馬壁峪稷山縣段河道治理工程方案設(shè)計(jì)

暢海燕

（山西省運(yùn)城市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 山西運(yùn)城 044000）

1 工程概況

馬壁峪河為汾河一級(jí)支流，發(fā)源于呂梁山南麓鄉(xiāng)寧縣和樂村附近。河流總長(zhǎng)75 km，流域面積315.1 km2，峪口位于稷山縣西社鎮(zhèn)的鋪頭村，其中峪口以上流域面積245 km2，峪口以下70.1 km2。

2 工程存在的主要問題

1）河道防洪標(biāo)準(zhǔn)低，水利設(shè)施不配套、老化失修嚴(yán)重

現(xiàn)有河道整治工程主要是在上世紀(jì)六七十年代所建，防洪標(biāo)準(zhǔn)普遍很低，部分工程村各自為政，不能形成整體防洪體系。下游河段基本無防護(hù)工程。因資金投入嚴(yán)重不足，大部分防洪設(shè)施工程老化失修，行洪能力大大降低；洪水灌溉渠系及建筑物破損殘缺，洪水灌溉功能逐漸喪生，洪水資源白白流失。洪水全部下泄，加大下游河道的行洪壓力?，F(xiàn)河道行洪能力很低，往往是小水小災(zāi)、大水大災(zāi)。

2）侵占蠶食行洪河道，棄渣設(shè)障現(xiàn)象日趨嚴(yán)重

近年來，受經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口增長(zhǎng)影響，土地成為緊缺資源，多年不行洪的河道成為被侵占的對(duì)象。馬壁峪河鋪頭段、高渠段、西社段被企業(yè)建設(shè)生產(chǎn)圈占，縮窄行洪斷面，個(gè)別段幾乎堵死。下游河段多年不過水，大量被平整耕種，有河無槽。李老莊段、鋪頭段、三界莊段工業(yè)棄渣亂堆濫放，形成行洪障礙，部分河段無序開采河道砂石，不進(jìn)行平整，擾亂河勢(shì)，阻塞主槽。對(duì)所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊的防洪安全，構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

3）跨河涉河建筑標(biāo)準(zhǔn)低，形成卡口和瓶頸

跨河建筑有侯禹高速、侯西鐵路、禹門口引黃干渠、108國道和縣道管化線，西澗下游直穿縣城東區(qū)而過。其中高速路、鐵路可滿足50年一遇洪水通過，其它建筑不同程度地存在過水?dāng)嗝嫘。鞑豁槙车膯栴}，個(gè)別建筑物甚至無排洪設(shè)施，形成行洪卡口和瓶頸，加劇了洪災(zāi)。

3 工程規(guī)模及布置

3.1 工程規(guī)模

馬壁峪稷山縣段一道分水口至入汾口地區(qū)涉及稷山縣城的25個(gè)村莊，人口6.25萬人，耕地4 300 hm2。沿線有許多大型企業(yè)，總資產(chǎn)6.6億元；禹門口提水工程總干渠、京太西光纜、侯禹高速公路、侯西鐵路、108國道均在本區(qū)從東向西穿過。

根據(jù)馬壁峪河防護(hù)對(duì)象及《水利水電工程等級(jí)劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》（SL252—2000）第2.1.1規(guī)定，本工程等別為Ⅳ等，建筑物級(jí)別為4級(jí)。根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50211－94），堤防工程鄉(xiāng)村段防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，縣城段為20年一遇。

3.2 工程布置

根據(jù)河道防洪總體規(guī)劃，按照“輕重緩急、統(tǒng)籌兼顧、分期實(shí)施”的指導(dǎo)思想，馬壁峪稷山縣段河道治理工程規(guī)劃范圍是從馬壁峪河峪口以下至西澗入汾口。本次河道治理總長(zhǎng)度為8.93 km。

