賴乙君

（廣東省水利水電建設有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

沿河地區(qū)城市化發(fā)展，除了會引發(fā)洪澇災害，同時也帶來了河道污染問題，即便區(qū)域已建成部分截污管網(wǎng)，但仍有大量的污水直接入河，初期雨水、生活垃圾隨意棄置河邊進一步污染著河水，河水質(zhì)令人堪憂，下游河口段的水質(zhì)黑臭尤甚；再者，河道水生態(tài)環(huán)境缺失，堤岸濱水空間無限制利用；水環(huán)境問題已經(jīng)嚴重影響了區(qū)域生產(chǎn)生活環(huán)境。在水利工程中，經(jīng)常用擋土墻獲取防洪保護作用，而衡重式擋土墻是用得較多的一種形式。

1 工程概況

乳源瑤族自治縣南水河新材料產(chǎn)業(yè)園（中鴻至凌一）河段治理工程項目，位于中鴻新材料有限公司廠區(qū)為起點（樁號K0+200）至凌-化工有限公司為終點（KO+700）南水河左岸。治理河段樁號K0+200～K0+600及KO+650～K0+700。工程主要建設內(nèi)容包括：治理河道長度450m；護岸長度354m，其中衡重式擋土墻+高壓旋噴樁+草皮護坡65m，重力式護腳+高壓旋噴樁+草皮護坡141m，舊堤加固、排水+高壓旋噴樁+草皮護坡35m，原漿砌石擋墻+高壓旋噴樁+草皮護坡113m；整治河床長度100m。

2 河道現(xiàn)狀

下游段（樁號K0+000～K0+439）：河道寬約2.50 ～4.50m，由西向東流，渠道比降較小，水流較小，主要為市政道路雨水及菜地地表滲流水。河道內(nèi)略有淤積，下游淤積較為明顯，淤積物以砂土、黏性土為主，淤積厚度0.50 ～1.00m?，F(xiàn)狀河道右岸為機荷高速公路，樁號K0+000～K0+105段高速公路坡腳緊鄰河道并有直立式砌石擋墻，擋墻局部輕微破損，局部被河水側(cè)蝕掏空。樁號K0+105～K0+439段高速路邊坡腳設有漿砌石排水溝，排水溝至現(xiàn)狀河岸之間有灘地，灘地寬6.00 ～121.00m，雜草叢生，渠岸為土質(zhì)坡面，多處坍塌，局部已受到河流的側(cè)蝕；左岸為荒廢菜地，樁號K0+000～K0+387段河岸為土質(zhì)坡面，多處坍塌，局部已受到河流的側(cè)蝕。樁號K0+387～K0+439段內(nèi)側(cè)為力勁工業(yè)園，河岸為直立式砌石擋土墻，擋墻被河水側(cè)蝕掏空。另外，在右岸灘地處有一條支渠匯入，排水溝為梯形斷面，坡面有漿砌石護面，完整性較好，淤積較為嚴重，多為碎塊石夾黏性土，厚度為0.50m。

中游段（樁號K0+439～K0+835）：該段河道寬約3～4m，由南向北流，渠道比降小，水流較大，明渠中流水主要為廠區(qū)工業(yè)污水及住宅小區(qū)生活污水。現(xiàn)狀河道左岸為機荷高速匝道、領好奕墅酒店及望城大廈等，右岸為力勁集團廠房、沿河空地。樁號K0+439～K0+685段力勁集團及高速匝道位置為放坡式漿砌石護坡，坡高約3m，坡角約60°，護坡整體完整性較好，坡面局部開裂并坍塌，河底混凝土護底，厚度約20cm；樁號K0+685～K0+835段力勁工業(yè)園前路至領好奕墅酒店段為直立式漿砌石擋墻，高約3.50m，護面局部輕微破損，河底無水泥、混凝土護面，河底淤積厚度約0.50 ～1.50m，淤積物以黏性土及碎、塊石為主，碎、塊石粒徑多為10～40cm。

上游段（樁號K0+835～K1+458.6，實際長度623.60m）：該段河道實屬為市政排水渠箱，寬約5.00 ～1.50m，為鋼筋混凝土箱涵及混凝土排水管，沿線為居民區(qū)及道路。箱涵及排水管整體穩(wěn)定性較好，略有淤積，渠底不均勻淤積少量碎塊石及垃圾，暗渠由南向北流，水流較大，暗渠流水主要為廠區(qū)工業(yè)污水及附近住宅小區(qū)生活污水。

