论文部分内容阅读
摘 要： 结合柳江治理工程（鹿寨县导江乡段）实际，从工程地质条件、结构、施工、结构、生态、经济等方面对护岸结构型式及材料进行方案比选。探讨目前常见的支流河道护岸设计，为类似工程提供参考。
关键词： 支流；柳江；治理工程；护岸建筑物型式
一、概况
广西主要支流柳江治理工程（鹿寨县导江乡段）防护范围为鹿寨县导江乡政府驻地及其附近村屯，防护区现状人口约0.6万人，规划水平年2020年人口约为1.3万人，保护面积约为1.65平方公里。广西主要支流柳江治理工程（鹿寨县导江乡段）大部分河岸高程高于10年一遇洪水位，治理工程以护岸为主。
柳江干流河段以所在库区（大藤峡库区回水位）正常蓄水位+多年平均流量组合计算的水面线作为河段常水位，常水位（63.44m～62.99m）至66.00m高程以下为常年水位变幅区，岸坡冲刷比较严重，而66.00m高程以上岸坡植被比较完好。因此66.00m高程以下至亲水平台（高程64m）之间的坡面采用混凝土框格草皮（树木）护坡；亲水平台（高程62.80m）以下的坡面采用格宾网笼护垫护坡，坡脚采用混凝土挡墙和抛填块石护脚； 66.00m高程以上至10年一遇洪水位（局部河岸高程低于10年一遇洪水位的护至岸顶）之间的坡面采用植物护坡，遇植被较稀少的地方采取局部补种竹子和种草措施。护岸建筑物及附属建筑物按5级建筑物设计。
二 护岸建筑物型式选择原则
1、按照因地制宜、就地取材的原则，护岸建筑物型式选择应充分利用当地材料，方便施工。
2、护岸建筑物型式选择应考虑堤段所在的位置、环境景观协调及现有堤防工程的利用。
3、护岸建筑物型式选择要考虑沿河水土之间、河道与两岸之间的生态连通要求，避免切断原有的生物在水陆之间的迁移通道，保护原有的水、陆及生态系统。
4、在保证工程安全的前提下，尽可能做到护岸建筑物型式结构简单，投资经济。
三、护岸建筑物型式选择
河道治理主要是以保持或恢复河道的生态功能为主，因此护岸材料力求既能满足护岸工程的结构要求，同时也能较好地满足生态环境的要求，尽量采用有利于环境保护的生态型护岸材料，本次设计根据岸坡地形、地质情况，在尽可能保留现状岸坡植被的情况下采用了斜坡式生态护岸，主要有格宾网笼护垫护坡、混凝土框格草皮护坡等。
护岸下部护脚工程的作用是防止水流对坡脚河床的冲刷，护脚工程也是抑制河道横向变形的关键，是整个护岸工程的基础。考虑到上部护坡均采用了生态性能较好的柔性材料（混凝土框格草皮护坡+格宾网笼护垫护坡），故下部护脚工程尽可能考虑采用抗冲刷性能好的护脚材料。结合岸坡地质条件，采用混凝土挡墙护脚的方案。
柳江导江乡河段岸上台地高程为75～78m，大部分略高于10年一遇标准设计洪水位，河道治理工程采用的主要措施为岸坡防护。防护段沿线岸坡为土质岸坡，岸坡坡面表部为灰褐色砂质粉土，岸坡主要岩性为第四系冲积Ⅰ级阶地土层，上部为褐色粉质粘土、粘土，硬可塑状；中部为灰色粉土，稍密；下部及岸坡坡脚以下为砂砾石，胶结良好；下伏基岩为泥盆系和石炭系硅质岩、灰岩等。
目前河道主要受洪水涨落冲刷和人类活动影响，局部岸坡存在坍塌现象，塌岸从岸坡坡脚的粉土层开始，逐渐向坡顶发展，竹林植被较差段塌岸向坡顶发展较严重。如不及时防护，将会使河岸河床再造现象加剧，并形成较严重的水土流失。针对本工程的特点，设计拟在常水位（大藤峡库区回水位62.17m～62.48m）加超高设置亲水平台，亲水平台高程为62.80m，亲水平台以下加强护脚，以适应河床冲刷。为避免大挖大填，过多的改变河流形态，亲水平台上、下护坡尽量避免采用直立式挡墙护坡，拟采用贴坡式护坡。对于护坡材料的选择，力求既能满足护岸工程的结构要求，同时也能较好地满足环境的要求，尽量采用有利于环境的生态型护坡，本次设计拟定了两种设计方案进行比选，分别为：
