南班河口灘

南班河口灘位于順直微彎型河道中，平面上成倒“L”形，左岸側(cè)有支流南班河匯入，見圖3。灘險(xiǎn)上段順直，進(jìn)口兩岸有礁石凸向江中，并形成交錯(cuò)卡口。灘險(xiǎn)中段即南班河口灘，左岸順直，右岸有一個(gè)河灣，江面寬闊，左岸有南班河匯入，并在河口形成沖積扇并凸入江中。灘險(xiǎn)下段河段向下呈90°轉(zhuǎn)彎。

圖3 南班河口灘

1.1.3梭欏灘

梭欏灘為枯水期溪口沖積急流灘，總體河勢上，灘險(xiǎn)處在一順直河段，兩岸岸線均較平順，見圖4。江面寬度較窄，約70 m。灘險(xiǎn)上、下段順直，灘險(xiǎn)中段，左岸有一條溪溝匯入，并在左岸形成淺水漫灘，并凸向江心，壓縮主航道，形成單側(cè)的卡口。

圖4 梭欏灘

1.1.4勐宋灘

勐宋灘河勢上處順直微彎河段，左岸略凸，主要為溪口沖積堆，岸線相對平順，右岸略凹，修建有一道丁壩，岸線相對曲折復(fù)雜，見圖5。灘險(xiǎn)左岸有一條溪溝匯入，山洪暴發(fā)時(shí)，將泥沙、礫石等挾帶至此落淤，形成沖積堆突伸江中，使航道向右彎曲，右岸為陡峭的山崖，并有連續(xù)的石盤向江中伸入。

圖5 勐宋灘

1.2 自然條件

1.2.1氣候和水文條件

本工程溪口灘險(xiǎn)均分布于云南省景洪市境內(nèi)，全年平均氣溫在20 ℃以上，屬于熱帶氣候類型。降水分布特點(diǎn)：年內(nèi)分配不均勻，有明顯的旱季和雨季，其中5—10月為雨季，降水豐沛，且高溫期與多雨期一致。鑒于以上的氣象特征，溪口灘險(xiǎn)在旱季時(shí)來流小，基本不會(huì)挾帶砂石堆積于溪口，而在雨季，尤其是山洪暴發(fā)時(shí)，溪口來流暴增，挾帶大塊石淤積于溪口，形成沖積扇。目前，溪口灘的來水來沙條件仍以山洪挾帶來石來沙淤積為主。另外，通過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在溪口灘的支流上，兩岸存在大量因修建公路、鐵路散拋堆放的砂石，這也會(huì)成為今后溪口淤積砂石的來源。

1.2.2灘段水沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1)賀寬上灘。①洪水期，主流自上段沿江心而下，過卡口后進(jìn)入中段，江面突然放寬，主流至此有所放緩，加之灘險(xiǎn)下段左右岸礁石凸嘴對峙束窄河床，對主流的壅水作用，水流進(jìn)一步放緩，泥沙在溪口位置一帶落淤。另外，在支流山洪暴發(fā)時(shí)，由溪溝帶來的砂石大量淤積在溪口位置。②枯水期，在灘險(xiǎn)上段，主流循江心偏右岸側(cè)而下，至灘險(xiǎn)中段，主流自上段由右岸逐漸挑向左岸，在退水過程中，汛期在溪口灘淤積的泥沙逐漸被沖刷帶走，但經(jīng)過上游景洪成庫后，枯水期流量增加，沖刷時(shí)間縮短，泥沙不能完全被沖刷帶走。

2)南班河口灘。①洪水期，主流循江心而下，灘險(xiǎn)上段，右岸側(cè)河灣段，江面寬闊，主流至此流速放緩。加之下游灘險(xiǎn)段沖積扇和右岸岸線束窄河床，對主流的壅水作用，水流進(jìn)一步放緩，主流來沙在沖積扇以上右岸淺磧上淤積。至河口段，由于南班河沿線植被破壞，大量塊石、礫石順山洪帶至河口形成沖積扇，凸入江中，束水成灘。過河口段后，主流沿右岸側(cè)河灣而下。②中枯水期，灘險(xiǎn)上段，主流逐漸歸槽至河灣段，主流掃彎后偏向左岸側(cè)而下，退水的過程中，水流沖刷汛期在右岸淺磧上淤積的泥沙，年際間沖淤基本平衡。至河口段，主流被河口沖積扇挑至右岸一側(cè)，由于沖積扇淤積質(zhì)多以塊石、礫石為主，不易被沖刷帶走，沖積扇逐漸向江心發(fā)展。淤積較為明顯。過河口段后，主流掃右岸河灣偏右岸側(cè)而下。

