杨 波

(江西省赣抚平原水利工程丰城市管理站，江西 宜春 331100)

丰城市槎水杜市段河道治理工程位于槎水中上游段，工程区域内涉及人口3.29 万人，保护耕地0.21万hm2。本工程所处区域为亚热带季风气候区，年降水量集中、春夏季常发生洪水等自然灾害，该区域受槎水、清丰山溪洪水威胁和鄱阳湖高水位顶托影响，极易形成洪涝灾害。因此，有必要结合该地区地理条件与项目概况，加强对河道的有效治理。

1 项目概况

丰城市槎水杜市段河道治理工程位于槎水中上游段，工程区域内涉及杜市一个镇，保护人口3.29 万人，保护耕地 0.21万hm2。本工程起点位于徐家村晏家桥，终点位于港边村，拟整治河道总长 21.4 km。本次河道治理项目主要有：现有堤防加固、两岸局部岸坡加固、清淤疏浚、涉河建筑物新建及拆除重建等。

工程主要建设内容有：河道综合治理总长 21.40 km，其中现有堤防加固1.11 km；河道岸坡加固 13.81 km；清淤疏浚 0.64 km；拆除重建机耕桥 1 座；拆除重建人行桥 1 座，拆除重建穿堤涵管 5 座，新建过路排水涵管 4 座，加固排水渠 27.0 m，新建便民下河埠头 21 座。堤防护坡加固方式为：临水坡、背水坡均采用草皮护坡，总长 1.11 km。河岸护岸加固方式为：采用抛石固脚+干砌块石护坡护岸，总长 6.915 km，采用抛石固脚+M7.5 浆砌块石趾墙+干砌块石护坡护岸， 总长 5.1 m，采用 C20 混凝土固脚+生态砖护坡，总长 1.795 km。

2 河道治理结构类型

河道治理工程中，常见的治理结构类型主要有以下几种：

(1)山溪性生态河道。部分河道存在着泥沙淤泥情况，有的地区进行分段拦截水产养殖，或者存在较为严重的滥挖河砂现象，导致河道的基本功能受到影响，面对这一情况需采取山溪性河道治理，以河漫滩为主要结构，依靠河漫滩对洪水期产生行洪与滞洪效果。施工时保留河漫滩的滞洪功能，增加休闲与亲水区域，由于该结构会有蜿蜒性特征，可促进生物多样性，为生物提供良好的生存环境。以往河道治理会采取渠化的方式，导致河道自然结构受到破坏，而山溪性河道结构能够实现深浅交替，有利于水中生物与微生物的生存[1]。

(2)平原河网生态河道。这样的河道治理模式适合用于地势平坦且土质疏松的区域，一般这些区域人口密集，水体容易被污染，生态系统缺乏足够的自我恢复能力，所以面对这类污染情况，可采取平原河网河道处理模式，搭建生态护堤塔，依靠河道的自然坡岸和植物进行治理。具体施工时应适当地放缓坡比，采取土质岸坡，发挥植物的护岸效果，也为水生物提供良好的生存条件。如果河岸边坡比较陡，需采用木桩加固的方式强化治理效果。

(3)集聚地生态河道。这一结构类型一般会在河道的两侧布置植物缓冲带，依靠水生植物形成的缓冲带吸收污染物，净化水体，净化沟渠，降低河道产流量，减少地表径流污染物堆积，以植物截留的方式去除污染物。施工时需要根据生态设计要求，以防洪的目的为前提，保持河道蜿蜒特征，防止河道渠化，将浅滩与深潭相结合，协调生态河道完成治理。

3 河道治理工程施工方法

3.1 河道断面施工

根据5年一遇设计洪峰流量由吴石站水位流量关系查得施工期吴石站5年一遇设计洪水位为 20.38 m。工程有关控制断面施工期设计流量按吴石站面积比的 2/3次方求得，结果如表1所示。

表1 吴石水文站与有关控制断面施工期设计流量计算

根据具体河道治理类型，多角度确定断面结构，主要有以下三种情况，如图1所示。

图1 河道断面结构

确定河道断面结构的时候，应结合当地土地资源实际利用情况，综合河道周围生态环境，确保与自然生态的循环相协调，降低河道治理工程施工对生态环境的不良影响，稳定生态河道体系。施工时保证河道天然性，强化河道的自身功能，尽可能地减少人工施工的痕迹，优先选择复合断面结构，其次是梯形断面结构，确定断面结构之后需要在正常水位上通过毛石堆砌形成斜坡结构，从而扩大动植物生存空间。如果河道的水流速度较快，为了缓解断面的抗冲刷能力，建议在两侧设置干砌块石挡墙，保证河道两侧抗冲刷效果[2]。

