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滹沱河治理工程措施的選擇和布置

摘  要：“96.8”洪水以后，滹沱河進(jìn)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(jiǎn)要布置，為同類(lèi)河道治理提供參考。

關(guān)鍵詞：滹沱河治理；工程措施；選擇；布置

1 前言

滹沱河進(jìn)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(zāi)，嚴(yán)重威脅國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，必須進(jìn)行整治。

“96.8”洪水以后，為提高滹沱河防洪標(biāo)準(zhǔn)，自1998年開(kāi)始，分期分批實(shí)施了一系列治理工程，現(xiàn)將確定的主要措施和簡(jiǎn)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(lái)防止洪水漫溢災(zāi)害的一種最古老而使用最廣泛的防洪措施，雖說(shuō)是治標(biāo)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(wú)極縣東羅尚村南，長(zhǎng)101.1km，為1級(jí)堤防；南大堤起于深澤縣西三村北，長(zhǎng)82.6km，為3級(jí)堤防。本次設(shè)計(jì)將南、北大堤均按3級(jí)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(hù)了兩岸良田不受洪水淹沒(méi)，又保持了該段滹沱河的容蓄能力。

2.2 復(fù)堤和戧堤北大堤和南大堤堤頂高程凡不滿(mǎn)足本次設(shè)計(jì)水面線（考慮“96.8”洪水）和《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286-96）要求或堤頂高程、堤頂寬度不夠的堤段，采取復(fù)堤措施以滿(mǎn)足規(guī)范要求。根據(jù)現(xiàn)狀情況，復(fù)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(shì)又逐漸抬高，堤頂寬度取5m，邊坡系數(shù)2.0-2.5.對(duì)于滲徑長(zhǎng)度不足的堤段，戧堤是經(jīng)濟(jì)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(zhì)條件、施工條件確定。

3 丁壩、鎖壩和導(dǎo)流排

3.1 丁壩滹沱河出山后，從靈壽、鹿泉至?xí)x州、深澤，歷年來(lái)修筑了數(shù)十條丁壩，“96.8”洪水中大部分被沖毀。這次修復(fù)設(shè)計(jì)中，滹沱河出山后的一段河道內(nèi)，由于河床突然放寬至數(shù)公里，水流橫向擺動(dòng)大，河勢(shì)流向變化急劇，在這樣的河段適當(dāng)布置一些丁壩，發(fā)揮其主導(dǎo)作用以控制水流是必要的。

丁壩有長(zhǎng)丁壩和短丁壩之分。長(zhǎng)丁壩有束窄河槽，將水流動(dòng)力軸線移向?qū)Π?，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(kuò)岸護(hù)灘作用。在本次修復(fù)設(shè)計(jì)中，對(duì)原有丁壩的功能進(jìn)行重新認(rèn)定，特別是對(duì)有挑流作用的長(zhǎng)丁壩持謹(jǐn)慎態(tài)度。長(zhǎng)丁壩的挑流應(yīng)以不影響對(duì)岸堤防或岸灘穩(wěn)定為原則，對(duì)于伸入河段制導(dǎo)線以?xún)?nèi)的丁壩一律減短至制導(dǎo)線以外。例如無(wú)極縣25#丁壩由原來(lái)的675m縮短為510m，北中山險(xiǎn)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(zhǎng)22-37m的短丁壩方案，只頂托水流，削殺水勢(shì)，無(wú)挑流作用，不影響對(duì)岸。

單獨(dú)布置一座丁壩，易引起其上下游水流情況的惡化，同時(shí)考慮到滹沱河洪水來(lái)勢(shì)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(wú)極辛莊-佛堂營(yíng)14座丁壩和深澤北中山川12座丁壩）。用于防洪護(hù)堤的丁壩，布置成非淹沒(méi)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(wú)極縣中合流至佛堂營(yíng)14座丁壩；用于保護(hù)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(guò)壩后水流擴(kuò)散邊線不出下一丁壩壩身為原則，一般為壩長(zhǎng)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(hù)工程量大，可采取丁壩連續(xù)導(dǎo)流排的結(jié)合型式，王崗、姚莊等險(xiǎn)工就是采取這種結(jié)構(gòu)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(dǎo)主流逼近大堤，危害極大。對(duì)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(jìn)其淤塞衰亡。當(dāng)?shù)棠_溝較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)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(guò)流時(shí)自中心向兩側(cè)發(fā)展，緩流落淤自?xún)蓚?cè)向中心發(fā)展，直至淤平。當(dāng)采用鎖壩群時(shí)，間距一般取鎖壩長(zhǎng)的1.0-1.5倍

