南洋河城區(qū)段河道治理方案及防滲處理

冀永強

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

1 工程布置

南洋河發(fā)源于陽高縣朱家窯鄉(xiāng)的隨士營，在天鎮(zhèn)縣境內(nèi)由西向東橫貫縣城，工程西起新洋河大橋上游約750 m，東至舊南洋河大橋下游1 km。河道縱坡結合擋水建筑高度和蓄水長度確定為1.6‰，河道橫斷面為梯形斷面，堤頂設計高程滿足20年一遇的洪水標準。岸墻設斜坡式生態(tài)格賓石籠護坡、臺階式護坡等護坡型式。

治理段總長3.9 km，在蓄水段采用北岸蓄水、南岸行洪的設計方案。根據(jù)河道縱坡，結合縣城總體規(guī)劃，在樁號 A0+272.2，1+317.7，2+415.0，3+554.9 處設4座橡膠壅水壩，形成3座蓄水池，池長3.3 km，蓄水面積46.2萬m2；在樁號A0+272.2處設橡膠堵頭壩。

結合縣城整體規(guī)劃，平行于河堤南、北兩岸分別布設南、北濱河路，長7.2 km，在河堤南、北兩岸各布設一條排污管，總長7.05 m；在河堤兩側隨地形布設兩條綠化帶景觀，景觀面積75.4萬m2，河堤南、北兩岸進行地產(chǎn)開發(fā)，總面積58萬m2。

2 河道治理設計

城區(qū)段南洋河河道現(xiàn)狀寬度200 m，河深1.8～4.3 m，縱坡約1.71‰。河道北岸為規(guī)劃新城區(qū)，河道南岸為舊城區(qū)。為妥善解決河道行洪與蓄水美化的矛盾，使行洪與蓄水各行其道，確定采用分槽蓄水的治理方案，下面對分槽蓄水兩種方案進行比較。

2.1 方案一：中間行洪，兩側蓄水

本方案是在200 m寬的河槽中修建兩條中隔堤，將主河槽分成3部分，中間渾水渠行洪，兩側清水渠蓄水。

清水渠布置在河道兩岸，寬各70 m，主要是設壩蓄水，發(fā)生大洪水時塌壩泄洪；渾水渠布置在河道中央，寬60 m，主要排泄河道中的日常污水，并宣泄5年一遇的洪水和泥沙，減少污水、洪水和泥沙對清水渠的侵擾。

2.2 方案二：北岸蓄水，南岸行洪

本方案是在200 m寬的河槽中增建一條中隔堤，將主河槽分成兩部分，即清水渠和渾水渠，北岸蓄水，南岸行洪。

清水渠布置在河道北岸，寬140 m，主要是設壩蓄水，發(fā)生大洪水時塌壩泄洪；渾水渠布置在河道南岸，寬60 m，主要排泄河道日常污水，宣泄5年一遇的洪水和泥沙，減少污水、洪水和泥沙對清水渠的侵擾。

分槽蓄水時，在非汛期由渾水渠排泄洪水。在汛期，當洪水流量小于200 m3/s時，由渾水渠泄水、排沙，清水渠正常蓄水；當洪水流量大于200 m3/s時，清水渠塌壩或半塌壩，參與泄洪。

2.3 方案比選

從景觀效果分析，方案一的優(yōu)點是南、北兩岸均能形成水面景觀，兼顧縣城的近期和遠期發(fā)展，缺點是水景效果氣勢稍小；方案二的優(yōu)點是水面景觀寬闊，氣勢宏偉，缺點是南岸在冬季景觀略顯單調(diào)。

從工程直接建設投資來看，方案一因多修建一條中隔堤，工程投資要比方案二多。從工程運行看，方案一的渾水渠設在河槽中心，河道管理維護不便；方案二的渾水渠和蓄水區(qū)設在河槽兩岸，管理運行方便。

綜合以上比較，將方案二作為推薦方案。3 河堤設計

3.1 北岸堤防設計

北岸堤防斷面型式為土堤，考慮休閑交通要求，河堤頂寬按11 m設計，頂部設8 m寬砌石路面，河堤高3.2 m。考慮冰凍因素，在迎水面邊坡采用格賓石籠呈臺階型式防護，防護材料自上而下為種植土、格賓石籠、砂卵石及反濾土工布，防護基礎埋深1.5 m，河堤回填土料采用河床開挖料，或就近取用。

3.2 南岸堤防設計

南岸堤防斷面型式為土堤，由于南岸平時不蓄水，只在洪水期宣泄洪水，為增加休閑空間，河堤斷面設計為二級平臺斷面型式。南岸河堤總高3.0 m，二級平臺高1.4 m，寬6 m，堤頂設6 m寬的砌石園路，河堤防護材料自上而下采用150 mm厚種植土、300 mm厚格賓石籠、200 mm厚砂卵石及反濾土工布，河堤回填土料采用河床開挖料，或就近取用。

