牤牛河重點山洪溝防洪治理工程設計分析

李書博

(遼寧江河水利水電新技術設計研究院，沈陽110003)

1 工程概況

牤牛河是愛河的一級支流，流域面積129 km2，河道全長29 km，發源于寬甸縣，在鳳城市境內匯入愛河，鳳城市境內流域面積18.27 km2，河長8.53 km。牤牛河于鳳城境內主要流經鳳城市石城鎮榮家村，沿途流經榮家村一組、二組、三組、四組、五組、六組、七組、十三組等八個村民組。牤牛河山洪溝為我省重點山洪溝治理項目之一，設計范圍為鳳城市境內牤牛河干流段及寺院溝(朱家坎子)、淌石背、榮家坎子、大陽溝及北陽溝等5 條支流。

2 防洪標準

本次治理鳳城市牤牛河段流經榮家村，共保護村戶530 戶，保護人口2400 人，保護耕地面積4200畝;流域范圍內無工礦企業，有小學一座、村衛生所一座;干流上有鳳上線鐵路橋、青八線公路及榮家七組大橋、河北沿大橋、頭道河大橋、二道河大橋、四道河大橋等6 座跨河橋梁。按照保護對象的規模，重要性、防護要求，參照《防洪標準》(GB50201—94)及《重點山洪溝防洪治理項目建設指導意見》，確認本次牤牛河按照10 a一遇洪水標準設防。

3 工程治理方案

3.1 河道清淤工程治理方案

河道清淤工程以清除河道內淤積，恢復河道的過水斷面，保障水流的順暢，提高河道的行洪能力為主要目標。經現場勘察，牤牛河支流A 寺院溝(朱家坎子)治理段、支流B 淌石背2#農用橋上游段、支流D 榮家坎子治理段、支流E 大陽溝治理段及北陽溝治理段，碎石以及雜物等較多，部分碎石堆積在岸邊，逐年增加侵占河道，已經影響了河道的行洪，局部河道深度不足1 m，部分河道無明顯岸坎。

本次工程治理擬進行河道清淤河心長度共3 967.9 m，其中牤牛河干流清淤河心長度為761.9 m，樁號范圍為Z2 +738.1 ～Z3 +500;支流A清淤河心長度為1 000 m，樁號范圍為A0 +000 ～A1+000;支流B 清淤河心長度為1 006 m，樁號范圍為B0 +300 ～B0 +900 及B1 +294 ～B1 +700;支流D清淤河心長度為200 m，樁號范圍為D0 +250 ～D0 +450;支流E 清淤河心長度為750 m，樁號范圍為E0+200 ～E0 +950;支流F 清淤河心長度為300 m，樁號范圍為F0 +150 ～F0 +450。主要清除河道內的毛石、碎石及其它雜物，保證河道泄洪暢通。

3.2 河道護岸工程治理方案

牤牛河干流共建護岸工程1 782 m，其中榮家七組大橋至鐵路橋間治理段采用坡式雙絞格網石籠護岸，全長為644 m;十三組河北沿治理段采用坡式雙絞格網石籠護岸，全長為694 m。

鳳城市牤牛河干流現有跨河橋梁橋梁6 座，水流經過跨河橋梁時水流條件發生變化，對橋梁上下游岸坡穩定造成影響。為了保證牤牛河干流現狀跨河橋梁上下游岸坡安全，通過修建護岸工程對橋梁段上下游河道岸坡進行防護。防護的頂高程為現狀岸頂高程，護腳頂高程為現狀河底高程。工程范圍如下:河北沿大橋下游右岸防護44 m，下游左岸防護30 m;頭道河大橋下游左岸防護32 m，上游右岸防護33 m;二道河大橋下游右岸防護23 m，上游右岸防護28 m;四道河大橋下游右岸防護21 m，上游右岸防護26 m。鐵路橋上下游均為山體，故不予防護。

4 主要建筑物設計內容

本次重點山洪溝治理工程位于鳳城市牤牛河，根據河道現狀情況，確定本次治理段位于牤牛河干流榮家七組大橋下游至鐵路橋段、十三組段及支流七組、五組、三組及一組段，共治理河道7 段，治理河心長度為5 891.9 m。其中牤牛河干流治理長度為1 341.9 m，支流A 寺院溝(朱家坎子)治理長度為1 000 m，支流B 淌石背治理長度為1 700 m，支流D榮家坎子治理長度為450 m，支流E 大陽溝治理長度為950 m，支流F 治理長度為450 m。包括河道清淤工程及護岸工程等部分。

