七十一團中小河流域防洪治理工程方案選擇分析

田文旭

(伊犁花城勘測設計研究有限責任公司，新疆 伊寧835000)

1 工程布置

本次擬建河段均根據河段的防護對象，通過新建護岸工程，對河道進行整治，使河道順暢，防止洪水淘刷塌岸，確保七十一團防洪安全，為七十一團社會經濟發展提供有利的保障。根據項目區河道受洪水威脅程度及破壞情況，本工程擬對七十一團境內的鞏乃斯河左岸布設防洪護岸。護岸位于鞏乃斯河左岸，總長度6 km，共分為2 段，其中1#護岸起點位于七十一團八連鞏乃斯河防洪治理一期工程末端(樁號K128 +100)，終點接鞏乃斯河老橋橋墩處(樁號K132 +670)，1#護岸長4.57 km;2#護岸起點接鞏乃斯河新橋護坡處(樁號K132 +765)，終點位于七十一團十連(樁號K134 +195)，2#護岸長1.43 km。

2 河道穩定河寬計算

根據河道現狀行洪能力情況具體確定各河段的整治寬度，遵循因地制宜、合理規劃的原則。河道整治寬度力求接近河道穩定寬度，同時考慮發生較大洪水時的行洪的能力，不能降低河道的安全泄洪能力和滯洪能力，還要考慮整治工程量的合理控制。根據《中小河流治理工程初步設計指導意見》治理河段的治導線以不侵占河道行洪通道為原則，并保留河流的天然形態，不應隨意進行裁彎取直，侵占灘地加高堤防縮窄河床，從而制定出合理的河道治導線。河道整治寬度不宜太窄，要有足夠的行洪寬度，避免人為束窄河道加大流速，沖刷兩岸，增加防洪壓力。本次防護段布置主要考慮河道地形變化等因素綜合選取，盡量維持天然河道寬度，保證足夠泄洪寬度。河床整治寬度的大小，對保證行洪和兩岸安全非常重要，河道整治寬度一般不宜太窄，避免束縮水流加大流速，沖刷兩岸堤防。前蘇聯學者阿爾圖寧整理大量中亞細亞沖積扇河流的資料，得出穩定河寬與造床流量及河床比降的關系為:

式中:B 為穩定河床水面寬度，m;Q 為造床流量，相當于頻率P =10%的洪水流量，Q =258 m3/s;J 為河床比降;A 為系數，根據阿爾杜林資料，中游河段A=1.0—1.1，下游河段A =1.1—1.7。考慮該河段位于中游，A 取值為1.1。

河道穩定河寬計算見表1。

表1 河道穩定河寬計算表

3 河道治導線確定

河道規劃治理中的平面布置，直接影響總體規劃，做到“點、線、面、體”的合理布局，“點”就是確定治理的重要河段和重點部位，一般以城鎮、村莊、耕地面積集中成片的河段為重要河段，以易垮塌易沖刷一旦決口損失較大的地段為重點部位，“線”就是對河道的岸線、堤線進行上下游、左右岸統籌布置，調整好河勢和流向，充分發揮天然河道的作用。“面”就是處理好整條河流的平面、斷面和擋水面之間的關系。“體”就是達到治理河道的整體效果，結合城鎮建設、生態、環境建設、農田改造協調布置［1］。

鞏乃斯河水流不斷向兩岸擺動侵蝕，水流分散，主流不定，屬典型的游蕩性河流，鞏乃斯河七十一團河段河床寬度一般在25 ～100 m左右，進行防洪工程布置時，除對上下游、河道右岸統籌兼顧外，合理地確定治導線的位置及整治寬度等，尤為重要。

本次防洪工程布置綜合考慮鞏乃斯河行洪寬度及河勢走向，各河段河道治導線的確定詳述如下:

K128 +100 ～K128 +800 段處于河道凸岸段，其中K128 +100 ～K128 +250 段為直坎段，河坎高2 m左右，河道具有向左岸侵蝕的趨勢，K128 +250 ～K128 +500 段河道為河漫灘，河道具有向右岸偏移的趨勢，K128 +500 ～K128 +800 段為直坎段，河坎高度2 m左右，此河段計算穩定河寬69.01 m，現狀河道寬度75 ～80 m，滿足河道行洪寬度，考慮到此河段河漫灘較短，只有250 m，考慮到工程防護的延續性以及設計洪水內洪水不向護岸背水面侵蝕，本次設計防護段工程治導線沿現狀河岸布置。

