某河道治理岸坡防护工程设计要点

王相乐，唐桂华

（河南灵捷水利勘测设计研究有限公司，河南 南阳 473000）

1 工程概况

根据《防洪标准》《水利水电工程等级划分及洪水标准》，虑到治理段河道保护太平镇鱼库村、东坪村、太平村1.50万人，耕地133.34 万m2，确定此次蛇尾河治理段防洪标准采用10 年一遇，工程等别Ⅴ等、永久建筑物工程级别5级，临时建筑物级别5级。根据《中国地震动参数区划图》，工程区地震基本烈度为Ⅵ度，岸坡稳定可不进行抗震设计。根据《水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范》，护岸工程合理使用年限为30年。河道治理段设计原则：一是遵照国家及省市防洪治理工程的政策要求，全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理。二是以人为本，人水和谐的原则。维护河道健康生命，合理提高治理标准。三是因地制宜，注重实效的原则。不渠化、硬化、白化河道，护岸工程采用生态护岸，对村庄段及冲刷严重河段进行岸坡防护。四是资源节约，环境友好的原则。五是影响最小原则。结合纵横断面图及实际地形情况，根据少占地、少拆迁、工程量小的原则，尽量少占耕地，尤其是基本农田，从严控制管理用地，尽量在原有的河岸上布置，除局部岸线不太合理需要适当调整外，其余岸线保持不变。六是力求社会效益、生态效益和经济效益较好，因地制宜保护河道，清淤疏竣，完善排水系统、加固岸坡，确保行洪。西峡县蛇尾河太平镇鱼库村至太平村段河道治理工程范围为桩号0-140～5+800段河道整治长度共计5.94 km。工程通过对河底清淤清障，扩大河道行洪断面，局部险工段结合实际地形进行重点整修；局部顶冲段岸坡进行必要的加固，防止进一步冲刷坍塌，提高河道防洪能力，满足河道防洪标准，助力服务乡村振兴工程，为打造水清、岸绿、景美的乡村河道生态环境创造条件。

2 河道疏浚工程

河道内杂乱无章，杂草丛生，造成河道糙率大、流速小、河道均有不同程度的淤积，加之河道内建筑垃圾堆积，影响河道行洪。因此，本次治理对蛇尾河桩号0+400～0+535、0+668～1+620、4+990～5+100 及5+540～5+620 段河床及河床中突出部分卵石、块石、杂草进行疏浚整治，增大河道的洪断面，降低河道水位，疏浚长度共1.26 km。其中桩号0+400～0+535段河道清淤长度135 m，清淤面积1 200 m2，清淤控制高程938.05～933.00 m，清淤深度0.25～0.90 m；桩号0+668～1+620 段河道清淤长度930 m，清淤面积9 810 m2，清淤控制高程926.10～896.20 m，清淤深度0.20～1.46 m；桩号4+990～5+100 段河道左岸清障，清障控制高程810.80～809.00 m，清障面积2 700 m2；桩号5+540～5+620段河道右岸卵石堆按1∶2坡比进行清障，清障控制高程按左岸设计河底高程为准。本次对主河槽突出部分进行铲除，开挖的卵石、块石除回填外，剩余弃方运至临时堆土场，交由西峡县鑫达砂石有限公司处置。

3 岸坡防护工程设计

蛇尾河太平镇段为山区河道，主河槽狭窄，由于该地区人口稠密，耕地少，河道两岸种植农作物或居住人口，为避免占较多耕地，减少协调及征地费用，此次护岸均采用挡墙形式。

3.1 岸坡防护型式

挡墙方案选用浆砌石、干砌石及格宾石笼挡墙等3种方案比较，选取桩号5+600 典型断面。从结构构造的整体性、以抗压强度为主导的刚性、受地基变形及超设计侧向外力作用的柔性、透水性、耐久性、生态效应、施工技术要求、质量控制、材料要求、后期管理、每延米主要工程量（m3/每延米）及工程造价（元/每延米）等12个方面综合比较，确定优选方案。

