石子河河道整治工程設(shè)計(jì)探討

董云飛

(長(zhǎng)治市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 長(zhǎng)治 046000)

1 工程概況

石子河系濁漳河南源的一級(jí)支流，發(fā)源于壺關(guān)縣石泉鄉(xiāng)盤(pán)馬池村東，向西北流經(jīng)晉莊鎮(zhèn)北莊、西七里、晉莊、東崇賢、莊頭、杜家河、集店等村進(jìn)入長(zhǎng)治市區(qū)，經(jīng)過(guò)石橋、壺口、紫坊、邱村、蔣村之后向北流至北寨村西匯入濁漳南源。石子河全長(zhǎng)49km，流域面積385.33km2，多年平均徑流量2610萬(wàn)m3。沿河涉及壺關(guān)縣石坡鄉(xiāng)、晉莊鎮(zhèn)、龍泉鎮(zhèn)、集店鎮(zhèn)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，89個(gè)行政村，8.3萬(wàn)人，5.33km2耕地。

河道淤積嚴(yán)重，河床抬高，主槽萎縮，行洪能力降低，防洪標(biāo)準(zhǔn)不足10a一遇；河道沒(méi)有堤防控制，洪水危及沿河兩岸農(nóng)田的安全；人為設(shè)障現(xiàn)象嚴(yán)重，河灘地種植侵占河道，造成河道窄小，行洪不暢。

本次治理范圍起點(diǎn)是壺關(guān)縣歡掌底橋，終點(diǎn)為石橋(壺關(guān)縣長(zhǎng)治市城區(qū)交界處)，總長(zhǎng)度15.7km，治理長(zhǎng)度5.66km。

2 工程任務(wù)、規(guī)模及方案比較

2.1 工程任務(wù)

(1)理順河道，控制河槽擺動(dòng)，穩(wěn)定主槽流向，減少河道擠占，降低對(duì)岸邊和灘地的沖刷，保護(hù)沿河兩岸現(xiàn)有灘地、公共設(shè)施，提高河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

(2)修筑堤防工程，防御洪水漫堤。

2.2 工程規(guī)模

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，結(jié)合GB50201-94《防洪標(biāo)準(zhǔn)》及GB50286-98《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，防洪標(biāo)準(zhǔn)按10a一遇，工程防護(hù)等別為鄉(xiāng)村Ⅳ等，堤防等主要建筑物級(jí)別為5級(jí)。

2.3 工程方案比較

石子河河道整治工程為壺關(guān)歡掌底橋至石橋之間河段，河道長(zhǎng)15.7km，河道無(wú)堤防工程，兩側(cè)岸坡地勢(shì)較低，現(xiàn)狀河道防洪標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)復(fù)核低于規(guī)范要求的10a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。工程設(shè)計(jì)擬考慮2個(gè)方案進(jìn)行比較。

方案一：不改變河道流向，對(duì)自然河道采用削坡、修整、筑堤護(hù)岸和疏浚等措施，擴(kuò)大行洪能力。該方案的特點(diǎn)是：工程占地少，對(duì)沿河兩岸農(nóng)田影響較小，征地難度較??；可減小河床糙率，增加一定的過(guò)流能力，基本滿足行洪要求；施工簡(jiǎn)單，建安工程費(fèi)用較小。

方案二：采用對(duì)部分自然河道擴(kuò)寬、疏浚等措施擴(kuò)大行洪能力，對(duì)局部自然河道改道，裁彎取直，使其達(dá)到行洪能力，對(duì)原廢棄河道進(jìn)行回填。該方案的特點(diǎn)是：工程占地多，對(duì)沿河兩岸農(nóng)田擾動(dòng)較大，征地難度較大；明顯減小河床糙率，增加過(guò)流能力，提高河道防洪標(biāo)準(zhǔn)；施工受征地影響大，工期長(zhǎng)，投資大。

經(jīng)綜合比較，考慮到河道經(jīng)過(guò)地段農(nóng)田面積較大，且現(xiàn)有河道進(jìn)行綜合整治后，也基本滿足河道行洪要求，故本次設(shè)計(jì)選擇方案一。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)斷面A型

圖2 標(biāo)準(zhǔn)斷面B型

3 工程總體布置

根據(jù)河道特點(diǎn)、布設(shè)任務(wù)及方案比較，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘查分析研究確定了工程總體布置。

石子河河道治理范圍從壺關(guān)縣歡掌底橋至縣界處的石橋，河道長(zhǎng)約15.7km。該段主要支流為龍麗河，本段河道為山區(qū)季節(jié)型河道。

本次河道治理主要工程內(nèi)容包括：堤防及防護(hù)工程、河道疏浚工程、支流入河口工程、堤腳防護(hù)工程及排水涵洞工程。

3.1 堤防及防護(hù)工程

堤防斷面設(shè)計(jì)根據(jù)治理河段的河勢(shì)變化，地形條件不同，因地制宜，區(qū)別對(duì)待。依據(jù)河道實(shí)際情況，參照已建堤防工程成功經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)分析比較，堤防工程采用2種斷面型式作為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面，具體如下。

3.1.1 漿砌石擋墻(標(biāo)準(zhǔn)斷面A型)

