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        生態(tài)混凝土護(hù)坡在白沙河土堤加固工程中的應(yīng)用

        2021-01-17 15:18:39何文思
        山西水利 2021年4期
        關(guān)鍵詞:沙河護(hù)岸河段

        何文思

        (廣東省龍門(mén)縣水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)室,廣東 惠州516800)

        1 工程概況

        1.1 工程現(xiàn)狀

        廣東省惠州市龍門(mén)縣,位于廣東省中部,增江上游,地處珠江三角洲范圍內(nèi),地勢(shì)自西北向東南傾斜,全縣總面積2 295 km2,山地及丘陵占總面積的73%,平均海拔550 m。

        白沙河發(fā)源于龍門(mén)縣龍?zhí)镦?zhèn)北部水尾尖山北麓,是增江上游左岸支流,經(jīng)新豐古田再折向南流入本縣,流經(jīng)田美、龍?zhí)镦?zhèn),龍門(mén)縣白沙河流域橫跨龍?zhí)镦?zhèn)和龍城街道兩個(gè)鎮(zhèn)級(jí)轄區(qū),在龍城街道的林村百擔(dān)村小組附近匯入增江。白沙河全長(zhǎng)32 km,河床比降2.87‰,集雨面積176 km2。白沙河上游河流屬于山區(qū)性河流,汛期水流急,洪水陡漲陡落,枯水期淺灘多;上游落差大,彎大水急,中、下游河床坡降較緩,部分河段淤積嚴(yán)重。工程位于龍城街道的白沙河九明布橋下游河段。

        本次工程任務(wù)是對(duì)白沙河九明布橋下游右岸土堤進(jìn)行提升加固,達(dá)到50年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn),并修建人行綠道。

        1.2 地貌與地層

        本區(qū)屬于低山—丘陵平原地貌,海撥小于600 m,龍門(mén)縣城及周邊沖積盆地平原,高程在50~80 m,四周為低山—丘陵。區(qū)域地形地貌主要包括低山丘陵和沖洪積山間盆地兩種地貌單元,地形上沿水系延伸方向呈峽條狀分布;垂直水流方向,兩側(cè)為低山丘陵區(qū),其間為河流沖積盆地,擬整治河道在沖積土層上彎曲通過(guò),整體上呈U型地形特征。

        本工程堤防沿線主要是沖積平原溝谷地貌,地形起伏不大,漫灘及階地較發(fā)育。工程區(qū)堤防沿線兩側(cè)地形主要為低丘夾雜小規(guī)模平原地貌,河道寬約50~70 m。

        2 河道現(xiàn)狀與問(wèn)題

        2.1 河岸單薄、河勢(shì)不穩(wěn)

        河道兩岸,大多都是天然土坡,岸坡單薄,部分河段還經(jīng)常出現(xiàn)掏刷、坍塌等問(wèn)題,起不到抵御洪水的作用。由于白沙河九明布橋下游右岸河段沒(méi)有達(dá)標(biāo)的防洪河堤,在最近一次極端天氣導(dǎo)致的高強(qiáng)度暴雨中,山區(qū)河流洪水暴漲,該河段發(fā)生洪水漫頂險(xiǎn)情,造成周邊住宅小區(qū)和道路淹浸受損。同時(shí),長(zhǎng)期洪水沖刷破壞,加之河勢(shì)不穩(wěn)定,大部分凹岸沖刷崩塌嚴(yán)重,農(nóng)田不斷受到侵蝕,給沿河道人民生產(chǎn)生活造成直接危害與安全隱患[1]。

        2.2 防洪標(biāo)準(zhǔn)較低

        該段河道沿線防洪設(shè)施少,河岸沒(méi)有經(jīng)過(guò)達(dá)標(biāo)建設(shè),河岸為天然岸坡。岸頂高低不一,且與上下游連接的河段,已修建達(dá)標(biāo)的防洪河堤,該河段成為了縣城防洪區(qū)的一個(gè)缺口,沒(méi)有形成閉合的洪水防洪岸線,洪水期難以抵御強(qiáng)度大的暴雨、洪水的襲擊。

