邱麗娟
(撫州市水利局,江西 撫州 344000)
南豐縣萊溪鄉(xiāng)中小河流治理工程位于滄浪水中下游段,工程起點位于潭頭村橋下游200 m 處,終點位于畫樹村橋下游600 m處,擬整治河道總長11.05 km,主河道長10.42 km,九聯(lián)村支流長0.63 km。工程保護人口1.01 萬人,保護耕地0.10 萬hm2。
滄浪水是旴江的一級支流,主流發(fā)源于南豐縣與福建省建寧縣交界處付坊鄉(xiāng)廖家?guī)r村附近。 滄浪水源短流急,洪水暴漲暴落,對兩岸岸坡破壞力大,加之兩岸岸坡上部多為重粉質(zhì)壤土,下部為粗砂,河岸坍塌嚴重,形成許多險工險段,直接危及沿河村鎮(zhèn)和兩岸耕地安全。
現(xiàn)狀河岸段不同程度的沖刷及破壞,導致沿岸的一萬多畝耕地作物及其他保護對象出現(xiàn)不同程度的損害。九聯(lián)村排洪溝現(xiàn)狀淤堵、邊坡坍塌嚴重,使得村內(nèi)常年發(fā)生內(nèi)澇現(xiàn)象,嚴重影響當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。
護坡型式的選擇需因地制宜,在選擇護岸型式和材料時,應充分利用當?shù)卦胁牧?,在滿足結(jié)構(gòu)及防沖安全的基礎上,宜盡量選擇生態(tài)護岸,滿足環(huán)境美化、促進生物多樣性、提高水體自凈能力的要求。
本工程根據(jù)河道兩岸地形條件,類比南豐縣同類工程的建設經(jīng)驗,從減少征地、工程投資及生態(tài)景觀等方面考慮,對該段河道護岸型式采用了3 種設計方案進行比較。
護岸材料大致有干砌塊石護岸、C20混凝土預制塊護岸和生態(tài)磚三種,根據(jù)當?shù)貙嶋H情況,對三種方案護岸材料比較及投資比選,如表1、表2 所示。
表1 護岸材料比較情況
表2 護岸結(jié)構(gòu)方案投資比較情況
方案一:設計在岸坡采用100 mm 厚C20 混凝土預制塊護岸,下鋪100 mm 厚砂碎石墊層。
方案二:設計在岸坡采用400 mm厚干砌塊石護岸,下鋪150 mm 厚砂碎石墊層。
方案三:河岸底部采用400 mm 厚干砌塊石護岸,河岸上部采用生態(tài)磚護岸,坡比為1∶1.5 或1∶2.0,生態(tài)磚下鋪一層土工布進行反濾,坡頂與岸坡頂順接,護坡頂設C20混凝土壓頂,尺寸為寬×高=0.3 m×0.4 m。
護岸材料應在保證防洪安全的前提下,盡量選擇生態(tài)、環(huán)保材料。參照護岸材料的比較表及護岸結(jié)構(gòu)方案投資比較表,價格最高的為生態(tài)磚,其次為干砌塊石,生態(tài)磚單價高不適合大范圍使用,本次僅針對村莊段需要加固的岸段采用生態(tài)磚護岸。干砌塊石護岸價格比預制塊護岸價格略高些,但干砌塊石為散體,適應變形能力強,比預制塊更適用于長期受沖刷的岸段,又因其有縫隙易長草,比混凝土預制塊更生態(tài)。因此本次設計對非村莊段河岸采用干砌塊石護岸方案。由于現(xiàn)狀河段局部枯水位較高,考慮結(jié)合拋石固腳護岸方案,固本次加固方案有四種分別為:
(1)對局部坍塌的凹岸迎流頂沖段采用干砌塊石護岸,總長4.27 km;
(2)對局部枯水位較深且岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用拋石固腳+干砌塊石護岸,總長1.57 km;
(3)對臨近村莊且局部岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用干砌塊石+生態(tài)磚護岸,總長0.97 km;
(4)對臨近村莊、局部枯水位較深且岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用拋石固腳+生態(tài)磚護岸,總長1.05 km。
經(jīng)計算得到,本工程幾處流速較大、河岸處于迎流頂沖等基礎部位的沖刷深度為0.70~0.91 m,根據(jù)計算結(jié)果,并結(jié)合工程實際情況,左右護岸等基礎埋深深度取1.0 m[1]。
本工程采用干砌塊石進行護岸,經(jīng)計算,護岸坡面厚度為0.306 m,干砌塊石護岸厚度取為0.40 m[2]。
護岸設計依據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》及實測地形圖等進行。由于迎流頂沖、急流傍岸等原因形成的險段岸坡,需采取防護措施。按照不影響上、下游、左右岸地區(qū)和有利于行洪原則,結(jié)合其他工程處理經(jīng)驗,主要采取平順護岸固腳形式處理,以穩(wěn)定岸坡[3]。根據(jù)實測資料,結(jié)構(gòu)地形地勢、河勢及水流條件等情況,對兩岸岸坡進行防護。
