老口航运枢纽库区新湾村防护工程方案比选

刘惠娟

（广西水利电力职业技术学院，南宁 530023）

1 工程概况

老口航运枢纽是一座以航运、防洪为主，结合发电，兼顾改善南宁市水环境等效益的水资源综合利用工程，对于实现右江III级航道目标和实施郁江流域防洪规划至关重要。枢纽坝址位于左江和右江汇合口下游4.7 km的郁江上游河段上，水库总库容25.87 亿m3，正常蓄水位为75.5 m，设计洪水位为84.33 m，校核洪水位为85.49 m，死水位为75.0 m。通航标准为III级，代表船型为2×1000 t级顶推船队及1000 t 级货船；电站装机5×30 MW，多年平均发电量639.8GW·h，装机年利用小时4265 h。主要建筑物有船闸、电站厂房、泄水坝、拦河坝、鱼道、副坝等。

2 防护工程必要性

工程地质勘察报告表明，老口航运枢纽库区扶绥县新湾村段岸坡位于左江左岸的凹岸，常年经受水流冲刷，已存在不同程度的坡顶开裂和塌岸问题；天然岸坡中虽然大部分为稳定岸坡，但仍存在局部植被不发育、坡度较陡和地基属多层结构（Ⅲ）类型的不稳定岸坡。在老口航运枢纽水库蓄水后，由于水位壅高、水文地质条件改变、水面面积扩大、风浪增大以及库水位涨落频繁等因素影响，库岸坍塌现象极易加速发展和恶化。为了保护库区两岸村民生命财产安全，有必要对库区坍岸开展防护工程。

3 防护工程方案

根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）[1]、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）[2]，老口航运枢纽扶绥县新湾村的塌岸防护工程等别定为Ⅴ等，建筑物级别为5 级。根据坍岸岸坡整治处理规划，整治处理范围从新湾村抽水泵站起至顺流向往下游约500 m 处，在水库蓄水前对河岸采取防护措施对其进行防护，以增加该段河岸的稳定和抗冲刷能力。

3.1 水位变动区护坡形式比选

坍岸防护的高度范围拟定为水库水位变动区（水库最低运行水位回水线与水库正常蓄水位75.5 m 回水线加超高之间的区域）。为了保证该区的边坡具有可靠的稳定性，拟采用的护坡形式预选方案有两种，方案A：钢丝网石笼护垫护坡（厚0.3 m）＋土工布；方案B：现浇C15混凝土（厚0.2 m）+反滤料（厚0.15 m）。方案A 和方案B 的土建投资分别为115.04 元/m2和113.2 元/m2，即方案A 较方案B 每平米单位投资多1.84 元，但方案A 属于生态护坡，能较好地与周边环境相协调，体现人与自然相和谐理念，有助于边坡的长期稳定和生态发展。故综合考虑经济成本和生态理念的原则，本次设计中护坡形式的选择推荐采用方案A，即钢丝网石笼护垫护坡（厚0.3 m）＋土工布。

3.2 护岸防护方案的比选

根据《中国水利百科全书水利规范分册》，考虑老口航运枢纽的实际地形、地质条件，可选用的固坡方案分别有“削坡方案”和“压坡方案”两种，并结合水位变动区护坡工程的内容对库区进行坍岸防护处理。

3.2.1 方案一：削坡方案

方案一通过拆除岸顶临河侧原有房屋和挖除部分岩体，实现岸顶荷载减少和岸坡坡度减缓，从而达到边坡稳定的目的。防护段总长度为460 m，水位变动区采用“重力式混凝土挡墙护脚+钢丝网石笼护垫护坡”进行防护，水位变动区以上区段则采用植物护坡进行防护。防护典型剖面见图1。

图1 方案一护坡典型剖面图

坡脚混凝土挡墙[3]高2 m（墙顶高程为72.50 m，墙底高程70.50 m），墙顶宽1 m，墙背坡比1∶0.5，挡墙内设置Ф75的PVC排水管；由于挡墙基础位于灰色黏质粉土层，故在基础外侧设钢丝网石笼护脚以防止洪水冲刷。挡墙顶高程至水位变动区按1∶2.5进行削坡，并按方案A进行防护。斜坡护垫顶部高程为80.0 m，该处设有3 m宽平台，平台高程以上按上述比例进行削坡。考虑新湾防护段处于左江凹岸，洪水淘刷严重，在平台顶部高程以上区段采用种植具有固土防冲刷功能的香根草进行防护。

对岸顶原有道路进行改建，并在临河侧设排水沟；将桩号0+365 m、0+420 m 两处原有下河阶梯进行拆除重建，并在桩号0+75 m、0+240 m位置新建两处宽为3.4 m的混凝土结构下河码头。

3.2.2 方案二：压坡方案

方案二则保留了岸顶临河侧原有房屋，通过对边坡进行压坡的方式使边坡达到稳定。防护段长度为450 m，采用“块石及土方回填压坡结合上部钢丝网石笼斜坡护垫”对水位变动区进行防护，水位变动区以上区段则采用植物防护。防护典型剖面见图2。

图2 方案二护坡典型剖面图

为保证岸坡稳定及防止洪水冲刷基础，拟采用以下设计：在73.5 m 高程以下区段，采用干砌块石压脚（施工水位以下为水下抛填块石），压脚平台宽度为5 m，设计坡比为1∶2；在73.5～80 m高程区段，采用土方回填压坡，并采用方案A 进行护坡；在80 m高程以上区段，基本维持原岸坡坡比，采用“砼网格梁+种植香根草”的防护措施以解决新湾防护段洪水淘刷严重的问题。

方案二无需对原有道路进行改建，仅将桩号0+365 m、0+410 m 的两处原有下河阶梯进行拆除重建，并在桩号0+75 m、0+230 m 位置新建两处宽为3.4 m的混凝土结构下河码头。

3.2.3 护岸防护方案比选

（1）工程安全性。经计算，两方案的水位变动区护岸顶与岸底高程、护岸结构设计和岸坡整体抗滑稳定均满足规范要求，两种方案均可保证本岸坡防护工程的安全可靠。

（2）工程经济性。经计算，削坡方案和压坡方案的总投资分别为1 775.25 万元、1 280.29 万元，压坡方案的总投资较削坡方案的总投资少496.96 万元，工程总投资可减少约28%。其中，压坡方案的建筑工程投资较削坡方案的建筑工程投资多544.67 万元，但其拆迁用地投资较削坡方案拆迁用地投资少1 138.77万元。

（3）工程可行性。削坡方案具有施工方便、施工工期较短的优点，但该方案需搬迁当地居民，移民安置将给当地居民的生产生活带来极大不便和影响。压坡方案虽然存在施工难度较大和施工工期较长的缺点，但该方案无需搬迁居民，可在提高岸坡安全性的同时保障当地居民能够安居乐业。

综合考虑，在确保工程安全的前提下，以增进人民福祉为目的，确定本工程采用压坡方案作为推荐方案。

4 结语

老口航运枢纽库区新湾村防护工程通过生态护岸方式实现了库区岸坡稳定，对保障老口航运枢纽经济的顺利发展和两岸人民群众的人民财产安全具有重大意义，是一项惠民生的新农村建设亮点工程，得到当地民众广泛称赞。本文针对老口航运枢纽库区新湾村局部库岸的可能塌岸问题，基于库区两岸的实际自然条件与工程综合指标，对防护工程设计方案进行比选，推荐该防护工程的水位变动区护坡形式和护岸防护方案分别选用“钢丝网石笼护垫护坡（厚0.3 m）＋土工布”方案和压坡方案。

（责任编辑：刘征湛）