3.2 污染水体治理

施工后需要做好水体的有效治理，按照水体的污染情况综合采取物理、化学以及生物治理方法。对此，以下建议可供参考：(1)对于污染程度比较低，且施工不会影响水体的区域，建议采取物理治理措施，依靠机械设备去除河道水藻与污泥，引水稀释。(2)对于污染程度属于中等，且施工会影响水体的区域，建议采取化学治理措施，在水中加入化学药剂，消除水藻，或者加入铁盐使水体的磷成分逐渐沉淀，但是该方法容易引发二次污染问题。(3)对于污染程度较高且治理难度较大的区域，为了避免污染治理造成水体严重污染，建议采取生物治理措施，在河道内加入外源微生物，比如使用光合细菌，加速污染物降解，提高水体的净化能力。或者让微生物群落能够附着在天然材料上，建立生物膜，发挥生物膜对于污染物的吸附作用，强化水体自净效果。

3.3 护坡搭建

在现有堤防中有5座穿堤自排涵管，分别位于桩号K16+130左岸、K19+905左岸、K20+240左岸、K21+020左岸、K21+175左岸，涵管采用混凝土预制圆管，因年久失修，涵管管身破损、材料老化、漏水严重，已不能正常运行。具体情况如图2～图3所示。

图2 K6+950处机耕桥现状

图3 K19+158处人行便桥现状

按照丰城市槎水杜市段河道的特点，科学搭建护坡，选择植物根系与工程相协调的搭建方式。依靠植物根系生长情况，在土壤内形成较为复杂的根系结构，巩固河道土壤，再用硬质工程，使用钢筋混凝土在边坡处搭建稳定结构。施工时提前浇筑混凝土，按照河道网格结构尺寸来浇筑，比如使用鱼鳞型的网格，形成中间凸起而两边比较低的浇筑结构，这样的结构类似于天然蓄水台，雨季来临时通过鱼鳞型结构存储雨水资源，提高水资源利用效率。存储后的雨水可以用来浇灌周围植物。施工时还需做好相关工程参数的有效调整，保证网格结构边坡倾斜角度能够达到河道休止长度，降水时，河道地表径流不会对施工材料造成不必要的冲刷影响，能够尽可能地延长材料使用寿命。对于护坡结构和河道的连接部分，建议选用锚杆结构，用钢筋混凝土制作锚杆结构，再将锚杆结构放在边坡中，将护坡网格和河道边坡连接在一起，保证护坡的稳定性，发挥护坡在河道治理工程中的支护作用。此外，为了提高支护的稳定性，选用钢筋混凝土材料需要以实际施工条件为重点，选择硬度较高的材料[3]。

根据河岸现状及地质情况采用不同护岸加固方式，具体情况如下：对岸坡较缓的凹岸迎流顶冲河岸段，采用抛石固脚+干砌块石护坡，总长6.915 km；对岸坡陡且较高的凹岸迎流顶冲河岸段，采用抛石固脚+M7.5浆砌块石趾墙+干砌块石护坡，总长5.1 m；对临近村庄且人口密集的河岸段，采用C20 混凝土固脚+生态砖护坡，总1.795 km。

3.4 植物种类选择

遵循物种多样性的原则，优先选择当地乡土植物，提高植物成活率，降低病虫害发生概率。乡土植物在河道治理工程中具有良好的防护作用，可有效提高河道治理的生态价值。对于植物群落来说，应根据地形选择不同植物，比如山丘区域，河道的流速比较快，洪水水位比较高，植物应具有较强的抗冲刷能力，且根系更加发达，建议选择细叶水团花和硕苞蔷薇植物类型；平原地区河道坡降比较小，但汛期时水位上升较快，要求植物有一定的耐水淹能力，可选择芦苇。如果河道水体内含盐量较高，或者土壤有机物丰富，建议选择的植物同样具有耐盐碱性，可选择怪柳这种中小型植物[4]。

3.5 堤防工程

槎水位于清丰山溪中游，据观测资料统计，多年平均年降雨量为1540.3 mm，降雨量年际变化较大，实测最大年降雨量达2689.0 mm，最小年降雨量1042.6 mm，最大年降雨量是最小年降雨量的2.58倍。因此，有必要做好堤防设计，土堤抗滑稳定安全系数如表2所示。

