汾河太原段綜合治理工程風峪河溝口連接段設計

梁鈞

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

汾河太原段綜合治理工程風峪河溝口連接段設計

梁鈞

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

汾河和風峪河是“兩河一湖”的重要組成部分，為了滿足汾河太原段綜合治理工程中1號蓄水池的設計要求，對風峪河入汾口進行溝口防護治理與堵頭壩設計，旨在改善城市環(huán)境，完善汾河治理蓄水工程，為汾河生態(tài)景觀修復創(chuàng)造條件。

橡膠壩；堵頭壩；汾河治理；風峪河

1 工程概述

汾河作為黃河的一級支流，是山西省境內(nèi)的第一條大河，全長約710 km，流域面積39 471 km2，流經(jīng)太原市區(qū)段長度約40 km。風峪河作為汾河的一級支流，是太原市晉源區(qū)境內(nèi)的一條主要河流，全長約18 km，流域面積56.7 km2。

在汾河太原段治理工程中共有兩條支溝匯入，西岸為風峪河，東岸為許坦退水渠，均位于1號蓄水池段。風峪河流域人為破壞嚴重，且由于本身河道特性等原因，不僅嚴重影響周圍居民生活，更威脅到汾河生態(tài)修復及美化。為改善城市環(huán)境，妥善解決汾河治理工程中1號蓄水池的防洪、蓄水、排沙、美化等問題，對風峪河匯入汾河1號蓄水池的溝口連接段進行溝口防護治理和堵頭壩設計。

2 工程內(nèi)容

汾河和風峪河是“兩河一湖”的重要組成部分，在樁號Z3+290—Z3+370處匯入汾河，匯入口寬80m，本次設計內(nèi)容包括溝口防護治理和堵頭壩設計兩部分。

2.1 溝口防護治理設計

風峪河溝口段設計為矩形明槽，寬度80m。濱河西路橋至堵頭壩段兩側岸墻為格網(wǎng)石籠重力式擋墻，頂寬1m，墻頂與該處汾河治理工程中二級平臺同高。

為滿足防洪及泥沙淤積的要求，風峪河溝口處西暗涵設計頂高程與風峪河現(xiàn)狀河底高程保持一致，均為773.10m。西暗涵頂高程擬局部降低1.89m，暗涵內(nèi)底高程771.09m，其凈高由3.5m減小至1.81m，降低段長度為80m。同時，為確保暗涵過流能力，將相應暗涵結構尺寸局部加寬至兩孔，總寬度7.9m。暗涵加寬段與原暗涵用漸變段銜接，長度15m。西暗涵東側設長80m、寬17.5m、深1.2m的鋼筋混凝土消力池和20m長的格網(wǎng)石籠海漫。

在風峪河入口右岸暗涵西側側墻上設計2.0m× 2.5m（寬×高）的支箱涵，延伸至堵頭壩上游，用于排泄風峪河污水和小流量雨洪，其最大接入流量為5～10m3/s。

2.2 堵頭壩設計

2.2.1 堵頭壩設置必要性

在風峪河不采用防滲方案時，其滲漏會影響汾河治理工程中1號蓄水池的正常運行，且風峪河日常污水和水質較差的初期小洪水會匯入蓄水池，嚴重影響1號蓄水池的水質及景觀美化。

在風峪河采用蓄水方案時，汾河治理工程中1號蓄水池水位為775.7m，而風峪河出口處現(xiàn)狀河底高程773.1m，低于蓄水位2.6m，對風峪河形成約1.5 km長的回水范圍，其回水末端可至南環(huán)高速跨風峪河大橋上游。

此外，風峪河溝口處堵頭壩在風峪河或汾河治理工程1號蓄水池疏浚及檢修時也可作為臨時擋水建筑物，以減少水量損失及保持一定的水面景觀美化。

2.2.2 壩高確定

由于1號蓄水池蓄水位為775.7m，風峪河溝口處的現(xiàn)狀河底高程為773.10m，確定堵頭壩高為2.7m，按雙向擋水設計。

2.2.3 橡膠壩布置

考慮汾河治理工程中的景觀效果，堵頭壩應盡可能靠近濱河西路橋布置，壩長80m，壩高2.7m，泵房室設計在溝口左岸汾河西大堤堤腳處。

橡膠壩基礎底板為平底板，高程773.10m，與現(xiàn)狀河底高程相同。根據(jù)基礎內(nèi)埋設管道要求，壩段底板厚度為1.2m，上、下游各設0.5m深的齒墻。在順水流方向，根據(jù)壩袋坍落寬度和上下游施工檢修要求，確定底板長度為10.5m，下游采用長10m、厚0.2m的鋼筋混凝土海漫與暗涵連接，分縫處設橡膠止水帶。

橡膠壩地基采用碎石樁進行處理，梅花型布置，樁徑0.4m，間距1.2m，深度10.0m。

橡膠壩內(nèi)壓比取1.4，壩袋采用氯磺化聚乙烯為主料的無搭接縫彩色壩袋，材料設計采用兩布三膠，防水材料采用合成氯丁膠。以氯丁膠為主料的橡膠壩袋，能夠滿足抗老化、抗脆化、變形、強度等各項指標的要求。

2.2.4 控制與觀測系統(tǒng)設計

橡膠壩的充水與排水采用相同的管路系統(tǒng)，不單獨設置。充水時采用水泵充水方式，排水時由于防洪的要求，不采用自流排水，通過水泵強制排水。

為避免超壓后引起壩袋破裂，在每個壩段設有超壓溢流管，以便于運行時觀測，超壓溢流管出口均設在隔墩頂部，管徑0.2m，以備在自控設備失效時使用，從而保證工程的安全運行。同時在每個壩段上，兩端均設排氣孔，用于排出壩袋內(nèi)殘存的氣體。

2.2.5 泵房及副廠房設計

泵房為半地下式結構，平面尺寸為18m×9m，地上部分為鋼筋混凝土框架，設有吊車梁，層高4.5m；地下部分為鋼筋混凝土整體“┗┛”形結構，深7.45m，底高程根據(jù)橡膠壩排水泵的安裝高程確定。泵房地基采用碎石樁進行處理，梅花型布置，樁徑0.4m，樁距1.2m，深度10.0m。

副廠房與泵房并排布置，包括柴油發(fā)電機室24m2、值班室20m2、控制室24m2、工具室20m2和低壓配電室22m2等，共計110m2，其室內(nèi)地面高程高出設計洪水位0.5m。

3 結論

風峪河匯入汾河的溝口連接段設計，不僅是風峪河流域治理規(guī)劃的基礎，更是對汾河治理工程中1號蓄水池正常運行的保證。本工程以安全生態(tài)為目標，按照“以人為本，人水和諧”的設計理念，旨在為廣大市民打造生態(tài)汾河外灘，提供良好的休閑生活環(huán)境，同時提高城市品味及對外形象。

TV85 ［

］C ［

］1004-7042（2016）09-0043-01

梁鈞（1987-），男，2011年畢業(yè)于太原理工大學水利水電工程專業(yè)，助理工程師。

2016-07-18；

2016-08-24