水利工程河道生態(tài)護坡施工應(yīng)用分析

聶玉鋒

（澠池縣水利局，河南 澠池 472400）

1 工程概況

澗口河,發(fā)源于河南省三門峽市澠池縣韶山北麓的胡溝,北流至段村鄉(xiāng)的麥盡、中關(guān)、上澗和南村鄉(xiāng)的澗口，至班村村北注入黃河，流域面積149 km2。干流長28 km，干流坡降2.5%，河床平均寬80 m，多年平均流量0.71 m3/s。河槽兩岸由于自然原因的影響出現(xiàn)巖石裸露的情況，而且多為石質(zhì)淺山區(qū)。河谷寬窄不一，部分河段出現(xiàn)主槽斷面狹小的情況、嚴重阻礙水流的正常行進，而且兩岸很多灘地由于連年洪水的沖刷出現(xiàn)坍塌的情況。G241 公路沿河布置，在汛期也會受到洪水的影響和威脅[1]。河道兩岸沒有進行堤防的構(gòu)建，完全通過自然地勢抵御洪水，如果汛期出現(xiàn)較大的洪水，會對沿岸群眾的生命財產(chǎn)安全和當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)產(chǎn)生嚴重的影響。澗口河的生態(tài)修復問題迫在眉睫，政府決定全面實施澗口河生態(tài)走廊工程，將河道景觀重建、河道水體生態(tài)修復與城市生態(tài)建設(shè)相結(jié)合[2]。

本次澗口河治理工程包括干流14.5 km 和支流1.45 km，總長15.95 km，主要建設(shè)任務(wù)包括河道疏挖、堤防完善、岸坡防護、河底新建抗沖齒墻等。河道疏挖10.4 km，其中干流8.95 km，采用底寬25 m～40 m 的復式斷面；支流1.45km,采用底寬15m 的梯形斷面。岸坡格賓石籠護砌17.4 km(兩岸合計)，坡腳設(shè)2 m 深格賓石籠齒墻，新建漿砌石防洪墻14.50 km。河底新建格賓石籠抗沖齒墻58 道。

2 格賓石籠在生態(tài)河道治理中的應(yīng)用

常見的抗沖能力較好的邊坡防護形式有漿砌石護坡、混凝土護坡和格賓石籠護坡等。本次治理段河道屬典型的山丘區(qū)河道,地質(zhì)條件以卵石層為主,附近嚴重缺乏適合填堤的粘性土料，且地質(zhì)條件也不適合填土筑堤，結(jié)合河道實際情況，為充分利用河道卵石充沛的資源優(yōu)勢，通過方案比選，本次邊坡護砌型式采用格賓石籠護坡。格賓石籠生態(tài)施工技術(shù)的應(yīng)用，讓河道生態(tài)治理效果進一步提升。

3 生態(tài)護坡施工要點

本次主要對河道疏挖段兩岸邊坡進行防護。其中緊鄰山體的河道邊坡,本次不再進行防護；結(jié)合河道斷面設(shè)計成果，本次疏挖段河道設(shè)計邊坡為1∶2.5，因此河道防護按設(shè)計坡比1∶2.5 進行護砌。根據(jù)沖刷深度計算成果,在河底設(shè)置一定數(shù)量的抗沖齒墻以起到防沖固底的作用。抗沖齒墻深度確定為2 m，齒墻寬確定為1 m，斷面為矩形，結(jié)構(gòu)形式采用格賓石籠。

3.1 堤防整體穩(wěn)定計算

根據(jù)規(guī)范要求，整體穩(wěn)定采用不計條塊間作用力的瑞典圓弧法計算。

式中：b 為條塊寬度，m；W1為堤坡外水位以上的條塊重力，kN；W2為堤坡外水位以下的條塊重力，kN；Z 為堤坡外水位高出條塊底面中點的距離，m；u 為堤身或堤基中的孔隙壓力，kPa。穩(wěn)定分析計算結(jié)果見表1。