2.4.1 護岸方案
通過現(xiàn)場測量及調(diào)查,河道兩岸穩(wěn)定岸坡坡度基本接近1.5~1∶2.0,因此本次護岸坡度采用1∶1.5 及1∶2.0 進行設計;對于局部緩于1∶2.0 的岸坡,采用現(xiàn)狀岸坡坡度進行防護。
枯水期水位高于現(xiàn)狀岸底0.5 m 內(nèi),采用干砌塊石護岸,護岸頂部設混凝土壓頂,底部設寬0.6 m ×高1.0 m M7.5 漿砌石固腳,固腳埋深為現(xiàn)狀線以下1.0 m。設計岸坡為1∶1.5~1∶2.0,干砌塊石護岸厚0.4 m,下設0.15 m砂碎石墊層。
枯水期水位高于現(xiàn)狀岸底0.5 m 采用拋石固腳+干砌塊石護岸,拋石固腳平臺頂寬1.5 m,頂高程高于庫水位0.5 m,拋石固腳坡度1∶2.0,拋石最小厚度不小于0.6 m[4];拋石固腳上部為干砌塊石護岸,護岸頂部設混凝土壓頂,底部深入拋石固腳平臺以下0.5 m,干砌塊石設計岸坡為1∶1.5~1∶2.0,干砌塊石護岸厚0.4 m,下設0.15 m 砂碎石墊層。
枯水期水位高于現(xiàn)狀岸底0.5 m 內(nèi),且為村莊段,采用干砌塊石+生態(tài)磚護岸,干砌塊石護岸頂部設寬×高=0.30 m ×0.65 m C20混凝土壓頂,底設寬×高=0.6 m ×1.0 m M7.5 漿砌石固腳,固腳埋深為現(xiàn)狀線往下1.0 m。設計岸坡為1∶2.0,干砌塊石護岸厚0.4 m,下設0.15 m砂碎石墊層;干砌石護岸上部為生態(tài)磚護岸,生態(tài)磚護岸頂部設寬 ×高=0.4 m ×0.3 m C20混凝土壓頂,設計坡比1∶2.0,生態(tài)磚厚度0.15 m,生態(tài)磚孔洞里回填耕植土并播撒草籽,生態(tài)磚下部回填0.15 m厚黏性土,黏性土下部鋪設200 g/m2反濾土工布。
枯水期水位高于現(xiàn)狀岸底0.5 m,且為村莊段采用拋石固腳+生態(tài)磚護岸,拋石固腳平臺頂寬1.5 m,頂高程高于庫水位0.5 m,拋石固腳坡度1∶2.0,拋石最小厚度不小于0.6 m,拋石固腳上部為生態(tài)磚護岸,生態(tài)磚護岸頂部設寬×高=0.4 m×0.3 m C20混凝土壓頂,設計坡比 1∶1.5,生態(tài)磚厚度0.15 m,生態(tài)磚孔洞里回填耕植土并播撒草籽,生態(tài)磚下部回填0.15 m厚黏性土,黏性土下部鋪設200 g/m2反濾土工布。
2.4.2 護岸范圍
本次護岸范圍主要為迎流頂沖且岸坡沖刷較嚴重,有重要保護對象的岸段。
2.4.3 加固情況
河段上游到下游各岸坡具體加固情況如下:
滄浪水左岸加固情況: 樁號K0+400~K0+600 段,保護對象為農(nóng)田及果園,處于黃滿村新橋上下游,局部岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,局部受水流淘刷嚴重,見坡腳掏空現(xiàn)象。設計對該岸段采用干砌塊石護岸。 樁號K1+550~K1+850 段,保護對象為果園,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴重,設計對該岸段采用干砌塊石護岸。 樁號K2+280~K2+550 段,保護對象為果園及公路,處于石家村橋上游,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,局部受水流淘刷嚴重,見坡腳掏空現(xiàn)象,設計對該岸段采用干砌塊石護岸;由于該段靠近大土寺,人口活動頻繁,本次擬在樁號K2+430~K2+500 段建一條1.75 m 寬、厚20 cm 的混凝土嵌卵石路面作為休閑游步道,下鋪15 cm 厚砂碎石墊層。 樁號K3+170~K3+280 段,保護對象為果園,處于賡溪村上游段,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴重,設計對該岸段采用干砌塊石護岸。 樁號K3+380~K4+100 段,保護對象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(賡溪村)而過,局部岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,表土外露,水土流失嚴重,設計對該岸段采用干砌塊石+生態(tài)磚護岸。 