某河道水毀修復工程設計及施工方案分析

蔣　敘

(四川省雅安水文水資源勘測局，四川 雅安 625000)

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某河道水毀修復工程設計及施工方案分析

蔣敘

(四川省雅安水文水資源勘測局，四川 雅安 625000)

摘要：隨著使用年代的增長及后續養護工作的不到位，導致目前很多地區的河道質量問題較多，遇到洪澇災害時頻頻被毀壞，使區域人們受洪災威脅日益增大。因此，加強河道水毀修復工程已成為某些地區的當務之急。文章以四川雅安某水毀修復工程為實例，介紹并分析了關于河堤、護坡等設計及施工方案，為以后類似的工程提供了一定的參考經驗。

關鍵詞：水毀修復；河堤；護坡；設計；施工

0引言

四川大部分地區位于青藏高原、四川盆地以及橫斷山脈交界區，地質條件復雜，省內災害頻發，其中主要的自然災害包括干旱、洪澇等。2013年7月8—9日，四川省經歷1次暴風雨天氣，造成岷江支流、沱江、涪江等多條河流超出預警水位，包括成都、德陽、綿陽、雅安等多地均受到洪澇災害。地質環境復雜和境內河流發育較多共同造成了四川地區洪澇頻發，所以加強河道建設工作已成為保障居民安全的重要途徑。

1工程概況

雅安市位于四川盆地西部邊緣、長江上游位置。雅安自古多雨，古語有云“雅無三日晴”因此也被稱為“雨城”。雅安市地質地貌條件極其復雜，地勢高差懸殊，氣候的區域性、過渡性和復雜性突出。文章介紹的河道修復工程位于雅安市蘆山縣境內，總長度約為24.5 km，其中需要進行堤防治理的長度約為10.8 km，河道平整的長度約為4.6 km，預計工程總投資約為1025.0萬元。

2工程主要存在的問題

主要問題有：

1)某些地段的堤防高度較小，當遇到特大暴雨時洪水會沒過堤頂，對河堤兩側的居民、道路和農田的安全都造成巨大威脅。

2)某些地段的河堤出現坍塌、懸空現象，很多護坡砌石脫落，而且很多迎水側護坡強度、防滲性都達不到標準要求。部分彎曲河道段大大阻礙了洪水的排泄速度，而且也給河堤造成了很大的壓力，需要對堤線進行必要的開挖修改。

3河道水毀修復工程設計及施工方案分析

3.1河堤工程的修復設計及施工分析

3.1.1堤線設計原則

堤線布置是整個河道系統工程的基礎，在布置時應遵循以下幾個原則：

1)堤線盡可能順著河流的自然流向布置，對個別原堤線彎度較大地段進行開挖取直處理。

2)對迎水側的河堤進行必要的加固加高處理，此外盡量使交通線落在河道的背水側，防止發洪水時被沖斷。

3)堤線寬度在滿足泄洪要求的前提下盡量避開城區和耕地區域，降低占地成本[1]。

3.1.2河堤高度的確定

河堤高度是最重要的參數之一，本工程設計增大堤墻高度以對一些地段河堤進行加高處理。而對堤頂超高的計算見公式1。經過計算得出堤頂超高Y=1.25 m，設計取值為1.30m。堤墻為澆筑混凝土結構，設計斷面形狀為梯形，底邊長度范圍在0.8～0.6 m，墻頂寬度為0.2m，示意圖見圖1。

Y=R+e+A

(1)

式中：Y為堤頂超高，m；R為設計波浪爬高，m，取值0.65 m；e為設計風壅水高度，m，本設計忽略不計；A為安全加高，m，取值0.60 m。

3.1.3堤身穩定性設計

堤身的防滲性對其穩定性有著很大的影響。由于河堤長時間處于水中，水會逐漸滲入到筑堤土料中，使其中的一部分土壤逐漸達到飽和狀態，從而在堤身內部形成一條浸潤線。當滲入水量超過堤身承受極限時，就會造成河堤滲漏和水土流失，進而有潰堤的危險[2]。本工程河堤的浸潤線可根據公式(2)計算，其結果見下圖1中紅線所示。計算得浸潤線系數k=0.09，而本工程河堤的承受標準為k=0.14，所以滿足安全要求。

(2)

式中：h0為下游逸出點高度；q為總單位寬度滲流量，m3/s.m；k為堤身土滲透系數。

圖1河堤斷面結構示意圖

3.1.4河堤堤身施工

由于早年施工技術及質量標準都較低的原因，目前該工程部分河段的河堤堤身強度不夠，密實度較低，水土流失現象嚴重，因此對其進行開挖回填處理。本項目河堤為均質土堤，對筑堤土料有較為嚴格的限制，具體要求參數詳見下表1。

