林军军

（嘉峪关市峪泉水利站，甘肃 嘉峪关 735100）

1 文殊沙河概况

文殊沙河位于嘉峪关市文殊镇，是讨赖河的一级支流，是嘉峪关市内较大的汛期间歇性河道，左岸是嘉峪关市、右岸是酒泉市肃州区，上游是丘陵区，没有植物，并有多条支沟，主要有松大板沟、东红沟、大直沟、九条沟等十几条沟，每条沟都是从洪积扇方向自南到北，然后在文殊山南坡底折向东，于文殊山东和西二峰的文殊沟中排出，穿过兰新铁路，在狭窄的河床中曲折穿行。最后在讨赖河嘉酒分界处汇入讨赖河。

2 项目区概况

文殊沙河与讨赖河相连，分属内陆河讨赖河流域。该河于祁连山系苏赖川北坡、班塞尔山、野牛沟黑山南坡发源，发源地长年积雪，海拔高4 160 m，冰川分布均匀，植被生态环境较好。项目区位于文殊沙河左岸桩号4+595-4+757处，河堤总长度162 m，通过查阅《甘肃省嘉峪关市文殊沙河治理工程初步设计报告》该段是新建河堤。

2.1 气象

讨赖河流域位于内陆腹地，远离海洋，具有明显大陆性气候特征，气候干燥、降雨稀少，蒸发强烈，冬季冷，夏炎热，昼夜温差大，秋凉春旱多风沙。据当地气象资料显示，1953年7月7日最高气温38.40℃，1952年2月8日最低气温-31.60℃，多年连续平均气温7.30℃，多年平均降水量85.30 mm、年蒸发量2 148.80 mm，最大冻土深度132 cm。四季多风，春季大风尤多，风向多为西北风，最大风速26 m/s，平均风速2.30 m/s。工程区灾害性气象主要是大风、沙尘暴、干热风和霜冻。

2.2 洪水

文殊沙河为间歇性季节河道，工程区内无任何水文观测资料，因此，此次维修采用已有的洪水分析成果。即50 年一遇的设计洪水流量为318 m3/s。

每年3月和4月份，由于低山融雪、地下水解冻和融冰偶有短暂的春汛发生；过渡期在5月份和10月份，6-9月份为汛期，11月至来年2月降雨量少，是枯水期，沟道干涸。

2.3 工程地质

2.3.1 区域地质

项目所在地貌单元为文殊沙河河谷地貌，河道由南向北汇入讨赖河。河谷地貌要素较为完整，该河道河床、河漫难、阶地等不同程度都有发育。酒泉盆地位于祁连山前，由加里东地槽经受后期多次造山运动，特别是新构造运动产生巨大幅度的断块上升所形成的文殊山，呈孤岛状直立于酒泉盆地的西南部（海拔2 000 m 以上）。酒泉盆地为夹峙于祁连山与北山之间的倾斜冲洪积平原，为中新生代以来的大幅沉降带，堆积有较厚的第四系冲洪积物。项目区属酒泉盆地西南部，地层岩性以第四系松散堆积物为主，较为单一，除表层有不厚的全新统洪积物外，下部均为中上更新统砂砾卵石层。区内地下水主要为松散岩类孔隙水，赋存于砂砾卵石构成的含水岩组中，主要接受来自山区基岩裂隙水的侧向补给，地下水总的运动方向自南西向北东运移。受嘉峪关大断裂的控制，断层西部临近地带地下水位埋深10～20 m，东部地带地下水位埋深大于60 m。

2.3.2 工程地质条件

此次主要修复是对靠近嘉峪关市左岸防洪堤坝垮塌，基础被洪水冲刷掏空的部位进行维修，采用新浇混凝土，增加格宾笼导流墙、回填基础等方式。

通过实地查看、调阅工程相关资料，维修段地质比较简单，可划分为两个地质段：4+595～4+757河段，为冲洪积砂砾卵石土层；4+795～5+700 河段，为第四系全新统冲洪积堆积层，允许渗透坡降J允许=0.10-0.20，承载力特征值fak=350 kPa。

3 工程区现状及存在的主要问题

3.1 工程区现状

通过现场勘测、排查，调阅文殊沙河治理工程资料，左岸桩号4+595～4+757段堤防混凝土护坡深泓线以下被掏空、垮塌、基础外漏严重。洪水冲刷河床下切，河堤断面为梯形，高6.10 m，坡长10.10 m，深泓线以下坡长4.70～5.90 m，防洪堤坝顶宽为3 m，迎水面采用厚度15～25 cm C15混凝土浇筑。桩号4+595、4+757基本数据如表1所示。

表1 桩号4+595、4+757高程表

3.2 存在问题

靠近嘉峪关市左岸防洪堤坝基础被洪水冲刷掏空，部分堤防垮塌，经排查（桩号4+595～4+757）混凝土护坡被洪水冲刷掏空、垮塌13 块65 m，基础外漏162 m，河床靠近左岸持续下切等问题。

4 工程维修必要性及主要建筑物布置

4.1 工程维修必要性

文殊沙河是讨赖河的一级支流，该河流虽然为间歇性洪水河道，但汛期暴雨洪水频繁，暴雨产生的洪水峰高量大。靠近嘉峪关市左岸防洪堤坝基础被洪水冲刷掏空，部分堤防垮塌，造成文殊镇部分农田和农业设施受到不同程度的破坏，对文殊镇的人员和财产造成了很大的威胁。因此，嘉峪关市决定实施文殊沙河水毁修复项目，此项目的实施对文殊镇防洪减灾具有重要意义，同时可以提高文殊沙河整体防洪能力。

