向廣銀

（信陽市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 信陽 464000）

1 險(xiǎn)工成因分析

白露河河道總長145km，河道兩岸現(xiàn)有險(xiǎn)工22處，險(xiǎn)工段累計(jì)總長達(dá)15.60km，約占河道總長度的10.8%左右。白露河險(xiǎn)工形成的原因很多，主要有三個(gè)方面：一是白露河上游河道處多為強(qiáng)降雨多發(fā)區(qū)，洪水匯流快，并且干流無控制工程，當(dāng)上游發(fā)生暴雨時(shí)，洪水迅速下泄，流速較大，加之河道彎曲，局部河段狹窄，水流曲折滾動(dòng)凹岸極易被沖刷形成險(xiǎn)工；二是河道岸坡多為上部的重粉質(zhì)壤土、下部的中粗砂、粗砂、礫砂等構(gòu)成，土質(zhì)粘性較差，抗侵蝕能力較弱，在大洪水的浸泡下，岸坡土質(zhì)松軟，粘性降低，下部的砂質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，不均勻，抗沖刷能力較差，隨著洪水的快速退去，河岸坡腳極易被沖刷掏空，河岸懸空、失穩(wěn)，導(dǎo)致坍塌，形成險(xiǎn)工；三是現(xiàn)狀河道主流離堤岸較近，水流對(duì)堤岸影響較大，由于砂質(zhì)抗沖刷能力較差，在河水沖刷和退水時(shí)地下水滲流共同作用下，岸坡易形成塌岸，影響岸坡穩(wěn)定。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，此次治理的22處險(xiǎn)工，多位于河道迎流頂沖地段或者現(xiàn)狀河道主流離堤岸較近處，其中部分險(xiǎn)工未治理過，其余各處均為老險(xiǎn)工加長或者已治理過的險(xiǎn)工坡腳拋石流失、基礎(chǔ)被沖毀、坡面護(hù)砌下部沿線塌陷、在護(hù)砌段上下游形成新的險(xiǎn)工等。

2 工程措施

2.1 工程布置

險(xiǎn)工布置遵循以下原則：①防護(hù)線路盡量順?biāo)鞣较?，和堤岸走向一致，并保持平滑順直，使洪水下泄順暢。②兼顧左、右岸的利益，避免過分挑流或者發(fā)生漩渦。③兼顧上、下游利益，與上、下游現(xiàn)有的防護(hù)工程合理銜接，使整個(gè)險(xiǎn)工治理段渾然一體。④格賓、雷諾護(hù)墊、漿砌塊石以及拋石盡可能修筑在原狀土上，在條件允許的情況下，盡可能避免填方。

2.2 方案比選

2.2.1 固基工程

根據(jù)白露河干流河床多為砂質(zhì)、抗沖刷能力較差的地質(zhì)特征，險(xiǎn)工基礎(chǔ)必須具有較強(qiáng)的抗沖能力，適應(yīng)變形能力和雙向透水能力等，散拋石、鉛絲籠拋石、格賓石籠結(jié)合漿砌石基礎(chǔ)等措施均能滿足要求。本次選擇以下三種防護(hù)方式進(jìn)行比選。

（1）散拋石：具有單價(jià)較低（比鉛絲籠拋石單價(jià)低20%左右）、施工便利的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是拋石量較大，對(duì)石塊要求較高（石塊體積大且備料量大）。另外，散拋石抗沖刷能力較差，容易流失，使用壽命較短。通過對(duì)白露河已治理段的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)以前采用拋石固基、漿砌石基礎(chǔ)、干砌石平順護(hù)砌的險(xiǎn)工段，坡腳拋石大部分流失，基墩被沖毀等又形成了新的險(xiǎn)工。

