河道蓄水区防渗衬砌方案对比分析

刘志奇

摘 要 以某穿城河道为例，对蓄水区河底四种防渗衬砌方案主要从优点、缺点及投资三方面进行了综合比较分析，最终确定防渗方案选用复合土工膜防渗结合干砌石衬护方案。该方案渗漏量较小，抗冲流速大，适应地基变形能力强，抗冻、抗浮性较好，且投资最小。

关键词 蓄水区;防渗;干砌石;复合土工膜

概述

开展山水林田湖生态环境综合整治是共建山水林田湖“生命共同体”，旨在全面改善提升生态环境，加快生态文明建设。改善河道现状，使其过流能力满足防洪标准。

良好的水环境，是生态宜居的重要标志，越来越多的地区建设把人与自然的和谐作为提高区域竞争力、展示区域魅力、实现可持续发展的有效举措。同时居民生活水平的提高，对防洪保安的要求和生活环境的要求意识逐渐提高，加紧穿城河流防洪工程治理对促进地区经济发展和维护社会稳定提高群众生活质量具有积极的意义。

文章以穿某城区河道治理为例，叙述了穿城河道综合治理的主要内容，详细对城区连续大水面景观（蓄水区）设计中河底衬砌方案优点、缺点及投资三方面进行综合对比分析。最终选用了渗漏量较小，抗冲流速大，适应地基变形能力强，抗冻、抗浮性较好，且投资最省的柔性防渗衬砌方案即复合土工膜防渗结合干砌石衬护方案[1]。

1某穿城河道综合治理工程布置及建筑物

（1）河道工程：为满足河道防洪、排沙和蓄水等多功能要求，治理段河道工程设计包括清淤疏浚、防渗处理和堤岸防护等。河道治理长度为3.4km。根据河道及两岸工程现状，断面采用矩形断面，设计河道底宽为60m，河底纵坡3‰～4.5‰，河道两岸防护形式基本采用半重力式钢筋混凝土挡墙结构。桩号2+500～3+400采用复式梯形断面，纵坡为2‰～3‰，河道断面分成主槽和子槽两部分，主槽河底宽约90m，子槽底宽70m。

（2）蓄水工程：为改善河道两岸生态环境，在河道内布置1座陡坡、4座橡胶坝及2道溢流堰，建筑物之间采用适宜的衬砌方案，使河道在枯水期保持常水位，形成连续大景观水面，满足河道的景观性要求。

（3）桥梁工程：整治工程共涉及5座桥梁，其中有2座桥梁因河道扩挖，现状桥梁长度不能满足过流要求，需要进行拆除重建。另有2座桥梁为新建桥梁，用于连接原有河道两侧道路。桥梁上部结构均采用简支预应力空心板结构型式。下部结构设计包括盖梁和桩柱设计。桥墩采用桩柱式，基础采用钻孔灌注桩。桥台结构形式为桩接盖梁式，基础采用钻孔灌注桩。桥台盖梁、桥墩盖梁及桥墩墩柱、系梁均采用C30F200，灌注桩采用C30[2]。

2蓄水区防渗衬砌方案对比分析

2.1 蓄水区防渗衬砌重点考虑以下四种方案

（1）方案一：干砌石+复合土工膜（柔性防护）

防渗结构自上而下为40cm厚干砌石， 10cm厚碎石垫层，20cm厚中粗砂垫层，复合土工膜（两布一膜，膜厚0.6mm），土工膜锚固于两岸混凝土基础内。

（2）方案二：混凝土面板+复合土工膜（硬性防护）

防渗结构自上而下为20cm厚 C25混凝土面板，复合土工膜（两布一膜，膜厚0.6mm），土工膜锚固于两岸混凝土基础内。

（3）方案三：格宾石笼护底+复合土工膜 （柔性防护）

防渗结构自上而下为50cm厚格宾石笼护底，10cm厚级配碎石，20cm厚中粗砂垫层，复合土工膜（两布一膜，膜厚0.6mm），土工膜锚固于两岸混凝土基础内。

（4）方案四：联锁砖+膨润土防水毯 （柔性防护）

防渗结构自上而下为20cm厚预制混凝土联锁砖，50cm素土保护层[3-5]，膨润土单位面积含量5.0kg/m2。

2.2 防渗衬砌方案对比分析

根据以上四种方案，主要从优点、缺点及投资三方面进行对比分析及选用：

（1）方案一：干砌石+复合土工膜

优点：渗漏量较小，抗冲流速大，适应地基变形能力强，抗冻、抗浮性较好;缺点：对块石形状要求较高;投资：3218万元 。

（2）方案二：混凝土面板+复合土工膜

优点：渗漏量较小，抗冲流速大，外观整体性强，便于清淤;缺点：河底硬化，不生态;投资：4996万元。

（3）方案三：格宾石笼护底+复合土工膜

优点：渗漏量较小，抗冲流速大，适应地基变形能力强，抗冻、抗浮性较好;缺点：不便清淤;投资：6094.0万元。

（4）方案四：联锁砖+膨润土防水毯

优点：渗漏量较小，抗冲流速较大，适应地基变形能力较强;缺点：抗冻、抗浮性能差，不便清淤;投资：7012万元。

3防渗衬砌方案选用

根据以上分析结果可知：四种方案的滲漏量均较小，能够满足蓄水功能要求。根据投资分析，方案一最为经济，方案二次之，方案三、四造价均较高。考虑治理段河道地下水位较浅，水位的变动会使护砌产生变形，方案一、三、四均属于柔性防护，能够适应地基变形，但方案四的抗浮性能稍差，且投资较大，方案三投资也较大。

经技术和经济等方面综合比较分析，防渗方案选用方案一即复合土工膜防渗结合干砌石衬护方案[6]。

4结束语

穿城河道综合治理中连续性大水面的形成，需要通过对河道地质、地下水等条件进行综合分析，经技术和经济综合比选选用适宜河道形成水面的衬砌方案。以保证设计方案的合理性与安全性。

参考文献

[1] 佚名.水利工程建设标准强制性条文（2016年版）[EB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/2bacad7e7d1cfad6195f312b3169a4517723e59d.html，2019-4-10.

[2] 防洪标准：GB50201-2014[S].北京：中国标准出版社，2014.

[3] 水利水电工程等级划分及洪水标准：SL252-2017[S].北京：中国标准出版社，2017.

[4] 河道治理设计规范：GB50707-2011[S].北京：中国标准出版社，2011.

[5] 堤防工程设计规范：GB50286-2013[S].北京：中国标准出版社，2013.

[6] 渠道防渗工程技术规范：GB/T50600-2010[S].北京：中国标准出版社，2010.