摘要:大青河河道防洪能力低，行洪能力不足，洪水頻發(fā)，由于洪水洪量大，而形成災(zāi)害性洪水，直接對城鎮(zhèn)人民的生命財(cái)產(chǎn)形成嚴(yán)重威脅，給社會經(jīng)濟(jì)造成巨大損失。通過對大青河洪水成因，防洪現(xiàn)狀進(jìn)行分析，選取格賓石籠網(wǎng)箱箱坡式護(hù)岸，現(xiàn)澆混凝土面板坡式護(hù)岸，漿砌石坡式護(hù)岸三種材料的護(hù)岸型式進(jìn)行比較，最終確定采用格賓石籠網(wǎng)箱箱坡式護(hù)岸形式。河道治理后，可保障沿岸城鎮(zhèn)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:大青河;護(hù)岸;河道治理;設(shè)計(jì)
1大青河概況
大青河又稱大青格里河，位于青河縣城北部，發(fā)源于阿爾泰山東麓的布爾根達(dá)板、查干郭勒一帶，由高山冰雪融化、雨水及泉水匯集而成。全長103km，流域平均寬度19km，最大寬度40km，流域面積1934km2(其中水文站以上流域面積1702km2)，流域平均海撥高度2371m，最高點(diǎn)海撥高度3659m，流域平均坡度29.4%。每年的春末夏初，大青河洪水頻發(fā)，而尤以暴雨融雪混合型洪水為主，由于洪水洪量大，而形成災(zāi)害性洪水，直接對城鎮(zhèn)人民的生命財(cái)產(chǎn)形成嚴(yán)重威脅，給社會經(jīng)濟(jì)造成巨大損失。據(jù)青河縣政府統(tǒng)計(jì)，從1987－2015年間，青河縣城發(fā)生洪災(zāi)9次，幾乎每兩年發(fā)生一次較大洪水，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約1374萬元。
2洪水特征、洪水災(zāi)害及防洪現(xiàn)狀
2.1洪水成因及類型
根據(jù)大青河水文站多年實(shí)測洪水資料分析，積雪消融和暴雨是大青河流域形成洪水的主要原因。該流域洪水從成因上分析主要有暴雨型洪水、融雪型洪水和混合型洪水。春季主要是季節(jié)性積雪消融形成的融雪型洪水，夏季主要是暴雨型洪水以及在積雪消融過程中又遇降雨產(chǎn)生的混合型洪水，這類洪水對大青河最具危害性，多發(fā)生在5－6月。
2.2防洪現(xiàn)狀
青河本次治理河段，河床寬而且淺，河道內(nèi)雜草縱生，植被較多，水流流速較慢，洪水來臨時(shí)，沒有較好的泄洪出路，形成漫灘。另外，由于河床的沖刷和淤積，河床形態(tài)發(fā)生變化，河流的水位及走向也發(fā)生變化，河床的變化又反過來影響水流流態(tài)，它們互相影響，互相制約，處于不停的變化和發(fā)展樁號。每到洪水季節(jié)，河道內(nèi)主流搖擺不定，對兩岸沖刷越來越嚴(yán)重，局部河段河岸已嚴(yán)重塌陷，同時(shí)見到沿岸樹木傾斜。特別是2016年多年不遇的特大洪水災(zāi)害過后，該河段被洪水淘蝕，岸坡坍塌嚴(yán)重，多處岸坡被沖刷成1－2m左右的陡坎，土堤段邊坡系數(shù)在0－1.50范圍內(nèi)，沖毀了農(nóng)牧民大量的耕地和草場，已成險(xiǎn)段，無法抵御設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)洪水。
3工程范圍依據(jù)
《新疆阿勒泰地區(qū)烏倫古河防洪規(guī)劃報(bào)告》及本次對大青河兩岸河道防洪現(xiàn)狀調(diào)查和存在的問題，河道治理選擇在受災(zāi)嚴(yán)重的河段，本次選擇在大青河阿克郎克村段河道，該段河道岸邊無人口居住，主要為草場及生態(tài)林，根據(jù)天然河道水面線推算，該段河道現(xiàn)狀不能通過10a一遇的洪水，同時(shí)河道凹岸沖刷坍塌嚴(yán)重，草場和生態(tài)林面積逐年減少，為了防止洪水淘刷塌岸，本次河道治理對該段河道左右岸凹岸水流沖刷較嚴(yán)重的河段進(jìn)行防護(hù)治理，基本沿著現(xiàn)狀河堤做護(hù)岸處理，其中左岸治理段共7段，分別為:左岸72+135—72+335，73+335—74+435，74+735—74+935，88+265—89+971等4段。右岸71+902—72+342，78+908—79+103，83+817—84+625等3段。護(hù)岸處理主要是盡量沿著現(xiàn)狀河堤布置，堤頂高與現(xiàn)狀河堤齊平，該段河道的堤防在設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)情況下，允許越浪，護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式仍為坡式護(hù)岸，河道護(hù)岸總長度4.652km。
4護(hù)岸設(shè)計(jì)
4.1堤防邊坡擬定
均質(zhì)土堤迎水面、背水面堤坡的穩(wěn)定性，與堤高、等級、堤身填筑材料的物理力學(xué)性質(zhì)、堤基地質(zhì)條件、施工碾壓質(zhì)量以及承受的荷載及坡面的坡度等因素有關(guān)，采用振動碾碾壓，可獲得較高的密實(shí)度和較大的變形模量，具有良好的抗滑穩(wěn)定性，其堤坡結(jié)合主要地質(zhì)構(gòu)造、堤身填筑材料的物理力學(xué)性質(zhì)、地震情況等，采用工程類比進(jìn)行擬定，本次河道治理段迎水面邊坡為1∶1.75，背水面邊坡為1∶1.50。
