張夏廣益

(貴州天保生態(tài)股份有限公司，貴陽 550000)

1 河道生態(tài)治理基本情況

六枝特區(qū)木崗鎮(zhèn)馬寨河道生態(tài)治理工程位于珠江流域北盤江水系桂家河支流打幫河上，馬寨河發(fā)源于六枝特區(qū)抵簸村吳家沖附近，由西北向東南流經(jīng)瓦窯水庫庫區(qū)、龍頭山、桃子沖、木崗鎮(zhèn)，于木崗村附近入伏，經(jīng)約600m(直線距離)的伏流后從尖山洞出露呈明流，繼而向南流經(jīng)牛角沖水庫庫區(qū)、于馬寨附近匯入桂家河，然后經(jīng)平寨、雨窩橋、袁總堡，于石頭寨附近匯入打幫河。本工程位于木崗鎮(zhèn)附近，有水泥公路經(jīng)過工程區(qū)附近，交通十分便利。馬寨河入伏口以上流域內(nèi)已建水利工程主要有瓦窯水庫、納麻水庫，瓦窯水庫壩址以上流域面積為4.05km2，占入伏口以上流域面積的9.42%，水庫總庫容為127萬m3。納麻水庫壩址以上流域面積為2.30km2，占入伏口以上流域面積的5.35%，水庫總庫容為71萬m3。工程整治河段處于馬寨河下游，根據(jù)實地踏勘了解，治理河段河道窄，彎道多，橋梁(涵洞)較多，流水不暢，現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍偏低，設(shè)防河段較少，兩岸居民經(jīng)常遭受洪水侵襲，沿河兩岸農(nóng)田成片，居民較多，天然岸坡低矮，頻頻出現(xiàn)遇洪成災(zāi)的情況。但由于該地集水面積大，而汛期排洪受阻，無法抵御10a一遇洪水以上的洪水，汛期洪水造成的澇災(zāi)很大程度上對園區(qū)的建設(shè)發(fā)展產(chǎn)生影響，淹沒農(nóng)田廠房，影響居民正常生活和生產(chǎn)。

2 工程設(shè)計

2.1 河道生態(tài)設(shè)計

2.1.1 河道生態(tài)設(shè)計原理

生態(tài)石籠護(hù)坡具有抗沖刷能力較強(qiáng)、生態(tài)性好、適應(yīng)地基形變能力強(qiáng)等優(yōu)點，同時具有整體性、延展性透水性良好等結(jié)構(gòu)特點。

生態(tài)石籠原理為將自然生態(tài)與人工構(gòu)筑物相結(jié)合，用于抵御水流、波浪沖刷，具有良好的防護(hù)性能，而且為植物的生長提供良好的基礎(chǔ)。護(hù)岸不僅具有很好的滲透性，而且可以適應(yīng)階梯式、斜坡式等不同的型式要求，又可多種型式組合使用，達(dá)到更好的效果(見圖1)。當(dāng)水流經(jīng)生態(tài)環(huán)境較好的河湖系統(tǒng)時，豐富的植物有助于減緩水流流速，并吸收水中營養(yǎng)成分以及降解污染物、凈化水體。河道生態(tài)設(shè)計主要以自然修復(fù)為主，人工修復(fù)為輔的原則，達(dá)到恢復(fù)河道自然水生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的效果。并且因地制宜，結(jié)合河道實際情況，充分利用現(xiàn)狀河道的水文、地形、形態(tài)等條件來實施生態(tài)堤岸，實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展化的河道生態(tài)治理[1-2]。

圖1 石籠生態(tài)型原理示意圖

2.2 六枝馬寨河道生態(tài)設(shè)計

設(shè)計中應(yīng)充分考慮生態(tài)因素，應(yīng)最大限度保留原始河道的自然形態(tài)及斷面，在滿足強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)要求的情況下，河堤材料應(yīng)選取滿足于河道行洪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、有利于水體交換、益于植物生長、具有良好透水性的材料，優(yōu)先選取當(dāng)?shù)靥烊徊牧稀?/p>

生態(tài)堤設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)及級別確定、總體布置、地基處理、穩(wěn)定計算及安全系數(shù)、建筑材料、構(gòu)造要求以及相關(guān)尺度的確定等設(shè)計要求，根據(jù)相關(guān)管理部門制定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求執(zhí)行，并應(yīng)滿足相關(guān)的工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)條文的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計采用仰斜式格賓石籠網(wǎng)擋墻，頂寬1m，按1：0.3坡比綁扎堆放，趾墻為C15混凝土，預(yù)埋鋼筋與格賓石籠網(wǎng)相綁扎。高0.5m，寬0.5m，底部坡比為1:5，頂部為10cm混凝土壓頂。墻頂部以上采用1：1草皮護(hù)坡，回填邊坡外側(cè)坡比為1:1.5，為草皮護(hù)坡。六枝馬寨河橫斷面設(shè)計圖詳見圖2。

