铁丝石笼与软体排在辽河治理中的应用探讨

董 军

(辽宁省水利水电勘测设计研究院 沈阳 110006)

辽河是我国七大江河之一，也是辽宁省第一大河流，其两岸是辽宁省经济、文化的中心，防洪安全地位毋庸置疑。20 世纪“七五”期间辽河治理的完成及石佛寺水库的建成，标志着辽河两岸防洪工程体系基本建立。接下来，辽河的主要治理方向将集中在险工险段和沙堤沙基治理上。

1 辽河险工成因及治理情况

辽河两大支流东、西辽河在昌图县福德店汇合，其下始称辽河，辽河干流从福德店到河口河道全长约538km，两岸岸坎总长约1076km。辽河大部分河段属于蜿蜒型河段，河道平面形态蜿蜒曲折，弯道凹岸众多，从福德店到河口总共有较大弯道156 处，河道陡坎长度超过600km。部分凹岸发展速度较快，且距大堤较近，对大堤安全构成威胁，形成了险工，经过近几十年的不断整修，目前辽河干流仍有险工209 处，险长超过200km。

辽河河道险工成因很多，比较突出的有两点:其一为水流条件，其二为床沙条件。水流条件受上游来水流量、下游水位和河道地形等因素综合影响，而河道床沙则多为上游流域面地表土随雨、洪冲泄而下至下游河道流速降低后淤积而成。辽河历来有“东水西沙”之说，因为辽河主要洪水来自于东部支流，如上游从吉林流入的东辽河、开原市的清河、铁岭主城区上游入汇的柴河等，不论是洪水还是中小水均是辽河的主要来源，由于东部支流多发源于山区，流域内自然植被良好，水流较清，泥沙含量低;而辽河泥沙则多来自于西部支流，从上游内蒙古流入的西辽河、新民市流入的养息牧河、柳河等，基本全部为多泥沙河流，是辽河泥沙的主要来源，辽河河床质尤其是柳河口以下河床质几乎均来自于柳河，进而形成辽河东部支流水多而沙少，西部支流水少而沙多的独特现象。这也是辽河东部支流河口及其干流下游段河床质较粗，且河道平面形态相对稳定，而西部支流河口及其干流下游段河床质较细，且河道平面形态变化相对较快的原因。

辽河河道险工治理历史悠久，据记载，早在明清时期官方及民间就组织了数次较大规模的治理，现尚发挥作用的包括20 世纪六七十年代的很多治理工程，80年代末期，国家对辽河实施了全面的整治，现在每年国家及地方政府仍安排有辽河险工专项治理资金。

2 辽河险工治理型式分析

辽河的险工治理型式很多，有20 世纪六七十年代建设，现今基本完好的高洪土丁坝、80年代以后至今仍广泛建设的短丁坝群，以石笼及软体排为主的平顺护岸，以及更加侧重生态效果的各种生物护岸等。

从各治理型式的运行效果看，高洪丁坝和短丁坝群对于河道主流的改变作用最为明显，而平顺护岸则基本以控制河势发展为主，对于河势的改变几乎没有影响，生物护岸则多施行于顺直过渡段，其更主要的作用是配合其他硬性工程保护并改善河流生态。

辽河主流靠近防洪堤的河段以及距保护村庄较近的河段目前基本均建设有一定数量的丁坝，从运用效果看，确实起到了改变河势、保护大堤的作用，但也间接促成了上下游及对岸新的险工形成，可谓是有利有弊。由于辽河多数河段为两县甚至是两市的界河，河道主流的改变还经常引发两岸的土地争端，甲县地界有乙县耕地，致使农民种地还要划船过河，不但不便于河道管理，两岸群众意见也很大，容易引发社会矛盾，与建设和谐社会大的社会背景不相容，因此近年辽河治理，尤其是省级层面的规划治理中已很少采用丁坝这一治理型式。

平顺护岸一般按结构性质可分为刚性和柔性两大类，从近些年国内外尤其是省内一些河流的实际应用经验看，刚性护岸如:混凝土面板、浆砌石、混凝土墙等，无论从运行效果还是经济性上都不能令人满意，因此辽河除石佛寺水库库区等有特殊应用要求及个别作为科学试验的河段外，很少采用刚性护岸，而一直坚持采用适用性和经济性更好的柔性护岸。辽河柔性护岸应用较多的有3种，第一种为石笼护岸、第二种为软体排护岸、第三种为柴排护岸。其中石笼护岸水上水下均有应用，而软体排和柴排护岸则多作为枯水位以下护脚之用。

3 目前辽河运用效果较好的柔性护岸种类及特点

辽河河道多数为冲积型河床，河床质以细砂及粉细砂为主，地基承载力较低，且河道地形多变，因此在辽河上采用单位重度较低，适应河床变形能力较强的柔性护岸是较为合适的，从目前运行效果看也是较为理想的。

