女儿河南票区万屯桥上、下游段综合治理堤防护岸工程分析

李春海

(朝阳华盛水利水电设计咨询有限公司，辽宁 朝阳 122000)



女儿河南票区万屯桥上、下游段综合治理堤防护岸工程分析

李春海

(朝阳华盛水利水电设计咨询有限公司，辽宁 朝阳 122000)

女儿河南票区万屯桥上、下游段综合治理河道长度8.8 km，修建堤防护岸工程。采取堤防、护岸防护等综合治理措施，提高女儿河两岸村屯、集中居民点、重要基础设施等防护对象的防洪能力，达到有效防御中小河流洪涝灾害的目的，改变洪水风险日趋严重的局面，减少人民群众伤亡和财产损失。

堤防；护岸；护坡；护脚；绿滨垫

1 工程主要设计内容

根据女儿河本河段存在的主要问题及工程任务，制定河道治理方案，确定工程主要设计内容为：对女儿河黄土坎乡8.8 km河段的左右两岸岸坡进行防护，修建堤防、护岸工程。

2 工程布置与典型设计

2.1 工程平面布置

工程治理范围为女儿河黄土坎乡河段，治理河道长度8.8 km，其中左岸治理长度为7.94 km，起讫桩号Z0+000～Z7+940；右岸治理长度7.6395 km，起讫桩号Y0+000～Y7+639.5。为了避免或减少工程占地，护岸工程平面上顺应河势，保障岸线自然形态。

2.2 工程设计范围

工程防洪标准为10 a一遇，护岸工程建成后，保护两岸耕地0.1万hm2，保护人口1.4万人，工矿企业12家，商业网点近百户。

女儿河南票区万屯桥上、下游段综合治理工程主要工程措施有堤防工程、新建护岸工程、河道疏浚工程等。

堤防工程：10 a一遇标准堤防总长2087 m。左岸堤防长1036 m，其中新建堤长329 m，桩号为Z0+000～Z0+329，加固堤防长707 m，桩号为Z0+329～Z1+036；右岸堤防长1051 m，其中新建堤长783 m，桩号为Y0+335～Y0+732、Y1+000～Y1+386，加固堤防长268 m，桩号为Y0+732～Y1+1000。

新建护岸工程：新建固滨笼护岸共计5043.5 m，其中左岸新建石笼护岸长2541 m，右岸新建石笼护岸长2502.5 m。

河道疏浚工程：现己完成清淤长度为1.4 km，本变更设计清淤长度为6.602 km，清淤工程桩号为K0+000～K6+602.4。

3 工程断面设计

3.1 护岸工程方案比较

2010年起，辽宁省中小河流、重点县、山洪沟等河流治理项目总体规划明确提出：“河岸防护应结合河流生态建设及周边群众需求，宜采用生态防洪形式。因此本设计选用常用的生态堤岸防护形式方案。”[1-2]针对河岸防护需求要素进行抗冲能力、景观效果、生态效果及工程造价方面的特点评价。

方案1：坡式绿滨垫防护。

防护形式简介：坡式绿滨垫防护的主要原理为将离散不抗冲的石块填筑至金属编制的网箱中，覆盖于需防护坡面，形成稳定性、抗冲性均较好的抗冲整体。主要材料为格网及块石或卵石。网面一般为钢丝材质，采用机械制成六边形网孔的网片，外层须进行镀锌合金防腐处理。将网片通过绑扎成箱笼，内填块石或卵石做成绿滨垫防护结构。该种堤岸防护形式于辽宁省小河流治理中应用较为广泛。

常用结构形式：应用绿滨垫防护的堤岸边坡坡度一般介于1∶2.0～1∶3.0，常用的设计坡度为1∶2.0；绿滨垫厚度一般采用 3 种常用规格，分别为 17 cm、23 cm及30 cm，辽宁省位于北方地区，在考虑抗冲性的同时须考虑冬季冰推力的作用，故普遍采用的厚度规格为30 cm；网片规格一般要求面层钢丝直径不小于2.7 mm，端部钢丝直径不小于3.4 mm，网径尺寸一般要求不大于8 cm×10 cm；内填石料一般要求最小粒径不小于15 cm，最大粒径不大于 30 cm。

抗冲能力评价：该种防护形式由于将离散不抗冲的较小块石、卵石形成整体，自身抗冲能力大大加强，且绿滨垫为柔性结构，能够适应堤岸边坡基础的不均匀沉降，稳定性较好。但绿滨垫格网外露，局部较易遭到破坏，网内砌石破坏后易脱落，不利岸坡整体稳定。根据湖南马克菲尔(中国)有限公司的欧洲实验室数据，厚度为30 cm的绿滨垫，极限抗冲流速为4.2 m/s。综合评价抗冲能力为较好。

