牤牛河重点山洪沟防洪治理工程设计分析

李书博

(辽宁江河水利水电新技术设计研究院，沈阳110003)

1 工程概况

牤牛河是爱河的一级支流，流域面积129 km2，河道全长29 km，发源于宽甸县，在凤城市境内汇入爱河，凤城市境内流域面积18.27 km2，河长8.53 km。牤牛河于凤城境内主要流经凤城市石城镇荣家村，沿途流经荣家村一组、二组、三组、四组、五组、六组、七组、十三组等八个村民组。牤牛河山洪沟为我省重点山洪沟治理项目之一，设计范围为凤城市境内牤牛河干流段及寺院沟(朱家坎子)、淌石背、荣家坎子、大阳沟及北阳沟等5 条支流。

2 防洪标准

本次治理凤城市牤牛河段流经荣家村，共保护村户530 户，保护人口2400 人，保护耕地面积4200亩;流域范围内无工矿企业，有小学一座、村卫生所一座;干流上有凤上线铁路桥、青八线公路及荣家七组大桥、河北沿大桥、头道河大桥、二道河大桥、四道河大桥等6 座跨河桥梁。按照保护对象的规模，重要性、防护要求，参照《防洪标准》(GB50201—94)及《重点山洪沟防洪治理项目建设指导意见》，确认本次牤牛河按照10 a一遇洪水标准设防。

3 工程治理方案

3.1 河道清淤工程治理方案

河道清淤工程以清除河道内淤积，恢复河道的过水断面，保障水流的顺畅，提高河道的行洪能力为主要目标。经现场勘察，牤牛河支流A 寺院沟(朱家坎子)治理段、支流B 淌石背2#农用桥上游段、支流D 荣家坎子治理段、支流E 大阳沟治理段及北阳沟治理段，碎石以及杂物等较多，部分碎石堆积在岸边，逐年增加侵占河道，已经影响了河道的行洪，局部河道深度不足1 m，部分河道无明显岸坎。

本次工程治理拟进行河道清淤河心长度共3 967.9 m，其中牤牛河干流清淤河心长度为761.9 m，桩号范围为Z2 +738.1 ～Z3 +500;支流A清淤河心长度为1 000 m，桩号范围为A0 +000 ～A1+000;支流B 清淤河心长度为1 006 m，桩号范围为B0 +300 ～B0 +900 及B1 +294 ～B1 +700;支流D清淤河心长度为200 m，桩号范围为D0 +250 ～D0 +450;支流E 清淤河心长度为750 m，桩号范围为E0+200 ～E0 +950;支流F 清淤河心长度为300 m，桩号范围为F0 +150 ～F0 +450。主要清除河道内的毛石、碎石及其它杂物，保证河道泄洪畅通。

3.2 河道护岸工程治理方案

牤牛河干流共建护岸工程1 782 m，其中荣家七组大桥至铁路桥间治理段采用坡式双绞格网石笼护岸，全长为644 m;十三组河北沿治理段采用坡式双绞格网石笼护岸，全长为694 m。

凤城市牤牛河干流现有跨河桥梁桥梁6 座，水流经过跨河桥梁时水流条件发生变化，对桥梁上下游岸坡稳定造成影响。为了保证牤牛河干流现状跨河桥梁上下游岸坡安全，通过修建护岸工程对桥梁段上下游河道岸坡进行防护。防护的顶高程为现状岸顶高程，护脚顶高程为现状河底高程。工程范围如下:河北沿大桥下游右岸防护44 m，下游左岸防护30 m;头道河大桥下游左岸防护32 m，上游右岸防护33 m;二道河大桥下游右岸防护23 m，上游右岸防护28 m;四道河大桥下游右岸防护21 m，上游右岸防护26 m。铁路桥上下游均为山体，故不予防护。

4 主要建筑物设计内容

本次重点山洪沟治理工程位于凤城市牤牛河，根据河道现状情况，确定本次治理段位于牤牛河干流荣家七组大桥下游至铁路桥段、十三组段及支流七组、五组、三组及一组段，共治理河道7 段，治理河心长度为5 891.9 m。其中牤牛河干流治理长度为1 341.9 m，支流A 寺院沟(朱家坎子)治理长度为1 000 m，支流B 淌石背治理长度为1 700 m，支流D荣家坎子治理长度为450 m，支流E 大阳沟治理长度为950 m，支流F 治理长度为450 m。包括河道清淤工程及护岸工程等部分。

