加格達奇城市過水路堤建設追溯

黃履環

（常州市規劃設計院，江蘇常州213003）

1 歷史的回顧

加格達奇新城，是大興安嶺重要的林業特區政府所在地，在地形上被一條曲折多彎的甘河分成隔河相望的兩個地區。嫩林鐵路線，沿北山坡臺地邊緣展線并設站，臺地上特區政府旁山建設，而飛機場及部份工廠分散到河南岸的臺地上和山凹里，大河低水位時水面寬約120 m，洪水時近2 km的河漫灘一片汪洋，因此解決跨河交通，改造利用灘地，是特區政府成立后要辦的實事之一。

甘河源于伊勒呼里山，一瀉而下匯入嫩江，其流經該城時，已匯水面積1萬km2以上，山區河道縱坡大，洪水流速高達3.7～4 m/s。該地區河段曾有多次河床變遷史，2 km寬的河漫灘上布滿舊河道和洪水沖溝，水文地質情況極為復雜。特區政府成立伊始為節省投資，舍棄一河多橋方案，采用一河一橋鋪以過水路堤過度，即主河道建一座211.66 m長的12孔鋼筋混凝土大橋通過主槽流量，洪水時40%的灘流借過水路堤溢洪（見圖1）。

2 過水路堤建筑要求

過水路堤雖是過渡式建筑，要求能滿足溢洪，但在溢洪時盡可能的減少洪水阻斷交通的時間，并確保主河槽水文狀態相對穩定和有利于灘地的改造利用。即要求有“合理的填土建筑高度和防護能力，均衡的過水斷面，平緩的流速，淤沙填溝的效應”。

3 建筑特點

3.1 分散水力

根據沿線地形，河漫灘內有多處舊河道和洪水沖溝及大片常年積水的沼澤化低地。但在過水道路沿線均不布設橋涵和任何形式的集中排水構筑物，以免造成誘導水流向該處集中而逕流不止，增加流速掏刷地面，不斷加深洪水沖溝的態勢。根據線形，大河北側鐵路東西道口接線方案，均對上游灘流形成了包圍之勢，其中接西側道口線路如圖示，好似張開了的口袋將水兜在里面，而沿沖溝和岔河出槽的兩股水流受路線包圍的影響集中匯向1+600～1+700路段處，1969年曾因路堤邊坡塊石散落，在該處水毀路段三處（圖注)共長50 m掏深地面2～3 m，當時通過的流量估算，約需建一座跨徑40 m的橋梁。又根據上游河道變遷趨勢，在此處如增設橋梁，還可能加速大河改道北移，不利于分散水力降低流速的全局安排，故該工程過水路堤沿線未安排橋涵等集中排水口，以免導致水流向該處集中。

3.2 擴寬過水范圍減少過水深度

擴大過水范圍，減少過水深度，能減少灘流集中和水阻交通時間。故本工程過水斷面不采取順地面起伏鋪設，而采用設置較長的平坡段同時過水。因此橋南及橋北分別根據灘流量，設置了較長的平坡段。以便使其均衡地同時起溢洪作用，平坡段過水路堤的高度確定，是根據一般年代過水深度不大于0.3 m，汽車可維持通行。而百年一遇時的過水深度1.32 m能充分均衡地排除灘流而穩定主流。

3.3 降低灘流流速淤沙填溝

通過增加灘流流程，設置導流設施及增加防洪林帶等方法降低洪水流速，促使洪水中夾帶的大量泥沙沉積下來，以起到淤沙填溝，改造灘地的作用。

（1）過水路堤改變了部分地區水流的直接流向，特別是原有舊河床、洪水沖溝地段，如圖中K1+200～K1+420的一段低洼的沖溝處洪水順著路基繞道（圖1中順箭頭方向），本工程建成兩年后的實測資料說明，此處洪水流經的地面上已淤積起長80 m，寬2～4 m，高0.5～1.5 m，使原有洪水沖溝即將填滿，其他一般地段，特別是低處淤積較多，塔頭甸空隙間泥沙沉積多處填平。

（2）設置低水欄河馬杈，鑒于北岸大河支流（岔河）不斷擴大，有資料說明該岔河1944年前漁船難以進入，60 a特大洪水沖刷后一般船只通過無阻，而該支流上的倒灌溝，已逼近過水路堤坡腳，成為岔河洪水出槽的主要出口，故在該處設置低水馬杈，馬杈為木制三角架形疊放，是林區河道上行之有效的導流改河設施。

（3）防洪林帶：本工程范圍內沿河原有一些樹木，南岸岸灘上還有一些幼樹林和灌木叢，設計考慮增加植樹，形成較為完整的防洪林帶。但工程開始之初，由于施工取土的隨機性，原有林木砍伐失控，助長了1969年的特大洪水的威脅，致使局部路段水毀的成因之一，事后引起了特區政府對保護林帶的重視，并結合城市用地建設，提高防洪抗災能力。

（4）補建隔水壩：南岸灘地道路施工中，由于沿線取土，不但破壞了原有的幼樹林地，且在沿迎水側的路基坡腳外形成了縱向取土坑，為了避免加大水流，沖刷到坡腳，而采取補建隔水壩，在取土坑上的垂直路基方向每隔50 m設一道土埂，將取土坑分隔開來，隔斷縱向流水。