景观效果评价：工程建成后坡面统一坡度，网面及砌石外漏，形成平整的堤岸视觉效果，视觉表现一般。由于绿滨垫厚度较厚，草皮、灌木及水生植物无法大量在坡面种植，仅会有零星杂草在洪水落淤后的坡面生长，无后期景观加工空间。根据辽宁省已建工程的实地考察及业主应用单位反馈，综合评价景观效果为一般。

生态效果评价：绿滨垫为柔性透水结构，不会隔绝土壤生态系统与河道流水之间的生态连接，利于生态系统交换。综合评价生态效果为较好。

工程造价评价：根据对已建工程的概预算资料统计分析，2.5 m高边坡，1:2.0坡度的坡式绿滨垫防护投资约 91 万元/km。综合评价工程造价为较低。

方案2：直立式固滨笼挡墙防护。

防护形式简介：直立式固滨笼挡墙防护是将生态格网组装成网箱，并装入块石等填充料的挡墙形式，主要构成材料为格网及块石或卵石。网面一般为钢丝材质，采用机械制作成六边形网孔的网片，外层须进行镀锌合金进行防腐处理。将网片通过绑扎成箱笼，内填石料等不风化的块石做成固滨笼挡墙防护结构。该种堤岸防护形式于辽宁省小河流治理中应用较为广泛。

常用结构形式：固滨笼挡墙一般采用直立式或错阶式作为主体结构，石笼单层厚度一般为1.0 m，顶层厚度一般不小于0.75 m，每增加1.0 m挡墙高度，下层网箱一般应比上层网箱宽0.5 m，以达到结构稳定。格网规格一般要求面层钢丝直径不小于2.7 mm，端部钢丝直径不小于3.4 mm，网径尺寸一般要求13 cm×15 cm；内填石料一般要求最小粒径不小于15 cm，最大粒径不大于30 cm。本工程固滨笼护脚和挡墙所需网孔尺寸15 cm×15 cm，镀锌钢丝，网面钢丝、边端钢丝直径不小于4.0 mm。

抗冲能力评价：直立式固滨笼挡墙防护具有较好的延展性和柔性，能适应各种土层性质并与之较好的结合，能很好地适应地基变形，不会因不均匀沉陷而产生沉陷缝等。墙体具有透水和自排水功能，有效解决孔隙水压力影响，稳定能力较强。根据湖南马克菲尔(中国)有限公司的欧洲实验室数据，尺寸为 1.0 m×1.0 m×1.0 m的固滨笼挡墙结构单元，极限抗冲流速为 5.1 m/s。根据辽宁省已建工程经验，结合厂家试验数据，综合评价直立式固滨笼挡墙防护的抗冲能力最强。

景观效果评价：工程建成后河岸为直立式，一般可作为复式断面的主槽防护，将滨水滩地景观与河流水面自然分隔，形成亲水、临水的视觉景观效果，有利于下阶段滨水景观设计。墙顶网面及砌石外漏，局部会形成平整但灰白的视觉效果。由于固滨笼挡墙厚度较厚，草皮、灌木及水生植物无法大量在墙顶及立面种植，仅会有零星杂草在洪水落淤后的迎水侧生长。根据辽宁省已建工程的实地考察及业主应用单位反馈，综合评价景观效果为较好。

生态效果评价：主体为柔性透水结构，不会隔绝土壤生态系统与河道流水之间的生态连接，利于生态系统交换。但固滨笼挡墙厚度较厚，不利于岸坡上的生物良好生存，生态系统及生物生存的环境会遭到一定的破坏。综合评价生态效果为一般。

工程造价评价：根据对已建工程的概预算资料统计分析，2.5 m高边坡直立式固滨笼挡墙防护投资约164万元/km。综合评价工程造价为最高。

根据以上方案比较结果可以看出，方案1坡式绿滨垫防护抗冲能力及生态效果均较好，工程造价较低，各个方面为方案比较中最为均衡的防护形式。因此，本次设计根据我省已经治理的中小河流及南票区地区河道整治经验，堤防型式采用绿滨垫护坡、固滨笼护脚；护岸型式采用固滨笼挡墙[3]。

3.2 堤防及护岸工程

根据我省已经治理的中小河流及南票地区河道整治经验，堤防护坡绿滨垫型式，护脚采用固滨笼型式；护岸采用固滨笼型式。由于保护对象为乡镇段房屋及耕地，设计堤防、护岸顶高程以不低于10 a一遇设计水位控制，以现状坡脚高程低值趋势线作为设计护脚顶高程，护脚埋深为1.3 m，固滨笼护脚，抗滑、固脚、防冲。

