大洼县西岗子险工设计分析

闫锡臣

【摘要】本工程为大洼县辽河干流治理工程西岗子险工段进行整治加固，消除险情隐患，减少河岸冲兑，确保岸线平顺、清晰，稳定局部河势，为今后的辽河河道综合治理工作奠定基础。

【关键词】辽河；险工；平顺护岸；冲刷深度

1、险工现状

辽河是我国七大江河之一，发源于内蒙古克什克腾旗芝瑞镇，流经河北、内蒙古、吉林、辽宁四省区，至盘锦市注入渤海，全长1383km。辽河流域位于我国东北地区西南部，东西横跨经度9°，南北纵贯纬度4°30′，东以长白山脉与第二松花江、YLJ流域分界；西接大兴安岭南端，并与内蒙古高原的大、小鸡林河及公吉尔河流域相邻；南以七老图山、努鲁儿虎山及医巫闾山与滦河、大小凌河流域毗连；北以松辽分水岭和松花江流域相接。全流域集水面积191946km2，其中辽宁省境内的面积为40988km2，占流域面积的21.35%。盘锦市大洼县西岗子险工段位于辽河下游河口处，每逢汛期洪水与潮水相互作用，平时河道受潮水控制，遇洪水期冲刷严重。

2、存在问题

一直以来，大洼县在辽河流域在河道治理方面，没有大的投入，仅做了一些零星、分散的小项目，虽取得了一定的成绩，但随着时间推移，原来的工程项目逐步老化失效。加上后续的小规模治理缺乏全面规划指导，河道仍然存在许多问题，主要有：（1）河道治理工程薄弱，多年来，辽河河道综合治理在本地区建设上投入很少，现沿岸全部没有防护，原有的河堤及护岸损坏后也不能得到及时恢复，致使许多河段存在防洪隐患。（2）游荡河槽破坏严重，经过近30年来，项目区成为辽河游荡性河段，同时治理是比较复杂的，流势散乱多变，难以控制，现有民堤距岸坎不足5米。后方为辽河规划堤防轴线，如任其发展，影响规划实施。

3、工程等级和防洪标准

根据《防洪标准》（GB50201-2014）、《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）、《辽河流域防洪规划》，盘山闸至河口防洪标准为50年。大洼县位于盘山闸至河口段，本工程河段防洪标准为50年一遇。

4、工程布置

大洼县西岗子险工段段位于辽河入海口上游，大断面L1和L2之间，该险工段工程起点与上游南岗子险工段终点相接，终点至险工末端，险工末端为入海口，岸坡较缓。西岗子险工段总长度为700m。采用平顺护岸进行防护。

5、险工设计

5.1 结构设计

0.00m水位以上开始进行削坡，先削出宽1m的一个平台，设1m×1m戗台，保持水上、水下防护工程的稳定。0.00米以上至岸坎顶采用0.5m固宾笼防护护岸岸坎顶部处理主要有以近年险工护岸的经验，在水上部护岸的顶端，为使护岸与滩面衔接良好，以防止在洪水期、大潮期形成后部淘刷，并阻止滩面雨水或河水入侵，防止坡面遭到破坏，将石笼向外延长5.0m，在滩面上平台上压0.4m绿宾垫压重稳固。护坡石笼与护顶石笼交界处设置0.7m厚固宾笼网箱，保证护顶石笼的稳定。

0.00m水位以下为排体，柴排为本工程的主体结构。柴排应用水下者称为沉排，主要起护底防冲作用。柴排由梢把扎成网格状的排底，上纵横铺3 层梢料，再以梢把与排底相对应将梢料用铁线拧紧扎实。使用时柴排上压块石，沉放固定在设计位置。沉排要自主河槽方向上逐个叠加沉放。叠加的长度为1m。沉排在水下的稳定性，决定于能否浮动和滑动两种因素，1、块石粒径不得小于30cm，2、每平方米柴排需块石0.6m3。河床坡度1：2.5，铺排和下排时必须使排底的最下层梢把垂直于河床坡度，增加沉排的稳定性。

5.2 破面厚度设计

根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）的规定，在波浪作用下，斜坡堤干砌石护坡的护面厚度t（m）可按下式计算：

将各参数代入上式中，计算得t=0.26m。根据大洼县险工护岸工程的实际经验，护坡厚度取0.50m。

5.3 冲刷深度设计

根据《辽河流域防洪规划》石佛寺水库以下河段两岸堤防的防洪标准为50年一遇。为确保护岸工程的安全，按50年一遇洪水标准对坡脚的冲刷深度进行复核。

计算采用《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013）附录D中公式，公式及计算过程如下：水流平行于岸坡产生的冲刷深度计算：

5.4 排体长度设计

排体坡面部分和水平部分在设计分开计算排体长度。排体坡面部分按削坡后实际地形确定长度；水平部分排长要据冲刷深计算、河槽深泓线及水下地形确定。现有险工河槽深泓线距岸坎较近、水下有明显坡度的，沉排过深泓线长度应不小于3倍冲刷深；反之，沉排长度按坡脚外不小于3倍冲刷深控制。

本工程位置处在渤海海水回水范围之内常年受潮水回水影响，且主槽宽度较宽深泓线距岸坎相对较近，所以本次设计在满足沉排的稳定性前提下，依据过深泓线3倍冲刷深度选取排长。依据实际测量资料，该险工段深泓线距岸坎20—40m之间，初步选取排长为41.5m。上游南岗子险工段排长为50m左右，为使上下游排体衔接良好、整体性强，同时综合考虑施工要求，本次设计排长为50m。

5.5 排体压载块石粒径

为保证沉排上压石不被水冲走，必须通过计算石块的起动流速来确定粒径。

计算结果为0.186m，考虑水流对抛石影响，取d=30cm

5.6 排体压载厚度

压石厚度，有压石重量与水流对沉排浮力平衡条件加以确定。其计算如下：

T1=（K（1-ε2）（1-rs）T2）/（（1-εt）（γs-1））经计算：t1=0.37m，

结论：根据已有工程的经验，结合本地实际特点，因此压石设计厚度為0.6m。

6、结语

辽河下游的河势稳定关系到全局，通过稳定河势、治理岸坡，形成清晰、平顺、生态型的岸线，对辽河自然保护区发展提供基础性保障。对控制水土流失、确保水流顺畅下泄具有重要意义。

参考文献：

[1] 《堤防设计规范》（GB50286-2013）

[2] 《河道整治设计规范》（GB50707-2011）