双陈河秀古镇段防洪工程护岸设计分析

徐 晶

(抚州市水电勘测设计院，江西 抚州 344000)

1 工程概况

双陈河秀谷镇段防洪工程位于金溪县北部，沿秀谷镇双陈河上游段两岸布置，双陈河为东乡水上游段，东乡水是抚河右岸的一级支流，为抚河水系的四大支流之一，又名南北港、云山河。东乡水在金溪县境内称双陈河，本工程位于双陈河上游段，河段基本为天然河岸，无任何防护措施。河道地势平坦，双陈河秀谷镇河段长7.365 km，河床高程为52.17～68.10 m，河岸高程为54.72～70.59 m，现状10年一遇洪水位为57.61～74.11 m。

双陈河秀谷镇段防洪工程保护人口7.54万人，保护农田0.27万hm2。工程级别为Ⅴ级，主要建筑物为5级，次要建筑物为5级，临时性建筑物为5级，治理标准为10年一遇。

2 河道现状险情及存在的问题

双陈河秀谷镇段属山区河流，暴雨所产生量大而集中的地表径流，从而造成洪水灾害，秀谷镇境内双陈河河道岸线受水流冲刷局部坍塌、崩岸严重。双陈河秀谷镇段现状河岸存在问题，见表1。

表1 双陈河秀谷镇段现状河岸存在问题

3 护岸型式选择

护岸设计依据《堤防工程设计规范》(GB 50286—2013)和实测地形图进行。根据其他工程的实践经验，一般采用平顺护岸的形式进行处理。护岸结构型式常选用的有干砌块石、格宾石笼、自嵌式植生挡墙 、植生护坡、植草+鱼巢砖挡墙等。根据本工程特点，拟选用五种方案进行比较。

3.1 干砌石方案

干砌石方案优点是施工简单，块石适应性强，已砌块石能对水流及河床的后期变形自我调整能力强，易于加固，一次性投资较少，护岸效果较好，有利于河道内渔业繁殖。目前施工技术成熟。其缺点是工程整体性差，在水流长期作用下，有部分块石会逐渐损失，因而需要进行间断性维护加固。

3.2 自嵌式植生挡墙方案

方案优点是施工工艺简单，均为预制件，充填材料要求低。缺点是造价较高，对安装要求较高。

3.3 格宾石笼方案

方案优点是施工工艺简单，优点是固脚整齐，有线条，层次感。缺点是造价相对高些，对石材要求较高。

3.4 植草+鱼巢砖生态挡墙方案

方案优点是施工工艺简单，均为预制件，充填材料要求低。缺点是造价较高，对安装要求较高。

3.5 植生护坡方案

方案优点是施工工艺简单，均为预制件，充填材料要求低。缺点是造价较高，对安装要求较高。

3.6 比选结论

护岸方案比选，见表2。

表2 护岸方案比选

综合上述，从工程造价、施工工期等情况，根据岸线走势、土质、村庄、农田分布与镇区发展规划等情况，结合相关类似工程综合考虑本次护岸型式采用上述各种形式进行衬护。

4 护岸设计

4.1 干砌块石护岸工程

(1)护岸位置。双陈河左岸长2.334 km，桩号BZ3+650～BZ4+505、BZ4+715～BZ5+615、BZ5+745～BZ5+948、BZ7+173～BZ7+549；右岸长2.479 km，桩号BY3+445～BY3+905、BY4+010～BY5+035、BY5+331～BY6+026、BY7+125～BY7+442。属于迎流顶冲的，岸线附近基本为农田的，为防止河水进一步切割岸线，拟采用干砌石坡式护岸稳固河势。

(2)护岸原则。浅滩部位的河岸线，河床以下开挖成倒梯形槽抛石，底宽1.0 m，厚0.8 m，边坡1∶1.0，河床以上采用干砌石，干砌石顶宽0.6 m，边坡1∶1.5，砌石顶高程为常水位以上1.0 m，砌石顶用10 cm厚C15混凝土压顶。

4.2 自嵌式植生挡墙工程

(1)护岸位置。双陈河左岸长0.407 m，桩号BZ6+154～BZ6+561；右岸长0.300 km，桩号BY6+225～BY6+525。属于迎流顶冲且对景观有要求的河段，为防止河水进一步切割岸线，拟采用自嵌式植生挡墙护岸稳固河势[1]。

(2)护岸原则。河床以下C20混凝土基础厚0.2 m，下设0.1 m厚C15混凝土垫层，自嵌式植生挡墙尺寸为0.458 m×0.30 m×0.150 m，挡墙顶高程为正常水位以上1.0 m，挡墙顶用15 cm厚C15混凝土压顶。

