□齊英寶（新疆阿克蘇地區(qū)水利局）

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塔里木河上游沿岸護岸工程結構形式成敗分析

□齊英寶（新疆阿克蘇地區(qū)水利局）

摘要：塔里木河河床多變，汛期主流擺動頻繁，河床橫斷面變化大，無比較固定的主槽，具有“寬、淺、亂”的特性，是典型的平原游蕩型河道。隨著塔里木河河段河道兩岸侵蝕坍塌的不斷加劇，已逐步逼近河道兩岸的重要水利工程及交通、輸電線路。文章主要對塔里木河河段護岸工程結構形式進行優(yōu)化設計探討，并提出優(yōu)化設計方案。

關鍵詞：塔河護岸工程；結構形式；成敗分析

1　工程概況

塔河是我國最長的內(nèi)陸河流，位于天山南麓，自西向東由天山流經(jīng)塔克拉瑪干大沙漠北緣，是典型的平原游蕩型河道。漲水沖刷，落水淤積，相同流量時的落洪水位低于漲洪水位。漲洪時河床逐漸刷深過水能力加大；洪峰過后，落洪期間，河床回淤，水流歸槽，主流往往易位，發(fā)生劇烈的河床變遷，主流頂沖部位，河岸大量崩塌，河床局部沖刷至最大深度，一般也出現(xiàn)在這一時間。由于塔里木河河段防塌岸工程線長、點多、面廣，已建護岸工程標準低，受經(jīng)濟、技術等條件的制約已無法全面實施防洪規(guī)劃，也無法對河勢進行全面監(jiān)控，防塌岸基本屬被動防范，每年都要投入大量人力物力。一旦發(fā)生級別洪水，往往只能疲于應付、望河興嘆，極大地加重了團場和職工群眾的負擔。目前，塌岸問題已成為制約當?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展最嚴重、最緊迫的問題。隨著塔里木河河段河道兩岸侵蝕坍塌仍在不斷加劇，已逐步逼近河道兩岸的重要水利工程及交通、輸電線路。特別是自2002年加快城鎮(zhèn)化步伐后，采取措施對塔里木河阿拉爾段河道實施防塌岸綜合治理顯得迫在眉睫。

2　現(xiàn)狀防塌岸存在的問題

2.1險工險段多，防塌岸資金嚴重不足，防塌岸問題日益突出

塔里木河上游段雖已做過防洪規(guī)劃，但由于點多線長，險工險段多，受財力所限，由于資金嚴重不足，以往所建護岸工程基本上是一種“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”的狀況，難以按規(guī)劃的整治工程位置線實施，未能形成健全的防塌岸體系。同時，隨著塔河兩岸經(jīng)濟發(fā)展和人口增加、城鎮(zhèn)化水平的提高都對防塌岸安全提出越來越高的要求，防塌岸問題日益突出。

2.2現(xiàn)有防塌岸工程標準低

現(xiàn)狀受財力所限，護岸工程標準低，大多采用拋石順壩護岸形式，尚未達到穩(wěn)定情況，防沖性能不夠，為達到護岸目的，歷年還需隨沖隨拋，經(jīng)過幾年汛期沉陷河岸趨于穩(wěn)定后建設才算完成，維修加固費用高。

2.3現(xiàn)狀河岸超高不足

根據(jù)多年的觀測，主城區(qū)段洪水期岸頂超高基本在20～60 cm之間，遇有大風天氣，往往波浪爬上岸頂，加劇了河岸的坍塌，使兩岸受災面積大大增加。

2.4現(xiàn)有護岸結構形式與城市環(huán)境發(fā)展的要求不相適應

現(xiàn)狀采用的護岸結構形式建設標準低，外表不美觀，與城市總體規(guī)劃、經(jīng)濟、人居、房地產(chǎn)開發(fā)、濱河城市景觀建設等環(huán)境發(fā)展的要求不相適應，需要不斷研究與探索，以采用與之相適應的護岸結構形式。

3　已有護岸工程結構形式成敗分析

3.1草土壓梢順壩

20世紀70年代由于資金有限，修筑了大量的以草土壓梢結構為主的河彎護岸工程。工程完工后，由于草土壓梢重量輕，抗沖能力又差，順壩在沖刷下沉的過程中，底部梢料很容易被水流沖走，歷年汛期險情不斷。每年河道汛期（7、8月份），都要投入大量防塌岸梢料，安排專門人力進行守護?？撤ゴ罅康纳伊蠠o疑是對周圍生態(tài)環(huán)境的毀滅性破壞，因此這種護岸方式是不可取的。

