邱麗娟
(撫州市水利局,江西 撫州 344000)
南豐縣萊溪鄉(xiāng)中小河流治理工程位于滄浪水中下游段,工程起點(diǎn)位于潭頭村橋下游200 m 處,終點(diǎn)位于畫樹村橋下游600 m處,擬整治河道總長(zhǎng)11.05 km,主河道長(zhǎng)10.42 km,九聯(lián)村支流長(zhǎng)0.63 km。工程保護(hù)人口1.01 萬人,保護(hù)耕地0.10 萬hm2。
滄浪水是旴江的一級(jí)支流,主流發(fā)源于南豐縣與福建省建寧縣交界處付坊鄉(xiāng)廖家?guī)r村附近。 滄浪水源短流急,洪水暴漲暴落,對(duì)兩岸岸坡破壞力大,加之兩岸岸坡上部多為重粉質(zhì)壤土,下部為粗砂,河岸坍塌嚴(yán)重,形成許多險(xiǎn)工險(xiǎn)段,直接危及沿河村鎮(zhèn)和兩岸耕地安全。
現(xiàn)狀河岸段不同程度的沖刷及破壞,導(dǎo)致沿岸的一萬多畝耕地作物及其他保護(hù)對(duì)象出現(xiàn)不同程度的損害。九聯(lián)村排洪溝現(xiàn)狀淤堵、邊坡坍塌嚴(yán)重,使得村內(nèi)常年發(fā)生內(nèi)澇現(xiàn)象,嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。
護(hù)坡型式的選擇需因地制宜,在選擇護(hù)岸型式和材料時(shí),應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)卦胁牧希跐M足結(jié)構(gòu)及防沖安全的基礎(chǔ)上,宜盡量選擇生態(tài)護(hù)岸,滿足環(huán)境美化、促進(jìn)生物多樣性、提高水體自凈能力的要求。
本工程根據(jù)河道兩岸地形條件,類比南豐縣同類工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),從減少征地、工程投資及生態(tài)景觀等方面考慮,對(duì)該段河道護(hù)岸型式采用了3 種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較。
護(hù)岸材料大致有干砌塊石護(hù)岸、C20混凝土預(yù)制塊護(hù)岸和生態(tài)磚三種,根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況,對(duì)三種方案護(hù)岸材料比較及投資比選,如表1、表2 所示。
表1 護(hù)岸材料比較情況
表2 護(hù)岸結(jié)構(gòu)方案投資比較情況
方案一:設(shè)計(jì)在岸坡采用100 mm 厚C20 混凝土預(yù)制塊護(hù)岸,下鋪100 mm 厚砂碎石墊層。
方案二:設(shè)計(jì)在岸坡采用400 mm厚干砌塊石護(hù)岸,下鋪150 mm 厚砂碎石墊層。
方案三:河岸底部采用400 mm 厚干砌塊石護(hù)岸,河岸上部采用生態(tài)磚護(hù)岸,坡比為1∶1.5 或1∶2.0,生態(tài)磚下鋪一層土工布進(jìn)行反濾,坡頂與岸坡頂順接,護(hù)坡頂設(shè)C20混凝土壓頂,尺寸為寬×高=0.3 m×0.4 m。
護(hù)岸材料應(yīng)在保證防洪安全的前提下,盡量選擇生態(tài)、環(huán)保材料。參照護(hù)岸材料的比較表及護(hù)岸結(jié)構(gòu)方案投資比較表,價(jià)格最高的為生態(tài)磚,其次為干砌塊石,生態(tài)磚單價(jià)高不適合大范圍使用,本次僅針對(duì)村莊段需要加固的岸段采用生態(tài)磚護(hù)岸。干砌塊石護(hù)岸價(jià)格比預(yù)制塊護(hù)岸價(jià)格略高些,但干砌塊石為散體,適應(yīng)變形能力強(qiáng),比預(yù)制塊更適用于長(zhǎng)期受沖刷的岸段,又因其有縫隙易長(zhǎng)草,比混凝土預(yù)制塊更生態(tài)。因此本次設(shè)計(jì)對(duì)非村莊段河岸采用干砌塊石護(hù)岸方案。由于現(xiàn)狀河段局部枯水位較高,考慮結(jié)合拋石固腳護(hù)岸方案,固本次加固方案有四種分別為:
(1)對(duì)局部坍塌的凹岸迎流頂沖段采用干砌塊石護(hù)岸,總長(zhǎng)4.27 km;
(2)對(duì)局部枯水位較深且岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用拋石固腳+干砌塊石護(hù)岸,總長(zhǎng)1.57 km;
