淡水河棕櫚島段岸坡修復方案比選探討

王彩云

(州市華禹水利水電工程勘測設計有限公司，廣東 惠州 516000)

1 工程概況

惠州市惠陽區(qū)淡水河棕櫚島段岸坡修復工程位于惠州市惠陽區(qū)淡水街道棕櫚島下土湖附近的淡水河左岸。淡水河是西枝江一級支流，東江二級支流，發(fā)源于海拔944 m的深圳最高峰梧桐山，全長95.0 km，淡水河惠陽段長55.8 km，占淡水河總長度的一半以上，穿越了惠陽大半個區(qū)域，流域面積達745.9 km2，占惠陽總面積的75%，集雨面積廣闊，水量充足[1-4]。

2021年8月7日，惠陽區(qū)普降大暴雨，淡水河水位迅速上漲，來勢兇猛，隨后洪水造成淡水街道棕櫚島下土湖附近的淡水河左岸發(fā)生塌陷。該段河道不存在堤防建筑物，為河道自然岸坡塌陷，沿河道岸邊塌陷長度約60 m，原岸坡坡頂約1.2 m外為棕櫚島小區(qū)內(nèi)部道路，寬約3.5 m。棕櫚島小區(qū)物業(yè)管理處對該處塌陷岸坡立即作了緊急回填處理，以保證小區(qū)內(nèi)部道路的通行安全。

經(jīng)核實，該處岸坡頂標高約21.50 m，淡水河河床底標高約12.00 m，坡頂與小區(qū)內(nèi)部道路齊平，岸坡總高度約9.50 m，為天然岸坡，無堤防，但邊坡上有小區(qū)排水涵閘1座及排水管1條。為減少洪澇災害給該地再次帶來損失，惠州市惠陽區(qū)水利水電工程建設管理中心規(guī)劃對淡水河棕櫚島段岸坡實施修復工程。

2 淡水河棕櫚島段岸坡修復方案比選

2.1 岸坡修復規(guī)模

根據(jù)《防洪標準》(GB 50201—2014)、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL 252—2017)的有關規(guī)定及《惠陽區(qū)淡水河干流防洪排澇專項規(guī)劃》，淡水河段防洪標準為50年一遇，主要建筑物級別為3級，次要建筑物級別為4級。本工程僅修復河道岸坡?；葜菔谢蓐枀^(qū)淡水河棕櫚島段岸坡修復工程整治長度為68.40 m，采用灌注樁護岸，灌注樁樁長12.00 m(不含冠梁)，樁頂高程14.60 m，冠梁頂高程15.60 m，冠梁以上邊坡采用自鎖式矩陣預制塊護坡，坡比為1∶2；拆除重建涵閘2座；拆除重建混凝土路面130 m2。

2.2 岸坡修復方案比選

2.2.1 護腳方案比較

本工程位于淡水街道棕櫚島下土湖附近的淡水河左岸，根據(jù)地質(zhì)勘察資料顯示，該處河岸地質(zhì)條件變化較大，部分河岸存在約5 m厚的粉砂層，受淡水河洪水陡漲陡降的影響，邊坡極易塌陷。

考慮到本次整治段岸坡位于河道的凹岸，常年要經(jīng)受洪水的迎流頂沖，且該處岸坡相對較陡，存在約5 m厚的粉砂層，對邊坡的穩(wěn)定極為不利，因此，本次考慮采用復式斷面，即下部呈矩形斷面，上部為梯形斷面。下部矩形斷面護岸擬采用灌注樁護岸和重力式擋墻護岸兩個方案進行比選確定。

(1)方案一：灌注樁護岸。 灌注樁采用C35鋼筋混凝土，直徑為1.2 m，樁間距1.2 m，樁頂設系梁。 優(yōu)點：施工不涉及基坑開挖，簡單平整設備打樁平臺即可施工，可減少工程開挖及征地拆遷，灌注樁板墻施工機械設備簡單。 缺點：投資較大，施工周期較長。

(2)方案二：重力式擋墻護岸。 擋墻底寬4.5 m，底板厚1.5 m，墻趾墻踵各外擴0.5 m，臨水面鉛直，背水面坡比1∶0.6，墻頂寬1.2 m，基礎落于相對堅實的砂卵石層或強風化礫巖上。 優(yōu)點：整體性好，穩(wěn)定性好，局部損壞后易修補，施工方便，投資較低。 缺點：對地基承載力要求高，局部軟基要地基處理，河道內(nèi)需設圍堰，保證干地作業(yè)施工，基坑開挖工作面大。

方案一和方案二工程量及造價分析見表1，方案一灌注樁性價比較高。本工程現(xiàn)場情況存在特殊性:一是河床底存在約1 m厚的卵石層，為強透水層，下為強風化礫巖;二是岸坡土層變化很大，局部岸坡存在約5 m厚的粉砂層，對岸坡的穩(wěn)定極為不利。