3.3 中隔堤設計

中隔堤斷面型式為梯形土堤，堤頂寬6 m，高2.6 m，蓄水區(qū)和行洪區(qū)邊坡均為1∶3.0。由于中隔堤將南洋河分為蓄水區(qū)和行洪區(qū)，故要求中隔堤具有防滲性，堤身回填土料采用黏性土，考慮冰凍因素，蓄水側護坡型式與北岸相同，行洪側護坡結構與南岸相同。

在填筑堤身段時，對堤基進行處理，清基平均深度約0.2 m，在清基范圍內(nèi)的地面表土、亂石、草皮、樹根、腐殖土等均要清除干凈。清基范圍內(nèi)的洞穴、暗溝等均要挖除，然后再分層回填夯實。堤身填筑要求壩體填筑壓實度不低于0.95，相對密度不小于0.65。

4 河道防滲處理

4.1 地層巖性

本區(qū)發(fā)育地層主要為第四系松散堆積物，由老至新為第四系上更新統(tǒng)沖洪積和第四系全新統(tǒng)。

第四系上更新統(tǒng)沖洪積主要分布在一級堆積階地，巖性多具二元結構，上部為厚0.5～1.0 m的低液限粉土，其下為中砂。在河床及漫灘埋藏于地表以下17 m左右，巖性主要為灰黃、淺棕、棕黃等低液限黏土夾中砂層，其中低液限黏土屬微透水層。

第四系全新統(tǒng)巖性主要為灰黑色分選性較好的中砂，夾一層厚0.7～7.4 m的低液限黏土，主要分布于南洋河河床及河漫灘。其中中砂屬中等透水層；低液限黏土屬微透水層。

4.2 蓄水池防滲必要性

天鎮(zhèn)縣屬嚴重缺水區(qū)，水的大量滲漏，不僅造成水資源的浪費，而且會因水體得不到補充，造成蓄水工程的失敗。另外，河道蓄水后，將會抬高河道水位，如不采取防滲措施，將使兩岸的地下水位抬高0.1～3.0 m，對兩岸建筑及耕地形成一定的浸沒影響。因此，必須對河道蓄水段進行防滲處理。

4.3 防滲方案

防滲型式有水平防滲和垂直防滲兩種。水平防滲是采用復合土工布、黏土鋪蓋或膨潤土防水毯等防滲材料鋪設在整個河槽，形成防滲層，并在防滲層上覆蓋混凝土板、水工生態(tài)磚或格賓石籠等防沖層的防滲措施。垂直防滲采用高壓注漿或深層攪拌的施工工藝，將防滲墻打入相對隔水層。

水平防滲防滲效果可靠、滲漏損失?。皇┕すに嚭唵?，質(zhì)量容易控制；可大面積施工，工期短；施工不受氣溫影響。缺點是施工作業(yè)面大，對施工組織要求高；防滲面積大、基坑排水量大，降雨、地下水對施工干擾大；不利于蓄水池水體與地下水的交換，水體的自然循環(huán)、凈化功能相對減弱，蓄水池水質(zhì)較差。

垂直防滲具有受地下水、雨天干擾少；利于蓄水池水體與地下水的交換，采用高噴工藝，不受施工深度、地層巖性等的影響；對河槽較寬、隔水層埋深較淺的工程，可節(jié)省工程投資等優(yōu)點。缺點是防滲墻為隱蔽工程，質(zhì)量控制難度大，不利于大面積作業(yè)，工期較長；冬季施工時，水泥輸送管道易凍裂；蓄水池滲漏量較大。

根據(jù)地質(zhì)勘探資料可知，南洋河河道地層的主要成份是中砂，且在5～10 m深處存在一層連續(xù)、可靠的低液限黏土相對隔水層，是采用垂直防滲方案的有利條件，根據(jù)以往采用垂直防滲方案的經(jīng)驗，多軸攪拌水泥土地連墻是比較經(jīng)濟合理的垂直防滲型式，故采用多軸攪拌水泥土地連墻防滲型式。

5 結語

南洋河城區(qū)段河道治理工程建成后將會獲得顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。首先，項目的實施使城市防洪達到標準，保證了縣城防洪區(qū)范圍內(nèi)人民生命及財產(chǎn)安全。其次，可美化項目區(qū)自然生態(tài)環(huán)境，改善城區(qū)生活和工作環(huán)境。最后，自然環(huán)境的改善，有利于吸引更多的投資，增加就業(yè)機會，增加財政及個人收入，從而成為落實城區(qū)整體規(guī)劃及發(fā)展的戰(zhàn)略措施。