河道清淤工程:对牤牛河干支流进行河道清淤工程，清淤总长度为3 967.9 m。

垂直护岸工程:支流A 寺院沟(荣家坎子)治理段及支流E 大阳沟治理段，实测河道两岸高程与10 a一遇防洪水位相差较大，而且岸后空间小，现有道路即在河岸边，如修建坡式护岸将破坏现有逃生道路，需修建垂直护岸。其中支流A 垂直护岸建设长度为764 m，为浆砌石垂直护岸;支流E 垂直护岸建设长度为837 m，为双绞格网石笼垂直护岸［2］。

岸坡护岸工程:对洪水威胁村庄较大段河道进行护岸工程处理及跨河桥梁段河道上下游岸坡护岸工程处理，总长度为5 597 m。

5 河道清淤工程设计

河道清淤工程以清除河道内的阻塞，恢复河道的过水断面，保障水流的顺畅，提高河道的行洪能力为主要目标。经现场勘查，牤牛河支流A 寺院沟(朱家坎子)治理段、支流B 淌石背2#农用桥上游段、支流D 荣家坎子治理段、支流E 大阳沟治理段及北阳沟治理段，碎石以及杂物等较多，部分碎石堆积在岸边，逐年增加侵占河道，已经影响了河道的行洪，局部河道深度不足1 m，部分河道无明显岸坎。牤牛河干流河北沿段主河道内淤积明显，导致河床抬高，汛期水位随之抬高，威胁十三组逃生道路的安全及耕地安全。综上，需对上述河段进行河底清淤，清除河道内的毛石、碎石及其它杂物等进行清理疏挖，扩大行洪断面，调整局部河道比降。

海藻酸钠和酪蛋白的带电性质相同，原先形成的包裹结构破坏，微乳逐渐转变为分散的溶液状。整体而言，海藻酸钠修饰能够显著提高丁香酚微乳的pH稳定性。

6 垂直护岸工程设计

根据河道现状情况及本次工程任务，提高重点村屯的防洪标准，延长村屯段遇险的逃生时间，局部河道不适合采用坡式防护型式，同时考虑到清淤后岸脚稳定及岸后的防护对象，更适合于垂直防护。本次河道垂直护岸工程总长度为2 685 m。

7 岸坡护岸工程设计

7.1 护岸型式选择

7.1.1 坡式护岸

1)干砌石:

干砌石护岸施工简单方便，同样具有对基面坡面不均匀沉降及塌陷适应性强的优点，但是同时具有施工标准和质量不容易控制、易遭受破坏以及抗冲刷性差等缺点。

2)浆砌石:

浆砌石虽然抗冲刷性强、岸坡稳定美观，但是生态性能差，不利于生态型河道的建设。

3)土工模袋混凝土面板:

土工模袋混凝土面板是由灌入模袋内的混凝土凝固后形成的一种刚性面板护岸，可使堤岸避免水流的直接淘刷。具有抗冲能力强、成本低、不需要模板、机械化施工程度高、可适用于各种地形铺筑和无需铺设反滤层等优点。但是不能够满足河道美观和生态建设的需求［3］。

4)双绞格网石笼:

双绞格网石笼属于柔性防护结构，既可以适应河床的变形，又可以适应地基的不均匀冻胀，有较强的抗冲刷性能，能有效起到防护效果，同时可以迅速沉积土壤，促进植被生长，对河流生态基本没有影响，而且双绞格网石笼造价较低，且施工方便，受气候干扰小，可以进行水下施工，抗腐蚀性强，使用寿命较长。

7.1.2 垂直护岸

7.1.2.1 直立式浆砌块石

传统形式的浆砌石垂直防护属于硬性护岸形式，稳定性和强度均较好，抗冲性能强，外形美观，能够充分利用河道有效宽度。但是投资和后期维护费用均较高，受地基影响较大，不能够满足河道生态建设的要求。

