水利工程河道生態(tài)護(hù)坡施工應(yīng)用分析

聶玉鋒

（澠池縣水利局，河南 澠池 472400）

1 工程概況

澗口河,發(fā)源于河南省三門峽市澠池縣韶山北麓的胡溝,北流至段村鄉(xiāng)的麥盡、中關(guān)、上澗和南村鄉(xiāng)的澗口，至班村村北注入黃河，流域面積149 km2。干流長28 km，干流坡降2.5%，河床平均寬80 m，多年平均流量0.71 m3/s。河槽兩岸由于自然原因的影響出現(xiàn)巖石裸露的情況，而且多為石質(zhì)淺山區(qū)。河谷寬窄不一，部分河段出現(xiàn)主槽斷面狹小的情況、嚴(yán)重阻礙水流的正常行進(jìn)，而且兩岸很多灘地由于連年洪水的沖刷出現(xiàn)坍塌的情況。G241 公路沿河布置，在汛期也會(huì)受到洪水的影響和威脅[1]。河道兩岸沒有進(jìn)行堤防的構(gòu)建，完全通過自然地勢抵御洪水，如果汛期出現(xiàn)較大的洪水，會(huì)對沿岸群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全和當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。澗口河的生態(tài)修復(fù)問題迫在眉睫，政府決定全面實(shí)施澗口河生態(tài)走廊工程，將河道景觀重建、河道水體生態(tài)修復(fù)與城市生態(tài)建設(shè)相結(jié)合[2]。

本次澗口河治理工程包括干流14.5 km 和支流1.45 km，總長15.95 km，主要建設(shè)任務(wù)包括河道疏挖、堤防完善、岸坡防護(hù)、河底新建抗沖齒墻等。河道疏挖10.4 km，其中干流8.95 km，采用底寬25 m～40 m 的復(fù)式斷面；支流1.45km,采用底寬15m 的梯形斷面。岸坡格賓石籠護(hù)砌17.4 km(兩岸合計(jì))，坡腳設(shè)2 m 深格賓石籠齒墻，新建漿砌石防洪墻14.50 km。河底新建格賓石籠抗沖齒墻58 道。

2 格賓石籠在生態(tài)河道治理中的應(yīng)用

常見的抗沖能力較好的邊坡防護(hù)形式有漿砌石護(hù)坡、混凝土護(hù)坡和格賓石籠護(hù)坡等。本次治理段河道屬典型的山丘區(qū)河道,地質(zhì)條件以卵石層為主,附近嚴(yán)重缺乏適合填堤的粘性土料，且地質(zhì)條件也不適合填土筑堤，結(jié)合河道實(shí)際情況，為充分利用河道卵石充沛的資源優(yōu)勢，通過方案比選，本次邊坡護(hù)砌型式采用格賓石籠護(hù)坡。格賓石籠生態(tài)施工技術(shù)的應(yīng)用，讓河道生態(tài)治理效果進(jìn)一步提升。

3 生態(tài)護(hù)坡施工要點(diǎn)

本次主要對河道疏挖段兩岸邊坡進(jìn)行防護(hù)。其中緊鄰山體的河道邊坡,本次不再進(jìn)行防護(hù)；結(jié)合河道斷面設(shè)計(jì)成果，本次疏挖段河道設(shè)計(jì)邊坡為1∶2.5，因此河道防護(hù)按設(shè)計(jì)坡比1∶2.5 進(jìn)行護(hù)砌。根據(jù)沖刷深度計(jì)算成果,在河底設(shè)置一定數(shù)量的抗沖齒墻以起到防沖固底的作用。抗沖齒墻深度確定為2 m，齒墻寬確定為1 m，斷面為矩形，結(jié)構(gòu)形式采用格賓石籠。

3.1 堤防整體穩(wěn)定計(jì)算

根據(jù)規(guī)范要求，整體穩(wěn)定采用不計(jì)條塊間作用力的瑞典圓弧法計(jì)算。

式中：b 為條塊寬度，m；W1為堤坡外水位以上的條塊重力，kN；W2為堤坡外水位以下的條塊重力，kN；Z 為堤坡外水位高出條塊底面中點(diǎn)的距離，m；u 為堤身或堤基中的孔隙壓力，kPa。穩(wěn)定分析計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 堤防整體抗滑穩(wěn)定計(jì)算成果表

