聊城市徒駭河謝天貢險(xiǎn)工成因及治理措施

付愛(ài)靜 高鵬 董保忠 孫愛(ài)芹

摘要：本文主要介紹了聊城徒駭河謝天貢河段險(xiǎn)工治理工程概況，分析了險(xiǎn)工的成因，通過(guò)多方案比較，確定了治理措施，該工程實(shí)施多年來(lái)經(jīng)歷了多次洪水的考驗(yàn)，此處河段險(xiǎn)工完整無(wú)缺，工程治理效果良好。

關(guān)鍵詞：險(xiǎn)工成因治理措施

Abstract: this paper mainly introduces the tuhaihe river had day gong liaocheng working treatment project status, analyzes the causes of the working, through the many alternatives, determine the management measures, this project implementation for many years experienced repeated the test of the flood, the river here working intact, project management effect is good.

Keywords: working cause controlling measures

中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1工程概況

謝天貢河段險(xiǎn)工位于聊城徒駭河陶橋閘上游5km處（樁號(hào)128+000-130+600）間。此處河段呈正弦曲線型，設(shè)計(jì)堤距寬240m，河口寬100m，左岸（現(xiàn)凸岸）灘地寬119m，右岸（現(xiàn)凹岸）灘地寬21m。防洪流量611 m3/s，排澇流量401 m3/s。該河段常年受到引黃尾水的侵入，造成河槽斷面不規(guī)則的淤積，改變了河道的水流結(jié)構(gòu)，促使河床軸線向凹岸單側(cè)發(fā)展，形成座彎頂沖險(xiǎn)工，嚴(yán)重威脅堤防安全。2006年對(duì)謝天貢河段險(xiǎn)工進(jìn)行了治理，采用了砌石護(hù)腳、草皮護(hù)坡措施。完成護(hù)砌河坡580m，水簸箕37個(gè)，灘地集水溝580m，砌體1200 m3，土方2000 m3，工日4600個(gè)，共計(jì)投資185.6萬(wàn)元。

2 河段險(xiǎn)工的成因

2.1河道橫向輸沙不平衡

謝天貢河段險(xiǎn)工位于位山引黃二干渠灌區(qū)流域面積控制范圍內(nèi)，由于目前引黃采用排灌一條溝，各排澇溝大部分成了灌排兩用支渠，使大量引黃尾水進(jìn)入徒駭河。由于黃河水入槽后流速降低，造成了不同程度的泥沙沉積。謝天貢河段險(xiǎn)工上游左岸因受杜莊引黃支渠的影響，近幾年來(lái)淤積成長(zhǎng)1500m、寬45m、厚3-4m的二邊灘，二邊灘上雜草灌木叢生。汛期河道行洪流經(jīng)此段時(shí)，洪水水流將挑向?qū)Π?，?duì)河岸造成嚴(yán)重的沖刷。當(dāng)洪水水位猛漲超過(guò)二灘時(shí)，水流在座彎頂沖處因受重力和離心力的綜合作用，形成橫向環(huán)流，致使表面含沙量小的水流不斷地流向凹岸并沉入河底，而底層含沙量較大的水流不斷地流向凸岸并上漲到岸坡（邊灘），形成橫向輸沙的不平衡，使河道凹岸因不斷坍塌而后退，凸岸因不斷淤積而逐年加寬延長(zhǎng)，日積月累形成了謝天貢河段險(xiǎn)工。下表為四年來(lái)河槽實(shí)測(cè)橫斷面演變過(guò)程情況。（詳見(jiàn)表1）

表1謝天貢險(xiǎn)工實(shí)測(cè)橫斷面演變情況

2.2長(zhǎng)期蓄水對(duì)河道坡岸的侵蝕

因當(dāng)?shù)剡B年干旱，徒駭河陶橋攔河閘除汛期外，枯水期總是關(guān)閘蓄水。蓄水時(shí)間長(zhǎng)，水位高（蓄水位高出二灘0.2-0.3m），對(duì)河道坡岸的侵蝕作用大。加上汛期前后閘門(mén)泄水啟閉頻繁，河水下泄流量大，水位下降快，坡腳處飽和土壤深水壓力大，滲流速度快，泥沙隨滲水帶出，促使坡岸坍塌形成陡坡。水流下泄速度過(guò)大，水流對(duì)河道坡岸的沖刷力過(guò)大，致使坡岸坍塌，也是該河段險(xiǎn)工形成的一個(gè)重要原因。