3.2梢排塊石壓梢順壩

20世紀80年代前后，對順壩決口部位采用梢排塊石壓梢結構進行修復。同時對其余順壩用塊石壓梢全面進行加固，并在壩前大量拋投直徑1 m以上的包石梢捆。加固后順壩逐步穩(wěn)定，至今再沒有出現(xiàn)過險情，取得了成功。但同草土壓梢方式一樣，砍伐大量的梢料對周圍生態(tài)環(huán)境破壞很大，因此這種護岸方式也是不可取的。

3.3鋼筋混凝土井柱與草土壓梢相結合的順壩

20世紀90年代前后，采用鋼筋混凝土井柱與草土壓梢相結合的順壩壩型，當時的設計構思，想通過井柱的定位和導向作用，使導流堤在遭到洪水沖刷時能夠順著井柱下沉，不致被水流沖走。假如目的能夠達到的話，只要在汛期組織人力守護，丁、順壩邊下沉邊加梢填補，一旦包砂漿磚梢捆或壓梢底部達到最大沖刷深度以后，便會趨于穩(wěn)定。但是，實際上事與愿違，這一方案沒有成功。主要原因是：因為在丁壩壩前河床逐漸被洪水刷深的過程中，井柱迎水面和背水面的土壓力差也隨之逐漸增大，當土壓力差數(shù)值超出井柱本身的荷載極限以后，井柱便折斷。同時在草土壓梢順壩下沉的過程中，丁壩背面的土體向前滑動，將梢捆推入河中，被水流沖走，丁壩也就跟著水毀。

3.4井柱樁排透水丁壩

2000年，在總結塔里木攔河閘1#、2#丁壩失敗教訓的基礎上，在進行1#丁壩的修復設計時，從設法減小丁壩迎水面和背水面的土壓力差著眼，首次作出“井柱樁排透水丁壩”設計。透水丁壩當年建成，汛期投入運用，取得比較好的效果。井柱樁排透水丁壩的設計思路是：①井柱可以伸入河底最大沖刷深度線以下一定深度，樁根不會被水流淘出；②在兩根井柱樁之間，預留出一定的間隙，使丁壩在受到?jīng)_刷時，隨著丁壩迎水面沖刷坑不斷地刷深的同時，丁壩背面也被沖深，用以減小作用在丁壩背面上的土壓力，使井柱樁不致折斷傾倒；③控制井柱樁之間的間隙不能過大（一般間隙寬度占20%左右），使丁壩能將大部分水流挑離邊岸，從而達到護岸的目的；④丁壩壩根上游面，作一個拋石錐體，保護壩根，防止水流抄后路。根據(jù)現(xiàn)場觀測，井柱樁排透水丁壩在汛期挑流效果顯著。在主流頂沖的情況下，隨著壩前河底沖深，丁壩背面也同時出現(xiàn)一條平行丁壩的狹窄V形深槽。見圖1。

圖1　井柱樁排透水丁壩橫斷面圖

3.5拋石丁壩

近些年由于井柱樁排透水丁壩造價較高，施工時要事先填筑井臺，因此在臨近主流的地段施工，必須進行導流，施工條件有一定的局限性。曾先后在護岸工程中，采用了部分拋石丁壩，拋石丁壩主要設在拋石順壩的尾部，與拋石順壩連為一體聯(lián)合發(fā)揮護岸作用。隨著時間的考驗，這種形式較為成功。壩長50 m，與水流交角50°，丁壩間距100 m。見圖2。

圖2　井柱樁透水丁壩結構圖

4　結　語

通過塔里木河應急護岸、和田河彎道、攔河閘導流堤的修建、沖毀及搶險過程，40多年來通過不斷摸索嘗試了多種塔里木河護岸構筑物的結構型式。結果表明，拋石結構順壩與井柱樁排透水丁壩為塔里木河上較為成功的護岸型式。護岸工程的實施，將極大提高沿河區(qū)域的防塌岸標準，大大減少塌岸造成的損失，使沿河區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、人民生命財產(chǎn)安全都具有可靠的保證，其社會效益是顯著的，同時又對周邊的生態(tài)環(huán)境、自然條件改善也將起到積極的促進作用。

參考文獻

［1］王曉麗.趙興淼.山東省海河流域防洪建設探討［M］.水利規(guī)劃與設計，2010（5）.

［2］趙曉靈.淺談大堤加固的堤基防滲措施［M］.水利規(guī)劃與設計，2009（1）.

（責任編輯：劉青）

中圖分類號：TV861

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）04-0110-02

作者簡介：齊英寶（1981-），男，工程師，主要從事水利工程規(guī)劃設計管理工作。

收稿日期：2016-01-07