基于某中小河流項目治理斷面形式的應用分析

由金玉 張磊 李增永

【摘? 要】當前，河道綜合治理斷面形式主要有梯形、矩形、復合式這三種斷面，護坡方式主要是混凝土、砌石、石籠、土工植生袋、草皮這五種護坡方式。論文以某河道治理工程項目為例，對比矩形斷面重力式擋墻防洪堤與復合式斷面賓格石籠+草皮護坡工程的應用。研究表明：采用復合式斷面賓格石籠+草皮護坡更適合本工程，有利于降低工程造價、實現(xiàn)綠色生態(tài)、結(jié)構(gòu)合理。采用瑞典條分法對其三種工況進行穩(wěn)定性計算，表明設計中選定的防洪堤斷面形式合理。

【Abstract】At present， the cross-section forms of river course comprehensive treatment mainly include trapezoidal， rectangular， composite type of these three cross-sections. The five main types of slope protection methods are concrete， masonry， gabions， geotechnical vegetation bags and turf. The paper takes a treatment engineering project of river course as an example and compares the application of gravity retaining wall levee of rectangular cross-section and binge gabion + turf slope protection engineering of composite cross-section. The study shows that the use of binge gabion + turf slope protection engineering of composite cross-section is more suitable for this engineering， which is conducive to reducing the engineering cost， achieving green ecology and reasonable structure. The paper uses the Swedish slice method to calculate the stability of its three working conditions and shows that the selected levee cross-section form in the design is reasonable.

【關(guān)鍵詞】河道;綜合治理;斷面形式;生態(tài)護坡

【Keywords】river course; comprehensive treatment; cross-section forms; ecological slope protection

【中圖分類號】TV85? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）02-0180-02

1 引言

近年來實施的河道綜合治理項目取得了較好的防洪效益和生態(tài)效益，有效保護了河道兩岸的群眾的生命財產(chǎn)安全。河道治理選定防洪標準、堤線、河道斷面、護坡形式及施工工藝，常采用的斷面形式有：梯形斷面、矩形斷面、復式斷面，護坡方式主要有：混凝土、砌石、石籠、土工植生袋、草皮護坡等，選取一種合適的斷面及護坡方式既能提升治理效果，又能降低工程造價，對防洪與水生態(tài)具有重要意義[1，2]。我國學者對河道治理開展了大量研究：侯裕清[3]對煙臺河干流河道斷面形式進行了探討;趙春會等[4]以新河為例分析了河道斷面形式和河道護坡材料的選取;曹駿[5]分析了錦屏縣城區(qū)河道堤防的設計;劉貴琪等[6]對河道治理中遇到的問題進行了探討;黃惠玲[7]研究了河道治理中生態(tài)修復機制。以上研究都取得較好的研究成果，本文基于以上研究，淺析不同斷面治理的特點和護坡適用方式，以某地河道為例進行分析計算。

2 斷面形式與護坡方式

2.1 斷面形式

當前，河道治理常用的斷面形式為梯形斷面、矩形斷面、復式斷面，其根據(jù)河道的特點和治理地段的不同選取合適、經(jīng)濟的斷面形式[8，9]。①梯形斷面。梯形斷面形式常用于征地拆遷少的河道，工程造價低。設計中順應河道蜿蜒流勢，治理后河道斷面穩(wěn)定，具有生態(tài)效益的理念。②矩形斷面。矩形斷面適用于河道臨近城鎮(zhèn)建筑物拆遷造價高、征地拆遷難度大及地形條件不適合采用梯形或復合式斷面的情況。③復合式斷面。復合式斷面適用于河灘開闊的河段，下部采用梯形或矩形斷面，上部采用梯形斷面，中間設置一定寬度的馬道。復合式斷面過水面面積較大，洪水位低，一般上部采用生態(tài)護坡，例如，生態(tài)混凝土護坡、框格梁植草等[10，11]。

2.2 護坡方式

當前，常用的護坡方式主要有混凝土面板護坡、砌石護坡、石籠護坡、土工植生袋護坡、草皮護坡等形式?；炷撩姘遄o坡應用廣，具有糙率小、抗沖刷能力強、施工方便等特點;砌石護坡分為漿砌石護坡和干砌石護坡，便于就地取材、工程造價低、抗沖刷能力強，常用于河道流速大、險工險段堤防建設;石籠護坡具有透水性、生態(tài)性的特點，但石料易掉出，同時，腐蝕的網(wǎng)籠容易倒掛白色垃圾[12];土工植生袋護坡的綠化效果好，施工操作方便，但使用壽命短，適用于小流量的河道生態(tài)護坡;草皮護坡應用廣泛，生態(tài)效益凸顯，常在復合式斷面上部使用[13]。