(3)對(duì)臨近村莊且局部岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用干砌塊石+生態(tài)磚護(hù)岸,總長(zhǎng)0.97 km;
(4)對(duì)臨近村莊、局部枯水位較深且岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用拋石固腳+生態(tài)磚護(hù)岸,總長(zhǎng)1.05 km。
經(jīng)計(jì)算得到,本工程幾處流速較大、河岸處于迎流頂沖等基礎(chǔ)部位的沖刷深度為0.70~0.91 m,根據(jù)計(jì)算結(jié)果,并結(jié)合工程實(shí)際情況,左右護(hù)岸等基礎(chǔ)埋深深度取1.0 m[1]。
本工程采用干砌塊石進(jìn)行護(hù)岸,經(jīng)計(jì)算,護(hù)岸坡面厚度為0.306 m,干砌塊石護(hù)岸厚度取為0.40 m[2]。
護(hù)岸設(shè)計(jì)依據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》及實(shí)測(cè)地形圖等進(jìn)行。由于迎流頂沖、急流傍岸等原因形成的險(xiǎn)段岸坡,需采取防護(hù)措施。按照不影響上、下游、左右岸地區(qū)和有利于行洪原則,結(jié)合其他工程處理經(jīng)驗(yàn),主要采取平順護(hù)岸固腳形式處理,以穩(wěn)定岸坡[3]。根據(jù)實(shí)測(cè)資料,結(jié)構(gòu)地形地勢(shì)、河勢(shì)及水流條件等情況,對(duì)兩岸岸坡進(jìn)行防護(hù)。
2.4.1 護(hù)岸方案
通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及調(diào)查,河道兩岸穩(wěn)定岸坡坡度基本接近1.5~1∶2.0,因此本次護(hù)岸坡度采用1∶1.5 及1∶2.0 進(jìn)行設(shè)計(jì);對(duì)于局部緩于1∶2.0 的岸坡,采用現(xiàn)狀岸坡坡度進(jìn)行防護(hù)。
枯水期水位高于現(xiàn)狀岸底0.5 m 內(nèi),采用干砌塊石護(hù)岸,護(hù)岸頂部設(shè)混凝土壓頂,底部設(shè)寬0.6 m ×高1.0 m M7.5 漿砌石固腳,固腳埋深為現(xiàn)狀線以下1.0 m。設(shè)計(jì)岸坡為1∶1.5~1∶2.0,干砌塊石護(hù)岸厚0.4 m,下設(shè)0.15 m砂碎石墊層。
枯水期水位高于現(xiàn)狀岸底0.5 m 采用拋石固腳+干砌塊石護(hù)岸,拋石固腳平臺(tái)頂寬1.5 m,頂高程高于庫水位0.5 m,拋石固腳坡度1∶2.0,拋石最小厚度不小于0.6 m[4];拋石固腳上部為干砌塊石護(hù)岸,護(hù)岸頂部設(shè)混凝土壓頂,底部深入拋石固腳平臺(tái)以下0.5 m,干砌塊石設(shè)計(jì)岸坡為1∶1.5~1∶2.0,干砌塊石護(hù)岸厚0.4 m,下設(shè)0.15 m 砂碎石墊層。
枯水期水位高于現(xiàn)狀岸底0.5 m 內(nèi),且為村莊段,采用干砌塊石+生態(tài)磚護(hù)岸,干砌塊石護(hù)岸頂部設(shè)寬×高=0.30 m ×0.65 m C20混凝土壓頂,底設(shè)寬×高=0.6 m ×1.0 m M7.5 漿砌石固腳,固腳埋深為現(xiàn)狀線往下1.0 m。設(shè)計(jì)岸坡為1∶2.0,干砌塊石護(hù)岸厚0.4 m,下設(shè)0.15 m砂碎石墊層;干砌石護(hù)岸上部為生態(tài)磚護(hù)岸,生態(tài)磚護(hù)岸頂部設(shè)寬 ×高=0.4 m ×0.3 m C20混凝土壓頂,設(shè)計(jì)坡比1∶2.0,生態(tài)磚厚度0.15 m,生態(tài)磚孔洞里回填耕植土并播撒草籽,生態(tài)磚下部回填0.15 m厚黏性土,黏性土下部鋪設(shè)200 g/m2反濾土工布。
枯水期水位高于現(xiàn)狀岸底0.5 m,且為村莊段采用拋石固腳+生態(tài)磚護(hù)岸,拋石固腳平臺(tái)頂寬1.5 m,頂高程高于庫水位0.5 m,拋石固腳坡度1∶2.0,拋石最小厚度不小于0.6 m,拋石固腳上部為生態(tài)磚護(hù)岸,生態(tài)磚護(hù)岸頂部設(shè)寬×高=0.4 m×0.3 m C20混凝土壓頂,設(shè)計(jì)坡比 1∶1.5,生態(tài)磚厚度0.15 m,生態(tài)磚孔洞里回填耕植土并播撒草籽,生態(tài)磚下部回填0.15 m厚黏性土,黏性土下部鋪設(shè)200 g/m2反濾土工布。
