武榮

摘 要：漢江作為勉縣的生命線，是勉縣的水資源及糧食安全的保障。本文通過對(duì)勉縣漢江右岸工程地質(zhì)、地貌、流域特性及現(xiàn)有防洪能力進(jìn)行分析，提出地質(zhì)優(yōu)化措施，包括河堤加固采用河堤附近砂石料，堤防護(hù)根基礎(chǔ)埋深河流沖刷岸≥3.0 m，堆積岸≥2.0 m等，為后續(xù)防洪、觀光河堤加固提供參考。

關(guān)鍵詞：漢江;防洪工程;地質(zhì)優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TV87文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）15-0074-03

Abstract： As the lifeline of Mianxian County， Hanjiang River is the guarantee of water resources and food security in Mianxian county. Based on the analysis of the engineering geology， landform， watershed characteristics and existing flood control capacity of the right bank of Hanjiang River in Mianxian County， this paper put forward geological optimization measures， including the reinforcement of river embankment， the use of sand and gravel near the river embankment， the buried depth of embankment revetment foundation， river scouring bank ≥ 3.0 m， accumulation bank ≥ 2.0 m， so as to provide reference for subsequent flood control and sightseeing river embankment reinforcement.

Keywords： Hanjiang River;flood control works;geological optimization

勉縣漢江綜合整治防洪工程是勉縣的糧油生產(chǎn)基地和主要風(fēng)景旅游區(qū)?，F(xiàn)有堤防均為20世紀(jì)80年代修建，分次分批修建、加固，防洪標(biāo)準(zhǔn)不高，兩岸堤防標(biāo)準(zhǔn)偏低，堤身單薄，年久失修，堤頂長滿雜草，迎水面無防護(hù)，沒有形成封閉的防洪體系。漢江段堤防漾家河下匯入口能抵御20年一遇的洪水，漾家河上匯入口無堤防工程。本工程治理河段由干流漢江段及支流漾家河段組成，對(duì)漢江（板橋至黃沙河大橋右岸）共5 354.15 m堤防進(jìn)行改建加固綜合整治，將堤防段防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到30年一遇[1]。加固改造、新建穿堤涵閘13座，下河道路13處。

1 工程概況

1.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)

勉縣漢江綜合整治（漢江右岸板橋—黃沙河大橋）防洪工程的防護(hù)對(duì)象主要為勉縣溫泉鎮(zhèn)，溫泉鎮(zhèn)位于縣城東南10 km處，南依巴山與鎮(zhèn)川鎮(zhèn)為鄰，北鄰漢江，隔河與勉陽街道、周家山鎮(zhèn)相望，東與金泉鎮(zhèn)，西與定軍山鎮(zhèn)、元墩鎮(zhèn)接壤，因境內(nèi)有陜南第一湯溫泉而得名。根據(jù)漢中市人民政府批復(fù)的《勉縣城鄉(xiāng)一體化建設(shè)規(guī)劃（2010—2030）》，項(xiàng)目防護(hù)區(qū)為規(guī)劃中心城區(qū)社區(qū)范圍，作為規(guī)劃的農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，大力發(fā)展農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)及風(fēng)景旅游觀光。

1.2 工程地質(zhì)、地貌

工程區(qū)屬漢中盆地西部勉縣縣城以東漢江河谷地貌。本次堤防工程涉及地貌單元主要為漢江河床漫灘、高漫灘，一級(jí)階地。該段河床漫灘一般寬度達(dá)300 m，較開闊平緩，一般高程為523～534 m，堆積層以砂和砂礫石為主[2]。該段高漫灘呈帶狀沿河平緩分布，寬200～500 m，高程為530～539 m，表層一般有一層約0.5 m厚的粉土，其下為砂、圓礫或卵石層交錯(cuò)分布，高漫灘外側(cè)多為平緩的一級(jí)階地，或者為沖洪積扇[3]。該段一級(jí)階地分布于黃沙河右岸外側(cè)，寬闊平緩，延展200～500 m，階面高程一般為530 m，上部1～3 m為粉質(zhì)黏土，下部為砂卵石[3]。

