社河上馬鎮段堤壩修筑工程水土保持方案及措施分析

袁愛坤

（遼寧省撫順縣水務局，遼寧 撫順 113006）

0 引言

社河屬渾河左側一級支流，發源于遼寧省撫順縣東部的后安鎮饅首排子村新開嶺西側，流經后安、上馬兩鎮16個自然村屯，河道全長59 km，流域面積約470 km2。由于歷史和經濟的原因，社河上馬鎮段兩岸或堤防設施損毀，或缺少必要的護岸工程，導致河段防洪能力偏低。每到汛期，洪水沖垮河沿、淹沒耕地的現象時有發生，對岸邊居民生命財產構成了嚴重威脅，使得水利設施相對滯后與當地經濟發展之間的矛盾日益突出，凸顯了在社河上馬鎮段可能發生洪澇災害的河段修筑防洪堤壩的緊迫性。根據《遼寧省地方中小河流治理規劃實施方案》，撫順縣在2014年啟動了社河上馬鎮段堤壩修筑工程建設。然而，河道堤壩的建設難免要損壞地表植被、擾動地表原貌，造成一定程度的水土流失，這就要求在堤壩修筑方案設計時充分考慮水土流失的防控。本文就社河上馬鎮段堤壩修筑工程水土保持方案及措施進行分析。

1 水土流失及水土保持現狀

社河上馬鎮段防洪堤壩修筑工程動用土石方量大，不僅會擾動地表，而且會造成地面組成物質和地貌條件的改變，使其原有的蓄水保土能力下降或喪失。掌握項目區水土流失和水土保持現狀，是制定有利于控制水土流失施工方案的重要基礎。

1.1 水土流失狀況

按照水利部 《全國水土流失重點預防區和重點治理區復核劃分》，社河上馬鎮段流域為水土流失重點預防區，水土流失以中度和輕度侵蝕為主，其中輕度（或微度）侵蝕占流域總面積的46.5%，中度侵蝕占流域總面積的33.7%，重度侵蝕只占流域總面積的19.8%。根據河道堤壩施工現場調查，項目區水土流失強度為微度或輕度，主要表現形式主要為水蝕和面蝕，土壤侵蝕模數約為350 t/（km2·a）～500 t/（km2·a）。這些都給堤壩修筑中的水土流失防控創造了有利的先天條件。

1.2 水土保持狀況

充分利用相對優越的自然條件和國家各項水土保持扶持政策，社河上馬鎮段流域進行了多年不懈的水土流失綜合治理。其表現為結合本地區自然條件和社會經濟基礎，堅持“水、田、林、路”綜合治理的原則，以小流域為水土流失治理單元，強化落實水土保持和生態修復。社河上馬鎮段流域的植被覆蓋率較高，其中森林覆蓋率達到67.92%，主要植被群系類型有長白落葉松林、紅松闊葉混交林、遼東櫟林、山楊林等。項目區沿河堤壩多為土石質，植被覆蓋率約為80%，以多年生各類灌木雜草為主。但壩體防洪標準低、高程不足，且年久失修，難以抵御洪水侵襲。

2 方案對比分析

2.1 護坡方案

根據工程項目規劃內容和要點、國家《防洪標準》(GB 50201-2014)和工程建設水土流失防控要求，設計擬定了3種不同斷面結構形式的堤壩主體修筑工程方案。

1）護壩石籠加漿砌石護坡

堤壩土石主體完工后，在迎水坡面以下設置護壩石籠，坡面采取漿砌石護坡。護壩石籠為網眼規格4 cm×6 cm、寬度2.5 m的熱鍍鋅石籠網裝填高密度石料封網而成，置于河堤基礎部開挖的低于河床0.5 m縱向坑槽中，每段石籠縱向長度為8 m。迎水坡設計坡度1∶2，選用密度大于20 kN/m3、抗壓強度應大于40 MPa的毛石，以坐漿法自下而上分層砌筑至壩頂。背水坡坡度為1∶1.5，平整后布設30 cm厚素土，自下而上以灌木和多年生草種綠化護坡。

2）塊石灌砌擋墻、親水平臺加漿砌石護坡

堤壩土石主體完工后，在迎水坡底部設寬度為2.5 m的親水平臺，親水平臺下建塊石灌砌擋墻固壩護堤，親水平臺至壩頂為漿砌石護坡。擋墻設計規格為基礎深埋2.5 m、頂寬0.8 m，漿砌石護坡坡度1∶2，施工方式同方案一。堤壩背水坡坡度為1∶1.5，與方案一實施相同的綠化護坡。

