浅析河道整治中山区河流生态型护岸设计.docx

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Summary：结合山区性河流河水源短流急，水位暴涨暴落的特点，河道堤岸的护坡设计在满足生态自然要求的同时还需要满足抗冲刷、保障堤防安全等要求。本文以巴南区一品河重点河段综合治理工程（小沛滩段）为例，为满足山区河流生态型护岸特性，根据该工程区地形地质条件、当地建筑材料、两岸建筑物、环境要求等条件，初拟了矮挡墙镇脚+斜坡式、挡墙+斜坡式两种不同的护岸结构型式进行比选。本文通过分析不同护岸的优缺点以及护岸工程设计，并对护岸相应施工工艺进行简要的阐述，为山区性河流生态型护岸设计再河道整治工程中的应用提供参考。
Keys:河道整治；山区河流护岸；生态型护岸设计；稳定分析
APreliminaryAnalysisofEcologicalRiverbankDesigninMountainousRiverChannelRegulation
HuGaofeng
(BananDistrictWaterResourcesBureau,Chongqing,401320,China)
Abstract:Giventhedistinctivecharacteristicsofmountainousrivers—havingrapidcurrentsandshortsources,andpronetosuddenrisesandfallsinwaterlevels—it''skeysectionintheBananDistrict(XiaopeiBeachSection)asanexample,inordertomeetthespecialfeaturesofmountainousrivereco-friendlyriverbankprotection,preliminaryselectionoftwodifferentriverbankprotectionstructureswasdone:thelowretainingwallanchoring+slopestyle,andtheretainingwall+,localbuildingmaterials,riversidebuildings,,andbrieflyexplainingthecorrespondingconstructiontechniques,thispaperaimstoprovideareferencefortheapplicationofeco-friendlyriverbankdesigninmountainousriverregulationprojects.
Keywords:RefinementofRiverChannels;MountainousRiverbankProtection;EcologicalRiverbankDesign;StabilityAnalysis
前言
山区性河流，每次洪水洪峰流量大，但历时短，水流流速较大，破坏力强且山区河道是河流的中上游或源头地区。目前，国内外许多学者围绕河道堤岸护坡设计已经进行了许多研究。例如，占超[1]从岸坡稳定性的角度对沂河的堤岸土体组成进行了稳定性分析；郭观明[2]对放坡的坪山河堤岸进行稳定性分析；王长明[3]等人以淮干王临段工程为例进行了防护一体化式的生态护坡设计；杨兆[4]等人在山区性河流冲刷中，针对顺直防护岸坡和斜冲防护岸坡对比了山区性河流冲刷计算中的差异。河道岸坡往往是两岸居民生产、生活、休闲、娱乐的场所，山区河道护坡设计要注重亲水特性，在解决河道防洪的基础上，通过修建必要的亲水设施，满足亲水要求。兰立伟[5]对生态河道护岸材料探讨提出了生态护岸材料的选取原则；何君[6]对河道治理工程中生态化建设的相关问题进行了分析,对于促进水利工程的发展具有重要的意义。
本文以小沛滩工程段为依托，其工程段岸坡多数为天然岸坡，植被茂盛，水边线局部有垮塌现象，岸坡平整度差，岸坡杂乱无章，基于山区河流生态型护岸抗冲刷、生态、亲水的特性以期为该工程段选取最合适的护岸设计。
1 工程及流域概况
重庆市巴南区一品河重点河段综合治理工程（小沛滩段）设计河道治理范围为巴南区一品河干流小沛滩桥至一品山水苑（跳礅石桥）及跳石河支流河口段。，跳石河支流河道中心线长约733m。干、，（其余岸线已建有护岸工程或者因房屋骑河而建无法修建护岸工程），，，。
一品河为长江右岸一级支流，又称箭滩河、鱼洞溪，有较大支流跳石河和龙岗河。一品河发源于綦江区横山镇天台村，自南向北流，在巴南区安澜镇五通村九社进入区境，境内分别流经安澜镇、一品街道、龙洲湾街道、鱼洞街道共4个镇街，在鱼洞街道滨江大桥汇入长江。一品河干流上游（安澜青台坎大桥以上）河床陡峻，集中落差多；中游（百节大桥至青台坎大桥）水面较宽，容蓄能力大，两岸土地肥沃，耕植发达，是一品区的腹地；下游（河口至百节大桥）河床平缓，宽阔，常受长江洪水顶托。，，，。
流域地处川东平行岭谷区南缘，一品河在百节以上多流经低山区，河道曲折，河谷深切，多急流陡滩。桥口坝河段溪流蜿蜒，两岸树木葱茏。百节以下为丘陵区，河谷开阔，河道平缓，农耕较发达。
巴南区一品河重点河段综合治理工程（小沛滩段）共两段，分别为一品河干流段和支流跳石河段。一品河干流段位于一品河中游，起于一品山水苑，终于小沛滩桥；支流跳石河段位于跳石河下游，起于跳石河河口，终于河口上游733m处。，河道长度30km，‰。跳石河为一品河右岸一级支流，发源于巴南区圣灯山镇梁岗村八社傅家湾口，流经圣灯山镇、一品街道，在一品街道永益村吊嘴处汇入一品河干流。 km2，，‰。
图1 工程地理位置示意图
2 堤型选择

