范世鵬

(撫順市清原滿族自治縣清原鎮(zhèn)政府水利站,遼寧 撫順 113300)

1 概 述

沈陽(yáng)市法庫(kù)縣尚屯水庫(kù)護(hù)岸工程位于法庫(kù)縣十間房鎮(zhèn)尚屯村境內(nèi),治理工程的起點(diǎn)為大壩溢洪道末端(樁號(hào)0+000),終點(diǎn)為小荒地村北部(樁號(hào)3+420),治理總長(zhǎng)度為3.42km。尚屯水庫(kù)又名財(cái)湖,位于遼河支流拉馬河上。拉馬河發(fā)源于遼寧省法庫(kù)縣門(mén)家溝村,河流長(zhǎng)度64.46km,流域面積452.2km2,河道平均坡度2.31‰。

2 工程布置

根據(jù)該水庫(kù)岸坎現(xiàn)狀和存在的主要問(wèn)題,以及庫(kù)區(qū)岸坎穩(wěn)定需求、財(cái)湖風(fēng)景區(qū)的生態(tài)功能要求,確定本工程的總體布局。

巖質(zhì)陡坎岸線段共計(jì)0.13km,治理樁號(hào)0+000～0+135,采用石籠護(hù)岸結(jié)構(gòu);土質(zhì)陡坎岸線段共計(jì)2.23km,治理樁號(hào)0+135～0+785、樁號(hào)0+970～2+550,采用混凝土護(hù)岸結(jié)構(gòu);緩坡淺灘段共計(jì)0.87km,治理樁號(hào)2+550～3+420,采用石籠護(hù)岸結(jié)構(gòu)。在混凝土護(hù)岸與道路銜接處設(shè)置混凝土臺(tái)階7處,分別位于樁號(hào)0+345、0+600、0+785、0+970、1+110、1+840、2+244;在石籠護(hù)岸與道路銜接處設(shè)置石籠護(hù)岸臺(tái)階3處,分別位于樁號(hào)0+135、2+660、2+965。另外,在石籠護(hù)岸與道路銜接處增設(shè)4個(gè)親水平臺(tái),共計(jì)350m2,方便行人通行。按照工程總體布局,確定本次尚屯水庫(kù)護(hù)岸工程主要建設(shè)內(nèi)容為:岸坡防護(hù)工程3.42km,南岸護(hù)欄改造工程1.70km,新建排水涵2座。詳見(jiàn)表1。

表1 護(hù)岸工程布置情況匯總表

3 岸坡防護(hù)工程設(shè)計(jì)

3.1 岸坡防護(hù)工程布置原則

安全性原則是對(duì)庫(kù)區(qū)岸坡進(jìn)行防護(hù)后,能夠起到固腳護(hù)坡的作用,確保庫(kù)區(qū)岸坡穩(wěn)定,保護(hù)水庫(kù)周邊人民生命財(cái)產(chǎn)安全。經(jīng)濟(jì)性原則是考慮庫(kù)區(qū)洪水流勢(shì)的合理性,努力做到風(fēng)險(xiǎn)最小,按照汛期庫(kù)區(qū)各段岸坎的特點(diǎn),確定岸坡防護(hù)型式。生態(tài)性原則是保護(hù)和恢復(fù)庫(kù)區(qū)生態(tài)物種的多樣性,滿足生態(tài)河流的要求,為庫(kù)區(qū)植物生長(zhǎng)和動(dòng)物棲息創(chuàng)造條件。

3.2 防護(hù)工程型式

針對(duì)巖質(zhì)陡坎段和緩坡淺談段,采用剛性護(hù)岸進(jìn)行防護(hù),對(duì)于土質(zhì)陡坎段采用柔性護(hù)岸進(jìn)行防護(hù),對(duì)這兩類(lèi)護(hù)岸型式分別進(jìn)行方案比選。

