大中型灌區渠道護砌的方案比選

薛培培 李享鴻 郭 磊 程陽宇

（宿遷市水務勘測設計研究有限公司 宿遷 223800）

1 工程概況

1.1 基本情況

新北干渠為新北灌區的骨干灌溉渠道，全長7.8km，由西向東貫穿整個灌區，主要的灌溉范圍位于干渠以北，干渠以南亦有零星農田從干渠引水灌溉。目前新北干渠205 國道以東已完成襯砌，205 國道以西段現狀仍為土質渠道，現狀存在邊坡坍塌、河道淤積等問題，影響渠道正常輸水灌溉。新北干渠沿線多為粉土、粉質黏土，土質較差，水土流失嚴重，為減少水土流失，維護水生態安全、改善水體環境，以“水安全、水環境、水景觀、水文化、水經濟”協調發展為設計思路，著力構建集防洪排澇、水生態、水環境、水景觀為一體的水環境體系，針對渠道沿線水力條件及土質特點，對新北干渠進行生態護砌。

1.2 工程地質

鉆探深度范圍內的土層可分為7 個工程地質層，各層土的滲透系數及堤防設計參數見表1。

1.3 現狀邊坡穩定復核

新北干渠沿線多為粉土、粉質黏土，土質較差，邊坡為1︰2.5。采用河海大學研發的autobank7.6軟件（選用瑞典法）復核現狀斷面的安全。選取設計水位驟降期復核，臨水側水位由設計水位經過2天下降1.5m，背水側水位按附近地面以下1.0m 取值。在此工況下抗滑系數均小于允許值，不滿足規范要求。抗滑穩定計算示意圖見圖1。

2 護砌方式的選擇

針對新北干渠工程特點，現將石籠墻護砌、重力式擋土墻護坡、混凝土+聯鎖塊護坡三種護砌形式進行比選。

方案一：石籠墻護砌

石籠護砌形式：石籠規格分別為4.0m×2.5m×0.3m（長× 寬× 高）、4.0m×2.0m×1.0m（長×寬×高）、4.0m×1.0m×1.0m（長×寬×高）、設計墻頂高程8.55～8.12m，擋土高度2.30m。墻頂以上邊坡采用播撒狗牙根草籽護坡，同時為防止石籠墻前面坡面水流沖刷，提高河坡的抗沖性能，在坡面處采用10%水泥土對坡面深度20～30cm 范圍內進行土質改良，具體設計斷面見圖2。

表1 各層土的滲透系數及堤防設計參數表

方案二：重力式擋土墻護坡

采用2.3m 高擋土墻擋土，擋土高度2.3m，擋土墻底板厚0.3m。墻頂以上邊坡采用播撒狗牙根草籽護坡，同時為防止石籠墻前面坡面水流沖刷，提高河坡的抗沖性能，在坡面處采用10%水泥土對坡面深度20～30cm 范圍內進行土質改良，具體設計斷面見圖3。

方案三：混凝土+聯鎖塊護坡

混凝土+聯鎖塊護坡：設計水位以下采用現澆混凝土護坡，護砌厚度為10cm，邊坡系數為1︰3.0，設計水位以上采用聯鎖塊，聯鎖塊厚8cm，聯鎖塊下設5cm 瓜子片和土工布一層。采用混凝土護坡與生態護坡相結合的護砌方式，混凝土護坡每隔200m設置一道20m 生態護坡，具體設計斷面見圖4。

圖1 現狀渠道驟降期抗滑穩定計算圖

圖2 石籠墻護砌標準斷面圖

圖3 重力式擋土墻護砌標準斷面圖

根據上述三種方案的自身特點，該工程從施工難度、抗沖能力、景觀效果、占地、后期養護等方面進行了比較，具體比選情況見表2。

經比選可知：方案二投資比較大，無透水性，不利于水生動植物生存，對渠道生態系統影響較大，景觀效果較差。方案三投資最少，對生態系統影響較小，但是新北干渠土質較差，采用autobank7.6 計算邊坡穩定，在邊坡滿足1︰3 的情況下才穩定，需要擴挖河道占地，新北干渠緊鄰道路，沒有條件擴挖河口。方案一采用石籠擋墻護砌。石籠擋墻為全透水結構，可實現水土交換，提供了植物、動物的生存空間，生態效果好。該方案主要優點是適應地基變形能力強，施工工藝簡單，投資較省，耐久性能達到50年以上，同時工程實施后，可縮窄原梯形渠道河口占地面積，減緩邊坡，有效地改善現狀水土流失問題，保障渠道安全運行。經綜合比選，本次推薦方案一。

3 結語

圖4 混凝土+聯鎖塊護砌標準斷面圖

表2 護砌比選方案對比表

格賓石籠護坡防治要求：一是要滿足防洪抗沖標準要求，構建結構穩定、抗沖刷的護岸結構；二是河流護岸需滿足岸坡生態平衡要求，構建能透水、透氣、適合植物生長的生態防護平臺，建立良性的河岸生態系統。

格賓石籠護坡技術主要圍繞三個方面：（1）與傳統護坡技術的結合；（2）與土工合成材料的結合；（3）基質研發和施工方式的創新。這三個技術方向不同程度上將生態的理念引入到河道岸坡防護中，充分發揮植被的固土護坡以及防沖刷功效，同時為動植物和微生物提供生存空間，為人類提供河岸休閑景觀空間■