高權(quán)

（山西省三門峽庫區(qū)管理局，山西 運城 044000）

三門峽庫區(qū)治理工程探析

高權(quán)

（山西省三門峽庫區(qū)管理局，山西 運城 044000）

分析了三門峽庫區(qū)基本情況，針對三門峽庫區(qū)蓄清排渾特殊運用方式下，對多年治理過程中不同河段采用的治理和防護的方法和措施進行了簡要分析。通過治理，對改善和穩(wěn)定河勢起到了很好的作用，同時可防止灘岸坍塌，保護沿岸村莊道路碼頭引水站安全。該治理方法可供以后該段及相似河道的治理參考借鑒。

水庫治理；河段防護；三門峽庫區(qū)

1 三門峽庫區(qū)概況

黃河三門峽庫區(qū)潼關(guān)至三門峽大壩段（簡稱潼三段）,河道長113.5km，位于陜、晉、豫三省交界處，左岸有山西省芮城縣和平陸縣，右岸有陜西省潼關(guān)縣和河南省靈寶市、陜縣、湖濱區(qū)。三門峽水庫修建前，潼三段屬山區(qū)峽谷型河段，水庫蓄水運用后，泥沙淤積嚴(yán)重，老河床不復(fù)存在。水庫于1973年底開始采用“蓄清排渾”調(diào)水調(diào)沙控制運用，在來沙少的非汛期蓄水防凌、春灌、發(fā)電；汛期降低水位防洪排沙，把非汛期淤積在庫內(nèi)的泥沙調(diào)節(jié)到汛期，特別是洪水期出庫。潼三河段上段受蓄水影響小，絕大部分處于河道狀態(tài)，河床沖淤變化劇烈，河勢游蕩多變，上提下挫，坐灣淘刷，塌岸嚴(yán)重。庫周兩岸多由第四紀(jì)黃土類土組成，土質(zhì)松散，抗沖能力差，主流變化頻繁，在水流、波浪的沖擊下，經(jīng)常發(fā)生塌地、塌村、塌揚水站等塌岸現(xiàn)象。

2 庫區(qū)河段劃分

根據(jù)三門峽水庫非汛期不超過318m運用的控制條件，將庫區(qū)分成自然河道段、過渡段和庫區(qū)段，各庫段特性如下。

2.1 自然河道河段

黃淤41斷面—黃淤30斷面，河段長45.6km，非汛期該段受水庫蓄水影響較小，汛期庫區(qū)敞泄排沙，沖淤變化較大，主槽寬淺，河勢變化頻繁，為自然河道段。該庫段岸距平均3.46km，最大灘岸間距在黃淤32斷面處,為5.7km,主槽寬1.07km，灘地寬2.39km，河槽比降2.33‰。有8個彎道，彎道半徑大，送流段長，最長10km。

2.2 過渡段

黃淤30斷面—黃淤22斷面為過渡段，河段長25.58km，非汛期水庫蓄水具有水庫特點，為主要淤積區(qū)；汛期水庫降低庫水位運用，又具有河道特點，河道發(fā)生沖刷。該庫段岸距平均3.45km，最大灘岸間距在黃淤29斷面處，為5.7km，主槽寬0.69km，灘地寬2.76km，河槽比降2.59‰。有10個彎道,彎道半徑較大，送流段較長，最長4km。

2.3 庫區(qū)段

黃淤22斷面—大壩為水庫段，河段長42.28km，為典型的庫區(qū)段。該庫段已形成高灘深槽式的單一河勢，主槽相對穩(wěn)定。汛期中小洪水一般不出槽，非汛期受蓄水的影響，風(fēng)浪對高岸上掏刷。該庫段岸距平均2.05km，最大灘岸間距在黃淤18-19斷面處，為3.8km，主槽寬0.55km，灘地寬1.5km，河槽比降2.5‰。有14個彎道，彎道半徑小，送流段短，最長3.8km。

3 工程類型及布置形式

根據(jù)潼三段河道特性，上段（黃淤30斷面以上，長45.64km）采取河道整治方法進行治理。上游河道狀態(tài)與黃河下游類似，沖淤變化劇烈，河勢游蕩多變。借鑒黃河下游的成功經(jīng)驗，選用了微彎治理方案，從近期實施效果來看，微彎治理方案基本上符合該河段的實際情況。

