谈太保河治理工程中设计方案如何适应岸线需求

朱光源,冯伟添

(广东省水利电力勘测设计研究院,广东 广州 510635)



谈太保河治理工程中设计方案如何适应岸线需求

朱光源,冯伟添

(广东省水利电力勘测设计研究院,广东 广州 510635)

太保河为清远市连山县北部1条集雨面积超过100 km2的河流,太保河治理工程为广东省山区五市中小河流治理项目中的治理方案较为典型的一宗。太保河治理段原状河道及其两岸形态尽不相同,制定具体治理方案需要分段处理,分法实施,根据现场具体情况采用适合该河段的工程措施,采用了山区中小河流治理工程中比较典型的治理断面和方法,使得河道治理更加安全、生态、自然。

护岸固脚；山区中小河流；因地制宜

1 工程概况

太保河位于连山县北部,发源于县内海拔1 249.4 m的王侯山次峰南麓。集太保镇和连南大坪镇的大部分径流,向东流出县境,在连南沿陂汇入连江支流三江河。流域面积为182 km2,河长为29.7 km,河流平均坡降14.5‰,总落差1 132 m,河床多为砂卵砾石层。太保河2015年治理河段为干流段治理,沿线主要有太保镇镇区,茂古洞,龙胫,龙尾,山口,莲塘,下百丈等多个重要行政村。干流治理长为9.25 km。从下游往上游根据地理位置及河道特性分为茂古洞段、镇区段、龙尾至天堂岭水电站段、下百丈段,主干河道宽度平均为20 m,经过农田的河段原状主要为自然生态岸坡,杂草丛生,岸高大多为1.5～3 m高,岸坡、河滩大多为农田开荒地,建设用地紧张,为河道两岸措施的布置带来不少难度。过镇区、村的河段部分已硬化为混凝土结构,已建房子的岸坡缺乏基础设计资料,布置方案难度大。

2 河道治理的典型措施

2.1 生态格宾石笼护岸

茂古洞段(TB0+000～TB1+380)为太保河的最下游河段,治理长度1.38 km,附近主要有茂古洞,旧城等村区。河道原状纵坡较为平缓,河宽10～15 m,两边均为农田,河道边滩淤积较严重,主槽显窄。该段为与主要支流茂古水的交汇河口,河口较宽,水位较深。对该段的治理方案有几点：①保证河口行洪,做好河道清淤,顺理岸线,保障河畅；②河岸结构充分利用河卵石,既减少弃渣料又生态,同时节约工程投资；③河口河水较深,不便于河岸砌筑工程,两岸为农田,可采用生态护岸结构。基于以上考虑,强坡固脚措施采用生态格宾石笼护岸,石笼尺寸为1 m×1 m,上下错开叠两层,基础埋深0.6 m,护岸顶高出清淤河底1.4 m,生态石笼护坡顶高程基本达本工程设计洪水标准5年一遇水位,岸坡上部为草皮护坡或者恢复为原有的农田。该类护岸实施在此处有两大优势：①施工灵活,可适应浅水施工,实施进度快;②岸坡结构紧为两个方形石笼,横向只有1.5 m,占地较少,可最大限度减少对农田的占用;③可充分利用河卵石作为笼子里的石材,既原生态,又节省耗材。茂古洞段生态石笼护岸设计断面见图1,治理效果见图2。

图1 太保河石笼护岸设计断面(单位：mm)

图2 太保河生态石笼治理效果

龙尾至天堂岭段从桩号TB7+267～TB9+479范围内约2.2 km两边均为农田,砂卵砾石堆积淤积河道,该段河道主要存在问题：①河道左右两侧土岸结构松散,岸脚有明显被掏刷的痕迹,水土流失严重;②该段为山区河流上游,河道落差大,比降大,河流流速较急,现状河道防洪能力较低;③冲积砂卵砾石淤塞河道,缩窄河道行洪通道,影响行洪。针对河道的现状,对该段的治理方案有几点：①清理河床的冲积砂石料以及河心滩,扩大河道行洪断面,顺理岸线,保障河顺河畅；②河床落差大,岸坡治理需要采用适应地形变化、抗拉性较好的柔性护岸材料；③两岸为农田,采用生态护岸结构,保障河道生物的生长环境不受破坏。基于以上考虑,强坡固脚措施采用生态格宾石笼护岸,护岸结构跟茂古洞段的一致,生态石笼护坡顶高程基本达本工程设计洪水标准5年一遇水位,岸坡上部为草皮护坡或者恢复为原有的农田。生态石笼护岸在该段实施有两大好处：①石笼为柔性生态结构,内部填料为石头,可适应地形变化及沉降,笼子之间网面钢丝缠绕成一体,形成整体,达到足够的抗拉强度。②石笼的空隙既可以长水草,亦可为河道鱼儿留一道栖息之地,保障河道的原生态延续。