表2 土堤抗滑稳定安全系数

堤防工程中，加强堤身断面设计，严格按照《堤防工程设计规范》(GB 50286—2013)的施工标准，根据圩堤现状，基于堤线顺直的情况下合理选择加高培厚的方式。结合河堤周边场地条件与建设要求，将堤顶的宽度设置为4.0 m，圩堤临、背水面边坡均采用1∶2.0，堤防加固总长1.11 km。设计堤顶路面宽4 m，铺设0.2 m厚、 3.5 m宽的C20 混凝土路面，下垫0.15 m厚度的5%水泥碎石稳定基层。为便于排除雨水，堤顶采用由路中心向临水侧背水侧倾斜，坡度为1%。

基于就近的原则进行护堤夯填，使用砾石材料，其余的在土料场取料，填筑作业使用装载机摊铺，整平后再机械碾压，局部位置需人工夯填。混凝土施工时，需要一边浇筑，一边提浆压光，采用滑式模板，要求模板与支架必须有足够的刚度和稳定性，模板表面光滑，接缝处严密且不会漏浆。伸缩缝施工时，结构尺寸与填充料伸缩缝可每隔5 m设置一条，宽度在30 mm左右，要求深度和板的厚度相同，用聚氯乙烯胶泥进行嵌缝，内部填入沥青砂浆材料，将沥青切割为10 cm，厚度3 cm的小块，加热后搅拌均匀，采用沥青砂浆填充法完成施工。

3.6 清淤疏浚工程

遵循清淤疏浚的基本原则，结合当地实际情况，从防洪要求、亲水景观方面考虑，依据河道枯水水位线和实测河道底高程线，选取4个重点淤积段进行疏浚设计，设计疏浚河道总长0.64 km，清淤疏浚总量为10 403 m3。科学控制下游水位，为清淤疏浚提供便利条件。清丰山溪干流河段下游控制断面起始水位由设计洪水流量查水位流量关系确定，吴石水文站10年一遇设计，洪峰流量986 m3/s，所对应的设计洪水位为24.03 m，支流槎水出口断面起始水位采用2017 年编制的《鄱阳湖区1～5万亩及其他重要堤防除险加固工程丰城市塅上联圩可行性研究报告》相关成果，详见表3。

表3 设计水面线计算边界条件

河道综合糙率需要依据现场勘察情况，根据河道特征与河床组成情况，联合水流流体确定，具体为0.025～0.030。此外，还需按照《水力计算手册》计算跨河桥梁的桥孔水力情况，确保清淤疏浚工程开展顺利。桥孔水力计算如式(1)：

(1)

根据上述公式进行推导，得出式(2)：

ΔZ0=(Q/μ/ω)2/2/g

(2)

式中：ω为桥孔总过水断面面积，m2;ΔZ0为上游的壅高水头，m；μ为流量系数，一般与桥孔进出口渐变段形式，以及桥墩墩头形状有关。

优化工程导流方案。根据施工特点及地形条件，穿堤涵管、人行桥、机耕桥、下河埠头以及混凝土固脚需考虑施工导流，其余受外河水位影响的施工项目，选择在最枯时段进行施工，不考虑在围堰保护下施工。机耕桥和人行桥施工采用分期围堰施工，一期施工约2/3 段桥梁，利用另一侧开口导流，填筑围堰挡水；二期利用已完工部分桥梁的桥孔导流，填筑围堰挡水，施工剩余桥梁。经估算机耕桥需布置围堰约 130 m，人行桥需布置围堰约120 m。穿堤涵管施工分别在进出口布置挡水围堰，各布置6 m。下河埠头施工采用全段围堰施工，每个下河埠头布置围堰26 m。圩镇段生态护坡混凝土固脚拟安排在最枯月份施工，导流围堰比枯水位高 0.5 m以上，本次设计拟建临时围堰高 1.0 m，顶宽1.5 m，填筑边坡 1∶1，经计算，圩镇段生态护坡混凝土固脚的均质土围堰填筑4650 m3。

4 结 论

以丰城市槎水杜市段河道治理工程为例，根据治理结构类型，完成现有堤防加固、两岸局部岸坡加固、清淤疏浚、涉河建筑物新建及拆除重建等施工内容，对施工方法进行设计研究。根据不同河道治理类型，采用不同施工方法，强化河道治理的生态效应，经过护坡工程、堤防工程、清淤疏浚工程的合理设计，突出河道治理工程的经济效益与生态效益。