沂江城上段河道治理工程护岸设计分析

宋明华，赵小军

(1.江西省吉安市新干县应急管理局，江西 吉安 331300； 2.江西省宜春市樟树市水利局，江西 宜春 331200)

1 工程概况

新干县沂江河城上段中小河流治理工程位于新干县城上乡境内，上游起于河陂村，下游止于大坑村附近，治理河道总长20.000 km，其中沂江河城上段长13.455 km，江上水支流长5.260 km，七琴水支流长1.285 km。现状河道存在的主要问题为河道岸坡陡峭、湿滑，岸坡抗河水冲刷能力弱，几乎无法抵抗。设计两岸新建护岸总长16.272 km，其中新建干砌石护坡长3.372 km，新建浆砌石挡墙护岸长2.975 km，新建混凝土预制块护坡长4.220 km，新建联锁式混凝土生态护坡4.205 km，新建生态挡墙护岸1.500 km。

工程防护区面积约为2.55 km2，保护人口多达0.6万人，保护耕地300 hm2。

2 护岸工程设计

2.1 浆砌石挡墙护岸

本工程在河岸旁、滨河公路段、水流湍急的地区、桥梁的上下游部分和傍河房屋密集段。沂江属我国境内江河支流，一旦产生水灾，其水流速度快、水平面上涨迅速、洪水冲击力强。为了防止水流不断冲刷河堤岸脚，就要采取特殊的浆砌石挡墙齿脚护岸，以此来减少河水造成的危害。

该段河道坡降大，且属于迎流顶冲段和崩岸段，比邻公路无法削坡。结合当地的建筑材料、地形地貌、气候天气等条件，采用浆砌石重力式挡墙护岸，断面型式分别是直立式挡墙和仰斜式挡墙。直立式挡墙顶宽大约0.5 m，背水面坡比为1∶0.3，墙高3.0 m左右，基础持力层为砂卵石层，深入河床冲刷线以下1.0 m，每隔10.0 m设置一沉降缝，缝内填闭孔泡沫板；仰斜式挡墙顶宽0.5 m，迎水面坡比1∶0.5，背水面坡比为1∶0.3，墙高3.0 m左右，基础持力层为砂卵石层，深入河床冲刷线以下1.0 m，每10.0 m设一沉降缝，缝内填闭孔泡沫板[1-3]。

2.2 混凝土预制块护坡

对边坡较缓且靠近村庄的河岸采用混凝土预制块护坡，能够有效地减少灾害的产生。 混凝土预制块采用六角形，边长30 cm，其混凝土标号为C15。

经计算混凝土预制块护坡厚度t=9.1 cm，参考类似工程在15 cm左右，预制块厚度取0.1 m，混凝土预制块下设垫层，由卵石、砂石等材料组建而成，厚0.1 m[1]。

对河道坡降小的迎流顶冲段和崩岸段、岸坡较缓且地质条件较好的河岸，采用C15混凝土齿墙上接混凝土预制块护坡，C15混凝土齿墙顶高程与河床设计高程保持一致，齿墙顶宽50 cm，高80 cm，墙顶以上接厚10 cm的混凝土预制块护坡，预制块护坡底下设10 cm厚砂砾料垫层，护坡坡比为1∶1.5，坡顶为宽80 cm的混凝土压顶，护坡顶部高程与河岸高程相同，要保证其处在同一水平面上。

2.3 干砌石护坡

对迎流顶冲河岸和地质条件较差的河岸采用干砌石护坡。

沂江河蜿蜒曲折，水流冲击力大，水流量也较高，在河道凹岸，形成迎流顶冲。根据现场调研与实际分析，沂江河两岸共有22个迎流顶冲险段，长度共有3372 m。护坡块石须选用完整、无裂痕、无裂缝、无风化的石块进行护坡，经计算以及参考类似工程，干砌石护坡的厚度选用0.4 m，下设砂卵石垫层，垫层厚10 cm。

对河道坡降小的迎流顶冲段和崩岸段、岸坡较缓且地质条件较差的河岸采用C15混凝土齿墙上接干砌石护坡，C15混凝土齿墙顶高程要与河床设计高程保持一致，齿墙顶宽50 cm，底宽86 cm，高约1 m，墙顶以上接厚40 cm的干砌石护坡，干砌石护坡底下设厚10 cm砂砾料垫层，护坡坡比为1∶1.5，坡顶为宽75 cm厚10 cm的混凝土压顶，护坡顶部高程与河岸高程持平，并尽量保持在同一水平面上。