4.3 格宾石笼工程

(1)护岸位置。双陈河左岸长0.322 km，桩号BZ1+563～BZ1+885；右岸长0.327 km，桩号BY1+555～BY1+882。属于迎流顶冲，岸线附近基本为农田的，为防止河水进一步切割岸线，拟采用格宾石笼挡墙护岸稳固河势[2]。

(2)护岸原则。河床以下基础埋深0.7 m，下设0.1 m厚C15混凝土垫层，格宾石笼尺寸为1.5 m×1.0 m×0.5 m，顶高程为正常水位以上1.0 m。

4.4 植草+鱼巢砖生态挡墙工程

(1)护岸位置。双陈河左岸长1.841 km，桩号BZ0+000～BZ0+435、BZ0+545～BZ1+063、BZ1+967～BZ2+165、BZ2+253～BZ2+309、BZ2+440～BZ2+510、BZ2+665～BZ2+875、BZ3+025～BZ3+379；右岸长1.257 km，桩号BY1+960～BY2+740、BY2+888～BY3+365。属于迎流顶冲、岸线局部坍塌、崩岸的，为防止岸线继续坍塌，拟采用植草+鱼巢砖生态挡墙护岸稳固河势[3]。

(2)护岸原则。河床以下基础埋深0.5 m，下设0.1 m厚C15混凝土垫层，植草及鱼巢砖挡墙尺寸为2.0 m×0.5 m×0.5 m，顶高程为正常水位以上1.0 m。

4.5 植生护坡工程

(1)护岸位置。双陈河右岸长0.955 km，桩号BY0+000～BY0+504、BY0+604～BY1+055。属于迎流顶冲的，为防止岸线继续坍塌，拟采用植生护坡稳固河势。

(2)护坡原则。河床以下基础埋深0.5 m，植生护坡坡比为1∶1.5，护坡尺寸为0.8 m×0.6 m×0.1 m，顶高程为正常水位以上1.0 m。表3为河道护岸情况统计情况。

表3 双陈河秀谷镇段河道护岸情况统计情况

4.6 护岸设计计算

4.6.1 水流冲刷深度计算

考虑抗冲、级配及石料来源等影响因素，块石粒径按式(1)～式(2)计算[4]。

(1)

(2)

式中：hs为局部冲刷深度，m；H0为冲刷处的水深，取5.27 m；UCP为近岸垂线平均流速，取2.08 m/s；n为与防护岸坡在平面上的形状有关，取0.2；UC为河地面上允许不冲流速，m/s；η为水流流速不均匀系数，根据水流流向与岸坡交角查表，本工程交角≤200°，查表得η=1.25。

根据以上计算成果，水流平顺段最大冲刷坑深度为0.83 m，本次设计埋深1.0 m，其埋深大于最大冲刷坑深度，满足水流抗冲刷要求。

4.6.2 块石护坡厚度计算

斜坡干砌块石护坡的斜坡坡率为1.5～5.0时，护坡厚度按式(3)～式(4)计算：

(3)

m=cota

(4)

式中：t为斜坡干砌块石护坡厚度，m；K1为系数，干砌块石取0.266；γ为水的容重，取10 kN/m3；γb为块石的容重，取26.5 kN/m3；H为计算波高，取0.5 m；m为护坡坡率，取1.5；L为波长，取50 m。

经计算，t=0.305 m，本次设计取0.4 m。

4.6.3 块石质量要求

由于受水流的长期冲刷，必须要求块石新鲜、完整，具有一定的强度、硬度和良好的水理特性。风化岩石、泥岩以及裂隙发育岩石和片状、条状、带尖角岩石均不得使用。本工程块石的主要物理力学指标为：湿抗压强度 >50 MPa；软化系数>0.7，块石密度≥2.65 kg/m3。

5 结 语

文章对双陈河迎流顶冲、岸线附近基本为农田的河段，拟采用干砌石或格宾石笼挡墙护岸稳固河势；对属于迎流顶冲且对景观有要求的河段，拟采用自嵌式植生挡墙护岸稳固河势；对属于迎流顶冲、岸线局部坍塌、崩岸的河段，拟采用植草+鱼巢砖生态挡墙或植生护坡稳固河势；通过对双城河秀古镇段河岸进行岸坡整治，提高了双城河秀古镇河段的防洪能力，人民生命财产和经济社会发展的防洪安全保障问题得到有效解决，治理河段的水生态环境状况亦得到改善。