吉林省沙河水庫上游河道護岸工程建設(shè)技術(shù)方案探討

劉處臣，王 鋒

1.伊通滿族自治縣水利勘測設(shè)計院，吉林伊通 130700

2.吉林省水文水資源局，吉林長春 130022

1 項目區(qū)概況

沙河水庫位于舒蘭市舒郊鄉(xiāng)春田村南，細(xì)鱗河右岸一級支流沙河上，壩址距舒蘭市城區(qū)南6 km。地理位置為：東經(jīng)126°00′～128°00′，北緯44°00′～45°00′，附近有公路通過，交通便利。該水庫始建于1952 年，是一座以防洪、供水為主結(jié)合灌溉、養(yǎng)魚等綜合利用的中型水庫，是舒蘭市城區(qū)供水的唯一水源地。它擔(dān)負(fù)著舒蘭市的防洪和對舒蘭市供水的重任。

沙河為細(xì)鱗河右岸一級支流，發(fā)源于舒蘭市舒郊鄉(xiāng)復(fù)興村復(fù)興屯東南。沙河河口位于舒蘭市舒郊鄉(xiāng)重禮村西南流入細(xì)鱗河，流域面積為127 km2，河道長度為25.8km，河道平均比降4.50‰。沙河流域內(nèi)多為山丘，沿河兩岸多生長著闊葉林和次生林，流域植被良好。

2 現(xiàn)狀及存在的問題

2009 年8 月5 日，舒蘭市河道提防管理站將沙河水庫上游河道委托給吉林省沙河水庫管理局進(jìn)行治理和管護，河道管理權(quán)限為國家用地、水利工程用地、提防、護堤地綠化等，管護范圍為小沙河主流河道（沙河水庫至柳樹河屯）及其支流石頭河（小沙河至南石河屯），寬度范圍為現(xiàn)有河道寬度。沙河水庫上游河道（沙河、石頭河）主河槽兩側(cè)岸坡土質(zhì)松散，抗沖刷能力極低，當(dāng)河水主流靠近河岸時，受橫向環(huán)流得以加速，使河勢不斷變化，致使沙河水庫上游河道岸坡多處出現(xiàn)坍塌。坍塌處多位于凹岸頂沖變異區(qū)，側(cè)蝕淘刷是坍塌的主要原因。多年來，沙河水庫上游河道一直沒有采取任何防護措施，每年都有不同程度坍塌，以1m ～5m 左右的速度在發(fā)展，已造成坍塌耕地5 公頃左右。另外，沙河上游河道長期受到挖沙、山體取土等行為的嚴(yán)重破壞，生態(tài)安全遭到威脅，水庫水體懸浮物、色度極高，能見度極低，造成了極大的污染和水土流失，嚴(yán)重威脅著舒蘭市人民的飲用水安全。

3 工程設(shè)計方案

本次沙河水庫上游河道護岸工程設(shè)計分別對河道平順段和凹岸段的護岸結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行比選。

3.1 平順段護岸結(jié)構(gòu)型式比選

平順段采用以下三種護岸方式進(jìn)行比較分析，以確定最優(yōu)方案。

方案一，護坡采用15 cm 厚的機織模袋混凝土，護砌范圍為坡腳至坡頂，在接縫處下面鋪一層無紡布（400 g/m2），坡比1∶1.5。

方案二，護坡采用干砌石壓柳條型式防護，干砌塊石厚度25cm。柳條壓栽：將優(yōu)質(zhì)柳條順坡向斜鋪于坡面之上，間距0.05m，上覆10cm 厚回填土和25cm 厚干砌石。

方案三，護坡采用回填土壓柳條型式防護，護砌范圍為坡腳至坡頂。柳條壓栽：將優(yōu)質(zhì)柳條順坡向斜鋪于坡面之上，間距0.05m，上覆30cm 厚回填土。

3.1.1 環(huán)境影響比較

1）模袋混凝土護坡方案：模袋護坡是隨著化纖工業(yè)發(fā)展起來的一種新型護坡形式。模袋是指由化纖織成的使混凝土或砂漿在現(xiàn)場一次性成型的袋狀柔性模具。可用于各種形式的坡面侵蝕控制性工程。模袋護坡施工簡單、適應(yīng)性強、工期短，對地基要求低。還可以在水下護坡或護底。是近代護坡工程技術(shù)的一次重要革新；

