浮梁县西河黄坛段综合整治工程设计与施工技术探析

钟小年

(东莞市水利勘测设计院有限公司，广东 东莞 330200)

1 工程概况

浮梁县西河黄坛段整治工程，从大洲拦水坝开始，到南溪村溪水桥结束，整个治理河段长度为14.658 km，其中有7条汇入支流，4座拦水坝以及10座跨河交通桥，牵涉到南溪村、七甲村以及黄坛村等沿河村庄以及大部分耕地，保护人口数量2510人，保护耕地面积156.73 hm2。西河属于山区性河流，在汛期会出现洪水暴涨，断面不规则、河道弯曲，河槽宽度通常在40～60 m之间，其中淤积河段河槽宽为15～20 m，河道两岸除了南溪村和黄坛大洲村设置了防洪堤之外，其他河段两岸缺少防护措施[1]。

在此次治理河段中，有4座拦水坝存在不同程度损毁，其中大洲拦水坝因为较为单薄，长时间缺少管理，导致两侧边墙和部分坝体被冲毁，无法满足新时期的农田灌溉需求，且水坝下游的冲刷问题十分严重，存在较大的安全隐患，影响拦水坝的正常运行。具体如图1、图2所示。

图1 大洲拦水坝冲毁现状

图2 河段淤积

2 浮梁县西河黄坛段综合整治工程设计

根据西河黄坛段现状，此次工程设计核心内容主要包括护岸工程、河道疏浚和岸线整治等。对局部河道断面狭小和淤塞进行清淤、疏浚，其中疏浚重点段总长度为1.723 km。对迎流顶冲、岸坡塌方以及建筑物上下游处设置防护岸，长度为7.461 km。

因河道属山区性河流，洪水爆发历时短，流速快，所以岸坡加固中的顶部高程与原有坡顶高度相同。在护岸选择中坚持因地制宜的原则，联系河道所处区域设计生产型护岸以及生活区护岸。以生态护坡为核心，形成适合护岸形式，针对冲刷、崩塌严重的堤岸可以设计为护坡护岸。针对比较陡的坡岸可以选择M7.5仰斜式浆砌石挡墙护岸，挡墙紧贴岸坡进行砌筑，高程和下岸坡齐平，墙顶宽为0.8 m，背水坡比为1∶0.25，迎水坡比为1∶0.5，挡墙墙顶安装C20混凝土压顶，尺寸为0.8 m×0.2 m(宽×高)。基础顶面上需安装两排DN50UPVC排水孔，排水孔按梅花型分布，横向间距为2.0 m。或进行绿滨垫护坡施工，先于坡脚位置设置格滨笼护脚，其断面尺寸为1.0 m×1.0 m，绿滨垫护坡厚度为0.3 m，绿滨垫施工材料由PVC覆盖的锌、混合稀土合金镀层、5%铝等材料混合编制而成。结合景观、占地、造价等因素考虑，此次工程中的岸坡加固主要是迎流冲顶凹岸段，为此应该选择拥有较强耐冲刷性的绿滨垫护坡较为适合[2]。

河道护岸工程设计中，按照地方工程设计规范，计算平顺护岸和顺坝冲刷深度如式(1)、式(2)所示：

hs=H0[(Ucp/Uc)n-1]

(1)

Ucp=2Uη/(1+η)

(2)

式中：hs为局部冲刷深度，m;H0为冲刷位置水深，m;Ucp为近岸垂线平均流速，m/s;n为防护岸坡平面形状相关，取值1/4，U为行近流速，m/s;η为水流速度的不均匀系数;Uc为泥沙起动流速，m/s;按照地质勘查结果，砂卵石层不冲流速上1.05～1.20 m/s。通过计算，此次流速大、迎流冲顶等区域冲刷深度为0.74～0.92 m，而左右护岸和挡墙埋深为1.00 m。

此次设计中的新建堤岸挡墙全部是重力浆砌石挡墙，需要计算抗滑稳定安全系数，如式(3)所示：

KC=(f·ΣW)/ΣP

(3)

式中：KC为抗滑稳定安全系数;ΣW为墙体垂直作用力总和，N;ΣP为墙体水平受力总和，N;f为底板和地基间摩擦系数，取值0.45。

河道疏浚和清障工程设计中，主要结合当地实际状况，综合考虑亲水景观和防洪要求，按照河道底部高程线，选择重点河段开展疏浚设计。针对河道洲滩影响河道行洪，洪水摆动冲击大洲村岸问题，实施疏浚设计，深度以降低洪水摆动为基础原则，河底高程为74.26～75.90 m，纵坡设计是10.93%。

3 浮梁县西河黄坛段综合整治工程主要施工技术分析

3.1 施工准备

在接到监理单位和业主方通知后，建设单位施工准备过程中，需要组织实施材料、设备、施工人员进场报验、编制施工设计方案、图纸会审以及技术交底等工作，准备好各项施工条件后，立刻进行施工。

