談太保河治理工程中設計方案如何適應岸線需求

朱光源,馮偉添

(廣東省水利電力勘測設計研究院,廣東 廣州 510635)

?

談太保河治理工程中設計方案如何適應岸線需求

朱光源,馮偉添

(廣東省水利電力勘測設計研究院,廣東 廣州 510635)

太保河為清遠市連山縣北部1條集雨面積超過100 km2的河流,太保河治理工程為廣東省山區五市中小河流治理項目中的治理方案較為典型的一宗。太保河治理段原狀河道及其兩岸形態盡不相同,制定具體治理方案需要分段處理,分法實施,根據現場具體情況采用適合該河段的工程措施,采用了山區中小河流治理工程中比較典型的治理斷面和方法,使得河道治理更加安全、生態、自然。

護岸固腳；山區中小河流；因地制宜

1 工程概況

太保河位于連山縣北部,發源于縣內海拔1 249.4 m的王侯山次峰南麓。集太保鎮和連南大坪鎮的大部分徑流,向東流出縣境,在連南沿陂匯入連江支流三江河。流域面積為182 km2,河長為29.7 km,河流平均坡降14.5‰,總落差1 132 m,河床多為砂卵礫石層。太保河2015年治理河段為干流段治理,沿線主要有太保鎮鎮區,茂古洞,龍脛,龍尾,山口,蓮塘,下百丈等多個重要行政村。干流治理長為9.25 km。從下游往上游根據地理位置及河道特性分為茂古洞段、鎮區段、龍尾至天堂嶺水電站段、下百丈段,主干河道寬度平均為20 m,經過農田的河段原狀主要為自然生態岸坡,雜草叢生,岸高大多為1.5～3 m高,岸坡、河灘大多為農田開荒地,建設用地緊張,為河道兩岸措施的布置帶來不少難度。過鎮區、村的河段部分已硬化為混凝土結構,已建房子的岸坡缺乏基礎設計資料,布置方案難度大。

2 河道治理的典型措施

2.1 生態格賓石籠護岸

茂古洞段(TB0+000～TB1+380)為太保河的最下游河段,治理長度1.38 km,附近主要有茂古洞,舊城等村區。河道原狀縱坡較為平緩,河寬10～15 m,兩邊均為農田,河道邊灘淤積較嚴重,主槽顯窄。該段為與主要支流茂古水的交匯河口,河口較寬,水位較深。對該段的治理方案有幾點：①保證河口行洪,做好河道清淤,順理岸線,保障河暢；②河岸結構充分利用河卵石,既減少棄渣料又生態,同時節約工程投資；③河口河水較深,不便于河岸砌筑工程,兩岸為農田,可采用生態護岸結構。基于以上考慮,強坡固腳措施采用生態格賓石籠護岸,石籠尺寸為1 m×1 m,上下錯開疊兩層,基礎埋深0.6 m,護岸頂高出清淤河底1.4 m,生態石籠護坡頂高程基本達本工程設計洪水標準5年一遇水位,岸坡上部為草皮護坡或者恢復為原有的農田。該類護岸實施在此處有兩大優勢：①施工靈活,可適應淺水施工,實施進度快;②岸坡結構緊為兩個方形石籠,橫向只有1.5 m,占地較少,可最大限度減少對農田的占用;③可充分利用河卵石作為籠子里的石材,既原生態,又節省耗材。茂古洞段生態石籠護岸設計斷面見圖1,治理效果見圖2。

圖1 太保河石籠護岸設計斷面(單位：mm)

圖2 太保河生態石籠治理效果

龍尾至天堂嶺段從樁號TB7+267～TB9+479范圍內約2.2 km兩邊均為農田,砂卵礫石堆積淤積河道,該段河道主要存在問題：①河道左右兩側土岸結構松散,岸腳有明顯被掏刷的痕跡,水土流失嚴重;②該段為山區河流上游,河道落差大,比降大,河流流速較急,現狀河道防洪能力較低;③沖積砂卵礫石淤塞河道,縮窄河道行洪通道,影響行洪。針對河道的現狀,對該段的治理方案有幾點：①清理河床的沖積砂石料以及河心灘,擴大河道行洪斷面,順理岸線,保障河順河暢；②河床落差大,岸坡治理需要采用適應地形變化、抗拉性較好的柔性護岸材料；③兩岸為農田,采用生態護岸結構,保障河道生物的生長環境不受破壞。基于以上考慮,強坡固腳措施采用生態格賓石籠護岸,護岸結構跟茂古洞段的一致,生態石籠護坡頂高程基本達本工程設計洪水標準5年一遇水位,岸坡上部為草皮護坡或者恢復為原有的農田。生態石籠護岸在該段實施有兩大好處：①石籠為柔性生態結構,內部填料為石頭,可適應地形變化及沉降,籠子之間網面鋼絲纏繞成一體,形成整體,達到足夠的抗拉強度。②石籠的空隙既可以長水草,亦可為河道魚兒留一道棲息之地,保障河道的原生態延續。

