浆砌石护坡在阜康市四工河治理中的应用及效果

王莉，王曰鑫

（1．阜康市水利局，新疆 阜康831500；2．山西农业大学 资源环境学院，山西 太谷030801）

新疆维吾尔自治区阜康市四工河河谷形态呈“U”型，河床纵坡4．3%，河谷最大宽度为480 m，河谷两岸发育有三级阶地，河道两岸多年遭受洪水的严重侵蚀破坏，直接危及到了下游引水干渠、耕地、村庄的安全。2010年，重点对该段河道采用浆砌石导流堤进行了总体综合整治，经过2011年一年的运行，经历了3次洪水冲刷，建筑物没有产生变形、沉降、倾覆等破坏，坝身之间形成了淤积浅滩，达到了设计预期目的。说明了该河道险工治理中浆砌石护坡工程设计取得了圆满成功。该工程采取浆砌石护坡措施，可有效地降低护坡工程造价而且确保该工程的安全性，可为同类工程提供一种值得借鉴的处理方法。

1 工程概况

阜康市范围内四工河河道治理工程总长13．5 k m，10年一遇的洪水流量为41．5 m3·s－1，河道在没有综合整治以前，护岸、护堤、护坡等建筑物极少，局部的护堤零星分布，形式单一，且较不规整，未进行系统的综合规划设计。已有的护堤构筑物也年久失修，基本上已丧失其护岸功能，不能正常发挥作用。河床不断被冲刷或淤积，河床形态不断发生变化，河道主流游摆不定，河床的变化又反过来影响水流状态，它们互相影响，互相制约，处于不停地变化和发展过程中。每年夏季汛期，河道内主流游摆不定，对两岸河岸冲刷很严重，尤其西岸的冲刷更为严重。近几年，这种侵蚀破坏仍在继续发展，并且愈演愈烈。本次河道整治的目的就是采取系统的工程措施，对河道进行治理，使河道形状及水流形态向有利的方向发展，避免洪水时造成巨大的灾难。

2 工程任务及规模

2．1 工程任务

防洪标准：

根据现行《防洪标准》（GB 50201－94）［1］、《堤防工程设计规范》（GB 50286－98）［2］及《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》（SL252－2000）［3］，确定该堤防工程等别属Ⅳ等工程，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级；洪水设防标准为10年一遇。

防洪规划目标及建设内容：

整治工程为四工河渠首上游段13．5 k m的河道整治及四工白杨沟、力孜沟及孤沟3条山洪整治工程。

通过本次工程，提高其防洪能力，确 保河道两岸的耕地、村庄、建筑物的防洪安全，使其防洪标准达到相应设计洪水标准。

3 河道治理工程状况

3．1 河道治理规划的原则

对境内四工河河道进行全局规划、综合治理，规划中一方面要兼顾上下游及左右岸的利益，另一方面要分清主次，遵循因势利导、重点整治的原则，顺于河流的自然演变规律。

3．2 河道治理工程措施

阜康市境内四工河河谷两岸有三级阶地，其中比较大的冲沟有力孜沟、西沟和白杨沟。河道受冲沟水流影响，在横向水流作用下，凹岸冲刷，凸岸淤积十分明显，大部分地段形成了河道险工段。险工治理拟主要采取河道裁弯取直及浆砌石护坡等工程措施。

3．2．1 河道裁弯取直工程

河道裁弯取直是根本改善蜿蜒曲折型河势的重要措施。对于河窄水深河段的凹岸险工单纯用护岸工程是无法控制和稳定河势的，特别是弯曲率较大的河势，应首先考虑人工裁弯方案。如辽河的何家裁弯与兰家裁弯，自1987年人工裁弯后，实践证明是成功的，基本稳定了河势。本河道裁弯取直工程主要采用了新建浆砌石护岸坝体工程。

式中：hB为局部刷深度（m）从水面算起；hp为冲刷处的水深（m）以近似设计水位最大深度代替；vcp为平均流速（m·s－1）；v允为河床面上允许不冲流速（m·s－1）；n为与防护岸坡在水平面上的形状有关，一般取n＝1／4［2］。