1.3 存在的主要問題

河堤為沙土堤，堤身高4～6 m，堤頂寬4～5 m，迎水坡面大部分無砌護(hù)，成不連續(xù)狀，且坡面不規(guī)整，起伏變化較大，基本無護(hù)坡措施，坡面破損嚴(yán)重，表面無植被，局部沖刷岸破損，存在安全隱患[4]。

部分護(hù)基壩壩頭鉛絲籠石損壞嚴(yán)重，根石走失，籠中塊石散落，多被洪水沖走;部分堤段內(nèi)低，內(nèi)澇無法排入漢江，靠下滲排澇[4]。部分進(jìn)出口八字墻破損，堤防加寬后，涵洞長度不足，需延伸。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，漾家河入漢江河口有上下兩處，上匯入口為地形缺口，無任何防護(hù)工程。

根據(jù)資料及野外調(diào)查，堰河口至黃沙河段漢江右岸老河堤堤身填筑材料以弱～中等透水性的粉土為主，堤防填筑過程中沒有進(jìn)行專門的碾壓，堤身結(jié)構(gòu)處于松散狀態(tài)。從勘探成果來看，堤基土層以粗粒土為主，滲透系數(shù)大，屬強(qiáng)透水層，堤內(nèi)行洪時(shí)內(nèi)外水位差一般小于2 m，堤基存在滲透破壞的可能性大，堤基質(zhì)量較差。

2 工程分析

2.1 流域概況

本次勉縣漢江綜合整治防洪工程位于漢江右岸，上起漢江右岸板橋（堰河入漢江口），下至黃沙河大橋，漢江右岸治理長度為6 621.15 m（漢右12+510～漢右19+131.15），工程段范圍內(nèi)右岸有漾家河匯入。支流治理范圍為漾家河分洪口段1 141.5 m（漾分0+931.8～漾分2+073.3）、漾家河主河道段3 837.6 m（漾主0+657.7～漾主4+495.3）。按支流的流域面積和河口位置將漢江干流勉縣段分為以下幾段，各工程斷面及支流流域面積見表1。

2.2 河段特性

漢江發(fā)源于陜西省寧強(qiáng)縣境內(nèi)，從發(fā)源地到勉縣武侯鎮(zhèn)屬源頭段，該段流域面積為3 092 km2，河床平均比降為1.25‰，流域內(nèi)大部分為山地。漢江從武侯鎮(zhèn)出谷后橫穿漢中盆地一直到洋縣小峽口入峽谷，該段稱之為漢中平川段。該段干流穿行于漢中平原區(qū)，地勢(shì)平坦，河槽寬淺，橫斷面多呈不規(guī)則開口向上的拋物線形或復(fù)式斷面，具有平原型河道特征。河岸質(zhì)地為砂壤土加砂礫石，河床巖性為中砂、卵石、礫石等[5]。其中，勉縣段與洋縣段河流穩(wěn)定性較好，而城固段較差。

2.3 河段劃分

漢江干流平川段長119.5 km，本次治理河段為漢江干流勉縣段堰河河口—黃沙河河口段，河段內(nèi)有堰河、漾家河較大支流匯入，另有黃沙河支溝匯入。為了合理確定各個(gè)堤段的設(shè)計(jì)洪水位，應(yīng)對(duì)漢江干流進(jìn)行分段。根據(jù)各支流的流域面積和河口位置，將堰河河口—黃沙河河口段劃分為2段：堰河口—漾家河，起止斷面為Z12+900.71—Z15+395.69（Z3—Z26，河長2 494.98 m，集水面積3 709 km2）;漾家河—黃沙河大橋，起止斷面Z15+395.69—Z18+888.54（Z26—Z57，河長3 492.85 m，集水面積4 275 km2）。

