龍口市泳汶河橫斷面設(shè)計(jì)方案比選

曹貽佼，張 燕

（1.龍口市水務(wù)局，山東 龍口 265701；2.龍口市水利建筑安裝工程有限公司，山東 龍口 265718）

龍口市泳汶河榮烏高速路至簸欒段治理工程位于龍口市中部平原區(qū)，泳汶河中游段，南起泳汶河與榮烏高速公路交匯處上游100 m，北至簸欒橋，樁號(hào)7+700～12+180，全長(zhǎng)4.48 km，樁號(hào)0+000 位于北邢家水庫(kù)溢洪道出口處。

1 治理緣由

泳汶河流域內(nèi)河道窄而淺，屬典型的雨源山溪性河流，暴雨強(qiáng)度大，洪峰持續(xù)時(shí)間短，河水暴漲暴落，很容易形成洪澇災(zāi)害。泳汶河河道經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年運(yùn)行，工程退化、老化、破損嚴(yán)重，堤防年久失修，有些河段河堤灘地殘缺，甚至沒(méi)有灘地，河道人為侵占吞填、雜草叢生，河床內(nèi)種植樹(shù)木和莊稼、采挖河砂、傾倒垃圾現(xiàn)象嚴(yán)重，河道行洪能力大大降低，達(dá)不到20年一遇設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，有些河段甚至不足10年一遇，給河道行洪安全帶來(lái)極大隱患。

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)迅速的發(fā)展，泳汶河現(xiàn)狀河道遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了新形勢(shì)的發(fā)展要求，河道現(xiàn)狀必須盡快得到改善。

本次規(guī)劃治理段位于泳汶河的中游，由于過(guò)度采砂，河床下降，加之河槽未進(jìn)行護(hù)砌，導(dǎo)致河灘沖刷嚴(yán)重，部分河道無(wú)堤防，行洪障礙多，局部河灘沖刷嚴(yán)重，出現(xiàn)多處險(xiǎn)工險(xiǎn)段，河道的防洪能力明顯下降。而且該段沿河兩岸人為侵占吞填現(xiàn)象嚴(yán)重，工廠、養(yǎng)殖場(chǎng)、各種作坊較多，向河道內(nèi)傾倒垃圾現(xiàn)象極為嚴(yán)重。同時(shí)，榮烏高速公路、牟黃公路、膠東調(diào)水渠道、德龍煙鐵路等重要設(shè)施從該段河道穿過(guò)。因此，對(duì)該段河道進(jìn)行綜合治理，已顯得十分必要和緊迫。

2 現(xiàn)狀河道過(guò)水能力核算

按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)核算河道過(guò)水能力?，F(xiàn)狀河道斷面不規(guī)則，根據(jù)《水力計(jì)算手冊(cè)》，并參考工程經(jīng)驗(yàn)，取主河槽糙率為0.03，灘地和大堤內(nèi)坡因種植有農(nóng)作物或草、灌木，綜合糙率取0.035。通過(guò)現(xiàn)狀河道水面線計(jì)算堤頂高程可知，考慮波浪爬高、風(fēng)雍水面高度、安全加高等堤頂超高，部分河堤段計(jì)算堤頂高程不滿足規(guī)范要求，現(xiàn)狀河道防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到20年一遇標(biāo)準(zhǔn)。

3 工程布置方案比選

3.1 河道橫斷面設(shè)計(jì)方案

方案一：采用單式梯形斷面工程方案。兩岸內(nèi)壩坡坡比1∶2，外壩坡坡比1∶1.5，堤頂高程為50年一遇設(shè)計(jì)洪水位加波浪爬高、最大風(fēng)雍水面高度及安全加高。兩岸邊坡采用干砌方塊石進(jìn)行護(hù)砌，護(hù)砌頂高程為50年一遇洪水位。方塊石護(hù)坡以上至堤頂采用草皮護(hù)坡。

方案二：復(fù)式斷面工程方案。主河槽護(hù)砌采用干砌方塊石，坡比1∶1.5，高2.7 m，護(hù)砌頂高程為設(shè)計(jì)灘地高程，灘地寬6 m，內(nèi)壩坡坡比為1：2，外壩坡坡比1∶1.5，堤頂高程為50年一遇設(shè)計(jì)洪水位加波浪爬高、最大風(fēng)雍水面高度及安全加高。灘地以上至堤頂采用草皮護(hù)坡。兩個(gè)工程方案比較如表1。

