朔州市七里河河道治理工程設(shè)計(jì)

段秀華

（太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002）

1 工程概況

七里河發(fā)源于朔州市平魯區(qū)井坪一帶，全長35km，從西向東橫穿朔州市建成區(qū)中心地段約5 km，平均縱坡2.72%，平均河床寬300m，河兩岸與河床高差約13m。近年來，隨著朔州市城市建設(shè)的發(fā)展，煤礦和發(fā)電產(chǎn)業(yè)在朔州市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的比重加大，給七里河的生態(tài)環(huán)境帶來很大影響。主要表現(xiàn)為：河道建筑垃圾肆意傾倒，導(dǎo)致局部河道內(nèi)垃圾滿溝，嚴(yán)重影響城市防洪及生態(tài)環(huán)境；部分來自河道上游電廠、煤礦產(chǎn)生的污水以及兩岸城市污水沿途直接排入七里河河道，導(dǎo)致河道里污水橫流、水質(zhì)惡化，嚴(yán)重破壞了河道水質(zhì)及生態(tài)環(huán)境；河道兩岸無搶險(xiǎn)防洪通道，局部建筑臨堤搭建，影響城市防洪安全；現(xiàn)狀河道與兩岸城市建設(shè)、城區(qū)段已治理河道蓄水景觀工程反差極大，急需治理。作為朔州市城區(qū)段主要防洪河道的七里河生態(tài)環(huán)境綜合治理勢在必行。

朔州市七里河城區(qū)段河道綜合治理工程長度為10.24 km，起點(diǎn)為西環(huán)路七里河大橋上游200m，終點(diǎn)至北同蒲鐵路橋下游850m處。本方案設(shè)計(jì)主要針對七里河綜合治理2號蓄水?dāng)r水壩工程闡述，設(shè)計(jì)內(nèi)容為2號鋼壩、2號蓄水區(qū)環(huán)湖路、護(hù)岸、排污箱涵等。

2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》和《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，結(jié)合七里河河道整治工程，七里河河道整治采用50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，洪峰流量為60.0m3/s，堤防等級為2級。

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 工程總體布置

3.1.1 平面設(shè)計(jì)

2號蓄水區(qū)起點(diǎn)位于1號壩末端（樁號2+264），終點(diǎn)至2號壩末端（樁號3+340），總長1.08 km。

3.1.2 縱斷面設(shè)計(jì)

河道設(shè)計(jì)起點(diǎn)高程1101.264m，設(shè)計(jì)終點(diǎn)高程1096.102m，設(shè)計(jì)縱坡1.52‰。

3.1.3 橫斷面設(shè)計(jì)

河道治理采用復(fù)式河槽，主河槽底寬104~161m，設(shè)計(jì)水深4~0.7m，環(huán)河景觀道寬6m，高出河底4~2.5m，截污方涵高2.8m，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，臨水面1∶3采用格賓石籠護(hù)堤，環(huán)河路至兩岸規(guī)劃建設(shè)用地邊線為380~50m斜坡式綠化景觀帶，邊坡系數(shù)不小于 1∶5。

3.2 攔水壩設(shè)計(jì)

3.2.1 壩體選擇

目前國內(nèi)技術(shù)比較成熟的攔水壩蓄水方案有翻板閘、橡膠壩和鋼制閘，這三種攔水壩適用的條件各不相同，各有優(yōu)缺點(diǎn)。以下就七里河2號蓄水區(qū)的現(xiàn)狀條件提出三種攔水壩進(jìn)行比選。

第一，翻板閘的優(yōu)點(diǎn)是施工較為簡單，工程造價(jià)相對較低，在寬度較小的小流量河道中使用較多，不需要控制室，人工操作，使用方便。缺點(diǎn)是當(dāng)有泥沙淤積在閘門處，會影響閘門的正常開啟，且閘門孔數(shù)過多時(shí)，協(xié)調(diào)控制困難。由于2號蓄水區(qū)河道較寬，因此不適合采用此種方式。

第二，橡膠壩的優(yōu)點(diǎn)是外形美觀，適用于較寬的河道蓄水，造價(jià)低，立壩、塌壩通過機(jī)械控制，操作方便。缺點(diǎn)是使用壽命比較短，易受人為和有尖角物體的損壞，且橡膠壩受材料限制，壩高和承壓水頭不宜大于4m，壩越高越長，穩(wěn)定性越差，根據(jù)回水要求，2號攔水壩高4m，因此不適合采用此種方式。

第三，鋼制閘既適用于寬度較小的小流量渠道擋水，也適用于寬度較大的河流攔河蓄水，但需要在河道兩側(cè)設(shè)置控制室，投資較大。通過機(jī)械控制開閉閘門，操作方便，運(yùn)行可靠，且閘門開啟速度快，能有效保障河道的泄洪安全，并且不受泥沙雜物淤積影響。本設(shè)計(jì)推薦采用鋼壩蓄水。

3.2.2 鋼壩布置

2號攔水壩采用鋼制閘，壩高4m，壩長161m。鋼制閘布置于河道主河槽內(nèi)，共布置4跨，每跨孔口寬度35m。邊墩寬度5.2m，中墩寬度7.0m。鋼制閘縱向由閘室段、上游鋪蓋段、下游消力池、海漫段、防沖槽段等組成。

