申 慧

（中工武大設計研究有限公司新疆分公司 新疆 烏魯木齊 830000）

1 北疆山前平原區(qū)洪溝概況

1.1 地形地貌

沖積平原是由河流沉積作用形成的平原地貌。在河流的下游，由于水流沒有上游般急速，而下游的地勢一般都比較平坦。河流從上游侵蝕了大量泥沙，到了下游后因流速不再足以攜帶泥沙，結果這些泥沙便沉積在下游。尤其當河流發(fā)生水浸時，泥沙在河的兩岸沉積，沖積平原便逐漸形成。北疆山前平原區(qū)一般位于山前沖洪積扇緣地帶，所以地勢平坦開闊，地貌類型單一。

1.2 洪水成因

北疆山前平原區(qū)洪溝洪水大致可分為融雪型、暴雨型兩種類型。

（1）融雪型洪水

融雪型洪水由區(qū)域內積雪融化形成，主要發(fā)生在春季，隨著氣溫的迅速上升，平原區(qū)冬季積雪融化，使得融化的雪水從四面八方匯入洪溝，從而造成洪水災害。

（2）暴雨型洪水

暴雨型洪水由發(fā)生在中低山帶的暴雨形成，多出現于7～8月，受地方性局部天氣和地形條件的影響較大，暴雨籠罩面積內降雨強度大，集流時間短，局部區(qū)域形成超滲產流，這類洪水來勢兇猛，突漲突落，洪峰高但洪量不大。

以上兩種洪水都為坡面洪水，洪水陡漲陡落、歷時短、來勢兇猛、洪量集中、危害大。

1.3 洪溝概況

區(qū)域內相同的洪水成因形成了北疆山前平原區(qū)洪溝共同特點：只在融雪季節(jié)和暴雨季節(jié)才有洪水，平時多為干溝；洪溝縱坡一般為5%～10%，受洪水影響，洪溝涉及范圍廣，細小沖溝眾多，沖溝多呈S型擺動，溝底下切嚴重，縱深較長，兩岸則被削出直立陡坎。

2 生態(tài)格賓谷坊在北疆山前平原區(qū)洪溝治理中的應用

北疆山前平原區(qū)洪溝治理多采用的方法是在洪溝兩岸修建防洪堤，防洪堤的修建起到了匯集洪水，暢通洪水通道的作用，減輕了洪水對洪溝兩岸的淘刷，阻斷了洪溝繼續(xù)向兩岸擴展，但無法解決溝底下切問題。

為防止溝底下切和溝岸擴張最實用就是谷坊工程，谷坊按采用建筑材料的不同，可分為：土谷坊、石谷坊、植物谷坊、混凝土谷坊、生態(tài)格賓谷坊等，其中生態(tài)格賓谷坊因施工簡單、造價低等優(yōu)點在近年來被廣泛應用在北疆山前平原區(qū)洪溝治理工程中。

3 生態(tài)格賓谷坊設計

生態(tài)格賓谷坊設計主要包括防御標準、谷坊布置、間距復核、水力計算、結構設計和穩(wěn)定計算幾部分內容。

3.1 防御標準

谷坊工程的防御標準按10年～20年一遇，3h～6h最大暴雨，根據各地降雨情況，可采用當地最易產生嚴重水土流失的短歷時、高強暴雨確定。和防洪堤結合情況，應采用和防洪堤相同防御標準。

3.2 谷坊布置

選取合適洪溝段系統(tǒng)地布設谷坊群，繪制溝底縱斷面圖。根據溝底比降圖，從下向上初步假定各座谷坊位置，谷坊高度多為2m～4m，下一座谷坊的頂部大致與上一座谷坊基部等高。

圖1 谷坊布設示意圖

3.3 谷坊間距計算

谷坊位置初步布置完成，谷坊高度間距基本確定，復核淤滿后縱坡是否滿足《水土保持綜合治理技術規(guī)范.溝壑治理技術》（GBT16453.3-2008）規(guī)定的不沖縱坡要求。

