龍溪水治理工程中河岸坡填筑與防護設計

張萬里

(江西省贛西土木工程勘測設計院，江西 宜春 363000)

龍溪水治理工程中河岸坡填筑與防護設計

張萬里

(江西省贛西土木工程勘測設計院，江西 宜春 363000)

龍溪水河道彎曲、斷面狹小，兩岸多為中低山丘陵地形，大部分河岸陡峭，部分河岸雜亂、垃圾成堆，局部河岸迎流頂沖、坍塌或被房屋農田擠占；部分河道淤塞、行洪不暢，汛期洪水陡漲陡落，近年來山洪災害常有發生，而且損失嚴重，已影響到當地居民的生產生活安全，不能適應當地的經濟社會發展要求。因此，加快實施該山洪溝防洪治理工程是必要的。文章主要研究了該工程加固環節中的河岸坡土方填筑設計及岸坡防護設計的相關問題，以此來加強該工程山洪災害綜合防御能力，有效減少人員和財產損失。

龍溪水；治理工程；填筑設計；岸坡防護

0 引 言

龍溪水及其支流河段屬典型的山洪溝災害防治區，斷面狹小，兩岸多為低山丘陵地形[1]。現狀部分河道淤塞擠占，大部分河岸坡陡峭、部分河道雜亂，部分河岸坡因塌滑、沖刷造成植被缺失、土體裸露，存在塌滑堆積體、雜生植物、生活建筑垃圾、倒塌墻體、跨河房形成暗河等嚴重礙洪物，行洪不暢[2]。近年來山洪災害常有發生，而且損失嚴重，已嚴重影響到當地居民的生產生活安全，所以我們迫切的需要對該段工程進行改造加固。

1 工程概況

龍溪水位于萬載縣赤興鄉和雙橋鎮境內，錦河上游左側支流，距萬載縣城25-40km，龍溪水主河道全長23.3km，集雨面積77.0km2，龍溪水支流赤興水穿過赤興鄉集鎮所在地，全長9.37km，集雨面積20.8km2[3]。

龍溪水山洪影響范圍包括赤興鄉的花橋和雙橋鎮的龍田等8個村和赤興集鎮，影響面積5.02km2，影響人口0.79萬人，影響耕地420hm2，同時影響萬上省道、官雙、赤仙縣道等。赤興曾為萬載縣蘇維埃政權所在地，屬革命老區、貧困鄉；雙橋鎮萬上省道(湘贛公路)貫穿而過，區位優勢明顯。

龍溪水中上游岸坡上部為砂壤土，層厚多為1-2m，下為砂卵石夾漂石，局部河床基巖出露。岸坡抗沖性能差，河道彎曲且凹岸迎流頂沖段較多，為穩定性差岸坡，現狀局部崩塌嚴重，建議對塌岸岸坡進行護坡處理。河道底部基本為砂卵石夾漂石，局部為基巖。龍溪水中下游岸坡上部砂壤土，層厚1.3-1.4m，中部為中細砂，層厚0.7-0.8m，下部為砂卵石，岸坡抗沖性能差。擬建固腳基礎可置于砂卵石中(局部為基巖)，基礎埋深應位于沖刷線以下一定的深度。

支流赤興水岸坡上部為砂壤土，層厚0.4-1.7m，下為中細砂及砂卵石，中細砂層厚0.5-0.6m。岸坡抗沖性能差，河道彎曲且凹岸迎流頂沖段較多，為穩定性差岸坡，現狀局部崩塌嚴重，建議對塌岸岸坡進行護坡處理。河道底部基本為砂卵石，擬建防護基礎可置于砂卵石中，防洪墻基礎埋深應位于沖刷線以下一定的深度。

2 河岸坡土方填筑設計

綜合分析，本次設計河岸坡防護迎水坡和背水坡坡比均取1:1.5，迎水坡原狀土層和填方間宜設緩沖平臺。

堤身填筑前應先挖除樹根、草皮、磚瓦和根植土，發現有孔洞應開挖回填密實，底部填土均應壓實，在新土與老堤坡結合處，應將老堤挖成小臺階狀牙口，以利新老土結合；每層土料攤鋪前，應將已壓實的底部填土刨毛；填筑面應平整，無凹盆，并略向外側傾斜，以利于雨水排出；雨天施工按規范和有關規定進行，雨前即先將表層土用光碾碾一遍，防止雨水滲進松土層，雨后將浸濕土層處理后方可繼續填筑[1]。對含水量過高的土料需堆放、翻曬，保證上堤土料含水量達到或接近最優含水量，填筑前須做必須的碾壓試驗，確定施工參數，包括填筑層厚，碾壓遍數、干密度及檢測方法。

