某河道水毀修復(fù)工程設(shè)計(jì)及施工方案分析

蔣　敘

(四川省雅安水文水資源勘測(cè)局，四川 雅安 625000)

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某河道水毀修復(fù)工程設(shè)計(jì)及施工方案分析

蔣敘

(四川省雅安水文水資源勘測(cè)局，四川 雅安 625000)

摘要：隨著使用年代的增長(zhǎng)及后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作的不到位，導(dǎo)致目前很多地區(qū)的河道質(zhì)量問(wèn)題較多，遇到洪澇災(zāi)害時(shí)頻頻被毀壞，使區(qū)域人們受洪災(zāi)威脅日益增大。因此，加強(qiáng)河道水毀修復(fù)工程已成為某些地區(qū)的當(dāng)務(wù)之急。文章以四川雅安某水毀修復(fù)工程為實(shí)例，介紹并分析了關(guān)于河堤、護(hù)坡等設(shè)計(jì)及施工方案，為以后類似的工程提供了一定的參考經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：水毀修復(fù)；河堤；護(hù)坡；設(shè)計(jì)；施工

0引言

四川大部分地區(qū)位于青藏高原、四川盆地以及橫斷山脈交界區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，省內(nèi)災(zāi)害頻發(fā)，其中主要的自然災(zāi)害包括干旱、洪澇等。2013年7月8—9日，四川省經(jīng)歷1次暴風(fēng)雨天氣，造成岷江支流、沱江、涪江等多條河流超出預(yù)警水位，包括成都、德陽(yáng)、綿陽(yáng)、雅安等多地均受到洪澇災(zāi)害。地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜和境內(nèi)河流發(fā)育較多共同造成了四川地區(qū)洪澇頻發(fā)，所以加強(qiáng)河道建設(shè)工作已成為保障居民安全的重要途徑。

1工程概況

雅安市位于四川盆地西部邊緣、長(zhǎng)江上游位置。雅安自古多雨，古語(yǔ)有云“雅無(wú)三日晴”因此也被稱為“雨城”。雅安市地質(zhì)地貌條件極其復(fù)雜，地勢(shì)高差懸殊，氣候的區(qū)域性、過(guò)渡性和復(fù)雜性突出。文章介紹的河道修復(fù)工程位于雅安市蘆山縣境內(nèi)，總長(zhǎng)度約為24.5 km，其中需要進(jìn)行堤防治理的長(zhǎng)度約為10.8 km，河道平整的長(zhǎng)度約為4.6 km，預(yù)計(jì)工程總投資約為1025.0萬(wàn)元。

2工程主要存在的問(wèn)題

主要問(wèn)題有：

1)某些地段的堤防高度較小，當(dāng)遇到特大暴雨時(shí)洪水會(huì)沒(méi)過(guò)堤頂，對(duì)河堤兩側(cè)的居民、道路和農(nóng)田的安全都造成巨大威脅。

2)某些地段的河堤出現(xiàn)坍塌、懸空現(xiàn)象，很多護(hù)坡砌石脫落，而且很多迎水側(cè)護(hù)坡強(qiáng)度、防滲性都達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。部分彎曲河道段大大阻礙了洪水的排泄速度，而且也給河堤造成了很大的壓力，需要對(duì)堤線進(jìn)行必要的開(kāi)挖修改。

3河道水毀修復(fù)工程設(shè)計(jì)及施工方案分析

3.1河堤工程的修復(fù)設(shè)計(jì)及施工分析

3.1.1堤線設(shè)計(jì)原則

堤線布置是整個(gè)河道系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)，在布置時(shí)應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：