7.1.2.2 立式混凝土空箱

直立式混凝土空箱护岸是一种新型的结构形式。混凝土空箱用140#混凝土预制，80#水泥砂浆砌筑，箱内填以实土。考虑到抬运和砌筑方面，预制件不宜过大。这种型式外形美观，稳定性较好，砌筑方便，造价低，适用于没有大量石料的地区，但是水泥用量较多，易于受到冻胀影响，后期维护费用较高。

7.1.2.3 双绞格网石笼

双绞格网石笼挡墙属于柔性护岸形式，具有很好的柔韧性、透水性、耐久性以及防浪能力等优点。由于它的结构能进行自身适应性的微调，能够适应河床的变形和地基的不均匀冻胀，整体结构不会遭到破坏，具有一定的稳定性;透水性较好，可以减少墙体后的地下水压力，同时能够满足护岸在生物、环境方面的需求。施工方便，受气候干扰较小，且适宜于机械化操作。但是对变形要求较高的承力结构和对防渗要求较高的结构均不适应。经过方案比选及现有护岸运行情况，本次工程护脚多采用双绞格网石笼护岸型式。本次河道护岸防护总长度为2 077 m(除生物防护除外)。

7.2 护岸工程纵向设计

本次护岸工程主要采用平顺护岸，根据河道现状情况及保护对象的重要确定河道的护岸形式。本次设计护岸形式主要有1∶2.0坡式双绞格网石笼护岸、垂直石笼护脚。护岸形式的选择即保证了河道岸坡稳定，确保了防洪安全的同时，又能够满足生态型河道的建设。

7.3 石笼垂直护脚结构设计

7.3.1 基础埋深确定

对于石笼垂直护脚的结构采用双绞格网石笼搭接的形式。根据《水工挡土墙设计规范》(SL379—2007)4.2.8 条，若没有水平防护护脚时，垂直护岸墙趾埋深宜为计算冲刷深度以下0.5 ～1.0 m，墙趾埋深宜为墙前地面以下0.5 ～1.0 m。因此按照计算冲刷深度，双绞格网石笼垂直护脚的基础埋深为设计河底以下1 m。

7.3.2 垂直护岸顶宽及边坡

采用两层双绞格网石笼搭接的方式，埋深的顶部高程为清淤设计河底，每层双绞格网石笼厚均为1.0 m。双绞格网石笼垂直护岸顶宽为1.0 m，底部双绞格网宽度为1.5 m。层与层之间两侧相差0.5 m。

7.3.3 岸坡顶高程

石笼垂直护脚上部做生态护坡，生态护坡顶高程为现状岸坎高程。

7.4 坡式护岸结构设计

本次护岸工程对于重点村屯段，岸坡没有任何工程措施的河段，采用坡式双绞格网石笼护岸。既保证了河道岸坡稳定，确保了防洪安全的同时，又能够满足生态型河道的建设。此次共建坡式护岸2 077 m。

7.5 生态护岸工程设计

本次护岸工程对于农田段，岸坡岸坡没有任何工程措施，并且岸坡植被较少的河段，采用生态护岸形式。河道清淤后在岸坡及岸上种植适于当地生长的杞柳，行间距0.6 m ×0.6 m，每穴两株，灌木中间撒播草籽。既保证了河道岸坡稳定，又能够满足生态型河道的建设。

7.6 桥梁段上下游岸坡防护工程设计

凤城市牤牛河干流现有跨河桥梁桥梁6 座，水流经过跨河桥梁时水流条件发生变化，对桥梁上下游岸坡稳定造成影响。为了保证牤牛河干流现状跨河桥梁上下游岸坡安全，通过修建护岸工程对桥梁段上下游河道岸坡进行防护，总防护长度为237 m。防护的顶高程为现状岸顶高程，护脚顶高程为现状河底高程。岸坡防护厚度为0.3 m厚，护角尺寸为1.0 m×1.0 m。

［1］方永庆. 我国山洪沟治理模式探索［J］. 中国防汛抗旱，2013(02):15－18.

［2］李萍，詹晓. 驻马店市确山县碾盘沟治理工程设计要点［J］. 河南水利与南水北调，2012(24):8－9.

［3］何秉顺，黄先龙，张双艳. 山洪沟治理工程设计要点探讨［J］. 中国水利，2012(23):13－15，36.