浅谈岐山县石头河下游段河道防洪工程设计方案探讨

张琳鹏

[摘要] 中小河流防洪治理项目中设计思路和断面的设计是该类项目的重点，尤其是石头河下游已成治理工程水毁现象严重，本次结合岐山县石头河下游段河道防洪工程实际情况,分析水毁的各种原因，提出设计方案进行探讨，确保石头河两岸防洪工程防洪安全。

[关键词] 石头河；防洪治理；治理思路

为贯彻落实中央文件精神，加大河道治理力度，为了有效地防御石头河洪水，保障沿岸人民生命财产安全，保护蔡家坡（镇）经开区工业企业的发展，保证沿岸社会稳定和经济发展，完善以堤防为主的防洪体系，建设岐山县石头河下游段河道治理工程是十分必要和相当迫切的。

1 概况

石头河发源于秦岭北麓太白山区，全长68.6km，流域面积778.7km2，河道平均比降2%，多年平均径流量4.48亿m3。自南向北流经太白，岐山，于斜峪关出峪后流经岐山县安乐、五丈原镇汇入渭河，洪枯水量悬殊大，属典型季节性河流。岐山县境内流程15.1km，河床底为砂卵石，平均比降19.4‰。石头河下游地区包括岐山县蔡家坡开发区6个村、人口12653人，耕地19684亩。

岐山县石头河河道防洪工程范围以洪沟村已成堤防为起点，到下游交通部门2016年河道治理工程结束。工程任务新建堤防工程、完善石头河流域防洪体系。河道综合治理长度3.53km，防洪工程总长度3572m。工程保护区涉及洪沟村、张家村、穆家窑等多个村庄，保护人口1042人，保护耕地2350亩以及保护宝鸡阜丰生物科技有限公司等企事业单位3个。

2 河道现状

石头河下游段基本属于山区型游荡性河段，河身宽广，沙滩众多，洪水流速迅猛，河底卵石推移，床沙粗化深度较深。河床比降大，洪水来势凶猛，流速快并挟带滚石，破坏力极大。由于河道比降陡、流速大，河床卵石极易冲刷，水流惯性大，有取直趋向，致河床平面形状变化莫测剧烈，主流摆动不定。枯水时水深甚浅，河床不发生变化，水流散乱，主流所在难于分辨。由于主流动荡河床宽窄相间，给河道治理工作带来很大困难。本次石头河河道整治工程段位于岐山县境内石头河下游段。河道断面窄，流速大，护岸不断受到冲刷侵蚀是工程区河段的主要特征；河床冲淤多变，主流河槽摆动不定是下游段河道的主要特征。

3存在的主要问题

（1）目前石头河下游仅空余该段工程河道未进行工程防护工程措施，形成一个缺口，未能形成一个系统的防洪体系；（2）未防护段涉及沿岸公路、村民和企事业单位，一旦发生洪水淹没范围大，损失严重；（3）石头河历年来水毁现象特别频繁，年年治理，几乎一直停留在修修补补的状态；（4）部分河段存在挖沙、倾倒弃渣和生活垃圾的现象，不但造成行洪断面缩小、安全隐患加大，而且影响河道环境。

4思路探讨

（1）原因分析

石头河历年来水毁现象特别频繁，几乎一直停留在修修补补的状态。因此为避免工程水毁现象，本次设计总结石头河历年水毁教训，学习石头河治理较好的经验。本人经过石头河洪水前后多次现场调查踏勘及收集近年来河道治理工程断面测量数据分析，分析石头河历年治理的堤防水毁频发原因如下：

①汛期石头河洪水流速较大且挟带大块石，块石不断撞击原浆砌石基础或浆砌石堤身中下部，造成基础直接被撞断，或者数次洪水后基础松动最终脱落掏空，整个堤身坍塌。

②石头河下游段河道河势演变特性复杂。平面：平面上主流河槽摆动不定，造成原顺直段会变斜冲段、顶冲段，直接导致原设计堤防基础埋深不够。纵向：由于横向变化不一，导致纵向上河床断面冲淤变化也多变，经数次洪水前后测量复测数据分析，部分河段河道主槽深泓会造成冲刷河道下切深度普遍在0.5-1.0m，个别最深河道纵向达到1.5m，同样会导致原设计堤防基础埋深不够，基础裸露，造成基础直接被掏空，导致整个堤身坍塌。