式中：L——谷坊間距，m；

H——谷坊底到溢水口底高度，m；

i——原河底比降，%；

i'——谷坊淤滿后的比降，%；

由公式計算得，與下表中不沖流速相復核，滿足規(guī)范要求，谷坊最終問距可取假定間距。不滿足規(guī)范要求，應調整谷坊間距，直至滿足規(guī)范要求。

表1 淤積物淤滿后不沖流速

3.4 水力計算

初步擬定谷坊高度、型式，可進行水力計算。谷坊溢洪口一般設在頂部，采用矩形寬頂堰公式計算：

式中：Q——設計流量，m3/s；根據防洪標準對應設計流量選取。

b——溢洪口底寬，m；

h——溢洪口水深，m；

M——流量系數，一般采用1.55。

由以上公式即可確定谷坊結構尺寸和水深。

3.5 結構設計

根據水力計算結果，對初步選定谷坊結構做適當調整，調整應滿足以下要求：谷坊壩高為2m～4m，頂寬1m～1.3m，迎水坡1∶0.1～1∶0.2，背水坡1∶0.5～1∶1。谷坊下游為滿足消能要求可設置適當長度鋪蓋。

圖2 生態(tài)格賓網谷坊斷面示意圖

圖3 格賓網示意圖

格賓網網箱高為0.3m和1m兩種規(guī)格，寬為0.5m。選取鍍鋅類鋼絲，織成網孔50mm×60mm、允許偏差為±5%，鋼絲直徑2.6mm；填充石料為卵石或塊石，石頭尺寸大于80mm。

4 生態(tài)格賓網谷坊施工

4.1 土方開挖

施工單位必須根據設計文件，對有關數據、資料及施工圖中的幾何尺寸進行檢驗。施工單位應指定專人負責測量工作，并及時提供所需的測量資料。

4.2 放線定位

根據平面圖中定位點坐標確認網箱位置，并在控制點拉線以確認網箱平面位置。施工中對借用或設置的施工控制標志、高程點，必須嚴加保護，并定期檢測、校正。

4.3 格賓網綁扎

特別注意以下幾點：

（1）網箱的間隔網片與網身應呈90°相交后，才可進行綁扎每道組合絲綁扎必須是雙股線并絞緊，綁扎間距需要滿足設計要求。

（2）所有網箱拐角、相鄰邊絲、邊絲與網面交接處必須間隔25cm雙股綁扎一道。

4.4 格賓網安放

根據設計要求擺放網箱到位，并將每套網箱與上下、左右相鄰的網箱進行雙股綁扎，在邊絲與邊絲、邊絲與網片相鄰處進行綁扎。相鄰單元網箱的網片結合面每平米綁扎2處。在外露面綁扎木棍（鋼管或模板）以保證外露面平整，在封蓋完成后拆除。

徹底檢查空網箱是否與放樣控制線保持一致，網箱高程是否符合設計要求。沒有問題后方可進行下一步工作。

4.5 填充石料

進一步復核特別注意以下幾點：

（1）網箱內填石粒徑必須符合設計要求。

（2）外露面一層填石必須人工壘砌，需要將石料平整砌壘，保證平整度。以保證外觀。

（3）網箱外露一側必須設置水平固定絲，在每層網箱填石高度達到25cm鋪平后設置。水平固定絲呈“八”字形。

（4）必須依次、均勻、分層的向同層的各箱格內投料，嚴禁一次性填滿單格網箱。50cm高網箱分兩層投料。

（5）每層網箱填石完畢后，需要用細碎石對網箱頂部平整度進行修正后方可進行封蓋。

每層網箱封蓋完成后，檢查完高程和結構尺寸是否符合設計要求后方可進行頂部一層網箱施工。

4.6 土方回填

地面線以下格賓網谷坊鋪筑完成，即可對開挖溝槽進行回填，利用74kW推土機直接推平。

5 結語

通過多年的實踐經驗，谷坊工程是阻止河底下切，抬高侵蝕面，減緩河道縱坡，減小河水流速，減小沖刷最實用的防洪工程，如今已被廣泛運用于北疆山前平原區(qū)洪溝治理工程中，其理論計算和工程技術已非常成熟，生態(tài)格賓網雖是新型材料結構，但也被工程界認可，隨著科學技術發(fā)展，生態(tài)格賓網谷坊工程設計及施工技術會越來越成熟，同時會被越來越更多工程使用?！?/p>

[1]水土保持科普知識讀本[S].水利部水土保持司編輯,2003.

[2]水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范應用指南[S].黃河水利出版社,2006.

[3]水土保持生態(tài)工程規(guī)劃與設計及其參考案例[S].黃河水利出版社,2010.

[4]水土保持綜合治理技術規(guī)范.溝壑治理技術[S]（GBT16453.3-2008）,中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局.中國國家標準化管理委員會.