3)梭欏灘。①洪水期，主流沿江心而下，受灘險(xiǎn)中段左岸巖盤和漫灘凸嘴卡口束流，卡口以上流速放緩，卡口以下流速較大，泥沙在左岸漫灘上落淤。過巖盤后，主流沿江心而下。②枯水期，主流逐漸歸槽，上段主流偏向江心左岸一側(cè)下泄，沖刷洪水期在巖盤上淤積的泥沙。主流受到左岸巖盤凸嘴阻挑影響，并受溪溝水流頂沖，在此形成強(qiáng)烈的剪刀水，流態(tài)較差。

4)勐宋灘。①洪水期，主流沿江心而下，在灘險(xiǎn)下段出口處，左右岸礁石突出形成卡口，對主流起到壅水作用，主流放緩，泥沙在溪口河漫灘上落淤。②中枯水期，水流逐漸消退，在退水過程中，汛期淤積的泥沙部分被沖刷帶走，但在左岸沖積堆尾部泥沙逐年有所淤積。另外，左岸溪溝由山洪帶來的泥沙也有逐年向江心淤積發(fā)展的趨勢。

1.3 成灘原因及礙航特征

通過前述分析，溪口灘成灘的原因?yàn)椋汉樗?，尤其在豐水豐沙的年份，泥沙在溪口灘上落淤，枯水期隨著水流的消落，主流沖刷泥沙，但是由于水位消落過快，走沙時(shí)間不足，導(dǎo)致泥沙在此呈累積性淤積的趨勢。同時(shí)，在雨季山洪暴發(fā)時(shí)，由溪溝沖刷帶來的砂石大量淤積在溪口，而其中的卵石、塊石等不能被沖刷帶走。因此，在溪口位置，由溪溝沖出的卵石、塊石與上游來沙逐漸淤積發(fā)展，形成溪口灘。溪口灘向河心發(fā)展過程中，逐漸壓縮主航槽，導(dǎo)致航道彎曲、航寬不足，水流流速增加，從而造成灘險(xiǎn)礙航。

1.3.1賀寬上灘

賀寬上灘礙航的主要原因在于：1)整個(gè)灘險(xiǎn)河段成“S”形彎曲，上段沖積扇堆體和下段礁石凸嘴的存在壓縮航道偏向?qū)Π兑粋?cè)，使航道彎曲不順，航寬較小，且轉(zhuǎn)向頻繁，船舶操縱困難；2)灘險(xiǎn)上、下段河床均為石質(zhì)，水深較淺，航道尺度不滿足Ⅳ級航道標(biāo)準(zhǔn)；3)灘險(xiǎn)上段左岸沖積扇堆體與右岸礁石凸嘴成對峙卡口，束窄河床并挑流，流速急，且有剪刀水等不良流態(tài)，灘險(xiǎn)中段深槽，灘險(xiǎn)下段卡口水淺，主流至下而上，在下段進(jìn)口位置有泡漩水，過卡口后，受右岸礁石凸嘴和左岸凸嘴挑流，流急并有剪刀水，流態(tài)差。

1.3.2南班河口灘

南班河口灘礙航的主要原因在于：1)灘險(xiǎn)上游卡口航寬不足；2)南班河口沖積扇的存在，向右壓縮了主航槽，航道尺度雖然基本滿足Ⅳ級尺度標(biāo)準(zhǔn)，但航路連續(xù)轉(zhuǎn)彎，不順暢，同時(shí)沖積扇產(chǎn)生向右岸的挑流，流速大且影響水流流態(tài)，航道條件不好；3)灘險(xiǎn)下段右岸巖盤和左岸淺灘致使航道彎曲、狹窄，航道尺度不足。

1.3.3梭欏灘

梭欏灘礙航的主要原因在于：1)河段本身較為狹窄，枯水期灘險(xiǎn)左岸巖盤、淺水漫灘的存在，形成卡口，壓縮主航槽，使航道尺度不足；2)淺水漫灘使水流右挑，加之溪溝來流頂沖，形成強(qiáng)烈的剪刀水，流態(tài)較差；3)灘段河窄流急，卡口上段壅水、下段深槽，水面比降陡，上行船舶上灘困難。

1.3.4勐宋灘

勐宋灘礙航的主要原因在于：枯水期，灘險(xiǎn)上、中段左岸沖積堆和右岸連續(xù)的礁石巖盤對峙形成卡口，航道彎曲，流態(tài)紊亂，流速偏大，灘險(xiǎn)下段受到?jīng)_積堆體挑流影響，流態(tài)紊亂，同時(shí)航槽內(nèi)有零星暗礁影響航行。洪水期，右岸多處礁石巖盤挑流，流態(tài)紊亂。