2.2 埋石混凝土護岸

龍尾至天堂嶺段樁號TB6+527～TB7+267及下百丈段TB13+925～TB14+871樁號共約1 692 m為太保主干中上游的天然急彎,迎流頂沖段切灘嚴重,岸坡常年受洪水沖刷(見圖3),護岸結構采用混凝土結構,根據河道的實際情況兼顧就地取材便于施工的因素選用埋石混凝土護岸,雖然景觀效果較差,但抗沖刷性強,適用于對抗沖刷要求特別高的直立護岸,且河道沖積石頭較多,可充分利用河道原材料。為防沖刷,埋深布置為1.0 m,岸頂高度基本按高于5年一遇洪水位設計,埋石混凝土護岸設計斷面見圖4。

圖3 太保河急彎受沖段現狀

圖4 埋石混凝土設計斷面(單位：mm)

2.3 太保鎮區水景觀亮點段

該段為太保鎮鎮區段,河道流經太保的鎮中心,岸線范圍為樁號(TB2+890～TB5+542)兩岸,治理河長約2.65 km,左岸房屋密布,岸邊為混凝土硬直立墻,右岸為太保中心學校,有450 m有新建混凝土擋墻,但部分建筑棄渣及臨時道路還沒整理,岸腳為泥土結構,無任何防沖措施。從現場查勘來看,整個鎮區段河岸凌亂不堪,淤積嚴重,河道水環境較差,岸坡毫無防沖護腳措施,存在極大安全隱患,急需整治。其現場照片見圖5。

圖5 太保鎮區河段原狀

鎮區段是太保河治理的水景觀亮點段。本段河道治理措施結合太保鎮區的鄉鎮規劃,做好岸坡穩固防沖措施以及行洪清淤的同時,適當布置人行步道、親水平臺、景觀水陂布置等措施,打造屬于太保河治理工程的亮點,讓兩岸居民有了實際的河岸以及風景線,對太保鎮來說,該段河岸工程的治理順應民意,河道及兩岸環境帶來了很大的變化,形成一道水景觀岸線,為太保鎮添加了亮色。

河道治理方案充分考慮兩岸結構的特殊性,由于鎮區房屋臨河而建,因此首先需滿足護岸結構足夠安全,同時,要突出河道治理的特色。除此以外,重點考慮太保鎮居民群眾的休閑便捷以及臨河觀景。因此,治理方案包括兩岸護岸、過道的布置以及生態景觀陂的搭建,太保鎮區段治理后的現狀見圖6。

圖6 鎮區兩岸治理后現狀

右岸鎮區墻腳采用埋石混凝土直立墻護岸,并設置親水平臺,見圖7中斷面圖。由于原狀房屋岸線已硬化且岸腳位置不同意,岸線凹凸不順直,采用埋石混凝土直立墻在屋墻外部立模砌筑,既可以增加岸腳的整體強度,又可以靈活修整岸線,順直河道,岸墻設置80 cm的埋深防止掏刷,岸頂高露出常水位80 cm,護腳以后親水平臺步道采用表面砌筑卵石,增強河岸的觀賞性。

圖7 太保河治理工程鎮區段斷面示意(單位：mm)

鎮區河段位于太保河主干的中下游,河寬約 25 m,河道較寬,日常水位較低,根據兩岸水景觀的布置要求,設置兩座景觀水陂分級蓄水。陂頭布置在太保橋上游及鎮區中段位置,既有對橋梁上游河水的消能,保護太保橋的作用,同時可以有良好的蓄水景觀效果。兩座陂頭按照不同的樣式布置,一座為直立跌水式(過水效果見圖6),另一座為緩坡漫水式,從兩岸往上游看,形成錯落有致的動水效果。直立跌水陂頭采用混凝土結構,保證強度。漫水陂則采用,陂頭頂部利用大塊河卵石砌筑,高出過水面20 cm,外露石面磨平,大塊石用于低水位時人行,直徑不低于 60 cm,間距為40 cm,在不影響日常過水的前提下,又有良好的水陂景觀效果。漫水陂的設計縱斷面見圖8。

圖8 新村段上游陂頭縱斷面示意(單位：高程 m,尺寸 mm)