由表1 可以看出，方案二較方案一土方量大但砌石量小，投資省，且復(fù)式斷面在較多的河道治理中采用，復(fù)式斷面的最大優(yōu)點(diǎn)是小洪水從主河槽泄洪，較大洪水時(shí)，灘地可以利用。綜合考慮以上因素，結(jié)合泳汶河現(xiàn)狀，推薦選用方案二。

表1 泳汶河河道治理工程方案比較表（長(zhǎng)100 m 的河道）

3.2 主河槽護(hù)砌方案

河道的主河槽護(hù)砌初步擬定了生態(tài)型護(hù)坡和傳統(tǒng)型護(hù)坡兩種類型，并提出了四個(gè)方案進(jìn)行比較。

1）生態(tài)袋護(hù)坡方案。主河槽按設(shè)計(jì)岸線進(jìn)行開(kāi)挖、修整，兩邊坡采用生態(tài)袋種草護(hù)坡，護(hù)坡厚度0.23 m，袋內(nèi)填充種植土并混播草籽，下層為回填土夯實(shí)，邊坡比為1∶1.5，護(hù)坡基礎(chǔ)為M7.5 漿砌塊石結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)深2 m（見(jiàn)圖1）。

圖1 生態(tài)袋護(hù)坡方案

2）植生性生態(tài)混凝土預(yù)制塊護(hù)坡方案。兩邊坡采用植生性生態(tài)混凝土預(yù)制塊內(nèi)種草護(hù)坡，預(yù)制塊表面和塊隙間鋪置0.05 m 厚混有黏合劑的種植土，內(nèi)含草籽，球形混凝土預(yù)制塊厚度0.25 m，下設(shè)0.08 m 厚粗砂土混合墊層，底層為0.2 m 厚腐殖土壓實(shí)，其余同方案一（見(jiàn)圖2）。

生態(tài)型護(hù)坡特點(diǎn)：以生態(tài)功能為主導(dǎo)，兼具防洪功能；以綠化為主對(duì)地面擾動(dòng)小，利用植被根系加固河床，工程破壞性小等。

3）干砌方塊石護(hù)坡方案。主河槽按設(shè)計(jì)岸線進(jìn)行開(kāi)挖、修整，兩邊坡采用干砌方塊石護(hù)坡，坡比1∶1.5，護(hù)砌長(zhǎng)度4.41 km，護(hù)坡石厚度0.2 m，下設(shè)0.15 m 厚碎石墊層和一層300 g/m2土工布，基礎(chǔ)為M7.5 水泥砂漿砌塊石，深2 m，壓頂為預(yù)制C15 混凝土，單塊長(zhǎng)1 m。間隔10 m 設(shè)排水管為Φ50 塑料管。壓頂每50 m 去一塊，位置與壩內(nèi)坡排水溝一致，以便灘地頂面排水（見(jiàn)圖3）。

圖2 植生性生態(tài)混凝土預(yù)制塊護(hù)坡方案

圖3 干砌方塊石護(hù)坡方案

該型式護(hù)坡的特點(diǎn)：以防洪功能為主，固定河道走向，裁彎取直部分河道，保證行洪能力；工程硬質(zhì)護(hù)坡為主，保證河道的穩(wěn)定性，防治洪水對(duì)兩岸的沖刷，排除隱患等。

4）漿砌方塊石護(hù)坡方案。兩邊坡采用漿砌方塊石護(hù)坡，護(hù)砌為M10 水泥砂漿砌方塊石鑲面，其余同方案3。

通過(guò)對(duì)以上斷面設(shè)計(jì)方案，結(jié)合實(shí)際情況，在順直河段以100 m 為單位長(zhǎng)度的一側(cè)河槽基礎(chǔ)，從工程量、投資、優(yōu)缺點(diǎn)等幾方面進(jìn)行方案比選。

通過(guò)比較以上4個(gè)方案，生態(tài)型護(hù)坡造價(jià)相對(duì)傳統(tǒng)型護(hù)坡造價(jià)較高，且北方植被生長(zhǎng)周期短，在冬春季節(jié)的生態(tài)型護(hù)坡景觀效果并不好，生態(tài)型護(hù)坡的耐久性也有待更深入的試驗(yàn)來(lái)確定，部分工藝不太成熟。干砌方塊石護(hù)坡雖然較為傳統(tǒng)，但目前應(yīng)用廣泛，造價(jià)低，施工工藝成熟，可以就地取材，也具有一定的透水性，護(hù)砌部分長(zhǎng)期浸沒(méi)水中，抗凍融性好，不易老化，因此主河槽護(hù)砌選擇干砌方塊石護(hù)坡方案作為本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案。