格賓籠導流墻在文殊沙河水毀修復中的應用

林軍軍

（嘉峪關市峪泉水利站，甘肅 嘉峪關 735100）

1 文殊沙河概況

文殊沙河位于嘉峪關市文殊鎮，是討賴河的一級支流，是嘉峪關市內較大的汛期間歇性河道，左岸是嘉峪關市、右岸是酒泉市肅州區，上游是丘陵區，沒有植物，并有多條支溝，主要有松大板溝、東紅溝、大直溝、九條溝等十幾條溝，每條溝都是從洪積扇方向自南到北，然后在文殊山南坡底折向東，于文殊山東和西二峰的文殊溝中排出，穿過蘭新鐵路，在狹窄的河床中曲折穿行。最后在討賴河嘉酒分界處匯入討賴河。

2 項目區概況

文殊沙河與討賴河相連，分屬內陸河討賴河流域。該河于祁連山系蘇賴川北坡、班塞爾山、野牛溝黑山南坡發源，發源地長年積雪，海拔高4 160 m，冰川分布均勻，植被生態環境較好。項目區位于文殊沙河左岸樁號4+595-4+757處，河堤總長度162 m，通過查閱《甘肅省嘉峪關市文殊沙河治理工程初步設計報告》該段是新建河堤。

2.1 氣象

討賴河流域位于內陸腹地，遠離海洋，具有明顯大陸性氣候特征，氣候干燥、降雨稀少，蒸發強烈，冬季冷，夏炎熱，晝夜溫差大，秋涼春旱多風沙。據當地氣象資料顯示，1953年7月7日最高氣溫38.40℃，1952年2月8日最低氣溫-31.60℃，多年連續平均氣溫7.30℃，多年平均降水量85.30 mm、年蒸發量2 148.80 mm，最大凍土深度132 cm。四季多風，春季大風尤多，風向多為西北風，最大風速26 m/s，平均風速2.30 m/s。工程區災害性氣象主要是大風、沙塵暴、干熱風和霜凍。

2.2 洪水

文殊沙河為間歇性季節河道，工程區內無任何水文觀測資料，因此，此次維修采用已有的洪水分析成果。即50 年一遇的設計洪水流量為318 m3/s。

每年3月和4月份，由于低山融雪、地下水解凍和融冰偶有短暫的春汛發生；過渡期在5月份和10月份，6-9月份為汛期，11月至來年2月降雨量少，是枯水期，溝道干涸。

2.3 工程地質

2.3.1 區域地質

項目所在地貌單元為文殊沙河河谷地貌，河道由南向北匯入討賴河。河谷地貌要素較為完整，該河道河床、河漫難、階地等不同程度都有發育。酒泉盆地位于祁連山前，由加里東地槽經受后期多次造山運動，特別是新構造運動產生巨大幅度的斷塊上升所形成的文殊山，呈孤島狀直立于酒泉盆地的西南部（海拔2 000 m 以上）。酒泉盆地為夾峙于祁連山與北山之間的傾斜沖洪積平原，為中新生代以來的大幅沉降帶，堆積有較厚的第四系沖洪積物。項目區屬酒泉盆地西南部，地層巖性以第四系松散堆積物為主，較為單一，除表層有不厚的全新統洪積物外，下部均為中上更新統砂礫卵石層。區內地下水主要為松散巖類孔隙水，賦存于砂礫卵石構成的含水巖組中，主要接受來自山區基巖裂隙水的側向補給，地下水總的運動方向自南西向北東運移。受嘉峪關大斷裂的控制，斷層西部臨近地帶地下水位埋深10～20 m，東部地帶地下水位埋深大于60 m。

2.3.2 工程地質條件

此次主要修復是對靠近嘉峪關市左岸防洪堤壩垮塌，基礎被洪水沖刷掏空的部位進行維修，采用新澆混凝土，增加格賓籠導流墻、回填基礎等方式。

通過實地查看、調閱工程相關資料，維修段地質比較簡單，可劃分為兩個地質段：4+595～4+757河段，為沖洪積砂礫卵石土層；4+795～5+700 河段，為第四系全新統沖洪積堆積層，允許滲透坡降J允許=0.10-0.20，承載力特征值fak=350 kPa。

3 工程區現狀及存在的主要問題

3.1 工程區現狀

通過現場勘測、排查，調閱文殊沙河治理工程資料，左岸樁號4+595～4+757段堤防混凝土護坡深泓線以下被掏空、垮塌、基礎外漏嚴重。洪水沖刷河床下切，河堤斷面為梯形，高6.10 m，坡長10.10 m，深泓線以下坡長4.70～5.90 m，防洪堤壩頂寬為3 m，迎水面采用厚度15～25 cm C15混凝土澆筑。樁號4+595、4+757基本數據如表1所示。

表1 樁號4+595、4+757高程表

3.2 存在問題

靠近嘉峪關市左岸防洪堤壩基礎被洪水沖刷掏空，部分堤防垮塌，經排查（樁號4+595～4+757）混凝土護坡被洪水沖刷掏空、垮塌13 塊65 m，基礎外漏162 m，河床靠近左岸持續下切等問題。

4 工程維修必要性及主要建筑物布置

4.1 工程維修必要性

文殊沙河是討賴河的一級支流，該河流雖然為間歇性洪水河道，但汛期暴雨洪水頻繁，暴雨產生的洪水峰高量大。靠近嘉峪關市左岸防洪堤壩基礎被洪水沖刷掏空，部分堤防垮塌，造成文殊鎮部分農田和農業設施受到不同程度的破壞，對文殊鎮的人員和財產造成了很大的威脅。因此，嘉峪關市決定實施文殊沙河水毀修復項目，此項目的實施對文殊鎮防洪減災具有重要意義，同時可以提高文殊沙河整體防洪能力。

