謝 翔,于 苗,李 棟
(濟南綠軒工程咨詢有限公司,山東 濟南 250000)
九龍灣為典型的季節(jié)性山洪河道,隸屬于濟南市章丘區(qū)境內(nèi)西巴漏河的一條重要支流,全長15.1 km,其中流經(jīng)文祖街道辦河段存在河道淤積、水土流失嚴(yán)重等問題,不能滿足行洪要求。為保護當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、防止水土流失范圍擴大,相關(guān)部門決定對該段河道進行生態(tài)綜合治理,長度共計630 m,主要治理措施包括:河道清淤防滲和邊坡加固。設(shè)計工期2個月,工程完成后要求河道達到20年一遇的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
本工程河道屬于中小型河道,通過實地考察,結(jié)合施工期較短且為春季,雨水較小,因此決定采用排干清淤中的直接挖除法施工。
在干挖清淤施工設(shè)計中,為降低施工影響,在河道兩側(cè)20 m外設(shè)置擋板。為滿足施工需要,在原河道兩側(cè)各建一條6 m寬的臨時便道,使用石渣鋪設(shè);為降低淤泥含水影響,在河道中心沿河流方向挖一道寬2 m、深1 m的排水溝,隨著清淤作業(yè),排水溝自然消失。本項目采用“機械+人工”清淤方法,即利用兩臺挖掘機挖除大部分淤泥,每臺挖掘機配備兩輛自動裝卸汽車,人工清除死角處。設(shè)計從治理河段中間位置分頭開挖,首先將淤泥倒運至河堤晾曬2~3 d,期間翻曬1~2次,之后汽車運至6 km處的河灘荒地并作平整處理[1]。
堤頂高程是河道過流防洪能力的主要參數(shù),其中堤頂超高Y計算見(1)式[2],九龍灣文祖街道辦段底寬16 m,邊坡高度3 m,坡度1∶3,設(shè)計水深2 m。結(jié)合公式和數(shù)據(jù)求得九龍灣河道參數(shù),詳見表1所示,由此可知堤頂高程滿足泄洪要求,無需加高。
式中:A為安全加高,取值1.0 m;Rp為累計頻率為p的波浪爬高;e為設(shè)計風(fēng)壅增水高度,取值0.02 m。
表1 九龍灣河道參數(shù)計算表
1)抗滑穩(wěn)定性分析。本工程設(shè)計采用“圓弧滑動法”來分析邊坡的抗滑穩(wěn)定性,根據(jù)畢肖普法計算河堤邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)[3],計算結(jié)果見表2,由表2知邊坡滑動穩(wěn)定系數(shù)滿足要求。
表2 邊坡抗滑穩(wěn)定計算成果表
2)河道沖刷深度分析。河道沖刷深度是邊坡加固的重要參數(shù)[4],通過計算可知在設(shè)計頻率20%時,一般沖刷深度為0.51 m;局部沖刷深度為0.12 m;沖刷總深度為0.63 m。
2.3.1 加固方案確定
經(jīng)實地考察分析,適合本項目河道邊坡的加固技術(shù)有“格賓石籠護腳+生態(tài)護坡”和“澆筑混凝土護腳+生態(tài)邊坡”兩種方案(見圖1、圖2)[5]。其中“格賓石籠護腳”方案相對另一種方案具有施工簡單、快速,成本低等優(yōu)點,因此本項目最終采用“格賓石籠護腳+生態(tài)護坡”加固方案。
圖1 格賓石籠護腳+生態(tài)護坡
圖2 澆筑混凝土護腳+生態(tài)邊坡
2.3.2 格賓石籠邊坡護砌施工
1)格賓石籠制作。本項目所用格賓籠是由低碳鍍鋅覆塑鋼絲經(jīng)機械編織成六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)制成的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu),其網(wǎng)格尺寸為8 cm×10 cm,所使用的鋼絲規(guī)格見表3示。格賓石籠內(nèi)填料容重要求達到18~19 kN/m3,填石為30 MPa以上硬質(zhì)巖質(zhì)塊石或卵石,粒徑為100~250 mm。
2)格賓石籠砌筑施工。本項目格賓石籠砌筑施工要求如下:
表3 格賓籠鋼絲規(guī)格
(1)形狀規(guī)則、絞合牢固,所有豎直面板上邊緣在一水平面上并且確保蓋板邊緣能夠與面板上端水平邊緣絞合。
(2)填充石料必須同時均勻向同層各箱格內(nèi)放入填充料,不能將單格網(wǎng)箱一次性投滿。
(3)填料施工中,應(yīng)控制每層投料厚度在33 cm左右,一般1 m高網(wǎng)箱分3~4層投料為宜。
(4)依土壤、氣候和景觀要求,做好植被草種或灌木的選擇,網(wǎng)箱封蓋后,空隙處填滿壤土,頂部填滿高約5 cm壤土。
(5)為防止回填砂礫流失,格賓擋墻后必須設(shè)置無紡?fù)凉げ迹?guī)格250~300 g/m2,施工折邊不小于0.3 m。
九龍灣文祖街道辦河段經(jīng)綜合治理后,泄洪和排澇指標(biāo)達到標(biāo)準(zhǔn)要求,且河道兩岸護坡進行了加固和生態(tài)治理后,環(huán)境大為改觀,相關(guān)部門也加強了環(huán)保檢查,附近居民的自我環(huán)保意識增加,達到了治理目的。治理實踐證明:在小型河道工程治理中,首先要結(jié)合工程實際情況,因地制宜地制定施工方案,另外還應(yīng)做到防治結(jié)合,以避免工程反復(fù)出現(xiàn)同樣的問題。