河道治理范圍內(nèi)，歡掌底橋至莊頭段河床狹窄、縱坡較大、河水流速大、沖刷較嚴(yán)重且河道兩側(cè)耕地較多，實(shí)施工程占地困難。鑒于以上條件，本段更宜采用占地面積小的漿砌石擋墻斷面型式，采用該種斷面堤線長(zhǎng)5.14km。如圖1所示。

該種斷面型式為M7.5漿砌石重力式擋墻。擋墻凈高為1.9～3m?；A(chǔ)埋深1.5～2.5m，上部頂寬0.5m，底寬2.25～2.91m，臨水面坡度1∶0.1，背水面1∶0.3。擋墻內(nèi)設(shè)φ75mm排水孔，順?biāo)鞣较蜷g距5m，孔后設(shè)反濾料。沿河堤方向每15m設(shè)置一道伸縮縫，縫寬2cm，縫內(nèi)填瀝青砂漿。

3.1.2 格賓石籠土堤(標(biāo)準(zhǔn)斷面B型)

杜家河至石橋段，河床寬闊、縱坡較緩、河水流速小且荒地較多，依據(jù)河道實(shí)際情況，本段宜采用造價(jià)低但占地面積相對(duì)較大的格賓石籠土堤斷面型式，該種斷面堤線長(zhǎng)度3.05km。如圖2所示。

該種斷面型式結(jié)構(gòu)為格賓石籠土堤，堤頂寬為3m，迎水坡1∶2，背水坡1∶1.5，堤身高度2.0～2.7m，一般地段格賓石籠防護(hù)厚30cm，凹岸、支流頂沖等重點(diǎn)防護(hù)地段格賓石籠防護(hù)厚50cm?；A(chǔ)為鉛絲石籠，埋置在灘面以下1m。頂部高程按超出設(shè)計(jì)水位0.7m。

堤后如果是灘地則填土堤，土堤堤頂高程與石籠堤頂齊平，頂寬3m；如果依臺(tái)地砌筑，背水側(cè)沿開(kāi)挖線回填至堤頂高程。回填土壓實(shí)度均不小于0.9。

石子河治理段堤防與防護(hù)工程詳見(jiàn)表1。

表1 石子河治理段堤防及防護(hù)工程特性

3.2 河道疏浚工程

石子河河道經(jīng)多年淤積，河道紊亂，主槽逐漸萎縮，行洪能力銳減，因此必須對(duì)部分河道進(jìn)行整治。整治原則：因勢(shì)利導(dǎo)，遵循河流自然走向，調(diào)整河道，封堵分汊河段。

河道疏浚的措施主要是清淤、疏浚、拓寬主河槽。治理范圍包括河漫灘平整、疏通中小水主槽。中小水主槽設(shè)計(jì)取20m左右，深0.7～1.25m，清淤深度0.4～3m。詳見(jiàn)表2。

表2 河槽疏浚工程特性

3.3 支流入河口堤防工程設(shè)計(jì)

工程措施為南園大橋至入河口處左右岸新建堤防與干流堤防銜接，全長(zhǎng)600m。

共布置支流入河口堤防長(zhǎng)度為1.2km，其他支溝入河口堤防0.2km，支流入河口工程詳見(jiàn)表3。

表3 主要支流入河口工程特性

3.4 堤腳防護(hù)工程設(shè)計(jì)

堤腳防護(hù)采用鉛絲石籠護(hù)腳，用于保護(hù)主流靠岸段、凹岸段、支流頂沖段、橋上下游側(cè)堤防的基礎(chǔ)。堤腳防護(hù)形式分a、b 2種，a型斷面形式為寬3m、深1m的鉛絲石籠護(hù)腳，用于主流靠岸段，防護(hù)長(zhǎng)度4.09km；b型式斷面形式為寬5m，深1m的鉛絲石籠護(hù)腳，用于凹岸段、支流頂沖段以及橋上下游側(cè)30m范圍內(nèi)，防護(hù)長(zhǎng)度0.63km。堤腳防護(hù)工程特詳見(jiàn)表4。

3.5 排水涵洞設(shè)計(jì)

為及時(shí)排泄河道兩側(cè)雨水，在堤防上布置排水涵洞。涵洞共13處，具體布置見(jiàn)表5。

涵洞采用鋼筋混凝土排水管，坡度1%，傾向河道內(nèi)側(cè)，管徑1m。涵洞進(jìn)出水口兩側(cè)擋土墻采用M7.5漿砌石砌筑。

表4 堤腳防護(hù)工程特性

表5 排水涵洞布置

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)石子河河道治理，可顯著提高河道行洪能力、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高人民生活水平，有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境。隨著地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，在河道整治方面應(yīng)該加大生態(tài)治理力度，建設(shè)集防洪、防崩、生態(tài)、親水、景觀、休閑等功能于一體的綜合水利工程，爭(zhēng)取建設(shè)效益的最大化。在河道治理過(guò)程中，還要重點(diǎn)加強(qiáng)植被的恢復(fù)與保護(hù)、河道環(huán)境優(yōu)化、河道水系質(zhì)量管控等工作。河道治理需要從長(zhǎng)遠(yuǎn)和全方位的角度進(jìn)行分析研究，以保證生態(tài)河道治理的持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“水寧、水活、水清、水美”的目標(biāo)，達(dá)到人與自然和諧共處的目的。