老口航運樞紐庫區新灣村防護工程方案比選

劉惠娟

（廣西水利電力職業技術學院，南寧 530023）

1 工程概況

老口航運樞紐是一座以航運、防洪為主，結合發電，兼顧改善南寧市水環境等效益的水資源綜合利用工程，對于實現右江III級航道目標和實施郁江流域防洪規劃至關重要。樞紐壩址位于左江和右江匯合口下游4.7 km的郁江上游河段上，水庫總庫容25.87 億m3，正常蓄水位為75.5 m，設計洪水位為84.33 m，校核洪水位為85.49 m，死水位為75.0 m。通航標準為III級，代表船型為2×1000 t級頂推船隊及1000 t 級貨船；電站裝機5×30 MW，多年平均發電量639.8GW·h，裝機年利用小時4265 h。主要建筑物有船閘、電站廠房、泄水壩、攔河壩、魚道、副壩等。

2 防護工程必要性

工程地質勘察報告表明，老口航運樞紐庫區扶綏縣新灣村段岸坡位于左江左岸的凹岸，常年經受水流沖刷，已存在不同程度的坡頂開裂和塌岸問題；天然岸坡中雖然大部分為穩定岸坡，但仍存在局部植被不發育、坡度較陡和地基屬多層結構（Ⅲ）類型的不穩定岸坡。在老口航運樞紐水庫蓄水后，由于水位壅高、水文地質條件改變、水面面積擴大、風浪增大以及庫水位漲落頻繁等因素影響，庫岸坍塌現象極易加速發展和惡化。為了保護庫區兩岸村民生命財產安全，有必要對庫區坍岸開展防護工程。

3 防護工程方案

根據《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）[1]、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2017）[2]，老口航運樞紐扶綏縣新灣村的塌岸防護工程等別定為Ⅴ等，建筑物級別為5 級。根據坍岸岸坡整治處理規劃，整治處理范圍從新灣村抽水泵站起至順流向往下游約500 m 處，在水庫蓄水前對河岸采取防護措施對其進行防護，以增加該段河岸的穩定和抗沖刷能力。

3.1 水位變動區護坡形式比選

坍岸防護的高度范圍擬定為水庫水位變動區（水庫最低運行水位回水線與水庫正常蓄水位75.5 m 回水線加超高之間的區域）。為了保證該區的邊坡具有可靠的穩定性，擬采用的護坡形式預選方案有兩種，方案A：鋼絲網石籠護墊護坡（厚0.3 m）＋土工布；方案B：現澆C15混凝土（厚0.2 m）+反濾料（厚0.15 m）。方案A 和方案B 的土建投資分別為115.04 元/m2和113.2 元/m2，即方案A 較方案B 每平米單位投資多1.84 元，但方案A 屬于生態護坡，能較好地與周邊環境相協調，體現人與自然相和諧理念，有助于邊坡的長期穩定和生態發展。故綜合考慮經濟成本和生態理念的原則，本次設計中護坡形式的選擇推薦采用方案A，即鋼絲網石籠護墊護坡（厚0.3 m）＋土工布。

3.2 護岸防護方案的比選

根據《中國水利百科全書水利規范分冊》，考慮老口航運樞紐的實際地形、地質條件，可選用的固坡方案分別有“削坡方案”和“壓坡方案”兩種，并結合水位變動區護坡工程的內容對庫區進行坍岸防護處理。

3.2.1 方案一：削坡方案

方案一通過拆除岸頂臨河側原有房屋和挖除部分巖體，實現岸頂荷載減少和岸坡坡度減緩，從而達到邊坡穩定的目的。防護段總長度為460 m，水位變動區采用“重力式混凝土擋墻護腳+鋼絲網石籠護墊護坡”進行防護，水位變動區以上區段則采用植物護坡進行防護。防護典型剖面見圖1。