（2）设计方案

综合以上水毁原因，本次断面设计注意事项和设计思路：

①由于投资有限，在保证工程规模尽量不变的提前下，优化断面型式。

由于石头河历年发生水毁时流量不大，水毁时根本达不到20年一遇设计洪峰流量，因此本次设计首要治理重点为底部基础和中部防冲，对于堤防上部可采用草皮护坡进行砌护减少投资，本次设计推荐护坡砌护高程到洪水位以上0.5m，砌护以上可采用草皮护坡。

②推荐采用底部硬性措施+中部柔性措施缓冲结构进行设计。

石头河上其他已成堤防工程大多采用浆砌石基础，浆砌石基础撞击过程中容易导致浆砌石脱落，本次设计弃用浆砌石基础，改用更为坚固的埋石混凝土基础，增加基础部位和堤身中下部抗压强度，提高混凝土标号为C25。

③石头河河势演变复杂多变，设计应统一加深基础埋深。

根据以往已批复石头河冲刷深度计算结果，工程区冲刷深度均较小，普遍在1.5m以下。地质调查建议最大冲刷深度可按2.5~3m考虑。本次在综合考虑计算值、地质调查建议值和石头河冲淤分析变化分析的情况下，建议对石头河基础再统一加深0.5~1.0m。

护坡型式比选

A格宾笼石护坡（推荐方案）

格宾笼石护坡具有很好的柔韧性、透水性、耐久性以及防浪能力等优点，而且具有较好的生态性，可充分利用流域内自然资源，而且它的结构能进行自身适应性的微调，不会因不均匀沉陷而产生沉陷、塌坑、裂缝等变形，从而引起整体结构的破坏。更适合填方段堤防，且具有较好的生态性。

B浆砌石护坡

浆砌石护坡是一种传统的刚性护坡型式，整体性较好，浆砌石属于弱透水材料，更适合于在挖方基础砌筑，是一种便于人工施工、施工简单、质量容易控制的常规护坡型式，在水利工程中被广泛采用。根据地质报告，工程区块石资源丰富，经济性较好。但不利于环境保护生态性较差。

C生态砖护坡

生态砖护坡整体稳定性好；应用范围广，可应用于不同水流流速的河道护坡中；柔性结构，对坡体变形的适应能力比较好；能较大程度地满足植被的生长，达到生态绿化的同时，植被的根系对坡体又起到加筋固坡的作用。施工方便快捷，减少施工成本，抗冲能力较强。

从比较结果可以看出，生态砖护坡、浆砌石护坡、干砌石护坡方案造价均比格宾笼石护坡高，格宾笼石护坡相对较优，再结合河道石料资源丰富、透水性较强，抗冲能力较强，适应变形能力较强，生态效果较好等方面具有的优点，综合考虑，本次拟推荐格宾笼石护坡。

断面型式的确定

综上所述，本次设计石头河空塔寺段堤防工程采用坡式断面型式。设计确定护坡临水坡坡比为1:2，主要材料为格宾笼石，格宾笼石砌护高度为设计洪水位以上0.5m，格宾垫厚度为0.5m；格宾笼石以上至堤顶砂砾石道路采用草皮护坡，表面覆土厚度为0.3m，种植草皮；笼石底部至基础顶部不满足笼石设计定制规格的采用C25埋石混凝土填充，厚度为0.5m；背水坡坡比为1:1.5，采用草皮护坡。设计下部基础采用抗冲能力较强的C25埋石混凝土挡墙；挡墙外侧坡比1∶0.4，挡墙顶宽0.6m，底部墙趾宽为0.6m，高1.0m。

5结语

本次设计结合以往石头河治理和往年水毁修复工程后，防护能力较好的断面型式，结合设计经验，综合确定综合确定本次设计方案，从工程措施尽量保证工程的安全性。建议建设单位和管理单位后期加强非工程措施设施管理，如加强河道挖沙管理、河道垃圾清理等，同时加强工程区景观与生态建设，充分发挥水利工程保障和改善民生的基础作用和社会服务功能，进一步保障区域经济可持续发展。

参考文献：

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