（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)南250013）

年楚河干流堤防整治工程設(shè)計(jì)方案優(yōu)選

王建眾，劉國(guó)印，李璨

（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東濟(jì)南250013）

年楚河現(xiàn)狀左岸堤防護(hù)坡多數(shù)為干砌石結(jié)構(gòu)，岸坡穩(wěn)定性較差，難以起到有效防護(hù)作用。文中通過護(hù)坡、護(hù)腳方案優(yōu)選及彎道工程措施的選擇，最終確定采用鉛絲籠干砌石護(hù)坡、鋼筋籠砌石護(hù)腳及丁壩彎道防護(hù)，作為年楚河干流左岸防洪堤整治工程的設(shè)計(jì)方案。

堤防整治工程；設(shè)計(jì)方案；年楚河干流

1 流域概況

年楚河發(fā)源于喜馬拉雅山脈中段北麓的桑旺湖，河流全長(zhǎng)217 km，流域面積11 130 km2，于日喀則市北匯入雅魯藏布江。年楚河流域?qū)俑咴瓬貛О敫珊禋夂騾^(qū)，具有高原干濕季節(jié)分明的大陸性氣候特點(diǎn)。流域內(nèi)多年平均降水量地域上變化較大，由下游向上游遞減，日喀則降水量為409.3 mm，江孜為284.5 mm；降水量年際間的變化也比較大，日喀則最大、最小年降水量分別為752 mm與200 mm，江孜最大、最小年降水量分別為498 mm與131 mm；降水量年內(nèi)分配極不均勻，6—9月的降水量占全年降水量的92%以上。

2 堤防現(xiàn)狀及工程地質(zhì)條件

現(xiàn)狀堤防護(hù)坡多數(shù)為干砌石結(jié)構(gòu)，護(hù)坡下均無(wú)反濾層，干砌石粒徑偏小，風(fēng)化剝蝕嚴(yán)重，基礎(chǔ)埋深較淺，有的已被沖刷淘空，護(hù)坡表面鼓肚、凹陷普遍，部分堤坡實(shí)為堆石和拋石，有的堤段上游堤肩出現(xiàn)多道縱向裂縫，總之，現(xiàn)有堤防護(hù)坡難以起到有效防護(hù)作用。

年楚河左岸堤防位于左側(cè)河床上，堤岸較窄，堤岸組成巖性為含礫砂層、卵礫石夾砂，抗沖刷、抗掏蝕能力差，在河道水流沖刷的作用下，易產(chǎn)生側(cè)向侵蝕和沖蝕，特別是河水回流對(duì)岸堤的沖刷，易造成堤基失穩(wěn)、坍塌，不利于堤防穩(wěn)定。

3 工程建設(shè)必要性

現(xiàn)狀岸坡穩(wěn)定性較差，難以起到有效防護(hù)作用，因此搞好年楚河干流防洪堤防護(hù)整治工程建設(shè)，使其與日喀則地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人民群眾生活水平的不斷提高，及生態(tài)環(huán)境的不斷改善相適應(yīng)，不僅是防御洪澇災(zāi)害水利工程建設(shè)的需要，也是保障該區(qū)域社會(huì)穩(wěn)定和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要舉措，更是該區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和生存環(huán)境改善的需求。

4 整治工程方案優(yōu)選

4.1 護(hù)坡方案優(yōu)選

針對(duì)堤防現(xiàn)狀，考慮當(dāng)?shù)亟ㄖ牧系纫蛩兀⒔Y(jié)合已建工程經(jīng)驗(yàn)，迎水坡擬選用漿砌毛石護(hù)坡、鉛絲籠干砌石護(hù)坡、部分預(yù)制砼砌塊護(hù)坡等三種方案進(jìn)行方案優(yōu)選。

方案Ⅰ：漿砌毛石護(hù)坡，邊坡為1∶1.5，護(hù)坡頂部厚度為0.3 m，底部厚度0.5 m，邊坡為1∶1.5。

方案Ⅱ：鉛絲籠干砌石護(hù)坡，邊坡為1∶1.5，護(hù)坡底部厚0.5 m、頂部厚0.3 m，下設(shè)10 cm厚3～6 cm粒徑卵石墊層及300g/m2無(wú)紡布。

方案Ⅲ：部分預(yù)制混凝土砌塊護(hù)坡，邊坡為1∶1.5，在設(shè)計(jì)洪水位以上采用混凝土砌塊護(hù)坡，混凝土砌塊尺寸為40 cm×30 cm×20 cm（長(zhǎng)×寬×厚），護(hù)坡底部厚0.5 m、頂部厚0.3 m，在設(shè)計(jì)洪水位以下采用鉛絲籠干砌石護(hù)坡。方案比較詳見表1。

表1 護(hù)坡方案比較表

從表1中可以看出：方案Ⅱ鉛絲籠干砌石護(hù)坡具有投資小、整體性及抗凍性好、適宜變形、耐沖刷等優(yōu)點(diǎn)，另外，還具有親水性、透水性、生態(tài)性等生態(tài)護(hù)坡優(yōu)勢(shì)。在該工程護(hù)坡設(shè)計(jì)中，方案Ⅱ優(yōu)于方案Ⅰ和方案Ⅲ。經(jīng)過方案比較，迎水坡選用方案Ⅱ鉛絲籠干砌石護(hù)坡。

