塔里木河中游防洪堤建设方案与关键技术探析

孙 健

（新疆塔里木河流域干流管理局，新疆 库尔勒 841000）

塔里木河流域干流中游英巴扎至阿其克枢纽区间河道弯曲[1]，土质松散，河床冲淤变化剧烈，堤防措施不尽合理，填筑质量不满足要求。为了提升该段防洪能力，需对其防洪堤建设方案进行探讨。

1 概况

塔里木河干流中游地处风沙区，地层岩性主要为粉土及粉细砂互层，局部夹有厚0.3～0.6 m 左右的灰黄色的砂壤土、壤土[2]。河道长398 km，纵坡平均1/7 000，滩槽高差2～4 m，水面宽一般在50～500 m，主槽过流能力从500 m³/s 左右逐渐减少到50 m³/s左右[3]。洪水由阿克苏河、和田河和叶尔羌河山区暴雨及冰雪融水下泄塔河干流形成[4]，该河段汊流多，汛期易跑水，直接威胁到沿河两岸的20 km2耕地及8 330人生命财产安全。

2 存在问题

2.1 防洪治理体系不完善

现有工程均为因害设防、无全面统筹考虑意识，已成工程多为局部考虑防护对象采取工程措施，构筑防洪工程结构尺寸不够或范围小，往往造成以局部免灾引起下游河势变化，造成新的灾害和更严重灾害，需进行统一规划。

2.2 局部河势不断恶化，威胁输水堤安全

塔里木河干流局部河势不稳，河道弯曲过度，抗冲能力差[5]，工程运行了近12 a，随着河势的不断变化，局部河岸距输水堤越来越近，最近处已到输水堤岸，直接淘刷现有河岸。近年来，经常发生输水堤溃堤，造成漫溢，严重影响向下游生态输水，有8 处“Ω”弯道淘刷侵蚀导致堤防塌陷，洪水漫溢，堤防十分危险。

2.3 部分输水堤损毁严重

塔里木河干流中游输水堤穿灌区段，沿线农用大型机械、车辆利用输水堤作为机耕道路，路面坑洼不齐，影响输水堤安全运行、应急抢险车辆通行。塔里木河流域干流管理局每年维修养护资金有限，只能重点用于局部堤段抢修、抢险，无法对中游段（英巴扎至阿其克）两岸共计330 km 输水堤进行正常年度岁修，严重影响输水堤安全运行。部分输水堤断面尺寸达不到设计要求，边坡变陡，堤身断面、堤顶高程严重不足，需要加高培厚。

2.4 输水堤沿线引水口亟待加固处理

沿线引水口洪水灾害明显，因引水口一般地势较为平坦，汛期河水顺势而下，直冲堤后耕地，威胁灌区农民的财产安全。引水口处堤岸淘刷，一方面导致生态水不能到达控制的生态林，生态林出现缺水现象；另一方面洪水淘刷岸坡，导致胡杨连根冲出，影响胡杨林的生长。据初步统计，近5 a 来冲走冲毁的胡杨林不下0.017 km2，同时淹没部分草场，给牧民的生产和生活带来困难。

3 堤防建设方案介绍

3.1 工程总布置

拟建防洪工程位于塔里木河干流中游英巴扎至阿其克区间河段，修建护岸堤防工程7 处、长度3 570 m，采用“坡式护岸+水平铺盖基础”防护型式。依据《防洪标准》（GB50201-2014）确定本次护岸工程防洪标准为10 a 一遇，相应的洪峰流量为653～259 m³/s。

3.2 堤线选择

塔里木河中游英巴扎至阿其克枢纽河段过水能力小，洪水满溢滩洼地积水成湖，水量损失严重，属汊流漫溢河道，局部河床冲淤变化剧烈，河湾发展迅速。该河段属于过渡型河段，上段河势变化具有游荡型河道河势变化的特性，主流摆动频繁，平均摆动幅度1 500 m 左右；下段具有弯曲型河道的特征，河湾呈蠕动的状态向下游移动，30 a 间弯顶最大的蠕动距离3 000 m，年平均向前蠕动100 m，凹岸的最大坍塌速率为50 m/a。依据塔里木河干流防洪规划成果，此段稳定河宽800～330 m，主河槽宽度86～256 m，平均186 m，左右岸堤防间距321～1 381 m，平均625 m。工程河段堤线距离对比情况，详见表1。

