李銘華，陳 磊，樊昆澎，孫祥志

(南京市長(zhǎng)江河道管理處，江蘇 南京 210011)

長(zhǎng)江南京河段易發(fā)水患，河道維護(hù)工作量較大。解放初期，政府加大了對(duì)長(zhǎng)江南京河段的整治工作，主要包括疏浚整治、應(yīng)急護(hù)岸、沉排護(hù)岸等工程類(lèi)型，1950年開(kāi)始實(shí)施白沙洲疏浚整治工程；1954年由于突發(fā)大水，水汛過(guò)后隨即針對(duì)浦口、下關(guān)、八卦洲等區(qū)段實(shí)施沉排護(hù)岸工程；在上世紀(jì)60—80年代間，間斷地對(duì)棲霞-龍?zhí)稄澋?、七壩、八卦洲右汊等河段?shí)施了應(yīng)急護(hù)岸工程；1983—1993年間發(fā)起了集資整治工程；1999—2000年間，開(kāi)啟了浦口下關(guān)沉排加固工程；2003—2007年啟動(dòng)了二期整治工程[1- 2]。2014年初，正式啟動(dòng)了新濟(jì)洲河段河道整治工程，項(xiàng)目工期兩年半，2019年上半年完成竣工驗(yàn)收。

1 工程概況及整治任務(wù)

新濟(jì)洲河段上游起點(diǎn)貓子山，下游終點(diǎn)下三山，河段總長(zhǎng)25km，為長(zhǎng)江下游南京河段的首段。河段分布多個(gè)洲島，如新生洲、新濟(jì)洲、新潛洲等，為典型多分汊型河道。

新濟(jì)洲河段河道整治工程的主要任務(wù)[3]，包括：通過(guò)人為干預(yù)的方法，將新濟(jì)洲河段建設(shè)成平穩(wěn)的雙分汊河道；近年來(lái)新濟(jì)洲右汊分流比不斷提高，本次整治工程試圖遏制這一趨勢(shì)，同時(shí)強(qiáng)化七壩節(jié)點(diǎn)對(duì)于河道河勢(shì)的調(diào)控功能；在滿足防洪安全、河勢(shì)平穩(wěn)的條件下，改善左岸駟馬山河～林山圩段近岸水域的環(huán)境生態(tài)，加快新濟(jì)洲河段兩岸的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)。

2 整治工程技術(shù)

2.1 工程內(nèi)容

本次河道整治項(xiàng)目的主體工程內(nèi)容，包括：護(hù)岸工程、導(dǎo)流壩工程、護(hù)底工程以及堵汊工程。工程平面布置如圖1所示。

2.2 整治技術(shù)

根據(jù)實(shí)際工況、適用性、生態(tài)環(huán)境等要求，在不同工程內(nèi)容中引用了不同的整治技術(shù)，包括網(wǎng)兜拋石護(hù)岸、干砌石護(hù)坡、砂被筑壩、水下拋石護(hù)岸、砂肋軟體排護(hù)岸等等，整體收獲了良好的整治效果，并且有些整治技術(shù)的工藝措施也得到了一定發(fā)展。

(1)水下拋石護(hù)岸。這一整治技術(shù)能夠就地取材，造價(jià)低廉，而且施工較為簡(jiǎn)易，可分期施工、逐年加固，后續(xù)維修十分方便，由于以上優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用廣泛[4- 5]。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，塊石比重大于2.4t/m3，塊石粒徑介于0.15～0.35m之間，軟化系數(shù)高于0.7，避免采用風(fēng)化石、片石等石料。

施工工藝。通過(guò)水下拋石定位船確定平面位置，然后利用錨纜固定，調(diào)整船體方位使其與水流方向垂直。定位船局部移位，通過(guò)調(diào)節(jié)錨纜的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)局部移位。近年來(lái)，根據(jù)生態(tài)環(huán)境、施工工效等要求，拋石運(yùn)輸環(huán)節(jié)發(fā)生了一些變化，一般由大型深倉(cāng)船舶從碼頭裝船并轉(zhuǎn)載拋石駁船上，拋石駁船尺寸也較以前變大。