1)堤線盡可能順著河流的自然流向布置，對(duì)個(gè)別原堤線彎度較大地段進(jìn)行開(kāi)挖取直處理。

2)對(duì)迎水側(cè)的河堤進(jìn)行必要的加固加高處理，此外盡量使交通線落在河道的背水側(cè)，防止發(fā)洪水時(shí)被沖斷。

3)堤線寬度在滿足泄洪要求的前提下盡量避開(kāi)城區(qū)和耕地區(qū)域，降低占地成本[1]。

3.1.2河堤高度的確定

河堤高度是最重要的參數(shù)之一，本工程設(shè)計(jì)增大堤墻高度以對(duì)一些地段河堤進(jìn)行加高處理。而對(duì)堤頂超高的計(jì)算見(jiàn)公式1。經(jīng)過(guò)計(jì)算得出堤頂超高Y=1.25 m，設(shè)計(jì)取值為1.30m。堤墻為澆筑混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)斷面形狀為梯形，底邊長(zhǎng)度范圍在0.8～0.6 m，墻頂寬度為0.2m，示意圖見(jiàn)圖1。

Y=R+e+A

(1)

式中：Y為堤頂超高，m；R為設(shè)計(jì)波浪爬高，m，取值0.65 m；e為設(shè)計(jì)風(fēng)壅水高度，m，本設(shè)計(jì)忽略不計(jì)；A為安全加高，m，取值0.60 m。

3.1.3堤身穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

堤身的防滲性對(duì)其穩(wěn)定性有著很大的影響。由于河堤長(zhǎng)時(shí)間處于水中，水會(huì)逐漸滲入到筑堤土料中，使其中的一部分土壤逐漸達(dá)到飽和狀態(tài)，從而在堤身內(nèi)部形成一條浸潤(rùn)線。當(dāng)滲入水量超過(guò)堤身承受極限時(shí)，就會(huì)造成河堤滲漏和水土流失，進(jìn)而有潰堤的危險(xiǎn)[2]。本工程河堤的浸潤(rùn)線可根據(jù)公式(2)計(jì)算，其結(jié)果見(jiàn)下圖1中紅線所示。計(jì)算得浸潤(rùn)線系數(shù)k=0.09，而本工程河堤的承受標(biāo)準(zhǔn)為k=0.14，所以滿足安全要求。

(2)

式中：h0為下游逸出點(diǎn)高度；q為總單位寬度滲流量，m3/s.m；k為堤身土滲透系數(shù)。

圖1河堤斷面結(jié)構(gòu)示意圖

3.1.4河堤堤身施工

由于早年施工技術(shù)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)都較低的原因，目前該工程部分河段的河堤堤身強(qiáng)度不夠，密實(shí)度較低，水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，因此對(duì)其進(jìn)行開(kāi)挖回填處理。本項(xiàng)目河堤為均質(zhì)土堤，對(duì)筑堤土料有較為嚴(yán)格的限制，具體要求參數(shù)詳見(jiàn)下表1。

對(duì)土堤采用分層填筑碾壓的形式進(jìn)行施工，每層填筑厚度約為0.4～0.5 m，相對(duì)密度>0.7，壓實(shí)度應(yīng)>0.93。若土料含水量達(dá)不到碾壓要求，則要進(jìn)行必要的灑水。堤身高度達(dá)到要求后進(jìn)行人工修坡，使坡度符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(迎水側(cè)為1∶2.0；背水側(cè)為1∶1.8)[3]。堤身填筑所用到的土料一部分來(lái)自于開(kāi)挖原土料，另一部分來(lái)自于附近的山頭表皮土，主要成分是粉質(zhì)黏土并混有少量角礫石，運(yùn)距約為15 km。在對(duì)原河堤進(jìn)行開(kāi)挖時(shí)，注意原堤線的變化是否有利于泄洪排澇。此外，提前安排好土料存放位置。開(kāi)挖出的土料也要進(jìn)行必要的篩選加工處理。

在河堤堤頂建設(shè)有堤墻和小流量公路，為不影響交通，設(shè)計(jì)堤墻靠公路一側(cè)為垂直面。公路設(shè)計(jì)為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，從下到上的結(jié)構(gòu)依次為：堤基夯實(shí)土層、碎石鋪層、瀝青混凝土鋪層。為防止路面積水，公路整體向背水側(cè)傾斜，傾斜度為1.0%。

