廖敏，雙學(xué)珍，鄒得寶，金鳳華，何云龍

(1.眉山市水利局，四川眉山，620010；2.四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川崇州，611231)

1 引言

為保障河道行洪和河道兩岸群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，自“十二五”規(guī)劃以來(lái)建設(shè)實(shí)施了大量中小河流治理項(xiàng)目。通過(guò)河道清淤疏浚、新建堤防、堤防加固整治，取得了良好的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。當(dāng)前河道斷面治理的形式主要為矩形斷面、梯形斷面、復(fù)合式斷面、雙層斷面，護(hù)坡方式主要是混凝土面板護(hù)坡、砌石護(hù)坡、土工植生袋護(hù)坡、草皮護(hù)坡、石籠護(hù)坡等[1-2]。研究和選擇不同河道斷面與護(hù)坡方式，既能滿(mǎn)足防洪要求又能減少工程造價(jià)，具有重要工程意義[3-4]。

國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)河道治理開(kāi)展了大量研究：趙春會(huì)等[5]以新河河道治理為例分析了河道斷面形式與護(hù)坡方式，并對(duì)當(dāng)前河道治理提供理論基礎(chǔ)；劉洪梅[6]通過(guò)對(duì)城鎮(zhèn)河道生態(tài)治理論述，認(rèn)為河道治理要將河道景觀、水質(zhì)修復(fù)治理及生態(tài)護(hù)岸相結(jié)合；胡志超[7]淺析了格賓擋墻技術(shù)在河道整治中的應(yīng)用，認(rèn)為格賓擋墻符合生態(tài)建設(shè)理念值得推廣；石日松[8]以當(dāng)?shù)睾拥乐卫韺?shí)施情況為例分析了河道治理中問(wèn)題與措施，認(rèn)為河道治理要有針對(duì)性的治理措施。以上學(xué)者取得了較好的研究成果，為河道治理提供了理論基礎(chǔ)。本文基于以上研究，以四川某河道為例，淺析河道斷面選擇與堤型應(yīng)用。

2 河道斷面形式

河道斷面形式以矩形斷面、梯形斷面、復(fù)合式斷面、雙層斷面為代表。矩形斷面占地少，但施工難度大、景觀效果和親水性差，適用于人口多的城鎮(zhèn)、征地拆遷難度大的兩岸河道，其護(hù)坡形式如重力式(衡重式)擋墻護(hù)坡、賓格石籠護(hù)坡等；梯形斷面施工方便、邊坡穩(wěn)定，工程造價(jià)較低，但占地面積大，適用于征地拆遷較少的河道，其護(hù)坡形式如混凝土面板護(hù)坡[9-10]；復(fù)合式斷面親水性好，但工程造價(jià)高，占地面積大，適用于灘地比較開(kāi)闊、征地少的河道，其護(hù)坡形式在常年水位以下常采用混凝土面板、漿砌卵石等形式襯砌，常年水位以上部分設(shè)置框格梁植草或生態(tài)混凝土等形式護(hù)坡，既保障河流沿岸防洪安全，又兼顧改善生態(tài)環(huán)境，提升河流水質(zhì)及水生態(tài)環(huán)境；雙層斷面親水性、生態(tài)效果好，但施工技術(shù)復(fù)雜，工程造價(jià)高，適用于城鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)的河道[11]。

3 工程案例

3.1 工程背景

四川某河道治理項(xiàng)目綜合治理河長(zhǎng)3.5km，新建和加固堤防3.0km，其中干流段長(zhǎng)1km，支流段長(zhǎng)2km，主要保護(hù)沿江兩岸耕地和群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。干流段河道由于地段寬闊、征地移民、占地少，考慮到親水性、綠色水生態(tài)等因素，采用復(fù)合式斷面斜坡堤防；支流段河道較狹窄，左右兩岸若采用梯形或復(fù)合式斷面將占用農(nóng)田，征地拆遷費(fèi)用大，為減輕財(cái)政負(fù)擔(dān)，降低工程造價(jià)，綜合考慮采用矩形斷面衡重?fù)鯄Ψ篮榈獭８鶕?jù)防洪規(guī)劃與保護(hù)對(duì)象和保護(hù)范圍，統(tǒng)籌考慮本河流治理對(duì)下游的防洪影響，確定該河道綜合治理防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286-2013)和當(dāng)?shù)胤篮橐?guī)劃，確定堤防等級(jí)為5級(jí)。

3.2 堤防斷面設(shè)計(jì)

3.2.1 矩形斷面

矩形斷面采用衡重?fù)鯄Ψ篮榈蹋糜诤拥赖闹Я鞫沃卫?。衡重?fù)鯄Ψ篮榈虛鯄Σ捎肕7.5漿砌塊石，墻身高6m～9m，擋墻頂寬0.6m，衡重以上背水側(cè)邊坡為1∶0.3，衡重臺(tái)以下背水側(cè)邊坡為1∶0.3，迎水側(cè)坡比1∶0.05，基礎(chǔ)寬1.8m～2.5m，堤后采用砂礫石填筑，堤頂設(shè)1m高混凝土欄桿，堤頂寬3.00m，堤前基礎(chǔ)采用砂礫石填筑，如圖1所示。