圖1 平面布置示意圖

(2)網(wǎng)兜拋石護(hù)岸，應(yīng)用于新生洲頭導(dǎo)流壩工程護(hù)腳，具有抗沖性能好的優(yōu)點(diǎn)[6]。聚丙烯網(wǎng)兜由目繩和吊繩經(jīng)編織而成，其中目繩公稱直徑為12mm，吊繩公稱直徑為24mm，網(wǎng)目孔徑為15cm，網(wǎng)兜尺寸為對(duì)角線長(zhǎng)度5.60m，單個(gè)網(wǎng)兜裝填3m3塊石。單根繩的強(qiáng)度應(yīng)符合國(guó)家規(guī)范GB/T8050—2017/ISO1346∶2012《纖維繩索聚丙烯裂膜、單絲、復(fù)絲(PP2)和高強(qiáng)度復(fù)絲(PP3)3、4、8、12股繩索》的規(guī)定，吊繩、目繩的最低斷裂強(qiáng)力分別是60.3、23.5KN，填充石料的粒徑在0.2～0.4m之間，濕抗壓強(qiáng)度超過(guò)38MPa，塊石容重大于2.4t/m3，軟化系數(shù)高于0.7。

施工工藝。浮吊船定位→運(yùn)輸船靠駁→人工吊環(huán)網(wǎng)兜→浮吊船吊起網(wǎng)兜至拋區(qū)→網(wǎng)兜入水脫鉤。

(3)混凝土塊鉸鏈排護(hù)岸。從應(yīng)用效果來(lái)看，這一技術(shù)表現(xiàn)出易于取材、機(jī)械化程度高、整體性強(qiáng)、質(zhì)量容易控制等優(yōu)勢(shì)特征，在本次項(xiàng)目中主要用于新生洲右汊水下護(hù)岸工程[7- 8]。在構(gòu)造上，主體結(jié)構(gòu)是由系排梁與鉸鏈排組建的。其中，系排梁是由C15混凝土澆筑建設(shè)的，在梁內(nèi)排列了縱向構(gòu)造鋼筋與橫向拉力鋼筋，同時(shí)設(shè)計(jì)了掛排拉環(huán)。本次項(xiàng)目中應(yīng)用的系排梁的斷面尺寸：寬3.0m，臨水側(cè)、背水側(cè)的高度分別是0.7m、1.0m，下設(shè)15cm厚碎石墊層。鉸鏈排包括混凝土板和排底土工布兩部分，其中，混凝土板預(yù)留了多個(gè)受力鋼筋環(huán)，混凝土板的基本尺寸是50cm(寬)×80cm(長(zhǎng))×8cm(厚)，混凝土板內(nèi)部分布了橫向2根φ12和縱向1根φ10的受力鋼筋。排體設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度2648m，單元排體順?biāo)鲗挾仁?1.6～75.6m，搭接寬度2m。在水上進(jìn)行陸鋪法鋪排，在水下進(jìn)行沉排船沉放。為了適應(yīng)本次工程的特點(diǎn)，創(chuàng)造了無(wú)岸錨地壟沉排鋪放工藝，不僅沒(méi)有在陸上設(shè)置岸錨地壟，而且顯著加快了工作進(jìn)度。無(wú)岸錨地籠沉排鋪放技術(shù)實(shí)現(xiàn)了無(wú)地壟排首上岸的目的、縮短了排首上岸時(shí)間、節(jié)省了機(jī)械費(fèi)用、減輕了對(duì)工程區(qū)域環(huán)境的干擾等。

施工工藝?；炷涟孱A(yù)制→運(yùn)輸船上通過(guò)U型環(huán)拼裝→運(yùn)輸船運(yùn)至工程現(xiàn)場(chǎng)緊挨沉排船外側(cè)停放→連接排首梁、拉連排體→倒拉排體上岸、就位、鎖定→循環(huán)拉連排體、移船、下沉排體→擇機(jī)安裝止排梁、同步止排→布設(shè)排尾梁、下排尾，取出排尾梁。

(4)砂肋軟體排護(hù)岸，應(yīng)用于中汊封堵工程，鋪設(shè)砂肋軟體排后再筑壩，能夠有效抑制局部沉降問(wèn)題以及壩體不均勻沉降問(wèn)題，整體上增強(qiáng)了壩體的穩(wěn)定性[9]。單塊排體順?biāo)飨驅(qū)?2.0m，排體順坡向間隔0.7m布設(shè)一根砂肋，砂肋直徑0.30m，排體間按2.0m的間距搭接。利用聚丙烯扁絲編織的砂肋土工布，其縱橫向容許抗拉強(qiáng)度超過(guò)20KN/m，斷裂伸長(zhǎng)率低于25%。砂肋軟體排護(hù)岸技術(shù)主要用于水陸交接處和水下鋪放工程內(nèi)容。

