塔里木河中游防洪堤建設方案與關鍵技術探析

孫 健

（新疆塔里木河流域干流管理局，新疆 庫爾勒 841000）

塔里木河流域干流中游英巴扎至阿其克樞紐區間河道彎曲[1]，土質松散，河床沖淤變化劇烈，堤防措施不盡合理，填筑質量不滿足要求。為了提升該段防洪能力，需對其防洪堤建設方案進行探討。

1 概況

塔里木河干流中游地處風沙區，地層巖性主要為粉土及粉細砂互層，局部夾有厚0.3～0.6 m 左右的灰黃色的砂壤土、壤土[2]。河道長398 km，縱坡平均1/7 000，灘槽高差2～4 m，水面寬一般在50～500 m，主槽過流能力從500 m3/s 左右逐漸減少到50 m3/s左右[3]。洪水由阿克蘇河、和田河和葉爾羌河山區暴雨及冰雪融水下泄塔河干流形成[4]，該河段汊流多，汛期易跑水，直接威脅到沿河兩岸的20 km2耕地及8 330人生命財產安全。

2 存在問題

2.1 防洪治理體系不完善

現有工程均為因害設防、無全面統籌考慮意識，已成工程多為局部考慮防護對象采取工程措施，構筑防洪工程結構尺寸不夠或范圍小，往往造成以局部免災引起下游河勢變化，造成新的災害和更嚴重災害，需進行統一規劃。

2.2 局部河勢不斷惡化，威脅輸水堤安全

塔里木河干流局部河勢不穩，河道彎曲過度，抗沖能力差[5]，工程運行了近12 a，隨著河勢的不斷變化，局部河岸距輸水堤越來越近，最近處已到輸水堤岸，直接淘刷現有河岸。近年來，經常發生輸水堤潰堤，造成漫溢，嚴重影響向下游生態輸水，有8 處“Ω”彎道淘刷侵蝕導致堤防塌陷，洪水漫溢，堤防十分危險。

2.3 部分輸水堤損毀嚴重

塔里木河干流中游輸水堤穿灌區段，沿線農用大型機械、車輛利用輸水堤作為機耕道路，路面坑洼不齊，影響輸水堤安全運行、應急搶險車輛通行。塔里木河流域干流管理局每年維修養護資金有限，只能重點用于局部堤段搶修、搶險，無法對中游段（英巴扎至阿其克）兩岸共計330 km 輸水堤進行正常年度歲修，嚴重影響輸水堤安全運行。部分輸水堤斷面尺寸達不到設計要求，邊坡變陡，堤身斷面、堤頂高程嚴重不足，需要加高培厚。

2.4 輸水堤沿線引水口亟待加固處理

沿線引水口洪水災害明顯，因引水口一般地勢較為平坦，汛期河水順勢而下，直沖堤后耕地，威脅灌區農民的財產安全。引水口處堤岸淘刷，一方面導致生態水不能到達控制的生態林，生態林出現缺水現象；另一方面洪水淘刷岸坡，導致胡楊連根沖出，影響胡楊林的生長。據初步統計，近5 a 來沖走沖毀的胡楊林不下0.017 km2，同時淹沒部分草場，給牧民的生產和生活帶來困難。

3 堤防建設方案介紹

3.1 工程總布置

擬建防洪工程位于塔里木河干流中游英巴扎至阿其克區間河段，修建護岸堤防工程7 處、長度3 570 m，采用“坡式護岸+水平鋪蓋基礎”防護型式。依據《防洪標準》（GB50201-2014）確定本次護岸工程防洪標準為10 a 一遇，相應的洪峰流量為653～259 m3/s。

3.2 堤線選擇

塔里木河中游英巴扎至阿其克樞紐河段過水能力小，洪水滿溢灘洼地積水成湖，水量損失嚴重，屬汊流漫溢河道，局部河床沖淤變化劇烈，河灣發展迅速。該河段屬于過渡型河段，上段河勢變化具有游蕩型河道河勢變化的特性，主流擺動頻繁，平均擺動幅度1 500 m 左右；下段具有彎曲型河道的特征，河灣呈蠕動的狀態向下游移動，30 a 間彎頂最大的蠕動距離3 000 m，年平均向前蠕動100 m，凹岸的最大坍塌速率為50 m/a。依據塔里木河干流防洪規劃成果，此段穩定河寬800～330 m，主河槽寬度86～256 m，平均186 m，左右岸堤防間距321～1 381 m，平均625 m。工程河段堤線距離對比情況，詳見表1。