河道清淤工程:對牤牛河干支流進行河道清淤工程，清淤總長度為3 967.9 m。

垂直護岸工程:支流A 寺院溝(榮家坎子)治理段及支流E 大陽溝治理段，實測河道兩岸高程與10 a一遇防洪水位相差較大，而且岸后空間小，現有道路即在河岸邊，如修建坡式護岸將破壞現有逃生道路，需修建垂直護岸。其中支流A 垂直護岸建設長度為764 m，為漿砌石垂直護岸;支流E 垂直護岸建設長度為837 m，為雙絞格網石籠垂直護岸［2］。

岸坡護岸工程:對洪水威脅村莊較大段河道進行護岸工程處理及跨河橋梁段河道上下游岸坡護岸工程處理，總長度為5 597 m。

5 河道清淤工程設計

河道清淤工程以清除河道內的阻塞，恢復河道的過水斷面，保障水流的順暢，提高河道的行洪能力為主要目標。經現場勘查，牤牛河支流A 寺院溝(朱家坎子)治理段、支流B 淌石背2#農用橋上游段、支流D 榮家坎子治理段、支流E 大陽溝治理段及北陽溝治理段，碎石以及雜物等較多，部分碎石堆積在岸邊，逐年增加侵占河道，已經影響了河道的行洪，局部河道深度不足1 m，部分河道無明顯岸坎。牤牛河干流河北沿段主河道內淤積明顯，導致河床抬高，汛期水位隨之抬高，威脅十三組逃生道路的安全及耕地安全。綜上，需對上述河段進行河底清淤，清除河道內的毛石、碎石及其它雜物等進行清理疏挖，擴大行洪斷面，調整局部河道比降。

海藻酸鈉和酪蛋白的帶電性質相同，原先形成的包裹結構破壞，微乳逐漸轉變為分散的溶液狀。整體而言，海藻酸鈉修飾能夠顯著提高丁香酚微乳的pH穩定性。

6 垂直護岸工程設計

根據河道現狀情況及本次工程任務，提高重點村屯的防洪標準，延長村屯段遇險的逃生時間，局部河道不適合采用坡式防護型式，同時考慮到清淤后岸腳穩定及岸后的防護對象，更適合于垂直防護。本次河道垂直護岸工程總長度為2 685 m。

7 岸坡護岸工程設計

7.1 護岸型式選擇

7.1.1 坡式護岸

1)干砌石:

干砌石護岸施工簡單方便，同樣具有對基面坡面不均勻沉降及塌陷適應性強的優點，但是同時具有施工標準和質量不容易控制、易遭受破壞以及抗沖刷性差等缺點。

2)漿砌石:

漿砌石雖然抗沖刷性強、岸坡穩定美觀，但是生態性能差，不利于生態型河道的建設。

3)土工模袋混凝土面板:

土工模袋混凝土面板是由灌入模袋內的混凝土凝固后形成的一種剛性面板護岸，可使堤岸避免水流的直接淘刷。具有抗沖能力強、成本低、不需要模板、機械化施工程度高、可適用于各種地形鋪筑和無需鋪設反濾層等優點。但是不能夠滿足河道美觀和生態建設的需求［3］。

4)雙絞格網石籠:

雙絞格網石籠屬于柔性防護結構，既可以適應河床的變形，又可以適應地基的不均勻凍脹，有較強的抗沖刷性能，能有效起到防護效果，同時可以迅速沉積土壤，促進植被生長，對河流生態基本沒有影響，而且雙絞格網石籠造價較低，且施工方便，受氣候干擾小，可以進行水下施工，抗腐蝕性強，使用壽命較長。

7.1.2 垂直護岸

7.1.2.1 直立式漿砌塊石

傳統形式的漿砌石垂直防護屬于硬性護岸形式，穩定性和強度均較好，抗沖性能強，外形美觀，能夠充分利用河道有效寬度。但是投資和后期維護費用均較高，受地基影響較大，不能夠滿足河道生態建設的要求。