水陸交接區(qū)域采用人工結(jié)合鋪排船鋪排，水下采用鋪排船鋪排，排體從下游往上游鋪設(shè)。水陸交接處施工工藝。清基→把軟體排布卷到鋪排船滾筒上→定位鋪排船→把排首引到河岸，在岸側(cè)固定→在鋪排船上灌裝砂肋→邊移動(dòng)鋪排船邊沉放軟體排，直到排尾下沉至江底。鋪排船鋪排工藝：砂肋軟體排加工制作→運(yùn)輸至施工船上→排布卷上滾筒→鋪排船移位、定位→砂肋條安裝及充灌→砂肋軟體排鋪設(shè)。

(5)系混凝土塊軟體排護(hù)底，應(yīng)用于新生洲右汊進(jìn)口段全江護(hù)底工程，其具有整體性、柔韌性較好，抗沖能力強(qiáng)，適用性好等特征[10]。系混凝土塊軟體排護(hù)底的順?biāo)飨蜷L(zhǎng)度260m，垂直水流向?qū)挾?280m，排體間的搭接寬度不足2m。在構(gòu)造上，排體包括“王”字型混凝土壓重塊和利用土工布編制的排墊兩部分，混凝土塊是利用排墊、系結(jié)條及加筋條進(jìn)行連接的。利用320g/的聚丙烯編織布編制土工布排墊，在排墊的長(zhǎng)度方向上編制寬5cm、間距50cm的聚丙烯加筋條，從而構(gòu)成了長(zhǎng)100cm的系結(jié)條，起到綁扎混凝土壓重塊的作用。

施工工藝。水下地形勘探→預(yù)設(shè)沉排軌跡→儲(chǔ)備用材→定位沉排船→排布安裝展放→固定排頭、安排首梁、系扎混凝土塊→放下平臺(tái)滑板、沉排→根據(jù)鋪排軌跡來(lái)調(diào)整船位→尾排下沉。

(6)砂被筑壩，應(yīng)用于新生洲導(dǎo)流壩、中汊鎖壩壩心填筑，該技術(shù)具有施工機(jī)械化程度高、取材容易、施工簡(jiǎn)易等優(yōu)勢(shì)，并且容易控制壩體形態(tài)，工作效率較高[11]。利用聚丙烯編織布編制砂被，根據(jù)保砂透水要求設(shè)定等效孔徑的大小。在設(shè)定砂被尺寸時(shí)，需要綜合分析壩體強(qiáng)度要求和施工工藝要求。在施工過(guò)程中，準(zhǔn)備了多種規(guī)格大小的中小型砂袋，然后利用U型支架拋投入水著床筑壩。為了維護(hù)壩體的抗滑穩(wěn)定性，本次項(xiàng)目采取的是大型砂被，在施工過(guò)程中一邊充砂一邊沉放，砂被長(zhǎng)60.0～80.0m，寬25.0m。該種大型砂被獲得了實(shí)用新型專利授權(quán)。在砂被上預(yù)留數(shù)個(gè)直徑0.3m的袖口，袖口排距5.0m，江砂從袖口填入砂被。在固定間距內(nèi)，在縱橫方向上縫制加強(qiáng)筋，從而確保砂被在施工過(guò)程中的強(qiáng)度。從切灘工程中篩選江砂，作為砂被的填筑材料。

施工工藝。將砂被卷到滾筒上→定位施工船→把砂被首端布設(shè)到鋪設(shè)船前端的滑板→袖口逐排沖砂排水→下放滑板→砂被首部下沉→逐排充填砂、移位、鋪放，同時(shí)放松卷筒。

(7)雷諾石墊護(hù)坡，應(yīng)用于新生洲右緣陸上護(hù)坎，是新型柔性護(hù)坎型式，從應(yīng)用效果來(lái)看，這一整治技術(shù)在取材、施工及維護(hù)方面都較為簡(jiǎn)易，并且能夠適應(yīng)多種工程需求，不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)造成影響[12- 14]。雷諾石墊所用網(wǎng)箱是利用φ22mm鍍鋅鋼絲加工制作的，其尺寸為長(zhǎng)6m×寬2m×厚0.23m，加工的網(wǎng)眼是6cm×8cm。鋼絲的抗張強(qiáng)度350～550N/m之間，延伸率不低于10%。填石粒徑為0.07～0.15m。

