大辽河河道险工治理工程分析

王晓华，杨春普

（1.辽宁江河水利水电工程建设监理有限公司,辽宁沈阳110003；2.辽宁江河水利水电新技术设计研究院有限公司，辽宁沈阳110003）

1 工程概况

此次工程治理范围为大辽河大石桥段，河道全长49.41km，该工程段防洪标准为50年一遇。包括北万段平顺护岸工程500m、鲍家段丁坝护岸工程1713m、维修18座丁坝，赏军段丁坝护岸工程1169m、维修17座丁坝，水源段维修24座丁坝，恢复八一段平顺护岸596m、维修9座丁坝，维修加固穿堤建筑物22座。工程投资概算1.16亿元。

2 工程技术难点及先进性

1）以尊重自然、绿色水利、因地制宜为设计理念，符合城市总体规划发展要求。大辽河系感潮河段，枯水期潮区界可达浑河的三界泡和太子河的官草沟附近，潮流界可达三岔河。河口系不规则半日周潮，潮流速、潮流量随潮水向上游推进而减小，同一次涨潮营口站潮流量最大可达5400m3/s，田庄台站达1975m3/s，三岔河站仅为462m3/s。

大辽河各河段的河道特性由其所受的河水与潮水作用的不同而有所差异。根据实测资料统计分析，可将大辽河划分为3个河段。

三岔河至田庄台段河长55.29km，为河流段，具有洪冲枯淤的特性，河道蜿蜒曲折，滩槽分明，有大小弯道14处，是较典型的平原弯曲型河道，造床流量为1000～1200m3/s，右侧有支流外辽河、新开河汇入。该河段既受河水控制又受潮水影响，使弯道凹岸不断上提下挫，造成塌岸，形成多处险工。河岸土质多为均匀分布的亚粘土和沙壤土。

田庄台至营口段河长29.38km，为过渡段，主要受潮水控制。平面形态较上段略为平顺，主槽由上至下逐渐扩宽，纵向冲淤交替，塌岸较轻，河道中出现沙洲，水流分散为分岔型河道，泄流以主槽为主。

营口至河口段河长11.33km，为潮流段，完全受潮水控制。平面形态较平顺，有弯道2处，河槽宽深，平面摆动不大。

此次设计北万、鲍家、赏军、水源、八一险工段，沿大辽河自上游北万段平顺护岸工程至下游八一丁坝护岸工程，河长24.03km。河道从上游北万至西南方向流入，水流流向与堤防夹角为0°～45°，呈典型的“几”字型弯道，河宽为200～700m，河道水深较大，弯顶处河道最大水深超过18m。

近年经历过多次的维修和加固，但由于该段处于河道环流顶冲处，河槽较深且紧邻凹岸，弯顶处河道最大水深超过18m，受弯道环流的强烈作用且汛期流速较大，河床质颗粒较细，抗冲性能较差，不同流量下河道顶冲点上提下挫，加之限于经济和技术条件等原因，近几年虽经局部维修，险情却仍未减缓。

①工程设计符合大石桥市总体规划发展要求。大辽河全河均为感潮河段，独特的地理自然环境孕育了区域内高度发达的农业和水产殖业，干支流河道内鱼塘、虾池及水稻田广泛分布，是典型的鱼米之乡。此次设计以实现可持续发展战略为出发点和落脚点，在确保防洪安全的前提下，兼顾环境、生态、经济、社会等多重效益，让工程建设与城市发展完美结合，符合城市规划发展要求。

②大辽河河道险工治理工程以尊重自然、绿色水利、因地制宜为设计理念。根据历史、近期河道演变及河岸崩塌情况，分析治理河段内深泓、洲滩、汉道、岸线等平面变化、断面变化及河床冲淤特性，分析河道将来的演变趋势，统筹兼顾，合理布局，就地取材，采用工程措施与生物措施相结合的方式进行防护，稳固岸滩，消除隐患，方便施工，大大节约了工程投资，同时，为河道生态建设和恢复提供了一个相对稳定的外部环境和更为广阔的空间。

