某河道水毁修复工程设计及施工方案分析

蒋　叙

(四川省雅安水文水资源勘测局，四川 雅安 625000)



某河道水毁修复工程设计及施工方案分析

蒋叙

(四川省雅安水文水资源勘测局，四川 雅安 625000)

摘要：随着使用年代的增长及后续养护工作的不到位，导致目前很多地区的河道质量问题较多，遇到洪涝灾害时频频被毁坏，使区域人们受洪灾威胁日益增大。因此，加强河道水毁修复工程已成为某些地区的当务之急。文章以四川雅安某水毁修复工程为实例，介绍并分析了关于河堤、护坡等设计及施工方案，为以后类似的工程提供了一定的参考经验。

关键词：水毁修复；河堤；护坡；设计；施工

0引言

四川大部分地区位于青藏高原、四川盆地以及横断山脉交界区，地质条件复杂，省内灾害频发，其中主要的自然灾害包括干旱、洪涝等。2013年7月8—9日，四川省经历1次暴风雨天气，造成岷江支流、沱江、涪江等多条河流超出预警水位，包括成都、德阳、绵阳、雅安等多地均受到洪涝灾害。地质环境复杂和境内河流发育较多共同造成了四川地区洪涝频发，所以加强河道建设工作已成为保障居民安全的重要途径。

1工程概况

雅安市位于四川盆地西部边缘、长江上游位置。雅安自古多雨，古语有云“雅无三日晴”因此也被称为“雨城”。雅安市地质地貌条件极其复杂，地势高差悬殊，气候的区域性、过渡性和复杂性突出。文章介绍的河道修复工程位于雅安市芦山县境内，总长度约为24.5 km，其中需要进行堤防治理的长度约为10.8 km，河道平整的长度约为4.6 km，预计工程总投资约为1025.0万元。

2工程主要存在的问题

主要问题有：

1)某些地段的堤防高度较小，当遇到特大暴雨时洪水会没过堤顶，对河堤两侧的居民、道路和农田的安全都造成巨大威胁。

2)某些地段的河堤出现坍塌、悬空现象，很多护坡砌石脱落，而且很多迎水侧护坡强度、防渗性都达不到标准要求。部分弯曲河道段大大阻碍了洪水的排泄速度，而且也给河堤造成了很大的压力，需要对堤线进行必要的开挖修改。

3河道水毁修复工程设计及施工方案分析

3.1河堤工程的修复设计及施工分析

3.1.1堤线设计原则

堤线布置是整个河道系统工程的基础，在布置时应遵循以下几个原则：

1)堤线尽可能顺着河流的自然流向布置，对个别原堤线弯度较大地段进行开挖取直处理。

2)对迎水侧的河堤进行必要的加固加高处理，此外尽量使交通线落在河道的背水侧，防止发洪水时被冲断。

3)堤线宽度在满足泄洪要求的前提下尽量避开城区和耕地区域，降低占地成本[1]。

3.1.2河堤高度的确定

河堤高度是最重要的参数之一，本工程设计增大堤墙高度以对一些地段河堤进行加高处理。而对堤顶超高的计算见公式1。经过计算得出堤顶超高Y=1.25 m，设计取值为1.30m。堤墙为浇筑混凝土结构，设计断面形状为梯形，底边长度范围在0.8～0.6 m，墙顶宽度为0.2m，示意图见图1。

Y=R+e+A

(1)

式中：Y为堤顶超高，m；R为设计波浪爬高，m，取值0.65 m；e为设计风壅水高度，m，本设计忽略不计；A为安全加高，m，取值0.60 m。

3.1.3堤身稳定性设计

堤身的防渗性对其稳定性有着很大的影响。由于河堤长时间处于水中，水会逐渐渗入到筑堤土料中，使其中的一部分土壤逐渐达到饱和状态，从而在堤身内部形成一条浸润线。当渗入水量超过堤身承受极限时，就会造成河堤渗漏和水土流失，进而有溃堤的危险[2]。本工程河堤的浸润线可根据公式(2)计算，其结果见下图1中红线所示。计算得浸润线系数k=0.09，而本工程河堤的承受标准为k=0.14，所以满足安全要求。

(2)

式中：h0为下游逸出点高度；q为总单位宽度渗流量，m3/s.m；k为堤身土渗透系数。

图1河堤断面结构示意图

3.1.4河堤堤身施工

由于早年施工技术及质量标准都较低的原因，目前该工程部分河段的河堤堤身强度不够，密实度较低，水土流失现象严重，因此对其进行开挖回填处理。本项目河堤为均质土堤，对筑堤土料有较为严格的限制，具体要求参数详见下表1。

