侯 岗

（桐柏县应急管理局应急服务中心，河南 桐柏 474750）

1 基本概况

1.1 地理位置

某河道属于海河流域卫河水系，发源于某市石包头乡花园村，经香泉寺、田湾、彭爻、南关村、小谷驼、西南庄于甘庄东注入共产主义渠。河道全长29 km，深山区5.50 km，总流域面积208.80 km2。该河道在山丘区河道纵坡1/40～1/110，坡陡流急。在转弯处冲刷边坡、河床形成积水深潭。河道现状除涝标准不足3 年一遇，一遇到大规模的降水，容易形成洪涝灾害。下游有南水北调中线总干渠、京广铁路、107 国道、京珠高速公路等国家重要基础设施和某市市区。河道的防洪安全关系着下游太公泉镇、安都乡、顿坊店乡等乡镇2 万多人0.33 万hm2耕地及上述国家重要基础设施的防洪保安任务，位置十分重要。

1.2 项目水毁情况

该河道在2013 年河道治理项目中按照5 年一遇除涝标准治理，2021 年7 月中旬以来，某河道流域降雨超历史极值，累计降雨量达903.30 mm。上游香泉水库最大泄洪流量达到281 m3/s ，洪水下泄冲刷，造成河床、护岸损毁，多座桥梁损毁，交通中断，下游河水满溢，个别村庄被淹，河道护岸、建筑物等工程水毁严重。某河道水毁河段修复护岸846 m，共3 处分别位于田湾村、来湾村及塔岗干渠跨某河道渡槽附近，其中：田湾护岸长280 m，来湾护岸长350 m，塔岗渡槽护岸长216 m。

2 护岸设计

2.1 护岸冲刷深度计算

2.1.1 水流平行于岸坡冲刷

采用《堤防工程设计规范》水流平行于岸坡时产生的冲刷公式来计算。顺坝及平顺护岸冲刷深度计算：

式（1）中：hS—局部冲刷深度（m）；H0—冲刷处的水深（m）；Ucp—近岸垂线平均流速（m/s）；UC—泥沙的起动流速（m/s）；n—与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n ＝1/4～1/6。

2.1.2 水流斜冲防护岸坡

采用水利计算手册（2006 年第二版）计算公式计算：

式（2）中：Δhp—从河底算起的局部冲刷深（m）；α—水流流向与岸坡夹角（°）；m— 防护建筑物迎水面边坡系数；d—坡脚处土壤计算粒径（cm），对非黏性土壤，取大于15%（按重量计）的筛孔直径；对黏性土壤，取表中对应的当量粒径值；Vj—水流偏斜时，水流的局部冲刷流速其计算方法为：

经计算，某河道冲刷深度（从河床起算）最大约为1.43 m。根据最大冲刷深度确定齿墙入基础深度，某河道按1.50 m 齿墙深度进行恢复。

2.2 护岸结构稳定计算

2.2.1 主要设计参数

结构自重：混凝土重度γ=24 kN/m3，浆砌石重度γ=23 kN/m3；填土的重度：γ= 18.44 kN/m3；填土的凝聚力：C= 18；填土的内摩擦角：φ= 19°；地基允许承载力：中粉质壤土［σ］=110 kPa ，卵石［σ］=300 kPa。

2.2.2 地基承载力修正

根据《建筑地基基础设计规范》，公式5.2.4 对地基承载力特征值进行修正，即：

式（3）中：fa—修正后的地基承载力特征值；fak—地基承载力特征值；ηb，ηd—基础宽度和埋置深度的地基承载力修正系数；γ—基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；b—基础底面宽度，当基础地面宽度小于3 m 时按3 m 取值，大于6 m 时按6 m 取值；γm—基础底面以上土的加权平均重度，位于地下水位以下的土层取有效重度；d—基础埋置深度。

因挡墙基础埋深仅0.50 m，经修正后，中粉质壤土地基承载力特征值仍为110 kPa，卵石地基承载力特征值仍为300 kPa。

2.2.3 地基承载力计算

式（4）中：N—作用在基底的合力的竖直分力（kN）；ΣM—作用于基底 的水平力和竖向力对基底重心轴的弯矩（kN.m）；A—基础底面积（m2）；W—基础底面的截面抵抗矩（m3）；［σ］—容许承载力。

根据规范要求，平均压应力应小于修正后的允许值，最大压应力应小于修正后允许值的1.20 倍。

2.2.4 抗滑稳定计算

抗滑稳定按下式验算：

式（5）中：Kc－沿挡墙基底面的抗滑稳定安全系数；f－挡墙基底面与地基土之间的摩擦系数，中粉质壤土f＝0.30，卵石f＝0.40；ΣH－作用在挡墙上的全部水平向荷载（kN）；［kc］－允许抗滑稳定安全系数，荷载基本组合［kc］＝1.20。抗震 特殊组合［kc］＝1.05