表1 工程河段堤線對比

3.2.1 樁號592+650—593+080 段、599+850—600+200段右護岸工程

樁號592+650—593+080段、599+850—600+200段右岸彎道修建護岸工程長度780 m，現狀護岸距離右岸輸水堤約10~20 m，先將現有陡坎線修整為平緩曲線再修建護岸工程。此工程區位于國家級胡楊林保護區的核心區，岸線調整將毀壞天然林草地，因此此段岸線不做調整。

3.2.2 樁號672+325—673+500段右護岸工程

本段為堤防加高培厚段，長1 175 m。實測資料顯示，左右岸堤距1 150～1 300 m，滿足河道行洪寬度要求。此段堤防位于國家級胡楊林保護區的緩沖區內，如堤線調整將占用部分的胡楊林地，因此此段堤線不做調整。

3.2.3 樁號693+450—693+800段左護岸工程

現狀輸水堤為柏油路面（寬4.0 m），堤身高2.5~3 m，邊坡1∶3，兩岸堤距1 000~1 200 m，凹岸河坎距現狀輸水堤約5~10 m，河內原有老堤沖毀。

（1）方案1。按河內原有老堤軸線恢復，修建堤防，與現有上、下游老堤平順連接，但堤線擠占現有主河道、束窄河床，填筑土方量大，增加防洪壓力，改變河流走勢。

（2）方案2。沿現有凹岸河坎修建順壩護岸，順勢導流，不擠占河道，但末端與現有拋石護岸連接角度較大，不平順。

綜上所述，從工程經濟、防洪效果、生態、占地等多方面比較，選擇方案2，對河勢影響較小。

3.2.4 樁號712+800—713+200段左護岸工程

現狀堤頂為柏油路面（寬4.0 m）、破損嚴重，堤身高4~5 m，內邊坡1∶1，堤后為筑堤取土留下的集水坑，堤前為坍塌岸坎，散拋塊石。兩岸堤距較窄，為420～470 m。

（1）方案1。考慮利用現有堤防，能夠因地制宜地充分利用現有土堤，少占地，少破壞原有河漫灘植被，軸線長，水流條件較差，行洪寬度較小。

（2）方案2。堤線外擴改建，堤線較順直，水流條件相對較好，滿足河道整治寬度要求，同時可以減少部分壩長，但需占用一部分荒灘地、胡楊林地，破壞部分原始植被。

綜上所述，從工程經濟、防洪效果、生態、占地等多方面比較，選擇方案1。護岸沿現有防洪堤迎水面臺階狀布置、加寬培厚，岸頂寬4.0 m。

3.2.5 樁號718+330—718+790段左護岸工程

現狀輸水堤為柏油路面（寬4.0 m），堤身高3.5~4.0 m，邊坡1∶1.5，現狀兩岸堤防順直、堤距600~700 m，主流彎曲擺動淘刷兩岸。現狀輸水堤迎水面岸坎散拋塊石、格賓石籠，沿線設短丁壩5 座、長10~15 m。堤防兩岸沿線有耕地、房屋等基礎設施。此段堤線利用原堤線，考慮到防洪搶險通道暢通和防洪物資、機械施工作業面要求，護岸沿現有防洪堤迎水面臺階狀布置、加寬培厚，岸頂寬4.0 m。

3.2.6 樁號728+200—728+605段左護岸工程

現狀堤頂為柏油路面（寬4.0m）、破損嚴重，堤身高4~5 m，內邊坡1∶1，堤后為筑堤取土留下的集水坑，堤前為坍塌岸坎，散拋塊石。兩岸堤距此處束窄變小，為470～660 m。堤線若調整將影響下游左岸600 m的霍爾加生態閘及閘后長1 km自然河道的生態引水，生態灌溉面積100 km2，設計流量8 m3/s，多年平均年引水量0.04 億m3。因此，本段堤線利用原堤防線，考慮到防洪搶險通道暢通和防洪物資、機械施工作業面要求，護岸沿現有防洪堤迎水面臺階狀布置、加寬培厚。

