深圳市大沙河整治工程設(shè)計

曾嶺嶺，李朝方

（1 深圳市防洪設(shè)施管理處，廣東 深圳 518048；2.深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計院，廣東 深圳 518001）

深圳市大沙河整治工程設(shè)計

曾嶺嶺1，李朝方2

（1 深圳市防洪設(shè)施管理處，廣東 深圳 518048；2.深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計院，廣東 深圳 518001）

文中結(jié)合大沙河三期整治工程，介紹生態(tài)河道斷面設(shè)計的基本思路和方法，設(shè)計在滿足河道防洪排澇等專業(yè)功能要求的前提下，盡量發(fā)揮工程的生態(tài)效益，建設(shè)集防洪排澇、水質(zhì)改善、生態(tài)景觀三位一體的生態(tài)河道，體現(xiàn)自然生態(tài)特色和人與自然和諧共處的理念。

生態(tài)河道；河道斷面；邊坡穩(wěn)定性；水質(zhì)改善 ；生態(tài)景觀

1 工程概況

大沙河三期整治工程全長約 5km，為大沙河的上游段，下游在平山村接大沙河二期工程。設(shè)計既要滿足河道防洪排澇等專業(yè)功能要求，又需滿足建設(shè)生態(tài)河道的要求，建設(shè)集防洪排澇、水質(zhì)改善、生態(tài)景觀三位一體的生態(tài)河道。

2 河道斷面設(shè)計

2.1 平面布置

工程平面布置：本河段的布置以深圳市塘朗地區(qū)法定圖則及大學(xué)城總體規(guī)劃要求為依據(jù)，大沙河三期整治工程主要與大學(xué)城中的東西向市政交通道路十號路基本平行，上游接長嶺皮水庫溢洪道，經(jīng)過大學(xué)城東校區(qū)的南邊，從東向西流經(jīng)西麗高爾夫球場南邊，穿過大學(xué)城西校區(qū)，下游在平山村接大沙河二期工程，全長 4.93km。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計

這次設(shè)計主要分為西校區(qū)和東校區(qū)兩段進(jìn)行設(shè)計，河道標(biāo)準(zhǔn)斷面主要分為三段：

1）西校區(qū)段 08+393～10+600：此段為滿足大學(xué)城的劃船比賽要求，河底深槽斷面為矩形且河底加寬，深槽斷面寬 31m，深 2~3m，下游劃船比賽段（08+470~9+530）平臺保持水平，翻板閘攔蓄的水深略低于平臺，體現(xiàn)人們親水性的要求，平臺寬度6m，且在平臺上設(shè)置低欄桿，以供人們休閑。另外，為體現(xiàn)自然生態(tài)河道的要求，平臺上邊坡變?yōu)?1∶3 緩坡，坡上植草、植樹綠化。

2）東校區(qū)段（10+600~12+795）：此段成梯形復(fù)式斷面，每隔 100m 設(shè)一橫向壅水堰，使水面呈現(xiàn)階梯狀且較淺的景觀特點；橫向壅水堰設(shè)置成鋸齒形釘步，并與兩岸邊坡下河臺階相連，使其成為南北兩岸的人行通道；同時人們可以到達(dá)河底，融入潺潺的水流中，接近大自然，達(dá)到人與自然和諧統(tǒng)一的效果。

3）上游與留仙大道并行段（13+000~13+270）：此處東與留仙大道并行，西與山體接觸，河道位置及寬度都受到限制，河道斷面仍做成復(fù)式，以留出4m 平臺，深槽設(shè)為矩形，寬 6m。

2.3 河道沖刷深度

1）河道造床流量的確定。因大沙河無實測徑流、泥沙等資料，河道造床流量根據(jù)現(xiàn)狀河道主槽斷面、設(shè)計河道深槽斷面、河道二年一遇洪峰流量條件計算比較后可知，三種計算方法的結(jié)果基本接近。二年一遇洪峰流量更符合河道的造床流量概念，此處取河道的多年平均洪峰流量作為該河道的造床流量。

2）河道沖刷深度的確定。順壩及平順護岸沖刷深度應(yīng)符合下列規(guī)定：

平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷深度計算：

水流斜沖防護岸坡產(chǎn)生的沖刷深度計算

由上式計算的各段斷面的沖刷深度如表1所示：

表1 河道沖刷深度計算成果表

2.4 河道邊坡穩(wěn)定性分析

2.4.1 計算工況

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，河堤抗滑穩(wěn)定計算工況如下：

1）正常運行工況（水位驟降）：設(shè)計洪水位降至景觀水位或河道二年一遇洪水位。

2）非常運行工況。施工期：水位由地下水位降到河底。

地震期：水位為景觀水位或河道二年一遇洪水位。

2.4.2 計算參數(shù)選擇

河道邊坡地質(zhì)參數(shù)參照相關(guān)（巖）土技術(shù)參數(shù)建議值。

2.4.3 計算結(jié)果

滑坡穩(wěn)定計算采用水利部水規(guī)院編制的《水工通用程序》中的“土石壩邊坡穩(wěn)定分析程序 K-1”進(jìn)行計算，計算結(jié)果表明：

河道邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)達(dá)到規(guī)范規(guī)定（正常運行 1.25，非正常運行 1.15）的要求，表明河道邊坡是穩(wěn)定的。

