章丘九龍灣小型河道治理工程設(shè)計(jì)分析

謝 翔，于 苗，李 棟

（濟(jì)南綠軒工程咨詢有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

九龍灣為典型的季節(jié)性山洪河道，隸屬于濟(jì)南市章丘區(qū)境內(nèi)西巴漏河的一條重要支流，全長15.1 km，其中流經(jīng)文祖街道辦河段存在河道淤積、水土流失嚴(yán)重等問題，不能滿足行洪要求。為保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、防止水土流失范圍擴(kuò)大，相關(guān)部門決定對該段河道進(jìn)行生態(tài)綜合治理，長度共計(jì)630 m，主要治理措施包括：河道清淤防滲和邊坡加固。設(shè)計(jì)工期2個(gè)月，工程完成后要求河道達(dá)到20年一遇的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

1 河道清淤施工設(shè)計(jì)

本工程河道屬于中小型河道，通過實(shí)地考察，結(jié)合施工期較短且為春季，雨水較小，因此決定采用排干清淤中的直接挖除法施工。

在干挖清淤施工設(shè)計(jì)中，為降低施工影響，在河道兩側(cè)20 m外設(shè)置擋板。為滿足施工需要，在原河道兩側(cè)各建一條6 m寬的臨時(shí)便道，使用石渣鋪設(shè)；為降低淤泥含水影響，在河道中心沿河流方向挖一道寬2 m、深1 m的排水溝，隨著清淤作業(yè)，排水溝自然消失。本項(xiàng)目采用“機(jī)械+人工”清淤方法，即利用兩臺挖掘機(jī)挖除大部分淤泥，每臺挖掘機(jī)配備兩輛自動(dòng)裝卸汽車，人工清除死角處。設(shè)計(jì)從治理河段中間位置分頭開挖，首先將淤泥倒運(yùn)至河堤晾曬2~3 d，期間翻曬1~2次，之后汽車運(yùn)至6 km處的河灘荒地并作平整處理[1]。

2 邊坡加固設(shè)計(jì)

2.1 河堤高程驗(yàn)算

堤頂高程是河道過流防洪能力的主要參數(shù)，其中堤頂超高Y計(jì)算見（1）式[2]，九龍灣文祖街道辦段底寬16 m，邊坡高度3 m，坡度1∶3，設(shè)計(jì)水深2 m。結(jié)合公式和數(shù)據(jù)求得九龍灣河道參數(shù)，詳見表1所示，由此可知堤頂高程滿足泄洪要求，無需加高。

式中：A為安全加高，取值1.0 m；Rp為累計(jì)頻率為p的波浪爬高；e為設(shè)計(jì)風(fēng)壅增水高度，取值0.02 m。

表1 九龍灣河道參數(shù)計(jì)算表

2.2 邊坡抗滑穩(wěn)定性及河道沖刷深度分析

1）抗滑穩(wěn)定性分析。本工程設(shè)計(jì)采用“圓弧滑動(dòng)法”來分析邊坡的抗滑穩(wěn)定性，根據(jù)畢肖普法計(jì)算河堤邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)[3]，計(jì)算結(jié)果見表2，由表2知邊坡滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)滿足要求。

表2 邊坡抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表

2）河道沖刷深度分析。河道沖刷深度是邊坡加固的重要參數(shù)[4]，通過計(jì)算可知在設(shè)計(jì)頻率20%時(shí)，一般沖刷深度為0.51 m；局部沖刷深度為0.12 m；沖刷總深度為0.63 m。

2.3 邊坡加固方案及施工

2.3.1 加固方案確定

經(jīng)實(shí)地考察分析，適合本項(xiàng)目河道邊坡的加固技術(shù)有“格賓石籠護(hù)腳+生態(tài)護(hù)坡”和“澆筑混凝土護(hù)腳+生態(tài)邊坡”兩種方案（見圖1、圖2）[5]。其中“格賓石籠護(hù)腳”方案相對另一種方案具有施工簡單、快速，成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此本項(xiàng)目最終采用“格賓石籠護(hù)腳+生態(tài)護(hù)坡”加固方案。

圖1 格賓石籠護(hù)腳+生態(tài)護(hù)坡

圖2 澆筑混凝土護(hù)腳+生態(tài)邊坡

2．3．2 格賓石籠邊坡護(hù)砌施工

1）格賓石籠制作。本項(xiàng)目所用格賓籠是由低碳鍍鋅覆塑鋼絲經(jīng)機(jī)械編織成六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)制成的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)，其網(wǎng)格尺寸為8 cm×10 cm，所使用的鋼絲規(guī)格見表3示。格賓石籠內(nèi)填料容重要求達(dá)到18～19 kN/m3，填石為30 MPa以上硬質(zhì)巖質(zhì)塊石或卵石，粒徑為100～250 mm。

2）格賓石籠砌筑施工。本項(xiàng)目格賓石籠砌筑施工要求如下：

表3 格賓籠鋼絲規(guī)格

（1）形狀規(guī)則、絞合牢固，所有豎直面板上邊緣在一水平面上并且確保蓋板邊緣能夠與面板上端水平邊緣絞合。

（2）填充石料必須同時(shí)均勻向同層各箱格內(nèi)放入填充料，不能將單格網(wǎng)箱一次性投滿。

（3）填料施工中，應(yīng)控制每層投料厚度在33 cm左右，一般1 m高網(wǎng)箱分3～4層投料為宜。

（4）依土壤、氣候和景觀要求，做好植被草種或灌木的選擇，網(wǎng)箱封蓋后，空隙處填滿壤土，頂部填滿高約5 cm壤土。

（5）為防止回填砂礫流失，格賓擋墻后必須設(shè)置無紡?fù)凉げ迹?guī)格250～300 g/m2，施工折邊不小于0.3 m。

3 結(jié)論

九龍灣文祖街道辦河段經(jīng)綜合治理后，泄洪和排澇指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，且河道兩岸護(hù)坡進(jìn)行了加固和生態(tài)治理后，環(huán)境大為改觀，相關(guān)部門也加強(qiáng)了環(huán)保檢查，附近居民的自我環(huán)保意識增加，達(dá)到了治理目的。治理實(shí)踐證明：在小型河道工程治理中，首先要結(jié)合工程實(shí)際情況，因地制宜地制定施工方案，另外還應(yīng)做到防治結(jié)合，以避免工程反復(fù)出現(xiàn)同樣的問題。