鉛絲籠塊石柔性襯砌加生態防護技術在黑河河道治理工程中的應用

【摘要】近年來，國家加大了中小河流治理力度，在河道治理項目過程實施中，能夠結合實際、采取行之有效的治理措施是項目建設的關鍵。本文根據黑河河道現狀和存在的問題，提供了鉛絲籠塊石護砌加預制砼框格內填土種草相結合的柔性防護治理措施，既達到了河道治理目的，又使工程治理效果與濕地生態保護區生態環境相協調，效益顯著，值得借鑒推廣。

【關鍵詞】河道生態治理；應用；技術

1、概況

黑河是我國西北地區第二大內陸河，發源于青海省祁連山區，流經青海、甘肅、內蒙古三?。▍^），干流全長928km，流域面積約11.6萬km2。黑河高臺縣段河道總長95km，治理段全長83.426km。以黑河右岸高臨分界線處為起始點即巷道鄉村八一村，終點為羅城鄉侯莊村八社，治理段分為4段，分別是巷道鄉八一村至西腰墩水庫段、六壩至雙豐渠段、西腰墩水庫至劉家深湖水庫段、劉家深湖至侯莊村八社段。本文就巷道鄉八一村至西腰墩水庫段河道治理工程實施情況做以贅述。

巷道鄉八一村至西腰墩水庫段河道治理工程于2013年6月經甘肅省發展和改革委員會批復實施，2014年10月底完工，共計修建堤防7.64km。

由于工程項目區位于高臺縣黑河濕地公園，是一處集濕地保護、宣傳教育、休閑娛樂、觀光旅游為一體的生態園區。工程在設計過程中，治理方案的選擇結合縣城濕地大道建設，從美化景觀、生態治理的角度出發，防洪堤臨水面采取了鉛絲籠塊石護砌加預制砼框格內填土種草相結合的柔性防護措施進行綜合治理，效果明顯。

2、河道現狀

該工程治理范圍為高臺縣巷道鄉八一村至西腰墩水庫段下游160米處，河段總長9.338km，其中治理段長7.64km，以巷道鄉八一村處為左岸起始樁號0+000，西腰墩水庫下游160米處左岸為終點樁號9+338。主要保護高臺縣城、旅游景點、西腰墩水庫和1.5萬畝的農田。

該段河道平面彎曲率相對較小，屬游蕩型河段，河床寬約220-964m，河床寬淺，順直段較長，河床下切深度0.3-1.5m，發育有河心灘，兩岸為一級階地，略高出河岸，階面平坦開闊，部分已墾為耕地。河岸大部分利用岸邊自然土坎擋水，土坎平均高1.11m；岸坡沖刷淘蝕嚴重，部分岸坡已經坍塌。

3、現狀存在的主要問題

3.1 高臺縣境內的黑河沿岸防洪設施少、標準低，大部分區段處于不設防狀態，現有的防洪土堤均為上世紀50-80年代通過群眾投工投勞而建，質量差，標準低，防洪能力較弱，遇到洪水就形成“大雨大災、小雨小災”的局面。特別是近年來極端天氣事件增多，常發生集中暴雨，形成較大洪水，造成較嚴重的洪澇災害，嚴重影響高臺縣經濟社會的可持續發展。

3.2 黑河自東向西處穿高臺縣城而過，隨著高臺縣社會經濟的發展、城鎮人口的增加、工農業生產能力的提高及城鎮化規模的擴大，黑河現狀已不能適應高臺縣城區宜居宜游和生態防護的總體要求。

3.3 缺乏系統的、科學的河道防洪治理規劃，治理目標任務不明確，形成了“頭疼醫頭，腳疼醫腳”的狀況。

4、治理對策與處理措施

4.1 治理方案的選擇和設計。該工程設計結合項目區實際情況和類似工程的處理經驗，提供了四種可選方案：第一種，干砌塊石護面、鋼筋籠塊石基礎方案；第二種，C20細粒砼砌石方案；第三種，C20現澆砼面板方案；第四種，鉛絲籠塊石護砌加預制砼框格內填土種草方案。

方案通過經濟、技術、施工難易程度及與城市及濕地公園規劃的協調性等多方面比較，

確定本工程采用鉛絲籠塊石護砌加預制砼框格內填土種草設計方案。

鉛絲籠塊石護砌加預制砼框格內填土種草設計方案：堤防斷面為梯形，堤壩填筑料采用就近開挖的河床砂土料，堤頂寬6.0m，堤頂設0.25m厚砂礫石路面，堤頂兩肩設C15砼預制路緣石，路緣石高0.5m，寬0.15m。堤防臨水側坡比1：3，背水面堤坡1：2.5。

采用C20砼預制框格+鉛絲籠塊石護坡、鉛絲籠塊石基礎護砌，河床以上鉛絲籠塊石厚度為0.3m，砌至設計洪水位以上0.3m，下設0.3m厚砂礫墊層（d=5-40mm）。鉛絲籠塊石護坡頂部至堤頂之間的壩坡采用C20砼預制框格，格內填土種草，砼框格與鉛絲籠塊石護坡接觸部位設置0.2m厚C20砼基座，以確保砼框格的穩定。壩頂處砼框格與C15砼預制路緣石接觸部位采用M10砂漿填縫。河床以下采用鉛絲籠塊石護砌，鉛絲籠塊石厚度為0.7m，施工時基礎埋深1.7m，坡比1：2.25，底部水平鋪砌，運行時基礎護砌隨著沖刷深度加深而自沉，總深度滿足護岸基礎埋深的要求，樁號0+200—2+300段基礎埋深在深泓線以下1.2m，其余段基礎埋深在深泓線以下2.3m。堤防設計見圖1。