2）采用淤积探测技术解决水下抛石探测技术难题。治理段水深坡陡，弯顶处河道最大水深超过18m，传统检测方法很难摸清原有水下险工段防护工程破损程度和受环流影响河道深泓线变化发展趋势。

设计开始前采用引进德国先进水库淤积勘察和水下三维全景识别系统，对险工段进行水下探测，摸清水底深度、深泓线位置及水下已有防护措施破损程度。通过侧扫浅剖主机参数设置反复试验，获取了达到最佳测扫浅剖数据采集效果和最佳实时图像效果的各项参数。利用获取探测效果图像，实时观测分析水底地形起伏及障碍物分布情况，水深变化及抛石分布情况等。采集数据经一系列专用软件处理后，得到测线水底抛石剖面图，及测线位置的水底大地坐标和经纬度坐标和水深值。并通过这些数据计算出探测区域段的深泓线位置。通过对处理数据计算及得到图像进行分析，获得险工段原有抛石分布区域。根据获取抛石测扫图像分析，部分区域抛石为石笼状，其它位置水底抛石为散状不规则分布。此次探测结果为河道险工设计提供水底抛石现状图像及位置等数据支持，使设计工作更有针对性，同时，为提高设计质量，节省工程成本打下基础。此外，探测成果为研究河道演变、河床冲淤特性提供了技术支撑。

3）应用软基条件下丁坝新技术解决了大辽河河床软弱、防护难度大的难题。治理段河道属于感潮河段，海水、潮水反复冲刷，冬季结冰，冻胀严重，地基软弱，在洪水时河道主槽冲刷下切引起护底沉陷，传统丁坝护坡修建后极易出现地基不稳定、不均匀沉降的状况发生。

此次设计创新性地使用了软基条件下的丁坝技术，此防护结构设计获得了国家实用新型专利授权，专利名称为“一种适用于软基条件下的丁坝”（ZL201620781437.8）。一种适用于软基条件下的丁坝，包括丁坝结构软基基面。丁坝结构软基基面上铺设长丝机织土工布，长丝机织土工布上层铺设双拉塑料格栅，长丝机织土工布的边缘向上包围住双拉塑料格栅的边缘，并相互固定。双拉塑料格栅上方为坝体。利用土工合成材料有较高的强度和韧性等力学性能，且能紧贴于地基表面，施工方便，便于一次性大面积铺设。该种丁坝结构适用的土工合成材料，抗拉强度高，能很好地保护和增强地基，避免不均匀沉降。

3 工程效益

1）生态效益。大辽河河道险工治理工程的实施，稳定河势，稳固现状岸滩，改善区域生态环境质量，有利于沿岸的水土保持和生态环境的保护，为河道生态建设和恢复提供一个相对稳定的外部环境和更为广阔的空间，工程建设具有明显的生态效益。

2）社会效益。河道险工的治理保证了河道沿岸城市的安全，保障城镇人民安居乐业，保护沿岸的农田免受洪涝灾害的威胁，促进经济社会发展和民族团结，对推动大石桥地区的工、农业生产的健康有序运行，促进大石桥的经济可持续发展具有非常积极的现实意义。

3）经济效益。大石桥段险工险段受弯道环流顶冲，防护工程破损严重，一直是汛期防洪工程的隐患，也是每年防汛抢险的重点。近年随着防护工程损坏程度的增加，河岸的冲刷也在加剧，虽几经维修和加固，险情却仍未减缓。太子河（含大辽河）河道险工治理工程实施后，缓解了防洪压力，减少了每年防汛抢险的投入，可有效减少因洪灾发生导致的经济损失。

4 结语

该工程以尊重自然、绿色水利、因地制宜为设计理念，立意新颖。工程设计过程中，更多地引进了国内新产品和新技术，用于解决感潮河段、水深较大、防护难度大的技术难题，同时，也注重自主研发创新，设计了一种适用于软基条件下的丁坝结构，首次将淤积探测技术用于河道险工设计。该工程的建设有利于推动大石桥地区工、农业生产健康有序运行，促进大石桥市经济可持续发展。