（2）鉛絲籠拋石：即用鉛絲編織成六邊形網(wǎng)格的箱型網(wǎng)籠，內(nèi)部填充塊石，用竹排或者船舶將其沉入水底，作為險(xiǎn)工基礎(chǔ)。鉛絲籠拋石對(duì)塊石粒徑要求不高，拋石總方量較小，不易被沖走流失，使用年限較長。缺點(diǎn)是鉛絲籠制作和拋石施工相對(duì)麻煩，鉛絲耐久性不易保證，易銹蝕。

（3）格賓石籠固基：格賓石籠屬于柔性結(jié)構(gòu)，延展性好，適應(yīng)性強(qiáng)，能很好地適應(yīng)地基變形，韌性高，不易斷裂；耐腐蝕抗沖刷，有很強(qiáng)的抵御自然破壞、惡劣氣候變換和地震沖擊力的能力；具有透水性強(qiáng)，可防止由流體靜力造成的損害；施工簡便，不需要特殊技術(shù)，只需將石料裝入格賓網(wǎng)箱封口即可；格賓網(wǎng)箱可以折疊起來裝運(yùn)，節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用；符合生態(tài)原則，石料縫隙間的淤泥有利于植物生長，可與周圍自然環(huán)境融為一體，滿足水土保持和綠化美化環(huán)境的要求。缺點(diǎn)是水深時(shí)施工難度大，施工質(zhì)量不容易控制，生態(tài)效果不夠明顯。

格賓石籠作為一種新興的固基材料，越來越多地被用于河道治理工程。通過對(duì)已建工程的實(shí)地考察，結(jié)合當(dāng)?shù)厮块T的觀察意見，格賓石籠的抗沖刷能力強(qiáng)、抗腐蝕度高、延展性好、適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)在已建工程中得到了驗(yàn)證。由于格賓石籠造價(jià)偏高，綜合確定白露河系統(tǒng)治理險(xiǎn)工段，采用下部拋石護(hù)腳、上部格賓石籠基礎(chǔ)的治理方案。

表1 三種護(hù)坡方案投資對(duì)比表

圖1 險(xiǎn)工治理典型斷面圖

2.2.2 護(hù)坡工程

根據(jù)信陽市境內(nèi)多條河流的治理經(jīng)驗(yàn)，以堰北頭險(xiǎn)工100m護(hù)岸為典型，選擇三種方案進(jìn)行比較：方案一，現(xiàn)澆混凝土板護(hù)岸；方案二，漿砌石護(hù)坡；方案三，雷諾護(hù)墊護(hù)坡。三種護(hù)坡的固基均采用下部拋石護(hù)腳，上部格賓石籠基礎(chǔ)。方案一采用混凝土護(hù)岸，抗沖刷能力強(qiáng)，施工工期較短，缺點(diǎn)是護(hù)坡將覆蓋整個(gè)坡面，坡后排水條件較差，且混凝土板與下部土體結(jié)合較差，容易產(chǎn)生失穩(wěn)。另外，該方案護(hù)坡?lián)p毀一般是下部墊層和土體被掏空，表面又不易被發(fā)現(xiàn)，一旦出現(xiàn)問題，后果較為嚴(yán)重；方案二采用漿砌石護(hù)岸，具備一定的抗沖能力，維修管理較方便，但適應(yīng)變形能力也較差，從已治理過的險(xiǎn)工段成果看，經(jīng)過大洪水的多次沖刷，砌石下部塌陷嚴(yán)重，又形成了新的險(xiǎn)工；方案三采用雷諾護(hù)墊護(hù)岸，雷諾護(hù)墊是將低碳鋼絲經(jīng)機(jī)器編制而成的雙絞合六邊形金屬網(wǎng)格組合的工程構(gòu)件，在構(gòu)件中填石構(gòu)成主要用于沖刷防護(hù)的結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的柔韌性及變形能力，生態(tài)環(huán)保，美觀耐久，施工便捷。而且施工機(jī)械化程度較高，便于大面積施工，具有一定的整體性，抗沖能力好，與其他方案比較，具有較大的綜合優(yōu)勢(shì)。

