關(guān)于廣東省梅州市梅江區(qū)大密水治理工程護岸設(shè)計分析

【摘要】隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和中小河流域綜合治理工程技術(shù)方面的不斷創(chuàng)新和完善，在進行中小河流域治理工程時應(yīng)在保障工程安全的前提下，工程措施結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)需要，更加注重生態(tài)、景觀，進而實現(xiàn)水清、流暢、岸綠、景美。本文通過實例對各種主要護岸材料進行分析，金屬網(wǎng)箱石籠護岸作為一種優(yōu)質(zhì)材料，其良好的生態(tài)性能貼合中小河流治理的主題，在工程治理中產(chǎn)生很好的效果。

【關(guān)鍵詞】中小河流治理；金屬網(wǎng)箱石籠；護岸；生態(tài)

廣東省水利廳針對近年來山區(qū)五市（韶關(guān)、清遠、梅州、河源、云浮）接連發(fā)生重大暴雨洪澇災(zāi)害的實際情況，按照廣東省委、廣東省政府的統(tǒng)一部署，以保障人民生命財產(chǎn)安全為根本，加快開展五市山區(qū)河流防洪治理專項行動，對五市的防洪薄弱環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)梳理、規(guī)劃和建設(shè)。根據(jù)《梅州市中小河流治理實施方案報告（報批稿）》（2015年），大密水治理工程列入梅州市中小河流治理項目中，治理河長6.0km，護岸長度6km、河道清淤疏浚長度6km。

一、工程現(xiàn)狀及主要問題

大密水為梅江一級支流，位于梅州市梅江區(qū)長沙鎮(zhèn)大密村。大密水屬低山丘陵區(qū)，山高林密，溝谷縱橫，植被發(fā)育，大部分溝谷切割較深，坡度較陡。河道自南東流向北西，中上游河段為河谷型，河道較窄，兩側(cè)山體陡峭，河道彎曲，兩岸植被覆蓋茂密，主要以灌木、竹林為主。下游經(jīng)民居段河道較窄，河道較順直，村內(nèi)農(nóng)戶以種養(yǎng)業(yè)為主，水土保持較好。大密水為山區(qū)河流，其特殊的自然自理和氣候條件，決定了洪水災(zāi)害的多發(fā)性，防洪治理任務(wù)較為繁重。作為中小河流，大密水一直沒有進行過系統(tǒng)、有效的整治，流域目前主要存在以下問題：（1）防洪設(shè)施少、防洪標(biāo)準(zhǔn)低，多處于不設(shè)防狀態(tài)，所建堤防、護岸大多數(shù)為就地取材，工程質(zhì)量較差，存在不同程度的安全隱患；（2）大密水上游河段處于山區(qū)，坡陡水急，下游河床坡降較緩，逐年淤積嚴重，多年來未進行疏浚和治理，行洪斷面逐漸減小，影響行洪通暢；（3）為交通、灌溉及其他需求，當(dāng)?shù)卣叭嗣袢罕娫诤拥纼?nèi)興建了部分便橋、陂頭等跨河建筑物，但由于缺乏必要的論證及設(shè)計，該類跨河建筑物普遍存在阻水現(xiàn)象，有少數(shù)建筑物阻水較為嚴重，對洪水暢泄產(chǎn)生了較大的影響。

二、工程目標(biāo)及任務(wù)

鑒于以上存在的問題，通過本工程的實施，可以對影響行洪安全的河道護岸、阻水建筑物進行整治，對淤積較為嚴重的河段進行清淤疏浚，消除工程隱患，提高河道的行洪能力，保證防洪安全。消除工程隱患，保證防洪安全本工程通過對河道進行整治，擴大行洪斷面、提高過流能力，工程任務(wù)是以防洪安全為主，兼顧改善河道生態(tài)環(huán)境。本次大密水河道治理工程主要分上游段、下游段兩段進行整治，治理河道全長約6km，其中上游段河長2.885km；下游段河長3.115km。

本次整治工程主要工程措施為護岸和清淤，以清淤護岸來穩(wěn)定河槽為主，滿足通過河道造床流量要求，達到行洪通暢的目的。本文主要討論河道護岸形式。

三、大密水護岸形式比選

護岸的斷面型式主要有坡式、墻式、壩式和其它型式。坡式護岸是用抗沖材料直接鋪設(shè)在岸坡，對河床邊界形態(tài)改變較小，是一種常見的護岸型式。墻式護岸順河岸設(shè)置，具有斷面小占地小的優(yōu)點。壩式護岸依河岸修建，有調(diào)整水流作用。根據(jù)以上原則，結(jié)合大密水為山區(qū)河流，河寬較窄，河床較陡，河岸為天然土質(zhì)斜坡，地質(zhì)條件較好，盡量保留岸邊的原始生態(tài)，大密水大都采用直墻式固腳護岸；

墻式護岸結(jié)構(gòu)材料可采用鋼筋砼、砼、漿砌石、格賓石籠等。根據(jù)岸線的布置位置，在滿足防沖和穩(wěn)定的前提下，以盡量采用生態(tài)護岸和利用當(dāng)?shù)夭牧蠟樵瓌t，綜合考慮投資造價，通過比選確定各段護岸型式。根據(jù)本工程的適用情況，主要擬以下幾種護岸型式進行比較，成果見表1。

