查子溝“8·12”水毀修復(fù)工程設(shè)計(jì)

孫起山，鄭冬生，張東方

（北京市密云區(qū)水務(wù)局，北京 101500）

1 查子溝概況及水文

1.1 流域概況

查子溝位于密云區(qū)巨各莊鎮(zhèn)東北部，與太師屯鎮(zhèn)龍?zhí)稖舷嘟?，查子溝兩?cè)山峰較高且坡面陡，河道匯流較多，查子溝整體河道縱坡過大，對河道沖刷嚴(yán)重。根據(jù)北京市水文總站編制的《密云區(qū)水資源評價》，密云區(qū)多年平均天然徑流量年徑流量31 074.20萬m3，年徑流深136.40 mm，年徑流系數(shù)0.21。

1.2 水文

1.2.1 氣象

該地區(qū)屬于暖溫帶季風(fēng)型大陸性半干旱氣候，春季干旱多風(fēng)少雨；夏季受大陸低壓和太平洋高壓影響，炎熱多雨；秋季天高氣爽，冷暖適宜，但降溫很快；冬季受西伯利亞和蒙古高壓控制，干旱寒冷少雪。四季分明，干濕冷暖變化明顯。多年平均降水量648 mm，降水量年內(nèi)分配不均，6—8月份降水占全年的76.50%；年際間變幅也較大，多雨年降水量是少雨年的2.80倍；空間變化由東北向西南呈略減趨勢。

1.2.2 洪水

受氣候條件的影響，工程區(qū)降雨量在年際間、年內(nèi)各月間的分配極不均勻。1959年年降雨量977.20 mm，1999年年降雨量336.40 mm，兩者相差640.80 mm。年降雨量80%集中在6-9月份，加之地形因素，極易形成暴雨。當(dāng)暴雨產(chǎn)生的地表徑流超過溝谷、河道的排泄能力不足而泛濫成災(zāi)，則發(fā)生暴雨洪水災(zāi)害。暴雨洪水還極易引發(fā)山區(qū)泥石流災(zāi)害。

密云地區(qū)的洪水、泥石流災(zāi)害是由暴雨產(chǎn)生的，因此具有來勢兇猛，歷時短，強(qiáng)度大、防御難的特點(diǎn)。

因無實(shí)測資料，此工程采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算洪峰流量，查北京市水文手冊二冊，洪水分區(qū)圖，此次工程流域分布于Ⅲ區(qū)，設(shè)計(jì)洪峰流量經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算方法：

式中：Q—設(shè)計(jì)洪峰流量，m3/s；N—重現(xiàn)期10/20年，a；F—流域面積，hm2。

計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 查子溝不同位置洪峰流量表

2 查子溝“8·12”災(zāi)后現(xiàn)狀

由于此次強(qiáng)降水時間短、強(qiáng)度大、雨勢急，查子溝的護(hù)村堤及街坊路不同程度受損，有的被沖毀，導(dǎo)致洪水上岸，致使大量民房受損，部分民房坍塌；各自然村的護(hù)地堤受損嚴(yán)重，導(dǎo)致農(nóng)作物大面積受災(zāi)，部分農(nóng)作物絕產(chǎn)；暴雨導(dǎo)致部分河道淤積嚴(yán)重，洪水上岸，部分農(nóng)橋被洪水所沖毀，為居民出行造成了極大的不便。為保證周邊群眾生命財(cái)產(chǎn)安全以及日常出行，并且讓村民能及時搶救受損農(nóng)作物，查子溝的修復(fù)工程勢在必行。見圖1。

圖1 “8·12”災(zāi)后現(xiàn)狀圖

3 水毀修復(fù)工程建設(shè)的必要性

3.1 是加快災(zāi)區(qū)河道基礎(chǔ)設(shè)施的修復(fù)重建，迅速恢復(fù)人民群眾正常生活的需要

密云區(qū)此次降雨由于時間短、強(qiáng)度大、雨勢急，共導(dǎo)致全區(qū)穆家峪、太師屯、北莊、巨各莊、大城子、新城子、古北口、東邵渠8個鎮(zhèn)96個村不同程度受災(zāi)。其中穆家峪、太師屯、北莊、巨各莊、大城子5個鎮(zhèn)75個村受災(zāi)嚴(yán)重。

此水毀修復(fù)項(xiàng)目的建設(shè)將有助于查子溝受災(zāi)居民的日常出行，修復(fù)完善河道、護(hù)村堤、街坊路、護(hù)地堤等設(shè)施，以確保汛期安全，避免再次發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害。

