桑干河山陰縣泥河村生態(tài)蓄水工程設計簡述

鄭秀麗

（朔州市水利勘測設計院，山西 朔州 036002）

1 流域概況

桑干河發(fā)源于左云縣馬道頭鄉(xiāng)潘家窯村，屬海河流域永定河水系，全長338 km，控制流域面積17 744 km2，其中山西境內(nèi)部分17 166 km2。桑干河泥河村生態(tài)蓄水工程位于朔州市山陰縣臨安榮村南的桑干河干流上，距山陰縣約5 km，距朔州市約30 km。

流域地處內(nèi)陸高原，屬北溫帶較干燥的大陸性氣候，受季風影響強烈，并具有山區(qū)氣候特征?？h城氣象站資料多年平均降水量362.4 mm，主要集中在7-8 月份，多年平均氣溫7.6℃，年內(nèi)1 月份平均氣溫最低，7 月份平均氣溫最高，多年平均風速為2.6 m/s，汛期最大風速達20.0 m/s，多年平均蒸發(fā)量為1 967 mm。

本區(qū)屬大同盆地洪積沖積平原區(qū)，盆地內(nèi)地形較平緩，且西南高、東北低，走向呈西南～東北向，長達100 余km，寬30～60 km。根據(jù)地下水的賦存條件，區(qū)內(nèi)地下水類型主要為松散巖類孔隙水、變質(zhì)巖及碎屑巖類裂隙水、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水。蓄水區(qū)左岸與洪濤山洪積傾斜平原區(qū)相鄰，沿桑干河帶狀展布，地面高程一般為1 000～1 030 m。

2 工程任務及規(guī)模

2.1 工程建設的必要性

泥河村生態(tài)蓄水工程作為桑干河河道綜合治理的一部分，可以發(fā)揮涵養(yǎng)水源，補充地下水，凈化水質(zhì)的重要作用，工程建設十分必要。

2.2 工程規(guī)模

泥河村生態(tài)蓄水工程蓄水面積22.48 萬m2，水面附加蒸發(fā)量計算水域年蒸發(fā)量為26.7 萬m3。工程設計蓄水量33.7 萬m3。

3 工程總布置及主要建筑物

3.1 工程等別及建筑物級別

泥河村生態(tài)蓄水工程包括主槽蓄水閘、灘地蓄水閘、觀景平臺及閘室上下游護岸。蓄水閘蓄水位為1 018.0 m，蓄水量33.7 萬m3。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252—2017），本工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為5 級。

考慮本工程為生態(tài)蓄水工程，不承擔防洪任務，確定蓄水閘工程等別為Ⅴ等，主要建筑物鋼壩閘門、啟閉機房為5 級；閘門上下游生態(tài)護岸級別為5 級。

3.2 工程總布置

泥河村生態(tài)蓄水工程蓄水閘位于山陰縣臨安榮村南的桑干河古干流上，距離民生渠取水渠道進口下游約0.7 km 處。本工程蓄水水位1 018.0 m，總蓄水面積22.48 萬m2，蓄水量33.7 萬m3。

根據(jù)河床底高程情況，蓄水閘垂直水流方向左側主槽段（寬86 m）和右側灘地段（寬44 m）兩部分。蓄水閘上游設護底、鋪蓋，下游設消力池和海漫，蓄水閘上、下游主槽和灘地過渡區(qū)布置格賓石籠護岸。蓄水閘左右兩端分別布置1 座半圓形景觀平臺，用于超標準洪水時保護閘室兩岸擋墻免受沖刷破壞，觀景平臺上布置木質(zhì)廊道和涼亭。蓄水閘近閘段上、下游兩岸分別布置生態(tài)護岸，上、下游左右岸各100 m，總長度約400 m，生態(tài)護岸結構型式蓄水位以下采用格賓石籠，水位變動區(qū)采用土石籠袋。

在蓄水閘閘室上布置啟閉設備室，總建筑面積約200 m2，采用磚混結構，內(nèi)設油泵控制室和值班室，底高程確定為1 020.5 m。

3.3 主要建筑物設計

3.3.1 蓄水閘

根據(jù)河床底高程情況，蓄水閘垂直水流方向左側主槽段（寬86 m）和右側灘地段（寬44 m）兩部分，蓄水閘順水流方向均由上游連接段、蓄水閘室段、下游連接段三部分組成。

上游連接段設計。上游連接段由護底、鋪蓋和主槽護岸組成，用以引導水流平順進入閘室，保護兩岸和河床免受沖刷，并與閘室、防滲墻共同構成防滲地下輪廓，確保閘室在上下游水頭作用下兩岸和閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性。護底樁號0-015—0-008 段，主槽段上游護底頂高程為1 015.0 m，灘地段上游護底頂高程為1 016.0 m，長度均為7 m，采用格賓石籠護底，厚0.5 m。格賓石籠單塊尺寸為2.0×1.0×0.5 m，長邊垂直水流方向布置。鋪蓋樁號0-008—0-003 段，主槽段鋪蓋頂高程為1 015.0 m，灘地段鋪蓋頂高程為1 016.0 m，均與相應上游護底頂高程一致，長為5.0 m，采用0.5 m 厚C30 鋼筋混凝土結構，上下游設齒墻，其下設0.1 m 厚C15 素混凝土墊層和0.3 m 厚碎石墊層。河道兩岸擋墻采用C30 鋼筋混凝土懸臂式擋土墻結構，頂寬0.5 m，底寬4.0 m，臨水側為直立面，背水側邊坡1∶0.1，邊墻高4.5 m。鋪蓋與擋墻趾板接縫設止水，止水采用橡膠止水帶。