对土堤采用分层填筑碾压的形式进行施工，每层填筑厚度约为0.4～0.5 m，相对密度>0.7，压实度应>0.93。若土料含水量达不到碾压要求，则要进行必要的洒水。堤身高度达到要求后进行人工修坡，使坡度符合设计标准(迎水侧为1∶2.0；背水侧为1∶1.8)[3]。堤身填筑所用到的土料一部分来自于开挖原土料，另一部分来自于附近的山头表皮土，主要成分是粉质黏土并混有少量角砾石，运距约为15 km。在对原河堤进行开挖时，注意原堤线的变化是否有利于泄洪排涝。此外，提前安排好土料存放位置。开挖出的土料也要进行必要的筛选加工处理。

在河堤堤顶建设有堤墙和小流量公路，为不影响交通，设计堤墙靠公路一侧为垂直面。公路设计为沥青混凝土结构，从下到上的结构依次为：堤基夯实土层、碎石铺层、沥青混凝土铺层。为防止路面积水，公路整体向背水侧倾斜，倾斜度为1.0%。

表1　堤身填筑料的物理力学指标表

3.2护岸工程的修复设计及施工分析

3.2.1护坡设计

护坡工程起着降低堤身水流冲刷及风化的重要作用，本工程结合河堤的实际情况，从“经济实用”出发，决定在迎水侧和背水侧采用不同的护岸形式[4]。其中迎水侧受水流冲刷程度较大，要求护坡的强度、整体性和防渗性较强，因此可选用浇筑混凝土护坡、浆砌石护坡等形式，这两种护坡的优缺点对比详见下表2。通过比较，本工程在迎水侧选用浆砌石护坡。考虑到美观及环境因素，背水侧选用网格生态护坡形式，见图2。

表2　护坡方案比较表

3.2.2护坡施工分析

砌石作为护坡的主要材料，要求质地坚硬，抗压强度>60MPa，最小尺寸为20×15×10(长×宽×厚)[5]。浆砌石护坡采用坐浆分层砌筑法施工，共分2～3层，具体施工方法如下：在夯实的护坡基础上铺设一层水泥砂浆，厚度约为5～7 cm；之后铺设砌石，砌石块体间留设2 cm左右的缝隙，保证砌石块体的稳定；砌石铺筑超过24h后进行勾缝施工。待该工段的第1层砌石铺设完成后，再进行第2层铺筑，其施工方法相同，但要确保两层砌石层的勾缝错开。

图2　网格生态护坡

在背水侧护坡基础上铺设混凝土预制块，块体间结合紧密，整体性和稳定性较好，且施工速度快。在混凝土块体内部充填营养土和草籽，之后洒水。生态护坡可充分发挥植物的固土作用，且能够美化环境，为建设河堤公园打下基础[6]。

4结语

河堤建设作为一项基础性项目应严把质量关，该工程投入使用后河道通水顺畅，能较好地应对暴雨天气，大大减轻了洪涝灾害对该区域居民生命财产的威胁，取得了较好的社会效益和经济效益。文章详细介绍分析了河堤水毁修复工程中堤身和护坡的设计及施工技术，可为以后类似的工程提供一定的可借鉴经验。

参考文献：

[1]李二顺，郭延峰，马真真.地下连续墙在泄洪尾水河道水毁修复中的应用[J].水利建设与管理，2015(01)：36-39.

[2]隋丽君.太子河南沙段河道水毁修复工程[J].黑龙江水利科技，2014(05)：32-35.

[3]董福君.辽河干流石佛寺段水毁修复工程的建设与管理[J].水利建设与管理，2012(11)：67-69.

[4]徐立凯.马伦下段护岸工程水凌水毁修复设计方案[J].黑龙江水利科技，2015(06)：25-27.

[5]李成华.简易模袋混凝土护坡在蛟河市水毁河道应急抢险修复工程中的应用[J].吉林水利，2013(12)：72-75.

[6]林拥军.河道水毁工程混凝土衬砌机械化施工探究[J].水利规划与设计，2015(10)：18-22.

中图分类号：TV861

文献标识码：B

[作者简介]蒋叙(1966-)，女，重庆人，助理工程师，研究方向为水文水资源。

[收稿日期]2015-08-28

文章编号：1007-7596(2016)01-0043-03