4.2 主要建筑物

该修复项目主要建筑物是格宾笼导流墙，顺水流方向于堤轴线成45°夹角，布置8道格宾笼，第一道长60 m，其他长42 m；分别在左岸桩号4+595、4+645、4+695、4+795、4+898、4+998、5+600、5+700处，高程如表2所示，格宾笼断面图见图1。

表2 主要建筑物高程表

图1 格宾笼断面图（单位：m）

4.3 维修任务

此次修复项目实施的主要任务是防洪减灾，通过工程措施，对原有河堤垮塌部分的15块护坡65 m混凝土坡面拆除重新浇筑C20混凝土，基础外漏严重的采用砂砾石回填至深泓线位置，河床持续下切不稳定段格宾笼加固。通过铺设格宾笼石，拉运回填基础500 m，拆除新建混凝土护坡65 m对水毁河道进行维修。通过对文殊沙河水毁修复，形成良好的水流通道，有效地保护区域内现存的农田和村庄。

通过计算此工程主要修复内容：拆除C15混凝土143.65 m3，浇筑C20混凝土143.65 m3（其中护坡127.40 m3、基础16.25 m3），铺设格宾笼石1 311 m3，拉运回填砂土料54 263.58 m3。

5 施工组织设计

此修复项目区位于嘉峪关市文殊镇，交通条件较好，嘉文公路直达工程区，对外交通比较方便，建筑材料运输方便。工程区内有南干渠通过，施工用水可以直接取用，供电设施完善，村村通电，施工用电便利，直接从电网“T”接。同时为确保工程施工顺利进行，施工单位应自备柴油发电机组为备用电源。根据现场勘查情况，文殊沙河卵石料分布不均匀，储存量小，为了保障河床稳定及工程的顺利实施，建议卵石料进行采购。

5.1 施工导流

根据水情分析，文殊沙河3-4月为春汛；5月为过渡期，6-9 月为汛期，10 月为过渡期，11 月份至次年2 月份为枯水期。施工可避开主汛期6-9月，在5月过渡期施工，主汛期来临前完成，施工期如遇洪水，对主流靠近段进行导流施工，只要在施工区上游适当推筑砂砾石导流堤，即可安全施工，不会对施工造成威胁。

5.2 施工方法

此修复项目施工主要以砂土料挖填和格宾笼导流墙铺设为主，以人工配合机械施工为主。施工顺序比较简单，主要有C15混凝土坡面拆除、C20混凝土浇筑、砂土料回填、格宾笼导流墙铺设等工序。各工序要衔接合理，并按有关施工规范进行组织施工。

5.3 混凝土拆除

混凝土坡面拆除，直接用反铲挖掘机挖除。拆除的大块混凝土保存好备用，在铺设第一道60 m长格宾笼导流墙时，垫到导流墙后增加导流墙稳定性。

5.4 混凝土浇筑

混凝土采用自制C20 混凝土，浇筑前，坡面平整洒水保持潮湿，混凝土料的水平运输使用三轮车运输，人工有序分层入仓平仓，平板式振捣器振捣，人工原浆抹面、收光、压光，晒水保护。

5.5 砂土料回填

回填时，按照规范要求，回填料要均匀，平行堤轴线。靠近河道中心位置，采用挖掘机直接回填砂土料，挖掘机回填不到的地方，自卸汽车卸料宜采用进占法倒退铺土，装载机推平的方式回填。保持每层松铺厚度30 cm。

5.6 格宾笼铺设

格宾笼铺设工艺流程：格宾网垫及石材的选购→基础平整→验槽→格宾网垫的组装→格宾网垫的安装和填充→表面处理。

格宾网垫及石材的选购采用自卸汽车运输到场内堆料区，打开捆扎包摆放至设计位置完成组装，卵石从现场堆料区用挖掘机倒运至工作面，人工进行卵石均匀填充，卵石填充要饱满，完成后对格宾笼加盖用钢丝。在第一道、第二道、第三道格宾笼基础处，根据设计高程回填砂砾石，按顺序铺设每道格宾笼，装填卵石，两层铺设连接完，砂砾石回填至第二层格宾笼位置，开始铺设第三层格宾笼。在第四道到第八道格宾笼基础处，按照设计高度回填砂砾石，铺设第一层格宾笼，装填卵石，第一层铺设连接完，砂砾石回填至第二层格宾笼位置，开始铺设第二层格宾笼。装填卵石粒径120～250 mm，中值粒径190 mm。

6 结语

文殊沙河水毁修复项目通过工程措施，对原有河堤垮塌部分的15块护坡65 m混凝土坡面拆除重新浇筑混凝土，对河床持续下切段通过铺设8道格宾笼石与堤防成45°夹角进行维修加固处理，并用砂砾石回填至河堤深泓线位置。经观测该段格宾笼有效防止了暴雨形成的洪水在“S”弯处继续向左岸冲刷破坏及河床下切问题，洪水带来的大量砂砾石沉淀在格宾笼前的滩面上，有效保护了河堤的使用年限，达到了预期目的。