计算结果为hB＝2．95 m，取hB＝3．0 m。

绘制浆砌石平顺护岸工程断面图如图1所示。

该工程2010年当年设计，当年施工，年底竣工。

3．2．4 护岸工程施工

（1）施工条件

治理河段均位于四工河河道内，各河段的施工场地均有简易的碎石路面与乌奇公路相通，对外交通较为方便。

3．2．2 浆砌石护岸工程

护岸工程主要有平顺护岸、丁坝护岸及混合式护岸等工程措施。阜康四工河河道治理主要采用平顺护岸。工程断面图见图1。0－500～0＋000段堤防低渗的边坡为1∶0．8，堤高为1．6 m，堤身采用混凝土板式护砌，厚度15 c m，堤的背水面坡为1∶1，堤基采用浆砌石坡式护堤，厚度为0．5 m，堤基平均深度为3 m，浆砌石采用细石混凝土卵石砌筑，0＋000～2＋600段堤防低渗的边坡为1∶0．8，堤高为2．0 m，堤身采用混凝土板式护砌，厚度15 c m，堤的背水面坡为1∶1，堤基采用浆砌石坡式护堤，厚度为0．5 m，堤基平均深度为3 m，浆砌石采用细石混凝土卵石砌筑。

工程施工中对浆砌石的要求［4～6］：1．边坡为浆砌卵石，混凝土要求用细粒混凝土，标号为C20，砂必须用水洗砂，含泥量不得超过3%。砌筑卵石一定要清洗干净；2．堤顶部宽度为1．5 m，包括浆砌石宽度，渠道外边坡度为1∶1；3．需要填方段，一定要夯实才能砌筑，渠底回填时必须要碾压、夯实，相对密度不小于0．8；4．洪道边梅花石直径必须≥30 c m。

3．2．3 护岸工程布置

根据弯道的长度和弯道的发展趋势，确定护岸长度主要材料采用浆砌石。其施工步骤及方法为：

（1）将迎水坡面修为1∶0．8的斜坡，浆砌石砌筑于坡面上，并延伸到河底的深泓线。

（2）基础采用浆砌石砌筑，厚度为50 c m。冲刷深度按非淹没式冲刷深度公式计算。

计算公式为：

图1 工程断面图（单位：c m）Fig．1 Engineering profile

在施工场地布置时，应合理利用河道两侧的空地，综合考虑多方面因素进行施工场地的布置，施工场地位于河道附近，施工用水可就近采用河水。

（2）施工工期要求

该工程为河道防洪工程，主要施工作业面位于河道内。各河道都属于季节性洪水沟河道，水量随汛期的到来有很大的增减，为了减低汛期施工可能带来的洪水冲毁临时导流设施的风险，尽量减少洪水造成的意外损失，所有河道的施工均应避开主汛期。

（3）施工导流

四工河为季节性河流，在非汛期仍然会有小降雨量产生的洪水，仍然可能在非汛期产生暴雨洪水。

建筑物保护对象为4级永久建筑物，导流建筑物级别为5级，导流洪水标准为5年一遇，主河道导流设计流量为35．12～38．38 m3·s－1，山洪沟设计流量为2．1～6．7 m3·s－1。采用塑料编织袋装砂砾石堆筑堤防形式导流。

4 运行效果

该工程2010年底竣工后，经过2011年一年的运行，经历了3次洪水冲刷，建筑物没有产生变形、沉降、倾覆等破坏，坝身之间形成了淤积浅滩，达到了设计预期目的。河道主流不再游摆不定，得到了控制，汛期节省了大量防洪人力和物力，经专家鉴定认为可达到长期安全稳定的效果。经过初步的运行，证明阜康市四工河河道整治效果非常明显，基本控制了水患，确保了引水干渠、耕地的安全，取得了巨大的防洪效益。这也说明了该河道险工治理中浆砌石护坡工程设计取得了圆满成功。

河道整治是进行河道防洪的重要方式，工程设计中选择合适的工程措施，采用合适的筑坝材料，对保证工程的安全具有重要意义。在河道整治中应注意顺坝的使用条件，仔细分析河道特征和水流特性，选择合适的治导线，因地制宜，因势利导，切忌生搬硬套，违背客观规律。阜康市四工河河道整治工程设计及运行效果充分证明了这一点。

［1］中华人民共和国水利部．防洪标准（GB 50201－94）［S］．北京：中国标准出版社，1994：1－4．

［2］国家技术监督局，中华人民共和国建设部．堤防工程设计规范（GB 50286－98）［S］．北京：中国标准出版社，1998：1－2．

［3］水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院．水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准（SL252－2000）［M］．北京：中国水利水电出版社，2000：7－9．

［4］水利部水利水电规划设计总院．工程建设标准强制性条文（水利工程部分）［M］．北京：水利水电出版社，2004：1－17．

［5］中华人民共和国水利部．水利水电工程施工组织设计规范（SL303－2004）［M］．北京：中国水利水电出版社，2004：30－42．

［6］中华人民共和国水利部．水工建筑物抗冰冻设计规范（SL211－2006）［M］．北京：水利水电出版社，2006：16－21．