3.3 堤防建設方案

3.3.1 樁號592+650—593+080 段、599+850—600+200段右護岸工程

樁號592+650—593+080 段右護岸工程長度430 m，沿線設護基壩2座。樁號599+850—600+200段右護岸工程長度350 m，沿線設護基壩2座。右岸輸水堤（樁號592+650—593+080段、599+850—600+200 段）防汛搶險道路維修長度分別為600、500 m，路基寬5.0 m（車道寬4.0 m+土路肩2×0.5 m），內外邊坡1∶3，砂礫石路面（寬4.0 m、厚30 cm），底部墊無紡布（500 g/m2），兩側設C20 路緣石（尺寸0.15 m×0.5 m×0.5 m）。護岸邊坡采用無紡布土工袋（規格0.3 m×1.2 m）、臺階狀疊加碼放，坡度1∶2；水平鋪蓋基礎采用無紡布土工袋填筑（長12.0 m、厚0.6 m），護坡和基礎底部均敷設無紡布（500 g/m2），末端迎水面側設木樁阻滑防沖。邊坡及水平鋪蓋基礎表層覆土（厚20 cm），水平鋪蓋坡腳處放置1 層6 排四邊六棱透水框架。基礎處理采用拋填無紡布土工袋（規格0.6 m×0.9 m）回填至枯水期水位，拋填寬度12.0 m，深度0.5~1.0 m。護基壩采用下調式丁壩，與岸線成45°夾角，壩長14.85 m，壩頂寬3.0 m，高度3.5 m，邊坡1∶2，壩體采用無紡布土袋填筑（規格0.6 m×0.9 m），表層覆土（厚20 cm），基礎坐在已建水平鋪蓋上。

3.3.2 樁號672+325—673+500段右護岸工程

樁號672+325—673+500 段右護岸工程長度1 175 m，沿線設護基壩2 座。右輸水堤堤身加高培厚，防汛搶險道路維修1 500 m，路基寬5.0 m，內邊坡1∶3，外邊坡1∶2，砂礫石路面硬化（寬4.0 m、厚30 cm），底部墊無紡布（500 g/m2），兩側設C20 路緣石（尺寸0.15 m×0.5 m×0.5 m）。右護岸工程的上部護坡采用雷諾護墊（厚30 cm、坡度1∶3）防護，下部護腳采用格賓石籠水平鋪蓋（長8.0 m、厚0.6 m），末端迎水面側設木樁阻滑防沖。邊坡及水平鋪蓋底部均敷設無紡布（500 g/m2）。涉水段基礎長400 m，拋填無紡布土袋（規格0.6 m×0.9 m）回填至枯水期水位，拋填寬度8.0 m、深度0.6~1.2 m。坡腳處放置2 層6 排四邊六棱透水框架，為C25 鋼筋混凝土預制構件（規格為100 cm×10 cm×10 cm、中心鋼筋為φ12 圓鋼）現場焊接拼裝。沿護岸設下挑式護基壩2 座，順水流方向與岸線成45°夾角，壩長均為14.5 m，壩頂寬3.0 m，邊坡均為1∶2，壩體采用無紡布土袋填筑。

3.3.3 樁號693+450—693+800 段、712+800—713+200段、718+330—718+790段、728+200—728+605段左護岸工程

