袁理想
沭河王莊閘以下段險(xiǎn)工隱患治理方式的探討
袁理想
沭河發(fā)源于山東省沂蒙山區(qū)的沂山南麓,與沂河平行南下,南流經(jīng)山東省沂水、莒縣、莒南、河?xùn)|、臨沭、郯城等縣市,自江蘇省新沂市進(jìn)入江蘇省境內(nèi),至新沂市邵店鎮(zhèn)口頭入新沂河。沭河江蘇段河道長(zhǎng)度47km,區(qū)間流域面積1048km2,堤防長(zhǎng)度93.2km。沭河已按五十年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)治理,蘇魯省界至塔山閘、塔山閘至入新沂河口段(含王莊閘以下段)的設(shè)計(jì)流量分別為2500 m3/s、3000m3/s。
沭河王莊閘以下至新沂河口段河道長(zhǎng)16.45km,灘面寬度125~1039m,河口寬度141~518m。左右大堤堤距為0.43~1.25km,地面高程由20.0m至16.0m,河底高程由14.0m至3.5m,河道現(xiàn)狀邊坡大多在1∶2以下,最陡處幾乎為1∶0,河道灘面至河底深度一般都在10m以上,堤頂至河底深度一般在14m左右,最大達(dá)到17m以上,河道十分陡峻。
該段河床灘地自西向東南傾斜,河道彎曲多變,僅明顯彎道就多達(dá)7處,河床比降大,加之河床、堤防大部分為沙性土質(zhì),抗沖能力弱,一旦形成塌岸,極有可能在較短時(shí)間內(nèi)迅速向堤腳擴(kuò)散,形成新的險(xiǎn)工隱患,甚至直接危及沭河堤防安全。
新沂河道管理局(以下簡(jiǎn)稱新沂局)是淮委沂沭泗局駱馬湖水利管理局所屬的基層管理單位,承擔(dān)著沭河江蘇段河道、堤防工程的防汛管理、工程管理、維修養(yǎng)護(hù)等任務(wù)。
新沂局一直極為重視沭河險(xiǎn)工隱患的治理,自2006年基本完成水管體制改革以來,截至2015年,先后利用維修養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)、特大防洪費(fèi)等途徑,重點(diǎn)完成了老虎溜、陳堰、響馬林、果園、上河、西鮑、葉海等險(xiǎn)工隱患的治理,累計(jì)治理岸線長(zhǎng)度約5000m,期間也經(jīng)歷了三個(gè)階段,并逐步完善。
1.單純散拋石加固
該結(jié)構(gòu)形式的沭河治理基本應(yīng)用于管養(yǎng)分離初期、工程維修養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)保障率較低的2007年。
老虎溜險(xiǎn)工段位于沭河右岸41+200-42+800,該段堤身系砂土構(gòu)筑,標(biāo)準(zhǔn)不足,主流逼近堤腳,迎溜頂沖,受其影響,該段范圍根石走失嚴(yán)重;陳堰險(xiǎn)工段位于沭河右岸46+000-47+000,該段堤身系砂土構(gòu)筑,標(biāo)準(zhǔn)不足,河道彎曲,座彎迎溜,兩河交匯,流勢(shì)不穩(wěn),河岸坍塌嚴(yán)重,原有石護(hù)損壞殆盡。
因經(jīng)費(fèi)不足且以上段水下情況相對(duì)較好,2007年僅安排對(duì)以上范圍進(jìn)行散拋石加固,拋石尺寸按照按上寬1.5m,邊坡1∶1.5控制,選用大塊石,做到砌面大致平整,無直縫、對(duì)縫,石料大小插填嚴(yán)穩(wěn),以保證拋石效果。
經(jīng)過治理,險(xiǎn)情得到了局部控制,但由于工程量不足,根石上部的砂性土質(zhì)岸坡仍會(huì)受到水流沖刷,形成坍塌。
2.下部散拋石加固與上部漿砌石護(hù)岸相結(jié)合
結(jié)合單純散拋石加固存在的不足之處,2008年,新沂局組織對(duì)位于沭河左岸41+235-42+175的果園險(xiǎn)工段治理,對(duì)下部走失嚴(yán)重的根石進(jìn)行補(bǔ)拋石,在此基礎(chǔ)上對(duì)上部破損的漿砌石護(hù)岸進(jìn)行修復(fù),用M10漿砌塊石結(jié)構(gòu),護(hù)岸頂部做0.5m× 0.6m的漿砌石封頂,底部做0.6m×0.8m的漿砌石鎮(zhèn)腳,中間做0.3m厚的漿砌石護(hù)岸,下設(shè)0.1m厚碎石墊層,護(hù)岸邊坡1∶2,漿砌石護(hù)岸頂高程通過該段設(shè)計(jì)水位確定。經(jīng)過2008年汛期的檢驗(yàn),治理效果明顯優(yōu)于單純的根石加固。
