河道清淤施工方案設(shè)計

王 娜,孔衛(wèi)東

(1.滄州市供水排水集團(tuán) 源水公司,河北 滄州 061000;2.獻(xiàn)縣水務(wù)局,河北 獻(xiàn)縣 062250)

滄州地區(qū)境內(nèi)河道多數(shù)是 20世紀(jì)六七十年代開挖或疏浚的,至今已經(jīng)過了 40多年的運(yùn)用。由于最近三四十年未進(jìn)行清淤,致使各條河道的排瀝能力比原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)降低 30%～60%,嚴(yán)重影響了這些河道的過流能力。河道行洪或排澇標(biāo)準(zhǔn)的降低給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和群眾生活造成很大影響,隨著國家對農(nóng)業(yè)的投入逐年增加,激發(fā)了農(nóng)民的種糧積極性,改善和提高既有河渠的排水能力,減少洪瀝災(zāi)害對農(nóng)業(yè)的影響,被列入各級政府的議事日程。近幾年一些淤積嚴(yán)重,影響行洪排瀝的河道被列入治理項目。在河道清淤擴(kuò)挖施工中,也存在一些不規(guī)范的施工問題。現(xiàn)結(jié)合捷地減河河道清淤取土工程對施工中出現(xiàn)的問題及采取的處理方法進(jìn)行探討。

1 捷地減河清淤取土工程概況

捷地減河是南運(yùn)河的主要分洪河道之一,上起滄縣捷地鎮(zhèn),流經(jīng)滄縣和黃驊市,下至高塵頭防潮閘入渤海,河道全長 84.9 km,兩岸堤防長度為167.2 km,流域面積 530 km2。

捷地減河開挖于明·弘治三年(公元 1490年),歷代曾多次治理,都因設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低而多次發(fā)生漫溢和決口。1972年提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)建,鐵路橋至呂家橋段河底寬為18 m,呂家橋至周青莊底寬為20 m,周青莊至入?？诘讓捰?26 m漸變到 40 m。河槽邊坡 1∶3,河底縱坡 1/15000～1/18000,堤頂高程比設(shè)計水位高1.5 m。起點捷地分洪閘下河底高程 5.25 m,堤頂高程 11.97 m,止點高塵頭閘底高程-1.5 m,堤頂高程4.5 m,設(shè)計行洪流量為180 m3/s。

自 1963年行洪后,捷地減河沒有承擔(dān)大的分洪任務(wù),由于河道多年淤積,致使河道行洪能力逐年降低。經(jīng)驗算現(xiàn)狀河道過水能力僅為130～150 m3/s。根據(jù)《漳衛(wèi)新河流域防洪規(guī)劃報告(河北部分)》(2006年),現(xiàn)在規(guī)劃 50年和100年一遇的設(shè)計洪水,捷地減河承擔(dān)的分洪流量均按 90 m3/s考慮。

捷地減河清淤取土河段位于京滬鐵路橋以下,全長 24.7 km(河道樁號 1+300～26+000)。河道斷面形式:樁號 1+300～15+200以復(fù)式斷面為主,15+200～26+000以單堤梯形斷面為主,河道上口寬 143～150 m,主河槽深度為5～6 m。由于河道長期無水,河槽干涸,河道內(nèi)違法取土事件屢屢發(fā)生。尤其每年春季,各項工程陸續(xù)開工建設(shè),需要大量建設(shè)用土,由于滄州市區(qū)周圍可取土源少,違法取土事件時有發(fā)生,致使部分河道斷面極不規(guī)整,部分灘地因為不規(guī)范的取土行為已經(jīng)堤岸缺失,形成單堤險工。為了打擊違法取土,杜絕亂采濫挖行為,保證河道斷面完整,使河道恢復(fù)行洪能力,提高河槽蓄水能力,為今后引蓄黃河水用于發(fā)展兩岸農(nóng)田灌溉做好準(zhǔn)備,需對該河道進(jìn)行清淤整治。

