新密市平陌河（龍泉村-入雙洎河口）治理工程初步設(shè)計

馮 杰 胡 珊 牛國凱

（鄭州市水利建筑勘測設(shè)計院，河南 鄭州 450006）

1 河道概況

平陌河，古稱洧水，屬淮河流域沙潁河水系，發(fā)源于登封市馬嶺山，納密岵溝、沁水，經(jīng)大冶到界河村入新密境，向東流經(jīng)平陌、超化匯入雙洎河，全長24.0km。 其中在新密境內(nèi)有14.0km，入雙洎河口處以上流域面積137km2。沿河主要支流有三條，分別為密岵溝、沁水河、里灣河，平陌河干、支流上無中型水庫，僅有三座小型水庫，座落在平陌河主要支流沁水河和里灣河上游。本次河道治理范圍為自新密市平陌鎮(zhèn)龍泉村至入雙洎河口， 總長7.00km，流域面積49.0km2。

工程等級劃分依照國家 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）、《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）、《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013），本工程屬Ⅳ等工程，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，堤防級別為4 級，護(hù)岸等永久建筑物按4 級建筑物設(shè)計，施工導(dǎo)流圍堰等臨時建筑物按5 級建筑物設(shè)計。 主要建設(shè)內(nèi)容為：河道疏挖擴(kuò)寬、堤防填筑、仰斜式擋墻砌筑、彎道險工護(hù)砌、村莊險工護(hù)砌及建筑物配套等。

2 工程設(shè)計

2.1 堤防工程

本次河道治理工程設(shè)計在左右岸不滿足防洪要求河段填筑堤防，長1.675km。 堤頂高程原則按20年一遇洪水位加0.6m超高確定。 但若緊鄰河道兩岸存在公路、鐵路、居民房屋等限制條件， 且現(xiàn)狀地面高程與20年一遇洪水位加0.6m 超高相差不大時，堤頂高程與現(xiàn)狀地面齊平。

本次治理河段堤防結(jié)構(gòu)采用均質(zhì)土堤和混凝土擋墻復(fù)合堤兩種型式，在相對較開闊處采用均質(zhì)土堤，在河道擴(kuò)寬受限處采用混凝土擋墻復(fù)合堤。 均質(zhì)土堤臨水側(cè)邊坡設(shè)計坡比為1：2，背水側(cè)邊坡設(shè)計坡比為1:1.5；復(fù)合堤臨水側(cè)采用重力式混凝土擋墻，擋墻頂寬0.5m，背坡1:0.4，墻高3.0～4.0m，墻后填土背水側(cè)邊坡設(shè)計坡比為1:1.5。 堤防填筑采用均質(zhì)土堤，壓實(shí)度不小于0.91。

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）“3 級及以下堤防堤頂寬度不宜小于3m”， 堤頂設(shè)計寬度除現(xiàn)狀道路改由堤頂通過的河段為5m，其余河段均為3m。

2.2 河道疏挖工程

本次平陌河治理遵循天然河道河型，河道設(shè)計中心線基本沿老河道中心線進(jìn)行布置，以避免改變河道走向造成沖刷。河底比降的確定， 主要考慮現(xiàn)狀地形地勢和當(dāng)?shù)亟煌ǜ傻罉蛄夯A(chǔ)控制。根據(jù)測量成果進(jìn)行分析，治理段平陌河現(xiàn)狀河道平均比降為1/250。 本次工程結(jié)合河道沿線現(xiàn)狀地形地勢，為盡量減少河道開挖量，河道比降分段采用不同的比降。

河道橫斷面設(shè)計：針對本次平陌河治理段，現(xiàn)狀河道斷面大部分為復(fù)式斷面，局部為梯形或矩形斷面，確定本段河道基本按照河槽疏挖擴(kuò)寬，部分河段堤防填筑及險工段護(hù)砌。對沿河居民聚集區(qū)，采用河道疏挖、堤防填筑、險工護(hù)砌等常規(guī)手段，使河道滿足20年一遇防洪要求；對于零星建筑，本次主要考慮對主河槽進(jìn)行疏挖，降低洪水位，使其滿足沿線排水要求，且增加河槽邊坡防護(hù)，保障生命安全，盡量減少財產(chǎn)損失；對于沿線僅為耕地及林地的河段，僅考慮其主河槽對上下游行洪斷面的順接，河段洪水直接漫灘行洪，允許耕地及林地短時受淹。 為不過多增加工程占地，盡量減少附屬物補(bǔ)償，根據(jù)現(xiàn)狀主槽寬度，基流槽設(shè)計斷面按底寬10～25m 進(jìn)行疏挖，適當(dāng)提高現(xiàn)狀河槽的過流能力。

2.3 岸坡護(hù)砌及現(xiàn)狀擋墻基礎(chǔ)防護(hù)工程

本次設(shè)計對彎道險工河段、 沿河村鎮(zhèn)居民房屋聚集河段、緊鄰地方運(yùn)煤鐵路河段岸坡采用漿砌石坡式護(hù)岸進(jìn)行防護(hù)，防護(hù)9 處、 總長2.4km。 護(hù)砌頂高程原則按20年一遇洪水位加0.5m 超高確定，但若緊鄰河道兩岸存在公路、鐵路、居民房屋等限制條件， 且現(xiàn)狀地面高程與20年一遇洪水位相差不大時，防護(hù)頂高程與現(xiàn)狀地面齊平。漿砌石護(hù)砌厚0.3m，邊坡1:0.75～1:2，坡腳處設(shè)頂寬0.5m、底寬0.8m、深1.2m 的漿砌石齒墻。

