李念平，王召勝

（山東省調(diào)水工程運行維護中心，山東 濟南 250100）

1 引言

小清河復(fù)航工程是山東省內(nèi)河航道“一縱三橫”高等級航道網(wǎng)規(guī)劃中的重要“一橫”。工程全長169.2 km，西起濟南市荷花路小清河橋下游，東至濰坊港西港區(qū)羊口作業(yè)區(qū)，按Ⅲ級航道標準設(shè)計建設(shè)。為維護小清河兩岸生態(tài)、加強水土保持、減少航道維護費用，工程全航道設(shè)置護岸，護岸工程投資約占工程總投資的10%。護岸工程一級護坡原設(shè)計采用200 mm厚C25F150模袋混凝土護坡方案，該方案可帶水施工，施工快、工期短，可以滿足工程防汛和工期要求。施工中，發(fā)現(xiàn)河道兩岸的部分粉砂、粉土段岸坡失穩(wěn)變形、沿水位線大面積塌陷，嚴重影響模袋混凝土護坡的施工進度和質(zhì)量。因此，護岸工程設(shè)計需綜合考慮工程地質(zhì)、工程造價、水文景觀、建設(shè)工期、河道管理等因素，進一步優(yōu)化護岸結(jié)構(gòu)，比選確定適用的護岸型式。

2 軟土地質(zhì)分析

小清河流域位于黃河下游以南、泰魯沂山地以北之間的區(qū)域，屬于泰魯沂山區(qū)山前傾斜平原與黃泛平原交接的平原洼地，小清河復(fù)航段河道沿河地層基本為第四系松散堆積物覆蓋。小清河復(fù)航工程軟土地質(zhì)段長約35 km，地表為素填土，表層以下自上而下為粉土、粉砂等細粒無黏性土。施工水位以上局部存在較薄的粉質(zhì)、淤泥質(zhì)層，施工水位至航道底高程之間存在典型的粉土和粉砂土層。粉土、粉砂土層由大量細砂粒、粉粒及少量黏粒組成，顆粒級配不良、粘結(jié)性較差，遇水易流變、遇震動易液化，土體的承載力低、穩(wěn)定性差。同時，護岸工程施工水位高于航道底高程2～3 m，粉土、粉砂土邊坡在水流擾動、地下水揚壓力、雨水沖刷等作用下極易沿水位線發(fā)生大面積坍塌破壞。

3 護岸設(shè)計方案分析

3.1 設(shè)計方案

護岸工程設(shè)計應(yīng)以保持邊坡穩(wěn)定、保護原有生態(tài)為出發(fā)點，盡量少征地、少拆遷、少筑圍堰。護岸結(jié)構(gòu)設(shè)計方案應(yīng)經(jīng)濟合理，保障施工質(zhì)量、安全和進度，兼顧施工便利，滿足綜合管理需要。為解決軟土邊坡塌陷問題，擬采取以下4種方案。

（1）方案1，鋼板樁圍堰+現(xiàn)澆混凝土護坡。在齒墻靠近航道一側(cè)布設(shè)鋼板樁圍堰、施工水位線以上的岸坡上布設(shè)降水管井，止水、降水共同作用為邊坡和齒墻提供干地施工條件。齒墻、護坡、壓頂板均采用C25F150 現(xiàn)澆混凝土，齒墻尺寸為1 500 mm×800 mm（深×寬）；護坡現(xiàn)澆混凝土厚200 mm，澆筑前自下而上依次鋪設(shè)30 mm 中粗砂、400 g/m2土工布、100 mm 碎石墊層；壓頂板下設(shè)置水平向排水管，消除戧臺以上土體的揚壓力。

（2）方案2，鋼板樁圍堰+模袋混凝土護坡。鋼板樁圍堰和降水管井布設(shè)及作用同方案1。護坡采用200 mm厚C25F150模袋混凝土，相鄰模袋之間縫制牢固。模袋混凝土底部接縫處設(shè)置反濾層，采用400 g/m2無紡?fù)凉げ迹凉げ紝? 000 mm、每側(cè)搭接100 mm。在護坡底部，模袋混凝土向下延伸鋪設(shè)至航道底高程以下600 mm、平鋪2 000 mm寬；在一級護坡頂部的戧臺處，模袋混凝土下埋600 mm，并采用C25F150混凝土壓頂板，壓頂板下設(shè)置水平向排水管。

（3）方案3，拋石補坡+模袋混凝土護坡。在護坡底部航道底高程處，設(shè)置2 000 mm 寬水平段拋石作為護腳。在護腳及岸坡塌陷處鋪設(shè)400 g/m2無紡?fù)凉げ甲鳛榉礊V層，拋填塊石修補坡面、反壓固坡，按1∶3整平邊坡后，采取水下施工方式，鋪設(shè)200 mm厚C25F150模袋混凝土。模袋混凝土鋪設(shè)、搭接、壓頂板等設(shè)計參數(shù)和技術(shù)要求同方案2。