根據(jù)前述，溪口灘的成因主要在于溪口挾帶卵石推移質(zhì)流入干流時(shí)，因比降減小，同時(shí)受主流頂托，使卵石推移質(zhì)在溪溝口沉積，形成沖積扇或者沖擊錐，若溪溝的卵石推移質(zhì)粒徑比干流大，沉積后不易被沖刷帶走，便在溪溝口產(chǎn)生累積性沉積，使沖積扇(錐)不斷擴(kuò)大，從而束窄過水?dāng)嗝?，水流流速增加，形成急流灘，稱之為溪口灘[4]。但同時(shí)并非所有的沖積扇(錐)都會(huì)形成溪口灘，還取決于瀾滄江峽谷型的地形地貌，溪口淤積成沖積扇后，壓縮主航槽，束窄過水面積，使航道尺度不足，同時(shí)水流流速顯著增加，因而形成急流灘。

2 山溪河流航道治理思路

2.1 灘險(xiǎn)歷史整治情況及效果

瀾滄江Ⅴ級航道整治過程中曾經(jīng)對以上溪口灘進(jìn)行過治理，整治后航道等級達(dá)到了Ⅴ級航道尺度標(biāo)準(zhǔn)，但是由于當(dāng)時(shí)投資等限制，基本采用單純疏浚的措施，加之整治后未開展維護(hù)性疏浚，截至Ⅳ級航道實(shí)施之前，溪口灘已經(jīng)回淤，航道情況恢復(fù)到Ⅴ級航道整治前的狀況，航道尺度達(dá)不到Ⅳ級航道尺度要求，同時(shí)灘險(xiǎn)水流條件惡劣，礙航嚴(yán)重。賀寬上灘、南班河口灘、梭欏灘、勐宋灘整治前都存在支流溪口有泥沙被沖刷帶出，淤積于溪口壓縮航道，致使出現(xiàn)航道尺度不足、水流條件差的礙航情況，通過清除淤積扇的整治方案，整治后都達(dá)到了Ⅴ級航道尺度標(biāo)準(zhǔn)，但未解決支流來石來沙問題，加之缺乏維護(hù)，使溪口回淤。

2.2 整治思路

針對Ⅴ級航道整治方案及治理效果的分析研究認(rèn)為：單純依靠疏浚的整治措施，雖然在短期內(nèi)能夠解決航道尺度的問題，但是由于未解決支流來石來沙的問題，經(jīng)過一段時(shí)間的沖淤變化后，溪口灘將重新出現(xiàn)回淤，壓縮航道，致使航道尺度不足。因此，本次治理的思路除清除溪口沖積扇外，還需要采取攔截落石的工程措施，必要時(shí)輔以維護(hù)疏浚。

1)清除溪口沖積扇，保障尺度滿足Ⅳ級航道要求。本次Ⅳ級航道建設(shè)工程的最終目標(biāo)將工程河段航道等級由Ⅴ級提升至Ⅳ級，溪口灘段由于溪口沖積扇的存在，致使航道彎曲、流態(tài)紊亂，同時(shí)航道寬度不滿足Ⅳ級航道尺度要求。據(jù)此，本次整治的首要工作就是按照Ⅳ級航道尺度的要求，對不滿足深度和寬度的部分進(jìn)行清除，同時(shí)調(diào)順航道，改善水流流態(tài)。

2)在外部條件滿足要求的情況下，在溪溝拋筑攔石壩，攔截支流來石來沙。溪口灘險(xiǎn)形成的一個(gè)重要原因在于支流流域發(fā)生暴雨時(shí)，由山洪帶來的泥石淤積于溪口。因此，針對溪流來石來沙的問題，當(dāng)支流有筑壩條件，并能容納5年以上溪溝山洪來石量時(shí)，在溪溝選取適當(dāng)?shù)奈恢眯藿〝r石壩，攔截溪溝來石來沙，從根源上解決溪口灘淤積問題。

3)清除溪口灘下游阻流卡口，加大水流的溪口灘沖刷力度，增加溪口灘導(dǎo)沙能力。根據(jù)對工程河段內(nèi)的4個(gè)溪口灘總結(jié)發(fā)現(xiàn)，溪溝灘險(xiǎn)形成的另一個(gè)關(guān)鍵性原因在于溪口灘所處位置往往河段寬闊，而溪口灘處在河道凸岸一側(cè)，因此洪水期泥沙容易在溪口灘上淤積，加之在寬闊段的下游有對應(yīng)的礁石卡口，造成對上游的阻水作用，使得沙、石進(jìn)一步在溪口淤積。針對溪口灘的這一特征，本次整治過程中，清除溪口灘下游阻流卡口，增加水流對溪口灘的沖刷力度，達(dá)到導(dǎo)沙的目的。