施工工藝?？睖y(cè)放樣→挖掘土方、整平坡面→建筑腳槽和格埂→無(wú)紡布鋪設(shè)→布設(shè)雷諾網(wǎng)箱→挖機(jī)裝料→由工人整理表面→閉合頂部孔隙。

3 效果分析

長(zhǎng)江汊道的整治目標(biāo)除了普通的穩(wěn)定岸坡外，更重要的是穩(wěn)定汊道的分流比。在新濟(jì)洲河段河道整治工程立項(xiàng)之前，開(kāi)始勘測(cè)地形和監(jiān)測(cè)水文資料，在施工過(guò)程中及至工程完結(jié)之前，這項(xiàng)工作從未間斷，掌握了大量的數(shù)據(jù)資料。通過(guò)分析獲取的數(shù)據(jù)信息，可以得出如下基本結(jié)論：

(1)中汊封堵工程實(shí)施后，新濟(jì)洲河段由多分汊河道轉(zhuǎn)化為雙分汊河道，新濟(jì)洲河段總體將維持目前的河勢(shì)[15]。

(2)1991年以前，新生洲左汊道是主汊，其分流比較高，及至現(xiàn)在，右汊已經(jīng)發(fā)展成為了主汊，占據(jù)了更高地分流比。新生洲左汊分流比的歷年變化情況如圖2所示。

圖2 新生洲左汊分流比變化圖

根據(jù)歷史水文監(jiān)測(cè)結(jié)果，新生洲左汊在1959年的分流比是61.5%，從20世紀(jì)70年代中期，新生洲左汊的分流比不斷降低，截止到1991年下降到50%，并且依舊保持遞減態(tài)勢(shì)，在1993—1999年間處于43%～45%的水平波動(dòng)，從1999年開(kāi)始步入了緩慢衰退階段，最新的勘測(cè)結(jié)果表明，新生洲左汊的分流比在2003—2015年間穩(wěn)定在34.2%～40.3%區(qū)間內(nèi)，其中最低值34.2%發(fā)生在2007年5月。在新濟(jì)洲河段河道整治工程完工之后，新生洲左汊的分流比在多次測(cè)量的結(jié)果均值是37.36%，雖然仍有波動(dòng)但是基本穩(wěn)定在35.6%～38.7%的區(qū)間范圍，在2018年7月的監(jiān)測(cè)結(jié)果是38.7%，這也證實(shí)了本次整治工程基本達(dá)到了穩(wěn)定河道新生洲左汊分流比的目標(biāo)，配合中汊封堵工程，有效遏制了新濟(jì)洲右汊分流比增加的趨勢(shì)，從而將新濟(jì)洲河段建設(shè)成平穩(wěn)的雙分汊河道。

(3)在穩(wěn)定了新生洲右汊的分流比之后，同時(shí)降低了對(duì)新濟(jì)洲右緣尾部和七壩段的頂沖壓力，改善了駟馬山河～林山圩段的近岸生態(tài)環(huán)境，配合七壩護(hù)岸工程，增強(qiáng)了七壩節(jié)點(diǎn)在河勢(shì)調(diào)控方面的功能。

4 結(jié)語(yǔ)

資料分析表明，長(zhǎng)江南京新濟(jì)洲河段河道整治工程實(shí)踐中各河道整治技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使得整個(gè)工程段河道整治基本取得了既定效果。通過(guò)本文的總結(jié)，希望能夠?yàn)榻窈蟮拈L(zhǎng)江河道整治技術(shù)發(fā)展歷程研究以及類(lèi)似的長(zhǎng)江汊道河道整治工程實(shí)踐等方面提供借鑒。此外，因近年來(lái)生態(tài)環(huán)保需要，可用于長(zhǎng)江河道整治中護(hù)岸工程的石料越來(lái)越少，為了同時(shí)確保長(zhǎng)江防洪安全與生態(tài)環(huán)保需要，尋找或創(chuàng)新出合適的可替代材料，設(shè)計(jì)出更合適的結(jié)構(gòu)型式等，需要我們開(kāi)展相關(guān)理論和試驗(yàn)研究。