4.2 護(hù)腳方案優(yōu)選

根據(jù)已建工程經(jīng)驗(yàn)及當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，迎水坡也選用了漿砌石護(hù)腳、鋼筋籠砌石護(hù)腳、C20混凝土護(hù)腳三種方案進(jìn)行比較。

方案Ⅰ是漿砌石護(hù)腳，深1.8 m，寬1.2 m，采用M10漿砌石結(jié)構(gòu)；方案Ⅱ是鋼筋籠砌石護(hù)腳，深1.8 m，寬1.2 m，采用鋼筋籠砌石結(jié)構(gòu)；方案Ⅲ是C20混凝土護(hù)腳，深1.8 m，寬1.2 m，采用C20混凝土結(jié)構(gòu)。方案比較詳見表2。

表2 護(hù)腳方案比較表

從表2中可以看出：各方案整體性和耐沖刷性能都較好，由于年楚河地下水位較高，地層巖性為砂礫石結(jié)構(gòu)，滲透性強(qiáng)，因此，施工排水量較大。方案Ⅱ具有施工排水要求低，可采取有水施工，機(jī)械化作業(yè)，施工方便；柔性結(jié)構(gòu)與剛性結(jié)構(gòu)相比，能適應(yīng)基礎(chǔ)變動(dòng)而不發(fā)生破壞，具備更好的抗凍脹效果及安全穩(wěn)定性、適應(yīng)性；還具有優(yōu)良的滲透性，利于堤防穩(wěn)定。因此，采用選用方案Ⅱ鋼筋籠砌石護(hù)腳。

4.3 彎道工程措施選擇

年楚河干流左岸彎道凹岸，由于在環(huán)流作用下，主流沖刷左岸堤腳，形成較深的沖坑。為確保彎道凹岸新做護(hù)坡基礎(chǔ)的穩(wěn)定，采用丁壩迎托水流、消減水勢(shì)。在彎道的凹岸處基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)加設(shè)丁壩，每條丁壩長(zhǎng)度為10 m，間距20 m，丁壩個(gè)數(shù)根據(jù)彎道長(zhǎng)度確定。丁壩采用鋼筋籠干砌石結(jié)構(gòu)，鋼筋籠頂面高于護(hù)坡基礎(chǔ)頂部50 cm，鋼筋籠底面平護(hù)坡基礎(chǔ)底部。丁壩高度均為2.3 m，分為兩層設(shè)置，上層高度1 m，寬度1.5 m；下層高度1.3 m，寬度2.0 m。

丁壩，按與水的流動(dòng)方向夾角來劃分,可分為正挑、上挑及下挑3種型式。下挑型丁壩利于控導(dǎo)水流，對(duì)水流流態(tài)影響較小，壩頭沖刷較輕，對(duì)壩體穩(wěn)定有利；正挑型及上挑型丁壩有利于集中水流，壅高水位，使水流中的泥沙落淤于壩襠之間，避免堤岸工程直接遭受水流沖刷，但水流對(duì)壩頭沖刷較重，不利于壩體穩(wěn)定。年楚河堤防整治是以防洪為主要目的，主要考慮丁壩壩頭及堤防迎水面的安全，所以采用下挑型丁壩。

丁壩角度不同，壩體穩(wěn)定性以及對(duì)水流結(jié)構(gòu)的影響也就不同。為充分發(fā)揮丁壩對(duì)護(hù)坡基礎(chǔ)的防護(hù)作用，選擇3種丁壩角度進(jìn)行優(yōu)選，Ⅰ丁壩與護(hù)坡基礎(chǔ)的夾角為30°、Ⅱ丁壩與護(hù)坡基礎(chǔ)的夾角為45°、Ⅲ丁壩與護(hù)坡基礎(chǔ)的夾角為60°。方案比較詳見表3。

表3 丁壩方案比較表

從表中可以看出：方案Ⅱ與方案Ⅰ、Ⅲ相比，不僅水流壓力較小，壩體穩(wěn)定性好，而且挑流效果好，能有效的保護(hù)護(hù)坡基礎(chǔ)，因此選擇丁壩與護(hù)坡基礎(chǔ)的夾角為45°。

6 結(jié)語(yǔ)

年楚河流域是日喀則地區(qū)工、農(nóng)、牧業(yè)最發(fā)達(dá)的區(qū)域，是日喀則地區(qū)的經(jīng)濟(jì)軸心區(qū)，是日喀則地區(qū)乃至整個(gè)西藏自治區(qū)的糧倉(cāng)。搞好年楚河的干流防洪堤整治工程建設(shè)，將在保障該區(qū)域社會(huì)穩(wěn)定和人民生命財(cái)產(chǎn)安全、促進(jìn)該區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和生存環(huán)境改善、防御洪澇災(zāi)害等方面起到積極作用。

［1］頓珠加措.年楚河流域徑流變化及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)［J］.人民黃河，2015（4）：33-37.

［2］王燕燕，劉煥芳，王振.鉛絲籠丁壩設(shè)計(jì)參數(shù)的變化對(duì)垂線平均流速的影響［J］.中國(guó)農(nóng)村水利水電，2014（7）：136-138.

［3］吳文平，張曉宏，劉發(fā)全，李建中.過水堆石圍堰鉛絲籠護(hù)面失穩(wěn)破壞臨界條件試驗(yàn)研究［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006（3）：157-160.

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2016-11-27