表1 堤防整體抗滑穩(wěn)定計算成果表

3.2 格賓石籠選材

格賓石籠主要通過高鍍高爾凡覆塑進行防腐。網(wǎng)面的抗拉強度可以達到50 kN/m，翻邊強度可以達到35 kN/m，具有較好的應(yīng)用效果，各項參數(shù)均符合EN10223-3 標準。填石主要使用的是當?shù)剌^為常見的塊石或卵石,所選石材的要求為強度等級在MU30 以上，這些石材需要具有較強的抗風化能力，而且不易水解,填充空隙率需要控制在30%以下。另外，在格賓護坡填石粒徑方面主要選擇100 mm～250 mm，外露面的粒徑控制在150 mm 以下。

3.3 格賓石籠施工質(zhì)量控制

為了確保格賓石籠的施工質(zhì)量，在實際應(yīng)用過程中通過系統(tǒng)化的質(zhì)量控制技術(shù)進行施工。

3.3.1 材料控制

格賓石籠箱的材料主要使用的是異形截面的熱鍍鋅低碳網(wǎng)鋼絲，在外圍使用PVC 樹脂進行保護，這種材料具有較好的應(yīng)用效果，在生產(chǎn)過程中，需要加強質(zhì)量控制，保證其力學性能和化學性能都符合設(shè)計要求。在網(wǎng)孔的孔徑上外涂一定量的PVC 樹脂薄膜，保證其能夠通過專業(yè)化的檢測，提升材料的抗拉性和穩(wěn)固性，填充料方面主要使用的是耐風化、堅固密實的卵石級配碎石等[3]。

3.3.2 工序控制

首先需要注意依照設(shè)計要求對基礎(chǔ)面的平整性進行檢查，其次在組裝網(wǎng)箱過程中需要使用與網(wǎng)上相同材質(zhì)的鋼絲進行綁扎，每次綁扎過程中，都需要使用雙股線并且進行交接處理，在間隔網(wǎng)與網(wǎng)身的四處交角位置都需要進行綁扎，依照設(shè)計圖紙要求進行安裝。另外在石料裝填過程中可以使用人工與機械配合的方式，以提高施工效率。首先使用機械裝填過程中，裝填料需要在石籠高度的1/2 以下，使用人工方式將附近的塊石擺放整齊，在同一水平層或者同一組網(wǎng)箱當中進行同步均衡的網(wǎng)格填料，防止出現(xiàn)單個網(wǎng)格獨自填充等情況。最后進行封蓋工作，需要與頂部石料堆砌平整的基礎(chǔ)上進行封蓋與網(wǎng)箱邊框相交線，施工時需要進行綁扎，一般每隔25 cm 綁扎一道。完成封蓋之后需要對整個網(wǎng)箱進行檢查。

4 護坡景觀效果圖

圖1 生態(tài)護坡效果圖

5 水質(zhì)監(jiān)測效果對比

通過人工方法進行水質(zhì)監(jiān)測，對河流在治理前后的水質(zhì)情況進行對比。檢測參數(shù)共10 項，包括溫度、pH 值、溶解氧、電導率、高錳酸鹽指數(shù)、COD、BOD5、氨氮、總磷、總氮。水質(zhì)執(zhí)行標準為《地表水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)》V 類。見表2和表3。

表2 2016年水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)表 單位：mg/L(PH 及注明的除外)

表3 2019年水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)表 單位：mg/L(PH 及注明的除外)

6 結(jié)語

在實踐中，通過澗口河治理工程的實施，提高了河道防洪標準，并且充分利用河灘地卵石資源，就地取材，不但節(jié)約了成本，而且徹底改變了澗口河荒蕪的歷史面貌，使荒灘變?yōu)榫G洲，不僅開創(chuàng)了澠池河道生態(tài)治理的先河，而且改善了農(nóng)村生產(chǎn)生活條件及項目區(qū)生態(tài)環(huán)境，為當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展和旅游事業(yè)起到促進作用，為脫貧攻堅和新農(nóng)村建設(shè)提供了強力的水利支撐。