方案一：刚性护坡方案：主要为浆砌石、混凝土、浆砌六角混凝土预制块护坡，该方案为传统水利工程常用护岸结构；
方案二：柔性护坡方案，以格宾网笼护垫为代表的生态护岸措施。格宾网装石或者卵石铺装在岸坡上，并在表面覆土和播散草种，生态护岸能与自然景观结合，保护环境；
生态护岸为柔性结构，可以适应岸坡不均匀变形，整体结构有延展性；施工工艺简单方便，国内工程经验丰富，技术成熟，简便易装，可多组同时施工，平行、流水作业；经济适用，可因地制宜地利用当地石料资源。格宾网笼护垫透水性好，能排水固结，利于山坡稳定、水土保持；过水之后，格宾网笼护垫能吸纳储存水流挟带的泥沙，经历一段时间后，石缝间能长出绿色植被，满足水土保持、消声敛光、绿化美化环境的要求。
混凝土和浆砌石护岸为刚性结构，虽然具有抗冲性能好、施工技术要求简单、便于利用当地设备材料等优点；但是适应局部变形的能力较差，遇沉陷易断裂、崩塌等缺点。而且用一层坚硬的护坡结构隔绝了生物和微生物与大地的接触，使河道中的生物和微生物失去了赖以生存的环境，破坏了河流生态系统的整体平衡，同时渠化了河道，会影响生态景观，对生态环境、景观环境、以及人类生存环境均存在不同程度的不利影响。
刚性护坡方案采用混凝土护坡，柔性护坡方案采用格宾网笼护垫护坡+混凝土框格草皮护坡进行比选，典型断面见图1～2，各方案的主要土建工程量及投资比较见表1。
从表1中的比较结果可知，每公里土建投资方案一（刚性护坡方案）为365.23万元，投资稍大；方案二（柔性护坡方案）的投资为232.97万元，相对便宜；每公里土建投资方案二（柔性护坡方案）比方案一（刚性护坡方案）少132.26万元。
经综合分析，本着稳固岸坡、水土保持、因地制宜、绿化美化环境、经济可靠的原则，结合河岸的实际地形地质情况，岸坡防护采用格宾网笼护垫护坡+混凝土框格草皮护坡。因此本阶段选择方案二（柔性护坡方案）。
四、下部护脚型式选择
本治理河段范围内现状枯水期多年平均水位为59.00m，大藤峡库区正常回水位62.17m～62.48m，故亲水平台高程确定为62.80m，亲水平台以下设置护脚挡墙，以适应河床冲刷。结合工程现状岸坡地形及岸坡冲刷计算深度选择下部护脚型式。
本治理工程现状岸坡坡度20～35°，坡脚高程为59.50m～61.00m，大部分处于施工期水位以上。为保护岸坡稳定，坡脚全段采用混凝土挡墙防护，外侧抛填块石护脚，防止淘刷。护脚墙采用C15混凝土重力墻，墙高1.5m～3m，墙顶宽0.5m，墙面坡直立，墙背坡1：0.5，挡墙基础埋深≥1.5m。部分混凝土护脚墙施工基本不受河水位影响，不需要修筑临时挡水围堰，护脚墙墙身及基础均采用C15混凝土；有部分护岸段的护脚墙建基面高程较低，考虑护脚挡墙基础置于一定深度的砂砾石层上，预计基坑有渗水存在，为了确保工程施工质量和便于施工，该段挡墙基础（厚0.5m）采用C20水下混凝土满槽浇筑，上部墙身采用C15混凝土。护岸下部护脚断面型式见图3。
参考文献
[1] 广西水利电力勘测设计研究院. 广西主要支流柳江治理工程（鹿寨县导江乡段）初步设计报告初步设计报告.南宁：广西水利电力勘测设计研究院，2015.