圖2 河道生態(tài)治理橫斷面設(shè)計圖

1)抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)KC計算

當(dāng)基底面向填土方向傾斜時，沿該基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)按公式1計算：

(1)

式中：Kc為石籠網(wǎng)沿基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f為石籠網(wǎng)基底面與地基之間的摩擦系數(shù)；∑H為作用在石籠網(wǎng)上全部平行于基底面的荷載，kN；∑G為作用在石籠網(wǎng)上全部垂直于水平面的荷載，kN；α為基底面與水平面的夾角。°，土質(zhì)地基≤ 7°，巖石地基≤ 12°。

2)抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)KO計算

按公式2計算：

(2)

式中：K0為石籠網(wǎng)抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)；∑MV為對石籠網(wǎng)基底前趾的抗傾覆力矩，kN-m；∑MH為對石籠網(wǎng)基底前趾的傾覆力矩，KN-m。

3)基底應(yīng)力Pmax及Pmin計算

按公式3計算：

(3)

式中：Pmax及Pmin為基底應(yīng)力的最大值或最小值，kPa；∑M為作用在石籠網(wǎng)上的全部荷載對于水平面平行前墻墻面方向形心軸的力矩之和，kN-m；A為石籠網(wǎng)基底面的面積，m2；W為石籠網(wǎng)基底面對于基底面平行前墻墻面方向形心軸的截面矩，m3。

經(jīng)計算： 抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)KC=1.61?？箖A覆穩(wěn)定安全系數(shù)K0= 2.51?；讘?yīng)力Pmax=187.1KPa。均滿足規(guī)范要求。

4)生態(tài)石籠網(wǎng)材料參數(shù)選擇

生態(tài)石籠網(wǎng)工程所有石料應(yīng)選用粒徑控在20-30cm的塊石，石料應(yīng)具有良好的抗水性和完整性、耐風(fēng)化、強(qiáng)度高。

格賓制作需要運用鋼絲需厚鍍高爾凡進(jìn)行防腐處理，以滿足鍍層對黏附力性能的要求：當(dāng)生態(tài)石籠網(wǎng)的鋼絲繞具2倍鋼絲直徑的心軸6周時，需運用手指對鋼絲進(jìn)行摩擦，以避免開裂或是剝落現(xiàn)象出現(xiàn)。此過程，要遵循相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對生態(tài)石籠網(wǎng)的網(wǎng)面抗拉強(qiáng)度進(jìn)行控制，即設(shè)置在50KN/m。對于石籠網(wǎng)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)境，即網(wǎng)面裁剪后末端與邊端鋼絲的聯(lián)接處，應(yīng)提升網(wǎng)面與邊端鋼絲連接的強(qiáng)度效果。具體操作，應(yīng)運用具有專業(yè)水準(zhǔn)的翻邊機(jī)把網(wǎng)面鋼絲纏繞在邊端鋼絲圈數(shù)控制在2.5以上。操作不能采用手工絞，在達(dá)到翻邊強(qiáng)度35KN/m的情況下,格賓供貨單位還要出具相關(guān)檢測部門提供的網(wǎng)面翻邊強(qiáng)度檢測報告。

堤后采用的透水土工布為無紡士工織物，其中質(zhì)量參數(shù)為:質(zhì)量300g/m2，抗拉強(qiáng)度縱向≥550N/5cm，橫向≥550N/5cm，延伸率(縱橫)<90%，垂直滲透系數(shù)>1×10-3cm/s，等效孔徑為0.07-0.2mm。此外要求此布用雙線包縫拼合土工布應(yīng)注意現(xiàn)場保管，避免長時間暴露在陽光下，不能劃破，鋪設(shè)平整，松緊度均勻，端部錨著牢固。

3 結(jié) 語

隨著城市經(jīng)濟(jì)日增長和居民對居住條件要求的逐步提高，構(gòu)筑生態(tài)友好的社會的需求逐漸增加，要求河道治理保有的原水生態(tài)環(huán)境。工程設(shè)計過程，應(yīng)運用生態(tài)石籠網(wǎng)技術(shù)對護(hù)坡進(jìn)行處理。事實證明，只有遵循自然規(guī)律，才能科學(xué)有效地改進(jìn)人為因素對生態(tài)環(huán)境造成的破壞影響現(xiàn)狀。故，相關(guān)建設(shè)者應(yīng)將上述分析內(nèi)容與科研結(jié)果更多地作用于不同建設(shè)條件的河道生態(tài)治理工程，以推動行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。