庫區(qū)工程按工程作用可分為控導(dǎo)工程和護岸工程（防沖工程、防浪工程、雙防工程）?？貙?dǎo)工程主要用于庫區(qū)中上段，為了控制河流來回擺動，使河勢有規(guī)律的發(fā)展變化，能夠起到迎送流的作用，按河道規(guī)劃治導(dǎo)線布置工程。護岸工程主要防止灘岸坍塌而修筑的工程，其中防沖工程是為防止主流沖刷造成坍塌而修建的工程，防浪工程是為防止蓄水期防浪拍擊造成庫岸坍塌而修建的工程，雙防工程是兼有防沖防浪兩種功能的工程。

工程平面布置形式及斷面結(jié)構(gòu)型式

3.1 平面布置形式

河道整治工程可分為凸出型、平順型和凹入型。凸出型和平順型不能控制流向，因而其控導(dǎo)河勢的效果較差，而凹入型工程不但能適應(yīng)不同的來溜方向，而且導(dǎo)流送流能力強，能很好地控制河勢，因而是比較理想的平面布置形式。

工程控導(dǎo)由丁壩、垛、護岸等一種或幾種組成，壩頭連線選用凹入型。為改善河勢起到送流作用，一般采用丁壩，丁壩采用下挑式，壩頭為圓頭形，為適應(yīng)潼三段上段河勢游蕩多變的特點，選用短丁壩，小間距的布置形式，丁壩長100m，壩間距100m，丁壩在迎水面距壩根30m處開始裹護，至壩圓頭下跨角以下，裹護長度100m。在岸線與工程線大體一致及壩間流勢變化大時建設(shè)護岸，護岸迎水坡全裹護，以防水流淘刷。為穩(wěn)定現(xiàn)有河勢，防止河勢后退，可采取垛壩，垛的軸線長度較丁壩短，一般為10～30m，垛起迎托水流，消減水勢的作用，庫區(qū)為雁翅壩。

護岸一般工程采用就岸護岸型式。在受主流頂沖強烈、庫岸沖刷嚴(yán)重的地段布置防沖工程；在地勢陡峻、土質(zhì)較差受蓄水風(fēng)浪淘刷、拍擊嚴(yán)重地段布置防浪工程。

3.2 斷面結(jié)構(gòu)

控導(dǎo)工程和防沖工程結(jié)構(gòu)斷面基本一致，根據(jù)工程位置可分為水中進占和旱地施工。

水中進占：用編織袋土枕進占，進占體頂寬3m，迎水坡邊坡1∶1.3，背水坡邊坡1∶0.5，高出施工水位1m；壩體采用壤土填筑，頂寬10m，裹護部分邊坡1∶1.3，非裹護部分1∶2，采用鉛絲石籠及散拋石裹護，裹護頂寬1m(水平寬度)，外坡1∶1.5，內(nèi)坡1∶3。

在水大流急的情況下，為保證占體填料少流失采用散拋石和籠石做占體進占體，頂寬4.0m，臨、背水坡1∶1，背水坡1∶0.5，頂部高程超施工水位0.5m。迎水面裹，護體與土壩體間鋪設(shè)水平厚度0.3m的碎石墊層或一層土工布上鋪0.2m的碎石。土壩基背水坡采用土工包防護，裹護體與土壩體頂齊平，頂寬1m，內(nèi)外坡均為1∶2。連壩壩頂寬15m（含迎、背水面裹護體寬度），迎水面邊坡1∶1.3背水面邊坡1∶2，采用壤土填筑。土壩基背水坡采用土工包防護。從實際應(yīng)用情況，散拋石籠石較編織袋裝土進展投資稍大，但穩(wěn)定性較好，抗沖刷能力強，占體本身施工后又可作為預(yù)拋石護底，容易適應(yīng)河床變形，從而達到了減少工程初期遇水易出險的不利狀況。

旱地施工：壩岸前挖槽深2m，底寬5m，槽內(nèi)預(yù)擺鉛絲籠，預(yù)留沖刷，其他尺寸同水中進占結(jié)構(gòu)。這種形式能很好地預(yù)防灘岸坍塌后退引起河勢及邊界條件發(fā)生變化后再采取措施布置工程的被動局面。