堤岸坡采用黏性土填筑，墻背采用開挖砂性土料填筑，填土前應清除表層腐植土、雜物、淤泥等。堤身填土填筑含水量按最優含水量控制，黏性土壓實度≥0.91，無黏性土相對密度0.60；擋土墻、涵管等建筑物基礎壓實度不小于0.96(黏性土)，或填筑相對密度≥0.65(無黏性土)。墻背土等效內摩擦角φ≥30°。堤岸坡填土滲透系數≤5×10-4cm/s。

土料填筑必須采用振動碾碾壓，分層碾壓，每層填土松土厚度不超過0.25-0.30m；狹小范圍和建筑物周圍必須采用蛙式打夯機等小型碾壓設備碾壓或人工夯實，分層碾壓，每層填土松土厚度不超過0.2m[2]。

3 岸坡防護設計

3.1 岸坡腳防護設計

綜合分析本次岸坡腳防護采用M7.5漿砌石仰斜式擋墻、M7.5漿砌石斜坡防護和松木排樁等生態固腳型式，其中易沖刷陡岸坡腳部位采用M7.5漿砌石仰斜式擋墻，河岸坡較緩部位采用松木排樁型式，吊腳墻趾M7.5漿砌石結合松木排樁固腳型式。

松木排樁沿岸坡腳設計枯水位或正常蓄水位左右設置，松木樁樁尾徑≥120mm，長度≥4m，間距約180mm，防腐處理。松木樁要求至少深入河道疏挖高程以下1.5m。排樁后采用柳等有根扦插繁殖枝條和有根細竹編織攔護土(編織徑距小于100mm)。嚴重礙洪的岸邊雜生植被、垃圾、塌滑堆積體清除后，排樁兩側依坡順勢削坡修整后設置植被護固岸坡腳。

吊腳墻趾較緩部位采用M7.5漿砌石斜坡式固腳(H41型)，漿砌石厚度0.3m，依坡順勢坡比為1∶1.75-1∶2.0。吊腳墻趾較陡部位采用松木排樁結合植被固腳(H42型)，依坡順勢坡比為1∶1.0-1∶1.5，排樁設置方式同上。

3.2 岸坡防護設計

綜合分析本次岸坡防護采用草皮結合喬灌竹護固岸坡，岸坡易沖刷部位采用框格、鏤空塊植被措施防護。

3.2.1 河岸坡植被措施防護的設計依據、理論和指導思想

本次河道植被措施設計依據為《河道生態建設-植被措施應用技術》(中國水利水電出版社2009年7月)、《全國河道治理與生態修復技術匯總》(中國水利技術中心)等技術[3]。

植被措施防護進行河道治理涉及水利、環保、生態、林業等多個學科，是一項復雜的系統工程。西方發達國家和日本較早開展了河道生態人工修復研究，積極修建生態河堤，恢復河岸植被。我國在河道生態修復與建設方面的研究工作起步較晚，20世紀90年代后期，受歐美等一些發達國家的影響，開始重視水利工程設計和施工對環境的影響，并對河岸帶植被的結構和功能、河道生態護坡(岸)的理論和技術等方面進行相關研究。2003年，浙江省全面啟動了以“水清、流暢、岸綠、景美”為總目標的“萬里清水河道建設工程”，防止了河道建設中出現過度“三化”現象，減少了工程建設對生態系統的負面影響，通過實驗研究和示范工程建設，總結提煉形成了一套完整、成熟、有效地河道生態建設植物措施應用技術。該技術目前主要在沿海發達省份應用較廣，取得了極大的社會效益。

3.2.2 植被措施的主要類型選擇

植被措施除種植喬灌草進行河岸坡防護外，在河道建設中還可以利用能生根的莖枝進行防護，如活枝扦插技術、活枝柴籠技術、活枝層栽技術、灌叢墊技術、柵欄墻技術。本河道屬山區河道，植被措施主要采用種植喬灌草方式進行岸坡防護。對于局部河岸水流沖刷嚴重，造成岸坡較陡植被缺失，但不采取石籠等防護的部位，可采用活枝層栽技術，該技術是把活的有根枝條交叉重疊水平分層種植在黏性土混合腐植土層中，為防止土層沖蝕，土層外露部位可采用150g/m2反濾土工布包裹。

