小流域治理中岸坡砌体防护技术研究

1 工程概况

平山县清水河小流域情况可参照 2022 年宁夏清水河中宁段防洪治理工程经验梳理，该流域总面积 28.6km² ，水土流失面积占比67.1% ，地形以山地丘陵为主，主河道比降 1.2% ，和清水河中宁段河道纵比降特性相似。气候属温带大陆性季风气候，多年平均降水量 560mm ， 6～9 月降水占全年 75% ，且多暴雨，这与清水河流域降水集中、易引发洪水特点一致，易加重岸坡冲刷。区域土壤抗侵蚀能力弱，年侵蚀模数 3200t/(km²⋅a) ，类似清水河多泥沙状况。治理可参考采用护滩护岸、堤防工程，如格宾石笼护砌；同时完善巡河路，强化水土保持监测[1]。

2 小流域治理中岸坡砌体防护结构设计

2.1 结构选型

清水河防洪治理工程中，坡式与坎式护岸结构适用场景存在差异，均以格宾石笼作为核心技术手段。坡式护岸采用平顺布置，适用于坡度较缓（ 1:1.5～1:2 ）、水流冲刷较弱的土质岸坡。格宾石笼借助钢丝网格笼体束缚块石形成柔性结构，可阻挡坡面土壤流失，为植被扎根提供空间，增强护坡稳定性与生态效果，且顺应岸坡自然形态，对地形适应性强，但整体抗冲击能力受限于笼体规格，需通过加筋处理提升抗强洪水冲击能力。坎式护岸适用于坡度较大、洪水冲击力强的地段。采用加筋格宾石笼结构，在格宾网笼内增设横向拉筋与纵向格栅，通过钢丝绑扎形成复合型柔性坎体，兼顾刚性约束与柔性变形能力。其整体性能和抗冲刷能力突出，可在强水流冲击下保障岸坡安全，同时保留一定柔性变形空间，对地形适应性优于刚性结构，生态兼容性较浆砌石显著提升。

2.2 荷载计算

清水河小流域岸坡格宾石笼结构主要承受土体自重、水流冲击力及渗透压力。土体自重依据土壤密度与岸坡体积计算，流域土壤抗侵蚀能力较弱，精准计算土体重量对格宾笼体选型及布置至关重要。水流冲击力根据流域多年平均流速、20 年一遇最大洪峰流量及岸坡迎水面积确定，结合格宾石笼孔隙率（ 30～40% ）进行水力系数修正，洪水期河水对河岸冲刷作用强烈，需通过笼体结构参数优化，如网孔尺寸、钢丝直径，抵消水流冲击影响。渗透压力按达西定律计算，考虑格宾石笼透水性对孔隙水压力的消散作用，需验算笼体填充石料级配组成对渗透系数的影响，避免渗透压力过大导致结构失稳。

3 小流域治理中岸坡砌体防护施工工艺

3.1 施工准备

施工前须全面掌握清水河小流域工程概况及格宾石笼结构设计要求，实施现场勘察，明确岸坡范围、地形及周边环境，标记易坍塌区域和地下管线位置。依据勘察结果拟定详细施工方案，涵盖施工流程、人员配置、设备安排等内容。材料准备环节，按设计选用格宾网笼、填充石料、连接钢丝等。格宾网笼采用热镀锌低碳钢丝编织，网孔规格 20×25cm ，钢丝直径 2.7mm ，镀层厚度 ⩾80μm ，抗拉强度 ⩾350MPa 。填充石料选用质地坚硬、无风化的本地块石，抗压强度 ⩾30MPa ，粒径范围 10-30cm ，级配满足设计要求。所有材料进场前须检验，合格后方可使用[2]。

3.2 基础施工

基础开挖采用机械开挖与人工修整结合方式，开挖尺寸按设计要求执行，边坡坡度依据土壤性质确定，通常为 1:1.5～1:2 。若遇软土地基，须做换填处理，换填材料采用级配砂石，分层夯实，压实度 ⩾93% 。地基处理时回填土压实系数严格控制在 95% 以上，保障地基整体承载能力。基础铺设采用格宾石笼垫，单块长度 3～6m ，宽度 2-4m ，高度 0.3～0.5m 。铺设前平整夯实基底，检测地基承载力须达到 150kPa 以上。格宾垫间采用连接钢丝绑扎牢固，接缝处网孔对齐，确保整体连续性。

3.3 砌体砌筑施工

坡面修整完成后，自下而上铺设格宾石笼。笼体展开后按设计位置摆放，相邻笼体采用双股绑扎丝螺旋连接，绑扎间距⩽30cm ，拐角处加密处理。笼体就位后分层填充石料，每层填充高度 ⩽30cm ，采用人工抛填与机械振捣结合方式密实，确保石料填充饱满，表面平整度误差 ⩽30mm 。填充过程中控制石料级配，表层选用较大块石（ 20～30cm ），确保笼体表面平整度。每完成 3 层笼体砌筑后，检查坡面坡度，符合设计要求后方可继续施工。施工中按设计设置沉降缝，缝间距 10～15m ，缝宽 2～3cm ，内部采用聚乙烯泡沫板填充，确保结构适应地基变形。

3.4 排水防渗设施施工

岸坡上部设置截水沟，采用浆砌石或混凝土浇筑，按设计尺寸开挖沟槽，夯实沟底和侧壁，铺设土工膜作为防渗层。沟底设置⩾0.5% 坡度，排水口与河道连接顺畅。格宾石笼结构内按设计间距设置排水孔，采用 PVC 管预埋，管身打孔并包裹滤网。排水孔呈5^∘ °倾角布置，出口伸出笼体表面 >100mm ，低于进口高程以利排水。岸坡与笼体间铺设土工膜防渗，铺设前清理坡面杂物，确保表面平整。土工膜采用搭接法施工，搭接宽度 ⩾10cm ，接缝处采用热熔焊接，焊接质量符合规范要求。坡顶及坡脚处土工膜埋入锚固沟，深度 ⩾50cm ，回填压实确保锚固牢固。

3.5 施工质量控制

建立并健全质量检查制度，原材料每批进场须抽样检验，重点检查格宾网笼的钢丝直径、镀层厚度、网孔尺寸及填充石料的抗压强度。各工序施工完成后，须自检合格报监理验收，方可进行下道工序。基础施工检查地基承载力、格宾垫铺设平整度及连接质量；笼体砌筑检查绑扎牢固度、石料填充密度、表面平整度及坡度；排水设施检查排水孔位置、间距及通畅性；土工膜检查焊接质量（无渗漏）及铺设平整度。施工过程中做好质量记录，包括材料检验报告、施工日志、检测数据等，确保质量可追溯。同时加强现场安全管理，设置警示标志，确保施工安全[3]。

结束语：综上所述，本研究聚焦清水河小流域岸坡防护，从结构设计到施工工艺构建起完整技术方案。实际应用显示，选用的防护结构与工艺契合流域特点，可增强岸坡稳定程度，减轻水土流失情况，可为其他同类小流域治理提供参考，后续可深入推进生态与经济协同优化工作。

参考文献：

[1] 蓝涛 . 大都河片区水土流失及生态清洁治理体系研究 [J]. 云南水力发电 ,2023,39(9):77-81.

[2] 童琦媛 , 范清成 , 胡金杰 , 等 . 新型堆砌式挡土墙在小流域综合治理中的应用 [J]. 水利规划与设计 ,2023(12):112-116.

[3] 邓镇宁 . 黄山洞河生态清洁小流域综合治理工程设计 [J]. 山西水利科技 ,2023(1):1-5.