雙陳河秀古鎮段防洪工程護岸設計分析

徐 晶

(撫州市水電勘測設計院，江西 撫州 344000)

1 工程概況

雙陳河秀谷鎮段防洪工程位于金溪縣北部，沿秀谷鎮雙陳河上游段兩岸布置，雙陳河為東鄉水上游段，東鄉水是撫河右岸的一級支流，為撫河水系的四大支流之一，又名南北港、云山河。東鄉水在金溪縣境內稱雙陳河，本工程位于雙陳河上游段，河段基本為天然河岸，無任何防護措施。河道地勢平坦，雙陳河秀谷鎮河段長7.365 km，河床高程為52.17～68.10 m，河岸高程為54.72～70.59 m，現狀10年一遇洪水位為57.61～74.11 m。

雙陳河秀谷鎮段防洪工程保護人口7.54萬人，保護農田0.27萬hm2。工程級別為Ⅴ級，主要建筑物為5級，次要建筑物為5級，臨時性建筑物為5級，治理標準為10年一遇。

2 河道現狀險情及存在的問題

雙陳河秀谷鎮段屬山區河流，暴雨所產生量大而集中的地表徑流，從而造成洪水災害，秀谷鎮境內雙陳河河道岸線受水流沖刷局部坍塌、崩岸嚴重。雙陳河秀谷鎮段現狀河岸存在問題，見表1。

表1 雙陳河秀谷鎮段現狀河岸存在問題

3 護岸型式選擇

護岸設計依據《堤防工程設計規范》(GB 50286—2013)和實測地形圖進行。根據其他工程的實踐經驗，一般采用平順護岸的形式進行處理。護岸結構型式常選用的有干砌塊石、格賓石籠、自嵌式植生擋墻 、植生護坡、植草+魚巢磚擋墻等。根據本工程特點，擬選用五種方案進行比較。

3.1 干砌石方案

干砌石方案優點是施工簡單，塊石適應性強，已砌塊石能對水流及河床的后期變形自我調整能力強，易于加固，一次性投資較少，護岸效果較好，有利于河道內漁業繁殖。目前施工技術成熟。其缺點是工程整體性差，在水流長期作用下，有部分塊石會逐漸損失，因而需要進行間斷性維護加固。

3.2 自嵌式植生擋墻方案

方案優點是施工工藝簡單，均為預制件，充填材料要求低。缺點是造價較高，對安裝要求較高。

3.3 格賓石籠方案

方案優點是施工工藝簡單，優點是固腳整齊，有線條，層次感。缺點是造價相對高些，對石材要求較高。

3.4 植草+魚巢磚生態擋墻方案

方案優點是施工工藝簡單，均為預制件，充填材料要求低。缺點是造價較高，對安裝要求較高。

3.5 植生護坡方案

方案優點是施工工藝簡單，均為預制件，充填材料要求低。缺點是造價較高，對安裝要求較高。

3.6 比選結論

護岸方案比選，見表2。

表2 護岸方案比選

綜合上述，從工程造價、施工工期等情況，根據岸線走勢、土質、村莊、農田分布與鎮區發展規劃等情況，結合相關類似工程綜合考慮本次護岸型式采用上述各種形式進行襯護。

4 護岸設計

4.1 干砌塊石護岸工程

(1)護岸位置。雙陳河左岸長2.334 km，樁號BZ3+650～BZ4+505、BZ4+715～BZ5+615、BZ5+745～BZ5+948、BZ7+173～BZ7+549；右岸長2.479 km，樁號BY3+445～BY3+905、BY4+010～BY5+035、BY5+331～BY6+026、BY7+125～BY7+442。屬于迎流頂沖的，岸線附近基本為農田的，為防止河水進一步切割岸線，擬采用干砌石坡式護岸穩固河勢。

(2)護岸原則。淺灘部位的河岸線，河床以下開挖成倒梯形槽拋石，底寬1.0 m，厚0.8 m，邊坡1∶1.0，河床以上采用干砌石，干砌石頂寬0.6 m，邊坡1∶1.5，砌石頂高程為常水位以上1.0 m，砌石頂用10 cm厚C15混凝土壓頂。

4.2 自嵌式植生擋墻工程

(1)護岸位置。雙陳河左岸長0.407 m，樁號BZ6+154～BZ6+561；右岸長0.300 km，樁號BY6+225～BY6+525。屬于迎流頂沖且對景觀有要求的河段，為防止河水進一步切割岸線，擬采用自嵌式植生擋墻護岸穩固河勢[1]。

(2)護岸原則。河床以下C20混凝土基礎厚0.2 m，下設0.1 m厚C15混凝土墊層，自嵌式植生擋墻尺寸為0.458 m×0.30 m×0.150 m，擋墻頂高程為正常水位以上1.0 m，擋墻頂用15 cm厚C15混凝土壓頂。

