婁煩縣城區(qū)段澗河蓄水美化工程設(shè)計概述

郭 濤，劉春艷

（太原市水利勘測設(shè)計院，山西 太原 030002）

1 工程概況

澗河位于婁煩鎮(zhèn)西南部，流域分布于婁煩鎮(zhèn)境內(nèi)，發(fā)源于呂梁山主峰關(guān)帝山東側(cè)的北云頂山，流經(jīng)大夫莊、婁煩鎮(zhèn)城南緣、河家莊等地，從西果園村南側(cè)流入汾河水庫庫區(qū)。

澗河是由南川河、西川河、細(xì)米河匯集后形成的一條較大河流，流域面積586.57 km2，約占全縣總面積的50%，是婁煩縣人口居住密集區(qū)，該流域人口占到全縣總?cè)丝诘?/3，婁煩縣城位于澗河中下游。

澗河下游為汾河水庫，為省城的水源地，為了保證給省城人民提供干凈、純潔、衛(wèi)生的水源及給縣城人民一個良好的生活環(huán)境，2003年以來，縣委、縣政府站在保護(hù)省城水源地的高度，對澗河縣城段進(jìn)行了修堤筑壩、疏浚清淤、綠化綜合治理，治理河道達(dá)到4 000 m。目前，澗河兩岸已成為縣城人民群眾休閑娛樂場所及生活居住密集區(qū)。

2 工程建設(shè)必要性

隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，部分生產(chǎn)生活污水未經(jīng)處理就排入河道，生活垃圾和建筑垃圾的隨意堆放，嚴(yán)重侵占河道，使得河道內(nèi)水質(zhì)惡化，嚴(yán)重影響了兩岸人居環(huán)境。為充分利用澗河水，凈化水質(zhì)，加強環(huán)境治理，保護(hù)省城水源地，為客商提供一個良好的投資環(huán)境，縣委、縣政府決定對澗河河道進(jìn)行蓄水美化。

3 工程范圍、任務(wù)和規(guī)模

本次澗河城區(qū)段蓄水美化工程的范圍是：城區(qū)4號橋上游250 m，終點為污水處理廠處，總長2.5 km。

本次工程的任務(wù)是：在治理段河道內(nèi)蓄水美化，并輔以兩岸綠化美化工程，改善周邊環(huán)境，營造沿河游人觀賞的濱河公園。

工程建設(shè)內(nèi)容：河道疏浚整治、鋼壩閘工程、蓄水池防滲工程、堤防加固工程、沉沙池工程等。

4 工程設(shè)計方案

4.1 工程總體布置

本次設(shè)計欲在污水處理廠與4號橋之間進(jìn)行蓄水，蓄水長度約2.2 km。其中：蓄水面積約為15萬m2，蓄水容積約為20萬m3。

工程位置始于四號橋上游250 m（樁號0+000），終于污水處理廠（樁號2+500），治理總長度為2.5 km。分別在樁號 0+570，1+020，1+450，1+900，2+350 處新建1至5號5座鋼壩閘，形成5個蓄水庫區(qū)。

由于澗河河道縱坡較陡，整個治理段河道需要調(diào)整高差12.2 m，從治理起點（樁號0+140）布置1道跌水，跌差2.4 m，其余9.8 m的跌差分別由1至4號鋼壩陡坡段調(diào)整，1號鋼壩陡坡段跌差為2.4 m，2至4號鋼壩陡坡段跌差為2.3 m，3號鋼壩陡坡段跌差為2.8 m。

4.2 鋼壩閘蓄水工程

河道蓄水美化工程的修建要保證不降低原有河道行洪能力，同時根據(jù)國家《防洪法》的有關(guān)規(guī)定，在行洪區(qū)內(nèi)不得修建礙洪建筑物，本次擋水建筑物選擇鋼壩閘。

鋼壩閘作為一種新興的擋水建筑物，已經(jīng)被很多地方水環(huán)境治理、河道治理所采用。鋼壩閘適合于閘孔較寬（10～100 m）而水位差比較小的工況（1～7 m），其不同于一般水閘的突出優(yōu)點就是它適用于跨度較大的河道，中墩設(shè)置較少，對河床的束窄率低，能滿足河道泄洪要求；克服了傳統(tǒng)鋼閘門孔徑小，啟閉設(shè)備復(fù)雜等缺點，同時又克服了橡膠壩易老化，塌立壩速度慢等缺點。較寬的閘孔設(shè)計，減少了閘墩數(shù)量，使結(jié)構(gòu)簡單美觀，同時具有立門蓄水、臥門行洪排澇、適當(dāng)開啟調(diào)節(jié)水位的功能，還可以利用閘門門頂過水，形成瀑布的景觀效果。

本次設(shè)計在蓄水段布置5座鋼壩閘。1至5號鋼壩閘分別布置在樁號 0+570，1+020，1+450，1+900，2+350處，鋼壩凈長52～56 m，壩高2.5 m，回水長度分別為 410 m，450 m，430 m，470 m，450 m，尾水深均為0.5 m。管理室設(shè)在河道左岸，距堤防20～30 m處。