3.2.3 河道植被種類選擇

1)選擇原則。

植物種類選擇，應在確保河道主導功能正常發揮的前提下，遵循生態適應性、生態功能優先、鄉土植物為主、抗逆性、物種多樣性、經濟適應性等原則。

2)河道要求。

本河道屬山區河道，河道主要特點是坡降大、流速快、洪水位高、水位變幅大、沖刷力強、岸坡礫石多、貧瘠保水性差。故河岸坡腳(特別是迎流頂沖部位)需采取石籠格網網箱等硬固腳，然后選用耐貧瘠、抗沖刷的植物種類。應選用須根發達、主根不粗壯的植物。

山區河道高洪水位下會漫灘，應以盡量不阻礙泄洪、不影響水流速度、抗沖性強的小型植物為主，根莖應具有一定柔性，防止連根拔起。

3)河道岸坡位要求。

本山區河道流速大，常水位很低，但洪水位很高，本次設計常水位以下不設植被措施護坡，其余部位均屬洪水位以下，其岸坡會遭受洪水的浸泡和水流沖刷，枯水期岸坡干旱，含水量低。因此，應選擇根系發達、抗沖性強的植物種類。設計洪水位以上部位僅進行草皮護坡。

4)植物群落要求。

植物群落應滿足喬灌草結合、物種共生、常綠與落葉結合、深根系與淺根系結合、陰陽結合、固土護坡優先、經濟實用原則。

本山區河道采用生態位互補、上下有層次、左右相連、根系深淺錯落的草本、灌木和小喬木結合型式。

3.2.4 河道植被種植及管護

1)植物布置及種植。

植物種植應避免物種單一化、整齊劃一化、應采用株間混交布置。小喬木株行距為2m×2m-4m×4m，灌木株行距1m×1m-2m×2m，單株種植要求兜部斷面積≥5cm2,多株集栽要求兜部總斷面積≥7cm2。樹穴開挖直徑較苗木所帶土球直徑大0.2m以上，深度要求原土痕埋入土體0.05m以上。

2)植物管護。

植被措施護坡運行管護非常重要，應加強培土、施肥、防蟲、補缺、礙樹生長的雜草清除，所謂“三分建設，七分管理”，如果疏于管護，不論建設得多好，項目多不能正常發揮工程效益，甚至報廢。隨著時間的推移，植物群落自穩定性、生態服務功能不斷增強，管護和重置就可以越來越少，就可以和現有釗田河中下游植被茂密區一樣，根系盤縱錯結，河岸坡防護效果非常好。

治理范圍內村莊附近或每隔500m左右設C15混凝土踏步，緩坡部位采用臺階型式，岸坡較陡立部位采用漿砌石擋墻內嵌臺階型式。每個臺階高0.15m，寬根據坡率調整。踏步沿軸線方向每隔5m左右設一沉降縫(設于最小厚度處)，縫寬20mm，縫內填瀝青杉板。

固腳、齒墻、阻滑墻等每隔5m或橫豎、端部設一伸縮縫，縫寬20mm，縫內填瀝青杉板，其分縫表面均用M10水泥砂漿勾凹縫。護肩、齒墻、阻滑墻等小型建筑物未示出的施工臨時開挖邊坡均按1:0.3計，施工空余0.15m。岸坡腳固腳深度需滿足沖刷深度要求。

4 結 語

大型水利工程由于其規模宏大，施工技術復雜，所以必須選取最合適的施工技術和施工方案，才能保障施工的進度和質量。在本工程建設之前，通過技術、經濟等比較，設計采取有效、經濟、安全的治理措施，從而達到了河道治理、提高防護能力的目的。本防洪工程地形地質條件較復雜，在施工環節中，還應加強下階段的測量和地質勘查工作，進一步收集洪水災害、險工險情情況，進一步調查、核實占地實物指標，落實占地規劃，進一步落實集鎮用地規劃。只有項目建設技術上可行，經濟上合理，才能建設出一個具有較好的社會效益的高水平的水利工程。本文主要研究分析了萬載縣龍溪水治理工程中河岸坡土方填筑設計及岸坡防護設計的工程情況，為后期的施工提供了一個優質的設計方案，確保了工程的順利施工。

[1]葛坤,張俊杰,許金鵬.生態土石籠袋在河道岸坡防護中的應用探討[J].中國水利,2017(10):24-25.

[2]卞顯軍.淺析生態混凝土岸坡防護的主要技術及施工方法[J].四川水泥,2016(07):213.

[3]黃衛東,姚仕明,沈之平,等.馬鞍山長江大橋近岸橋墩岸坡防護方案的水槽試驗研究[J].四川水力發電,2013(01):52-56，63，124.

1007-7596(2017)10-0064-03

TV861

B

2017-09-12

張萬里(1984-)，男，吉林公主嶺人，工程師。