滹沱河治理工程措施的選擇和布置

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摘  要：“96.8”洪水以后，滹沱河進行了以防洪為主的較大規(guī)模整治。本文介紹了主要工程措施的選擇和簡要布置，為同類河道治理提供參考。

　　關鍵詞：滹沱河治理　工程措施　選擇　布置

　　1、前言

　　滹沱河進入平原以后，為典型的游蕩性河道，河槽寬淺，主槽散亂，主流搖擺不定，流速較大，沖淤變化劇烈，遇洪水易泛濫成災，嚴重威脅國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)的安全，必須進行整治。

　　“96.8”洪水以后，為提高滹沱河防洪標準，自1998年開始，分期分批實施了一系列治理工程，現(xiàn)將確定的主要措施和簡要布置介紹如下。

　　2、堤防工程

　　2.1 北大堤和南大堤的上延堤防工程是用來防止洪水漫溢災害的一種最古老而使用最廣泛的防洪措施，雖說是治標性的，但在現(xiàn)階段仍不失為防御洪水的一種重要措施。滹沱河現(xiàn)狀北大堤起于無極縣東羅尚村南，長101.1km，為1級堤防；南大堤起于深澤縣西三村北，長82.6km，為3級堤防。本次設計將南、北大堤均按3級堤防上延至京廣鐵路橋，分別叫北堤、南堤，上延的南、北堤之間的距離一般都在4-5km，這樣，即保護了兩岸良田不受洪水淹沒，又保持了該段滹沱河的容蓄能力。

　　2.2 復堤和戧堤北大堤和南大堤堤頂高程凡不滿足本次設計水面線（考慮“96.8”洪水）和《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286-96）要求或堤頂高程、堤頂寬度不夠的堤段，采取復堤措施以滿足規(guī)范要求。根據(jù)現(xiàn)狀情況，復士后北大堤堤頂寬度不小于8m，邊坡系數(shù)為4.0；南堤堤頂寬度不小于7m，邊坡系數(shù)為3.0.上延段大部分也都是在原有堤埝上加高培厚，考慮到堤本身較低，堤外地勢又逐漸抬高，堤頂寬度取5m，邊坡系數(shù)2.0-2.5.對于滲徑長度不足的堤段，戧堤是經(jīng)濟適用的措施。戧堤可以從堤前戧、堤后戧或前后都戧，這要根據(jù)現(xiàn)有堤防狀況、地形地質條件、施工條件確定。

　　3、丁壩、鎖壩和導流排

　　3.1 丁壩滹沱河出山后，從靈壽、鹿泉至晉州、深澤，歷年來修筑了數(shù)十條丁壩，“96.8”洪水中大部分被沖毀。這次修復設計中，滹沱河出山后的一段河道內，由于河床突然放寬至數(shù)公里，水流橫向擺動大，河勢流向變化急劇，在這樣的河段適當布置一些丁壩，發(fā)揮其主導作用以控制水流是必要的。

　　丁壩有長丁壩和短丁壩之分。長丁壩有束窄河槽，將水流動力軸線移向對岸，改變主流位置的功能；短丁壩只能挑托水流外移或迎托水流，起局部擴岸護灘作用。在本次修復設計中，對原有丁壩的功能進行重新認定，特別是對有挑流作用的長丁壩持謹慎態(tài)度。長丁壩的挑流應以不影響對岸堤防或岸灘穩(wěn)定為原則，對于伸入河段制導線以內的丁壩一律減短至制導線以外。例如無極縣25#丁壩由原來的675m縮短為510m，北中山險工布置的丁壩群，盡管主流已逼近北岸，但由于該河段狹窄僅300m，采用了長22-37m的短丁壩方案，只頂托水流，削殺水勢，無挑流作用，不影響對岸。

　　單獨布置一座丁壩，易引起其上下游水流情況的惡化，同時考慮到滹沱河洪水來勢洶猛，一座丁壩難以承受巨大的水流沖擊，因此，丁壩大都布置成丁壩群，少者四五座，（正定大孫村D1、D2、22#、D3丁壩），多者十余座（無極辛莊-佛堂營14座丁壩和深澤北中山川12座丁壩）。用于防洪護堤的丁壩，布置成非淹沒丁壩，壩頂略低于堤頂高程而高于50年一遇洪水位，如靈壽縣、正定市、無極縣中合流至佛堂營14座丁壩；用于保護河灘的丁壩，壩頂一般與灘地齊平，如深澤北中山和高廟丁壩群。為使壩頭前水流平順，丁壩布置成下挑，丁壩軸線與水流方向交角60-65°。丁壩的間距，按過壩后水流擴散邊線不出下一丁壩壩身為原則，一般為壩長的2-4倍。這樣，既能充分發(fā)揮每一座丁壩的作用，又能保證兩壩間不發(fā)生沖刷。

　　丁壩壩頭受水流頂沖，防護工程量大，可采取丁壩連續(xù)導流排的結合型式，王崗、姚莊等險工就是采取這種結構形式，效果很好。

　　3.2 鎖壩在滹沱河中下游河段，由于筑堤、蓋房取土等原因，造成灘地沿南、北大堤形成一條寬、深不一的堤腳溝，洪水上灘后，即在溝中形成一股堤跟隨流，或大或小，甚者可誘導主流逼近大堤，危害極大。對于這種堤腳溝和通向堤腳溝的汊溝，采用鎖壩予以堵塞，以促進其淤塞衰亡。當?shù)棠_溝較長時，應布置成鎖壩群。