3.2 格賓石籠選材

格賓石籠主要通過高鍍高爾凡覆塑進(jìn)行防腐。網(wǎng)面的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到50 kN/m，翻邊強(qiáng)度可以達(dá)到35 kN/m，具有較好的應(yīng)用效果，各項(xiàng)參數(shù)均符合EN10223-3 標(biāo)準(zhǔn)。填石主要使用的是當(dāng)?shù)剌^為常見的塊石或卵石,所選石材的要求為強(qiáng)度等級在MU30 以上，這些石材需要具有較強(qiáng)的抗風(fēng)化能力，而且不易水解,填充空隙率需要控制在30%以下。另外，在格賓護(hù)坡填石粒徑方面主要選擇100 mm～250 mm，外露面的粒徑控制在150 mm 以下。

3.3 格賓石籠施工質(zhì)量控制

為了確保格賓石籠的施工質(zhì)量，在實(shí)際應(yīng)用過程中通過系統(tǒng)化的質(zhì)量控制技術(shù)進(jìn)行施工。

3.3.1 材料控制

格賓石籠箱的材料主要使用的是異形截面的熱鍍鋅低碳網(wǎng)鋼絲，在外圍使用PVC 樹脂進(jìn)行保護(hù)，這種材料具有較好的應(yīng)用效果，在生產(chǎn)過程中，需要加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證其力學(xué)性能和化學(xué)性能都符合設(shè)計(jì)要求。在網(wǎng)孔的孔徑上外涂一定量的PVC 樹脂薄膜，保證其能夠通過專業(yè)化的檢測，提升材料的抗拉性和穩(wěn)固性，填充料方面主要使用的是耐風(fēng)化、堅(jiān)固密實(shí)的卵石級配碎石等[3]。

3.3.2 工序控制

首先需要注意依照設(shè)計(jì)要求對基礎(chǔ)面的平整性進(jìn)行檢查，其次在組裝網(wǎng)箱過程中需要使用與網(wǎng)上相同材質(zhì)的鋼絲進(jìn)行綁扎，每次綁扎過程中，都需要使用雙股線并且進(jìn)行交接處理，在間隔網(wǎng)與網(wǎng)身的四處交角位置都需要進(jìn)行綁扎，依照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行安裝。另外在石料裝填過程中可以使用人工與機(jī)械配合的方式，以提高施工效率。首先使用機(jī)械裝填過程中，裝填料需要在石籠高度的1/2 以下，使用人工方式將附近的塊石擺放整齊，在同一水平層或者同一組網(wǎng)箱當(dāng)中進(jìn)行同步均衡的網(wǎng)格填料，防止出現(xiàn)單個(gè)網(wǎng)格獨(dú)自填充等情況。最后進(jìn)行封蓋工作，需要與頂部石料堆砌平整的基礎(chǔ)上進(jìn)行封蓋與網(wǎng)箱邊框相交線，施工時(shí)需要進(jìn)行綁扎，一般每隔25 cm 綁扎一道。完成封蓋之后需要對整個(gè)網(wǎng)箱進(jìn)行檢查。

4 護(hù)坡景觀效果圖

圖1 生態(tài)護(hù)坡效果圖

5 水質(zhì)監(jiān)測效果對比

通過人工方法進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，對河流在治理前后的水質(zhì)情況進(jìn)行對比。檢測參數(shù)共10 項(xiàng)，包括溫度、pH 值、溶解氧、電導(dǎo)率、高錳酸鹽指數(shù)、COD、BOD5、氨氮、總磷、總氮。水質(zhì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)》V 類。見表2和表3。

表2 2016年水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)表 單位：mg/L(PH 及注明的除外)

表3 2019年水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)表 單位：mg/L(PH 及注明的除外)

6 結(jié)語

在實(shí)踐中，通過澗口河治理工程的實(shí)施，提高了河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，并且充分利用河灘地卵石資源，就地取材，不但節(jié)約了成本，而且徹底改變了澗口河荒蕪的歷史面貌，使荒灘變?yōu)榫G洲，不僅開創(chuàng)了澠池河道生態(tài)治理的先河，而且改善了農(nóng)村生產(chǎn)生活條件及項(xiàng)目區(qū)生態(tài)環(huán)境，為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和旅游事業(yè)起到促進(jìn)作用，為脫貧攻堅(jiān)和新農(nóng)村建設(shè)提供了強(qiáng)力的水利支撐。