2.3風(fēng)浪對(duì)河道坡岸的沖掏

謝天貢河段險(xiǎn)工上游是比較順直的東北-西南走向，受當(dāng)?shù)丶撅L(fēng)氣候的影響，風(fēng)浪直沖河段的座彎頂沖處，又因土壤地質(zhì)松軟（粉沙粒細(xì)），易于沖刷，使坡腳水土大量流失，導(dǎo)致河坡坍塌形成險(xiǎn)工。

3 險(xiǎn)工治理

3.1確定治理方案

通過(guò)上述河段險(xiǎn)工成因的分析，一致認(rèn)為要想有效地制止河道險(xiǎn)工的繼續(xù)發(fā)展，必須采用切實(shí)可靠的措施，有效地制止險(xiǎn)工處河道凹岸坍塌及水土流失。結(jié)合已建工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際情況擬選用以下四種方案進(jìn)行比較：

方案Ⅰ－1：干砌石護(hù)坡，自外而內(nèi)依次為：干砌方塊石厚20厘米；粒徑2～4厘米碎石墊層厚為10厘米；粒徑0.5～2.0厘米厚碎石墊層厚度為5.0厘米；復(fù)合土工膜200g/0.3mm/200g。

方案Ⅰ－2：漿砌塊石護(hù)坡合，自外而內(nèi)依次為M10漿砌塊石厚20厘米；粒徑2～4厘米碎石墊層厚10厘米；復(fù)合土工膜200g/0.3mm/200g。

方案Ⅱ：預(yù)制砼板護(hù)坡，自外而內(nèi)依次為：C20預(yù)制砼板厚8厘米，（網(wǎng)格長(zhǎng)8.4米，寬3.0米，網(wǎng)格梁斷面40×60厘米）；粒徑2～4厘米碎石墊層厚為10厘米；粒徑0.5～2.0厘米厚碎石墊層厚度為5.0厘米；復(fù)合土工膜200g/0.3mm/200g。

方案III：植物護(hù)險(xiǎn)

各種方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較見(jiàn)表2。通過(guò)方案對(duì)比分析，可清楚看出，從護(hù)坡效果、施工難度、工程投資等角度綜合考慮，采取植物護(hù)險(xiǎn)比單獨(dú)采用砌石護(hù)坡和預(yù)制砼板措施，顯然投資要省些，但是根據(jù)座彎頂沖河段險(xiǎn)工每年演變3-5m的速度和特點(diǎn)，單獨(dú)采取植物護(hù)險(xiǎn)，不能有效地快速固定河槽。最后確定以下解決方案：一是在險(xiǎn)情嚴(yán)重且發(fā)展快的座彎頂沖處（580m長(zhǎng)）采用砌石護(hù)腳、草皮護(hù)坡措施；二是在險(xiǎn)情較輕且演變較慢的座彎頂沖段的下游段采用植物護(hù)險(xiǎn)措施。通過(guò)近幾年的洪水考驗(yàn)。此方案既能起到固定河槽、護(hù)住堤腳、防止河坡繼續(xù)坍塌的作用，又節(jié)約投資。

表2護(hù)坡方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選表

3.2確定治理工程位置線

3.2.1確定平面位置線

護(hù)險(xiǎn)工程平面位置線的確定是河道險(xiǎn)工治理中很重要的環(huán)節(jié)，在工程施工放樣時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)險(xiǎn)工演變的規(guī)律和河道水流的流向，確定好險(xiǎn)工可能出現(xiàn)洪水的最外位置線，護(hù)險(xiǎn)工程的起點(diǎn)應(yīng)布置到該位置線以外，以免洪水主流方向改變而直接從護(hù)險(xiǎn)工程背后穿過(guò)，造成工程倒塌失去護(hù)險(xiǎn)功能。根據(jù)該工程的特點(diǎn)，采用了連續(xù)彎道式的護(hù)險(xiǎn)形式，工程呈兩條圓滑的曲線，曲線的半徑逐漸變化。在治理工程的上段采用了較大的彎道半徑（R=1000-500m），以利用工程和護(hù)坡結(jié)合行洪；工程的中段（座彎頂沖處），采用了較小的彎曲半徑（R=350-500m），以便在較短的彎曲河段內(nèi)調(diào)整水流方向；工程尾部段采用了較中段大的彎曲半徑（R=650-850m），以利于工程與下游河坡的接合和送水出彎。