2.4 联锁式生态护坡

对河道坡降小的迎流顶冲段和崩岸段、岸坡较缓且有景观要求的村庄或果园河段，采取联锁式混凝土生态护坡型式进行处理。河岸采用C15混凝土齿墙上接联锁式混凝土砌块护坡处理，C15混凝土齿墙顶高程与河床设计高程持平，齿墙顶宽0.5 m，底宽0.6 m，高0.8 m。常水位以下采用实心混凝土块，常水位以上采用空心混凝土块铺筑，空心混凝土块内可铺筑植物或撒草籽[2]。联锁式混凝土砌块下设一层土工布，护坡坡比为1∶1.5，坡顶为50 cm宽10 cm厚混凝土压顶，护坡顶部高程与河岸高程持平，并尽量保持在同一高度上。

2.5 生态挡墙护岸

对河道经过城上乡镇段比邻建筑物无法削坡、且有景观要求的河段考虑采用生态挡土墙护岸，在增强河岸稳定性的同时，也提高了生态观赏性。

生态挡土墙顶宽0.4 m，迎水面坡比1∶0.15，墙高3.0 m，砂卵石层为其基本持力层，深入河床冲刷线以下80 cm，生态挡土墙混凝土基础和压顶每20 m设一条分缝，缝宽20 mm，闭孔泡沫板塞缝，与挡土墙支护柱交错设置。砌块背水面常水位以下采用厚30 cm良好级配碎石铺筑，碎石粒径5～40 mm；常水位以上采用厚30 cm良好级配碎石(粒径5～40 mm)+黏土混合料。配比为良好级配碎石∶黏土=6∶4。墙后每隔60 cm高铺设一层土工格栅，铺设宽度为0.8倍挡墙高度，墙后填土必须分层回填压实，每层厚度≤30 cm。生态型挡墙砌块标准直面型，外形尺寸458 mm×305 mm×200 mm，单块重量40 kg。生态景观块连接件材质为玻璃纤维插销，土工格栅双向抗拉强度≥50 kN/m2，格栅前端通过玻璃纤维插销和砌块固定[3]。生态挡墙于常水位之上区域应设计绿化配套方案。

3 边坡稳定计算分析

堤防整体抗滑稳定计算采用瑞典圆弧滑动法。选择桩号YK6+700、YK4+400、YK5+800断面进行计算,如图1～图6。设计断面边坡整体稳定计算结果见表1。

表1 边坡稳定计算结果

从表1可以看出，整体的抗滑稳定性满足要求。

图1 YK6+700段岸坡施工期稳定计算成果

图2 YK6+700段岸坡高水位稳定计算成果

图3 YK4+400段岸坡施工期稳定计算成果

图4 YK4+400段岸坡高水位稳定计算成果

图5 YK5+800段岸坡施工期稳定计算成果

图6 YK5+800段岸坡高水位稳定计算成果

4 浆砌石挡墙稳定及应力计算

4.1 计算工况

(1)工况1。施工期完成建造情况，墙前无水，无任何情况产生。

(2)工况2。常水位的运行情况，墙前为常水位，没有高过其他水位高程。

(3)工况3。设计洪水运用情况，墙前为设计水位。

4.2 计算断面

选取最大的断面进行计算，本次选取的计算断面简图如图7。

图7 浆砌石挡墙稳定及应力计算(单位：mm)

4.3 计算成果

计算结果见表2、表3。

根据表3，不同形式的浆砌石挡墙在不同工况抗滑、抗倾及基底应力计算结果均满足规范要求。

表2 荷载组合

表3 浆砌石挡墙稳定应力计算成果表

5 结 语

新干县沂江河城上段中小河流治理工程针对河道岸坡现状不同险情分别采取不同的护岸型式。对河道迎流顶冲段和崩岸段，且比邻公路无法削坡的河段，采用浆砌石挡墙护岸；对岸坡较缓靠近村庄的河段采取混凝土预制块护坡；对迎流顶冲河岸和地质条件较差的河岸采用干砌石护坡；对河道坡降小的迎流顶冲段和崩岸段、岸坡较缓且有景观要求的村庄或果园河段，采取联锁式混凝土生态护坡。对城上乡比邻建筑物无法削坡，且有景观要求的河段采用生态挡土墙护岸。

本文根据工程实际情况，因地制宜，对河道岸坡分段治理，既没有摒弃传统的硬质护岸，又采用了生态护岸，对迎流顶冲、岸坡失稳等关键部位采用浆砌石挡墙护岸；对靠近乡镇或村庄等有景观要求的河段岸坡积极推广采用连锁块混凝土生态护坡或生态挡墙护岸，兼具防洪与改善生态美化环境功能。工程完工后将极大提高新干县城上乡的防洪标准，为城上乡人民生命财产安全提供可靠的保障。