2.4.2 護(hù)岸范圍
本次護(hù)岸范圍主要為迎流頂沖且岸坡沖刷較嚴(yán)重,有重要保護(hù)對(duì)象的岸段。
2.4.3 加固情況
河段上游到下游各岸坡具體加固情況如下:
滄浪水左岸加固情況: 樁號(hào)K0+400~K0+600 段,保護(hù)對(duì)象為農(nóng)田及果園,處于黃滿村新橋上下游,局部岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,局部受水流淘刷嚴(yán)重,見坡腳掏空現(xiàn)象。設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用干砌塊石護(hù)岸。 樁號(hào)K1+550~K1+850 段,保護(hù)對(duì)象為果園,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用干砌塊石護(hù)岸。 樁號(hào)K2+280~K2+550 段,保護(hù)對(duì)象為果園及公路,處于石家村橋上游,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,局部受水流淘刷嚴(yán)重,見坡腳掏空現(xiàn)象,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用干砌塊石護(hù)岸;由于該段靠近大土寺,人口活動(dòng)頻繁,本次擬在樁號(hào)K2+430~K2+500 段建一條1.75 m 寬、厚20 cm 的混凝土嵌卵石路面作為休閑游步道,下鋪15 cm 厚砂碎石墊層。 樁號(hào)K3+170~K3+280 段,保護(hù)對(duì)象為果園,處于賡溪村上游段,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用干砌塊石護(hù)岸。 樁號(hào)K3+380~K4+100 段,保護(hù)對(duì)象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(賡溪村)而過,局部岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,表土外露,水土流失嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用干砌塊石+生態(tài)磚護(hù)岸。 樁號(hào)K4+300~K4+850 段,保護(hù)對(duì)象為民房,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴(yán)重;設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用干砌塊石護(hù)岸。 樁號(hào)K4+850~K5+350 段,保護(hù)對(duì)象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(萊溪村)而過,局部岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,表土外露,水土流失嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用拋石固腳+生態(tài)磚護(hù)岸。 樁號(hào)K6+150~K6+800、K7+850~K8+070 段,保護(hù)對(duì)象為農(nóng)田及公路,位于九聯(lián)村上游,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段均采用拋石固腳+干砌塊石護(hù)岸。樁號(hào)K7+350~K7+570 段,保護(hù)對(duì)象為農(nóng)田及堤防,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段均采用干砌塊石護(hù)岸。樁號(hào)K9+650~K10+000 段,保護(hù)對(duì)象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(畫樹村)而過,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,表土外露,岸坡坍塌嚴(yán)重,水土流失嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用拋石固腳+生態(tài)磚護(hù)岸。