3）格賓石籠擋墻、親水平臺加鋼網混凝土護坡

堤壩土石主體完工后，在迎水坡底部設寬度為2.5 m的親水平臺，親水平臺下以格賓石籠擋墻保護壩基，親水平臺至壩頂為鋼網混凝土護坡。格賓石籠以六邊形雙絞合低碳鍍鋅鋼絲網制成，規格為2 m×3 m×8 m，網格名義尺寸為8 cm×10 cm。擋墻基礎埋深2.5 m，鋼網混凝土護坡坡度1∶2，夯實迎水坡面，鋪設抗拉強度不少于380 MPa的鋼筋網，澆筑灰砂比1∶1.5的高標號混凝土，保證混凝土厚度大于10 cm。堤壩背水坡坡度為1∶1.5，與方案一實施相同的綠化護坡。

2.2 方案比選

通過相關資料查詢、工程實地取樣和針對性分析，獲得比較詳實的數據。總結論證出三種堤壩主體修筑工程方案優缺點對比（見表1）和水土保持指標數據對比（見表2）。

表1 三種堤壩主體修筑工程方案優缺點對比

表2 三種堤壩主體修筑工程水土保持指標數據對比

從投資成本和技術要求難度的角度看，設計方案一較好。但此方案的最大缺點是壩體抗洪水沖擊能力較低，漿砌石護坡容易損毀，導致壩體使用壽命降低，相應地增加了水土流失量。方案二、方案三與方案一比較，壩體斷面景觀性得到提高，方案二采取塊石灌砌擋墻，提高了壩體抗沖擊力，但漿砌石護坡損毀導致壩體使用壽命降低的問題依然存在。方案三采用的鋼網混凝土護坡較漿砌石護坡、格賓石籠擋墻較塊石灌砌擋墻堅固性更高，從而有效提高了壩體使用壽命。盡管此方案投資成本較高，但壩體壽命的延遲相應降低了年均投資成本，提升了方案的性價比。且格賓石籠擋墻施工可以在冬季進行，比塊石灌砌擋墻施工顯著降低了地表降水徑流引發的水土流失。比較三方案的擾動地表面積、挖填方量、借棄方量、棄渣量和可能產生的水土流失量，綜合考慮各自的投資性價比，選用方案三更佳。

3 堤壩主體修筑工程水土保持措施分析

根據項目區水土保持狀況和工程實際，方案擬定的水土保持措施包括工程措施和植物措施兩個方面。工程措施包括格賓石籠擋墻、鋼網混凝土護坡、棄渣清運、綠化覆土；植物措施包括背水坡綠化護坡、壩頂栽植喬灌木、河灘灌草綠化。

3.1 工程措施

1）格賓石籠擋墻。設計方案中以格賓石籠擋墻保護堤壩基礎，提高了堤壩的抗沖刷能力，有效減少水流對河岸沖刷造成的水土流失。同時格賓石籠擋墻可以在冬季施工，還規避了堤壩修筑中重要的水土流失因素——地表降水徑流。

2）鋼網混凝土護坡。對堤壩迎水坡格親水平臺以上至壩頂鋪設抗拉強度不少于380 MPa的鋼筋網，澆筑灰砂比1∶1.5的高標號混凝土，保證混凝土厚度10 cm。這種對迎水坡的全方位覆蓋防護，基本上杜絕了洪水對大壩主體筑土的沖刷，最大限度地降低水土流失。

3）棄渣清運。堤壩主體設計中充分考慮了工程結束后會有大約0.9萬m3剩余砂石，擬用20 t重載自卸卡車集中運至棄渣場處理，防止工程棄渣導致水土流失。

4）綠化覆土。對堤壩修筑時的取土點先以棄渣填埋，表層覆蓋30 cm相對優質土層，以利于后期植被綠化，提高水土保持效果。

3.2 植物措施

1）背水坡綠化護坡。在堤壩背水坡沿橫向栽植柳樹、楊樹、柞樹等喬木和紫穗槐、荊條、臘條等灌木，其間種植狼尾草、紫花木樨、百葉草等多年生綠化草，以林草搭配加降低坡面裸露，提高坡面穩定性及蓄水保土能力。

2）壩頂栽植喬灌木。沿堤壩頂端兩側縱向栽植饅頭柳、四角楓、紅葉李、棉槐等兼具水保、景觀雙重功效的喬灌木，在鞏固壩頂、防止水土流失的同時增強壩體的景觀效果。

3）河灘灌草綠化。在與堤壩毗鄰的河灘大面積栽植胡枝子、山茱萸、檸條等易存活灌木，種植馬鞭草、老芒麥、紫羊茅等耐貧瘠、再生能力強的草種，控制河灘的水土流失。

4 結語

根據《河道治理項目水土保持技術規范》(GB 301-2002)，社河上馬鎮段堤壩修筑工程在方案設計階段和工程建設階段都將水土保持放在了重要的地位，所選施工方案中的格賓石籠擋墻、鋼網混凝土護坡、棄渣清運、綠化覆土，乃至后期的背水坡綠化護坡、壩頂栽植喬灌木、河灘灌草綠化，都以滿足水土保持要求為目的，從而有效防控了工程建設以及后期養護、抗擊洪水過程中的水土流失。