龙溪水治理工程中河岸坡填筑与防护设计

张万里

(江西省赣西土木工程勘测设计院，江西 宜春 363000)

龙溪水治理工程中河岸坡填筑与防护设计

张万里

(江西省赣西土木工程勘测设计院，江西 宜春 363000)

龙溪水河道弯曲、断面狭小，两岸多为中低山丘陵地形，大部分河岸陡峭，部分河岸杂乱、垃圾成堆，局部河岸迎流顶冲、坍塌或被房屋农田挤占；部分河道淤塞、行洪不畅，汛期洪水陡涨陡落，近年来山洪灾害常有发生，而且损失严重，已影响到当地居民的生产生活安全，不能适应当地的经济社会发展要求。因此，加快实施该山洪沟防洪治理工程是必要的。文章主要研究了该工程加固环节中的河岸坡土方填筑设计及岸坡防护设计的相关问题，以此来加强该工程山洪灾害综合防御能力，有效减少人员和财产损失。

龙溪水；治理工程；填筑设计；岸坡防护

0 引 言

龙溪水及其支流河段属典型的山洪沟灾害防治区，断面狭小，两岸多为低山丘陵地形[1]。现状部分河道淤塞挤占，大部分河岸坡陡峭、部分河道杂乱，部分河岸坡因塌滑、冲刷造成植被缺失、土体裸露，存在塌滑堆积体、杂生植物、生活建筑垃圾、倒塌墙体、跨河房形成暗河等严重碍洪物，行洪不畅[2]。近年来山洪灾害常有发生，而且损失严重，已严重影响到当地居民的生产生活安全，所以我们迫切的需要对该段工程进行改造加固。

1 工程概况

龙溪水位于万载县赤兴乡和双桥镇境内，锦河上游左侧支流，距万载县城25-40km，龙溪水主河道全长23.3km，集雨面积77.0km2，龙溪水支流赤兴水穿过赤兴乡集镇所在地，全长9.37km，集雨面积20.8km2[3]。

龙溪水山洪影响范围包括赤兴乡的花桥和双桥镇的龙田等8个村和赤兴集镇，影响面积5.02km2，影响人口0.79万人，影响耕地420hm2，同时影响万上省道、官双、赤仙县道等。赤兴曾为万载县苏维埃政权所在地，属革命老区、贫困乡；双桥镇万上省道(湘赣公路)贯穿而过，区位优势明显。

龙溪水中上游岸坡上部为砂壤土，层厚多为1-2m，下为砂卵石夹漂石，局部河床基岩出露。岸坡抗冲性能差，河道弯曲且凹岸迎流顶冲段较多，为稳定性差岸坡，现状局部崩塌严重，建议对塌岸岸坡进行护坡处理。河道底部基本为砂卵石夹漂石，局部为基岩。龙溪水中下游岸坡上部砂壤土，层厚1.3-1.4m，中部为中细砂，层厚0.7-0.8m，下部为砂卵石，岸坡抗冲性能差。拟建固脚基础可置于砂卵石中(局部为基岩)，基础埋深应位于冲刷线以下一定的深度。

支流赤兴水岸坡上部为砂壤土，层厚0.4-1.7m，下为中细砂及砂卵石，中细砂层厚0.5-0.6m。岸坡抗冲性能差，河道弯曲且凹岸迎流顶冲段较多，为稳定性差岸坡，现状局部崩塌严重，建议对塌岸岸坡进行护坡处理。河道底部基本为砂卵石，拟建防护基础可置于砂卵石中，防洪墙基础埋深应位于冲刷线以下一定的深度。

2 河岸坡土方填筑设计

综合分析，本次设计河岸坡防护迎水坡和背水坡坡比均取1:1.5，迎水坡原状土层和填方间宜设缓冲平台。

堤身填筑前应先挖除树根、草皮、砖瓦和根植土，发现有孔洞应开挖回填密实，底部填土均应压实，在新土与老堤坡结合处，应将老堤挖成小台阶状牙口，以利新老土结合；每层土料摊铺前，应将已压实的底部填土刨毛；填筑面应平整，无凹盆，并略向外侧倾斜，以利于雨水排出；雨天施工按规范和有关规定进行，雨前即先将表层土用光碾碾一遍，防止雨水渗进松土层，雨后将浸湿土层处理后方可继续填筑[1]。对含水量过高的土料需堆放、翻晒，保证上堤土料含水量达到或接近最优含水量，填筑前须做必须的碾压试验，确定施工参数，包括填筑层厚，碾压遍数、干密度及检测方法。