表1 工程河段堤线对比

3.2.1 桩号592+650—593+080 段、599+850—600+200段右护岸工程

桩号592+650—593+080段、599+850—600+200段右岸弯道修建护岸工程长度780 m，现状护岸距离右岸输水堤约10~20 m，先将现有陡坎线修整为平缓曲线再修建护岸工程。此工程区位于国家级胡杨林保护区的核心区，岸线调整将毁坏天然林草地，因此此段岸线不做调整。

3.2.2 桩号672+325—673+500段右护岸工程

本段为堤防加高培厚段，长1 175 m。实测资料显示，左右岸堤距1 150～1 300 m，满足河道行洪宽度要求。此段堤防位于国家级胡杨林保护区的缓冲区内，如堤线调整将占用部分的胡杨林地，因此此段堤线不做调整。

3.2.3 桩号693+450—693+800段左护岸工程

现状输水堤为柏油路面（宽4.0 m），堤身高2.5~3 m，边坡1∶3，两岸堤距1 000~1 200 m，凹岸河坎距现状输水堤约5~10 m，河内原有老堤冲毁。

（1）方案1。按河内原有老堤轴线恢复，修建堤防，与现有上、下游老堤平顺连接，但堤线挤占现有主河道、束窄河床，填筑土方量大，增加防洪压力，改变河流走势。

（2）方案2。沿现有凹岸河坎修建顺坝护岸，顺势导流，不挤占河道，但末端与现有抛石护岸连接角度较大，不平顺。

综上所述，从工程经济、防洪效果、生态、占地等多方面比较，选择方案2，对河势影响较小。

3.2.4 桩号712+800—713+200段左护岸工程

现状堤顶为柏油路面（宽4.0 m）、破损严重，堤身高4~5 m，内边坡1∶1，堤后为筑堤取土留下的集水坑，堤前为坍塌岸坎，散抛块石。两岸堤距较窄，为420～470 m。

（1）方案1。考虑利用现有堤防，能够因地制宜地充分利用现有土堤，少占地，少破坏原有河漫滩植被，轴线长，水流条件较差，行洪宽度较小。

（2）方案2。堤线外扩改建，堤线较顺直，水流条件相对较好，满足河道整治宽度要求，同时可以减少部分坝长，但需占用一部分荒滩地、胡杨林地，破坏部分原始植被。

综上所述，从工程经济、防洪效果、生态、占地等多方面比较，选择方案1。护岸沿现有防洪堤迎水面台阶状布置、加宽培厚，岸顶宽4.0 m。

3.2.5 桩号718+330—718+790段左护岸工程

现状输水堤为柏油路面（宽4.0 m），堤身高3.5~4.0 m，边坡1∶1.5，现状两岸堤防顺直、堤距600~700 m，主流弯曲摆动淘刷两岸。现状输水堤迎水面岸坎散抛块石、格宾石笼，沿线设短丁坝5 座、长10~15 m。堤防两岸沿线有耕地、房屋等基础设施。此段堤线利用原堤线，考虑到防洪抢险通道畅通和防洪物资、机械施工作业面要求，护岸沿现有防洪堤迎水面台阶状布置、加宽培厚，岸顶宽4.0 m。

3.2.6 桩号728+200—728+605段左护岸工程

现状堤顶为柏油路面（宽4.0m）、破损严重，堤身高4~5 m，内边坡1∶1，堤后为筑堤取土留下的集水坑，堤前为坍塌岸坎，散抛块石。两岸堤距此处束窄变小，为470～660 m。堤线若调整将影响下游左岸600 m的霍尔加生态闸及闸后长1 km自然河道的生态引水，生态灌溉面积100 km2，设计流量8 m³/s，多年平均年引水量0.04 亿m³。因此，本段堤线利用原堤防线，考虑到防洪抢险通道畅通和防洪物资、机械施工作业面要求，护岸沿现有防洪堤迎水面台阶状布置、加宽培厚。