3 斷面形式分析

某河道治理項目[14]綜合治理長度3.4km，新建防洪堤6.3km，工程建成后，河道防洪能力將達到10年一遇的洪水標準，保護河道兩岸群眾生命財產(chǎn)安全。根據(jù)河道斷面的具體情況，擬采用矩形斷面和復合式斷面，即重力式堤防和生態(tài)護坡式堤防。

3.1 重力式擋墻（矩形斷面）

矩形斷面圖（重力式擋墻防洪堤）如圖1所示，重力式擋墻防洪堤分布于河道兩側(cè)，平行對稱分布。圖中虛線為原始地面線，通過河道清淤疏浚，建立擋墻，能夠滿足防洪需要。堤身采用M7.5漿砌塊石澆筑，迎水面呈鉛直狀，擋土墻內(nèi)側(cè)坡比為1∶0.5～1∶0.6，土石回填，并設置排水孔，減小擋土墻內(nèi)孔隙水壓力，堤頂建3.5m路面，滿足通行。該斷面能夠滿足河道行洪能力，是常用的一種河道斷面形式。

3.2 生態(tài)型護坡（復合式斷面）

復合式斷面（生態(tài)型護坡）如圖2所示，格賓石籠護坡即上文中的石籠護坡。由圖2可知，河道下部分設置1m×1m石籠護坡起穩(wěn)定支撐作用，上部分采用1∶1.5的噴草籽生態(tài)護坡，賓格石籠背后采用土石回填。格賓網(wǎng)采用低碳高鍍鋅或鋁鋅稀合金鋼絲制作而成，賓格石籠中內(nèi)填毛石，該斷面滿足河道行洪安全，達到生態(tài)美觀目的。

該河段工程區(qū)無不良地質(zhì)現(xiàn)象，從工程布置、施工難易度及地形適應性來看，生態(tài)式護坡優(yōu)于重力式擋墻防洪堤。重力式擋墻防洪堤雖然滿足工程防洪要求，但結(jié)構(gòu)單一，生態(tài)式護坡不僅能滿足防洪要求，更體現(xiàn)鄉(xiāng)村水景觀、水環(huán)境及親水性，故本工程采用復合式斷面（生態(tài)型護坡）。

3.3 穩(wěn)定性計算

對生態(tài)型護坡堤進行穩(wěn)定性分析，該河道整治土體強度參數(shù)如表1所示。

選取生態(tài)型護坡（復合式斷面）進行穩(wěn)定性分析，采用瑞典條分法進行邊坡穩(wěn)定計算，計算工況如下：工況1，臨水側(cè)為設計洪水位，背水側(cè)為相應洪水位;工況2，臨水側(cè)為設計洪水位，背水側(cè)為低水或無水;工況3，洪水降落時對臨水側(cè)堤坡最不穩(wěn)定情況。本工程由于背水側(cè)采用土石碾壓填筑至堤頂，本次堤坡穩(wěn)定計算僅考慮臨水側(cè)的穩(wěn)定，堤坡穩(wěn)定計算成果見表2。

計算結(jié)果表明，各種設計工況下，復合式斷面防洪堤的抗滑穩(wěn)定均滿足設計要求，表明設計中選定的防洪堤斷面形式基本合理。

4 結(jié)論

本文通過查閱文獻，結(jié)合當前河道治理工程，闡述了河道治理中3種常采用的斷面形式，及5種護坡方式。通過復合式斷面和矩形斷面的工程實例對比，并進行穩(wěn)定性分析，研究得出以下結(jié)論：①當前的河道治理要堅持因地制宜、因勢利導的原則，合理選擇堤線、河道支護斷面形式及護坡方式，本文選取復合式斷面（生態(tài)型護坡堤）是合理可行的。②采用瑞典條分法對生態(tài)型護坡堤進行穩(wěn)定性計算所得結(jié)果是合理的，生態(tài)型護坡堤是穩(wěn)定的。

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