2.4 堤防主要工程優(yōu)化

2.4.1 河流沖刷深度和堤腳護(hù)根基礎(chǔ)埋深。堤基在河流長期沖蝕、淘蝕下是否穩(wěn)定，是堤防工程安全穩(wěn)定的關(guān)鍵因素?？辈靾龅匕l(fā)現(xiàn)：左岸堤防基本遠(yuǎn)離直接沖刷岸，右岸部分沖刷岸堤防已因基礎(chǔ)被沖蝕而坍塌，如圖1所示。因此，在充分考慮河流最大沖刷深度和堤基各巖土層性能的條件下，確定堤基埋深宜大于河流最大沖刷深度。

通過分析勘探試驗(yàn)資料，治理河段堤基土分為兩層：上部持力層一般為粉土、中粗砂、礫砂，層厚1.0～3.5 m，下臥層多為圓礫、卵石。粉土允許不沖刷流速[V]=0.65～0.70 m/s，砂層允許不沖刷流速[V]=0.70～0.75 m/s，圓礫、礫砂允許不沖刷流速[V]=1.0～1.2 m/s，卵石允許不沖刷流速[V]=1.2～1.5 m/s。

根據(jù)調(diào)查，漢江右岸河流凹岸的沖刷深度一般為2.0～2.5 m，最大不超過3.0 m，建議凹岸（沖刷岸）堤腳護(hù)根基礎(chǔ)埋深≥3.0 m，凸岸堤腳護(hù)根基礎(chǔ)埋深≥2.0 m。

2.4.2 堤防滲透穩(wěn)定優(yōu)化。從勘探試驗(yàn)資料來看，漢江右岸堤基土層以粗粒土為主，滲透系數(shù)[k]大于1.75×10-2 cm/s，屬強(qiáng)透水層，允許水力坡降[i]=0.10～0.12，堤防高度按6.0 m考慮，堤基寬度一般應(yīng)大于25 m，堤內(nèi)行洪時(shí)內(nèi)外水位差一般不會(huì)大于2 m，堤基存在滲透破壞的可能，但是，當(dāng)?shù)棠_護(hù)根基礎(chǔ)埋深≥2.0 m時(shí)，堤基產(chǎn)生滲透破壞的可能性很小。

漾家河堤基土層以粗粒土為主，滲透系數(shù)[k]大于6×10-3 cm/s，屬中等～強(qiáng)透水層，允許水力坡降[i]=0.10～0.12，堤防高度按6.0 m考慮，堤基寬度按20 m左右考慮，堤內(nèi)行洪時(shí)內(nèi)外水位差一般不大于2.0 m，當(dāng)?shù)棠_護(hù)根基礎(chǔ)埋深≥1.5 m時(shí)，堤基產(chǎn)生滲透破壞的可能性很小。

2.4.3 堤基土液化評(píng)價(jià)優(yōu)化。勘察場地堤基土存在飽和砂土，根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB 50487—2008）附錄P有關(guān)規(guī)定進(jìn)行地震液化判別。初步判別，Ⅶ度地震時(shí)堤基砂土可能液化，按該規(guī)范P.0.4條，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)對(duì)堤基砂土層進(jìn)行液化復(fù)判。液化判別公式為：

式中：[N63.5]為工程運(yùn)用時(shí)，在當(dāng)時(shí)地面下不同深度處的標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)測(cè)錘擊數(shù);[Ncr]為液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值，計(jì)算公式為：

式中：[N0]液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，勘察區(qū)[N0]取值8;[ρc]黏粒含量百分率，當(dāng)[ρc]<3%，取3%。

按公式（1），分別對(duì)代表性鉆孔各飽和砂土的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)臨界值進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算復(fù)判，堤基飽和砂土Ⅶ度地震時(shí)不會(huì)發(fā)生液化，詳見表2。