3.3 堤防建设方案

3.3.1 桩号592+650—593+080 段、599+850—600+200段右护岸工程

桩号592+650—593+080 段右护岸工程长度430 m，沿线设护基坝2座。桩号599+850—600+200段右护岸工程长度350 m，沿线设护基坝2座。右岸输水堤（桩号592+650—593+080段、599+850—600+200 段）防汛抢险道路维修长度分别为600、500 m，路基宽5.0 m（车道宽4.0 m+土路肩2×0.5 m），内外边坡1∶3，砂砾石路面（宽4.0 m、厚30 cm），底部垫无纺布（500 g/m²），两侧设C20 路缘石（尺寸0.15 m×0.5 m×0.5 m）。护岸边坡采用无纺布土工袋（规格0.3 m×1.2 m）、台阶状叠加码放，坡度1∶2；水平铺盖基础采用无纺布土工袋填筑（长12.0 m、厚0.6 m），护坡和基础底部均敷设无纺布（500 g/m²），末端迎水面侧设木桩阻滑防冲。边坡及水平铺盖基础表层覆土（厚20 cm），水平铺盖坡脚处放置1 层6 排四边六棱透水框架。基础处理采用抛填无纺布土工袋（规格0.6 m×0.9 m）回填至枯水期水位，抛填宽度12.0 m，深度0.5~1.0 m。护基坝采用下调式丁坝，与岸线成45°夹角，坝长14.85 m，坝顶宽3.0 m，高度3.5 m，边坡1∶2，坝体采用无纺布土袋填筑（规格0.6 m×0.9 m），表层覆土（厚20 cm），基础坐在已建水平铺盖上。

3.3.2 桩号672+325—673+500段右护岸工程

桩号672+325—673+500 段右护岸工程长度1 175 m，沿线设护基坝2 座。右输水堤堤身加高培厚，防汛抢险道路维修1 500 m，路基宽5.0 m，内边坡1∶3，外边坡1∶2，砂砾石路面硬化（宽4.0 m、厚30 cm），底部垫无纺布（500 g/m²），两侧设C20 路缘石（尺寸0.15 m×0.5 m×0.5 m）。右护岸工程的上部护坡采用雷诺护垫（厚30 cm、坡度1∶3）防护，下部护脚采用格宾石笼水平铺盖（长8.0 m、厚0.6 m），末端迎水面侧设木桩阻滑防冲。边坡及水平铺盖底部均敷设无纺布（500 g/m²）。涉水段基础长400 m，抛填无纺布土袋（规格0.6 m×0.9 m）回填至枯水期水位，抛填宽度8.0 m、深度0.6~1.2 m。坡脚处放置2 层6 排四边六棱透水框架，为C25 钢筋混凝土预制构件（规格为100 cm×10 cm×10 cm、中心钢筋为φ12 圆钢）现场焊接拼装。沿护岸设下挑式护基坝2 座，顺水流方向与岸线成45°夹角，坝长均为14.5 m，坝顶宽3.0 m，边坡均为1∶2，坝体采用无纺布土袋填筑。

3.3.3 桩号693+450—693+800 段、712+800—713+200段、718+330—718+790段、728+200—728+605段左护岸工程