4)增加開挖深度和寬度，預(yù)留備淤工程量，同時(shí)加強(qiáng)觀測，必要時(shí)開展維護(hù)性疏浚工作。通過對溪口灘水沙條件的分析，溪口灘所處位置年際間的演變趨勢為“洪淤枯沖”，但由于上游景洪樞紐蓄水運(yùn)行后，上游來流增加，枯水歷時(shí)期短，造成水流對泥沙的沖刷強(qiáng)度不夠，因此，灘險(xiǎn)總體呈現(xiàn)出累積性的淤積趨勢。為此，在清除溪口淤積泥沙時(shí)，需要增加開挖深度和寬度，預(yù)備一定的備淤工程量。同時(shí)在工程完成后，需要加強(qiáng)觀測，必要時(shí)開展維護(hù)性疏浚工作，保障航道尺度滿足要求。

3 整治方案研究

3.1 攔石壩平面布置原則

攔石壩平面布置時(shí)，主要考慮以下因素：1)壩址選擇在峽谷處或盆地、洼地的出口，建壩工程量小、造價(jià)低、庫區(qū)容量大；2)壩址區(qū)宜選擇在交通便利位置，便于機(jī)械設(shè)備進(jìn)出、利于施工；3)壩軸線宜布置在地質(zhì)良好的基巖上，非基巖時(shí)應(yīng)加強(qiáng)地基處理；4)當(dāng)支流來石量大或者庫容不足時(shí)，可布置多級攔石壩。根據(jù)以上選址原則，本次攔石壩平面布置選擇在距溪口上游500 m以內(nèi)合適的位置，采用一級或兩級攔石壩，壩軸線選在覆蓋層較小的基巖上，兩岸有公路可直達(dá)現(xiàn)場。以Ⅳ級航道建設(shè)工程梭欏灘為例，本灘在溪口上共布置了兩道攔石壩S1、S2，長度分別為12.27、9.54 m，壩軸線分別距溪口50、90 m。

3.2 攔石壩結(jié)構(gòu)形式

在攔石壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，主要考慮了4個(gè)方面的因素：1)壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；2)攔石壩可供淤積庫容；3)攔截效果；4)清庫方式。據(jù)此，設(shè)計(jì)出導(dǎo)流孔式攔石壩和廢舊鋼軌式攔石壩兩種結(jié)構(gòu)形式，并對其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比分析。

3.2.1導(dǎo)流孔式攔石壩

該結(jié)構(gòu)形式采用在溪溝上澆筑混凝土壩體，壩體上預(yù)留孔位，以被水流通過，見圖6。優(yōu)點(diǎn)為攔截能力強(qiáng)，施工方便；缺點(diǎn)為造價(jià)高、過水效果不佳，同時(shí)可攔截由水流沖刷帶走的泥沙，相同泥石流庫容設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下，需要壩頂設(shè)計(jì)高程高、工程量大。

圖6 導(dǎo)流孔式攔石壩

3.2.2廢舊鋼軌式攔石壩

借鑒泥石流災(zāi)害治理的成功經(jīng)驗(yàn)[5]，該結(jié)構(gòu)采用壩體墩加廢舊鋼軌相結(jié)合的形式，見圖7。優(yōu)點(diǎn)為造價(jià)低、過水條件好，在相同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下的工程量更小。經(jīng)過對比，最佳方案為混凝土墩+廢舊鋼軌結(jié)構(gòu)的攔石壩。

圖7 壩墩+鋼軌式攔石壩

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.3.1攔石壩高度及庫容

攔石壩高度的確定主要依據(jù)以下方面確定：1)穩(wěn)定壩址上游坍塌體和上游的溝道堆積物；2)根據(jù)壩址處地形、地質(zhì)及岸坡工程地質(zhì)條件；3)攔蓄溪溝山洪來石量和最大庫容。

攔石壩高度計(jì)算公式：

Hd=Ls(Ib-Ic)

(1)

式中：Hd為溪溝溝底至攔石壩的有效高度(m)；Ls為上游坡需要掩埋處距攔石壩壩頂上游側(cè)的距離(m)；Ib為溪溝原始縱坡坡度；Ic為溪溝回淤縱坡坡度。

攔石壩庫容計(jì)算公式：

V=[(B+b)/6]LH

(2)