圖1 矩形斷面衡重?fù)鯄Ψ篮榈?/p>

3.2.2 復(fù)合式斷面

復(fù)合式斷面斜坡堤防用于河道的干流段，斜坡式防洪堤高8.2m～9.0m，迎水側(cè)坡比1∶1.65，背水側(cè)坡比1∶2，堤身采用砂礫石填筑，相對(duì)密度不小于0.66，在常年水位設(shè)一馬道，馬道寬2.0m，采用20cm厚C20混凝土襯砌；馬道以下斜坡式防洪堤高5m，采用C20混凝土澆筑，厚0.2m，馬道寬2.0m；馬道以上斜坡式防洪堤高3.5m，斜坡采用混凝土框格梁植草護(hù)坡，框格梁0.2m×0.2m，間、排距2.5m，堤頂寬3.00m；堤頂設(shè)1m高混凝土欄桿，堤前基礎(chǔ)采用D>30cm大塊石回填，如圖2所示。

圖 2復(fù)合式斷面斜坡堤

3.3 抗滑穩(wěn)定分析

3.3.1 矩形斷面衡重式擋墻抗滑穩(wěn)定計(jì)算

根據(jù)衡重式擋墻的布置要求，防洪堤基礎(chǔ)置于基巖，該層的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如下：允許承載力[R]=0.5MPa～1MPa，摩擦系數(shù)0.5，內(nèi)摩擦角31°。計(jì)算工況分兩種：①枯水期墻前無(wú)水(完工期)；②設(shè)計(jì)洪水位。選擇最大橫斷面作為典型斷面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表1所示。

表1 衡重?fù)鯄Ψ篮榈炭够€(wěn)定計(jì)算成果

3.3.2 復(fù)合式斷面斜坡堤防抗滑穩(wěn)定計(jì)算

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286-2013)要求，采用瑞典圓弧法進(jìn)行防洪堤安全計(jì)算。計(jì)算工況分為三種：①正常運(yùn)用期設(shè)計(jì)洪水位驟降；②工程施工階段或竣工期間；③非正常運(yùn)行期遭遇地震，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 復(fù)合式斷面斜坡堤抗滑穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果

通過(guò)對(duì)衡重?fù)鯄Ψ篮榈毯托逼碌谭婪€(wěn)定性計(jì)算，符合《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286-2013)要求，本次計(jì)算結(jié)果是穩(wěn)定的，設(shè)計(jì)斷面滿(mǎn)足實(shí)際工程的需要，是合理的。

3.4 工程應(yīng)用

河道治理要因地制宜、因勢(shì)利導(dǎo)，結(jié)合防洪規(guī)劃加強(qiáng)設(shè)計(jì)深度，提高設(shè)計(jì)精度，減少設(shè)計(jì)變更。堤線、河岸線盡量沿河岸布置，避開(kāi)農(nóng)戶(hù)、農(nóng)田，避免人為裁彎取直，減少征地、拆遷、移民安置，減少地方政府配套資金。河道斷面設(shè)計(jì)中盡量采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，加大新材料的推廣力度，達(dá)到以防汛減災(zāi)為主，生態(tài)建設(shè)為輔的治理理念。建設(shè)中嚴(yán)格按照“四制”建設(shè)，規(guī)范項(xiàng)目法人組建、工程設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、工程監(jiān)理、質(zhì)量監(jiān)督、施工建設(shè)、財(cái)務(wù)管理、工程驗(yàn)收等各項(xiàng)工作，順利做到“規(guī)劃儲(chǔ)備一批、開(kāi)工建設(shè)一批、加快推進(jìn)一批、施工投產(chǎn)一批、完工驗(yàn)收一批”，使項(xiàng)目盡早發(fā)揮工程效益。

4 結(jié)論

本文淺析了當(dāng)前河道綜合整治中河道斷面形式與護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用。以四川某河道治理項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)中干流段采用復(fù)合式斷面斜坡堤防，支流段采用矩形衡重?fù)鯄Ψ篮榈?，并進(jìn)行抗滑穩(wěn)定性分析計(jì)算。得出以下結(jié)論：

(1)河道堤防布置要因勢(shì)利導(dǎo)，合理選擇河道斷面與護(hù)坡方式，注重與水生態(tài)、親水性相結(jié)合，兼顧改善生態(tài)環(huán)境，提升河流水質(zhì)與水生態(tài)環(huán)境。

(2)選擇的復(fù)合式斷面斜坡堤防和矩形衡重?fù)鯄Ψ篮榈炭够€(wěn)定計(jì)算滿(mǎn)足規(guī)范要求，形式合規(guī)，是合理可行的。