表1　堤身填筑料的物理力學(xué)指標(biāo)表

3.2護(hù)岸工程的修復(fù)設(shè)計(jì)及施工分析

3.2.1護(hù)坡設(shè)計(jì)

護(hù)坡工程起著降低堤身水流沖刷及風(fēng)化的重要作用，本工程結(jié)合河堤的實(shí)際情況，從“經(jīng)濟(jì)實(shí)用”出發(fā)，決定在迎水側(cè)和背水側(cè)采用不同的護(hù)岸形式[4]。其中迎水側(cè)受水流沖刷程度較大，要求護(hù)坡的強(qiáng)度、整體性和防滲性較強(qiáng)，因此可選用澆筑混凝土護(hù)坡、漿砌石護(hù)坡等形式，這兩種護(hù)坡的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比詳見(jiàn)下表2。通過(guò)比較，本工程在迎水側(cè)選用漿砌石護(hù)坡?？紤]到美觀及環(huán)境因素，背水側(cè)選用網(wǎng)格生態(tài)護(hù)坡形式，見(jiàn)圖2。

表2　護(hù)坡方案比較表

3.2.2護(hù)坡施工分析

砌石作為護(hù)坡的主要材料，要求質(zhì)地堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度>60MPa，最小尺寸為20×15×10(長(zhǎng)×寬×厚)[5]。漿砌石護(hù)坡采用坐漿分層砌筑法施工，共分2～3層，具體施工方法如下：在夯實(shí)的護(hù)坡基礎(chǔ)上鋪設(shè)一層水泥砂漿，厚度約為5～7 cm；之后鋪設(shè)砌石，砌石塊體間留設(shè)2 cm左右的縫隙，保證砌石塊體的穩(wěn)定；砌石鋪筑超過(guò)24h后進(jìn)行勾縫施工。待該工段的第1層砌石鋪設(shè)完成后，再進(jìn)行第2層鋪筑，其施工方法相同，但要確保兩層砌石層的勾縫錯(cuò)開(kāi)。

圖2　網(wǎng)格生態(tài)護(hù)坡

在背水側(cè)護(hù)坡基礎(chǔ)上鋪設(shè)混凝土預(yù)制塊，塊體間結(jié)合緊密，整體性和穩(wěn)定性較好，且施工速度快。在混凝土塊體內(nèi)部充填營(yíng)養(yǎng)土和草籽，之后灑水。生態(tài)護(hù)坡可充分發(fā)揮植物的固土作用，且能夠美化環(huán)境，為建設(shè)河堤公園打下基礎(chǔ)[6]。

4結(jié)語(yǔ)

河堤建設(shè)作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性項(xiàng)目應(yīng)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，該工程投入使用后河道通水順暢，能較好地應(yīng)對(duì)暴雨天氣，大大減輕了洪澇災(zāi)害對(duì)該區(qū)域居民生命財(cái)產(chǎn)的威脅，取得了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。文章詳細(xì)介紹分析了河堤水毀修復(fù)工程中堤身和護(hù)坡的設(shè)計(jì)及施工技術(shù)，可為以后類似的工程提供一定的可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]徐立凱.馬倫下段護(hù)岸工程水凌水毀修復(fù)設(shè)計(jì)方案[J].黑龍江水利科技，2015(06)：25-27.

[5]李成華.簡(jiǎn)易模袋混凝土護(hù)坡在蛟河市水毀河道應(yīng)急搶險(xiǎn)修復(fù)工程中的應(yīng)用[J].吉林水利，2013(12)：72-75.

[6]林擁軍.河道水毀工程混凝土襯砌機(jī)械化施工探究[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2015(10)：18-22.

中圖分類號(hào)：TV861

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

[作者簡(jiǎn)介]蔣敘(1966-)，女，重慶人，助理工程師，研究方向?yàn)樗乃Y源。

[收稿日期]2015-08-28

文章編號(hào)：1007-7596(2016)01-0043-03