因此河道護岸初步方案為金屬網(wǎng)箱石籠墻式護岸。

四、金屬網(wǎng)箱石籠護岸優(yōu)點及斷面形式設(shè)計

格賓石籠網(wǎng)又叫賓格網(wǎng)，是一種生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)，是由高抗拉強度、超耐腐蝕、高抗氧化、極強延展性能的低碳鋼絲或者包覆PVC的以上鋼絲經(jīng)過重型六角網(wǎng)機械編制而成。金屬網(wǎng)箱石籠具有以下優(yōu)點：

（1）滲透性能好，格賓網(wǎng)內(nèi)填塊石為松散體結(jié)構(gòu)，孔隙率較大，不僅能免去河岸護砌專門設(shè)置的排水管設(shè)置，更能消除護岸在水位驟變時水壓力變化產(chǎn)生的塌坡隱患；同時它具有良好的透水性能，在地表水體與河流水體之間起到了蓄水、補枯、過濾等作用。

（2）柔韌性能好，格賓網(wǎng)所使用材料為低碳鋼絲，不僅強度高，柔韌性更好。由于箱籠屬于柔性結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)鼗耐翆影l(fā)生不均勻沉降、松動等不良現(xiàn)象時，護岸結(jié)構(gòu)不會發(fā)生斷裂現(xiàn)象。與混凝土、漿砌石等結(jié)構(gòu)相比，更具安全穩(wěn)定性。

（3）生態(tài)景觀效果好，采用保護層與自然環(huán)境顏色協(xié)調(diào)的PVC格賓網(wǎng)，不僅能增強網(wǎng)的耐久性，而且表面色質(zhì)均勻，具有自然原生態(tài)感觀，可與周圍自然環(huán)境融為一體。水中的懸移物、泥砂和水生植物，在長期的動態(tài)水流作用下，滑動于石縫中，在水流靜態(tài)時能日趨沉淀，縫隙間的沉淀物有利于植物生長，從而恢復(fù)原始的生態(tài)環(huán)境。

（4）經(jīng)濟效益，節(jié)約運輸費用，可將其折疊起來運輸，在工地上裝配；無需電力供應(yīng)、熟練地技術(shù)工人模板以及多種施工機械作業(yè)，成本相應(yīng)較低。

（5）節(jié)約工期，由于格賓石籠可在淺水施工，工程量小施工速度較快，安排在枯水期非降雨期河道水位較低時填筑，無需圍堰圍護；由于本工程大密水出口處位于三龍電站的回水范圍內(nèi)，為了減少電站損失，開閘放水時間較短，因此工程護岸設(shè)計方案應(yīng)采用工期較短的方案。

本工程綜合考慮河道整治岸線長、投資較小、施工工期要求短、防洪設(shè)計要求和生態(tài)景觀要求等因素，河道護岸斷面形式如圖1所示。

護岸抗沖刷分析：

護岸沖刷深度計算

計算方法采用《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）中水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷計算公式D.2.2-1進行復(fù)核：

=+[]

其中具體參數(shù)取值詳見《堤防工程設(shè)計規(guī)范》。

計算成果見表2。

由計算可知，局部沖坑深均大于水深0.04m～0.43m，為防水流沖刷破壞，本工程基礎(chǔ)深度要求大于0.5m。

在實際施工放線階段，根據(jù)現(xiàn)場施工及村民反映的情況，部分段河底基本為巖石基礎(chǔ)，而且基巖淺層出露，金屬網(wǎng)箱石籠埋深500mm厚開挖難度大，如要按原設(shè)計施工，有以下難點：

基巖開挖需要專門開挖設(shè)備，增大投資；

需增加圍堰工程；

基巖開挖耗時較長，增加施工工期；

工程所在為山區(qū)，遠離附近村莊，電力供應(yīng)困難。

由于河底基巖具有良好的抗沖刷能力，巖石基礎(chǔ)的部分段把下層金屬網(wǎng)箱石籠改為M10漿砌石基礎(chǔ)厚500mm，河道護岸斷面形式如圖2所示。

五、金屬網(wǎng)箱石籠護岸穩(wěn)定分析

金屬網(wǎng)箱石籠護岸可根據(jù)重力式擋土墻進行受力分析，在計算金屬網(wǎng)箱石籠擋墻是最常采用庫倫公式，結(jié)合《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》（SL_379-2007）計算公式如下：

其中具體參數(shù)取值詳見《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》。

由以上公式計算出土壓力，根據(jù)《水工擋土墻設(shè)計規(guī)范》（SL_379-2007）再進行金屬網(wǎng)箱石籠護岸的抗傾抗滑等穩(wěn)定計算。

六、結(jié)語

中小河流治理的總體原則為：防震減災(zāi)、岸固河暢、自然生態(tài)、安全經(jīng)濟、長效管護，重點解決河道行洪通暢，提高流域綜合防災(zāi)減災(zāi)能力

根據(jù)中小河流治理的總體原則，通過對大密水堤的清淤疏浚，在下游主要的河道采用金屬網(wǎng)箱石籠護岸及草皮護坡，結(jié)合村鎮(zhèn)的生態(tài)文明，進行簡單、美觀、實用的景觀建設(shè)，與附近稻田、果樹相稱，體現(xiàn)當(dāng)?shù)厮幕厣?，達到了簡單、美觀、實用的景觀建設(shè)。

參考文獻：

[1]GB50286-2013 堤防工程設(shè)計規(guī)范.2013

[2]GB50201-2014 防洪標(biāo)準(zhǔn).2014

[3]GB50007-2011 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范.2011

[4]SL_379-2007 水工擋土墻設(shè)計規(guī)范.2007

[5]《廣東省山區(qū)中小河流域治理工程案例圖冊》廣東省水利電力勘測設(shè)計研究院.2015