大中型灌区渠道护砌的方案比选

薛培培 李享鸿 郭 磊 程阳宇

（宿迁市水务勘测设计研究有限公司 宿迁 223800）

1 工程概况

1.1 基本情况

新北干渠为新北灌区的骨干灌溉渠道，全长7.8km，由西向东贯穿整个灌区，主要的灌溉范围位于干渠以北，干渠以南亦有零星农田从干渠引水灌溉。目前新北干渠205 国道以东已完成衬砌，205 国道以西段现状仍为土质渠道，现状存在边坡坍塌、河道淤积等问题，影响渠道正常输水灌溉。新北干渠沿线多为粉土、粉质黏土，土质较差，水土流失严重，为减少水土流失，维护水生态安全、改善水体环境，以“水安全、水环境、水景观、水文化、水经济”协调发展为设计思路，着力构建集防洪排涝、水生态、水环境、水景观为一体的水环境体系，针对渠道沿线水力条件及土质特点，对新北干渠进行生态护砌。

1.2 工程地质

钻探深度范围内的土层可分为7 个工程地质层，各层土的渗透系数及堤防设计参数见表1。

1.3 现状边坡稳定复核

新北干渠沿线多为粉土、粉质黏土，土质较差，边坡为1︰2.5。采用河海大学研发的autobank7.6软件（选用瑞典法）复核现状断面的安全。选取设计水位骤降期复核，临水侧水位由设计水位经过2天下降1.5m，背水侧水位按附近地面以下1.0m 取值。在此工况下抗滑系数均小于允许值，不满足规范要求。抗滑稳定计算示意图见图1。

2 护砌方式的选择

针对新北干渠工程特点，现将石笼墙护砌、重力式挡土墙护坡、混凝土+联锁块护坡三种护砌形式进行比选。

方案一：石笼墙护砌

石笼护砌形式：石笼规格分别为4.0m×2.5m×0.3m（长× 宽× 高）、4.0m×2.0m×1.0m（长×宽×高）、4.0m×1.0m×1.0m（长×宽×高）、设计墙顶高程8.55～8.12m，挡土高度2.30m。墙顶以上边坡采用播撒狗牙根草籽护坡，同时为防止石笼墙前面坡面水流冲刷，提高河坡的抗冲性能，在坡面处采用10%水泥土对坡面深度20～30cm 范围内进行土质改良，具体设计断面见图2。

表1 各层土的渗透系数及堤防设计参数表

方案二：重力式挡土墙护坡

采用2.3m 高挡土墙挡土，挡土高度2.3m，挡土墙底板厚0.3m。墙顶以上边坡采用播撒狗牙根草籽护坡，同时为防止石笼墙前面坡面水流冲刷，提高河坡的抗冲性能，在坡面处采用10%水泥土对坡面深度20～30cm 范围内进行土质改良，具体设计断面见图3。

方案三：混凝土+联锁块护坡

混凝土+联锁块护坡：设计水位以下采用现浇混凝土护坡，护砌厚度为10cm，边坡系数为1︰3.0，设计水位以上采用联锁块，联锁块厚8cm，联锁块下设5cm 瓜子片和土工布一层。采用混凝土护坡与生态护坡相结合的护砌方式，混凝土护坡每隔200m设置一道20m 生态护坡，具体设计断面见图4。

图1 现状渠道骤降期抗滑稳定计算图

图2 石笼墙护砌标准断面图

图3 重力式挡土墙护砌标准断面图

根据上述三种方案的自身特点，该工程从施工难度、抗冲能力、景观效果、占地、后期养护等方面进行了比较，具体比选情况见表2。

经比选可知：方案二投资比较大，无透水性，不利于水生动植物生存，对渠道生态系统影响较大，景观效果较差。方案三投资最少，对生态系统影响较小，但是新北干渠土质较差，采用autobank7.6 计算边坡稳定，在边坡满足1︰3 的情况下才稳定，需要扩挖河道占地，新北干渠紧邻道路，没有条件扩挖河口。方案一采用石笼挡墙护砌。石笼挡墙为全透水结构，可实现水土交换，提供了植物、动物的生存空间，生态效果好。该方案主要优点是适应地基变形能力强，施工工艺简单，投资较省，耐久性能达到50年以上，同时工程实施后，可缩窄原梯形渠道河口占地面积，减缓边坡，有效地改善现状水土流失问题，保障渠道安全运行。经综合比选，本次推荐方案一。

3 结语

图4 混凝土+联锁块护砌标准断面图

表2 护砌比选方案对比表

格宾石笼护坡防治要求：一是要满足防洪抗冲标准要求，构建结构稳定、抗冲刷的护岸结构；二是河流护岸需满足岸坡生态平衡要求，构建能透水、透气、适合植物生长的生态防护平台，建立良性的河岸生态系统。

格宾石笼护坡技术主要围绕三个方面：（1）与传统护坡技术的结合；（2）与土工合成材料的结合；（3）基质研发和施工方式的创新。这三个技术方向不同程度上将生态的理念引入到河道岸坡防护中，充分发挥植被的固土护坡以及防冲刷功效，同时为动植物和微生物提供生存空间，为人类提供河岸休闲景观空间■