3.2.3 鋼壩土建設(shè)計(jì)

閘室段順?biāo)鞣较蜷L4.9m，總寬度161m。門庫屬于閘室段下游部分，長13.4m，與閘室孔口同寬，門庫深0.95m，門庫內(nèi)布置鋼壩閘門及其支鉸和擱墩。閘室及門庫底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，閘室底板厚度3.0m，門庫底板厚度2.05~1.3m，底板上游齒墻寬度3.1m，高度1.2m，下游齒墻寬度和高度均為1.5m。

鋼壩閘的啟閉設(shè)備布置在中墩或邊墩中，中墩尺寸18.3m×7m，邊墩尺寸18.3m×5.2m，其中中墩和邊墩的啟閉機(jī)室分別為16.9m×5m，16.9m×3.5m。啟閉機(jī)室為地下室布置。啟閉機(jī)室采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，擋土邊墻厚度0.7m，其余邊墻厚度均為1.0m，頂板厚0.3m。

檢修廊道設(shè)置于鋼壩閘底板上游齒墻內(nèi)，廊道尺寸1.5m×2.0m，內(nèi)設(shè)100 mm×100 mm的排水溝。

閘室段上游布設(shè)鋪蓋段，鋪蓋長8m，底板厚0.35m。鋼壩底板、鋪蓋之間采用橡膠止水帶止水。

閘室段下游布設(shè)消力池段，消力池長15m，池深0.6m，底板厚0.6m。鋼壩底板、消力池之間采用橡膠止水帶止水。消力池底板設(shè)排水孔，孔間距2.0m，梅花型布置，排水孔下鋪設(shè)無紡布作為反濾層。消力池下游設(shè)10m長的鉛絲石籠海漫，厚0.3m；防沖槽長8m，深 2m，上下游邊坡均為1∶2.0，底寬 2.0m。

閘門門體孔口型式為露頂式，設(shè)置閘門4扇?？卓趯?5m，高4m，設(shè)計(jì)水頭4.0m。閘門選用臥倒式平板鋼閘門，門體材料選用Q235B鋼材，轉(zhuǎn)動軸選用45號鍛鋼制作。

埋件包括底、側(cè)止水埋件、支鉸埋件、擱墩埋件、底軸支座埋件。閘門運(yùn)行方式為動水啟閉，選用8×2000 kN液壓啟閉機(jī)啟閉。

3.3 排污方涵設(shè)計(jì)

蓄水工程首先必須將沿河兩岸及上游污水全部截流至河道下游污水處理廠，以達(dá)到凈化水體的目的。為確保河道兩岸污水及上游小量渾水能順利排向下游而不進(jìn)入蓄水池中，必須對河道進(jìn)行截污。

截污方涵為現(xiàn)澆鋼筋混凝土方涵，方涵凈尺寸為3.0m×2.5m，方涵頂板、底板、側(cè)壁采用C30防滲混凝土，底板厚0.4m，頂板、側(cè)壁厚度均為0.3m，鋼筋采用HRB335。

3.4 環(huán)湖路設(shè)計(jì)

3.4.1 平面設(shè)計(jì)

2號蓄水區(qū)環(huán)湖左右岸道路北起1號壩末端，南至2號壩末端，左右岸道路長1.08 km，環(huán)湖路寬6m。

3.4.2 橫斷面設(shè)計(jì)

道路橫斷面為一塊板型式，機(jī)動車道4.0m，靠河側(cè)設(shè)1.0m的綠化帶，另一側(cè)設(shè)1.0m的人行通道。

3.4.3 縱斷面設(shè)計(jì)

道路沿線縱斷面設(shè)計(jì)以河道治理標(biāo)高為主要參考對象，左岸環(huán)湖路設(shè)計(jì)縱坡0.152%~5.689%，右岸環(huán)湖路設(shè)計(jì)縱坡0.248%~5.641%。

3.5 護(hù)岸設(shè)計(jì)

河道兩側(cè)堤防采用生態(tài)護(hù)坡，生態(tài)護(hù)坡為格賓石籠，穩(wěn)定邊坡為1∶3，其結(jié)構(gòu)型式從下到上依次為：700 g/m2厚的反濾土工膜，100 mm厚的中粗砂墊層，500 mm厚的格賓籠石。

4 結(jié)語

七里河作為朔州市的主要防洪河道，常年來城市防洪體系不完善，城市防洪安全得不到保障，現(xiàn)狀部分河道堤防缺失。河道內(nèi)自然淤積嚴(yán)重，歷史洪水災(zāi)害給沿岸人民群眾造成嚴(yán)重?fù)p失。七里河河道生態(tài)環(huán)境治理工程的建成，不僅能有效提高朔州市七里河城區(qū)段的防洪標(biāo)準(zhǔn)，為河道兩岸居民的防洪安全提供了可靠保障，同時(shí)貫通搶險(xiǎn)道路，形成河道兩側(cè)各約100~250m的景觀帶。通過河道治理，不僅提高了河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)，改善了河道環(huán)境，同時(shí)將大大提升城市品味，改善城市人文環(huán)境，提高市民的生活質(zhì)量，具有巨大的社會環(huán)境效益。