由12个方面全面对比分析看出，格宾挡墙投资金额最大，但其抗冲、柔韧性和生态效果最好。经综合比较，结合生态治河总体思想，挡墙采用格宾挡墙与浆砌石挡墙结合形式。与现状浆砌石衔接段采用浆砌石挡墙，其他段采用格宾挡墙。

3.2 岸坡护砌设计

岸坡护砌3.83 km，其中左岸1.96 km，右岸1.87 km。

3.2.1 左岸岸坡护砌

桩号0-024～0+048、0+119～0+535、0+668～1+620、3+700～3+890、5+373～5+800段左岸岸坡未护砌，现状坡为砂质边坡，抗冲刷能力差，岸坡冲刷切割较严重，有坍塌现象，边坡稳定性较差。此次对桩号0+119～0+535、0+668～1+620 段左岸采用格宾挡墙护砌，格宾石笼挡墙护砌高3～6 m，顶部宽1 m，基础埋深1.50 m，背水侧及挡墙底部铺设土工布和土工格栅各一层。对桩号0-024～0+048、3+700～3+890、5+373～5+800 段左岸采用重力式浆砌石挡墙，内边坡直立，外边坡1：0.50，挡墙顶宽0.50 m，基础埋深1.50 m。

3.2.2 右岸岸坡护砌

桩号0-140～0+010、0+119～0+535、1+010～1+130、3+322～3+820、3+995～4+290、4+990～5+135、5+373～5+440 段右岸岸坡未护砌，现状坡为砂质边坡，抗冲刷能力差，岸坡冲刷切割较严重，有坍塌现象，边坡稳定性较差。此次工程对桩号0+119～0+535、1+010～1+130段右岸岸采用格宾挡墙护砌，格宾石笼挡墙护砌高3～5.50 m，顶部宽1 m，基础埋深1.50 m，背水侧及挡墙底部铺设土工布和土工格栅各一层。桩号0-140～0+010、3+322～3+820、3+995～4+290、4+990～5+365、5+373～5+440 段右岸采用重力式浆砌石挡墙，内边坡直立，外边坡1：0.50，顶宽0.50 m，基础埋深1.50 m。桩号3+322～3+820、3+995～4+290段右岸墙顶以上采用1∶2.50植草护坡。

3.3 挡墙稳定计算

桩号4+100断面右岸紧邻S331省道，且挡墙高度最高，综合确定为不利断面。故选取典型断面桩号4+100 右岸挡墙稳定计算。挡墙顶宽50 cm，外边坡1∶0.50，内边坡直立。

典型断面桩号4+100右岸挡墙稳定计算公式：

抗滑稳定：Kc=≥［Kc］；抗倾稳定：K0=≥［K0］；地基承载力验算

采用理正程序计算挡墙稳定，计算结果见表1。

表1 挡墙稳定计算成果表

据以上结果，挡墙的稳定及应力均满足规范，是稳定的。

3.4 护岸冲刷深度计算

《河道整治工程设计规范》冲刷深度计算公式（包括水流平行岸坡冲刷计算与水流斜冲岸坡产生冲刷计算）：

水流平行岸坡冲深：hB=；水流斜冲岸坡冲深

水流平行岸坡的冲刷计算结果见表2，水流斜冲防护岸坡产生冲刷计算结果见表3。

表2 水流平行于岸坡产生的冲刷计算表

表3 弯道断面顶冲冲刷深度计算表

4 设计工程量

主体工程：土方开挖10.71 万m3，土方回填7.77 万m3，砂卵石开挖12.87万m3，砂卵石回填9.53万m3，砌体3.22万m3。

5 结语

河道治理岸坡防护工程设计为河道险工段及顶冲段加固整修提供科学依据。在蛇尾河太平镇段桩号0-140～5+800河道整治长5.94 km范围内，了解工程概况，河底清淤清障；同时，针对岸坡防护型式、岸坡护砌设计、挡墙稳定计算及护岸冲刷深度计算等四方面着重进行河道岸坡防护工程设计。