滄浪水右岸加固情況:樁號(hào)K0+600~0+950、K1+250~1+550、K1+850~2+230、K2+950~3+170、K3+380~3+369、K4+100~4+300 段,保護(hù)對(duì)象為農(nóng)田及果園等,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷重,局部岸腳出現(xiàn)小規(guī)模坍塌,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段均采用干砌塊石護(hù)岸;樁號(hào)K3+380~K3+690 段,該處人口活動(dòng)頻繁,本次擬在樁號(hào)K3+380~K3+690 段建一條1.75 m 寬、厚20 cm 的混凝土嵌卵石路面作為休閑游步道,下鋪15 cm 厚砂碎石墊層。樁號(hào)K5+050~5+250 段,保護(hù)對(duì)象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(萊溪村)而過,岸坡土體較松散,表土外露,存在坍塌隱患,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用拋石固腳+生態(tài)磚護(hù)岸。樁號(hào)K5+350~K5+800 段,保護(hù)對(duì)象為堤防及農(nóng)田,處于迎流頂沖段,岸坡沖刷較嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用拋石固腳+干砌塊石護(hù)岸。樁號(hào)K7+550~7+780 段,保護(hù)對(duì)象為堤防及果園,處于九聯(lián)村支流上下游,為迎流頂沖段,岸坡沖刷較嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用干砌塊石護(hù)岸。樁號(hào)K8+900~K9+150 段,保護(hù)對(duì)象為果園,該段為迎流頂沖段,岸坡沖刷較嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用拋石固腳+干砌塊石護(hù)岸。樁號(hào)K9+750~K10+000 段,保護(hù)對(duì)象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(畫樹村)而過,岸坡土體較松散,表土外露,水土流失嚴(yán)重,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段采用干砌塊石+生態(tài)磚護(hù)岸。
九聯(lián)村支流兩岸加固情況:右岸樁號(hào)J0+000~J0+630 段,保護(hù)對(duì)象為農(nóng)田及民房,處于九聯(lián)村附近,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,局部受水流淘刷嚴(yán)重,見坡腳掏空現(xiàn)象,設(shè)計(jì)對(duì)該岸段均采用干砌塊石護(hù)岸。
文章針對(duì)滄浪水現(xiàn)狀存在岸坡坍塌等險(xiǎn)情,經(jīng)過方案比選,選定干砌塊石及生態(tài)磚護(hù)岸型式,考慮到生態(tài)磚造價(jià)較高以及局部河段枯水位較高等因素,設(shè)計(jì)擬對(duì)局部坍塌的凹岸迎流頂沖段采用干砌塊石護(hù)岸,對(duì)局部枯水位較深且岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用拋石固腳+干砌塊石護(hù)岸,對(duì)臨近村莊且局部岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用干砌塊石+生態(tài)磚護(hù)岸,對(duì)臨近村莊、局部枯水位較深且岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用拋石固腳+生態(tài)磚護(hù)岸。
干砌石及生態(tài)磚護(hù)岸均符合河道生態(tài)治理的理念,工程實(shí)施后較短時(shí)間內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)水清、岸綠、景美的畫面,工程設(shè)計(jì)方案推廣了生態(tài)治河的理念,具有一定的參考價(jià)值。