柴排护岸主要以柞条作垫，以抛石压顶防冲，在细砂河床下其淤积河岸效果明显，但工程造价也较高，而水下柴排施工质量又很难控制，因此目前柴排护岸除辽河下游个别险工外，已鲜有应用了，加之近年柞条价格一路上涨，货源紧缺，而新兴土工材料及生态网箱产品又不断出现，致使柴排性价比及实用性大大降低，更加快了其退出辽河险工治理行列的速度。

石笼护岸目前有传统的铁丝石笼编织及近年流行的网箱内装块石两种，防护型式则基本相同，均为石笼下垫无纺布或丙烯布作反滤层平铺在河底和河岸边以保护堤岸防止冲刷。传统铁丝石笼的最大缺点之一是施工进度慢，网格编织质量不好控制，再者即是铁丝石笼的钢丝在水中和空气中耐腐蚀性较差，一般石笼钢丝的耐腐蚀性均不超过5年，5年以后随着石笼钢丝的锈蚀，石笼整体强度下降，洪水期整体性容易遭到破坏，防护效果得不到保证。而近年流行的网箱则很好地克服了传统石笼的两大缺点，新型镀锌及镀高尔凡钢丝及钢丝外镀塑技术使得钢丝的使用寿命延长至20～50年，很好地解决了石笼护岸的使用寿命问题。石笼网片编制的机械化和整体网箱安装技术又大大提高了石笼护岸的建设速度，网片质量也更加容易控制，使得石笼护岸的建设真正实现又好又快的发展，更能符合现代社会发展的需求。由于新式石笼既继承了传统石笼的整体性强、抗冲性能好的优点，又兼顾了工程质量和建设速度，因此迅速得到了管理部门和设计部门的青睐，加之石笼护岸特别适合冬季冰上沉排施工，因而既提高了工程整体性，又降低了工程投资，一定程度上抵消了其造价相对于传统石笼略高的缺点，是辽河近几年岸坎防护的首选工程型式。

软体排护岸根据排体结构不同可细分为软体排和软体柴排护岸，软体排采用无纺布或丙烯布作反滤层，配以筋绳作网格，施工中利用部分石笼压枕将其沉入水中，其上抛压一定厚度规格以上的石头作为压载，达到防冲的目的。软体柴排是在无纺布或丙烯布上加一层柞条把和铺设一薄层柞条作垫层，一般柞条把直径25～30cm，柞条垫层10cm，这样做的目的一是柞条把可以起到部分固定抛石的作用，二是排体具有一定硬度便于施工，而柞条垫层则可以进一步避免抛石对排体的伤害。无论哪种软体排均具有结构简单、便于施工且单延米综合造价低的优点，是各地方水利部门应急度汛工程防护的首选，在一些永久性防护工程中也多有应用。与石笼护岸相比，其整体性及耐久性均稍差，而且后期维护费用高(主要是每年均需抛压部分石头，以补充因地形变化和水流冲刷而损失的石头)，并且软体排施工多为非结冰期，水下工程质量亦很难保证，这也是省级层面在险工处理中很少使用此工程型式的原因。另外，软体排护岸工程作业面较大，施工需多船及船岸密切配合，施工难度及对施工队伍的素质要求也相比石笼要高。由于石头及土工材料均对水质要求不高，对弱酸和弱碱不敏感，因此在河口地区险工治理中软体排护岸就成为了河道防护工程的第一选择。在河口地区多采用软体排护岸的另外一个非常重要的原因是辽河河口受潮水的影响，冬季河口尤其是近岸处多数不结冰或冰层较薄，需要冰上施工的石笼护岸在这一地区也无法应用，因此盘山闸以下感潮河段险工护岸的护脚几乎没有采用石笼结构的。

4 辽河险工治理部分经验的推广意义

辽河具有一系列我国北方平原河流的典型特征，如:季节性强、枯水位较低、多数河段有漫长的结冰期(可以保证河面封冻后大型机械设备直接进入河滩地甚至冰面以上作业)、河床质较细、地基承载力低且河道冲刷严重、河道两岸城市段较少，这些特征决定了其险工护岸型式必须具有非常好的工程适用性和经济实用性。本文总结了辽河的两种护岸型式，石笼护岸可广泛用于非感潮河段工程的永久性防护，而软体排则可用于各种河流河口段险工治理中。关于施工期安排，根据辽河治理中摸索总结得出的经验:在感潮河段采用的软体排防护，施工期选择以10月、11月和4月、5月为佳;感潮河段以外采用的石笼防护，施工期选择以12月至翌年的3月为佳。

正所谓“兵无常势、水无常形”，随着河势的发展与时代的进步，治理理念与治理形式还会不断发展变化。望本文能为河流治理提供一些参考。