（1）馬壁峪峪口段（0＋000～3＋150）

此段河道治理起點(diǎn)為馬壁峪峪口以上，位于稷山縣與鄉(xiāng)寧縣交界處范坂旅游公路橋，終點(diǎn)為二道分水口，位于西社鎮(zhèn)的鋪頭村以南600 m左右，全長(zhǎng)3.15 km。該段河道位于山區(qū)和洪積扇上部，縱坡較陡、河流順直、主槽較窄，河床砂卵石粒徑較大，河道左右兩側(cè)堤防均為漿砌石護(hù)堤，多處因淘刷失穩(wěn)，臨村堤防損毀較多，且河道內(nèi)由于亂挖亂倒垃圾，河道需進(jìn)行疏浚后才能正常行洪。該段河道堤防工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量124 m3/s，一道分水口為中墩式隔堤，隔堤為漿砌石直墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)堤防寬度自然分水，右側(cè)分水至稷山（大眾澗和西澗），左側(cè)分水至新絳，新絳一側(cè)主要功能為引洪灌溉，所以一道分水口下至二道分水口之間流量無變化；二道分水口位于一道分水口下游1.05 km處，左側(cè)為大眾澗，右側(cè)為西澗，隔堤為漿砌石直墻，歷史上一直采用1∶3比例自然分洪進(jìn)行引水灌溉。主要工程布置為堤防加固改造、分水口護(hù)砌及跨河建筑物。本次設(shè)計(jì)西澗河分洪流量仍采用1∶3比例，設(shè)計(jì)最大分洪流量為31.0 m3/s；大眾澗根據(jù)堤防寬度采用自然分流，設(shè)計(jì)流量93.0 m3/s。

（2）馬壁峪西澗0＋000～12＋070

該段河道長(zhǎng)12.07 km，位于汾河高階地，受水流長(zhǎng)期沖刷，形成明顯河谷，主槽逐漸變寬，縱坡變緩。西澗進(jìn)入西社村段，河道下切，形成明顯的滌溝，該段河道上個(gè)別村有斷斷續(xù)續(xù)的護(hù)村壩和護(hù)岸工程，并建有多處灌溉進(jìn)水退水建筑物和分水閘、節(jié)制閘等工程，由于多年未行洪，河道被縮窄擠占，且大部分河段沒有設(shè)防，跨河橋涵大多不能滿足設(shè)計(jì)洪水，建議沿河村鎮(zhèn)盡快拆除重建，避免行洪阻水，造成損失。

本次改造河道為0＋000～2＋800段，該段主要防護(hù)范圍為鄉(xiāng)村，防洪標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇，設(shè)計(jì)分洪流量為31.0 m3/s，主要工程為河道拓寬、新建堤防2.8 km，右岸堤防護(hù)砌200 m，凹岸護(hù)砌600 m。

（3）馬壁峪西澗桐下至入汾口（12＋070～16＋050）段

該段河道長(zhǎng)3.98 km，位于汾河平原，屬典型蜿蜒堆積型河道，本次河道治理為縣城段13＋070～16＋050，長(zhǎng)2.98 km，由于該段河道主要防護(hù)對(duì)象為稷山縣城，所以防洪標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇設(shè)計(jì)。洪峰流量為115 m3/s。根據(jù)稷山縣城市規(guī)劃，該段已列入城市防洪規(guī)劃，規(guī)劃斷面采用半挖半填土質(zhì)斷面。主要工程為新建堤防5.96 km；修建跨河建筑物及入汾涵閘。

4 工程設(shè)計(jì)

4.1 河道縱、橫斷面設(shè)計(jì)

治理段河道現(xiàn)狀因人為開挖及堆放垃圾呈不規(guī)則斷面，本次設(shè)計(jì)結(jié)合河道自然走勢(shì)與河槽斷面，計(jì)算斷面按天然河道寬度，新建堤防按梯形斷面計(jì)算。峪口段（0＋000～3＋150）河槽寬度25～80 m，局部河槽較窄，其中750 m長(zhǎng)需要拓寬；西澗段0＋000～2＋800段河槽寬度15～20 m，沿范家莊村河段行洪段面平均寬僅4 m左右，河道需拓寬，拓寬段長(zhǎng)950 m；西澗段13＋070～16＋050段為新建梯形斷面土堤，河槽底寬30 m、邊坡1∶2.5?？v斷基本維持原河道縱坡不變。

4.2 河道堤防設(shè)計(jì)

4.2.1 堤防布置

河道堤防布置主要根據(jù)洪水主流方向，宜彎則彎，宜直則直，沿河道兩岸布置規(guī)劃兩道堤防，河道轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于5倍水面寬度。

峪口段（0＋000～3＋150）：河道總長(zhǎng)3.15 km，堤防改造總長(zhǎng)4.76 km，格賓石籠護(hù)岸150 m，河道轉(zhuǎn)彎處采用格賓石籠護(hù)底，共4處，總長(zhǎng)420 m。由于局部河道行洪斷面較窄，需要按設(shè)計(jì)斷面拓寬。峪口段共三處，總長(zhǎng)750 m。

