梁發(fā)彪

（河北省水利水電勘測設計研究院，天津300250）

1 概況

海河水系由河北省南運河、子牙河、大清河、永定河及北三河（北運河、潮白河、薊運河）等五大水系組成。包括京、津、冀、魯、晉、蒙、遼等八省、市、自治區(qū)的局部或全部。流域總面積26.5萬km2，其中河北省占14.7萬km2。

海河南系地處大陸性季風氣候區(qū)，冬季較長，春秋季較短，全年平均氣溫在7.6～13.1℃，全流域多年平均降雨量500～600mm；降雨量年內分配極不均勻，全年降雨量8%集中在6～9月份，且暴雨洪水多發(fā)生在汛期的7、8月份。

2 海河流域護險工程技術發(fā)展狀況

2.1 護險工程及歷史發(fā)展狀況

建國初期海河流域，護險工程沿用老河工的傳統(tǒng)方法，主要以埽土、灰土工為主；20世紀50～60年代護險工程以磚料為主，大部分護岸工程采用拋磚結構；進入20世紀70年代初期，海河流域各河系采取了“分區(qū)防守，分流入?！钡闹卫矸结?。護險工程以石料為主，采用拋石、干砌石、漿砌石結構。20世紀70年代，鋼筋混凝土開始應用到護險工程中，主要以鋼筋混凝土井柱樁導流排；20世紀80年代后，護險工程以石料和鋼筋混凝土為主要材料，有干砌石、漿砌石、鋼筋混凝土井柱樁導流排、預支混凝土塊護坡及土工織物等；20世紀90年代，為解決沙基、沙堤和重要提防土體密實度不夠的問題，在海河流域境內的大清河、滹沱河、東店北大堤分別實施了帷幕灌漿、劈裂灌漿、混凝土防滲樣、土工膜等防滲治理措施。

近幾年來，隨著科學技術的迅速發(fā)展，河道護險工程的新材料、新工藝、新技術不斷創(chuàng)新和涌現(xiàn)，但隨之流域內社會、經濟地位和發(fā)展要求，河道治理任務仍然很艱巨。

2.2 護險技術

險工整治與護險技術是保證防洪安全，減免提防決口的重要措施。河北省在長期的河道險工中，其護險技術主要采取措施：

（1）丁壩導流、拋石護腳和水工模袋混凝土、軟體排等。

（2）治理堤防措施主要有：重力灌漿防滲、高壓噴射帷幕灌漿防滲、混凝土防滲墻防滲、垂直鋪土工膜等。

（3）堤坡防護措施有土壤固化護坡、草皮護坡、改變河道走向、退堤還灘等治理險工措施。

2.2.1 傳統(tǒng)的護險技術

主要有廂埽護岸、柳輥沉枕、挑水簾子、臥柳護坎、拋磚拋石護坡、干砌石護坡、漿砌石護坡、土石盤頭、丁壩、柳丁壩等。

2.2.2 護險新技術

2.2.2.1 鏈鎖混凝土板防護

這種板塊不用任何支撐可鋪設在1∶2的斜坡上。板塊底部鋪設無紡土工布以防止基土流失。其表層特殊的構型具有吸收波浪和水流運動能量的作用。這種新型結構已在海河流域境內永定河上應用。

2.2.2.2 土工膜袋防護

土工模袋防護技術具有地形適應性強、 整體性好、抗沖刷能力強和施工快捷、經久耐用、價格合理、可以水下施工等優(yōu)點。這種防護材料已在引灤工程中應用。

2.2.2.3 水泥土護坡

水泥土現(xiàn)已應用于國外幾十年歷史，但在我國尚未得到很好推廣。

水泥土是水泥與土以一定比例混合而成的一種建筑材料，具有取材容易、施工簡單、較經濟、維修方便等優(yōu)點。

（1）水泥土護坡要求筑在穩(wěn)定的岸坡上，原則上要求岸坡為原狀土。

（2）水泥采用32.5#水泥即可，土料為砂土及砂壤土，只需過5mm篩，除去雜質，但黏粒含量過多和含有機質的土不得使用。

（3）配合比為1∶8，水泥含量為12.5%（按質量比），厚度采用20cm，以5m一分縫，形成5m×5m的網(wǎng)格。

（4）水泥土護坡設計并不復雜，而施工質量至關重要。施工中要嚴格清基削坡，配料拌合，分層填筑。

（5）水泥土護坡經濟效益明顯，與干砌石護坡（厚30cm）相比，可節(jié)省投資60%以上。

2.2.2.4 鋼筋混凝土管樁透水丁壩

此壩由互不相連的若干根鋼筋混凝土管樁構成。管樁主要作用是控導水流，穩(wěn)定河槽，緩流落淤，造灘保壩。這種壩型結構簡單，工期短，造價低，是應用于海河流域的一種新型河工建筑材料。

2.2.3 生物護坡

（1）生物護坡是利用樹和草的根系固結土壤，以抵抗水流的沖擊，保護岸坡免受沖刷。

（2）這種護坡要選在河岸和臨水堤腳處，要選種耐水性好，根系發(fā)達，防浪防沖效果好的柳條、柳桿及背河堤腳選種的柳樹。

（3）生物護坡不但能達到防沖落於保護岸坡的效果，且有很好的經濟、生態(tài)效益。

（4）生態(tài)護坡一般要求選擇堤坡坡面較緩，柳樹和灌木叢護坡，邊坡系數(shù)不小于2.0，可抗御2.5m/s的流速； 草皮邊坡系數(shù)不小于1.5，能防御1～2m/s的流速。

2.2.4 生態(tài)格網(wǎng)

生態(tài)格網(wǎng)屬于傳統(tǒng)護坡結構的改進，但又區(qū)別于傳統(tǒng)護坡，是當前更重視生態(tài)、自然和環(huán)境景觀條件下的新階段。隨著生態(tài)環(huán)保理念的深入，傳統(tǒng)單一的護坡結構必然要向新型的生態(tài)型技術轉變。

生態(tài)格網(wǎng)的經濟效益體現(xiàn)在直接效益和間接效益兩方面。

2.2.4.1 直接效益

（1）對石材的要求較寬松，可直接選用當?shù)夭牧稀?/p>

（2）對地基承載力要求較低，可減低地基處理費，不需設變形縫。

（3）施工方式為干砌，節(jié)省用水、用電費用，運輸成本低。

（4）對氣候無特殊要求，可縮短工期，降低投資。

2.2.4.2 間接效益

（1）可減少水泥用量，減少污染，改善環(huán)境。

（2）不改變河道自然狀態(tài)，可促進地表水和地下水的交換。

（3）施工較為簡單，但應關注鋪設、擺放、加隔片，裝填石材，絞接、覆土、植草等。

3 結語

通過回顧河道險工治理，對傳統(tǒng)的河道治理技術和護岸工程新技術進行了論述，對規(guī)劃設計和施工中的生態(tài)護岸及修復工程具有借鑒作用。