马浩然

（新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆 乌鲁木齐 830000）

A水利枢纽工程于2005年底建成发电，经过近十年的运行，库区尾段16 km～18 km处的右岸库岸出现库岸再造。因冲刷、风化等因素的影响，岸边向岸里逐步推移，对岸边的居民区造成一定的威胁，急需对该段库岸进行防护处理。本文针对A水利枢纽岸坡防洪工程进行设计分析。

1 工程概况

A水利枢纽工程是某河干流规划中的控制性工程，其开发任务以灌溉为主，兼有发电、防洪等综合利用效益。A水利枢纽工程是大(1)型一等工程，由拦河坝、泄洪系统、引水发电系统三大部分组成。主要建筑物包括粘土心墙坝、表孔溢洪洞、中孔泄洪洞、深孔排沙放空洞、发电引水洞和电站厂房。

A水利枢纽工程护岸施工段全长约1.66 km，位于库区移民桥下游约3 km～5 km库区右岸（某乡境内），库岸为Ⅱ级侵蚀堆积阶地，阶地前缘有明显的阶坎，高出河床25 m～30 m，阶面宽300 m～1000 m，地势平坦开阔。

2 岸坡稳定性计算

2.1 计算参数

根据地质，C值可取38°，φ值0.2 MPa，计算采用简化毕肖甫法，岸坡稳定分析选取的计算参数见表1。

表1 边坡稳定分析计算参数表

2.2 抗滑稳定安全系数

根据《水利水电工程边坡设计规范》，边坡为4级建筑物，边坡的抗滑稳定最小安全系数按照边坡的级别和规范要求选择:正常运用条件:1.10；非常运用条件Ⅰ:1.05；非常运用条件Ⅱ:1.00。

根据边坡等级，本次只计算正常运行条件（1.10）下的边坡稳定情况。

2.3 计算结果

本次计算采用水科院编制的土质边坡稳定分析程序（STAB-2005）进行计算。计算成果见表2。

表2 边坡抗滑稳定计算最小安全系数

采用简化毕肖普法的安全系数允许范围为1.25～1.35。由计算结果可以看出，对于具有一定深度的滑裂面，工程边坡的最小抗滑稳定安全系数满足规范要求，即边坡是稳定的。

3 岸坡防护设计

3.1 护岸基础防冲设计

（1）冲坑深度计算

掏刷坑深度计算按照《堤防工程设计规范》GB 50286-2013附录D进行计算。

式中:hs为局部冲刷深度，m；H0为冲刷处的水深，m；vcp为近岸垂线平均流速，m/s；vc为泥沙启动流速，m/s；n为系数，与防护岸坡在平面上的形状有关，取n=1/4～1/6；d为河床砂砾石中值粒径，m；rs、r分别为卵石与水的容重，kN/m3；η 为水流流速不均匀系数，根据水流流向和岸坡交角α查表得出。

（2）计算断面选择

为达到计算精度要求，需选取不同的具有代表性的断面进行计算。本次计算选取 1#、3#、7#、9#、10#、17#、18# 断面，其中3#、9#、17# 断面水流与岸坡无交角，1#、7#、10#、18# 断面水流与岸坡存在交角。

（3）护岸基础

河滩表层为第四系上更新统冲积物（Qal3)砂卵砾石，厚度大于20 m，采用混凝土防冲墙作为护坡基础。

下部水流冲坑内设置混凝土防冲墙，防冲墙厚度1.0 m，高2.0 m，底高程位于最低河床以下2.0 m，为简化施工，采用水下混凝土浇筑。

3.2 护坡

护坡按高程采用不同的结构形式进行设计:水下缓坡至基础防冲墙顶段，对岸坡进行简单的修整后采用格宾网垫护坡；缓坡与陡坡变坡点至护坡顶1001 m高程段，由于岸坡偏陡，且位于水上，地质建议水上永久边坡为1∶1.5～1.75，按永久边坡开挖会影响到岸坡边居住的居民，产生移民搬迁的问题，因此采用混凝土板护坡，与格宾连接处设置混凝土齿墙，护坡板与岸坡连接采用φ25的自进式注浆锚杆加强混凝土护坡板岸坡的连接[1]。

防护库岸为1～8断面、10～13断面以及15～19断面，是河床的凹岸，边坡较陡，一般边坡在1∶1.45～1.75之间，局部陡峭处在1.2，冲刷较严重，需要对岸坡进行防护，防护长约为1300 m。

（1）格宾

对缓坡进行整理后，采用格宾网垫护坡，网垫的结构尺寸为宽1.0 m、长2.0 m、厚0.3 m，网目为0.06 m×0.06 m。为使格宾不因局部破坏而出现大面积护坡问题，每隔100 m左右设置一道0.3 m×0.5 m的混凝土横梁。整个防护段设14道横梁，可根据地形情况进行适当增减。

（2）格宾上部混凝土护坡板

上部边坡较陡部分采用混凝土护坡，当边坡陡于1∶0.5时，边坡按1∶0.5护坡，背坡采用砂砾石原状边坡；边坡缓于1∶0.5时，按顶宽400 mm等厚混凝土板护坡。混凝土标号C25F300。混凝土护坡高度大于3 m时，设两排排水孔，小于3 m时，设一排排水孔，排水孔直径100 mm，孔内填无砂混凝土，以保证及时排出地下水。

混凝土护坡板隔3 m设置一道沉降缝，缝内填闭孔泡沫板，每块板上设置4根φ25的自进式注浆锚杆，锚杆长4.3 m，深入砂砾石4.0 m，外端头锚固在混凝土板内。

根据稳定计算，正常蓄水位以上的砂砾石坡处于稳定状态，因此混凝土护坡板稳定。

3.3 淤沙堤

设置低淤沙堤，增加河底糟率，缓流落淤，使得该段泥沙淤积于此，可以有效地保护坡脚不再被冲刷[2]。

（1）堤顶高程

河道纵坡约为1/200～1/300，下一级淤沙堤淤沙后应高于前一级淤沙堤的下游坡脚高程1.5 m左右，应间隔约200 m～300 m设置一道淤沙堤，淤沙堤高较河床高3 m。

（2）淤沙堤布置

处理河段长约1.6 km，河道纵坡约为1/200～1/300，根据河道情况设置6道淤沙堤。1#淤沙堤位于桩号0+156.633处，堤顶长67.172 m；2#淤沙堤位于桩号0+454.647处，堤顶长40.66 m；3#淤沙堤位于桩号0+724.383 m处，堤顶长71.223 m；4#淤沙堤位于桩号1+003.169处，堤顶长69.906 m；5#淤沙堤位于桩号 1+299.023处，堤顶长 87.092 m；6#淤沙堤位于桩号1+609.258 m处，堤顶长69.117 m。

（3）断面设计及填筑

堤顶高程高于河床3 m，为方便机械施工，顶宽设5 m，上、下游边坡均为1∶2.5，为砂砾石填筑，相对密度Dr≥0.85。上、下游边坡采用格宾网垫护坡，格宾下铺设反滤无纺布，反滤无纺布要求为250 g/m2。见图1。

图1 淤沙堤断面示意图

4 结语

岸坡防洪工程是保证水利工程安全运行的关键，应慎重对待。当防护地段较长，水流性质变化大时，应结合工程区域的地形、地质和水文环境，采用不同的防护类型，进行合理设计及布置。A水库防护工程自完工以来，对其流域周边安全提供了坚实保障，发挥了巨大的社会及经济效益。