K128 +800 ～K129 +800 段由于處于河道凹岸段，河道具有向左岸偏移的趨勢。為了抵御洪水沖刷河岸，七十一團在此段修建了約900 m長砂礫石臨時防洪堤，防洪堤布置在河道中心處，將河道寬度束窄至30 ～55 m，嚴重影響洪水期河道行洪寬度。所以本次設計時，根據此段計算穩定河寬61.23 m，將河道治導線由現狀已建防洪堤處向河道內岸偏移，偏移距離10 ～45 m，河道寬度由現狀30 ～55 m擴大到70 m左右，滿足河道行洪寬度。

K129 +800 ～K129 +970 段縱坡較大，河道順直，計算穩定河寬54.75 m，此段河岸寬度較窄，僅5 m左右，岸后為八連魚塘，受地形限制，此段河道治導線由河岸坡角處向河道偏移0.5 m，基本不束窄河道，不占用魚塘，同時護岸防洪搶險道可利用岸頂已建砂礫石路面，降低工程投資。

K129 +970 ～K130 +400 段河坎較高，坎高16 m左右，河道寬95 ～100 m，計算穩定河寬80.8 m，滿足河道行洪寬度，其中K130 +000 ～K130 +200 段為建筑垃圾、樹根及棄土堆積段，長度約200 m，寬度約3～20 m，高度約5 ～16 m。主要為七十一團防止洪水沖刷、側蝕進行的防護，目前仍在傾倒，初步估計廢棄料約2.0 萬m3，本次設計防護段工程治導線沿現狀河岸布置，此防護段清除沿岸垃圾共計1.5 萬m3，此部分清除垃圾工程量不計入本次項目，由七十一團負責清除。

K130 + 400 段～K130 + 650 段河道寬80 ～90 m，河坎后60 m為團部居民區，沿河坎建有砂礫石防洪堤，防洪堤后為料坑，由于建設標準較低，目前已基本沖毀，本次設計此段防護段工程治導線沿由已建防洪堤處向內偏移5 m，沿料坑邊布置，可利用已建防洪堤作為施工圍堰，便于施工，降低工程投資。

鞏乃斯河K130 +650 ～K131 +000 段近岸為七十一團3A 級香鞏河風景區，沿河坎建有鉛絲石籠防洪堤，防洪堤后為團部通往景區道路，路面寬8 m，砂礫石路面。此段為河道凹岸段，河道較窄，最窄處K124 +300 處河道僅寬35 m，泄洪能力小于上下游，而對岸為新源縣則克臺鎮土地，難以將對岸河岸擴寬，而七十一團一側為道路和景區，治導線也不宜向河岸偏移，所以綜合考慮，本次設計防護段工程治導線沿現狀河岸布置。

K131 +100 ～K131 +400 段為已建砂礫石防洪堤，將河道寬度束窄至25 ～40 m，所以本次設計時，根據此段計算穩定河寬70.34 m，將河道治導線由現狀已建防洪堤處向河岸偏移，偏移距離40 m左右，河道寬度由現狀20 ～40 m擴大到80 m左右，滿足河道行洪寬度。

K131 +300 ～K131 +600 段為已建拋石防洪堤段，堤高2 m左右，由于建設時間長，設計標準低，此段防洪堤大部分已坍塌，此段河道寬65 ～90 m，根據此段計算穩定河寬70.34 m，將河道治導線由現狀已建防洪堤處向河岸偏移，偏移距離10 m左右，河道寬度由現狀65 ～90 m擴大到75 ～100 m左右，滿足河道行洪寬度，同時可利用已建防洪堤作為施工圍堰，便于施工，降低工程投資。

K131 +600 ～K132 +200 段近岸為林地，目前該段無防護設施，河道寬80 m 左右，計算穩定河寬70.34 m，滿足河道行洪寬度，本次設計防護段工程治導線沿現狀河岸布置。

K132 +200 ～K132 +416 段由于岸坡沖刷嚴重，團場在此段建設了120 m長砂礫石防洪堤，防護段樁號K132 +200 ～K132 +320，此段河道寬度60 ～90 m左右。本次設計將河道治導線由現狀已建防洪堤處向河岸偏移，偏移距離20 m左右，河道寬度由現狀60～90 m擴大到80 ～90 m左右，滿足河道行洪寬度。

