基于海河流域河道险工防治回顾

梁发彪

（河北省水利水电勘测设计研究院，天津300250）

1 概况

海河水系由河北省南运河、子牙河、大清河、永定河及北三河（北运河、潮白河、蓟运河）等五大水系组成。包括京、津、冀、鲁、晋、蒙、辽等八省、市、自治区的局部或全部。流域总面积26.5万km2，其中河北省占14.7万km2。

海河南系地处大陆性季风气候区，冬季较长，春秋季较短，全年平均气温在7.6～13.1℃，全流域多年平均降雨量500～600mm；降雨量年内分配极不均匀，全年降雨量8%集中在6～9月份，且暴雨洪水多发生在汛期的7、8月份。

2 海河流域护险工程技术发展状况

2.1 护险工程及历史发展状况

建国初期海河流域，护险工程沿用老河工的传统方法，主要以埽土、灰土工为主；20世纪50～60年代护险工程以砖料为主，大部分护岸工程采用抛砖结构；进入20世纪70年代初期，海河流域各河系采取了“分区防守，分流入海”的治理方针。护险工程以石料为主，采用抛石、干砌石、浆砌石结构。20世纪70年代，钢筋混凝土开始应用到护险工程中，主要以钢筋混凝土井柱桩导流排；20世纪80年代后，护险工程以石料和钢筋混凝土为主要材料，有干砌石、浆砌石、钢筋混凝土井柱桩导流排、预支混凝土块护坡及土工织物等；20世纪90年代，为解决沙基、沙堤和重要提防土体密实度不够的问题，在海河流域境内的大清河、滹沱河、东店北大堤分别实施了帷幕灌浆、劈裂灌浆、混凝土防渗样、土工膜等防渗治理措施。

近几年来，随着科学技术的迅速发展，河道护险工程的新材料、新工艺、新技术不断创新和涌现，但随之流域内社会、经济地位和发展要求，河道治理任务仍然很艰巨。

2.2 护险技术

险工整治与护险技术是保证防洪安全，减免提防决口的重要措施。河北省在长期的河道险工中，其护险技术主要采取措施：

（1）丁坝导流、抛石护脚和水工模袋混凝土、软体排等。

（2）治理堤防措施主要有：重力灌浆防渗、高压喷射帷幕灌浆防渗、混凝土防渗墙防渗、垂直铺土工膜等。

（3）堤坡防护措施有土壤固化护坡、草皮护坡、改变河道走向、退堤还滩等治理险工措施。

2.2.1 传统的护险技术

主要有厢埽护岸、柳辊沉枕、挑水帘子、卧柳护坎、抛砖抛石护坡、干砌石护坡、浆砌石护坡、土石盘头、丁坝、柳丁坝等。

2.2.2 护险新技术

2.2.2.1 链锁混凝土板防护

这种板块不用任何支撑可铺设在1∶2的斜坡上。板块底部铺设无纺土工布以防止基土流失。其表层特殊的构型具有吸收波浪和水流运动能量的作用。这种新型结构已在海河流域境内永定河上应用。

2.2.2.2 土工膜袋防护

土工模袋防护技术具有地形适应性强、 整体性好、抗冲刷能力强和施工快捷、经久耐用、价格合理、可以水下施工等优点。这种防护材料已在引滦工程中应用。

2.2.2.3 水泥土护坡

水泥土现已应用于国外几十年历史，但在我国尚未得到很好推广。

水泥土是水泥与土以一定比例混合而成的一种建筑材料，具有取材容易、施工简单、较经济、维修方便等优点。

（1）水泥土护坡要求筑在稳定的岸坡上，原则上要求岸坡为原状土。

（2）水泥采用32.5#水泥即可，土料为砂土及砂壤土，只需过5mm筛，除去杂质，但黏粒含量过多和含有机质的土不得使用。

（3）配合比为1∶8，水泥含量为12.5%（按质量比），厚度采用20cm，以5m一分缝，形成5m×5m的网格。

（4）水泥土护坡设计并不复杂，而施工质量至关重要。施工中要严格清基削坡，配料拌合，分层填筑。

（5）水泥土护坡经济效益明显，与干砌石护坡（厚30cm）相比，可节省投资60%以上。

2.2.2.4 钢筋混凝土管桩透水丁坝

此坝由互不相连的若干根钢筋混凝土管桩构成。管桩主要作用是控导水流，稳定河槽，缓流落淤，造滩保坝。这种坝型结构简单，工期短，造价低，是应用于海河流域的一种新型河工建筑材料。

2.2.3 生物护坡

（1）生物护坡是利用树和草的根系固结土壤，以抵抗水流的冲击，保护岸坡免受冲刷。

（2）这种护坡要选在河岸和临水堤脚处，要选种耐水性好，根系发达，防浪防冲效果好的柳条、柳杆及背河堤脚选种的柳树。

（3）生物护坡不但能达到防冲落於保护岸坡的效果，且有很好的经济、生态效益。

（4）生态护坡一般要求选择堤坡坡面较缓，柳树和灌木丛护坡，边坡系数不小于2.0，可抗御2.5m/s的流速； 草皮边坡系数不小于1.5，能防御1～2m/s的流速。

2.2.4 生态格网

生态格网属于传统护坡结构的改进，但又区别于传统护坡，是当前更重视生态、自然和环境景观条件下的新阶段。随着生态环保理念的深入，传统单一的护坡结构必然要向新型的生态型技术转变。

生态格网的经济效益体现在直接效益和间接效益两方面。

2.2.4.1 直接效益

（1）对石材的要求较宽松，可直接选用当地材料。

（2）对地基承载力要求较低，可减低地基处理费，不需设变形缝。

（3）施工方式为干砌，节省用水、用电费用，运输成本低。

（4）对气候无特殊要求，可缩短工期，降低投资。

2.2.4.2 间接效益

（1）可减少水泥用量，减少污染，改善环境。

（2）不改变河道自然状态，可促进地表水和地下水的交换。

（3）施工较为简单，但应关注铺设、摆放、加隔片，装填石材，绞接、覆土、植草等。

3 结语

通过回顾河道险工治理，对传统的河道治理技术和护岸工程新技术进行了论述，对规划设计和施工中的生态护岸及修复工程具有借鉴作用。