2.2 埋石混凝土护岸

龙尾至天堂岭段桩号TB6+527～TB7+267及下百丈段TB13+925～TB14+871桩号共约1 692 m为太保主干中上游的天然急弯,迎流顶冲段切滩严重,岸坡常年受洪水冲刷(见图3),护岸结构采用混凝土结构,根据河道的实际情况兼顾就地取材便于施工的因素选用埋石混凝土护岸,虽然景观效果较差,但抗冲刷性强,适用于对抗冲刷要求特别高的直立护岸,且河道冲积石头较多,可充分利用河道原材料。为防冲刷,埋深布置为1.0 m,岸顶高度基本按高于5年一遇洪水位设计,埋石混凝土护岸设计断面见图4。

图3 太保河急弯受冲段现状

图4 埋石混凝土设计断面(单位：mm)

2.3 太保镇区水景观亮点段

该段为太保镇镇区段,河道流经太保的镇中心,岸线范围为桩号(TB2+890～TB5+542)两岸,治理河长约2.65 km,左岸房屋密布,岸边为混凝土硬直立墙,右岸为太保中心学校,有450 m有新建混凝土挡墙,但部分建筑弃渣及临时道路还没整理,岸脚为泥土结构,无任何防冲措施。从现场查勘来看,整个镇区段河岸凌乱不堪,淤积严重,河道水环境较差,岸坡毫无防冲护脚措施,存在极大安全隐患,急需整治。其现场照片见图5。

图5 太保镇区河段原状

镇区段是太保河治理的水景观亮点段。本段河道治理措施结合太保镇区的乡镇规划,做好岸坡稳固防冲措施以及行洪清淤的同时,适当布置人行步道、亲水平台、景观水陂布置等措施,打造属于太保河治理工程的亮点,让两岸居民有了实际的河岸以及风景线,对太保镇来说,该段河岸工程的治理顺应民意,河道及两岸环境带来了很大的变化,形成一道水景观岸线,为太保镇添加了亮色。

河道治理方案充分考虑两岸结构的特殊性,由于镇区房屋临河而建,因此首先需满足护岸结构足够安全,同时,要突出河道治理的特色。除此以外,重点考虑太保镇居民群众的休闲便捷以及临河观景。因此,治理方案包括两岸护岸、过道的布置以及生态景观陂的搭建,太保镇区段治理后的现状见图6。

图6 镇区两岸治理后现状

右岸镇区墙脚采用埋石混凝土直立墙护岸,并设置亲水平台,见图7中断面图。由于原状房屋岸线已硬化且岸脚位置不同意,岸线凹凸不顺直,采用埋石混凝土直立墙在屋墙外部立模砌筑,既可以增加岸脚的整体强度,又可以灵活修整岸线,顺直河道,岸墙设置80 cm的埋深防止掏刷,岸顶高露出常水位80 cm,护脚以后亲水平台步道采用表面砌筑卵石,增强河岸的观赏性。

图7 太保河治理工程镇区段断面示意(单位：mm)

镇区河段位于太保河主干的中下游,河宽约 25 m,河道较宽,日常水位较低,根据两岸水景观的布置要求,设置两座景观水陂分级蓄水。陂头布置在太保桥上游及镇区中段位置,既有对桥梁上游河水的消能,保护太保桥的作用,同时可以有良好的蓄水景观效果。两座陂头按照不同的样式布置,一座为直立跌水式(过水效果见图6),另一座为缓坡漫水式,从两岸往上游看,形成错落有致的动水效果。直立跌水陂头采用混凝土结构,保证强度。漫水陂则采用,陂头顶部利用大块河卵石砌筑,高出过水面20 cm,外露石面磨平,大块石用于低水位时人行,直径不低于 60 cm,间距为40 cm,在不影响日常过水的前提下,又有良好的水陂景观效果。漫水陂的设计纵断面见图8。

图8 新村段上游陂头纵断面示意(单位：高程 m,尺寸 mm)

