重慶市永川區(qū)大陸溪重點(diǎn)河段護(hù)岸工程設(shè)計(jì)

鄧　剛，彭宗兵

(重慶市渝西水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院，重慶 402160)

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重慶市永川區(qū)大陸溪重點(diǎn)河段護(hù)岸工程設(shè)計(jì)

鄧剛，彭宗兵

(重慶市渝西水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院，重慶 402160)

摘要：在河道治理設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)根據(jù)河道的現(xiàn)狀、自身特點(diǎn)，結(jié)合河道的綜合規(guī)劃，在滿足防洪要求的前提下，恢復(fù)天然河道功能；根據(jù)河道沿線不同的地形條件，采用不同的護(hù)岸工程措施，恢復(fù)、提高河道基本功能，改善生態(tài)環(huán)境，保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：中小河流；護(hù)岸工程；堤防設(shè)計(jì)；河道治理

1工程概況

1.1流域概況

大陸溪為臨江河右岸一級(jí)支流，發(fā)源于永川區(qū)吉安鎮(zhèn)茯苓村六社，于衛(wèi)星湖街道高洞村三社匯入臨江河，河道總長(zhǎng)26.44km，流域總面積86.09 km2，天然落差278.5m。本次治理工程末端以上河道長(zhǎng)13.34km，流域面積42.68 km2，坡降6.91‰。

1.2工程概況

本工程位于重慶市永川區(qū)衛(wèi)星湖街道辦事處，工程起點(diǎn)為竹溪橋，工程末端為大陸溪橋，工程整治河道總長(zhǎng)4 187 m。

2護(hù)岸工程設(shè)計(jì)

2.1防洪標(biāo)準(zhǔn)及工程等級(jí)

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—2014)及《堤防設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286—2013)的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)結(jié)合《永川市城市總體規(guī)劃(2004—2020)》，本工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇，IV等工程，其主要建筑物為4級(jí)，次要建筑物為5級(jí)。

2.2堤頂寬度

根據(jù)《堤防設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286—2013)的規(guī)定，3級(jí)以下堤頂寬度≥3m，本工程護(hù)岸工程建筑級(jí)別為4級(jí)，堤頂寬度設(shè)計(jì)為3m。

2.3沖刷深度計(jì)算

根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286—2013)附錄D計(jì)算公式計(jì)算：

(1)

(2)

式中：hB為局部沖刷深度，m；H0為沖刷處的水深，m；Ucp為近岸垂線平均流速，m/s；n為與防護(hù)岸坡在平面上的形狀有關(guān)，一般取n=1/4；U為行近流速，m/s；Uc為泥沙啟動(dòng)流速(m/s)，沙土取1.1m/s；η為水流流速不均勻系數(shù)，根據(jù)水流流向與岸坡交腳α查表1采用。

表1　水流流速不均勻系數(shù)

經(jīng)計(jì)算水流平行于防護(hù)岸坡產(chǎn)生的沖坑深度最大為0.97m。水流頂沖防護(hù)岸坡產(chǎn)生的沖刷最大沖坑深度為1.19m，根據(jù)《重慶市中小河流治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告技術(shù)要點(diǎn)指導(dǎo)意見》，無經(jīng)驗(yàn)地區(qū)的基礎(chǔ)埋深宜置于計(jì)算的最大沖刷深度以下0.5～1.0m，故水流平行于防護(hù)岸坡基礎(chǔ)埋深設(shè)計(jì)取1.5m，局部頂沖段基礎(chǔ)埋深設(shè)計(jì)取2.0m，滿足抗沖要求。沖刷深度計(jì)算表見表2。

2.4堤頂高程的確定

根據(jù)《堤防設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50286—2013)，堤頂超高按下式計(jì)算：

Y=R+e+A

(3)

式中：y為堤頂超高，m；R為設(shè)計(jì)波浪爬高，m，按規(guī)范附錄C計(jì)算確定；a為安全加高值，m，按規(guī)范表3.2.1確定，取為0.3m。