K132 +416 ～K132 +670 段為已建拋石護岸段，主要保護鞏乃斯河老橋，本次設計防護段工程治導線沿現狀河岸布置。

K131 +670 ～K132 +765 段位于鞏乃斯河老橋和新橋中間段，其中樁號K132 +700 處為鞏乃斯河則克臺水文站，由于鞏乃斯河新橋上下游已建有護岸，則克臺水文站處不宜改變現狀測流斷面，所以此段維持現狀。

鞏乃斯河K132 +765 ～K134 +195 段位于鞏乃斯河大橋已建護坡下段，此段河道較寬，一般在90 m左右，河道順直，本次設計防護段工程治導線沿現狀河岸布置。

4 防護型式的選擇

根據傳統防洪護岸形式以及近幾年內的防洪經驗總結，護岸形式主要有格賓石籠護岸、混凝土板護岸、漿砌石護岸等3 種型式。

本工程根據鞏乃斯河河道特性及河道附近砂石料場情況并結合四師多年修筑防洪堤的經驗教訓，分別對護岸常見形式進行方案比選。根據《堤防工程設計規范》(GB50286—2013)，分別對混凝土板、漿砌石護坡、格賓石籠厚度進行計算。

針對鞏乃斯河七十一團河段河道變化的特點，結合地質條件及現場踏勘，兼顧考慮項目實施條件、施工難易程度等，對傳統的防洪護岸形式，以及四師近幾年的防洪經驗總結，提出4 種型式防洪方案，即斜坡式混凝土板護岸、斜坡式漿砌石護岸、斜坡式格賓石籠護岸以及格賓網箱重力墻式護岸，分別進行技術、經濟方案比選:

4.1 方案一:斜坡式現澆C20 混凝土板護岸

護岸迎水面邊坡為1∶1.5，采用現澆C20、F150混凝土澆筑。混凝土板板厚度為20 ～30 cm，基礎混凝土板厚度為30 cm，漸變至堤頂為20 cm。混凝土板下設置25 cm防凍墊層。為滿足抗沖刷的要求，護岸基礎埋深3 m，在底部設置2 ×1 m現澆C20 混凝土阻滑墻。

4.2 方案二:斜坡式現澆C20 混凝土板護岸

護岸迎水面邊坡為1∶1.5，采用C20 細粒混凝土砌筑漿砌石護岸。漿砌石板厚度為40 ～60 cm，基礎漿砌石板厚度為60 cm，漸變至堤頂為40 cm。考慮抗凍漲的原因，漿砌石板下設置25 cm防凍墊層。為滿足抗沖刷的要求，護岸基礎埋深3m，在底部設置2×1 m現澆C20 混凝土阻滑墻。

4.3 方案三:斜坡式格賓網箱護岸

護岸迎水面邊坡為1∶1.5，采用格賓網箱護坡。格賓網箱護坡厚度為0.5 m，護坡下設無紡布一層;基礎格賓網箱厚度為0.5 m，為滿足抗沖刷的要求，基礎埋深1.5 m，在底部設置1 ×1 m格賓網箱阻滑墻，并向迎水面伸出3 m。

4.4 方案四:格賓網箱重力墻式護岸

護岸采用格賓網箱重力墻式護岸。格賓網箱迎水面采用階梯狀布置，背水面為直立結構，并設無紡布一層。基礎格賓網箱厚度為0.5 m，為滿足抗沖刷的要求，基礎埋深1.5 m，并向迎水面伸出3 m。

通過對以上幾個方案的經濟技術比較后認為:以上4個方案均是可行的，其中方案一、方案二在伊犁河干流上有成功運行的先例，方案三在特克斯河界河防洪、鞏乃斯河防洪上有成功運行的先例，方案四在納林果勒河界河、特克斯河界河、霍爾果斯河界河防洪上有成功運行的先例。方案一、方案二具有外觀美觀、抗沖刷能力強等優點，但施工工期長、施工較為復雜、開挖困難等缺點，方案三、方案四外觀不如以上兩個方案美觀、需要大量的卵石，但具有工期短、施工簡單等優點，同時也是一種生態型護岸工程。尤其是方案三在類似地質條件下有鞏乃斯河七十二團護岸工程成功實施的經驗。經過以上比選，認為方案三、方案四具有透水性好，能排水固結，利于水土保持，并且組裝、施工簡單，是一種生態護岸等優點，所以推薦方案為方案三和方案四，即采用斜坡式格賓石籠護岸和重力式格賓石籠護岸的型式進行建設。

［1］許曉彤. 淮河防洪治理問題及探討［J］. 江淮水利科技，2009(03):5－7.