樁號K4+300~K4+850 段,保護對象為民房,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴重;設計對該岸段采用干砌塊石護岸。 樁號K4+850~K5+350 段,保護對象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(萊溪村)而過,局部岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,表土外露,水土流失嚴重,設計對該岸段采用拋石固腳+生態(tài)磚護岸。 樁號K6+150~K6+800、K7+850~K8+070 段,保護對象為農(nóng)田及公路,位于九聯(lián)村上游,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴重,設計對該岸段均采用拋石固腳+干砌塊石護岸。樁號K7+350~K7+570 段,保護對象為農(nóng)田及堤防,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷坍塌嚴重,設計對該岸段均采用干砌塊石護岸。樁號K9+650~K10+000 段,保護對象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(畫樹村)而過,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,表土外露,岸坡坍塌嚴重,水土流失嚴重,設計對該岸段采用拋石固腳+生態(tài)磚護岸。
滄浪水右岸加固情況:樁號K0+600~0+950、K1+250~1+550、K1+850~2+230、K2+950~3+170、K3+380~3+369、K4+100~4+300 段,保護對象為農(nóng)田及果園等,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,受水流沖刷重,局部岸腳出現(xiàn)小規(guī)模坍塌,設計對該岸段均采用干砌塊石護岸;樁號K3+380~K3+690 段,該處人口活動頻繁,本次擬在樁號K3+380~K3+690 段建一條1.75 m 寬、厚20 cm 的混凝土嵌卵石路面作為休閑游步道,下鋪15 cm 厚砂碎石墊層。樁號K5+050~5+250 段,保護對象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(萊溪村)而過,岸坡土體較松散,表土外露,存在坍塌隱患,設計對該岸段采用拋石固腳+生態(tài)磚護岸。樁號K5+350~K5+800 段,保護對象為堤防及農(nóng)田,處于迎流頂沖段,岸坡沖刷較嚴重,設計對該岸段采用拋石固腳+干砌塊石護岸。樁號K7+550~7+780 段,保護對象為堤防及果園,處于九聯(lián)村支流上下游,為迎流頂沖段,岸坡沖刷較嚴重,設計對該岸段采用干砌塊石護岸。樁號K8+900~K9+150 段,保護對象為果園,該段為迎流頂沖段,岸坡沖刷較嚴重,設計對該岸段采用拋石固腳+干砌塊石護岸。樁號K9+750~K10+000 段,保護對象為民房,現(xiàn)狀河道穿村(畫樹村)而過,岸坡土體較松散,表土外露,水土流失嚴重,設計對該岸段采用干砌塊石+生態(tài)磚護岸。
九聯(lián)村支流兩岸加固情況:右岸樁號J0+000~J0+630 段,保護對象為農(nóng)田及民房,處于九聯(lián)村附近,岸坡處于迎流頂沖段,岸坡土體較松散,局部受水流淘刷嚴重,見坡腳掏空現(xiàn)象,設計對該岸段均采用干砌塊石護岸。
文章針對滄浪水現(xiàn)狀存在岸坡坍塌等險情,經(jīng)過方案比選,選定干砌塊石及生態(tài)磚護岸型式,考慮到生態(tài)磚造價較高以及局部河段枯水位較高等因素,設計擬對局部坍塌的凹岸迎流頂沖段采用干砌塊石護岸,對局部枯水位較深且岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用拋石固腳+干砌塊石護岸,對臨近村莊且局部岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用干砌塊石+生態(tài)磚護岸,對臨近村莊、局部枯水位較深且岸坡坍塌的凹岸迎流頂沖段采用拋石固腳+生態(tài)磚護岸。
干砌石及生態(tài)磚護岸均符合河道生態(tài)治理的理念,工程實施后較短時間內(nèi)即可實現(xiàn)水清、岸綠、景美的畫面,工程設計方案推廣了生態(tài)治河的理念,具有一定的參考價值。