绿滨垫及固滨笼要求厂家成品运至现场，堤防设计迎水坡坡比 1:3.0，背水坡坡比为1:2.5。设计绿滨垫护坡厚度 0.3 m。左岸新建堤防，桩号为Z0+000～Z0+329；左岸加固堤防，桩号Z0+329～Z1+036。右岸新建堤防，桩号为Y0+335～Y0+732、Y1+000～Y1+386；右岸加固堤防，桩号Y0+732～Y1+000。绿滨垫护坡网孔尺寸8 cm×10 cm，镀高尔凡钢丝，网面钢丝直径Ф 2.2 mm涂塑后Ф 3.2 mm，边丝采用直径为Ф 2.7 mm涂塑后Ф 3.7 mm，绑扎钢丝直径Ф2.2 mm涂塑后Ф3.2 mm。绿滨垫内要求人工砌石，采用石质均匀、无裂缝、未风化的优质石材，块石饱和抗压强度不低于 30 MPa(MU30),单体块石质量控制在 7.5～15 kg 之间，最小粒径不小于20 cm，无尖角、薄片。左右并排石笼之间均采用2.7 mm绿滨垫面钢丝绑扎、连接、固定。由于现状边坡土料为砂砾，级配较好，因此石笼与砂砾基础部位不新增反滤结构。背水坡为天然草坡护坡。

护岸采用固滨笼结构，左岸固滨笼护岸Z1+536～Z2+040、Z2+171～Z2+421、Z2+621～Z3+220、Z3+228～Z3+571、Z5+978～Z6+377、Z7+494～Z7+940为固滨笼护岸，护岸地面以上高3.0 m，基础埋深1.3 m。护岸分四层砌筑，从上层至下层结构尺寸(宽×高)如下：1.0 m×1.0 m，1.6 m×1.0 m，2.2 m×1.0 m，2.8 m×1.3 m。护岸每10 m为一个单元体。

右岸固滨笼护岸桩号为Y0+000～Y0+324，护岸地面以上高1.5m，基础埋深1.3m，护岸分三层砌筑，从上层至下层结构尺寸(宽×高)如下：1.0 m×1.0 m，1.6 m×1.0 m，2.2 m×0.8 m。护岸每10 m为一个单元体。桩号Y1+536～Y1+736、Y2+459～Y2+586、Y3+086～Y3+839、Y3+847～Y4+432、Y7+126～Y7+639.5为固滨笼护岸，但是桩号为Y7+126～Y7+639.5，该段多年受洪水淘刷，岸坎塌陷严重，甚至出现较多基坑，冲刷深度1.3 m无法满足设计河底高程，故对该段采用加深基础措施。桩号Y7+126～Y7+455护岸地面以上高4.3 m，基础埋深2.8 m；桩号Y7+455～Y7+639.5护岸地面以上高3.0 mm，基础埋深1.5 m，该段受地形条件限制，致使基础埋深不同。护岸分六层砌筑，从上层至下层结构尺寸(宽×高)如下：1.0 m×1.0 m，1.6 m×1.0 m，2.2 m×1.0 m，2.8 m×1.0 m，3.4 m×1.0 m，4.0 m×0.8 m。地面以上高3.0 m，基础埋深1.3 m。护岸分四层砌筑，从上层至下层结构尺寸(宽×高)如下：1.0 m×1.0 m，1.6 m×1.0 m，2.2 m×1.0 m，2.8 m×1.3 m。护岸每10 m为一个单元体。

4 结 语

工程实施后，将保护女儿河沿岸两岸耕地0.1万hm2，保护人口1.4万人，工矿企业12家，商业网点近百户。同时，在工程设计中充分顺应自然的水生态环境，河道自然形态得到保护，改善了农村人口的生活条件和人居环境，提高了当地广大农村居民的生活质量，女儿河本河段建设将成为防洪安全、环境优美、生态环保具有可持续发展的新型河道典范。

[1] 钟春欣,张玮.传统型护岸与生态型护岸[J].红水河,2006(4):136-139,143.

[2] 左华.桂林环城水系整治及生态修复——生态护岸工程[J].桂林工学院学报,2005(4):437-441.

[3] 赵进勇,魏保义,王晓峰,等.浅谈生态型护岸工程技术[J].广东水利水电,2007(6):68-72,74.

李春海(1968-)，男，工程师，主要从事水利工程。

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