蓄水閘室段。主槽段蓄水閘總寬86 m，閘長8 m（樁號0-003—0+005），閘軸線上游底板厚2.5 m，閘軸線下游底板厚1.4 m，擋水高度3.0 m，閘頂高程1 018.0 m。閘門軸線上游底板頂面與鋪蓋齊平為1 015.0 m，考慮閘門支撐布置，閘門軸線下游底板高程降低1.1 m，高程為1 013.9 m。根據(jù)閘門開啟寬度和上下游施工檢修要求，在順水流方向，底板長度取8 m，閘墩頂高程1 020.5 m。閘室底板采用C30 鋼筋混凝土結構，采用鋼閘門，共設兩孔閘門，單孔寬40 m，左側及中間設一閘室，寬度分別為3.5 m 和6.0 m。

下游連接段設計。下游連接段包括消力池、海漫。消力池緊鄰蓄水閘室下游布置。主槽段消力池與閘室底板水平連接，底板高程為1 013.9 m，池長為8 m（樁號0+005—0+013），池后設0.5 m 高消力墩；灘地段消力池高程1 015.28 m，與其后海漫齊平，消力池池長為8 m，池后亦設0.5 m 高消力墩。消力池均采用C30 鋼筋混凝土結構，厚500 mm，上下游設齒墻。為減小滲透壓力，消力池底板均設有3 排排水孔，預埋φ100PVC管，排距為1 m，孔距為1.5 m，梅花型布置。河道兩岸邊墻采用C30 鋼筋混凝土懸臂式擋土墻結構，頂寬0.5 m，底寬4.0 m，臨水側為直立面，背水側邊坡1∶0.1，邊墻高4.5 m。消力池底板與邊墻接縫、與閘室底板接縫以及邊墻與閘室邊墩接縫均設止水，止水采用橡膠止水帶。消力池底板和邊墻基礎下均設0.1 m厚C15 混凝土墊層，其下部為0.5 m 厚級配碎石墊層，碎石底部設1 層土工反濾布。海漫為樁號0+0+013—0+0+023 段，消力池下游海漫長度均為10 m，采用格賓石籠結構，厚0.5 m，格賓石籠底部鋪設1 層反濾布。主槽和灘地邊墻采用格賓石籠扭面與生態(tài)護岸銜接。

3.3.2 生態(tài)護岸

生態(tài)護岸設計主要考慮河道蓄水區(qū)岸坡受風浪掏刷和泄洪水流的沖刷破壞，影響岸坡穩(wěn)定安全。生態(tài)護岸為蓄水閘上下游近壩段護岸，左右岸上下游各0.1 km，總長度約0.40 km。護岸坡度設計為1∶2.0。結構形式：蓄水位1 018.0 m 以下0.5 m 采用格賓石籠，防止護岸沖刷破壞；蓄水位1 018.0 m 以下0.5 m至頂護岸高程為土石籠袋，防止護岸沖刷破壞，同時可種植水生植物、美化環(huán)境；岸坡護腳為格賓石籠，深入河床地面以下2.0 m，底部鋪設1 層土工反濾布。

4 施工組織設計

4.1 施工條件

在施工組織設計中，施工總體布置本著有利于生產(chǎn)、方便生活、快速安全、經(jīng)濟可靠、易于管理的原則進行，選擇技術先進合理可行的施工方案，施工機械設備選擇能耗低、符合國家節(jié)能要求的產(chǎn)品。施工點集中布置，以減少臨建設施數(shù)量，降低能耗。交通運輸條件便利，對外交通道路與永久道路相結合，施工期間尚需修建場內(nèi)施工道路，與場外道路相連接。

4.2 施工導流

泥河村生態(tài)蓄水工程等別為Ⅴ等，主要建筑物級別為5 級。根據(jù)《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》（SL303—2004）的規(guī)定，確定導流建筑物級別為5 級，根據(jù)工程樞紐布置及地形條件，蓄水閘的施工，采用分期導流方式。施工時，先左岸后右岸，即先圍護左岸，在閘壩左側修筑一期圍堰，圍堰擋水，右岸束窄河床泄流，進行左岸蓄水閘壩段施工，汛前完成左岸蓄水閘壩段施工。

5 工程管理

該工程按所轄范圍劃片管理，管理權隸屬山陰縣水利局，山陰縣水利局下設泥河村生態(tài)蓄水工程管理站，具體負責泥河村生態(tài)蓄水工程樞紐建筑物管理和調(diào)度運行，調(diào)度運行整體服從桑干河管理局。