3.2.1 剛性護(hù)岸工程

針對(duì)工程特點(diǎn),剛性護(hù)岸采用復(fù)式斷面,靠近岸坎側(cè)設(shè)置第一道擋墻(以下簡(jiǎn)稱(chēng)后墻),墻后回填土與現(xiàn)狀岸坎平順連接,平整后栽植喬灌草;靠近庫(kù)區(qū)側(cè)設(shè)置第二道擋墻(以下簡(jiǎn)稱(chēng)前墻),前墻后墻之間鋪設(shè)透水混凝土路面,在實(shí)現(xiàn)岸坡防護(hù)功能的基礎(chǔ)上滿足交通需求。后墻采用毛石混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),頂部鋪設(shè)防腐木板作為休憩平臺(tái),以下主要針對(duì)前墻結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比選:一種是重力式混凝土擋墻,第二種是自嵌式擋墻,第三種是箱式綠化混凝土擋墻,各結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)分別見(jiàn)表2。

表2 剛性護(hù)岸前墻結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)特性比較表

經(jīng)以上3種擋墻結(jié)構(gòu)比較,可以看出,混凝土擋墻施工技術(shù)成熟,施工質(zhì)量好控制,且擋墻整體性、穩(wěn)定性好,雖然不可水下作業(yè),但是可以通過(guò)圍堰、施工排水等臨時(shí)措施解決施工問(wèn)題。由于該工程長(zhǎng)期處于庫(kù)區(qū)內(nèi),擋墻長(zhǎng)期位于水位以下,對(duì)于抗凍脹性要求較高,而自嵌式擋墻和箱式綠化混凝土抗凍脹性較差,因此本次剛性護(hù)岸工程采用混凝土擋墻的工程型式。

具體結(jié)構(gòu)如下:前墻為C25毛石混凝土,設(shè)計(jì)頂寬0.5m、高1.5m,基礎(chǔ)趾墻寬0.5m、高0.5m,下設(shè)0.1厚C20素混凝土墊層。后墻坡上設(shè)置寬0.3m、高0.3m、邊坡坡比1∶0.75的集水溝,溝內(nèi)回填白色鵝卵石。在前墻和后墻上每隔5m分別設(shè)置1個(gè)φ100mmPVC排水管。

3.2.2 柔性護(hù)岸工程

針對(duì)本工程特點(diǎn),選擇2種柔性護(hù)岸型式進(jìn)行對(duì)比:一種是石籠護(hù)岸,另一種是仿木樁護(hù)岸。以下分別簡(jiǎn)要論述這2種柔性護(hù)岸的優(yōu)缺點(diǎn)。

1)石籠護(hù)岸:根據(jù)工程特點(diǎn),對(duì)石籠護(hù)岸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),采用復(fù)式斷面,即濱水一側(cè)設(shè)置石籠護(hù)岸進(jìn)行岸坡防護(hù),石籠后回填土方形成種植池,栽植水生植物,靠近岸坎一側(cè)設(shè)置人行步道滿足交通需求。如此即可以實(shí)現(xiàn)岸坡防護(hù)的目的,也能進(jìn)行綠化,改善生態(tài)的效果也十分顯著。但是,格賓網(wǎng)格外露,金屬材料易腐蝕、塑料網(wǎng)格易老化,外露局部容易被破壞,另外該工程造價(jià)相對(duì)較高[1-2]。

2)仿木樁護(hù)岸:仿木樁護(hù)岸其優(yōu)點(diǎn)可水下作業(yè),施工快捷,占地面積小,生態(tài)效果較好。但該結(jié)構(gòu)施工技術(shù)較為復(fù)雜,技術(shù)工藝不成熟,且生態(tài)效果差。各種柔性護(hù)岸工程型式的主要優(yōu)缺點(diǎn)比較見(jiàn)表3。

表3 柔性護(hù)岸工程型式優(yōu)缺點(diǎn)特性比較

經(jīng)以上2種柔性護(hù)岸工程型式的比較,仿木樁護(hù)岸技術(shù)工藝不成熟,生態(tài)效果差,而石籠護(hù)岸應(yīng)用較為成熟,與本次工程治理特點(diǎn)更為契合,故本次選用石籠護(hù)岸進(jìn)行柔性防護(hù)。

具體工程結(jié)構(gòu)如下:石籠網(wǎng)箱每單元分別為0.7m×0.7m×2.0m和1.0m×0.8m×2.0m,各層石籠網(wǎng)箱背水側(cè)齊平,迎水側(cè)較上層格賓石籠寬0.3m,網(wǎng)箱后回填土與自然岸坎平順連接形成種植池,平整后栽植水生植物,本設(shè)計(jì)選擇花菖蒲和水燭香蒲。

3.2.3 臺(tái)階與平臺(tái)設(shè)計(jì)

