浑河险工治理技术研究

□周 园（沈阳农业大学高等职业技术学院）

1.浑河流域概况

2.浑河洪水灾害

浑河属平原河段，土质疏松，由于自身的演变和人为因素，造成多处险工，每年汛后都要进行维修。在洪水期间，均有决堤、溃坝、河岸坍塌等冲坏现象。仅1995年洪水决口就达124处，总长为6489m，淹没面积1356.43km2，受淹人口43.3万人、耕地9.45万hm2、房屋29.8万间，其中倒塌6.84万间，此次洪水波及辽干左岸和太子河右岸的平原区，损失极为惨重。

3.河道险工成因

3.1 弯道环流

河道弯曲，在枯水期水流量小，主流线易于弯曲常偏靠凸岸一侧，进入弯道后，主流逐渐向凹岸转移；在汛期水流量大、流速快、惯性作用强，主流线受离心力作用不易弯曲，河道的凹岸是主流集中的地方,河水打漩涡引起横向环流，以极大的流速猛烈地冲刷着凹岸和附近的河底,并把冲刷的泥沙携带到凸岸淤成浅滩。结果使凹岸的坡脚变陡或淘空,失去了支持力,而形成险工。

3.2 河道裁弯

不论是自然裁弯还是人工裁弯，一旦发生，由于新河的比降陡，流速快，水流挟沙力大，在水动能作用下，加剧新裁河道上下游险工的发展，而形成新的险工。

3.3 土质抗冲能力低

河岸土质不好,抗冲能力低，就易倾坍、脱落,在受主流冲刷下,逐渐后退而发展为险工，这是造成险工的地质原因。

3.4 水位骤落

岸坡被河水长期浸泡以后，摩擦力，粘结力都减弱，但土体在各种力作用下保持平衡，当水位急剧下降时，失去外水的顶托力，已渗入土体内部的水和部分细土颗粒会反向向外流入河内，使坡面易造成滑落，顶部土体在自重作用下坍塌，造成坡岸破坏而形成险工。

3.5 地下水的冲刷

地下水经沙层流入河道时，会把轻细的小砂砾带走，时间久了会将堤岸基础淘空，形成险工，在低水位时会引起岸坡的坍塌现象。

3.6 人为因素

河道工程施工质量差；无计划地过量取土、采沙；营造的护岸林、护堤林遭到破坏；倾倒废渣、淤塞河道等都是造成险工的重要原因。

4.河道险工类型

4.1 河岸险工

河岸险工是指河岸在水流作用下不断坍塌，逐渐向大堤逼近，进而威胁大堤安全。在河岸险工中大致可分为3种类型：

目前国内外三维扫描仪都通过测量仪器扫描原始完整零件模型数据；但是国外的三维扫描仪精度普遍高于国内。本文针对复杂曲面零件特别是边缘处不宜通过三维扫描仪精确取得的曲面数据，提出了一种基于迭代计算的三维数据提取方法。对于三维预扫描数据，首先采用电流计在曲面外沿设置多个采样的定位点V(x,y,z)，而此定位点即为通过三维扫描仪对物体所在的位置进行测量后所固定的点。依照现在三维扫描仪中的数据提取技术，一般来讲，对定位点的捕捉精度较高，而其对定位点的误差主要受到三维扫描仪捕捉精度的影响。

4.1.1 弯道险工。由于河道弯曲，形成漩流，使岸边冲兑严重，岸下亦形成深沟。经长期冲刷，主河槽不规则，亦塌岸。

4.1.2 直段险工。一般发生在河岸微弯或弯曲段的下游，由于堤线靠近河床，或由于堤脚行洪而形成。如浑河左岸，辽阳县高家街险工，该段河道顺直，但其上游河段弯向左岸，致使该河段逼近大堤，形成险工。

4.1.3 裁弯段险工。浑河台安县河段，近年来有10处坍岸险工发生，坍岸险工明显增多，险情严峻。

4.2 大堤险工

大堤险工主要是指筑堤材料或者堤基为沙质土的沙堤或者沙基类险工。浑河沙质堤防分布长度为28.43km计21处，险工有浑河左岸海城的郁坨子、前丁家河等；沙基的堤防总长度为31.89 km，分布于29处，险工有浑河右岸台安的永安、苏家街等。

5.河道险工治理措施

浑河险工共计调查48处，险工段长43.43km，其中河岸险工27处，占56%；沙基、沙堤19处，占40%；穿堤建筑物险工2处，占4%。治理河道险工的目的是防止河岸坍塌,稳定河势,确保堤防安全。治理河道险工的措施要根据险工形成的原因、发展变化的程度，结合地形、河势的特点，本着安全、经济、耐久、可行的原则，因地制宜，择优而定。

5.1 丁坝

丁坝是修筑从河岸突出于水流之中的“丁”字形坝体,起迎托挑移主流的作用,改变河道流向，从而保护河岸，适用于河道宽而浅，岸高不超过4m的河段，坝长一般20～30m，最短10余m，河槽较宽，堤距较大处坝长可达50m，丁坝需插入岸坎2～4m，如辽中右岸的妈妈街险工。丁坝与水流的角度一般为65～70°，丁坝的有效长度一般为15～20m，但首尾两座丁坝挑流角度应小些。丁坝间距，一般采用坝长的2～3倍，但丁坝间距与丁坝角度应统一考虑，既要安全，又要经济。丁坝高度包括护底沉排为 4～5m，纵比降为 1／30～1／50。丁坝以沉排或软体排护底，上压石笼丁坝，石笼分层，每层高1m，上层顶宽lm，以下各层两侧顶宽各为0.5m。