表1 1 m2河岸護腳方案造價對比

結合以上兩點，若采用重力式擋墻方案，需要在河床設圍堰，保證干地作業(yè)施工，同時，還需要進行擋墻的基坑開挖，由于河床存在砂卵石層，基巖埋藏深度很淺，因此，基坑的防滲和邊坡的防護是本工程的兩個重大難題?？紤]到本項目投資少，工程量不大，因此，盡量采用簡易施工方案，經(jīng)項目組研究，考慮采用水上挖除砂卵石方案，回填黏土即可實現(xiàn)截滲效果。但是邊坡上存在厚層粉砂層，基坑開挖受地下水流動影響，該土層會形成流砂，由于粉砂層下方為強風化礫巖，鋼板樁截滲支護方案不可行，因此，基坑的截滲支護需采用灌注樁或旋噴樁方案?；诠こ烫攸c采用復雜多樣的組合方案顯然是不合適的。反之，采用灌注樁護岸，優(yōu)勢更為顯著，主要有兩點：一是基巖埋藏深度淺，灌注樁下部直接嵌巖，為其提供很好水平支撐；二是無須基坑開挖，不存在基坑支護、圍堰截滲等難題，直接將現(xiàn)狀松填土方順勢推至坡腳，形成一個穩(wěn)定的打樁平臺，灌注樁護岸施工完畢后，對打樁平臺作拆除，對邊坡進行修整即可，施工方案單一，施工過程簡單易控。

綜上所述，本次采用灌注樁護岸方案。

2.2.2 護坡方案比較

淡水河河岸場地開闊，綜合考慮河道基本情況選擇草皮護坡、格賓護坡、混凝土預制塊護坡、生態(tài)混凝土護坡等幾種護岸方案加比較，見表2。

表2 1 m2河岸護坡方案造價對比情況

(1)方案一：草皮護坡。造價最低，施工簡單，抗沖性差，可用于水上部分、背水坡或水流流速較小岸坡。

(2)方案二：格賓護坡.可就地取材，塊石表面粗糙不平可較好地實現(xiàn)消浪效果，且格賓護坡自身可經(jīng)受風浪水流沖刷，格賓的適應能力強，格賓護坡的石塊間隙適合動植物生存，生態(tài)和景觀效果較好。但不能機械化操作，受當?shù)夭馁|(zhì)、石料尺寸影響大，垃圾易附著在格賓表面，難清理，影響美觀，工程造價高。

(3)方案三：混凝土預制(聯(lián)鎖)塊護坡。整體性好、強度高，可經(jīng)受風浪水流沖刷，可實現(xiàn)機械化作業(yè)，工期短；表面平滑，消浪作用小，難以適應堤坡變形；若是開孔種植草皮，必須在護坡下設置反濾層和土工布，草皮覆蓋率低，工程造價高。

(4)方案四：現(xiàn)澆反濾植生生態(tài)混凝土護坡。此技術采用了生態(tài)混凝土專用添加劑，混凝土強度高、孔隙率合理、孔徑小，具有耐久、透水、整體反濾的護坡功能；可適應多種植生方式，綠化覆蓋率可達95%。此技術可以實現(xiàn)生態(tài)混凝土有益于生態(tài)環(huán)境、美化自然的目的，但存在施工管理難度大和建設周期長的問題，而且工程造價較高。

由表2可知，草皮護坡最便宜，但其適用性有限，僅適用于流速小于1.5 m/s的河岸護坡?？紤]到本次整治河段位于淡水河的凹岸，為河道迎流頂沖段，淡水河洪水來勢兇猛，且本次整治岸為塌方河段，岸坡填土均為新填土，本次整治需對該段岸坡作加強處理，因此，本次護坡形式在格賓護坡、混凝土預制塊護坡及生態(tài)混凝土護坡中比選確定[5]。

本次整治岸坡位于棕櫚島內(nèi)，對整治效果要求比較高。因格賓護坡有垃圾易附著在格賓表面，難清理，影響美觀等缺點，生態(tài)混凝土護坡有施工管理難度大、建設周期長等缺點，加之本工程護坡工程量很小，生態(tài)混凝土護坡難以找到合適的施工隊伍。

綜上所述，本次采用混凝土預制塊護坡方案，既方便又能達到美觀效果。預制塊采用混凝土預制中空聯(lián)鎖塊，厚度0.10 m，中空部分填土植草。

3 結 語

現(xiàn)代城市對岸坡修復要求不斷提高，除了要保證河道安全，發(fā)揮既有的泄洪排澇、蓄水灌溉等功能，還要融入景觀、文化、生態(tài)等理念，減少對生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，確保岸坡的美觀性。淡水河棕櫚島段岸坡修復工程經(jīng)綜合分析，采取灌注樁護岸+混凝土預制中空聯(lián)鎖塊護坡+中空部分填土植草修復方案，在保證河道岸坡穩(wěn)定的同時，滿足生態(tài)保護、環(huán)境美化等方面的要求。