桩号693+450—693+800段左护岸工程长350 m，沿线设护基坝3 座；桩号712+800—713+200 段左护岸工程长400 m，沿线设护基坝1座；桩号718+330—718+790 段左护岸工程长460 m；桩号728+200—728+605 段左护岸工程长450 m，沿线设护基坝1座。左岸输水堤（桩号712+800—713+200 段、718+330—718+790 段、728+200—728+605 段）防汛抢险道路维修分别为500、600、550 m，路基宽5.0 m，沥青混凝土路面（宽4.0 m、厚40 mm），路拱横坡1.5%，内外边坡1∶3，路肩两侧设路缘石（尺寸0.15 m×0.5 m×0.5 m）。护岸紧靠现有输水堤临河岸坎台阶状布置，上部护坡采用雷诺护垫（厚30 cm、坡度1∶3）防护；下部护脚采用水平铺盖长12 m，其中坡脚为格宾石笼（宽2 m、厚50 cm），其余水平铺盖为无纺布土袋（宽10.0 m、厚60 cm），末端迎水面侧做木桩防护，边坡及水平铺盖底部均敷设无纺布（500 g/m²）。基础处理抛填无纺布土工袋，抛填宽度12.0 m、深度0.6~2.4 m。坡脚处放置2～3 层6 排四边六棱透水框架，为C25 钢筋混凝土预制构件（规格为100 cm×10 cm×10 cm、中心钢筋为φ12 圆钢）现场焊接拼装。沿顺水流方向设下挑式护基坝，与岸线成45°夹角，坝长均为21.45 m，坝顶宽3.0 m，边坡均为1∶2，坝体采用无纺布土袋填筑。

3.4 护基坝设计

拟建护岸工程4 处，其中桩号592+650—593+080 段右护岸、599+850—600+200 段右护岸、693+450—693+800 段左护岸位于河道凹岸，堤距较窄，主流摆动，持续顶冲岸坡。拟建护岸两端与现有堤岸连接，提高防冲能力，考虑在拟建工程堤岸起止端、沿线适宜处增设护基坝，缓和河道主流河势，减轻堤岸侵蚀、淘刷，确保输水堤安全。护基坝采用下调式丁坝，与岸线成45°夹角。水平铺盖通长14.85、14.5、21.45 m，坝顶宽3.0 m，坝高度2.5、3.6 m，边坡均为1∶2，坝体采用无纺布土袋填筑，表层覆土（厚20 cm），基础坐在已建水平铺盖上。

4 施工技术

因为塔里木河沿线多是沙质土，洪水易淘涮，水资源蒸发大。为了防止渗漏节约水资源，需要对不同新建堤防进行土工布铺设，这也是该段河道堤防建设中的关键技术。

4.1 土工布铺设

护坡及基础均铺设无纺布（500 g/m2），无纺布采用长丝纺粘针刺非织造土工布（300 g/m²）。铺前检查基层是否平整、坚实，如有异物应事先妥善处理。根据现场情况，确定土工布尺寸，裁剪后予以试铺，裁剪尺寸要准确。检查撒拉宽度是否合适，搭接处应平整、松紧适度。用针刺机将两幅土工布的搭接部位连接加固，连接间距应适宜。土工布采用缝合连接法连接，即用专用缝纫机进行双线缝合连接，缝合时最小宽度20 cm，缝合线要采用抗化学破坏和紫外线光照射能力更强的材质。缝合部位缝合线应平直，针脚应均匀，缝合后应检查土工布是否铺设平整、是否存在缺陷。如存在不合要求的现象，应及时进行修补。

4.2 无纺布土工袋施工

采用成品的长丝纺粘针刺非织造土工布土工袋（300 g/m²），工厂加工运至工地，无纺布土工袋长宽尺寸2.0 m×1.5 m。无纺布土工袋为机械现场装填，装填、摆放一次成型，装填好后不再挪动位置，装填直径约0.9 m、高度1.0 m，同一平面装填高差不大于±5 cm，不同层土袋之间应错缝摆放。无纺布土工袋封口采用无纺布双道尼龙线缝合，缝合针脚间距不大于2 cm。在施工过程中当无纺布发生破损时，应及时双道缝合修补；无纺布土工袋接头处可用小沙袋填充空隙。

5 结语

塔里木河干流中游地处风沙区，堤防工程建设标准不一，防洪体系不健全，造成洪水不能顺利进入下游，在中游出现跨堤等洪涝灾害。通过分析探讨，提出桩号592+650—593+080段、599+850—600+200段、672+325—673+500 段右护岸工程和693+450—693+800 段、712+800—713+200 段、718+330—718+790 段、728+200—728+605 段左护岸工程7 处堤防的具体建设方案，并对建设中的土工布铺设和无纺布土工袋施工需注意问题进行了探讨，为工程建设提供了重要技术支撑。