2）干砌塊石壓柳條護砌，是傳統(tǒng)護坡結(jié)合生態(tài)護坡的一種護坡方式。該種形式受塊石儲量影響較大，護砌后沿河兩岸岸坡郁郁蔥蔥，形成一道綠色走廊，既可以凈化和過濾水質(zhì)，防止水土流失，保護兩岸耕地，又可以增加環(huán)境效果；

3）回填土壓柳條護砌，是一種純生態(tài)護坡方式。該種形式投資較少，護砌后沿河兩岸岸坡郁郁蔥蔥，形成一道綠色走廊，既可以凈化和過濾水質(zhì)，防止水土流失，保護兩岸耕地，又可以增加環(huán)境效果。

3.1.2 工作性能比較

1）土工模袋按其充填材料不同分為充填砂漿型和充填混凝土型兩種。前者適用于一般坡面、渠道、江河和水庫的護坡以及碼頭工程等，后者適用于有較強水流和波浪作用的岸坡、海堤等。機織模袋主要由錦綸、滌綸和丙綸長絲織物制成，強度高，孔徑均勻，充填時基本不漏水泥，可以制成帶反濾點形式，可以用泵充灌砂漿或細(xì)礫混凝土。機織模袋混凝土較適于水上或較淺的靜水下護坡，其施工設(shè)備簡單；

2）干砌塊石壓柳條護坡是在墊層上，根據(jù)風(fēng)浪的大小用人工方法鋪砌一層干砌塊石，干砌石層的厚度一般為0.2m ～0.6m，根據(jù)岸坡土料的性質(zhì)選取干砌塊石的尺寸，柳條壓栽：將優(yōu)質(zhì)柳條順坡向斜鋪于坡面之上，間距0.05m。其施工方法相對復(fù)雜，工期一般較長；

3）回填土壓柳條護坡是將岸坡修整至設(shè)計斷面后，將優(yōu)質(zhì)柳條順坡向斜鋪于坡面之上，柳條間距為0.05m，待柳條鋪設(shè)完成后，在其上部均勻填筑一層0.3m 厚的土體，修坡，使之與設(shè)計要求坡比相一致。

3.1.3 經(jīng)濟比較

模袋混凝土護坡與塊石壓柳條護坡、回填土壓柳條護坡相比，在相同的條件下，工期短，施工簡單，抗沖刷、抗不均勻沉降能力較強，但環(huán)境效果和凈化水體效果稍差，造價偏高。塊石壓柳條護坡與回填土壓柳條護坡相比環(huán)境效果相當(dāng)，但前者抗沖刷能力較強，造價較后者高的多。

3.1.4 方案選定

在滿足護坡基本要求的情況下，盡量兼顧環(huán)境效果和工程投資大小，綜合比較三方案的優(yōu)缺點，在水流對岸坡沖刷不是太嚴(yán)重的平順段，選用回填土壓柳條護坡作為最終的護坡方案。

3.2 凹岸段護岸結(jié)構(gòu)型式比選

凹岸段采用以下兩種護岸方式進(jìn)行比較分析，以確定最優(yōu)方案。

方案一，護坡采用15 cm 厚的機織模袋混凝土，護砌范圍為坡腳至坡頂，在接縫處下面鋪一層無紡布（400 g/m2），坡比1∶1.5。

方案二，護坡采用干砌石壓柳條型式防護，干砌塊石厚度25cm。柳條壓栽：將優(yōu)質(zhì)柳條順坡向斜鋪于坡面之上，間距0.05 m，上覆10cm 厚回填土和25cm 厚干砌石。

在滿足護坡基本要求的情況下，盡量兼顧環(huán)境效果和工程投資大小，從環(huán)境影響、工作性能及經(jīng)濟投資等方面進(jìn)行比較，綜合比較二方案的優(yōu)缺點，在水流對岸坡沖刷較為嚴(yán)重的凹岸段，選用干砌石壓柳條護坡作為最終的護坡方案。

4 結(jié)論

該項目的實施將有效地防止沙河水庫上游河道岸坡受到?jīng)_刷破壞，保護當(dāng)?shù)厝罕娯敭a(chǎn)和賴以生存的土地不再損毀流失；使水源地得到有效地治理和保護，保證舒蘭市人民的飲用水安全；防止水土流失，延長水庫使用年限。同時，合理的工程設(shè)計方案也是項目的順利進(jìn)行及工程質(zhì)量的保證。

[1]余文疇，盧金友.長江河道崩岸與護岸，2008-8-1.

[2]張文捷.江河護岸新技術(shù)論，2002-12-1.

[3]劉云俊.護岸設(shè)計，2004-8-1.