西澗：二道分水口以下西澗0＋000～2＋800段左岸堤防護(hù)砌2.8 km，右岸堤防護(hù)砌200 m，河道轉(zhuǎn)彎處采用格賓石籠護(hù)底，共6處，總長(zhǎng)600 m；西澗13＋070～16＋050段開挖河槽，采用半挖半填梯形斷面，兩側(cè)新建土堤5.96 km；入汾后開挖土渠至汾河主槽388 m。西澗段沿范家莊村河段行洪段面平均寬僅4 m左右，拓寬段共三處，總長(zhǎng)950 m。

4.2.2 堤防高度確定

根據(jù)計(jì)算，馬壁峪上游段河道最大水深堤頂超高值為1.0 m，臨堤防灘面較河槽最低處高1.0 m，堤防最小埋深不小于1.5 m。

馬壁峪西澗段入汾口處汾河堤頂高程355.5 m，灘面高程350.0 m，汾河20年一遇洪水位354.44 m。為防止汾河洪水倒灌，馬壁峪縣城段堤防高度應(yīng)滿足汾河20年一遇洪水位。本次設(shè)計(jì)馬壁峪縣城段河道入汾口設(shè)計(jì)底高程350.94 m，堤防高4.3 m，堤頂高程355.24 m，高于汾河20年一遇洪水位，滿足防洪要求。

4.2.3 堤防結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本著“因地制宜、就地取材、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、便于施工、滿足防汛和管理的要求”的原則，考慮到河道易沖刷的特點(diǎn)，選用重力式擋土墻護(hù)堤結(jié)構(gòu)，堤身采用M7.5水泥砂漿砌塊石，堤防高1.3～2.0 m，堤頂寬0.8 m，背水面邊坡1∶0.4，基礎(chǔ)埋深1.5～2.0 m，底寬1.7～2.2 m。堤防每10 m設(shè)一道伸縮縫，縫寬2 cm，縫內(nèi)夾聚乙烯閉孔板，臨水側(cè)2 cm深采用1∶1∶4瀝青水泥砂漿封口。

河道轉(zhuǎn)彎段堤防采用格賓石籠護(hù)底，堤防基礎(chǔ)開挖后應(yīng)嚴(yán)格夯實(shí)，使其相對(duì)密度不低于0.75，回填砂礫料壓實(shí)相對(duì)密度不低于0.7。

縣城段土堤采用梯形斷面，頂寬4.0 m，內(nèi)坡比1∶2.5，外坡比1∶2。

4.2.4 堤防穩(wěn)定計(jì)算

為確保河堤穩(wěn)定，依據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286－98）進(jìn)行抗滑、抗傾穩(wěn)定復(fù)核及地基應(yīng)力計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，堤防設(shè)計(jì)斷面滿足規(guī)范及地基承載力要求。

4.3 跨堤建筑物設(shè)計(jì)

治理段跨堤建筑物共有1座漫水橋，8座穿堤涵管，1座涵閘。

漫水橋是為了方便附近村莊村民通行而建，漫水橋結(jié)合河道過水?dāng)嗝?，在河道主河槽底部埋設(shè)三根Φ800預(yù)應(yīng)力混凝土管，管頂采用C20混凝土路面，寬5.0 m。

為使河道沿岸低洼處洪水順利進(jìn)入河道，需在各低洼處洪水入河口處設(shè)置穿堤涵管，治理段新建穿堤涵管共8座。涵管為φ600鋼筋混凝土排水管，每節(jié)2 m，管道接口形式為鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹帶接口，管基為現(xiàn)澆C15混凝土，寬90 cm，高28 cm。

治理段河道入汾口（16＋050）需設(shè)穿汾河堤涵閘1座，設(shè)計(jì)流量115 m3/s。閘室位于汾河堤背水側(cè)，采用采用現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用5.0 m灌注樁；穿堤涵洞長(zhǎng)13 m，結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)。閘門采用5孔3 m×3.5 m平板鑄鐵閘門，設(shè)LQ－2×5 t手電兩用螺桿式啟閉機(jī)3套。

5 結(jié)論

馬壁峪稷山縣段河道治理工程的實(shí)施，不僅提高了河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)，保障了沿河村莊、工廠及農(nóng)田的防洪安全，以及沿河居民的生命財(cái)產(chǎn)，而且對(duì)于改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，促進(jìn)各行業(yè)的全面發(fā)展，對(duì)于維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定，推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，也起了積極作用，因此該項(xiàng)目是一項(xiàng)利國利民、費(fèi)省效宏的工程。