3.3 導(dǎo)流排滹沱河上采取導(dǎo)流排防護(hù)的有王崗、姚莊、呂漢險(xiǎn)工和石佛高速公路藁城段險(xiǎn)工。導(dǎo)流排的主要功能是用來(lái)消減水勢(shì)和導(dǎo)引水流，在導(dǎo)流排之間，緩流落淤。由于是透水的，它的挑流作用較小。導(dǎo)流排是輕型結(jié)構(gòu)，工程量、投資較丁壩省。導(dǎo)流排長(zhǎng)度按河道整治線確定，導(dǎo)流排軸線與整治線的夾角取70-90°，間距取導(dǎo)流排長(zhǎng)度的1-3倍。為加速導(dǎo)流排之間的落淤，可在兩導(dǎo)流排的頭部用簾板連接，做成順?biāo)鞣较蛲杆捻樑拧ｄ镢由系膶?dǎo)流排均布置成淹沒(méi)式，以充分發(fā)揮其作用

4 護(hù)坡工程護(hù)坡工程用來(lái)保護(hù)堤防、岸灘，不會(huì)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(gòu)成，堤防經(jīng)不起沖刷，岸坡容易失徹，灘坎崩塌更是常見(jiàn)的事。由于護(hù)坡不影響河勢(shì)，能抵抗3.5-5.0m/s的流速?zèng)_擊和1m以下的波浪，施工簡(jiǎn)便，防護(hù)效果顯而易見(jiàn)，經(jīng)濟(jì)美觀，所以在滹沱河的堤防、岸坡、灘坎防護(hù)中采用較多。

護(hù)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(yīng)河床變形，但無(wú)抗?jié)B能力，若墊層或施工質(zhì)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(qiáng)，整齊美觀，但柔韌性較差，不能適應(yīng)河床變形，排滲條件差。在滹沱河上，通常在較堅(jiān)實(shí)的岸坡上（如護(hù)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(shí)的岸坡上（如護(hù)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(qiáng)，更整齊美觀，投資也更高。根據(jù)水流對(duì)岸坡的作用及氣候、施工條件，護(hù)坡工程上、中、下不同部位可采取不同結(jié)構(gòu)形式。如安平縣油子、長(zhǎng)汝險(xiǎn)工，上、中層采取漿砌石護(hù)坡，下層采用塑網(wǎng)塊石護(hù)腳，深澤縣北中山、趙八、高廟險(xiǎn)工上、中層采取混凝土板護(hù)坡，下層則用更經(jīng)濟(jì)的紡織土袋護(hù)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(jié)構(gòu)又能很好地適應(yīng)沖刷帶來(lái)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(yīng)力場(chǎng)范圍內(nèi)一定深度的地基劈開(kāi)，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(wèn)題。劈裂灌漿適用于堤壩地基附加應(yīng)力場(chǎng)主要影響范圍內(nèi)的粘土層、土夾砂層、具有一定膠結(jié)性的砂層，以及級(jí)配好的細(xì)砂層，對(duì)于級(jí)配不好的粗砂和砂卵石層，以及級(jí)配好的細(xì)砂層，對(duì)于級(jí)配不好的粗砂和砂卵石層，則不能實(shí)現(xiàn)劈裂灌漿。該項(xiàng)技術(shù)具有施工機(jī)械簡(jiǎn)單、容易操作、施工期短、效果好、工程造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)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(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。

由于劈裂灌漿對(duì)于粘性土層效果好，在滹沱河北大堤粘性土堤段全部進(jìn)行劈裂灌漿，全長(zhǎng)72km，其中堤身淺孔灌漿段長(zhǎng)63.5km，堤基深孔灌漿段長(zhǎng)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(chǔ)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(wú)極縣東漢、安平縣劉吉口及饒陽(yáng)縣呂漢等險(xiǎn)工段，采用沉模板灌注防滲墻防滲。該技術(shù)利用振動(dòng)錘將模板沉入地層至設(shè)計(jì)深度，而后緩慢提升模板，并同時(shí)向沉模板造成的空腔灌注漿液，通過(guò)循環(huán)作業(yè)，形成一道連續(xù)的防滲墻。該技術(shù)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(yīng)用于地基為第四紀(jì)中、細(xì)顆粒的透水覆蓋層的防滲除險(xiǎn)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(jiǎn)化，造價(jià)可降低1/2以上，且施工效率高，1臺(tái)設(shè)備可成墻10-16m2/h.漿體材料要能滿(mǎn)足凝固前不沉淀、不離析，能抵抗地下水的要求；凝結(jié)后有足夠的不透水性，有較高的塑性，能適應(yīng)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(tái)，距堤內(nèi)坡腳2m處。

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