        為避免再次發(fā)生險(xiǎn)情,提高縣城防洪區(qū)的防洪功能,保障周邊群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,實(shí)施對(duì)該段河道土堤的提升加固工程。

        2.3 生態(tài)環(huán)境較差

        河道大部分河段長(zhǎng)期無(wú)人整治,岸坡雜亂無(wú)章,河段常年受洪水沖刷,多處岸坡坍塌裸露,生態(tài)凋敝,水土流失嚴(yán)重;部分岸坡雜樹(shù)雜草叢生,環(huán)境極差與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào),與沿河經(jīng)濟(jì)發(fā)展不配套,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足沿線居民對(duì)于河道生活景觀的要求和龍門(mén)縣總體規(guī)劃的發(fā)展需求[2]。

        3 工程地質(zhì)

        3.1 揭露層地質(zhì)

        本工程揭露的地層自上而下為第四系人工填土層Q4ml,第四系沖洪積層砂質(zhì)粘性土Qal+pl、下伏侏羅系砂巖基巖層J。場(chǎng)地內(nèi)發(fā)育的地層按自上而下的順序依次描述如下:

        (1)人工填土

        素填土層:灰褐色、灰黃色,濕,松散~稍密。成份由粉質(zhì)粘土、砂、碎石等組成,局部含粉粘粒、卵粒,分布不均勻。系新近修路、平整場(chǎng)地時(shí)堆填,未完成自重固結(jié)。局部地段揭露,主要分布于已有簡(jiǎn)易土路、耕地等附近。

        (2)第四系沖洪積層

        砂質(zhì)粘性土層:灰褐色、灰黃色,濕,可塑。成份以粉粘粒為主,砂粒和少量礫石,韌性一般,干強(qiáng)度一般。局部含砂粒較多。頂部含少量植被殘留物。

        砂夾卵石層:褐灰色、灰黃色,濕~飽和,稍密~中密。卵石成分為淺灰色變質(zhì)花崗巖、砂巖、白色石英巖等,呈亞圓形、粒徑2~8 cm,個(gè)別大于8 cm,含量占45~55%,礫、砂、粉粘粒占60~70%。分選性差,級(jí)配不良。

        (3)侏羅系砂巖層

        強(qiáng)風(fēng)化砂巖層:灰白色,灰褐色,原巖結(jié)構(gòu)大部分已破壞,礦物成份顯著變色,巖石風(fēng)化強(qiáng)烈,裂隙發(fā)育,巖芯呈碎塊狀,錘擊易碎。合金鉆頭干鉆可鉆進(jìn)。

        3.2 工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià)

        擬建區(qū)域內(nèi)覆蓋層厚度多大于3 m,上游淺部土層多為中軟土,中、下游淺部土層以中硬土為主,20 m深度內(nèi)土層的等效剪切波速Vse=150~500 m/s,因此,初步劃分場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅱ類(lèi)。

        根據(jù)對(duì)現(xiàn)狀堤岸的踏勘,堤岸內(nèi)外坡為植被覆蓋,且局部存在塌陷現(xiàn)象,堤岸內(nèi)外坡均為土質(zhì)邊坡,邊坡土體較松散,易受河水沖刷、淘蝕作用也會(huì)引起土體流失、滑移變形、岸坡塌方等工程問(wèn)題。

        3.3 區(qū)域穩(wěn)定性

        根據(jù)1∶400萬(wàn)幅《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306—2015)分析,區(qū)域處于次不穩(wěn)定區(qū),地震基本烈度為Ⅵ度,地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s,屬于近震區(qū),設(shè)計(jì)地震分組為第一組。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定,地震活動(dòng)強(qiáng)度小,相對(duì)較低。