[2] 耿婷婷，大洪纳海河综合整治工程护岸结构型式及材料比选，广西水利水力，2017，第2期.
[3] GB 50286-2013，堤防工程设计规范[S].
关键词： 支流；柳江；治理工程；护岸建筑物型式
一、概况
广西主要支流柳江治理工程（鹿寨县导江乡段）防护范围为鹿寨县导江乡政府驻地及其附近村屯，防护区现状人口约0.6万人，规划水平年2020年人口约为1.3万人，保护面积约为1.65平方公里。广西主要支流柳江治理工程（鹿寨县导江乡段）大部分河岸高程高于10年一遇洪水位，治理工程以护岸为主。
柳江干流河段以所在库区（大藤峡库区回水位）正常蓄水位+多年平均流量组合计算的水面线作为河段常水位，常水位（63.44m～62.99m）至66.00m高程以下为常年水位变幅区，岸坡冲刷比较严重，而66.00m高程以上岸坡植被比较完好。因此66.00m高程以下至亲水平台（高程64m）之间的坡面采用混凝土框格草皮（树木）护坡；亲水平台（高程62.80m）以下的坡面采用格宾网笼护垫护坡，坡脚采用混凝土挡墙和抛填块石护脚； 66.00m高程以上至10年一遇洪水位（局部河岸高程低于10年一遇洪水位的护至岸顶）之间的坡面采用植物护坡，遇植被较稀少的地方采取局部补种竹子和种草措施。护岸建筑物及附属建筑物按5级建筑物设计。
二 护岸建筑物型式选择原则
1、按照因地制宜、就地取材的原则，护岸建筑物型式选择应充分利用当地材料，方便施工。
2、护岸建筑物型式选择应考虑堤段所在的位置、环境景观协调及现有堤防工程的利用。
3、护岸建筑物型式选择要考虑沿河水土之间、河道与两岸之间的生态连通要求，避免切断原有的生物在水陆之间的迁移通道，保护原有的水、陆及生态系统。
4、在保证工程安全的前提下，尽可能做到护岸建筑物型式结构简单，投资经济。
三、护岸建筑物型式选择
河道治理主要是以保持或恢复河道的生态功能为主，因此护岸材料力求既能满足护岸工程的结构要求，同时也能较好地满足生态环境的要求，尽量采用有利于环境保护的生态型护岸材料，本次设计根据岸坡地形、地质情况，在尽可能保留现状岸坡植被的情况下采用了斜坡式生态护岸，主要有格宾网笼护垫护坡、混凝土框格草皮护坡等。
护岸下部护脚工程的作用是防止水流对坡脚河床的冲刷，护脚工程也是抑制河道横向变形的关键，是整个护岸工程的基础。考虑到上部护坡均采用了生态性能较好的柔性材料（混凝土框格草皮护坡+格宾网笼护垫护坡），故下部护脚工程尽可能考虑采用抗冲刷性能好的护脚材料。结合岸坡地质条件，采用混凝土挡墙护脚的方案。
柳江导江乡河段岸上台地高程为75～78m，大部分略高于10年一遇标准设计洪水位，河道治理工程采用的主要措施为岸坡防护。防护段沿线岸坡为土质岸坡，岸坡坡面表部为灰褐色砂质粉土，岸坡主要岩性为第四系冲积Ⅰ级阶地土层，上部为褐色粉质粘土、粘土，硬可塑状；中部为灰色粉土，稍密；下部及岸坡坡脚以下为砂砾石，胶结良好；下伏基岩为泥盆系和石炭系硅质岩、灰岩等。
目前河道主要受洪水涨落冲刷和人类活动影响，局部岸坡存在坍塌现象，塌岸从岸坡坡脚的粉土层开始，逐渐向坡顶发展，竹林植被较差段塌岸向坡顶发展较严重。如不及时防护，将会使河岸河床再造现象加剧，并形成较严重的水土流失。针对本工程的特点，设计拟在常水位（大藤峡库区回水位62.17m～62.48m）加超高设置亲水平台，亲水平台高程为62.80m，亲水平台以下加强护脚，以适应河床冲刷。为避免大挖大填，过多的改变河流形态，亲水平台上、下护坡尽量避免采用直立式挡墙护坡，拟采用贴坡式护坡。对于护坡材料的选择，力求既能满足护岸工程的结构要求，同时也能较好地满足环境的要求，尽量采用有利于环境的生态型护坡，本次设计拟定了两种设计方案进行比选，分别为：