樁號693+450—693+800段左護岸工程長350 m，沿線設護基壩3 座；樁號712+800—713+200 段左護岸工程長400 m，沿線設護基壩1座；樁號718+330—718+790 段左護岸工程長460 m；樁號728+200—728+605 段左護岸工程長450 m，沿線設護基壩1座。左岸輸水堤（樁號712+800—713+200 段、718+330—718+790 段、728+200—728+605 段）防汛搶險道路維修分別為500、600、550 m，路基寬5.0 m，瀝青混凝土路面（寬4.0 m、厚40 mm），路拱橫坡1.5%，內外邊坡1∶3，路肩兩側設路緣石（尺寸0.15 m×0.5 m×0.5 m）。護岸緊靠現有輸水堤臨河岸坎臺階狀布置，上部護坡采用雷諾護墊（厚30 cm、坡度1∶3）防護；下部護腳采用水平鋪蓋長12 m，其中坡腳為格賓石籠（寬2 m、厚50 cm），其余水平鋪蓋為無紡布土袋（寬10.0 m、厚60 cm），末端迎水面側做木樁防護，邊坡及水平鋪蓋底部均敷設無紡布（500 g/m2）。基礎處理拋填無紡布土工袋，拋填寬度12.0 m、深度0.6~2.4 m。坡腳處放置2～3 層6 排四邊六棱透水框架，為C25 鋼筋混凝土預制構件（規格為100 cm×10 cm×10 cm、中心鋼筋為φ12 圓鋼）現場焊接拼裝。沿順水流方向設下挑式護基壩，與岸線成45°夾角，壩長均為21.45 m，壩頂寬3.0 m，邊坡均為1∶2，壩體采用無紡布土袋填筑。

3.4 護基壩設計

擬建護岸工程4 處，其中樁號592+650—593+080 段右護岸、599+850—600+200 段右護岸、693+450—693+800 段左護岸位于河道凹岸，堤距較窄，主流擺動，持續頂沖岸坡。擬建護岸兩端與現有堤岸連接，提高防沖能力，考慮在擬建工程堤岸起止端、沿線適宜處增設護基壩，緩和河道主流河勢，減輕堤岸侵蝕、淘刷，確保輸水堤安全。護基壩采用下調式丁壩，與岸線成45°夾角。水平鋪蓋通長14.85、14.5、21.45 m，壩頂寬3.0 m，壩高度2.5、3.6 m，邊坡均為1∶2，壩體采用無紡布土袋填筑，表層覆土（厚20 cm），基礎坐在已建水平鋪蓋上。

4 施工技術

因為塔里木河沿線多是沙質土，洪水易淘涮，水資源蒸發大。為了防止滲漏節約水資源，需要對不同新建堤防進行土工布鋪設，這也是該段河道堤防建設中的關鍵技術。

4.1 土工布鋪設

護坡及基礎均鋪設無紡布（500 g/m2），無紡布采用長絲紡粘針刺非織造土工布（300 g/m2）。鋪前檢查基層是否平整、堅實，如有異物應事先妥善處理。根據現場情況，確定土工布尺寸，裁剪后予以試鋪，裁剪尺寸要準確。檢查撒拉寬度是否合適，搭接處應平整、松緊適度。用針刺機將兩幅土工布的搭接部位連接加固，連接間距應適宜。土工布采用縫合連接法連接，即用專用縫紉機進行雙線縫合連接，縫合時最小寬度20 cm，縫合線要采用抗化學破壞和紫外線光照射能力更強的材質。縫合部位縫合線應平直，針腳應均勻，縫合后應檢查土工布是否鋪設平整、是否存在缺陷。如存在不合要求的現象，應及時進行修補。

4.2 無紡布土工袋施工

采用成品的長絲紡粘針刺非織造土工布土工袋（300 g/m2），工廠加工運至工地，無紡布土工袋長寬尺寸2.0 m×1.5 m。無紡布土工袋為機械現場裝填，裝填、擺放一次成型，裝填好后不再挪動位置，裝填直徑約0.9 m、高度1.0 m，同一平面裝填高差不大于±5 cm，不同層土袋之間應錯縫擺放。無紡布土工袋封口采用無紡布雙道尼龍線縫合，縫合針腳間距不大于2 cm。在施工過程中當無紡布發生破損時，應及時雙道縫合修補；無紡布土工袋接頭處可用小沙袋填充空隙。

5 結語

塔里木河干流中游地處風沙區，堤防工程建設標準不一，防洪體系不健全，造成洪水不能順利進入下游，在中游出現跨堤等洪澇災害。通過分析探討，提出樁號592+650—593+080段、599+850—600+200段、672+325—673+500 段右護岸工程和693+450—693+800 段、712+800—713+200 段、718+330—718+790 段、728+200—728+605 段左護岸工程7 處堤防的具體建設方案，并對建設中的土工布鋪設和無紡布土工袋施工需注意問題進行了探討，為工程建設提供了重要技術支撐。