式中：V為庫容(m3)；B為壩高H時(shí)的溪溝寬度(m)；b為溪溝溝底寬度(m)；L為回水長度(m)，由壩高和溪溝比降確定；H為壩高(m)。

攔石壩總壩高為攔石壩壩高和安全超高之和，安全超高取0.5～1.0 m。

以Ⅳ級航道建設(shè)工程梭欏灘為例，通過計(jì)算，兩級攔石壩設(shè)計(jì)壩高等設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 梭欏灘攔石壩參數(shù)計(jì)算結(jié)果

根據(jù)該灘溪口2006年6月Ⅴ級航道竣工測圖和2016年5月Ⅳ級航道整治工程測圖，通過對比分析，該灘竣工后溪口灘險(xiǎn)平均高程492.58 m，本次出現(xiàn)新的淤積，淤積量約2 000 m3，因此該灘10年淤積不能帶走的塊石按照2 000 m3設(shè)計(jì)，即該灘溪口5年山洪來石量約1 000 m3。因此，該灘兩級攔石壩庫容大于5年溪溝山洪來石量，滿足《航道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)范要求。

3.3.2柵欄間距設(shè)計(jì)

柵欄間距的設(shè)計(jì)原則以攔截大粒徑塊石為目的。以Ⅳ級航道建設(shè)工程梭欏灘為例，根據(jù)地質(zhì)調(diào)查資料，溪口塊石以粒徑大于30 cm為主，達(dá)90%以上，從滿足航道整治后的效果和經(jīng)濟(jì)考慮，并結(jié)合《航道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，柵欄壩間距取0.3 m。

3.3.3壩墩設(shè)計(jì)

壩墩設(shè)計(jì)以保障壩體穩(wěn)定為主要原則。以Ⅳ級航道建設(shè)工程梭欏灘為例，采用左右兩岸一側(cè)各一個(gè)壩墩，底部1.3 m寬度范圍內(nèi)進(jìn)行石方開挖，深度為巖基以下0.8 m，壩墩岸側(cè)垂直于岸線相交，并將岸坡鑿成毛面，采用C25混凝土現(xiàn)澆壩墩；壩墩岸側(cè)采用錨桿結(jié)構(gòu)。

3.3.4穩(wěn)定性驗(yàn)算

計(jì)算內(nèi)容包括抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。計(jì)算公式為：

Kc=f∑N/∑P

(3)

K0=∑MN/∑MP

(4)

式中：Kc為抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)；f為摩擦系數(shù)；∑N為垂直方向作用力總和(kN)；∑P為水平方向作用力總和(kN)；K0為抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)；∑MN為抗傾力矩總和(kN·m)；∑MP為傾覆力矩總和(kN·m)。

計(jì)算工況按照竣工后，壩體第一次遭受山洪、發(fā)生過小型山洪后再次發(fā)生山洪、發(fā)生過大型山洪后再次發(fā)生山洪分別對應(yīng)壩后為空庫、半庫、滿庫，提出支墩設(shè)計(jì)工況。

同樣以Ⅳ級航道建設(shè)工程梭欏灘S1攔石壩為例，通過計(jì)算，其抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)分別為2.10、2.20和1.97，均大于1.1；抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)分別為2.41、2.42和2.28，均大于1.3。因此，此攔石壩穩(wěn)定性驗(yàn)算均滿足規(guī)范要求。

3.4 整治方案及效果

根據(jù)灘險(xiǎn)礙航特征和成灘原因，并結(jié)合外部影響因素等，提出各灘的整治方案，見表2。

表2 瀾滄江Ⅳ級航道整治方案研究

4 結(jié)論

1)對溪口灘沖積扇進(jìn)行開挖，保障航道尺度達(dá)到Ⅳ級要求，同時(shí)預(yù)留一定的富余深度以備淤。

2)當(dāng)支流有筑壩條件、能容納5年以上山洪來石量、同時(shí)支流允許筑壩的前提下，修建攔石壩，解決支流來石來沙問題，從而保障溪口灘的航道穩(wěn)定。

3)當(dāng)溪口灘下游有影響阻水阻沙的卡口時(shí)，清除卡口，增加溪口沖刷力度，進(jìn)一步穩(wěn)定溪口航槽。

4)必要時(shí)，輔以常年維護(hù)性疏浚的手段，確保航槽穩(wěn)定，保障航道尺度。通過清除溪口灘沖積扇，再采用攔(攔石壩)、導(dǎo)(清除阻水阻沙卡口礁石)、疏(常年維護(hù)疏浚)的工程措施，解決溪口灘航道尺度問題，同時(shí)維持灘槽穩(wěn)定，達(dá)到灘段由Ⅴ級提升至Ⅳ級的整治目的。