2.5 堤防填筑料優(yōu)化

通過調(diào)查，當(dāng)?shù)靥钪戏譃橥亮虾蜕暗[料。砂礫料主要分布于漢右13+850—HL15+200段河堤附近河床漫灘，可開采厚度一般為2 m，其質(zhì)量滿足本工程需要，開采受河水、地下水影響較大，開采場地可選于勘察場地中部的河床漫灘，料場面積約20 hm2，儲(chǔ)量約50萬方，儲(chǔ)量豐富，滿足工程需要。根據(jù)本次勘察和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，砂料相對(duì)密實(shí)度在0.65時(shí)，其抗剪強(qiáng)度黏聚力取0 kPa，內(nèi)摩擦角可取25°，滲透系數(shù)可取6×10-3 cm/s，允許水力坡降可取0.1。礫石料相對(duì)密實(shí)度在0.65時(shí)，其抗剪強(qiáng)度黏聚力取0 kPa，內(nèi)摩擦角可取30°，緊密密度為2.01 g/cm3，滲透系數(shù)可取6.0×10-3 cm/s，允許水力坡降可取0.15。

本段漢江右岸外側(cè)一、二級(jí)階地上分布大量土料，土以粉質(zhì)黏土為主，根據(jù)本次勘察取樣素土擊實(shí)試驗(yàn)報(bào)告以及工程經(jīng)驗(yàn)，該土料最優(yōu)含水率為17.4%，最大干密度為1.77 g/cm3，其性質(zhì)可滿足本工程需要。建議選擇元山村磚廠一帶二級(jí)階地作為土料場，場地較平整，儲(chǔ)量充足，開采運(yùn)輸條件較好，最近運(yùn)距可按2 km考慮。填筑土料的壓實(shí)度為0.93時(shí)，其滲透系數(shù)為1.7-4.6×10-5 cm/s;抗剪強(qiáng)度為20 kPa，內(nèi)摩擦角為23°。

3 結(jié)語

①據(jù)調(diào)查，漢江河段凹岸的沖刷深度一般為2.0～2.5 m，最大不超過3.0 m，建議堤防護(hù)根基礎(chǔ)埋深河流沖刷岸≥3.0 m，堆積岸≥2.0 m。根據(jù)現(xiàn)有勘察試驗(yàn)資料分析，在設(shè)計(jì)洪水位運(yùn)行情況下，堤基土層存在滲透破壞危險(xiǎn)，當(dāng)漢江右岸堤防護(hù)根深度≥2.0 m時(shí)，產(chǎn)生滲透破壞的可能性很小。漾家河上口河流的沖刷深度一般為1.0～1.5 m，最大不超過2.0 m，建議堤腳護(hù)根基礎(chǔ)埋深≥2.0 m。

②堤基砂層、粉土層及素填土，土質(zhì)松散～稍密，建議采取碾壓處理。

③勘察區(qū)附近分布有白云巖石料場，巖質(zhì)較硬，可作為本工程的砌石料。

④當(dāng)?shù)靥钪戏譃橥亮虾蜕暗[料。砂礫料主要分布于漢右13+850—HL15+200段河堤附近河床漫灘，可開采厚度一般為2 m，其質(zhì)量可滿足本工程需要。建議施工時(shí)，對(duì)選定的土料、砂礫料進(jìn)行取樣分析，提供施工所需參數(shù)。對(duì)堤基砂土、圓礫、卵石層進(jìn)行野外容重、含水率測(cè)定及滲透試驗(yàn)，校核堤基土的物理及滲透性指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李淑珍.基于生態(tài)景觀理念的河道治理與城市防洪工程設(shè)計(jì)：以額敏縣城市防洪景觀工程為例[J].水利水電技術(shù)，2019（2）：133-137.

[2]羅斌.關(guān)于當(dāng)前城市河道防洪工程建設(shè)的問題探討[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2019（9）：102-103.

[3]賈振球.生態(tài)護(hù)坡技術(shù)在城市防洪工程中的運(yùn)用[J].智能城市，2019（4）：135-136.

[4]胡少文.九江市柴桑區(qū)城市防洪綜合治理工程淺析[J].黑龍江水利科技，2020（7）：111-113.

[5]李小兵，帖亞俊.安河鳳縣段河道防洪工程建設(shè)現(xiàn)狀及治理措施探析[J].地下水2021（1）：232，248.