方軍華

（河南省水利勘測設(shè)計(jì)研究有限公司，河南 鄭州 450000）

1 工程概況

西淠河為山區(qū)河道，夏季由于集中暴雨經(jīng)常發(fā)生大洪水，次數(shù)頻繁，洪水歷時(shí)短，流速大，河道岸坡沖刷嚴(yán)重。西淠河為坡陡流急的山溪性河流，洪水暴漲暴落，洪峰流量大，洪水次數(shù)頻繁，未進(jìn)行防護(hù)的岸坡容易崩塌。因洪水影響導(dǎo)致鎮(zhèn)區(qū)交通中斷，農(nóng)作物受災(zāi)或絕收、房屋倒塌等，近年來沿河局部進(jìn)行了護(hù)岸處理，局部修建了防洪墻或護(hù)岸工程，但由于這些擋墻未進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，擋墻高度不足（3m～6 m）、不連續(xù)等，且大部分為塊石堆砌而成，防洪標(biāo)準(zhǔn)低，部分護(hù)岸已經(jīng)坍塌破壞，未形成完整的防洪體系。

金寨縣西淠河青山鎮(zhèn)段治理工程位于金寨縣青山鎮(zhèn)，工程治理任務(wù)是通過河道堤岸防沖護(hù)砌，提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，河段治理總長度為12.6 km，工程起點(diǎn)位于青山鎮(zhèn)茅坪三嶺橋，終點(diǎn)位于汪院大橋。治理工程為新建河道擋墻護(hù)岸、現(xiàn)有擋墻護(hù)底加固及河道清淤，具體包括擋墻護(hù)岸3734 m，其中新建擋墻1436 m、拆除重建擋墻2298 m；現(xiàn)有擋墻護(hù)腳加固1528 m；河道疏通和拓寬清淤4975 m，新建護(hù)坡130 m。金寨縣所在的大別山區(qū)地處北亞熱帶大陸季風(fēng)氣候，容易形成集中暴雨，西淠河為坡陡流急的山區(qū)河道，洪水歷時(shí)短，流速大，河道堤岸防沖問題嚴(yán)重。本次治理工程的任務(wù)是通過河道清淤和堤岸防沖護(hù)砌使得河道防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到10 a～20 a一遇。

2 護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式比選

2.1 護(hù)岸型式選擇的基本原則

河道整治的第一目的是防洪安全，因此岸線的走向和布置，首先應(yīng)考慮河道過流斷面能否滿足安全宣泄洪水的要求，因地制宜，就地取材，節(jié)約工程量，河道可以擴(kuò)寬的地方盡量擴(kuò)寬，預(yù)留河道槽蓄能力，避免縮窄河道。河道岸線與河勢流向相適應(yīng)，并與大洪水的主流線大致平行，盡量減少岸坡被水流直接沖頂；根據(jù)河岸位置及地質(zhì)情況合理選擇護(hù)岸型式，護(hù)岸工程盡可能利用現(xiàn)有岸坡和有利地形，保持岸坡自然生態(tài)性，通過對治理河段的水位推求，合理確定河道護(hù)岸頂高程；在確保安全的前提下，兼顧使用單位和有關(guān)部門的要求，節(jié)約用地；結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)，營造河流景觀，體現(xiàn)生態(tài)、人水和諧的現(xiàn)代河道治理理念。

西淠河為山區(qū)河道，河床比降大，枯水期河槽內(nèi)基本無水，基坑開挖用于后期回填的土方就近堆放于河道側(cè)用于臨時(shí)擋水，并沿?fù)鯄A(chǔ)外側(cè)開挖排水溝排除滲水，控制地下水位低于基礎(chǔ)底面[1]。遇上游來水較大時(shí)，工程可暫停施工，待退水后復(fù)工。

2.2 護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式的選擇

金寨縣西淠河青山鎮(zhèn)段治理工程，項(xiàng)目區(qū)屬低山丘陵區(qū)，河道坡降大、流速快，洪峰流量大，山區(qū)土料匱乏，生產(chǎn)、生活用地緊張。河道護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式，常規(guī)有直立擋墻和坡腳低墻+斜坡護(hù)岸方案。采用直立擋墻防止岸坡失穩(wěn)，混凝土用量大，但是占地面積小，施工速度快。坡腳低墻+斜坡護(hù)岸方案在坡腳處建低墻，墻上采用斜坡護(hù)岸，工程占地相對較大，以護(hù)岸擋墻高度為6 m比選，直立擋墻投資較低墻略大，但由于現(xiàn)有道路及房屋沿河修建，用地緊張，無充足的空間放坡，故本次方案在道路及房屋沿河段采用直立擋墻。

2.3 擋墻型式選擇

6 m～8 m高度擋墻型式可采用重力式、衡重式和懸臂式，本次擋墻方案比選根據(jù)不同地段地質(zhì)條件、施工條件以及擋墻高度采用不同的型式。

方案一:衡重式擋墻。利用衡重臺臺上填土使擋土墻重心后移，增加墻身的穩(wěn)定，且下墻采用仰斜式，可減少開挖量，適用于山區(qū)地形陡峻處的擋墻。由于基礎(chǔ)面積較小，對于承載力要求相對較高，但基礎(chǔ)應(yīng)力分布均勻。