防浪工程以解決風(fēng)浪淘刷侵蝕為主，結(jié)合工程所在地的現(xiàn)狀地形、地質(zhì)情況，兼顧工程管理、生態(tài)環(huán)境保護等因素，力求做到工程線平順，盡可能利用原岸線，部分岸段可裁彎取直，使堤線自然順直；結(jié)合場區(qū)地形，優(yōu)化工程線，盡可能減少投資。

潼三段現(xiàn)狀防浪工程有三種型式：干砌石護坡、漿砌石護坡、漿砌混凝土板護坡、漿砌石擋墻、混凝土擋墻。干砌石護坡適應(yīng)變形能力強，排水通透性好，布設(shè)于地形不太陡峻的填方或地質(zhì)條件較差的地段。干砌石水平寬1m，內(nèi)外邊坡均為1∶2，下襯水平厚0.3m的碎石墊層，使庫岸飽和土中的水能夠及時外排，避免失去支撐力的庫岸滑塌后退，底部設(shè)1m×1m的干砌石護腳，護腳埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。當(dāng)護坡高于10m時分級，每級設(shè)2m寬戧臺。

漿砌石護坡適應(yīng)變形能力較干砌石差，但整體性較好，對于風(fēng)浪拍擊和蓄水侵蝕有很好的防御效果，布設(shè)于地形較陡挖方地段。漿砌石垂直厚0.4～0.5m，內(nèi)外邊坡均為1∶1.5，下襯水平厚0.3m的反濾層，以利排水，底部設(shè)1m×1m的漿砌石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。并設(shè)有排水孔，以排滲水。當(dāng)護坡高于6m時分級，每級設(shè)2m寬戧臺。戧臺坡腳設(shè)0.8m×1m的漿砌石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。

漿砌混凝土板護坡和漿砌石護坡適應(yīng)條件相近，風(fēng)浪拍擊和蓄水侵蝕防御效果好，因結(jié)構(gòu)較薄沒有漿砌石耐沖擊，但比較美觀，便于養(yǎng)護，布設(shè)于地形較陡挖方地段。漿砌混凝土板采用0.5m×0.5m×0.05m混凝土板漿砌而成，內(nèi)外邊坡均為1∶1.5，下襯水平厚0.3m的反濾層，以利排水，底部設(shè)1m×1m的漿砌石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。當(dāng)護坡高于6m時分級，每級設(shè)2m寬戧臺。戧臺坡腳設(shè)0.8m×1m的漿砌石基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋于土中，以防風(fēng)浪淘刷。

漿砌石和混凝土擋土墻整體性好，抗風(fēng)浪拍擊效果好，挖填土方少，適用于地形陡峻的地段，墻高一般不超過5～6m，需布設(shè)分級擋土墻，或采用擋土墻與護坡相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式。漿砌石擋土墻頂寬0.5m，內(nèi)側(cè)垂直，外側(cè)邊坡1∶0.4，基礎(chǔ)底板厚0.5m，兩側(cè)懸臂部分，內(nèi)外側(cè)分別為0.2m和0.7m，外側(cè)下設(shè)0.5m×0.5m齒墻，埋于土中，以增加抗滑穩(wěn)定性，并可避免風(fēng)浪淘刷。為排放墻后滲透水流，在擋土墻上設(shè)排水孔，每隔一定距離設(shè)瀝青伸縮縫，以防不均勻沉陷和溫度裂縫。

另外，庫區(qū)在地形較緩，高差不大的部位鋪設(shè)一定厚度卵石護坡，也有很好的防風(fēng)浪效果。堤壩背部一般采用有草皮護坡，對工程有很好的穩(wěn)固作用。

4 結(jié)語

三門峽庫區(qū)雖然距離不長，但因其運用方式獨特，故在治理過程中要綜合多方面因素。經(jīng)多年治理，共修建工程20處，完成控導(dǎo)工程15.76km，護岸工程26.92km，其中防沖5.58km，防浪16.34km，雙防5km，對改善和穩(wěn)定河勢起到了很好的作用，同時可防止灘岸坍塌，保護沿岸村莊道路碼頭引水站安全。

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高權(quán)（1965-），男，1986年畢業(yè)于北京農(nóng)業(yè)工程大學(xué)農(nóng)田水利工程專業(yè)，高級工程師。

2016-05-17；

2016-06-18