7.1.2.2 立式混凝土空箱

直立式混凝土空箱護岸是一種新型的結構形式?；炷量障溆?40#混凝土預制，80#水泥砂漿砌筑，箱內填以實土?？紤]到抬運和砌筑方面，預制件不宜過大。這種型式外形美觀，穩定性較好，砌筑方便，造價低，適用于沒有大量石料的地區，但是水泥用量較多，易于受到凍脹影響，后期維護費用較高。

7.1.2.3 雙絞格網石籠

雙絞格網石籠擋墻屬于柔性護岸形式，具有很好的柔韌性、透水性、耐久性以及防浪能力等優點。由于它的結構能進行自身適應性的微調，能夠適應河床的變形和地基的不均勻凍脹，整體結構不會遭到破壞，具有一定的穩定性;透水性較好，可以減少墻體后的地下水壓力，同時能夠滿足護岸在生物、環境方面的需求。施工方便，受氣候干擾較小，且適宜于機械化操作。但是對變形要求較高的承力結構和對防滲要求較高的結構均不適應。經過方案比選及現有護岸運行情況，本次工程護腳多采用雙絞格網石籠護岸型式。本次河道護岸防護總長度為2 077 m(除生物防護除外)。

7.2 護岸工程縱向設計

本次護岸工程主要采用平順護岸，根據河道現狀情況及保護對象的重要確定河道的護岸形式。本次設計護岸形式主要有1∶2.0坡式雙絞格網石籠護岸、垂直石籠護腳。護岸形式的選擇即保證了河道岸坡穩定，確保了防洪安全的同時，又能夠滿足生態型河道的建設。

7.3 石籠垂直護腳結構設計

7.3.1 基礎埋深確定

對于石籠垂直護腳的結構采用雙絞格網石籠搭接的形式。根據《水工擋土墻設計規范》(SL379—2007)4.2.8 條，若沒有水平防護護腳時，垂直護岸墻趾埋深宜為計算沖刷深度以下0.5 ～1.0 m，墻趾埋深宜為墻前地面以下0.5 ～1.0 m。因此按照計算沖刷深度，雙絞格網石籠垂直護腳的基礎埋深為設計河底以下1 m。

7.3.2 垂直護岸頂寬及邊坡

采用兩層雙絞格網石籠搭接的方式，埋深的頂部高程為清淤設計河底，每層雙絞格網石籠厚均為1.0 m。雙絞格網石籠垂直護岸頂寬為1.0 m，底部雙絞格網寬度為1.5 m。層與層之間兩側相差0.5 m。

7.3.3 岸坡頂高程

石籠垂直護腳上部做生態護坡，生態護坡頂高程為現狀岸坎高程。

7.4 坡式護岸結構設計

本次護岸工程對于重點村屯段，岸坡沒有任何工程措施的河段，采用坡式雙絞格網石籠護岸。既保證了河道岸坡穩定，確保了防洪安全的同時，又能夠滿足生態型河道的建設。此次共建坡式護岸2 077 m。

7.5 生態護岸工程設計

本次護岸工程對于農田段，岸坡岸坡沒有任何工程措施，并且岸坡植被較少的河段，采用生態護岸形式。河道清淤后在岸坡及岸上種植適于當地生長的杞柳，行間距0.6 m ×0.6 m，每穴兩株，灌木中間撒播草籽。既保證了河道岸坡穩定，又能夠滿足生態型河道的建設。

7.6 橋梁段上下游岸坡防護工程設計

鳳城市牤牛河干流現有跨河橋梁橋梁6 座，水流經過跨河橋梁時水流條件發生變化，對橋梁上下游岸坡穩定造成影響。為了保證牤牛河干流現狀跨河橋梁上下游岸坡安全，通過修建護岸工程對橋梁段上下游河道岸坡進行防護，總防護長度為237 m。防護的頂高程為現狀岸頂高程，護腳頂高程為現狀河底高程。岸坡防護厚度為0.3 m厚，護角尺寸為1.0 m×1.0 m。

［1］方永慶. 我國山洪溝治理模式探索［J］. 中國防汛抗旱，2013(02):15－18.

［2］李萍，詹曉. 駐馬店市確山縣碾盤溝治理工程設計要點［J］. 河南水利與南水北調，2012(24):8－9.

［3］何秉順，黃先龍，張雙艷. 山洪溝治理工程設計要點探討［J］. 中國水利，2012(23):13－15，36.