辽河干流台安县险工治理对策

杨小宸，郝林南

（1.辽宁省水利水电科学研究院有限责任公司，辽宁沈阳110003；2.辽宁省防汛抗旱保障中心，辽宁沈阳110003）

1 概述

台安县位处辽河下游，境内河长82km，大部分河段属于蜿蜒型河段，河道弯道凹岸众多。辽河含沙量高，主槽摆动性大，在水流冲击和泥沙冲淤影响下，河道主槽横向摆幅逐年加大，危及堤防，形成多处兑岸险工。加之汛期强降雨后，河道行洪流量和水流的挟沙能力均大幅度增大，致使部分险工段险情持续加重，使辽河干流沿岸居民生活、生产安全受到威胁。因此，开展辽河干流台安县险工治理工程十分必要。

2 险工治理技术

2.1 治理原则

辽河干流台安县段险工覆盖范围较广，河道、堤防险工存在的问题、所处的环境均有所差异。根据历史、近期河道演变及河岸崩塌情况，研究治理河段内深泓、岸线等平面变化、断面变化及河床冲淤特性，进而分析河道未来的演变趋势，因地制宜、因势利导，顺应河道自然走势，依地形和实际情况合理布局，确定防护型式。根据河势，蜿蜒型河段的治理思路基本分为两大类：一是稳定并维持河势现状，防止险工发展扩大；二是改变河势，促进河势向有利的方向发展[1]。此次辽河干流台安县险工治理，对于兑岸险工主要采用以稳定河势的平顺护岸型式为主，护岸采用抗冲性能和生态效果均较好的石笼护岸，护脚采用软体沉排型式。对堤脚串沟，修建高洪丁坝增加挑流消浪、促进落淤固脚，减少对大堤的冲刷。以“尊重自然、生态优先、因地制宜”为设计理念，在设计时将水利建设与生态保护统筹考虑，融入新理念，结合新工艺、新技术的研发，将生态环境水利工程技术运用于辽河干流台安段险工治理中。

2.2 软体沉排护岸结构

护脚稳定是护岸稳定的前提，因此，护脚应具备较好的抗冲刷、抗变形、耐浸泡等特性。险工传统护脚形式主要有柴排、丙烯布软体排、绿滨垫、混凝土块体、沉枕或抛石等。在辽河台安段险工治理中，采用复合土工格栅为排体、块石和铅丝石笼圆枕为压载体的新型软体沉排结构，这种结构形式具有较好的抗冲刷性、形变适应性、整体性和耐久性[2]。

排体和排体上的压载体是该种新型软体沉排护岸的主要结构部分。其中，排体为复合土工格栅，通过热熔复合工艺将加筋层和反滤层加工成型，提高了排体强度和抗冲刷性能。排体边缘和排体上表面一定距离内布置筒状铅丝石笼枕压载，排体其他位置采用块石压载，通过用铁丝固定的方式将石笼枕和排体之间及多个石笼枕的交叉位置连接，增强了排体整体稳定性，结构示意图见图1。与仅用块石压载的传统方式相比，采用石笼枕与块石压载相结合的方式抗水流冲刷破坏的能力更强，一旦某一部位受到冲刷破坏，也不会影响沉排整体结构，因此，排体耐久性能更强。此防护结构设计获得了国家实用新型专利授权[2]。

图1 软体沉排护岸结构示意图

2.3 软基条件下丁坝技术

在辽河台安段险工治理中，对于堤防堤脚外有连续坑塘的情况，针对汛期洪水漫滩堤脚临水产生淘刷，导致堤防出险的问题，通过修建高洪丁坝，增加挑流的效果，促进落淤，减少堤脚淘刷和波浪对大堤的冲刷，消除堤防险情隐患。但由于该河段为淤泥软基，基础承载力不足，丁坝在此修建容易产生不均匀沉降，从而导致坝体基础蜇势失稳。为解决该问题，该河段采用了一种适用于软基条件下的丁坝技术。

这种丁坝的主要结构为软基基面，软基基面上自下而上依次铺设长丝机织土工布、聚丙烯双拉塑料格栅，上方则为坝体。长丝机织土工布横向宽度略大于聚丙烯双拉塑料格栅，由此包裹住聚丙烯双拉塑料格栅并进行固定，结构示意图见图2。土工合成材料强度和韧性较强，且能紧贴地基表面，便于施工，易于一次性大面积铺设。因此，采用该种工艺处理的坝体基础，抗拉强度高，施工工艺简单，能很好地保护和增强地基强度，避免不均匀沉降。此防护结构设计获得了国家实用新型专利授权[3]。

图2 丁坝结构示意图

3 险工治理效益分析

辽河干流台安县段险工段治理工程于2018年底通过竣工验收，几年来取得了较好的效果。根据六间房水文站实测数据，2020年9月14—15日，辽河流量达805m3/s，辽河台安县段险工与现状堤防工程共同发挥作用，使该河段的河势基本得到控制，有效改善了由河道游荡摆动带来的诸多问题，岸线和水流趋于稳定，沿岸防洪保安全能力进一步提高，保护沿岸的农田免受洪涝灾害的威胁，减轻水流兑岸、堤防崩塌溃堤给正常生产、生活等造成的影响，对推动台安县工、农业生产的健康有序运行，促进台安县的经济可持续发展具有非常积极的现实意义。同时，险工治理与岸上生态措施相结合，有效稳定河势、理顺主槽、固岸保滩、防治水土流失、促进生物多样性和生境重建、改善区域生态环境质量，为河道生态恢复创造了更为广阔的空间，取得明显的环境效益。