3.2 是恢復(fù)災(zāi)區(qū)正常社會秩序，維護(hù)當(dāng)?shù)厣鐣€(wěn)定的需要

此次“8·12”大暴雨災(zāi)害造成了生命財(cái)產(chǎn)損失，給災(zāi)區(qū)居民的身心造成了嚴(yán)重的傷害，面對洪水無情的殘酷現(xiàn)實(shí)，災(zāi)區(qū)居民經(jīng)受著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，盡快恢復(fù)災(zāi)區(qū)的正常社會秩序，做好災(zāi)區(qū)居民的思想工作對維護(hù)社會穩(wěn)定起著尤為重要的作用。

此項(xiàng)目通過對河道基礎(chǔ)設(shè)施的修復(fù)重建，能夠盡快恢復(fù)災(zāi)區(qū)居民正常的生活秩序。同時，是各級黨委政府和廣大黨員干部牢固樹立執(zhí)政為民理念，進(jìn)一步密切黨群血肉聯(lián)系，讓人民群眾切切實(shí)實(shí)感受到黨和政府是為人民服務(wù)的體現(xiàn)。

3.3 是做好城市防災(zāi)救災(zāi)減災(zāi)工作的需要

此項(xiàng)目及時、快速地實(shí)施是保障災(zāi)區(qū)居民正常生活的需要，是弘揚(yáng)北京精神、體現(xiàn)北京速度、北京實(shí)力與凝聚力的需要，是增強(qiáng)國民信心，體現(xiàn)共產(chǎn)黨立黨為公執(zhí)政為民的需要，是中國向世界展示實(shí)力和水平的需要，在全國能夠起到振奮人心的作用。

4 水毀修復(fù)工程任務(wù)和規(guī)模

4.1 工程建設(shè)任務(wù)

此次工程任務(wù)主要對災(zāi)后查子溝進(jìn)行修復(fù)。工程主要內(nèi)容包括：修復(fù)護(hù)村堤2 560 m；街坊路4 055m2，修復(fù)漿砌石護(hù)地堤7 825 m，河道、塘壩及水庫清淤60 700 m3，新建鋼筋混凝土板橋16座。

4.2 工程規(guī)模

防洪標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)洪水根據(jù)水利部、建設(shè)部1995年頒布的《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，確定該工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為：村莊參照20 年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，河道參照10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)作為該工程的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

5 水毀修復(fù)工程設(shè)計(jì)

5.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

此次查子溝“8·12”水毀修復(fù)工程設(shè)計(jì)依據(jù)為：《防洪標(biāo)準(zhǔn)》《水利水電工程工程量計(jì)算規(guī)定》《水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告編制規(guī)程》《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》《河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范》《漿砌石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。

5.2 設(shè)計(jì)原則

5.2.1 突出重點(diǎn)，統(tǒng)籌兼顧

堅(jiān)持優(yōu)先解決關(guān)系居民基本生活保障的實(shí)際問題，區(qū)別輕重緩急，切實(shí)保證災(zāi)區(qū)居民生活生產(chǎn)快速恢復(fù)正常。

5.2.2 從實(shí)際出發(fā)，因地制宜

根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，在分析問題、需求和建設(shè)可能的基礎(chǔ)上，合理確定建設(shè)內(nèi)容和規(guī)模。

5.2.3 以人為本，尊重受災(zāi)戶意愿

切實(shí)維護(hù)項(xiàng)目實(shí)施中的知情權(quán)、參與權(quán)和監(jiān)督權(quán)。

5.2.4 政府資金支持與多渠道籌措資金相結(jié)合

在市政府的幫助下，區(qū)政府應(yīng)動員當(dāng)?shù)馗鞣N力量投入災(zāi)后重建工作，增強(qiáng)自我發(fā)展的能力。

5.3 工程具體設(shè)計(jì)

此次查子溝水毀修復(fù)工程以防洪為主，兼顧美觀、生態(tài)，盡量保持原河道自然特性。

根據(jù)水利部、建設(shè)部1995年頒布的《防洪標(biāo)準(zhǔn)》，確定該工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為：村莊參照20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)，河道參照10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)作為該工程的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)1:2 000地形圖，并通過實(shí)地考察，現(xiàn)狀主河槽較為規(guī)整，故設(shè)計(jì)平面布置沿原河道所在位置，河道中心線基本沿原河道中心線方向。

根據(jù)10/20年一遇洪峰流量，按下面的明渠均勻流公式計(jì)算斷面過流能力：

式中：Q—設(shè)計(jì)洪峰流量，m3/s；ω—過水?dāng)嗝婷娣e，m2；C—謝才系數(shù)；R—水力半徑，m；i—水力比降。

根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)，此次工程設(shè)計(jì)將防護(hù)村莊安全護(hù)堤采用抗沖刷更強(qiáng)的混凝土護(hù)堤，護(hù)地堤仍使用漿砌石護(hù)堤。

5.3.1 混凝土護(hù)堤設(shè)計(jì)