堤岸坡采用黏性土填筑，墙背采用开挖砂性土料填筑，填土前应清除表层腐植土、杂物、淤泥等。堤身填土填筑含水量按最优含水量控制，黏性土压实度≥0.91，无黏性土相对密度0.60；挡土墙、涵管等建筑物基础压实度不小于0.96(黏性土)，或填筑相对密度≥0.65(无黏性土)。墙背土等效内摩擦角φ≥30°。堤岸坡填土渗透系数≤5×10-4cm/s。

土料填筑必须采用振动碾碾压，分层碾压，每层填土松土厚度不超过0.25-0.30m；狭小范围和建筑物周围必须采用蛙式打夯机等小型碾压设备碾压或人工夯实，分层碾压，每层填土松土厚度不超过0.2m[2]。

3 岸坡防护设计

3.1 岸坡脚防护设计

综合分析本次岸坡脚防护采用M7.5浆砌石仰斜式挡墙、M7.5浆砌石斜坡防护和松木排桩等生态固脚型式，其中易冲刷陡岸坡脚部位采用M7.5浆砌石仰斜式挡墙，河岸坡较缓部位采用松木排桩型式，吊脚墙趾M7.5浆砌石结合松木排桩固脚型式。

松木排桩沿岸坡脚设计枯水位或正常蓄水位左右设置，松木桩桩尾径≥120mm，长度≥4m，间距约180mm，防腐处理。松木桩要求至少深入河道疏挖高程以下1.5m。排桩后采用柳等有根扦插繁殖枝条和有根细竹编织拦护土(编织径距小于100mm)。严重碍洪的岸边杂生植被、垃圾、塌滑堆积体清除后，排桩两侧依坡顺势削坡修整后设置植被护固岸坡脚。

吊脚墙趾较缓部位采用M7.5浆砌石斜坡式固脚(H41型)，浆砌石厚度0.3m，依坡顺势坡比为1∶1.75-1∶2.0。吊脚墙趾较陡部位采用松木排桩结合植被固脚(H42型)，依坡顺势坡比为1∶1.0-1∶1.5，排桩设置方式同上。

3.2 岸坡防护设计

综合分析本次岸坡防护采用草皮结合乔灌竹护固岸坡，岸坡易冲刷部位采用框格、镂空块植被措施防护。

3.2.1 河岸坡植被措施防护的设计依据、理论和指导思想

本次河道植被措施设计依据为《河道生态建设-植被措施应用技术》(中国水利水电出版社2009年7月)、《全国河道治理与生态修复技术汇总》(中国水利技术中心)等技术[3]。

植被措施防护进行河道治理涉及水利、环保、生态、林业等多个学科，是一项复杂的系统工程。西方发达国家和日本较早开展了河道生态人工修复研究，积极修建生态河堤，恢复河岸植被。我国在河道生态修复与建设方面的研究工作起步较晚，20世纪90年代后期，受欧美等一些发达国家的影响，开始重视水利工程设计和施工对环境的影响，并对河岸带植被的结构和功能、河道生态护坡(岸)的理论和技术等方面进行相关研究。2003年，浙江省全面启动了以“水清、流畅、岸绿、景美”为总目标的“万里清水河道建设工程”，防止了河道建设中出现过度“三化”现象，减少了工程建设对生态系统的负面影响，通过实验研究和示范工程建设，总结提炼形成了一套完整、成熟、有效地河道生态建设植物措施应用技术。该技术目前主要在沿海发达省份应用较广，取得了极大的社会效益。

3.2.2 植被措施的主要类型选择

植被措施除种植乔灌草进行河岸坡防护外，在河道建设中还可以利用能生根的茎枝进行防护，如活枝扦插技术、活枝柴笼技术、活枝层栽技术、灌丛垫技术、栅栏墙技术。本河道属山区河道，植被措施主要采用种植乔灌草方式进行岸坡防护。对于局部河岸水流冲刷严重，造成岸坡较陡植被缺失，但不采取石笼等防护的部位，可采用活枝层栽技术，该技术是把活的有根枝条交叉重叠水平分层种植在黏性土混合腐植土层中，为防止土层冲蚀，土层外露部位可采用150g/m2反滤土工布包裹。