5.2 石笼沉排

石笼沉排，多用于平顺护岸，在枯水位以上采用石笼，石笼系用铁丝编成，网眼尺寸15cm×15cm，将岸壁削成l:2～l:2.5的边坡，以无纺布做反滤层，上置石笼。水下部分则用沉排护岸护底，以利落淤固滩，沉排厚0.75m，压石厚0.3m。石笼与沉排压叠lm,个别深水河段，枯水位以上很少，均按沉排考虑。沉排护过深泓线2m，有些微弯河段或直线段，河底为U形，深泓线距河岸很远，但河底坡度多缓于1:4，只需扩至1:4底坡外3～7m处，河床冲刷深度3m左右，则冲刷后的沉排底坡仍能缓于l:2.5，也是安全的。如浑河左岸灯塔的张庄子、海城的刀把子。

5.3 软体排

软体排护岸在浑河海城、台安河段险工是常被采用的一种护岸形式。枯水位以上为不变形排体，削至l:2～l:2.5边坡，采用无纺布加筋贴坡排体，50cm×50cm×l0cm混凝土板铺压，重240kg／m2。枯水位以下为变形排体，用聚丙烯布加筋贴底排体，采用流线型或马蹄型阻水系数较小的l00cm×300cm长条混凝土块压载，中间间距70cm，边载间距30cm。浑河海城县采用，中间部位 l00kg／m2，边载 160kg／m2，平均 120kg／m2。 每个混凝土块辅以吊装固定环2个，预制块与排体相接时用4mm尼龙绳通过固定环扎结在排体上，流急坡陡时，迎流面流线型预制块下部，每块加犁锚2只，固定排体。上下排体冲刷后也能维持l:2.5的底坡。无纺布排与聚丙烯布排交接处搭接lm；排体筋绳采用直径4mm聚乙烯绳。

5.4 抛石

抛石适用于积水较深、施工期不易排水开挖基础的护岸工程,这种技术措施主要用于护岸工程的基础保护,抛石边坡1:1.3,抛石顶宽1.5～2.0m。此方法施工简单、快捷、易控制。如浑河右岸台安县的马家楼、后湘水、三界泡险工。

5.5 混凝土板

混凝土板为护坡型式，整齐美观，抗腐蚀性强，经久耐用，还可起到宣传碑牌的作用，因而在城市段、公路两侧及居民聚居地区广泛采用。如浑河左岸海城县的对坨子险工。

5.6 混凝土模袋

模袋是由上下两层土工织物制成的大面积连续 “袋状模板”，在袋内充填混凝土或者水泥砂浆,充填料凝固后即形成防护体。一般模袋充填厚度15～20cm、边坡1:2、河底平铺宽5m左右的模袋混凝土护底。此方法安全可靠、地形适应性强、整体性好、抗冲刷能力强、施工方便。如浑河左岸辽中县的李家房岗险工。

5.7 干砌石

干砌石既能护岸,又能护底,柔性较好,适用于流速较小的河段护面。因造价低廉、施工简单、防护效果好,而在河道险工中被广泛应用。如浑河右岸台安县的刀把子、锅柽子等险工。

5.8 垂直铺塑

垂直铺塑是用土工防渗膜做为防渗材料的一种垂直防渗技术，包括机械开槽、铺膜和沟槽回填3个工序。目前有刮板式、旋转式、往复式、高压水冲式等多种开槽铺塑机械。垂直铺塑对解决堤身散渗、集中渗流、堤脚附近的渗透破坏等效果显著，如浑河左岸苏家屯的杨孟达、辽阳的老薄堡、台安的东增等。

5.9 生物措施

生物措施就是在险工处植树造林,使其形成河岸带，利用树林的挑流、挂淤、减速、固土等作用而护岸。河岸带又是陆地生态系统和河流生态系统的交错区，它还可以维持河道的景观和保持水土、维持河道生物的能量和生存环境、维持河道良好的水文和水质状况等。

6.结语

通过对浑河险工的调查发现，浑河河道的护岸工程、沙基、沙堤防渗工程措施种类繁多，且这些工程都在发挥着作用。但决不能高枕无优、无事可做,要应随时注意观测,及时维护,确保各类工程运行情况完好,才能实现浑河治理的目标。

在对浑河的险工治理中，除采取必要的工程措施外，还应采取一定的非工程措施。必须加强宣传，让河流生态意识深入人心，人们自觉爱护浑河及河边绿地，共同创建美好生态河流景观。为保证浑河各类工程的安全稳定运行和维持浑河河道的自然生态平衡，要严格管理和控制在浑河河道内采沙。用现代的科学技术加强对河道的监测,分析研究河床演变规律,建立河道GIS，用现代的科学的方法对浑河险工的成因、治理措施的选择、工程布置情况、治理时机、治理长度等因素进行分析、研究，为浑河治理提供依据，科学合理地制定浑河治理规划。