工程涉及混凝土護(hù)堤結(jié)構(gòu)有3種，分別為：

基礎(chǔ)上2 m混凝土護(hù)堤，護(hù)堤基礎(chǔ)深0.50 m，寬1.90 m，基礎(chǔ)需做C10 混凝土墊層，基礎(chǔ)開挖時應(yīng)開挖至新鮮基巖，堤身高2 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.40，堤體中間位置需預(yù)留一排DN80排水管。

基礎(chǔ)上2.50 m混凝土護(hù)堤，護(hù)堤基礎(chǔ)深0.50 m，寬2.05 m，基礎(chǔ)需做C10 混凝土墊層，基礎(chǔ)開挖時應(yīng)開挖至新鮮基巖，堤身高2.50 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.40，堤體中間位置需預(yù)留一排DN80排水管。

基礎(chǔ)上3 m混凝土護(hù)堤，護(hù)堤基礎(chǔ)深0.50 m，寬2.20 m，基礎(chǔ)需做C10 混凝土墊層，基礎(chǔ)開挖時應(yīng)開挖至新鮮基巖，堤身高3 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.40，堤體中間位置需預(yù)留一排DN80排水管。

5.3.2 漿砌石護(hù)堤設(shè)計(jì)

此工程涉及到的漿砌石護(hù)堤結(jié)構(gòu)有4種，分別為：

第1種護(hù)堤結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)上1.50 m漿砌石護(hù)堤，護(hù)堤基礎(chǔ)深0.50 m，寬1.45 m，基礎(chǔ)需做在新鮮基巖之上，堤身高1.50 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.30，堤體中間位置需設(shè)置一排DN80排水管。

第2種護(hù)堤結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)上2 m漿砌石護(hù)堤，護(hù)堤基礎(chǔ)深1 m，寬1.90 m，基礎(chǔ)需做在新鮮基巖之上，堤身高2 m，頂寬0.50 m，迎水面與河底垂直，背水面坡比1∶0.30，堤體中間位置需設(shè)置一排DN80排水管。

第3 種護(hù)堤結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)上2.50 m 漿砌石護(hù)堤，護(hù)堤基礎(chǔ)深1 m，寬2.55 m，基礎(chǔ)需做在新鮮基巖之上，堤身高2.50 m，頂寬0.50 m，迎水面坡比1∶0.10，背水面坡比1∶0.40堤體中間位置需設(shè)置一排DN80排水管。

第4種護(hù)堤結(jié)構(gòu)：基礎(chǔ)上3 m漿砌石護(hù)堤，護(hù)堤基礎(chǔ)深1 m，寬2.80 m，基礎(chǔ)需做在新鮮基巖之上，堤身高3 m，頂寬0.50 m，迎水面坡比1∶0.10，背水面坡比1∶0.40，堤體中間位置需預(yù)留一排DN80排水管。

5.3.3 農(nóng)橋設(shè)計(jì)

“8·12”大暴雨沖毀查子溝內(nèi)16 座農(nóng)橋，原有農(nóng)橋?yàn)榇迕褡孕薪ㄔO(shè)，材質(zhì)有混凝土管橋、混凝土板橋等。普遍存在橋孔過小，容易堵塞的情況。所以此次修復(fù)將采用鋼筋混凝土板橋的形式，單孔跨度≥4 m，橋墩為M10漿砌石，基礎(chǔ)需做在新鮮基巖之上。

5.3.4 街坊路設(shè)計(jì)

此次災(zāi)害沖毀查子溝村街坊路4 055 m2，修復(fù)時道路基層為15 cm厚級配砂石，面層為15 cm厚抗折4.50 MPa混凝土。

5.3.5 清淤清障設(shè)計(jì)

此次暴雨致使大量砂石、柴木及垃圾進(jìn)入河道，對河道行洪產(chǎn)生了極大的影響。河道按照平均10 m 寬，0.50 m 深進(jìn)行淤堵清理。

根據(jù)河道現(xiàn)狀及防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，工程修復(fù)河道長度6 330 m。修復(fù)護(hù)堤使用混凝土7 215.60 m3，M10 漿砌石36 670.45 m3；修復(fù)農(nóng)橋16 座；修復(fù)街坊路4 055m2；河道整體（含塘壩及庫區(qū)）清淤60 700 m3

6 結(jié)語

綜上所述，查子溝“8·12”水毀修復(fù)工程是災(zāi)后重建工程，要及時修復(fù)災(zāi)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施，必須在較短的時間內(nèi)又好又快地恢復(fù)河道的排洪功能，迅速恢復(fù)人民群眾的正常生活，維護(hù)社會穩(wěn)定，為密云區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及居民生命財(cái)產(chǎn)的安全提供保障，以推動密云區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。