表2　沖刷深度計(jì)算表

平均波高按下式計(jì)算：

(4)

波長(zhǎng)按下式計(jì)算：

(5)

風(fēng)壅水面高度按下式計(jì)算：

(6)

式中：e為計(jì)算點(diǎn)的風(fēng)壅水面高度，m；k為綜合摩阻系數(shù)；V為設(shè)計(jì)風(fēng)速；F為由計(jì)算點(diǎn)逆風(fēng)向量到對(duì)岸的距離，m；β為風(fēng)向與堤軸線的法線的夾角，°。

波浪爬高按下式計(jì)算：

(7)

大陸溪堤防超高計(jì)算成果如表3所示。

表3　堤防超高計(jì)算成果表

2.5護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)河道兩岸實(shí)際情況，經(jīng)方案比較后選擇不同的堤型：

1)左0+000～左0+164已建有房屋、邊坡較陡采用仰斜式擋墻+1:2菱格草皮護(hù)坡。

仰斜式擋墻采用M7.5漿砌條石砌筑，頂寬0.75m，迎水面坡比1:0.25，背坡1:0.1，墻頂高程根據(jù)左0+164～左0+650已成擋墻高程281.29～280.00m取為281.00m(與左0+164已成擋墻順接)。墻址高0.5m，寬0.25m，距正常水位0.3m以上設(shè)置φ50排水管，間排距2×2m，墻后設(shè)置級(jí)配碎石反濾層厚30 cm。見圖1。

護(hù)坡采用M7.5漿砌條石棱格+草皮護(hù)坡，護(hù)坡框格邊長(zhǎng)2.0m，斷面尺寸為0.3×0.3m(下同)。大陸溪堤頂高程計(jì)算表見表4。

表4　大陸溪堤頂高程計(jì)算表

圖1左0+000～左0+164護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

2)左1+582.60～左1+780靠機(jī)耕路，受地形條件限制采用衡重式擋墻至設(shè)計(jì)堤頂高程。

衡重式擋墻采用M7.5漿砌條石砌筑，頂寬1.0m，迎水面直立，背坡從頂至腳為1∶0.35、1∶-0.35，基礎(chǔ)置于強(qiáng)風(fēng)化基巖上，墻頂高程為設(shè)計(jì)堤頂高程。距正常水位0.3m以上設(shè)置φ50排水管，間排距2×2m，墻后設(shè)置級(jí)配碎石反濾層厚30cm。見圖2。

圖2　左1+582.60～左1+780護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

3)左1+340～左1+471、右1+259～右1+409.9位于堰上，正常水位與工程后水位相差較小，采用重力式擋墻鎮(zhèn)腳+1:2格賓護(hù)坡(正常水位以下)+1:2菱格草皮護(hù)坡(正常水位至堤頂通道)。

鎮(zhèn)腳采用M7.5漿砌條石砌筑，擋墻尺寸為 1.0m×1.0m(寬×高)。

格賓護(hù)坡尺寸為3.0m×2.0m×0.30m(長(zhǎng)×寬×高)，用于制作格賓的鋼絲厚鍍10%鋁鋅合金覆塑防腐處理。網(wǎng)孔尺寸6×8cm，網(wǎng)面鋼絲直徑2.7mm，邊絲3.2mm。填石要求質(zhì)地堅(jiān)硬，強(qiáng)度等級(jí)MU30，比重≥2.5t/m3，遇水不易崩解和水解，抗風(fēng)化強(qiáng)。見圖3。

4)左0+338～左0+650、左0+260～左0+650、左1+002～左1+314利用已成擋墻+新建1∶2菱格草皮護(hù)坡。

5)其余河段地形開闊，兩岸無建筑物，采用重力式擋墻鎮(zhèn)腳(遇基巖出露則取消)+親水步道+1∶2菱格草皮護(hù)坡。

鎮(zhèn)腳采用M7.5漿砌條石砌筑，頂寬0.5m，迎水面直立，背坡1：0.4，墻址高0.25m，寬0.25m。

圖3　左1+340～左1+471、右1+259～右1+409.9護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