2.4 露縫漿砌卵石護岸

山區中小河流治理的護岸措施首先是要達到強岸固腳,防沖防刷的效果,因此,在穩定兩岸岸坡的安全以及穩定的前提下,首選強度較高,治理效果明顯的措施,例如：混凝土擋墻護岸,鋼筋混凝土擋墻,漿砌石貼坡,埋石混凝土擋墻等措施[1],但由于投資有限以及生態治理的原則考慮,山區中小河流不能通篇采用混凝土結構,實際護岸措施需根據當地當地材料以及治理的效果因地制宜。太保河主干經過鎮區,山口村等村,這些居民區的河段治理方案應該考慮采用與當地環境相協調的材料與結構,盡量可以采用跟自然貼切的護岸結構,既可避免投資過大,又有地方特色。太保河鎮區樁號(TB2+990～TB4+405)及山口村河段(樁號TB9+479～TB9+798)均經過居民區域,采用了露縫的漿砌卵石護岸結構,最底一層埋在河床底下,保證抗沖埋深,往上1層或者2層露出常水位一面的河卵石進行漏縫處理,縫槽約為20 mm深。漿砌石內主體結構砌筑強度按照設計標準達到M7.5,岸頂寬度為1.2 m,這樣的護岸結構既可以利用河道原材料,節能減耗,減少投資,又具有自然生態的景觀特色。在河岸用地條件緊張的情況下,可以滿足當地群眾臨河而走的需求,提高了臨河取水,觀水的便捷性。漿砌卵石護岸設計斷面見圖9,太保鎮區段露縫漿砌卵石護岸效果見圖10。

圖9 鎮區段的露縫漿砌卵石護岸設計斷面(單位：mm)

圖10 鎮區段的露縫漿砌卵石護岸效果

漿砌石擋墻是一種常見護岸結構,一般的結構為平縫或者勾縫處理,較為普遍,一般沒有觀賞效果,在山區中小河流治理中,在保證強度的基礎上,采用露縫處理,突出河卵石石面。既有遠觀順直的效果,也有近看凹凸的視覺感,可以達到生態美觀的效果。

2.5 山口村上游段疊石護岸

山口村上游段(TB9+798～TB10+794),河道兩岸多為梯田,岸坡高約3～6 m,河道落差較大。由于岸坡較高,且田地較多,不適宜開挖。河床較窄,砌筑擋墻難度大。筑墻在一定程度破壞了原有的自然岸坡。該河段主要位于上游,經查勘分析,最主要的問題是河道淤積,行洪不暢。由于河道大塊的卵石較多,清淤后大塊卵石只能外運使用或丟棄,因此,就地取材,利用河道中的大塊卵石砌筑護岸,護岸斷面見圖11。疊大塊石直立墻高1.5 m,埋深不小于0.6 m,把最大的的卵石放置以穩定前趾及上部結構,利用河道大塊石料砌筑減少了清淤開挖料的的外運及丟棄,是中小河流治理工程中較為常用的一種護岸措施[2]。

圖11 山口村上游段疊石設計斷面

3 結語

太保河因地制宜、分段布置河道治理方案,采用了多種斷面形式,是根據河道的實際情況以及當地群眾的需求,務求安全同時不失亮點。太保河治理工程實現了防災減災,生態自然,就地取材,節約了工程投資,便民惠民。太保河治理工程為廣東省中小河流治理工程連山縣2015年度的項目,在投資有限的情況下,基本達到河暢、岸固、景美、水清的效果。山區中小河流治理工程每1條河流都有自身的狀況及特點,如何能保證安全,措施合適,同時亦能滿足兩岸群眾的需求,達到治理效果實現治理目標是我們往后需要繼續探討的重要內容。

[1] 吳建雄.漿砌石擋墻式防洪堤的改進及應用[J].水利科技,1994(4)：39-40．

[2] 劉祥,張源泉.疊石護岸在山區中小河流治理中的應用[J].建筑工程技術與設計,2016(3)：39-40．

(本文責任編輯 王瑞蘭)

Design Scheme How to Adapt to the Coast in the Taibao River Regulation Project

ZHU Guangyuan，FENG Weitian

(Guangdong Hydropower Planning & Design Institute，Guangzhou 510635，China)

Taibao river is a river with catchment area of more than 100 km2 at the north of qingyuan city Lianshan county. Taibao river regulation project was typical in the management plan of small and medium sized rivers in five cities of Guandong Province. The river’s general situation and the situation on the both sides of the Taibao river is not the same, specific governance plan needs to deal with the piecewise points method, according to the specific site conditions suitable for the engineering measures of the river, a typical management section and method is applied to make the river more safety, ecological and natural.

revetment and bank-base strengthening； the small and medium-sized rivers on mountainous area； adptation to local conditions

2016-05-10;

2016-06-07

朱光源(1980),男,本科,工程師,主要從事水利水電工程設計工作。

TV861

B

1008-0112(2016)05-0095-04