2.5 河道邊坡護砌的確定

該工程東段（10+600~12+804）河道為梯形復(fù)式斷面，平臺上邊坡設(shè)計流速為 1.23m/s，采用草皮護砌的不沖流速為 2m/s，上邊坡不會產(chǎn)生沖刷；河道平臺下深槽斷面流速較大，最大設(shè)計流速達(dá)到 3.6m/s，將會產(chǎn)生沖刷，必須進(jìn)行護砌，護砌材料采用混凝土預(yù)制塊?；炷令A(yù)制塊厚度計算采用《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，按下式計算：

經(jīng)計算，t=0.12m。

參照以往工程經(jīng)驗，考慮方便施工等因素，取t=0.12m，初步擬定混凝土預(yù)制塊的尺寸為六邊形，邊長為 400cm，混凝土預(yù)制塊底鋪厚 15cm 的碎石砂墊層。

3 主要河道斷面建筑物

經(jīng)過對河道穩(wěn)定、沖刷等各種情況的分析論證，確定主要河道斷面建筑物如下：

1）漿砌石護底：此段僅限于東段河道，因東段河道河底寬度較窄，相比較而言，護底比較經(jīng)濟，故在東段采用漿砌石護底，漿砌石護底厚度 40cm，碎石砂墊層厚 15cm。

2）自然土基河底：為建生態(tài)型河道，便于河道和地下水的交換及增加水體自凈能力，西段（西校區(qū)）河道不護底，采用開挖后的自然地基。

3）塊石護腳：為建設(shè)生態(tài)型河道，西段河道不進(jìn)行護底，為防止河底沖刷，僅在彎段凹岸的擋土墻或護坡坡腳處2m范圍內(nèi)采用塊石護腳，塊石粒徑不小于 35cm，重量不小于 60kg。

4）漿砌石擋土墻：擋土墻高度 3.6~4.6m，采用衡重式擋土墻，為改善擋土墻景觀造型，臨水面用30cm 厚條石鑲面，顯出古樸自然效果。墻后要求回填砂性土，并分層碾壓密實，相對密實度不小 0.65。

5）混凝土預(yù)制塊護坡：此護坡主要設(shè)置在西校區(qū)梯形復(fù)式斷面段。深槽護坡用不同形狀的預(yù)制塊進(jìn)行砌筑，并拼出不同的圖案，以改變混凝土呆板的外觀，體現(xiàn)生動的特點。護坡厚度為 12cm，坡底設(shè) 15cm 厚碎石砂墊層，部分預(yù)制塊預(yù)留排水孔。

6）平臺。采用石材嵌草鋪裝，以滿足休閑娛樂及防洪要求。平臺寬 6m，臨水一側(cè)設(shè)計成 1.6m寬的步行道，中間 3.4m 為富于變化的嵌草鋪裝，內(nèi)側(cè) 1m 寬處布置休息設(shè)施，供休閑娛樂用。

7）欄桿。以石材為主，造型簡潔、大方、古樸，采用低欄桿的型式，欄桿高度 0.5m，具有良好的親水性。

8）平臺上邊坡。坡比變緩為 1∶3，邊坡自然處理，淡化坡頂線條，以體現(xiàn)自然生態(tài)的特色。從坡腳往上種植草皮、灌木以及林木等不同層次的植物。

4 防治污染，保護水環(huán)境的措施

1）大沙河屬雨源性河流，天然徑流量小，資源承載力低，水環(huán)境容量小。大沙河屬于深圳灣海域，現(xiàn)在深圳正在打造高水平的灣區(qū)經(jīng)濟，從曼哈頓、東京灣、舊金山等國際一流灣區(qū)發(fā)展經(jīng)驗表明，成功的灣區(qū)經(jīng)濟需要一流的灣區(qū)環(huán)境予以保障和支撐。由于早期經(jīng)濟發(fā)展忽略了環(huán)境保護，造成污染負(fù)荷大與環(huán)境容量小的矛盾非常突出，綜合整治前大沙河水質(zhì)劣于地表水V類標(biāo)準(zhǔn)。今后隨著流域內(nèi)城市經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人口的不斷增多，如不采取凈化水質(zhì)的措施，水環(huán)境將會繼續(xù)惡化。此次設(shè)計中，大沙河水質(zhì)的改善主要采取雨污分流措施。其要點是：在設(shè)計河段上游、沿河兩岸分別設(shè)置截污總管，將主要污染源地的污水輸送到下游市政污水管道，防止河流兩岸的污水直接排入河道，從根本上改善河段水質(zhì)。

2）一方面，隨著南方科技大學(xué)的建設(shè)以及其他建設(shè)項目的開展，將會引起人為水土流失，必須做好預(yù)防和保護措施，否則所產(chǎn)生的泥沙不僅帶來河道的淤積，還會造成水質(zhì)的二次污染。另一方面，大沙河周圍的丘陵與低山存在毀林后陡坡種果的現(xiàn)象，必須對這種情況加以制止，退果還林，減少人為原因形成的產(chǎn)沙途徑，加強水土保持工作。此外，設(shè)計河段內(nèi)盛產(chǎn)河砂，當(dāng)?shù)孛癖娪虚L期采砂的習(xí)慣，今后應(yīng)加強管理，防止過度采砂，保持地下水穩(wěn)定，維持生態(tài)平衡。

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