　　鎖壩壩頂?shù)闹胁坎贾贸伤?，兩端?%-5%的坡度升高并與灘地銜接，使得壩頂過流時自中心向兩側發(fā)展，緩流落淤自兩側向中心發(fā)展，直至淤平。當采用鎖壩群時，間距一般取鎖壩長的1.0-1.5倍。

　　3.3 導流排滹沱河上采取導流排防護的有王崗、姚莊、呂漢險工和石佛高速公路藁城段險工。導流排的主要功能是用來消減水勢和導引水流，在導流排之間，緩流落淤。由于是透水的，它的挑流作用較小。導流排是輕型結構，工程量、投資較丁壩省。導流排長度按河道整治線確定，導流排軸線與整治線的夾角取70-90°，間距取導流排長度的1-3倍。為加速導流排之間的落淤，可在兩導流排的頭部用簾板連接，做成順水流方向透水的順排。滹沱河上的導流排均布置成淹沒式，以充分發(fā)揮其作用。

　　4、護坡工程

　　護坡工程用來保護堤防、岸灘，不會因水流頂沖、波浪沖擊或地下水侵蝕而坍塌。滹沱河的堤防、岸坡、灘坎大都由比較松散的沙土和壤土構成，堤防經(jīng)不起沖刷，岸坡容易失徹，灘坎崩塌更是常見的事。由于護坡不影響河勢，能抵抗3.5-5.0m/s的流速沖擊和1m以下的波浪，施工簡便，防護效果顯而易見，經(jīng)濟美觀，所以在滹沱河的堤防、岸坡、灘坎防護中采用較多。

　　護坡有干砌石、漿砌石、混凝土板等多種形式。干砌比漿砌省工省漿，排滲好，較能適應河床變形，但無抗?jié)B能力，若墊層或施工質量不好，水流、跌浪容易抽走岸坡土壤。漿砌石的整體性和抗沖性能較強，整齊美觀，但柔韌性較差，不能適應河床變形，排滲條件差。在滹沱河上，通常在較堅實的岸坡上（如護堤）用漿砌石，在漿砌石下鋪墊粗砂和土工膜，以提高漿砌石的抗?jié)B能力。在不緊實的岸坡上（如護灘）用干砌石。在干砌石下一般鋪墊粗砂和土工布，以使干砌石下的土壤不被水流抽走?；炷涟迮c漿砌石性能基本一樣，只是其抗?jié)B能力更強，更整齊美觀，投資也更高。根據(jù)水流對岸坡的作用及氣候、施工條件，護坡工程上、中、下不同部位可采取不同結構形式。如安平縣油子、長汝險工，上、中層采取漿砌石護坡，下層采用塑網(wǎng)塊石護腳，深澤縣北中山、趙八、高廟險工上、中層采取混凝土板護坡，下層則用更經(jīng)濟的紡織土袋護腳，漿砌石、混凝土板有利于抵抗水流和波浪的沖擊，塑網(wǎng)塊石，紡織土袋結構又能很好地適應沖刷帶來的河床變形。

　　5、防滲加固措施

　　5.1 劈裂灌漿劈裂灌漿是沿土堤（土壩）軸線布置灌漿孔，利用灌注泥漿的壓力，有控制性的將堤身（壩體）或附加應力場范圍內一定深度的地基劈開，使之形成一道近于垂直并連續(xù)的漿體防滲帷幕，解決土堤（壩）的滲透穩(wěn)定問題。劈裂灌漿適用于堤壩地基附加應力場主要影響范圍內的粘土層、土夾砂層、具有一定膠結性的砂層，以及級配好的細砂層，對于級配不好的粗砂和砂卵石層，以及級配好的細砂層，對于級配不好的粗砂和砂卵石層，則不能實現(xiàn)劈裂灌漿。該項技術具有施工機械簡單、容易操作、施工期短、效果好、工程造價低廉等優(yōu)點，特別是對解決量大面廣、擋水不深的堤壩透水地基防滲工程有著顯著的技術、經(jīng)濟效益。

　　由于劈裂灌漿對于粘性土層效果好，在滹沱河北大堤粘性土堤段全部進行劈裂灌漿，全長72km，其中堤身淺孔灌漿段長63.5km，堤基深孔灌漿段長8.5km.堤身淺孔灌漿深度按堤身高度確定為5.0-7.0m，堤基深孔灌漿深度根據(jù)大堤基礎滲流的下游出逸坡降等于或小于下游土層的允許滲透坡降，確定為12m.

　　5.2 沉模板灌注防滲墻滹沱河北大堤無極縣東漢、安平縣劉吉口及饒陽縣呂漢等險工段，采用沉模板灌注防滲墻防滲。該技術利用振動錘將模板沉入地層至設計深度，而后緩慢提升模板，并同時向沉模板造成的空腔灌注漿液，通過循環(huán)作業(yè)，形成一道連續(xù)的防滲墻。該技術主要適用于低水頭擋水建筑物，如低壩、堤防、部及施工基坑等工程，廣泛應用于地基為第四紀中、細顆粒的透水覆蓋層的防滲除險工程。與混凝土防滲墻相比，由于澆筑墻厚度較薄，施工程序簡化，造價可降低1/2以上，且施工效率高，1臺設備可成墻10-16m²/h.

　　漿體材料要能滿足凝固前不沉淀、不離析，能抵抗地下水的要求；凝結后有足夠的不透水性，有較高的塑性，能適應土層的變形。東漢、劉吉口和呂漢段防滲墻漿體材料選用水泥砂漿，并摻用少量粉煤灰等材料，以增加漿液的和易性。墻體厚不小于120mm，墻深12-18.5m.模板墻軸線根據(jù)施工條件、堤頂交通情況，東漢、西漢段沿堤頂中心線布置，劉吉口段布置在前戧臺，距堤內坡腳2m處。