3.2.2確定工程位置線

基礎(chǔ)和頂部工程位置線的確定，直接關(guān)系著工程的成敗和工程的投資。如果基礎(chǔ)位置線確定的過(guò)低，雖然增強(qiáng)了穩(wěn)定性，提高了護(hù)險(xiǎn)能力，但所需投資大。如果基礎(chǔ)位置線太高，雖然減少了工程投資，但會(huì)引起基礎(chǔ)被水流掏空，造成工程坍塌，失去了護(hù)險(xiǎn)作用。根據(jù)謝天貢河段險(xiǎn)工成因分析可知，造成險(xiǎn)工的主要原因是由于水流的沖刷、蓄水的侵蝕和風(fēng)浪的沖掏，所以應(yīng)當(dāng)把治理工程的重點(diǎn)放在河坡的底部。即將整個(gè)河坡分成兩步治理：一是河坡坡腳采用砌石護(hù)腳，基礎(chǔ)底部埋置在二灘以下0.75m，砌石護(hù)坡頂部放置在第二造床流量水位（二灘水位）以上2.5m；二是砌石護(hù)腳的頂部到河灘的河坡采用草皮護(hù)坡。這樣的險(xiǎn)工治理措施既防止了汛期大水流的沖刷，又防止了河道長(zhǎng)時(shí)間蓄水的侵蝕和風(fēng)浪的沖掏。同時(shí)又考慮到了河床流量對(duì)坡岸的強(qiáng)烈沖刷作用。

3.3工程治理措施

謝天貢河段險(xiǎn)工治理主要采取的工程措施有座彎頂沖處580m長(zhǎng)的砌石護(hù)腳、坡面植草護(hù)坡、以及所屬灘地的一條集水溝和37個(gè)水簸箕。

3.3.1根據(jù)設(shè)計(jì)意圖預(yù)先確定的治理工程位置線施工放樣，然后進(jìn)行河坡整修，開(kāi)挖基槽，鋪筑粘土墊層，素土夯實(shí)系數(shù)為0.95。

3.3.2在夯實(shí)的基礎(chǔ)上，平整鋪設(shè)復(fù)合土工膜（200g/0.3mm/200g）；再鋪設(shè)粒徑2～4厘米碎石墊層10厘米；漿砌塊石厚20厘米。砌石護(hù)坡腳嚴(yán)格按照施工規(guī)范和施工程序，自下而上砌筑護(hù)坡基礎(chǔ)和坡面，做到塊石安放穩(wěn)固、大面朝下、表面平整，接縫上下均勻，相互錯(cuò)搭。為防止放浪對(duì)砌石護(hù)坡的沖掏，進(jìn)行沙石灌縫、砂漿勾縫。

3.3.3根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件，選用易生根、能蔓延、耐寒的草類，在砌石護(hù)腳以上的河坡上，播種均勻，灑水護(hù)理。每30m修筑一條漿砌石水簸箕和集水溝，防止雨水沖刷。

3.4 治理效果

本工程于2006年實(shí)施并竣工，經(jīng)歷了多年的洪水考驗(yàn)，特別是2010年，聊城市遭遇了“8.9”200年一遇特大暴雨，徒駭河水位和流量均超過(guò)河道“64年雨型”除澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。謝天貢險(xiǎn)工治理段除個(gè)別石塊因沖刷力過(guò)大稍有松動(dòng)外，其余均完整無(wú)缺，達(dá)到了固定河槽、順直河道、除險(xiǎn)加固之目的，工程治理效果良好。

2011年山東水利優(yōu)秀論文參評(píng)作品

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