4.2護(hù)岸方案比選
對大青河阿克郎克村段兩岸河道防洪現(xiàn)狀調(diào)查和存在的問題，以及防護(hù)對象，確定了對該段河道治理防護(hù)型式，基本沿著現(xiàn)狀河堤做護(hù)岸處理，護(hù)岸處理主要是盡量沿著現(xiàn)狀河堤布置，堤頂高與現(xiàn)狀河堤齊平，該段河道的堤防在設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)情況下，允許越浪，護(hù)坡結(jié)構(gòu)形式仍為坡式護(hù)岸。根據(jù)大青河道特性及河道附近料場的情況，大青河段附近無混凝土粗細(xì)骨料，所需混凝土骨料均需外運(yùn)，平均運(yùn)距20km，護(hù)岸材料的比選根據(jù)經(jīng)濟(jì)和施工難易程度來比較。同時(shí)結(jié)合阿勒泰地區(qū)多年來修筑同類工程的成功經(jīng)驗(yàn)，本次擬選取3種材料的護(hù)岸型式進(jìn)行比較。方案比選表見表1。以上方案從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和對生態(tài)影響程度等方面進(jìn)行比較，本次設(shè)計(jì)采用格賓石籠護(hù)岸。
4.3護(hù)岸工程設(shè)計(jì)
通過護(hù)岸材料的方案比較，本工程采用格賓石籠護(hù)岸。護(hù)岸迎水面設(shè)計(jì)邊坡為1∶1.75，背水面設(shè)計(jì)邊坡為1∶1.50。護(hù)岸格賓石籠厚度為0.40m，護(hù)腳厚度為河底以下0.80m，采用2層格賓石籠水平放置，下層水平寬度4.50m，上層水平寬度3.70m，上下層水平護(hù)腳要錯(cuò)縫施工。護(hù)岸每隔100m設(shè)一道格賓石籠橫隔墻，墻體設(shè)計(jì)寬度為0.50m，深度為0.80m。根據(jù)護(hù)岸的斜長，本次格賓石籠擬采用長3.0m、寬2.0m、厚度0.40m;長3.0m、寬1.50m、厚度0.40m和長3.0m、寬2.0m、厚度0.40m三種規(guī)格，局部特殊斷面可根據(jù)實(shí)際需要現(xiàn)場加工。格賓石籠材料要求:1)格賓石籠網(wǎng)箱的材料為異形截面的熱鍍鋅低碳鋼絲，外鍍10%鋁鋅合金防腐處理。鋼絲材質(zhì)必須符合GB/T700－1988標(biāo)準(zhǔn)，熱鍍鋅必須符合GB/15393－1994中的3.2條和3.3條規(guī)定。2)格賓網(wǎng)必須為由專用機(jī)械紡織成的熱鍍低碳鋼絲格賓網(wǎng)片組裝而成，確保穩(wěn)固性和抗拉性。3)格賓網(wǎng)片網(wǎng)孔必須均勻，不得扭曲變形，網(wǎng)孔孔徑偏差應(yīng)小于設(shè)計(jì)孔徑的5%。4)格賓網(wǎng)片的抗壓、抗剪強(qiáng)度及有關(guān)力學(xué)指標(biāo)、耐腐蝕性必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，鋼絲的力學(xué)性能必須符合相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定［1－3］。5)網(wǎng)孔為80mm×100mm，鋼絲的抗拉強(qiáng)度不少于38kg/m2，鋼絲≥φ2.70mm(鍍層重量不小于245kg/m2)，邊絲≥φ3.40mm(鍍層重量不小于265kg/m2)，綁扎鋼絲φ2.20mm(鍍層重量≥230kg/m2)。填充料必須是堅(jiān)固密實(shí)、耐風(fēng)化好的石料，網(wǎng)箱內(nèi)填充石直徑≥10cm，每塊石頭重量≥5kg，70%以上宜采用大于30kg的塊石，嚴(yán)禁使用風(fēng)化石［4－5］。
4.4筑堤材料和填筑標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286－2013)及地質(zhì)勘查資料，確定護(hù)岸采用梯形斷面，護(hù)岸內(nèi)外邊坡均參考已建工程初步擬定，筑堤材料選用當(dāng)?shù)夭牧稀８鶕?jù)河道治理原則，大青河全河流統(tǒng)一規(guī)劃，突出重點(diǎn)、兼顧一般，近遠(yuǎn)期結(jié)合、上下游結(jié)合、工程措施與非工程措施結(jié)合。護(hù)岸筑堤材料均為含土砂礫石，采用基礎(chǔ)和削坡開挖后可利用料，不足量可從河床開采，護(hù)岸岸坡砂礫石料碾壓后相對密度≥Dr≥0.75。
5結(jié)論
根據(jù)青河縣已建護(hù)岸、堤防工程的經(jīng)驗(yàn)，按照因地制宜、因勢利導(dǎo)的原則確定河道治理導(dǎo)線，分析河道不同段的水流條件和地質(zhì)條件，充分考慮河流走勢，利用已有地形，通過護(hù)岸材料的方案比較，采用格賓石籠護(hù)岸。護(hù)岸迎水面設(shè)計(jì)邊坡為1∶1.75，背水面設(shè)計(jì)邊坡為1∶1.50，護(hù)岸每隔100m設(shè)一道格賓石籠橫隔墻。河道治理后可保障沿岸城鎮(zhèn)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展。
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