治理河段沿岸現(xiàn)狀擋土墻主要分布在工程末端超化鎮(zhèn)區(qū)河段，為漿砌石重力式擋土墻。 本次根據(jù)地勘專業(yè)對河道沿岸現(xiàn)狀擋土墻斷面情況描述，對現(xiàn)狀擋土墻進(jìn)行了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定復(fù)核，計算方法同復(fù)合堤重力式擋土墻穩(wěn)定計算， 按墻前水位突降及5年一遇水位遇7 度地震兩種工況進(jìn)行計算。 經(jīng)計算，現(xiàn)狀擋土墻抗滑、 抗傾及承載力要求均符合規(guī)范要求， 且根據(jù)現(xiàn)狀查勘結(jié)果，擋墻現(xiàn)狀情況較好。 故本次對現(xiàn)狀擋墻不再拆除重建，僅對擋墻基礎(chǔ)采用漿砌石進(jìn)行加固， 共2 處， 長0.57km， 護(hù)砌厚度0.3m，邊坡1:0.7，深1.2m。

經(jīng)計算， 本次河道20年一遇洪水過水?dāng)嗝嫫骄魉贋?.5m/s～4.1m/s； 水流平行于防護(hù)工程產(chǎn)生的最大沖刷深度為1.0m；水流斜沖防護(hù)工程產(chǎn)生的最大沖刷深度為1.12m，因此本次設(shè)計彎道段護(hù)坡齒墻深1.2m，滿足計算抗沖刷深度要求；計算河道彎道段護(hù)坡產(chǎn)生的沖刷深度為0.75～1.17m， 因此本次設(shè)計彎道段護(hù)坡齒墻深1.2m，滿足計算抗沖刷深度要求。

2.4 支流溝口防護(hù)工程

干流段經(jīng)治理后，防洪標(biāo)準(zhǔn)提高，支流水位相應(yīng)也會提高，為防止干流行洪對支溝泄洪造成的壅水對支流河槽的沖刷，需要對支流交匯處做一定長度的回水防護(hù)， 包括堤防填筑及邊坡防護(hù)。 本次治理河段沿線涉及入河支流溝口共1 處，堤防填筑長度根據(jù)溝口回水范圍確定， 設(shè)計堤頂高程與溝口處干流堤防填筑高程一致。 支溝入河需穿越漿砌石鐵路拱橋，根據(jù)現(xiàn)狀情況支流溝口裹頭無需護(hù)砌。 另外為了避免支流泄洪對干流對岸頂沖河段造成沖刷，本次對支溝口對岸干流頂沖段迎水坡進(jìn)行防護(hù)。防護(hù)型式采用M7.5 漿砌石防護(hù)，厚30cm，護(hù)砌頂高程按20年水位加0.5m 超高控制，漿砌石護(hù)坡上部采用植草防護(hù)至設(shè)計堤頂高程。

2.5 橋梁工程

本次根據(jù)河道整體布局， 結(jié)合當(dāng)?shù)卮逦捌髽I(yè)負(fù)責(zé)人意見，并通過與業(yè)主的積極溝通、共同論證，對現(xiàn)狀27 座橋中17座拆除重建、7 座橋下防護(hù)、3 座拆除。 現(xiàn)狀橋梁橋下防護(hù)采用30cm 厚M7.5 漿砌石進(jìn)行全斷面護(hù)砌， 護(hù)砌范圍為橋位處上下游各15m，施工時須保證現(xiàn)狀橋梁下部結(jié)構(gòu)安全。

橋梁基礎(chǔ)承載力復(fù)核。 本次設(shè)計生產(chǎn)橋均坐落在礫砂層上， 該沙礫層結(jié)構(gòu)稍密， 級配良好砂， 承載力基本容許值300Kpa。根據(jù)地質(zhì)勘察成果及建議，本次設(shè)計橋梁基礎(chǔ)采用淺埋式剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)。

經(jīng)計算， 最不利的10m 一跨橋梁中墩基底平均壓應(yīng)力為115.2Kpa＜300Kpa，滿足要求。

2.6 沿岸排水工程

目前平陌河沿線已形成自然排水體系，排水要求較迫切處已由當(dāng)?shù)貜S礦及村民自行修建排水設(shè)施。 本次工程對新建堤防河段及現(xiàn)有排水設(shè)施進(jìn)行逐一排查，掌握情況后，針對新建堤防河段適當(dāng)增加排水設(shè)施， 針對現(xiàn)狀排水設(shè)施具體情況進(jìn)行加固或拆除重建。

根據(jù)新密市1：5 000 地形圖量測各設(shè)計排水涵流域面積，涵閘設(shè)計排水流量為0.43～1.02m3/s。 經(jīng)水力計算，排水涵斷面面積最大需要0.58m2， 為方便施工及后期管理， 本設(shè)計均采用DN600 的C25 鋼筋混凝土圓管。

2.7 沿河道路恢復(fù)重建工程

為滿足正常管理和防汛的物資運(yùn)輸及人員交通的需要，本次工程需沿河道路整修3.82km，考慮河道兩岸現(xiàn)狀情況，設(shè)計路寬4m， 路面凈寬3m。 恢復(fù)的道路路面結(jié)構(gòu)形式為， 混凝土厚200mm，下設(shè)200mm 的三七灰土墊層。

3 結(jié)語

本次平陌河河道治理工程主要任務(wù)是提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大河道行洪能力，保障沿岸村莊及廠礦生產(chǎn)生活安全，方便兩岸居民出行，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，初步解決河道劃邊定界等歷史遺留問題，從而更好地促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、城鎮(zhèn)建設(shè)。

[1]GB50286-2013.堤防工程設(shè)計規(guī)范[S].

[2]GB50707-2011.河道整治設(shè)計規(guī)范[S].

[3]SL191-2008.水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].

[4]DL5077-1997.水工建筑物荷載設(shè)計規(guī)程[S].