4.2 主要建筑物

該修復項目主要建筑物是格賓籠導流墻，順水流方向于堤軸線成45°夾角，布置8道格賓籠，第一道長60 m，其他長42 m；分別在左岸樁號4+595、4+645、4+695、4+795、4+898、4+998、5+600、5+700處，高程如表2所示，格賓籠斷面圖見圖1。

表2 主要建筑物高程表

圖1 格賓籠斷面圖（單位：m）

4.3 維修任務

此次修復項目實施的主要任務是防洪減災，通過工程措施，對原有河堤垮塌部分的15塊護坡65 m混凝土坡面拆除重新澆筑C20混凝土，基礎外漏嚴重的采用砂礫石回填至深泓線位置，河床持續下切不穩定段格賓籠加固。通過鋪設格賓籠石，拉運回填基礎500 m，拆除新建混凝土護坡65 m對水毀河道進行維修。通過對文殊沙河水毀修復，形成良好的水流通道，有效地保護區域內現存的農田和村莊。

通過計算此工程主要修復內容：拆除C15混凝土143.65 m3，澆筑C20混凝土143.65 m3（其中護坡127.40 m3、基礎16.25 m3），鋪設格賓籠石1 311 m3，拉運回填砂土料54 263.58 m3。

5 施工組織設計

此修復項目區位于嘉峪關市文殊鎮，交通條件較好，嘉文公路直達工程區，對外交通比較方便，建筑材料運輸方便。工程區內有南干渠通過，施工用水可以直接取用，供電設施完善，村村通電，施工用電便利，直接從電網“T”接。同時為確保工程施工順利進行，施工單位應自備柴油發電機組為備用電源。根據現場勘查情況，文殊沙河卵石料分布不均勻，儲存量小，為了保障河床穩定及工程的順利實施，建議卵石料進行采購。

5.1 施工導流

根據水情分析，文殊沙河3-4月為春汛；5月為過渡期，6-9 月為汛期，10 月為過渡期，11 月份至次年2 月份為枯水期。施工可避開主汛期6-9月，在5月過渡期施工，主汛期來臨前完成，施工期如遇洪水，對主流靠近段進行導流施工，只要在施工區上游適當推筑砂礫石導流堤，即可安全施工，不會對施工造成威脅。

5.2 施工方法

此修復項目施工主要以砂土料挖填和格賓籠導流墻鋪設為主，以人工配合機械施工為主。施工順序比較簡單，主要有C15混凝土坡面拆除、C20混凝土澆筑、砂土料回填、格賓籠導流墻鋪設等工序。各工序要銜接合理，并按有關施工規范進行組織施工。

5.3 混凝土拆除

混凝土坡面拆除，直接用反鏟挖掘機挖除。拆除的大塊混凝土保存好備用，在鋪設第一道60 m長格賓籠導流墻時，墊到導流墻后增加導流墻穩定性。

5.4 混凝土澆筑

混凝土采用自制C20 混凝土，澆筑前，坡面平整灑水保持潮濕，混凝土料的水平運輸使用三輪車運輸，人工有序分層入倉平倉，平板式振搗器振搗，人工原漿抹面、收光、壓光，曬水保護。

5.5 砂土料回填

回填時，按照規范要求，回填料要均勻，平行堤軸線。靠近河道中心位置，采用挖掘機直接回填砂土料，挖掘機回填不到的地方，自卸汽車卸料宜采用進占法倒退鋪土，裝載機推平的方式回填。保持每層松鋪厚度30 cm。

5.6 格賓籠鋪設

格賓籠鋪設工藝流程：格賓網墊及石材的選購→基礎平整→驗槽→格賓網墊的組裝→格賓網墊的安裝和填充→表面處理。

格賓網墊及石材的選購采用自卸汽車運輸到場內堆料區，打開捆扎包擺放至設計位置完成組裝，卵石從現場堆料區用挖掘機倒運至工作面，人工進行卵石均勻填充，卵石填充要飽滿，完成后對格賓籠加蓋用鋼絲。在第一道、第二道、第三道格賓籠基礎處，根據設計高程回填砂礫石，按順序鋪設每道格賓籠，裝填卵石，兩層鋪設連接完，砂礫石回填至第二層格賓籠位置，開始鋪設第三層格賓籠。在第四道到第八道格賓籠基礎處，按照設計高度回填砂礫石，鋪設第一層格賓籠，裝填卵石，第一層鋪設連接完，砂礫石回填至第二層格賓籠位置，開始鋪設第二層格賓籠。裝填卵石粒徑120～250 mm，中值粒徑190 mm。

6 結語

文殊沙河水毀修復項目通過工程措施，對原有河堤垮塌部分的15塊護坡65 m混凝土坡面拆除重新澆筑混凝土，對河床持續下切段通過鋪設8道格賓籠石與堤防成45°夾角進行維修加固處理，并用砂礫石回填至河堤深泓線位置。經觀測該段格賓籠有效防止了暴雨形成的洪水在“S”彎處繼續向左岸沖刷破壞及河床下切問題，洪水帶來的大量砂礫石沉淀在格賓籠前的灘面上，有效保護了河堤的使用年限，達到了預期目的。