3 衡重式擋墻設計

衡重式擋土墻是依靠墻體重力抵抗土壓力作用的一種墻體，所需要的墻身截面較大，一般由石材料砌筑而成。由于擋土墻具有結構簡單、施工方便，能夠就地取材等優(yōu)點，在水利河堤工程中被廣泛采用。

對河道進行治理，是否對護岸進行防護取決于在水文、地質(zhì)條件下水流對河道的沖刷程度。根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》堤岸沖刷深度計算進行此次瑤族自治縣河道整治范圍內(nèi)護腳、護岸結構。河道兩岸由于用地紅線等因素，導致不能過多地拓寬河道寬度，此次按照50年一遇防洪標準進行整治，以拓寬河道，保證河道應有的過流面積。所以對不同河段的材料選擇如表1所示。

表1 材料選擇一覽表

3.1 順壩及平順護岸沖刷深度計算

順壩及平順護岸沖刷深度可按下列公式計算：

式（1）中：hs—部分地區(qū)沖刷高度（m）；H0—沖刷地區(qū)的水面高度（m），一般采用最大設計最大高度代替；Vcp—岸邊水流的速度（m/s）；V—行進流速（m/s），設計50年一遇水位對應的平均流速。VC—泥沙起動流速（m/s），即河床面上允許不沖流速V允。清湖水河床面土質(zhì)主要黏土，依據(jù)《水力計算手冊》第二版（武漢大學水利水電學院、中國水利水電出版社）黏性土渠槽不沖流速V表及其注解以及非黏性土渠槽不沖流速V表及其注解，此工程河床允許不沖流速：黏土及素填土取0.75m/s，礫砂取0.75m/s，當水力半徑≠1.00 時應乘以水力半徑R（1/3～1/5），本工程R1/6。T—水流速度是不可確定的數(shù)值，一般需要查詢具體情況確定。n—與防護岸坡在平面上的形狀有關，一般取n=1/4。

3.2 抗沖折算粒徑計算

上述情況中，對護坡與護腳的防止沖擊的折算粒徑的計算公式如下：d=V2/［2C2g（rs-r）/r］（D.3.4 -1） （2）

式（2）中：d—折算直徑（m），按球型折算；S—石塊體積（m3）；g—重力加速度（9.81m/s2）；V—水流流速（m/s），此處采用設計流量下的河道深槽流速；C—石塊運動的穩(wěn)定系數(shù)；此工程為水平底坡，穩(wěn)定系數(shù)取1.20 ；rs—石塊重率，可取rs=26.00（kN/m3）；r—水的重率，r=10（kN/m3）。

經(jīng)過計算，瑤族自治縣河道直段和急彎段河道平均沖刷深度為0.01 ～0.78m，因此，設計采取原漿砌石擋墻及衡重式擋土墻防護，直段和彎段河底護腳結構深度≥1.00m，另外對河底全線設置0.50m厚卵石護底，樁號K0+503以上河段粒徑要求≥35cm，以下河段粒徑要求≥20cm。

4 擋土墻施工

此次施工從多個角度出現(xiàn)，經(jīng)過多方面的考慮，將施工周圍的具體情況、生態(tài)環(huán)境與地理位置，都進行了考量。確保此次工程可以將施工的收益最大化，不僅可以提高河道兩側(cè)的環(huán)境，還可以為當?shù)氐木用裉峁┮欢ǖ陌踩ＷC，防止河道出現(xiàn)洪澇災害。因此施工最終選擇使用衡重式擋土墻。

4.1 擋墻施工

此次工程河道擋墻為衡重式擋土墻。擋墻施工前，應做好場地排水。施工時，土質(zhì)基坑應防止受水浸泡。當基坑有滲透水時，應及時排除，墻前水溝及時砌筑。擋墻施工時，應在設計人員、材料供應方現(xiàn)場技術人員指導下進行。

擋墻分縫：混凝土擋土墻每10m分縫，縫寬20mm，用硬泡沫板填充，板后鋪2000mm寬的反濾土工布。

混凝土澆筑前應詳細檢查倉內(nèi)清理、模板、鋼筋、預埋件、永久縫等，并做好記錄。驗收后方可澆筑。澆筑過程中，應隨檢查模板、支架等穩(wěn)固情況，如有漏漿、變形或沉陷，應立即處理。