1)有利于场镇建设和社会经济发展。
2)护岸建设应结合场镇规划及长远发展目标，改善当地居住环境，提高生活质量，保护生态环境。
3)因地制宜，就地取材，充分利用当地建筑材料。
4)本工程护岸工程岸线长，护岸较高，填筑用量大，填料应尽可能就近取料。
5)考虑堤防施工特点，确保工程质量和施工安全。
6)护岸工程施工应尽量考虑干地施工，施工质量严格可控，减少施工期受洪水的影响。
7)有利于工程管理，方便防洪抢险。
堤型比选

针对于一般的山区性河流，由于河水源短流急，水位暴涨暴落，其河道堤岸的护坡在满足生态自然要求的同时，还要满足抗冲刷、保障堤防安全等要求，因此合理选择堤型是建设山区性生态河道的一个关键因素。山区河流生态型护岸应具有以下特性：
抗冲刷性——山区性河流，每次洪水洪峰流量大，但历时短，水流流速较大，破坏力强。本工程堤基主要位于河岸阶地平台前缘，临近河床，沿线地形地貌差异小，覆盖层物质成分基本为人工回填块碎石土（Q4s）、第四系冲洪积（Q4al+pl）砂土、粉质粘土和含淤泥质粉质粘土，以及第四系残坡积（Q4el+dl）粉质粘土，下伏基岩主要为侏罗系中统上沙溪庙组泥岩夹砂岩，工程地质条件差异小。洪水夹带砂砾料冲刷河堤，如果选用不合适的护坡，经过一次洪水以后，面目全非。因此，山区性河道生态护坡必须具有较强的抗冲刷能力。
生态性——河道护岸必须因地制宜采用生物友好型的生态护岸形式，才能够促进河流生态多样性的保护和恢复，使河道能形成和具有自然环境下相同的生物多样性群落。
亲水性——河道岸坡往往是两岸居民生产、生活、休闲、娱乐的场所，山区河道护坡设计要注重亲水特性，在解决河道防洪的基础上，通过修建必要的亲水设施，满足亲水要求。
根据本工程区地形地质条件、当地建筑材料、两岸建筑物、环境要求等条件，初拟了矮挡墙镇脚+斜坡式、挡墙+斜坡式两种不同的护岸结构型式进行比选。

方案一：矮挡墙镇脚+斜坡式
由于河道沿线上游河床高差较大，镇脚顶高程无法统一，以大马槽电站堤坎为界，分上下游来确定。上游段干流、支流跳石河河口段均在电站拦河坝回水范围内，，，+，人行步道至堤顶为斜坡式护岸，堤顶采用防汛通道（或堤顶道路，受地形地貌限制，沿河堤顶道路无法全部连通）的结构形式，路面总宽度为3m，采用C25砼路面。因常年受洪水涨落影响，采用C25砼框格草皮护坡，护坡坡比不陡于1:，人行步道至堤顶之间采用种植麦冬草护坡，护坡下为200mm种植土，种植土下为200mm厚碎石垫层，垫层下铺设复合土工布反滤，防止土粒被冲刷淘蚀。大马槽电站堤坎下游沿线有
7级石梁，河道常年水位受影响较大，设计镇脚挡墙顶根据各级石梁进行控制。局部地质条件较差河段镇脚基础采用碾压块石换填，护坡坡比陡于1:。
图3 方案一（岩石地基方案）
图4 方案一（土质地基方案）
方案二：挡墙+斜坡式
以大马槽电站堤坎为界，堤坎以上河段挡墙墙顶高程为2年一遇水位（P=50%）+，堤顶高程为100年一遇水位+超高；堤坎以下河段挡墙墙顶高程为2年一遇水位（P=50%）+1m，堤顶高程为100年一遇水位+超高。挡墙墙前采用种植挺水植物至设计堤脚线；挡墙至堤顶之间坡比不陡于1:，采用C25砼框格草皮护坡，堤顶采用防汛通道（或堤顶道路，受地形地貌限制，沿河堤顶道路无法全部连通）的结构形式，路面总宽度为3m，采用C25砼路面。因常年受洪
水涨落影响，采用C25砼框格草皮护坡，护坡坡比不陡于1:，人行步道至堤顶之间采用种植麦冬草护坡，护坡下为200mm种植土，种植土下为200mm厚碎石垫层，垫层下铺设复合土工布反滤，防止土粒被冲刷淘蚀。大马槽电站堤坎下游沿线有7级石梁，河道常年水位受影响较大，设计镇脚挡墙顶根据各级石梁进行控制。局部地质条件较差河段镇脚基础采用碾压块石换填，护坡坡比陡于1:。
图5 方案二（岩石地基方案）
图6 方案二（土质地基方案）

对以上两个方案通过施工情况、对生态环境的影响、对行洪的影响、亲水性以及投资方面进行技术经济比较，比较详见下表。
表1 经济技术比较表
项目
方案一
方案二
比较结论
地形地质条件
对承载力要求更低，基础可置于覆盖层，需采用块石碾压换填处理，地基处理简单、费用较低。
对承载力要求更高，除局部段基础经碾压换填处理后可置于覆盖层，大部分地段挡墙基础须置于基岩才能满足承载力要求。
方案一较优
施工情况
基础开挖量小，浇筑量小，工期更短，施工难度较小
基础开挖量大，浇筑量大，工期更长，施工难度大
方案一较优
生态环境影响
基础开挖面积大，对环境破坏有一定的影响
基础开挖面积小，但对后侧坡面破坏较大，有一定的环境影响
方案一较优