（4）方案4，直立式板樁護坡。在戧臺臨河側(cè)插打12 m 長的U 形先張法預(yù)應(yīng)力混凝土板樁，形成直立式護岸結(jié)構(gòu)，避免帶水施工。預(yù)應(yīng)力板樁采用C60 混凝土，單樁寬1 230 mm、截面厚700 mm、板厚160 mm，板樁截面面積0.314 m2。板樁懸臂處設(shè)排水管，消除板樁后方土體的揚壓力。板樁頂部設(shè)置900 mm×600 mm的冠梁，板樁樁體嵌入冠梁300 mm、主受力鋼棒與冠梁鋼筋焊接，便于板樁整體結(jié)構(gòu)受力。鑒于小清河50 a一遇沖刷深度為1.42～1.52 m，航道開挖時，在板樁臨水面預(yù)留1∶5的邊坡，內(nèi)坡腳底部可提供約1.5 m厚的防沖刷土層。

3.2 方案分析

方案1、方案2均采用鋼板樁圍堰止水和管井降水措施，形成干地或半干地施工條件，維持軟土邊坡穩(wěn)定，便于邊坡開挖、整理和后續(xù)項目施工。其不同之處為，方案1 采用現(xiàn)澆混凝土護坡，方案2 采用模袋混凝土護坡。方案1 的優(yōu)點為施工技術(shù)成熟、質(zhì)量穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)整體性強、耐久性好，設(shè)置縱向、橫向分縫后具有一定的柔性，不易發(fā)生大范圍損壞；缺點為需要干地施工條件，對止水、降水要求高。方案2的優(yōu)點為對止水、降水要求低，可帶水施工，施工便利、工期較短；缺點為整體性差、施工精度不高，施工質(zhì)量不易把控，護坡可能發(fā)生大面積破壞。方案1、方案2每延米降排水措施費用、護坡結(jié)構(gòu)費用相近，方案1 在結(jié)構(gòu)性上較優(yōu)，方案2 在施工便利性上較優(yōu)。為充分發(fā)揮方案1 和方案2 的優(yōu)點，方案1 和方案2可設(shè)置在航道未完全開挖至底高程和邊坡未開挖的區(qū)段，在坡底航道處預(yù)留的土埂中布設(shè)鋼板樁圍堰，增強圍堰止水效果，降低圍堰擋水高度、施工難度和成本。方案1 和方案2 不適用于已完成航道全斷面疏浚和邊坡整理的區(qū)段，此時需在水中施打鋼板樁圍堰，對圍堰止水性能和擋水高度要求較高，且圍堰施工成本高、難度較大、工期較長。

方案3 采用模袋混凝土護坡，該結(jié)構(gòu)優(yōu)勢與方案2相近，施工便利、工期較短。該方案最大優(yōu)勢為每延米造價最低、經(jīng)濟性最優(yōu)，配合原一級護坡設(shè)計方案施工時配套設(shè)施少、投入低。該方案缺點同方案2，同時拋石段的邊坡處理較費工時。

方案4 采用直立式板樁，僅需在戧臺臨河側(cè)插打預(yù)應(yīng)力混凝土板樁，戧臺位于施工水位以上，施工便捷、工期較短。該方案優(yōu)點、缺點都很明顯，優(yōu)點為不需要止水、降水措施和水下整理邊坡，施工后形成親水平臺，景觀效果較好；缺點為造價較高，每延米造價較方案1、方案2 高約44%，較方案3 高81%。由于該方案景觀效果優(yōu)于前3 種方案，可結(jié)合城市建設(shè)規(guī)劃用于城區(qū)段，與二級護坡構(gòu)成生態(tài)護岸，形成沿河風(fēng)景帶。

3.3 方案確定

通過典型斷面分析和造價測算，上述4 種護岸每延米造價詳見表1。

表1 4種護岸造價對比 元/延米

綜合考慮自然條件、生態(tài)環(huán)境、施工方式、使用要求等因素，小清河復(fù)航工程35 km 軟土地質(zhì)段可分3 種情況選用護岸方案。其中，3 km 未完成航道疏浚和邊坡整理的區(qū)段土方工程量大，宜采用方案1 或方案2，通過布設(shè)鋼板樁圍堰，加快土方挖運和護坡等的施工；25 km 已完成航道疏浚和邊坡整理的鄉(xiāng)村區(qū)段宜采用方案3，采用拋石補坡、護坡維持水下邊坡穩(wěn)定，在保障地下水位以上護坡施工質(zhì)量和進度的同時，可最大限度地節(jié)省投資；7 km 城區(qū)段有生態(tài)景觀需求，施工環(huán)境相對復(fù)雜，對環(huán)境保護、水土保持、安全文明施工等要求較高，宜采用方案4，在保障穩(wěn)妥施工的同時，提升周邊景觀。

4 結(jié)論

（1）航道護岸工程施工影響因素多、造價高，在工程實踐中，應(yīng)因地制宜、結(jié)合實際，緊緊圍繞工程核心功能，優(yōu)化護岸結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少占地和投資，有效保護生態(tài)、提高工程質(zhì)量、降低維護成本。

（2）航道護岸工程常常需要帶水施工，相關(guān)止水、降水等措施費較高，在設(shè)計中應(yīng)高度重視施工措施費對工程總造價的影響。

（3）拋石補坡+模袋混凝土護坡方案施工便利、造價較低，可作為軟土段護岸工程的主推方案。

（4）直立式板樁護坡可避免水下施工，提升景觀效果，宜與城市建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，布置在城區(qū)段形成沿河風(fēng)光帶。今后，生態(tài)護岸將是內(nèi)河護岸結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展趨勢。