4.2 砼預制框格及填土種草設計。C20砼預制框格根據坡長不同，選用邊長為0.7m、0.8m、1.0m三種規格的等邊三角形預制砼框格，每條邊寬度是0.08m，厚度0.1m?？蚋駜忍钔练N草，種植土外購，草籽根據當地成熟經驗，選擇高羊茅、早熟禾、黑麥草，以40：40：20的比例混合種植。

4.3 砼預制框格綠化區灌溉系統工程設計。砼預制框格綠化區灌溉設計采用噴灌方式。

4.3.1 灌溉水源：水源為機井，在防洪堤后坡腳外共計新打機井4眼，井深60m，單井出水量60m3/h。

4.3.2 管道系統：沿防洪堤后坡腳鋪設安裝0.6MpaΦ160PVC干管7.64公里，每隔250m鋪設安裝0.4MpaΦ90PVC穿堤管道1道，沿堤頂內肩埋設0.4MpaΦ63PVC輸水支管1道，每間隔6米鋪設0.25MpaΦ32PE出水管，并安裝Φ20外絲噴頭。管道系統設計見圖3。

4.3.3 管道設施：每眼機井安裝首部樞紐1套，共計安裝首部樞紐4套；每間隔500m設計檢查井1座，共設計檢查井5座；在每條支管兩端各設計排水井1座，共計設計排水井8座；為了便于機井管理，每眼機井配套設備房1間（10m2），共計配套設備房4間（40m2）。

5、工程施工

5.1 施工流程。基礎清理—基礎砂土及管溝開挖—堤防填筑、管道鋪設—堤防邊坡修整—鉛絲籠塊石砌筑基礎—鋪設砂礫石墊層—堤防干砌石護砌—砼框格預制、砌筑—框格內清理、整平—框格內填土—框格內種草—堤頂整平—清理現場—綠化灌溉。

5.2 施工方法

5.2.1 施工準備：鉛絲籠質量檢測；砼異型磚質量檢測；堤面修整。

5.2.2 鉛絲籠塊石砌筑：在預定位置人工綁扎或焊接鉛絲籠，人工裝塊石入籠。鉛絲籠采用8#鉛絲編織而成，其尺寸為2.0m×1.0m×0.7m，籠與籠之間采用鉛絲綁扎連接牢固，鉛絲籠之間互相錯縫擺放整齊，籠內填放直徑為250mm-350mm的塊石或卵石。

5.2.3 干砌塊石砌筑：鉛絲籠塊石基礎砌筑完成并驗收合格后，即可進行堤坡干砌塊石砌筑。砌筑時，自坡腳開始，由下而上，長石的寬邊順水流方向，要求塊石大頭向下，小頭向上不前俯后仰，左右傾斜，要求擠緊錯縫，砌石厚度一致并達到設計厚度。

5.2.4 砼預制框格及砌筑：砼框格采用集中預制場地、砼集中攪拌、集中振搗、集中養護的工廠化預制模式，預制件養護到期后即可上堤砌筑。堤坡砼預制框格由人工鋪筑，自下而上。砼預制框格分陰陽兩種構件，可達到咬合緊密，砌筑牢固、不宜變形的目的?？蚋癖砻鎽秸樦?。

5.2.5 框格內填土種草：預制砼框格砌筑好之后，在框格內填土，種植土外購。種草前先選擇草種，再選擇適宜的肥料，然后人工撒播，最后養護管理。草種為混合草種，冷季草和暖季草搭配使用。根據當地成熟經驗，選擇高羊茅、早熟禾、黑麥草，以40：40：20的比例混合種植。肥料選用復合肥、鈣鎂磷肥、過磷酸鈣三種肥料，每次拌和時按每種一包人工拌和均勻。撒播前，先對護坡面的蓄水情況檢查：呈濕潤狀態，用手捏能成團，松開時能散開。在坡面檢查合格后，將草籽和已拌和好的肥料充分拌勻，人工撒播。施工期養護用無紡布覆蓋，保濕，防曬，以保證幼苗所需的水分和養分。

6、施工質量控制

工程施工質量控制，嚴格落實“三檢制”，隨時對各項技術指標進行抽查檢驗，加大對工程的現場監督檢查力度，發現問題立即糾正。在工程開工前，對進場的砂石料各項指標進行了檢測，鋼筋、鉛絲、水泥、砼強度等委托具有相應資質的試驗室進行檢測。在工程施工中，完善各施工工序、單元工程、分部工程及單位工程的驗收程序，確保工程各項技術指標滿足設計及規范要求。

7、工程防護效果

工程通過兩年運行觀測，壩體、壩坡無異常，運行效果非常明顯，既有效改善了防護區防洪現狀，提高了防洪能力，又使工程治理效果與濕地生態保護區生態環境相協調，提高了城市整體環境水平，為防護區宜居宜游創造一個良好的自然環境。由于該方案治理效果較為明顯，在2015年實施的六壩至雙豐渠段河道治理工程中得到了進一步的推廣應用。

參考文獻：

[1]甘肅省張掖市甘蘭水利水電建筑設計院.甘肅省黑河干流高臺縣巷道鄉八一村至西腰墩水庫段河道治理工程初步設計報告[R].張掖：2012.

[2]甘肅省張掖市甘蘭水利水電建筑設計院.甘肅省黑河干流高臺縣巷道鄉八一村至西腰墩水庫段河道治理工程設計變更報告[R].張掖：2014.