根據(jù)工程總體平面布置,在混凝土護(hù)岸與岸邊道路銜接處采用混凝土臺(tái)階,共計(jì)7處;石籠護(hù)岸與岸邊道路銜接處采用石籠護(hù)岸臺(tái)階,共計(jì)3處,另設(shè)4個(gè)親水平臺(tái)為行人通行提供方便;混凝土護(hù)岸與石籠護(hù)岸之間由石籠護(hù)岸人行步道延長(zhǎng)后平順銜接,各銜接段情況詳見(jiàn)表4。

表4 各銜接段情況匯總表

1)混凝土臺(tái)階:混凝土臺(tái)階主體采用C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),鋼混下分別設(shè)置100mm厚C20素混凝土墊層和100mm厚砂墊層。鋼筋混凝土剖面采用U型結(jié)構(gòu),邊墻寬0.15m,總高0.51m,埋深0.31m。各處臺(tái)階數(shù)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)高差確定,其余部分為水平段,延伸至岸頂,與進(jìn)場(chǎng)道路相連接。

2)石籠護(hù)岸臺(tái)階:石籠護(hù)岸臺(tái)階采用人行步道結(jié)構(gòu),步道面層為防腐木地板和仿木混凝土欄桿,面層向下依次為C25鋼筋混凝土板、梁、柱,以及C25鋼筋混凝土基礎(chǔ)、C25毛石混凝土基礎(chǔ)和C20素混凝土墊層。各處臺(tái)階數(shù)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)高差確定,其余部分為水平段,延伸至岸頂,與進(jìn)場(chǎng)道路相連接。

3)護(hù)岸之間銜接:混凝土護(hù)岸和石籠護(hù)岸步道部分由人行步道延長(zhǎng)平順銜接,高差為0.5m,坡降為1/10,水平距離為6.0m,人行步道由2.2m漸變至3.25m(含混凝土護(hù)岸欄桿部分)。

4)親水平臺(tái)設(shè)計(jì):根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn),在樁號(hào)0+000設(shè)置一個(gè)200m2的親水平臺(tái)A,樁號(hào)0+135、2+660、2+965分別設(shè)置1個(gè)50m2的親水平臺(tái)B。平臺(tái)面層為防腐木地板和仿木混凝土欄桿,其中地板為深棕色防腐木,護(hù)欄立柱高1.29m,橫向設(shè)置拉帶。面層向下依次為C25鋼筋混凝土板、梁、柱,以及C25鋼筋混凝土基礎(chǔ)、C25毛石混凝土基礎(chǔ)和C20素混凝土墊層。

3.2.4 石籠工程技術(shù)要求

1)格賓網(wǎng)技術(shù)要求:本次設(shè)計(jì)采用的生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要為格賓石籠,格賓石籠尺寸分別為0.7m×0.7m×2.0m、1.0m×0.8m×2.0m,網(wǎng)孔尺寸10cm×12cm,雙線鉸合部分長(zhǎng)度≥5.5cm。具體規(guī)格及技術(shù)要求見(jiàn)表5。

表5 格賓籠護(hù)腳網(wǎng)規(guī)格、型號(hào)、參數(shù)表

2)土工布規(guī)格:土工布作為排水管的反濾層對(duì)排水的穩(wěn)定和耐久非常重要,各項(xiàng)主要質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表6所示。

表6 土工布主要質(zhì)量指標(biāo)表

3)排水涵工程設(shè)計(jì):本工程樁號(hào)1+830和2+000位置分別設(shè)置一座排水涵。每座排水涵由臺(tái)階段和涵管段兩部分組成。臺(tái)階段分別為150mm厚C25毛石混凝土基礎(chǔ)和100mm厚C20素混凝土墊層,毛石混凝土上設(shè)置花崗巖條石臺(tái)階。涵管段采用管徑1.0m的圓涵,涵下分層鋪設(shè)250mm厚C20素混凝土墊層和100mm厚砂墊層。

4 結(jié) 語(yǔ)

工程主要任務(wù)是以存在問(wèn)題為導(dǎo)向,通過(guò)尚屯水庫(kù)護(hù)岸工程,解決岸線崩退、生態(tài)環(huán)境脆弱、南岸安全隱患等問(wèn)題,提高岸線穩(wěn)定性,為當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展提供堅(jiān)強(qiáng)有利保障。