鋼壩基礎(chǔ)底板長度為6.2 m，采用C25鋼筋混凝土底板，厚度為1.2 m，底板下鋪設(shè)厚0.1 m的C15素混凝土墊層；鋼壩兩側(cè)為驅(qū)動機室，驅(qū)動機室尺寸為4×12 m。

跌水及消力池采用C25鋼筋混凝土，長28 m，池深3 m。5號壩消力池尾部池內(nèi)設(shè)排水孔，孔間距1.0 m，梅花型布置，排水孔下設(shè)反濾層，設(shè)0.3 m厚的級配砂礫料。下游設(shè)30 m長的鉛絲石籠海漫，厚0.5～1.0 m，海漫后設(shè)長6 m、深1.5 m的堆石防沖槽。

在混凝土防滲板與鋼壩底板、消力池、水平防滲之間設(shè)橡膠止水條止水。

鋼壩閘1至5號壩控制室均設(shè)置在河道堤防左側(cè)，共設(shè)5個控制室，規(guī)格采用統(tǒng)一設(shè)計，每處設(shè)平房兩間共約40 m2。

4.3 蓄水池防滲工程

根據(jù)地勘報告，蓄水池地層主要由全新統(tǒng)洪沖積級配不良砂、低液限粉土組成，級配不良砂結(jié)構(gòu)松散，分選較差，可能存在滲漏及滲透破壞。級配不良砂層在壩基上下游連續(xù)分布，構(gòu)成壩基滲漏層位，在壩上下游水位差產(chǎn)生的滲壓作用下可產(chǎn)生滲透變形，存在滲透穩(wěn)定問題，因此需對蓄水池防滲。

防滲方案借鑒以往類似工程經(jīng)驗，在垂直防滲高壓噴射灌漿板墻、振動沉模防滲板墻、水平防滲復(fù)合土工膜、黏土鋪蓋、膨潤土防滲毯幾種防滲方案之間進(jìn)行了比較，本工程推薦采用復(fù)合土工膜防滲水平防滲方案。

4.4 截滲管設(shè)計

根據(jù)地質(zhì)勘測報告，工程治理段內(nèi)地下水位埋深較淺，需要降低地下水位以防揚壓力頂托破壞防滲底板。在每個蓄水庫區(qū)縱向埋設(shè)兩根直徑500 mm的截滲管，每根截滲管距離內(nèi)堤15 m，在兩根縱向截滲管中間位置埋設(shè)一根橫向截滲管，使兩根縱向截滲管連通起來，把地下水排入下游河道。

4.5 堤防加固工程

本次工程范圍內(nèi)兩岸均有鋼筋混凝土重力式堤防，蓄水調(diào)坡后原堤防基礎(chǔ)外露，且穩(wěn)定性差，需要進(jìn)行加固。

堤基加固設(shè)計：在原有堤防內(nèi)側(cè)做1 m寬的鋼筋混凝土基礎(chǔ)，用直徑16 mm、間距500 mm、長1 m的錨筋與原堤基連接?；A(chǔ)高度經(jīng)沖刷計算，并考慮凍深綜合確定。堤防加固總長度為2.2 km。

4.6 沉沙池工程

為了在上游沉淀大的石塊和泥沙，根據(jù)實際地形設(shè)計兩個沉沙池。1號沉沙池設(shè)在上游南川河及西川河的交匯處下游100 m處，為條渠沉沙池，寬100 m、長400 m、深1.5 m；在沉沙池末端做長120 m的漿砌石擋墻，擋墻頂高程高出現(xiàn)狀地面0.5 m；擋墻設(shè)計頂寬為0.6 m，總高為3.4m；基礎(chǔ)厚為0.8 m，底寬為2.12 m。沉沙池總?cè)萘繛?萬m3。2號沉沙池設(shè)在細(xì)米河支流上，位置在細(xì)米河與澗河交叉口處上游4～5 km處，為條渠沉沙池，寬40 m、長500 m、深1.5 m；在沉砂池末端做長50 m的漿砌石擋墻，擋墻頂高程高出現(xiàn)狀地面0.5 m；擋墻設(shè)計頂寬0.6 m，總高為3.4 m；基礎(chǔ)厚為0.8 m，總寬為2.12 m。沉沙池總?cè)萘繛?萬m3。兩個沉沙池總?cè)萘繛?萬m3。

4.7 河道兩岸景觀帶

在河岸兩側(cè)建設(shè)休閑廣場、四季花壇、健身廣場、親水空間、文化長廊等一系列景觀節(jié)點，配以平臺綠地、花草灌木、綠蔭小徑，不留人工痕跡，保持自然、生態(tài)、人文的氣息氛圍，營造湖光山色的古城美景，使河道兩岸成為人們休閑娛樂的理想場所。

5 結(jié)語

婁煩縣城區(qū)段澗河蓄水美化工程是在保證防洪安全前提下的環(huán)境治理美化工程。工程建成后，對于美化城市環(huán)境，改善市容市貌，提升婁煩縣域功能，豐富人民群眾的精神文化生活等都將起到十分重要的作用，更為婁煩縣總體規(guī)劃目標(biāo)的實現(xiàn)提供保障。