親水步道寬1.5m，高于正常水位0.5m(K0+000～K1+537正常水位高程采用轎子石村翻板閘閘頂高程278.70m；K1+537～K2+691正常水位高程采用跳蹬子翻板閘閘頂高程275.95m；K2+691～K4+112正常水位高程采用龍井屋脊堰堰頂高程275.00m)，不同高程馬道采用C20混凝土梯步連接。土質(zhì)堤基在鎮(zhèn)腳上設(shè)置步道；巖質(zhì)堤基直接在巖基上設(shè)置步道。見圖4。

圖4　重力式擋墻鎮(zhèn)腳+親水步道+1∶2菱格草皮護(hù)坡護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

2.6堤體材料設(shè)計(jì)

1)擋墻材料：M7.5漿砌條石。

條石要求：石料應(yīng)石質(zhì)均勻、不易風(fēng)化、無裂紋，石質(zhì)為較堅(jiān)固的砂巖，標(biāo)號(hào)不低于MU30的條石。

2)回填土要求

河道開挖料主要由沖洪積(Q4al+pl)砂土、粉質(zhì)黏土、巖石組成，砂土透水性強(qiáng)，穩(wěn)定性差，不滿足擋墻上部岸坡填筑要求，岸坡填筑料需另找料場(chǎng)開采。本工程填料分區(qū)設(shè)計(jì)如下：重力式擋墻鎮(zhèn)腳K0+000～K1+537堤底建基高程至278.90m、K1+537～K2+691堤底建基高程至276.15m、K2+691～K4+112堤底建基高程至275.20m，仰斜式擋墻堤底建基高程至281.00m，衡重式擋墻堤底建基高程至衡重臺(tái)277.90m，填筑材料主要利用河道開挖料，砂石土利用量約1.68萬m3；重力式擋墻鎮(zhèn)腳K0+000～K1+537高程278.90m至設(shè)計(jì)堤頂、K1+537～K2+691高程276.15m至設(shè)計(jì)堤頂、K2+691～K4+112高程275.20m至設(shè)計(jì)堤頂，仰斜式擋墻高程281.00m至設(shè)計(jì)堤頂，衡重式擋墻衡重臺(tái)277.90m至設(shè)計(jì)堤頂填筑材料采用衛(wèi)星湖街道黃桷坡土料場(chǎng)開挖的殘坡積粉質(zhì)黏土、黏土，用量約4.58萬m3。黏土土堤填筑標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)干密度≥1.65g/cm3，內(nèi)摩擦角Ф≥15°，壓實(shí)度≥0.91；砂石土混合料填筑標(biāo)準(zhǔn)，含石量≥40%，設(shè)計(jì)干密度≥1.9g/cm3，相對(duì)密度≥0.6。

3總結(jié)

在河道綜合治理設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)充分考慮了河道沿線實(shí)際地形，根據(jù)河道的綜合規(guī)劃，以及水文、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)等情況，做出多種適宜方案，從中選出最優(yōu)方案，在發(fā)揮其防洪功能的同時(shí)，達(dá)到改善生態(tài)環(huán)境的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)水利部.GB50286—2013堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.

[2]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50201—2014防洪標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.

[3]重慶市渝西水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院.重慶市永川區(qū)大陸溪重點(diǎn)河段綜合治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].重慶：重慶市渝西水利電力建筑勘測(cè)設(shè)計(jì)院，2014.

文章編號(hào)：1007-7596(2016)02-0052-04

[收稿日期]2015-10-28

[作者簡(jiǎn)介]鄧剛(1983-)，男，四川資中人，工程師；彭宗兵(1985-)，男，重慶永川人，工程師。

中圖分類號(hào)：TV861

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B