3.2.3 河道植被种类选择

1)选择原则。

植物种类选择，应在确保河道主导功能正常发挥的前提下，遵循生态适应性、生态功能优先、乡土植物为主、抗逆性、物种多样性、经济适应性等原则。

2)河道要求。

本河道属山区河道，河道主要特点是坡降大、流速快、洪水位高、水位变幅大、冲刷力强、岸坡砾石多、贫瘠保水性差。故河岸坡脚(特别是迎流顶冲部位)需采取石笼格网网箱等硬固脚，然后选用耐贫瘠、抗冲刷的植物种类。应选用须根发达、主根不粗壮的植物。

山区河道高洪水位下会漫滩，应以尽量不阻碍泄洪、不影响水流速度、抗冲性强的小型植物为主，根茎应具有一定柔性，防止连根拔起。

3)河道岸坡位要求。

本山区河道流速大，常水位很低，但洪水位很高，本次设计常水位以下不设植被措施护坡，其余部位均属洪水位以下，其岸坡会遭受洪水的浸泡和水流冲刷，枯水期岸坡干旱，含水量低。因此，应选择根系发达、抗冲性强的植物种类。设计洪水位以上部位仅进行草皮护坡。

4)植物群落要求。

植物群落应满足乔灌草结合、物种共生、常绿与落叶结合、深根系与浅根系结合、阴阳结合、固土护坡优先、经济实用原则。

本山区河道采用生态位互补、上下有层次、左右相连、根系深浅错落的草本、灌木和小乔木结合型式。

3.2.4 河道植被种植及管护

1)植物布置及种植。

植物种植应避免物种单一化、整齐划一化、应采用株间混交布置。小乔木株行距为2m×2m-4m×4m，灌木株行距1m×1m-2m×2m，单株种植要求兜部断面积≥5cm2,多株集栽要求兜部总断面积≥7cm2。树穴开挖直径较苗木所带土球直径大0.2m以上，深度要求原土痕埋入土体0.05m以上。

2)植物管护。

植被措施护坡运行管护非常重要，应加强培土、施肥、防虫、补缺、碍树生长的杂草清除，所谓“三分建设，七分管理”，如果疏于管护，不论建设得多好，项目多不能正常发挥工程效益，甚至报废。随着时间的推移，植物群落自稳定性、生态服务功能不断增强，管护和重置就可以越来越少，就可以和现有钊田河中下游植被茂密区一样，根系盘纵错结，河岸坡防护效果非常好。

治理范围内村庄附近或每隔500m左右设C15混凝土踏步，缓坡部位采用台阶型式，岸坡较陡立部位采用浆砌石挡墙内嵌台阶型式。每个台阶高0.15m，宽根据坡率调整。踏步沿轴线方向每隔5m左右设一沉降缝(设于最小厚度处)，缝宽20mm，缝内填沥青杉板。

固脚、齿墙、阻滑墙等每隔5m或横竖、端部设一伸缩缝，缝宽20mm，缝内填沥青杉板，其分缝表面均用M10水泥砂浆勾凹缝。护肩、齿墙、阻滑墙等小型建筑物未示出的施工临时开挖边坡均按1:0.3计，施工空余0.15m。岸坡脚固脚深度需满足冲刷深度要求。

4 结 语

大型水利工程由于其规模宏大，施工技术复杂，所以必须选取最合适的施工技术和施工方案，才能保障施工的进度和质量。在本工程建设之前，通过技术、经济等比较，设计采取有效、经济、安全的治理措施，从而达到了河道治理、提高防护能力的目的。本防洪工程地形地质条件较复杂，在施工环节中，还应加强下阶段的测量和地质勘查工作，进一步收集洪水灾害、险工险情情况，进一步调查、核实占地实物指标，落实占地规划，进一步落实集镇用地规划。只有项目建设技术上可行，经济上合理，才能建设出一个具有较好的社会效益的高水平的水利工程。本文主要研究分析了万载县龙溪水治理工程中河岸坡土方填筑设计及岸坡防护设计的工程情况，为后期的施工提供了一个优质的设计方案，确保了工程的顺利施工。

[1]葛坤,张俊杰,许金鹏.生态土石笼袋在河道岸坡防护中的应用探讨[J].中国水利,2017(10):24-25.

[2]卞显军.浅析生态混凝土岸坡防护的主要技术及施工方法[J].四川水泥,2016(07):213.

[3]黄卫东,姚仕明,沈之平,等.马鞍山长江大桥近岸桥墩岸坡防护方案的水槽试验研究[J].四川水力发电,2013(01):52-56，63，124.

1007-7596(2017)10-0064-03

TV861

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2017-09-12

张万里(1984-)，男，吉林公主岭人，工程师。