按照下部散拋石加固結(jié)合上部漿砌石護(hù)岸的原則,2009~2010年,新沂局先后組織對(duì)位于沭河右岸36+200-36+380的響馬林段、位于沭河左岸33+185-33+ 500的上河段進(jìn)行了治理。
3.散拋石固基與鋼筋籠鉛絲籠相結(jié)合
雖然經(jīng)過近年的運(yùn)行,下部散拋石加固與上部漿砌石護(hù)岸相結(jié)合的治理措施基本解決了砂性土質(zhì)岸坡沖刷的的問題,但是存在散拋石斷面尺寸過大,砂性土質(zhì)情況下散拋石基礎(chǔ)容易受水流沖刷、掏蝕,走失嚴(yán)重的問題,進(jìn)而導(dǎo)致漿砌石護(hù)岸損毀。
為解決以上問題,2011年新沂局在沭河左岸34+600-35+000西鮑段采取了鋼筋籠、鉛絲籠的結(jié)構(gòu)形式,按照1∶1.5為控制坡比進(jìn)行土方削坡,在此基礎(chǔ)上,16.20~16.70m高程范圍用拋石壓頂;12.20~16.20m高程范圍選用鉛絲籠拋石;11.20~12.20m高程范圍選用鋼筋籠拋石;10.00~11.20m高程范圍進(jìn)行散拋石固基。拋石頂寬1.00m,拋石外邊坡控制比1∶2;拋石以上開挖邊坡補(bǔ)植草皮,減少雨水對(duì)坡面的沖刷。
2012年在沭河左岸33+500-33+860段、2013年在沭河右岸43+780-43+900段、2015年在沭河左岸33+860-34+200段進(jìn)行了推廣應(yīng)用。
散拋石加固治理方式的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工技術(shù)要求相對(duì)較低;缺點(diǎn)是拋石體的整體性較差,并要求拋石體粒徑大,為達(dá)到拋石穩(wěn)定坡比,所需石方量大,隨拋石高度增加,工程量增加明顯,單位長(zhǎng)度所需投資額增加明顯。此外,遇水流沖刷,尤其是砂性土質(zhì)河床,容易形成根石走失。該結(jié)構(gòu)形式較適用于臨河河岸灘面與河底高差較小、流速不大、河床以非砂性土質(zhì)為主、現(xiàn)場(chǎng)不具備土方削坡施工條件的情況。
下部散拋石加固與上部漿砌石護(hù)岸相結(jié)合治理方式相較于散拋石加固治理,優(yōu)點(diǎn)在于投資額相對(duì)降低、施工后工程整體形象美觀,缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,隨著根石的逐漸走失,將形成上部漿砌石護(hù)岸懸空、坍塌。該結(jié)構(gòu)形式適用情況基本與散拋石加固治理方式相同。
在總結(jié)前期治理方式的基礎(chǔ)上,2011年以來,新沂局對(duì)王莊閘以下段的治理主要采取了散拋石固基與鋼筋籠鉛絲籠相結(jié)合的治理方式,這種結(jié)構(gòu)形式通過鋼筋籠鉛絲籠施工,能夠明顯降低對(duì)拋石料粒徑的要求,減小斷面尺寸,達(dá)到節(jié)約投資的目的。在施工完成、拋石體運(yùn)行初期,在鋼筋籠、鉛絲籠的束縛下,通過拋石體上部的灘地沖刷土體對(duì)拋石間隙的自然填充,能夠使拋石體長(zhǎng)久保持很好的整體性。
沭河作為一條天然性河道,河道彎曲,河床比降大,河床、堤防多砂性土質(zhì),塌岸險(xiǎn)工多,出險(xiǎn)危害大,因此針對(duì)險(xiǎn)工段的治理尤為重要。沭河王莊閘以下段險(xiǎn)工隱患治理的方式多種多樣,各種形式都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。在王莊閘險(xiǎn)工隱患治理過程中,依據(jù)“因地制宜,因時(shí)制宜”的指導(dǎo)思想,根據(jù)地形、地理特點(diǎn),結(jié)合施工可操作性,經(jīng)歷了不同的治理階段,積累了較為豐富經(jīng)驗(yàn),可以為其他類似河道的險(xiǎn)工段治理提供一定的借鑒意義
(作者單位:新沂河道管理局221400)