方案一：刚性护坡方案：主要为浆砌石、混凝土、浆砌六角混凝土预制块护坡，该方案为传统水利工程常用护岸结构；
方案二：柔性护坡方案，以格宾网笼护垫为代表的生态护岸措施。格宾网装石或者卵石铺装在岸坡上，并在表面覆土和播散草种，生态护岸能与自然景观结合，保护环境；
生态护岸为柔性结构，可以适应岸坡不均匀变形，整体结构有延展性；施工工艺简单方便，国内工程经验丰富，技术成熟，简便易装，可多组同时施工，平行、流水作业；经济适用，可因地制宜地利用当地石料资源。格宾网笼护垫透水性好，能排水固结，利于山坡稳定、水土保持；过水之后，格宾网笼护垫能吸纳储存水流挟带的泥沙，经历一段时间后，石缝间能长出绿色植被，满足水土保持、消声敛光、绿化美化环境的要求。
混凝土和浆砌石护岸为刚性结构，虽然具有抗冲性能好、施工技术要求简单、便于利用当地设备材料等优点；但是适应局部变形的能力较差，遇沉陷易断裂、崩塌等缺点。而且用一层坚硬的护坡结构隔绝了生物和微生物与大地的接触，使河道中的生物和微生物失去了赖以生存的环境，破坏了河流生态系统的整体平衡，同时渠化了河道，会影响生态景观，对生态环境、景观环境、以及人类生存环境均存在不同程度的不利影响。
刚性护坡方案采用混凝土护坡，柔性护坡方案采用格宾网笼护垫护坡+混凝土框格草皮护坡进行比选，典型断面见图1～2，各方案的主要土建工程量及投资比较见表1。
从表1中的比较结果可知，每公里土建投资方案一（刚性护坡方案）为365.23万元，投资稍大；方案二（柔性护坡方案）的投资为232.97万元，相对便宜；每公里土建投资方案二（柔性护坡方案）比方案一（刚性护坡方案）少132.26万元。
经综合分析，本着稳固岸坡、水土保持、因地制宜、绿化美化环境、经济可靠的原则，结合河岸的实际地形地质情况，岸坡防护采用格宾网笼护垫护坡+混凝土框格草皮护坡。因此本阶段选择方案二（柔性护坡方案）。
四、下部护脚型式选择
本治理河段范围内现状枯水期多年平均水位为59.00m，大藤峡库区正常回水位62.17m～62.48m，故亲水平台高程确定为62.80m，亲水平台以下设置护脚挡墙，以适应河床冲刷。结合工程现状岸坡地形及岸坡冲刷计算深度选择下部护脚型式。
本治理工程现状岸坡坡度20～35°，坡脚高程为59.50m～61.00m，大部分处于施工期水位以上。为保护岸坡稳定，坡脚全段采用混凝土挡墙防护，外侧抛填块石护脚，防止淘刷。护脚墙采用C15混凝土重力墻，墙高1.5m～3m，墙顶宽0.5m，墙面坡直立，墙背坡1：0.5，挡墙基础埋深≥1.5m。部分混凝土护脚墙施工基本不受河水位影响，不需要修筑临时挡水围堰，护脚墙墙身及基础均采用C15混凝土；有部分护岸段的护脚墙建基面高程较低，考虑护脚挡墙基础置于一定深度的砂砾石层上，预计基坑有渗水存在，为了确保工程施工质量和便于施工，该段挡墙基础（厚0.5m）采用C20水下混凝土满槽浇筑，上部墙身采用C15混凝土。护岸下部护脚断面型式见图3。
参考文献
[1] 广西水利电力勘测设计研究院. 广西主要支流柳江治理工程（鹿寨县导江乡段）初步设计报告初步设计报告.南宁：广西水利电力勘测设计研究院，2015.
[2] 耿婷婷，大洪纳海河综合整治工程护岸结构型式及材料比选，广西水利水力，2017，第2期.
[3] GB 50286-2013，堤防工程设计规范[S].