3.2 河道疏浚

河道疏浚施工中，主要是采用自卸载重汽车、装载机、挖掘机联合作业，清挖、运输河道中随着水流沉积的砾石、泥沙，强化河道行洪水平。针对河道疏浚工程河段高程控制点进行加密处理，从而对河道横断面高程进行随段测量，基于设计高程控制点，选择四等普通水准设置高程控制网。明确河道断面桩号，对河道横断面进行测量，可以选择通过水准仪对横断面高程进行测量，通常横断面中的右、中、左三点是主要测量点，遇到特殊断面，可以加密成五点，标志横断面疏浚高程。

因为河底大部分横断面都呈现出高低起伏现象，单纯通过经验或标志无法对疏浚高程进行有效控制，为此需要结合水准仪跟随挖掘机开展跟班作业，并对铲车、挖掘机疏浚高程进行全面控制。自卸载重汽车、铲车和挖掘机之间进行联合施工，疏浚中的土石方全部通过铲车或挖掘机进行装运，针对小土方河段可以选择通过挖掘机集中堆放泥土和沙粒，随后装车外运。如果需要对坡岸填土进行重新修整或堆放余土场地，可以选择通过大型铲车进行转运。按照设计和规范要求，河底疏浚后高程超挖不能高于40 cm，欠挖不能大于20 cm，同时填土整坡过程中不能减小河道过水断面[3]。

3.3 混凝土工程

混凝土工程施工方法如下：混凝土运输搅拌，进行机械拌制，于施工段周围设置混凝土搅拌机，通过小型装载机针对砂卵石等开展进料工作，利用小型装载机将混凝土运输入库。模板工程中选择木模板，混凝土振捣工作通过平板振捣器或插入式振捣器实施。混凝土洒水养护，使表层维持湿润状态，冬季需加盖茅草、草袋或稻草保温。最后是现浇混凝土工程。不同强度、部位混凝土需要满足相应的抗裂、抗渗和抗压要求。联系气象条件、混凝土运输和构筑物性质确定混凝土坍落度，尽量选择小坍落度，浇筑混凝土坍落度参考表1实施。

表1 浇筑混凝土坍落度

现场监理检查批准混凝土配合比，并按照要求严格控制送料拌和，数据误差控制如下，骨料±2%、混合材±1%、水±1%，通过滚筒拌合机搅拌2.5 min以上。混凝土运输工作主要是通过小型装载机或机动翻斗车实施，混凝土运输时间控制如表2所示。

表2 混凝土的运输时间控制

混凝土入仓的自由降落高度需要低于2 m，否则便需要设置溜槽缓降设施。混凝土浇筑中需要按监理要求的分段浇筑方向、厚度、长度、顺序分层，从低处开始，促进浇筑面的均衡提升，实施连续浇筑，如果中间停止并超出限定时间，需要实施冷缝处理。利用插入式电动振捣器进行捣实，其中部分区域可以进行人工捣实。严格控制混凝土浇筑温度，相关浇筑温度需要大于5 ℃，在低温寒潮环境下，需针对混凝土表层进行有效养护，预防出现裂缝。修补混凝土表层缺陷过程中，需要先洗净清除，随后通过水泥、混凝土和砂浆等规定填料进行重新填补，并做好养护工作，促进其和周围混凝土表层更好融为一体。

3.4 浆砌石工程

浆砌石施工涵盖材料运输、提供、铺填、砌筑、伸缩缝以及排水管设置等。首先需要将砌体表层腐殖土、垃圾、草皮等杂物彻底清除，随后平整、夯实基面，经监理检验达标后开展浆砌石施工。浆砌石块施工中，合理选择石料，通过铺浆法进行分层卧砌，石料洒水润湿，表层吸水但不留水。在结束砌筑的12～18 h内，做好养护，维持表层湿润度。砂浆砌筑选择M10水泥砂浆，通过搅拌机实施拌制，通过人力斗车运输。

所选砌筑石材需要保证新鲜坚硬，没有裂纹或风化剥落问题，石材表面没有水锈和污垢，砂料粒径在0.15～5 mm之间，细度模数是2.5～3.0。拌合用水符合《混凝土用水标准》(JGJ 63—2006)。砌筑前彻底洗净石块，维持饱和状态，将全部石块放置于新砂浆上方，于砂浆凝固前，保证缝隙满浆，固定石块就位。垂直缝满浆需要先在石块侧面填浆，随后通过侧压方式砌筑临近石块。按层砌筑石料，砌筑高差控制在1.2 m以下。砂浆凝固前需要勾好缝，沿石块砌缝砌凹状缝，使其维持自然原状。砌石转角好交接位置同步砌筑，针对无法砌筑面需要预留间断区域，形成斜槎。

4 结 语

综上所述，浮梁县西河黄坛段全面开展综合整治工程，需要结合工程概况，进行合理设计，明确相应的施工技术，为工程建设提供可靠保障。才能有效地强化西河河道整体行洪能力，维护工程建设范围内广大群众的生命财产安全。同时对沿途的乡村也能够起到一种美化景观的作用，营造和谐、优美的生活环境。