        3.4 本段天然建筑材料

        場(chǎng)地北部多見(jiàn)丘陵地貌,山體多渾厚低矮,距離北端約500 m,局部位置因工程建設(shè)進(jìn)行了開(kāi)挖,開(kāi)挖位置現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),坡體覆蓋層較厚,多為殘坡積粉質(zhì)粘土,土料儲(chǔ)藏豐富,土料場(chǎng)分布面積較廣,可開(kāi)采厚度約5.0 m,土料有用層儲(chǔ)量約100萬(wàn)m3;土料場(chǎng)可以滿(mǎn)足本工程填筑土料的要求。

        4 生態(tài)混凝土護(hù)坡治理措施

        4.1 護(hù)岸堤型比選

        護(hù)岸型式種類(lèi)較多,各有優(yōu)缺點(diǎn)。混凝土、漿砌石護(hù)岸、墻的整體性好,抗剪強(qiáng)度高,抗沖刷能力強(qiáng),但生態(tài)性能低,地下水補(bǔ)給較弱,造價(jià)高;草皮護(hù)坡的生態(tài)融合性好,景觀營(yíng)造能力強(qiáng),投資少、造價(jià)低,缺點(diǎn)是抗沖刷性差。根據(jù)本段護(hù)岸所處位置,河道地勢(shì)平緩、水流流速較低,盡管地基地質(zhì)條件較差,在對(duì)地基進(jìn)行深挖處理后,可以滿(mǎn)足工程設(shè)計(jì)要求,推薦采用生態(tài)護(hù)岸,建議利用當(dāng)?shù)夭牧希档途C合投資。

        4.2 橫豎框架梁與穩(wěn)固樁連接

        為加固河堤,可將河堤邊坡設(shè)置的穩(wěn)固樁與生態(tài)混凝土的橫豎框梁融合連接,以提高邊坡穩(wěn)定性。為提高生態(tài)混凝土強(qiáng)度,在生態(tài)混凝土中增加部分鋼筋,將其改造成鋼筋混凝土橫豎框架梁。這種框架梁的整體結(jié)構(gòu)緊密性強(qiáng),具備良好的抗壓能力,對(duì)河堤加固效果明顯[5]。

        4.3 堤線設(shè)計(jì)

        河流形態(tài)差異較大,工程設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)河流現(xiàn)狀的形態(tài)和泄洪需求,有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。充分利用河流自然蜿蜒的河勢(shì)走向,有效地發(fā)揮河道的蓄水功能,保護(hù)河流的水生態(tài)環(huán)境,做好堤線布置以及堤型確定。生態(tài)護(hù)岸設(shè)計(jì),要考量河道的滲透性,和生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力。

        4.4 人工種草護(hù)坡技術(shù)

        生態(tài)邊坡表面人工播撒根系發(fā)達(dá)、固土能力強(qiáng)的草種,可降低水土流失。播撒時(shí)要綜合實(shí)際情況,如果邊坡相對(duì)較小,可采用鋪設(shè)天然草皮的方式進(jìn)行。對(duì)于水流較快的迎水坡面,不能采用人工種植的河段,在對(duì)河堤加固后,可采用噴播種草技術(shù)。噴播時(shí)注意原材料配合比控制,按標(biāo)準(zhǔn)比例拌和草種以及黏著劑,使用機(jī)械加壓,在坡面上噴射拌和物。提高噴播草籽發(fā)芽速度,強(qiáng)化河堤加固的效果。

        5 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)采取修建生態(tài)防洪堤及打造人行綠道等工程措施,可大大提升河道的防洪能力,保持河岸穩(wěn)定,在減少洪澇災(zāi)害的同時(shí),兼顧改善河流沿岸交通、綠化和休閑環(huán)境,對(duì)鄉(xiāng)村群眾的居住、生活、生產(chǎn)環(huán)境起到美化和促進(jìn)作用。建設(shè)完工后,建議經(jīng)常對(duì)河道進(jìn)行巡視,發(fā)現(xiàn)堤防出現(xiàn)拉裂、沉陷破壞和護(hù)坡滑坡等現(xiàn)象需及時(shí)進(jìn)行匯報(bào)和處理。

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