4.3 格賓石籠工程

(1)護岸位置。雙陳河左岸長0.322 km，樁號BZ1+563～BZ1+885；右岸長0.327 km，樁號BY1+555～BY1+882。屬于迎流頂沖，岸線附近基本為農田的，為防止河水進一步切割岸線，擬采用格賓石籠擋墻護岸穩固河勢[2]。

(2)護岸原則。河床以下基礎埋深0.7 m，下設0.1 m厚C15混凝土墊層，格賓石籠尺寸為1.5 m×1.0 m×0.5 m，頂高程為正常水位以上1.0 m。

4.4 植草+魚巢磚生態擋墻工程

(1)護岸位置。雙陳河左岸長1.841 km，樁號BZ0+000～BZ0+435、BZ0+545～BZ1+063、BZ1+967～BZ2+165、BZ2+253～BZ2+309、BZ2+440～BZ2+510、BZ2+665～BZ2+875、BZ3+025～BZ3+379；右岸長1.257 km，樁號BY1+960～BY2+740、BY2+888～BY3+365。屬于迎流頂沖、岸線局部坍塌、崩岸的，為防止岸線繼續坍塌，擬采用植草+魚巢磚生態擋墻護岸穩固河勢[3]。

(2)護岸原則。河床以下基礎埋深0.5 m，下設0.1 m厚C15混凝土墊層，植草及魚巢磚擋墻尺寸為2.0 m×0.5 m×0.5 m，頂高程為正常水位以上1.0 m。

4.5 植生護坡工程

(1)護岸位置。雙陳河右岸長0.955 km，樁號BY0+000～BY0+504、BY0+604～BY1+055。屬于迎流頂沖的，為防止岸線繼續坍塌，擬采用植生護坡穩固河勢。

(2)護坡原則。河床以下基礎埋深0.5 m，植生護坡坡比為1∶1.5，護坡尺寸為0.8 m×0.6 m×0.1 m，頂高程為正常水位以上1.0 m。表3為河道護岸情況統計情況。

表3 雙陳河秀谷鎮段河道護岸情況統計情況

4.6 護岸設計計算

4.6.1 水流沖刷深度計算

考慮抗沖、級配及石料來源等影響因素，塊石粒徑按式(1)～式(2)計算[4]。

(1)

(2)

式中：hs為局部沖刷深度，m；H0為沖刷處的水深，取5.27 m；UCP為近岸垂線平均流速，取2.08 m/s；n為與防護岸坡在平面上的形狀有關，取0.2；UC為河地面上允許不沖流速，m/s；η為水流流速不均勻系數，根據水流流向與岸坡交角查表，本工程交角≤200°，查表得η=1.25。

根據以上計算成果，水流平順段最大沖刷坑深度為0.83 m，本次設計埋深1.0 m，其埋深大于最大沖刷坑深度，滿足水流抗沖刷要求。

4.6.2 塊石護坡厚度計算

斜坡干砌塊石護坡的斜坡坡率為1.5～5.0時，護坡厚度按式(3)～式(4)計算：

(3)

m=cota

(4)

式中：t為斜坡干砌塊石護坡厚度，m；K1為系數，干砌塊石取0.266；γ為水的容重，取10 kN/m3；γb為塊石的容重，取26.5 kN/m3；H為計算波高，取0.5 m；m為護坡坡率，取1.5；L為波長，取50 m。

經計算，t=0.305 m，本次設計取0.4 m。

4.6.3 塊石質量要求

由于受水流的長期沖刷，必須要求塊石新鮮、完整，具有一定的強度、硬度和良好的水理特性。風化巖石、泥巖以及裂隙發育巖石和片狀、條狀、帶尖角巖石均不得使用。本工程塊石的主要物理力學指標為：濕抗壓強度 >50 MPa；軟化系數>0.7，塊石密度≥2.65 kg/m3。

5 結 語

文章對雙陳河迎流頂沖、岸線附近基本為農田的河段，擬采用干砌石或格賓石籠擋墻護岸穩固河勢；對屬于迎流頂沖且對景觀有要求的河段，擬采用自嵌式植生擋墻護岸穩固河勢；對屬于迎流頂沖、岸線局部坍塌、崩岸的河段，擬采用植草+魚巢磚生態擋墻或植生護坡穩固河勢；通過對雙城河秀古鎮段河岸進行岸坡整治，提高了雙城河秀古鎮河段的防洪能力，人民生命財產和經濟社會發展的防洪安全保障問題得到有效解決，治理河段的水生態環境狀況亦得到改善。