方案二:重力式擋墻。通過墻身自重保持穩(wěn)定，施工方便就地取材、適用性強(qiáng)。重力式擋墻斷面尺寸相對較大，因此對基礎(chǔ)承載力要求不高，但基礎(chǔ)應(yīng)力分布均勻性較差。

方案三:懸臂式擋墻。通過基礎(chǔ)填土平衡土壓力，施工工期較以上兩種長，基礎(chǔ)尺寸相對較大，因此對基礎(chǔ)承載力要求不高，基礎(chǔ)應(yīng)力分布均勻。

根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，擋墻基礎(chǔ)位于②卵石層，地基承載力較高，因此三種擋墻都可以用于治理本次工程[2]。以墻高6.5 m單位寬度的擋墻進(jìn)行比較。比選方案的結(jié)構(gòu)分析均選取完建期，基地應(yīng)力、應(yīng)力不均勻系數(shù)及穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果見表1，三種方案每延米主要工程量和投資見表2。

表1 擋墻型式比選方案穩(wěn)定分析計(jì)算成果

表2 擋墻工程量及投資分析表

從表1～表2可以看出，三種方案均能滿足抗滑和抗傾覆。方案一衡重式擋墻的基礎(chǔ)壓力大，但小于地基承載力，且方案工程量較小，相對投資較小，基礎(chǔ)開挖面積小，對周邊道路影響小。方案二重力式擋墻的地基承載力較小，相對投資較大，基礎(chǔ)開挖面積大，對周邊道路影響大。方案三懸臂式擋墻基礎(chǔ)壓力和不均勻系數(shù)為二者之間，投資最小，但由于施工工序較以上兩種多一個(gè)鋼筋加工、安裝，故在治理范圍內(nèi)緊貼道路和房屋段不適用。懸臂式擋墻擋土高度不適宜超過7.0 m，鎮(zhèn)區(qū)段擋墻需滿足20 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，在同時(shí)滿足沖刷埋深和設(shè)計(jì)洪水位的情況下，擋墻高度均超過7.5 m，故在鎮(zhèn)區(qū)段擋墻不采用懸臂式，只在擋土高度小于7.0 m且施工對周邊交通影響小的治理范圍內(nèi)采用此型式。

3 治理型式的具體應(yīng)用

根據(jù)不同段地質(zhì)、施工場地、擋墻高度確定采用適宜的擋墻型式，不同段具體治理采用型式見表3。

表3 擋墻型式表

治理過程中，西淠河光伏發(fā)電段、湯店村部左岸、湯店村部以及青山電站右岸段擋墻墻身質(zhì)量較好，但由于基礎(chǔ)埋深不足，現(xiàn)有擋墻基礎(chǔ)在洪水沖刷下出現(xiàn)脫空的現(xiàn)象，若不及時(shí)加固基礎(chǔ)、增大基礎(chǔ)埋深深度，擋墻隨時(shí)存在著傾覆的風(fēng)險(xiǎn)[3]，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。本次設(shè)計(jì)利用原有擋墻，在原有擋墻的基礎(chǔ)上通過植筋將鋼筋混凝土護(hù)底與現(xiàn)有擋墻連接成整體，保證擋墻基礎(chǔ)抗沖刷深度滿足要求，保證擋墻結(jié)構(gòu)的安全。

4 結(jié)論

河道擋墻護(hù)岸型式從經(jīng)濟(jì)、美觀和實(shí)用性三個(gè)方面對重力式、衡重式以及懸臂式進(jìn)行比選，最終根據(jù)工程實(shí)際情況在不同河段采用重力式、衡重式和懸臂式，擋墻高度為6.0 m～8.5 m。由于西淠河為山區(qū)河道，洪水期水流湍急，計(jì)算沖刷深度大，計(jì)算洪水位高，設(shè)計(jì)擋墻在滿足20 a一遇洪水以及基礎(chǔ)埋深要求的情況下，若考慮不采取護(hù)底的工程措施，擋墻埋深及結(jié)構(gòu)需加大，工程造價(jià)偏高；在擋墻設(shè)計(jì)高度大于8.5 m時(shí)，可在擋墻底設(shè)置鋼筋混凝土護(hù)底以滿足沖刷深度要求，減少擋墻墻身工程量、工程造價(jià)。金寨縣西淠河青山鎮(zhèn)段治理工程的實(shí)施，將完善西淠河流域的防洪除澇減災(zāi)體系，減輕區(qū)內(nèi)洪澇災(zāi)害損失，改變易澇多災(zāi)的面貌，為治理區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有利條件，同時(shí)兼顧輸水沿線城鎮(zhèn)及生態(tài)景觀用水，提升區(qū)域生活環(huán)境。