本次清淤取土部位為河槽與部分灘地,取土土方首先考慮用于對此前因違法取土形成的部分單堤進(jìn)行加戧處理,并對堤頂、堤坡、狼窩及附近違法取土形成的取土坑進(jìn)行回填處理,剩余土方再向工程建設(shè)項目提供用土。

2 清淤取土工程設(shè)計

在進(jìn)行捷地減河清淤取土工程設(shè)計工作之前,首先進(jìn)行資料搜集整理工作,其資料包括:1)捷地減河流域水文、氣象、地質(zhì)基本資料;2)捷地減河現(xiàn)狀地形圖和縱、橫斷圖;3)捷地減河設(shè)計泄洪流量和堤防等級劃分資料;4)河道內(nèi)筑堤土料及堤防基礎(chǔ)土層的物理指標(biāo)調(diào)查資料;5)跨越河道的橋梁、輸油與輸氣管道、國防光纜、通信光纜等構(gòu)筑物資料;6)沿河道兩岸穿堤涵管、揚(yáng)水站情況調(diào)整資料;7)河道兩岸的附著物調(diào)查情況;8)取土場所在河段的治理規(guī)劃、取土現(xiàn)狀及取土規(guī)劃;9)取土河段歷次行洪輸水過程中泥沙特性和河床演變情況及河道兩岸險工、險段情況。

在搜集資料的基礎(chǔ)上,對水文特性進(jìn)行分析,研究治理規(guī)劃,確定治理方案。根據(jù)此次捷地減河的實測與調(diào)查成果的分析,河道在樁號 1+300～26+000段,河底坡降為1/16000,河底高程在 4.54～3.3 m之間。按設(shè)計要求需對各斷面高出設(shè)計河底控制線的部分進(jìn)行清淤,經(jīng)推求計算,現(xiàn)狀河底以下平均下挖深度為2.0 m。在工程范圍內(nèi)不同河段采用不同的清淤取土方式(共有三種):①對復(fù)式河道灘地及深槽邊坡進(jìn)行修整;②單堤段邊坡基本維持現(xiàn)狀只對河底進(jìn)行清淤;③對部分灘地已經(jīng)缺失而形成單堤段進(jìn)行加戧處理,清淤取土邊坡均按 1∶3設(shè)計,加戧頂高程參考附近灘地高程確定。

3 河道清淤施工要求

河道清淤取土工程擬采用機(jī)械作業(yè),主要機(jī)械設(shè)備有推土機(jī)、小型挖掘機(jī)和自卸翻斗汽車。

河道清淤取土施工前,先按設(shè)計斷面進(jìn)行施工放線測量。在順直河段按每 100 m為一個標(biāo)準(zhǔn)斷面進(jìn)行控制樁放線,在彎曲河道段按每 50 m為一個斷面,并將彎曲段各控制點之間用白灰線連成圓滑的曲線?？刂泣c一般為河道中心線、左右河底線、左右河口線(或灘地上口線)、左右內(nèi)堤腳線、左右內(nèi)堤肩線。

開采的土料首先考慮用于在單堤險工段加戧臺、對河坡虧坡段及大堤兩側(cè)狼窩進(jìn)行回填,剩余土方用于回填附近取土坑或向工程建設(shè)項目提供建設(shè)用土。為滿足土方外運(yùn)的要求,可沿河坡每隔 1000 m修筑一條上堤的臨時坡道,施工結(jié)束后必須將臨時坡道回填碾壓,恢復(fù)原狀。

土方回填質(zhì)量要求:回填險工或大堤加戧前,先將原邊坡開鐙,每階開鐙高差為0.3 m,水平長度0.9 m;回填土料選用粘土或粉質(zhì)粘土,回填土每層厚度不大于0.3 m,壓實系數(shù)不小于0.94。

[1]華東水利學(xué)院.水工設(shè)計手冊 [M].第 1版.北京:水利電力出版社,1984.

[2]GB 50286-98,堤防工程設(shè)計規(guī)范[S].

[3]SL 260-98,堤防工程設(shè)計規(guī)范 [S].