圖1 方案一護坡典型剖面圖

坡腳混凝土擋墻[3]高2 m（墻頂高程為72.50 m，墻底高程70.50 m），墻頂寬1 m，墻背坡比1∶0.5，擋墻內設置Ф75的PVC排水管；由于擋墻基礎位于灰色黏質粉土層，故在基礎外側設鋼絲網石籠護腳以防止洪水沖刷。擋墻頂高程至水位變動區按1∶2.5進行削坡，并按方案A進行防護。斜坡護墊頂部高程為80.0 m，該處設有3 m寬平臺，平臺高程以上按上述比例進行削坡。考慮新灣防護段處于左江凹岸，洪水淘刷嚴重，在平臺頂部高程以上區段采用種植具有固土防沖刷功能的香根草進行防護。

對岸頂原有道路進行改建，并在臨河側設排水溝；將樁號0+365 m、0+420 m 兩處原有下河階梯進行拆除重建，并在樁號0+75 m、0+240 m位置新建兩處寬為3.4 m的混凝土結構下河碼頭。

3.2.2 方案二：壓坡方案

方案二則保留了岸頂臨河側原有房屋，通過對邊坡進行壓坡的方式使邊坡達到穩定。防護段長度為450 m，采用“塊石及土方回填壓坡結合上部鋼絲網石籠斜坡護墊”對水位變動區進行防護，水位變動區以上區段則采用植物防護。防護典型剖面見圖2。

圖2 方案二護坡典型剖面圖

為保證岸坡穩定及防止洪水沖刷基礎，擬采用以下設計：在73.5 m 高程以下區段，采用干砌塊石壓腳（施工水位以下為水下拋填塊石），壓腳平臺寬度為5 m，設計坡比為1∶2；在73.5～80 m高程區段，采用土方回填壓坡，并采用方案A 進行護坡；在80 m高程以上區段，基本維持原岸坡坡比，采用“砼網格梁+種植香根草”的防護措施以解決新灣防護段洪水淘刷嚴重的問題。

方案二無需對原有道路進行改建，僅將樁號0+365 m、0+410 m 的兩處原有下河階梯進行拆除重建，并在樁號0+75 m、0+230 m 位置新建兩處寬為3.4 m的混凝土結構下河碼頭。

3.2.3 護岸防護方案比選

（1）工程安全性。經計算，兩方案的水位變動區護岸頂與岸底高程、護岸結構設計和岸坡整體抗滑穩定均滿足規范要求，兩種方案均可保證本岸坡防護工程的安全可靠。

（2）工程經濟性。經計算，削坡方案和壓坡方案的總投資分別為1 775.25 萬元、1 280.29 萬元，壓坡方案的總投資較削坡方案的總投資少496.96 萬元，工程總投資可減少約28%。其中，壓坡方案的建筑工程投資較削坡方案的建筑工程投資多544.67 萬元，但其拆遷用地投資較削坡方案拆遷用地投資少1 138.77萬元。

（3）工程可行性。削坡方案具有施工方便、施工工期較短的優點，但該方案需搬遷當地居民，移民安置將給當地居民的生產生活帶來極大不便和影響。壓坡方案雖然存在施工難度較大和施工工期較長的缺點，但該方案無需搬遷居民，可在提高岸坡安全性的同時保障當地居民能夠安居樂業。

綜合考慮，在確保工程安全的前提下，以增進人民福祉為目的，確定本工程采用壓坡方案作為推薦方案。

4 結語

老口航運樞紐庫區新灣村防護工程通過生態護岸方式實現了庫區岸坡穩定，對保障老口航運樞紐經濟的順利發展和兩岸人民群眾的人民財產安全具有重大意義，是一項惠民生的新農村建設亮點工程，得到當地民眾廣泛稱贊。本文針對老口航運樞紐庫區新灣村局部庫岸的可能塌岸問題，基于庫區兩岸的實際自然條件與工程綜合指標，對防護工程設計方案進行比選，推薦該防護工程的水位變動區護坡形式和護岸防護方案分別選用“鋼絲網石籠護墊護坡（厚0.3 m）＋土工布”方案和壓坡方案。

（責任編輯：劉征湛）