治理范圍內(nèi)選取100m岸坡，三種護(hù)坡方案投資比較見表1。

從表1數(shù)據(jù)可以看出，三種護(hù)坡方案投資相差不大，經(jīng)綜合分析，該段護(hù)坡工程推薦選用方案三，即雷諾護(hù)墊護(hù)岸。

2.3 工程設(shè)計(jì)

根據(jù)險(xiǎn)工險(xiǎn)情調(diào)查情況、地形地質(zhì)條件和河道演變狀況，結(jié)合已治理過險(xiǎn)工的現(xiàn)狀，確定本次白露河系統(tǒng)治理新險(xiǎn)工治理方案：雷諾護(hù)墊護(hù)岸，格賓石籠固基。對(duì)于以前已治理過、現(xiàn)階段調(diào)查又出現(xiàn)險(xiǎn)情的老險(xiǎn)工段，護(hù)岸采用漿砌石維修加固，坡腳拋石固基。

新險(xiǎn)工治理護(hù)岸采用雷諾護(hù)墊，厚0.3m，邊坡1∶1.5～1∶3.0，下設(shè)400g/m2無紡針刺布；坡頂設(shè)置C20混凝土墩護(hù)肩，寬0.4m，高0.6m；險(xiǎn)工護(hù)腳采用拋石基礎(chǔ)、格賓石籠固基，拋石基礎(chǔ)上底寬3.0m、下底寬6.0m，高2.0m，格賓石籠規(guī)格（長×寬×高）為1.5m×1m×1m，下設(shè)400g/m2無紡針刺布。按照險(xiǎn)工治理典型斷面，要求格賓石籠頂面高程高于枯水位不小于1.0m，且拋石基礎(chǔ)埋深不小于1.5m，如若不滿足上述要求，則將拋石基礎(chǔ)向下延展至3.0m高，如圖1。格賓采用特殊防腐處理的低碳鋼絲經(jīng)機(jī)器編制而成的雙絞合六邊形金屬網(wǎng)格組合的工程構(gòu)件，要求其網(wǎng)面抗拉強(qiáng)度不低于50kN/m，延伸率不低于10%；要求填充石料堅(jiān)硬、不易風(fēng)化、不易水解的卵石或者塊石，粒徑以150～300mm為宜。

3 設(shè)計(jì)計(jì)算

3.1 雷諾護(hù)墊護(hù)岸厚度計(jì)算

雷諾護(hù)墊厚度按照《生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 CECS 353 2013》中的方法計(jì)算，公式如下：

t=2.0Dm，，式中各符號(hào)意義見技術(shù)規(guī)程。根據(jù)上式計(jì)算護(hù)坡厚度t=0.22～0.28m。結(jié)合工程施工經(jīng)驗(yàn)，選用厚度0.30m的雷諾護(hù)墊。

3.2 沖刷計(jì)算

護(hù)岸的沖刷深度是合理確定護(hù)岸基礎(chǔ)埋深的重要依據(jù)。根據(jù)《河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50707-2011），水流斜沖防護(hù)工程產(chǎn)生的沖刷深度可按公式進(jìn)行計(jì)算：

4 結(jié)語

確定白露河系統(tǒng)治理河道險(xiǎn)工治理方案時(shí)，既要考慮方案的適應(yīng)性和耐久性，又要考慮生態(tài)水利和水環(huán)境、水景觀的要求。本文結(jié)合散拋石、鉛絲籠拋石、格賓石籠基礎(chǔ)等三種固基方案比選，混凝土護(hù)坡、漿砌石護(hù)坡、雷諾護(hù)墊護(hù)坡等三種護(hù)坡方案比選，綜合確定采用格賓石籠基礎(chǔ)的固基、雷諾護(hù)墊護(hù)坡的險(xiǎn)工治理方案■