對土堤采用分層填筑碾壓的形式進行施工，每層填筑厚度約為0.4～0.5 m，相對密度>0.7，壓實度應>0.93。若土料含水量達不到碾壓要求，則要進行必要的灑水。堤身高度達到要求后進行人工修坡，使坡度符合設計標準(迎水側為1∶2.0；背水側為1∶1.8)[3]。堤身填筑所用到的土料一部分來自于開挖原土料，另一部分來自于附近的山頭表皮土，主要成分是粉質黏土并混有少量角礫石，運距約為15 km。在對原河堤進行開挖時，注意原堤線的變化是否有利于泄洪排澇。此外，提前安排好土料存放位置。開挖出的土料也要進行必要的篩選加工處理。

在河堤堤頂建設有堤墻和小流量公路，為不影響交通，設計堤墻靠公路一側為垂直面。公路設計為瀝青混凝土結構，從下到上的結構依次為：堤基夯實土層、碎石鋪層、瀝青混凝土鋪層。為防止路面積水，公路整體向背水側傾斜，傾斜度為1.0%。

表1　堤身填筑料的物理力學指標表

3.2護岸工程的修復設計及施工分析

3.2.1護坡設計

護坡工程起著降低堤身水流沖刷及風化的重要作用，本工程結合河堤的實際情況，從“經濟實用”出發，決定在迎水側和背水側采用不同的護岸形式[4]。其中迎水側受水流沖刷程度較大，要求護坡的強度、整體性和防滲性較強，因此可選用澆筑混凝土護坡、漿砌石護坡等形式，這兩種護坡的優缺點對比詳見下表2。通過比較，本工程在迎水側選用漿砌石護坡。考慮到美觀及環境因素，背水側選用網格生態護坡形式，見圖2。

表2　護坡方案比較表

3.2.2護坡施工分析

砌石作為護坡的主要材料，要求質地堅硬，抗壓強度>60MPa，最小尺寸為20×15×10(長×寬×厚)[5]。漿砌石護坡采用坐漿分層砌筑法施工，共分2～3層，具體施工方法如下：在夯實的護坡基礎上鋪設一層水泥砂漿，厚度約為5～7 cm；之后鋪設砌石，砌石塊體間留設2 cm左右的縫隙，保證砌石塊體的穩定；砌石鋪筑超過24h后進行勾縫施工。待該工段的第1層砌石鋪設完成后，再進行第2層鋪筑，其施工方法相同，但要確保兩層砌石層的勾縫錯開。

圖2　網格生態護坡

在背水側護坡基礎上鋪設混凝土預制塊，塊體間結合緊密，整體性和穩定性較好，且施工速度快。在混凝土塊體內部充填營養土和草籽，之后灑水。生態護坡可充分發揮植物的固土作用，且能夠美化環境，為建設河堤公園打下基礎[6]。

4結語

河堤建設作為一項基礎性項目應嚴把質量關，該工程投入使用后河道通水順暢，能較好地應對暴雨天氣，大大減輕了洪澇災害對該區域居民生命財產的威脅，取得了較好的社會效益和經濟效益。文章詳細介紹分析了河堤水毀修復工程中堤身和護坡的設計及施工技術，可為以后類似的工程提供一定的可借鑒經驗。

參考文獻：

[1]李二順，郭延峰，馬真真.地下連續墻在泄洪尾水河道水毀修復中的應用[J].水利建設與管理，2015(01)：36-39.

[2]隋麗君.太子河南沙段河道水毀修復工程[J].黑龍江水利科技，2014(05)：32-35.

[3]董福君.遼河干流石佛寺段水毀修復工程的建設與管理[J].水利建設與管理，2012(11)：67-69.

[4]徐立凱.馬倫下段護岸工程水凌水毀修復設計方案[J].黑龍江水利科技，2015(06)：25-27.

[5]李成華.簡易模袋混凝土護坡在蛟河市水毀河道應急搶險修復工程中的應用[J].吉林水利，2013(12)：72-75.

[6]林擁軍.河道水毀工程混凝土襯砌機械化施工探究[J].水利規劃與設計，2015(10)：18-22.

中圖分類號：TV861

文獻標識碼：B

[作者簡介]蔣敘(1966-)，女，重慶人，助理工程師，研究方向為水文水資源。

[收稿日期]2015-08-28

文章編號：1007-7596(2016)01-0043-03