［摘要］通过对旧河道的生态综合治理，在保证河道防洪的前提下，减少河道水土流失，还可以使原河道形成层次分明、错落有致景观。以某小型河道生态综合治理为例，河道设计断面形式为梯形，底宽16m，边坡高3m，设计水深2m，采用1∶3土质边坡。河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌，河道冲刷深度总深度0.63m;拦河坝坝宽10m，坝高1.5m，坝体抗滑稳定安全系数均满足要求。
［关键词］河道治理;河堤设计;宾格石笼;抗滑
1工程概况
某河道全长15.1km，其中部分段河道内淤积严重，边坡为土质边坡，水土流失严重，河道不满足行洪要求。为进一步加大水土流失严重地区生态综合治理力度，保护生态环境，拟对该河道进行生态综合治理［1］。该河道生态综合治理主要包含河道清淤防渗，河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌，防洪水位以上采用草皮护坡。宾格石笼边坡护砌1260m、草皮护坡5670m2、栽植绿化树木500株;新建拦水坝5座，20年一遇的河道防洪设计标准，工程抗震设防烈度为Ⅶ度。
2河堤设计
河道治理长度630m，河道断面形式为梯形断面，边坡比1∶3，河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌，防洪水位以上采用草皮护坡，河道上河口种植垂柳绿化，垂柳种植株距3m，拟种植垂柳500株，垂柳胸径7cm。
2.1河道参数计算
式中:Ｒp为累计频率为p的波浪爬高;KΔ为斜坡的糙率及渗透性系数，砌石护面取0.8，草皮护面取0.9;Kv为经验系数，根据风速v、堤前水深d及重力加速度g来确定;Kp为爬高累积频率换算系数;m为边坡系数;H－为平均波高;L为波长。将各值代入式(1)，计算结果见表1。河道设计底宽16m，边坡高3m，设计水深2m，设计边坡采用1∶3土质边坡。
2.2宾格石笼边坡护砌
格宾笼又叫格宾网，是由低碳镀锌覆塑钢丝使用机械编织而成的六角形网箱结构。网箱钢丝主要由边端和网面钢丝组成，其类型和要求见表2。所用钢丝要求重镀锌覆塑，镀锌量要大于245g/m2，覆塑的厚度也应大于0.5mm，其抗拉强度要求在350～500MPa之间，延伸率应高于10%［4］;格宾石笼内填料重度应满足18～19kN/m3，填石为大于MU30的卵石或者硬质岩质块石，粒径在100～250mm较为合适。为确保回填的砂砾不会流失，应在其格宾挡墙后设置无纺土工布，克重250～300g/m2，施工折边大于0.3m［5］。见图1。组装格宾的原则:形状应规则，绞合相对牢固，所有竖直面板上边缘要在同一水平面上，且确保面板上端水平边缘与盖板边缘能够绞合。石料填充务必均匀地向同一层各箱格内放入填充料，单格网箱不能一次性投满。填料施工时，应将每层的投料厚度控制在33cm上下，正常情况下1m高网箱应分3到4层投料。可根据土壤和气候以及景观的要求，选择植被灌木或草种，网箱封盖后，应将壤土在空隙处填满，顶部填满高约5cm壤土［6］。
3边坡稳定与河道冲刷分析
边坡稳定分析包括施工完建期迎水面边坡稳定、稳定渗流期形成稳定渗流时的迎水面边坡稳定、水位降落期迎水面边坡稳定。采用《北京理正边坡稳定分析软件5.11版》瑞典圆弧法计算，对边坡稳定进行分析。根据《水工建筑抗震设计规范》(SL203－1997)，工程抗震设防类别为丙级，稳定分析时地震烈度为7度，地震动峰值加速度为0.10g。边坡抗滑稳定计算选用两种典型断面进行边坡稳定分析，需要的堤体土料物理力学指标按地质报告提供数据［5］。
3.1抗滑稳定计算
采用理正边坡稳定分析软件，对边坡的抗滑稳定性进行计算。在计算过程中，根据不同的条件，可分别采用有效应力法或总应力法:总应力法应用于施工期是上游死水位工况;有效应力法和总应力法同时用于水位降落期;有效应力法均用于稳定渗流期。由表3稳定计算成果可知，河道边坡满足稳定要求［5］。
3.2河道冲刷深度
冲刷深度:(4)式中:n为与防护岸坡在平面上的形状有关系数，n=14;vH为河道允许的不冲流速;vp为河道平均流速;hp为冲刷后水深。其中:hp=ph(5)式中:h为冲刷前水深;p为系数。
4拦河坝设计
为拦截泥沙，增加河道景观，形成景观水面，在该河道新建拦水坝5座。拦河坝坝体采用M10浆砌石驼峰堰，坝高1.5m，坝体采用1∶3水泥砂浆砌筑毛石基础，坝体基础采用厚100mm的C15混凝土垫层。
4.1拦河坝宽
根据《溢洪道设计规范》(SL253－2000)和《水力计算手册》，拦河坝宽［6］:(6)式中:Q为流量，m3/s，Q=135m3/s;H0为计入总流速水头的堰上水头，H0=2.6m;ε为闸墩侧收缩系数，ε=1;m为流量系数。P1/H0＞0.34，m=0.452(P1/H0)－0.032经计算，拦河坝宽B=10m。
4.2坝体稳定分析
采用《浆砌石坝设计规范》(SL25－1991)中所提供计算公式:新砌M10浆砌石，f1取0.6，C1取50×104Pa。应用《水利水电工程PC—1500程序集》计算:在正常情况下:K=1.81＞［1.15］;在非常情况下:K=1.55＞［1.00］，表明坝体抗滑稳定安全系数均满足规范要求。5结论1)河道设计底宽16m，边坡高3m，设计水深2m，断面形式为梯形，采用1∶3土质边坡。河道两岸防洪水位以下采用宾格石笼边坡护砌，防洪水位以上采用草皮护坡，河道上河口种植垂柳绿化，垂柳种植株距3m，拟种植垂柳500株，垂柳胸径7cm。2)施工完工期、水位降落期、稳定渗流期的计算边坡滑动安全系数均满足河道边坡的稳定性要求，河道冲刷深度总深度0.63m3)河坝坝高1.5m，坝宽10m，坝体采用1∶3水泥砂浆砌筑毛石基础，坝体基础采用厚100mm的C15混凝土垫层。在正常情况与非常情况下，坝体抗滑稳定安全系数均满足要求。
［参考文献］
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