4 路堤防護

過水路堤的背水面，路堤過水后產生跌水和躍水，較之迎水面有較大的破壞能量。退水時迎水面的堤邊坡易受離析水影響，促使邊坡坍塌。本工程采用鋪石防護，保護路面與邊坡。

4.1 穩固路基

工程位于島狀永凍層地區，路基填料宜選用結冰時不凍脹、水穩性好的材料。原擬填筑碎石土，但因施工開始時，地面凍結，取碎石土挖土困難，參照鐵道兵用卵石修建多布庫爾鐵路大橋橋頭路基片石護坡的資料，改用河邊砂灘取混砂石填筑路基，砌石防護的做法，但過水路堤建成后有少許產生因沙礫從石縫中沖走而受損的情況。

路堤邊坡：迎水面設1∶1.75，背水面根據落差采用 1∶2～1∶3。

4.2 加固面層

過水路堤鄰近大河與山坡相連，取砂灘混砂石填筑路基，用山坡塊片石加固面層，均屬就地取材，降低工程造價。

（1）塊石路面

根據路堤過水的流速和車輛走行的穩定要求，路面鋪石基本要求方正，邊長10～25 cm，頂面積不小于100 cm2，塊石厚度18～22 cm，路肩加厚到30 cm，每塊石料的重量以不小于10 kg為宜。

（2）塊(片)石護坡

路基迎水面單層片石護坡厚30 cm。坡腳砌塊石石裙，石裙修成梯形，厚50 cm，底寬60 cm，外側邊坡 1∶1.5。

路基背水面采用大塊石鋪砌邊坡，厚度40～50 cm。塊石石裙成矩形，厚50 cm。

（3）防護層施工

道路過水的水力特點，決定了路堤防護層的施工程序及施工方法。

本工程防護層施工，先砌石質護坡，護坡由下往上砌筑，坡腳則深埋到石裙底面，再鋪裝塊石路面，其與石質護坡的交接處，迎水面的石塊略高，須壓住背水面的石塊如圖示。

防護均用干砌塊石，面層按兩種鋪砌方法分別選料：其一、面料用劈鑿毛石、粗琢料石，頂面底面接近平行，底面應在頂面積的投影范圍內，按排砌法鋪筑，其二、面料不要求正方形，截面為角錐體或菱形，厚度增加到30 cm左右，用花砌法鋪筑，兩種鋪筑形式均通過重車通行及施拉機急轉后不變形的檢查。

護坡及石裙的石料鋪砌按海堤砌石要求，采用較大的石料，填補料必須一律大頭朝里，形成倒楔子，不易被水流帶走。

4.3 安全設施

過水道路在淺過水期間，是不好斷絕一切交通的，但需要有明顯的指示標志，指示允許過水的深度及道路的邊線位置。本工程在過水地段要求設置護樁，位置在背水面路肩上50 cm處。標樁間距直線50 m，曲線25 m，高出路肩50 cm，表面涂紅白相間顏色。在過水道路兩端設置柵欄，由專人管理。過水深度超過15 cm時禁止人行。過水超過30 cm時，終斷各種車輛通行。

5 問題研究

本工程在實施和使用過程中基本取得了預想效果，但也存在下列一些不足，需要進一步改進。

（1）過水路堤路基用混砂石填料，雖然水穩性好，防凍性能好，但對流速大的路面和跌水面護坡縫隙中的混砂石里的沙礫，容易被水流帶走，而且雜草不易生長，因此過水路基填土，仍以碎石土為好（或在混砂石上包一層50 cm厚的碎石土）。如必須以混砂石作填料時，路堤的防護宜用漿砌塊（片）石。

（2）過水路堤兼有溢洪和防洪的作用、要保持其整體性和完好性，要加強維護工作。本工程在建成初期，1969年的水毀段因疏于管理及時維護不到位，以致小洞不補，曾水毀一段路堤。

（3）本工程背水面的石裙鋪砌長度與過水路堤高度成正比，采用2∶1。石裙的鋪砌厚度與塊石邊坡的厚度成正比，采用1.65∶1，使用情況說明：一般均可適應。但對直接過長的水頭正沖處尚需要根據過水的速度作適當補強，必須時增加跌水臺階。

（4）城市中大橋引道設過水路堤作為過渡，隨著城市建設發展，交通量也隨之增加，要求斷交通的時間減少直至不允許終斷交通，一旦將過水路段加高到不過水時，原該處的溢洪量將要歸入主河槽。因此建橋之初就應有為后期能滿足的橋下過水斷面及沖刷深度，以及穩定主河槽及相應的導流設施的一些相關分期實施方法。

6 結語

本工程是根據特區政府要求橋頭引道采用過水路面，經過建設和使用實踐情況，滿足了建設要求，也起到了淤砂填溝，改造大部分灘地，為該城市用地發展起到良好作用，但作為城市交通道過水的過渡性結構，也存在一定不足和需要研究改進的地方。