2.4 露缝浆砌卵石护岸

山区中小河流治理的护岸措施首先是要达到强岸固脚,防冲防刷的效果,因此,在稳定两岸岸坡的安全以及稳定的前提下,首选强度较高,治理效果明显的措施,例如：混凝土挡墙护岸,钢筋混凝土挡墙,浆砌石贴坡,埋石混凝土挡墙等措施[1],但由于投资有限以及生态治理的原则考虑,山区中小河流不能通篇采用混凝土结构,实际护岸措施需根据当地当地材料以及治理的效果因地制宜。太保河主干经过镇区,山口村等村,这些居民区的河段治理方案应该考虑采用与当地环境相协调的材料与结构,尽量可以采用跟自然贴切的护岸结构,既可避免投资过大,又有地方特色。太保河镇区桩号(TB2+990～TB4+405)及山口村河段(桩号TB9+479～TB9+798)均经过居民区域,采用了露缝的浆砌卵石护岸结构,最底一层埋在河床底下,保证抗冲埋深,往上1层或者2层露出常水位一面的河卵石进行漏缝处理,缝槽约为20 mm深。浆砌石内主体结构砌筑强度按照设计标准达到M7.5,岸顶宽度为1.2 m,这样的护岸结构既可以利用河道原材料,节能减耗,减少投资,又具有自然生态的景观特色。在河岸用地条件紧张的情况下,可以满足当地群众临河而走的需求,提高了临河取水,观水的便捷性。浆砌卵石护岸设计断面见图9,太保镇区段露缝浆砌卵石护岸效果见图10。

图9 镇区段的露缝浆砌卵石护岸设计断面(单位：mm)

图10 镇区段的露缝浆砌卵石护岸效果

浆砌石挡墙是一种常见护岸结构,一般的结构为平缝或者勾缝处理,较为普遍,一般没有观赏效果,在山区中小河流治理中,在保证强度的基础上,采用露缝处理,突出河卵石石面。既有远观顺直的效果,也有近看凹凸的视觉感,可以达到生态美观的效果。

2.5 山口村上游段叠石护岸

山口村上游段(TB9+798～TB10+794),河道两岸多为梯田,岸坡高约3～6 m,河道落差较大。由于岸坡较高,且田地较多,不适宜开挖。河床较窄,砌筑挡墙难度大。筑墙在一定程度破坏了原有的自然岸坡。该河段主要位于上游,经查勘分析,最主要的问题是河道淤积,行洪不畅。由于河道大块的卵石较多,清淤后大块卵石只能外运使用或丢弃,因此,就地取材,利用河道中的大块卵石砌筑护岸,护岸断面见图11。叠大块石直立墙高1.5 m,埋深不小于0.6 m,把最大的的卵石放置以稳定前趾及上部结构,利用河道大块石料砌筑减少了清淤开挖料的的外运及丢弃,是中小河流治理工程中较为常用的一种护岸措施[2]。

图11 山口村上游段叠石设计断面

3 结语

太保河因地制宜、分段布置河道治理方案,采用了多种断面形式,是根据河道的实际情况以及当地群众的需求,务求安全同时不失亮点。太保河治理工程实现了防灾减灾,生态自然,就地取材,节约了工程投资,便民惠民。太保河治理工程为广东省中小河流治理工程连山县2015年度的项目,在投资有限的情况下,基本达到河畅、岸固、景美、水清的效果。山区中小河流治理工程每1条河流都有自身的状况及特点,如何能保证安全,措施合适,同时亦能满足两岸群众的需求,达到治理效果实现治理目标是我们往后需要继续探讨的重要内容。

[1] 吴建雄.浆砌石挡墙式防洪堤的改进及应用[J].水利科技,1994(4)：39-40．

[2] 刘祥,张源泉.叠石护岸在山区中小河流治理中的应用[J].建筑工程技术与设计,2016(3)：39-40．

(本文责任编辑 王瑞兰)

Design Scheme How to Adapt to the Coast in the Taibao River Regulation Project

ZHU Guangyuan，FENG Weitian

(Guangdong Hydropower Planning & Design Institute，Guangzhou 510635，China)

Taibao river is a river with catchment area of more than 100 km2 at the north of qingyuan city Lianshan county. Taibao river regulation project was typical in the management plan of small and medium sized rivers in five cities of Guandong Province. The river’s general situation and the situation on the both sides of the Taibao river is not the same, specific governance plan needs to deal with the piecewise points method, according to the specific site conditions suitable for the engineering measures of the river, a typical management section and method is applied to make the river more safety, ecological and natural.

revetment and bank-base strengthening； the small and medium-sized rivers on mountainous area； adptation to local conditions

2016-05-10;

2016-06-07

朱光源(1980),男,本科,工程师,主要从事水利水电工程设计工作。

TV861

B

1008-0112(2016)05-0095-04