4.2 箱涵

采用人工立鋼模、鋼腳手架，商品混凝土，6m3攪拌車運輸，汽車泵送澆筑，用插入式和附著式振搗器振搗，養(yǎng)護蓋草袋，人工灑水。

箱涵施工時應先澆底板，待混凝土終凝達到一定強度后，繼續(xù)側(cè)墻和頂板的澆筑；鋼筋搭接應避免在箱涵角隅和頂?shù)装蹇缰袃?nèi)層；施工縫不能設置在角隅和跨中處。

回填料分層回填，蛙式夯機人工夯實。由于地方狹窄且回填困難，在樁與箱涵側(cè)板之間則回填石粉渣。

4.3 鋼板樁

工程在部分無足夠放坡開挖位置的地段以及管道埋深較深管段，采用拉森Ⅳ新鋼板樁雙側(cè)（單側(cè)）支護開挖管道基坑。

4.4 排水涵管

管座混凝土應與管身緊密相貼，使圓管受力均勻；無基座圓管的基底應夯填密實并做好弧形管座。管節(jié)接頭采用對頭拼接，接縫應≤1cm，并用瀝青麻絮或其他具有彈性的不透水材料填塞。各管節(jié)接縫和沉降縫應密不透水；各管節(jié)應順水流坡度成平順直線。涵身及基礎應根據(jù)地質(zhì)情況每3～6m設置沉降縫一道；涵身兩側(cè)回填土上升速度應對稱均勻，涵頂1 500mm范圍內(nèi)的回填土不得用重型設備夯擊。

4.5 基礎換填

根據(jù)地勘成果，清湖水流域表層土為人工填土，其地基承載力僅80kPa，不能滿足鋼筋混凝土擋墻及箱涵的承載力要求，施工時須將表層人工填土挖除，用碎石換填至礫砂層。

如遇提防基礎坐落于淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層或者人工填土層等不良基礎情況，須對基礎進行處理。若軟弱地層較小，可使用碎石換填。

5 護岸擋墻穩(wěn)定驗算

根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》第3.2.5 條，工程堤防級別為3級，擋墻抗滑、抗傾覆穩(wěn)定及基底應力系數(shù)允許值見表2。

表2 擋土墻抗滑、抗傾覆穩(wěn)定及基底應力系數(shù)允許值表

樁號K0-027～K0+439段右岸、K0+282～K0+439段左岸擋墻采用扶壁式擋墻，樁號K0-027～K0+282段左岸擋墻、K0+439～K0+835段兩岸擋墻采用懸臂式擋墻，根據(jù)地勘成果，選擇地質(zhì)條件最不利的斷面進行計算，選擇樁號K0+000右岸扶壁式擋墻2、樁號K0+000左岸懸臂擋墻1、樁號K0+105右岸扶壁擋墻3、K0+282右岸扶壁擋墻5、K0+741左岸選編擋墻7及樁號0+741右岸懸臂擋墻8作為計算典型斷面。

根據(jù)選定的典型斷面，初步分析其最不利工況分別是完建工況和水位降落期工況。

完建工況：墻背填土完成，水位和底板底面齊平；墻前水位與底板底面齊平。

設計水位降落工況：墻后水位取設計洪水位，擋墻前后考慮水頭差取0.50m。

各計算工況及荷載組合詳見表3。

表3 擋墻計算工況及荷載組合表

6 結語

綜上所述，在此次工程中衡重式擋土墻在此次工程當中，發(fā)揮出了很大的作用，并且證明了衡重式擋土墻的實用性與存在的優(yōu)點。在具體施工時，應按照“生態(tài)工程學”的理念，根據(jù)護岸設計的基本資料、基本設計原則和生態(tài)要求，結合河道水流形態(tài)、景觀水位及安全水深要求，并結合工程總體布置和工程區(qū)域內(nèi)地質(zhì)條件、用地紅線及現(xiàn)場施工條件，在滿足行洪暢通、堤岸安全穩(wěn)定和截污管埋設不進行大范圍開挖的同時，充分考慮生態(tài)修復、方便河道管理，結合綠化提升等要求來綜合確定。