2.2.5 抗倾稳定计算

抗倾覆稳定按下式验算：

式（6）中：K0－挡墙抗倾覆稳定安全系数；ΣMV－对挡墙基底前趾的抗倾覆力矩（kN·m）；ΣMH－对挡墙基底前趾的倾覆力矩（kN·m）；

经计算，挡墙基底应力、抗滑及抗倾覆稳定均满足设计要求。

3 修复护岸设计成果

3.1 田湾村

田湾右岸护砌总长为200 m，结合工程现状情况，修复分别采用仰斜式挡墙、原护坡型式恢复并增加齿墙及仅增加齿墙3 种型式。其中：渡槽下游冲毁严重段采用仰斜式挡墙恢复；原护坡及齿墙未被冲毁，齿墙已经外露的修复新增加齿墙对其进行防护；原有护坡及齿墙已经冲毁，便于与上下游原有护坡进行衔接，对该段按原护坡断面及齿墙进行恢复，并结合上游情况新增加齿墙对原齿墙进行护砌。

仰斜式挡墙长136 m，为M7.5 浆砌石结构，墙下设防滑凸榫，沿墙底通长布置。为防河流冲刷，基础临水侧防冲齿墙，厚度为0.50～0.30 m，齿墙基础埋深1.50 m。挡墙及齿墙每隔10 m 设一道伸缩缝，缝内采用低发闭孔泡沫板填缝，挡墙设PVC 排水管，梅花形布置，间距1.50 m×1.50 m，直径50 mm，PVC 排水管外伸10 cm，外包300 g/m2土工布，下层PVC管距地面50 cm，坡比5%。新增齿墙段长80 m，为C20 混凝土结构，齿墙埋深1.90 m，垂直布置，与原护坡齿墙底搭接0.40 m ，齿墙每隔5 m 设一道伸缩缝，缝内采用低发闭孔泡沫板填缝。按原护坡断面及齿墙进行恢复段长64 m ，为C20 混凝土仰斜式挡墙结构，在原护坡及齿墙基础上新增C20 混凝土齿墙，齿墙埋深1.90 m，垂直布置，与原护坡齿墙底搭接0.40 m。挡墙及齿墙每隔5 m 设一道伸缩缝，缝内采用低发闭孔泡沫板填缝，梅花形布置。

田湾左岸水毁段护砌段长为80 m，采用M7.5 浆砌石仰斜式重力挡墙结构，墙下设防滑凸榫，沿墙底通长布置。为防河流冲刷，基础临水侧防冲齿墙，垂直布置，厚度为0.50～0.30 m，齿墙深1.50 m。挡墙及齿墙每隔10 m 设一道伸缩缝，缝内采用低发闭孔泡沫板填缝。

3.2 来湾村

来湾左岸水毁段按原有挡墙位置进行恢复，恢复段长150 m，采用M7.5 浆砌石重力挡墙结构，为防河流冲刷，基础临水侧防冲齿墙，垂直布置，厚度为0.50～0.30 m，齿墙深1.50 m。挡墙及齿墙每隔10 m 设一道伸缩缝，缝内采用低发闭孔泡沫板填缝。右岸水毁段现状岸坡线进行护砌，护砌段长为200 m，采用C20 混凝土仰斜式重力挡墙结构。

3.3 塔岗干渠跨某河道渡槽附近护砌

某河道塔岗渡槽岸坡采用C20 混凝土仰斜式式挡墙结构，其中：上游左岸190 m，墙总高5.50 m；下游右岸10 m，墙总高4 m。渡槽上游至下游护底共25 m，采用C20 混凝土结构，厚0.20 m，其中：渡槽上游护底10 m，渡槽下护底5 m，渡槽下游护底10 m。渡槽下游左岸基础护砌采用C20 混凝土重力式挡墙结构，长16 m。仰斜式重力挡墙临水侧坡度1:0.60，背水侧坡度- 1:0.30，墙顶宽0.40 m，墙总高4.00～5.50 m，为防河流冲刷，基础临水侧防冲齿墙，防冲齿墙坡比为1:1，厚度为0.40 m，齿墙基础埋深1.50 m，每5 m 设一伸缩缝，缝内采用 低发闭孔泡沫板填缝，挡墙设PVC 排水管，梅花形布置，间距1.50 m×1.50 m，直径50 mm，PVC 排水管外伸10 cm，外包300 g/m2土工布，下层PVC 管 距地面1 m，坡比5%。

4 结语

该河道水毁修复工程实施后，能够提高其防洪除涝能力，保障沿线人民生命财产安全，推进城乡统筹发展和社会主义新农村建设具有十分重要的意义。