馬橋鎮粉清河河道治理方案簡析

摘要：本文著重對粉清河流域治理方案進行合理布局，通過堤防設計規劃，防止水患，達到綜合治理的目的，保護生態環境，造福于當地百姓。

關鍵詞：粉清河河道；治理；方案

工程概況

馬橋鎮版土面積3.20 km2，人口3.29萬人，鄉鎮工礦企業近百家，固定資產18.6億元，年國民生產總值達10億元以上。境內地形地貌復雜。清溪河是馬橋鎮的護城河，由西南向東北穿鎮而過，多年徑流量9.94億m3，平均流量31.5m3/s。由于堤防不達標，每年夏季河水泛濫，不僅威脅鄉鎮和百姓安全，而且給當地的居民生活帶來極大的不便，財產損失也很大，因此，治理粉清河勢在必行。

一、設計依據

根據《防洪標準》、《堤防工程設計規范》及《水利水電工程等級劃分及洪水標準》的規定，確定粉青河堤防工程等別為Ⅴ等，防洪標準為10年一遇，主要建筑物級別為5級，次要建筑物和臨時建筑物級別為5級。設計洪水1591.0m3/s。

二、工程布局

新建堤防采用直斜復合式和直墻式堤防方案。依據現有地形和地質條件，不改變原河勢走向，基本按原堤線布設，兼顧堤線平順美觀，少占地。

三、堤防工程設計

根據《堤防工程設計規范》的規定，堤頂高程應按設計洪水位加堤頂超高確定。

（1）堤頂超高的計算公式為：

Y=R+e+A

式中：Y-堤頂超高（m）；

R-設計波浪爬高（m）；

e-設計風雍水面高度（m）；

A-安全加高（m）。

堤防工程的安全加高值由堤防工程的級別和防浪要求確定，本工程按不允許越浪考慮，安全加高值A=0.5m。

（2）波浪爬高計算公式為：

式中：R0-無風情況下，光滑不透水護面、=1m時的爬高值（m）；

K△-斜坡的糙率及滲透系數，取K△=0.8；

KV-經驗系數；

KP-爬高累積頻率的換算系數；

-堤前波浪的平均波高；

波浪爬高計算的有關數據如下：

風速：V0=16m/s；

風向：北偏西30°；

風雍水面高度計算公式為：

式中：e--計算點的風雍水面高度（m）；

K--綜合摩阻系數，取K=3.6×10-6；

V--設計風速，取V=16m/s；

F--風區長度，m；

d--水域的平均水深，m；

β--風向與垂直于堤軸線的法線的夾角。

通過計算堤防堤頂超高設計值取0.8m。

四、堤防穩定及應力計算

（1）計算斷面選擇

沿線堤防斷面尺寸和基礎地質條件基本相同，本階段選取了2個代表性斷面，左岸和右岸進行穩定復核。

（2）荷載和荷載組合

堤防穩定復核荷載考慮自重（包括堤防自重、墻前后填土重、墻前水重以及人群荷載）、水壓力、土壓力、基底揚壓力等荷載。

荷載組合采用正常運用條件下的荷載組合。

基本組合（一）：外河枯水位，荷載為結構自重和土壓力。

基本組合（二）：外河設計洪水位，荷載為結構自重、土壓力、水壓力、揚壓力。

（3）穩定及應力計算

根據《堤防工程設計規范》，堤防穩定復核包括抗滑、抗傾和基底應力復核。

①抗滑穩定：

式中Kc—抗滑穩定安全系數；

ΣW—作用于墻體上的全部垂直力的總和（kN）；

ΣP—作用于墻體上的全部水平力的總和（kN）；

f—底板與堤基之間的摩擦系數。

②抗傾穩定：

式中K0—抗傾穩定安全系數；

MV—抗傾覆力矩（kN.m）；

MH—傾覆力矩（kN.m）。

③基底應力：

式中 ΣW—垂直荷載（kN）；

ΣM—中心點力距和（m）；

B—底板寬度（m）；

A——底板面積（m2）；

η——地基不均勻系數。

按上述方法計算成果見下表。堤防的抗滑、抗傾和地基應力均可滿足要求。

堤防穩定計算值統計表

五、施工方法

1、砌筑工程：先根據施工測量清好基，安裝樣架，砌筑的石塊需采用石質均勻、表面清潔、沒有裂紋的未經風化的石塊，砌筑前石塊必須加以修正洗刷，石料尺寸厚度不小于20cm，強度不低于MU30，砂漿采用機械拌和、運輸，其等級和飽和度必須滿足設計要求。砌筑采用座漿砌筑的方法，嚴禁采用灌漿法砌筑。砌筑時，石塊寬面向下，小面向上，讓砂漿擠滿石塊的底部及四周的全部縫隙，做到“平、穩、緊、滿”。基礎部分，砌筑與設計位置誤差不得超過5cm，基礎以上部分誤差不得超過2cm，做到符合質量標準，外形美觀。

2、混凝土工程：①施工準備：根據施工前已建立的施工區平面和高程施工測量控制網進行施工放樣，對已有的數據，資料和施工圖的幾何尺寸，認真加以復核，確保無誤后，進行施工放樣。②施工程序：施工段內各項目平行流水作業，采用分層分塊的施工方法自下而上進行。新老砼接觸面必須按照施工縫進行處理后才能繼續澆筑。砼施工模板采用鋼模和竹膠板為主，砼拌制后，通過砼攪灌車轉運及輔以人力膠輪車運輸入倉。③模板制安：模板施工應遵照水利電力部有關規范規定執行，其設計、制作和安裝應該使砼得以正常的澆筑和搗實。主要采用鋼模板，局部鋪以木模，其允許誤差按規范規定，使用前涂刷礦物油或不會使砼留有污點的油劑，以利模板防銹和拆模。④現澆砼：澆筑前應詳細檢查基礎清理、模板、鋼筋、預埋件、及止水設施等準備工作，并做好記錄，驗收合格后方可澆筑。老混凝土面澆筑倉，在澆筑第一層混凝土前先鋪一層2-3cm的水泥砂漿。鋪設的砂漿面積與混凝土澆筑強度相適應，并保證新、老混凝土結合良好。混凝土澆筑按一定的厚度、順序和方向、進行澆筑，混凝土應均勻上升，在傾斜面上從低處開始澆筑，澆筑面保持水平。混凝土澆筑應保持連續性，如因故中止且超過允許間歇時間以及在冷縫處的混凝土未初凝時已充分搗實的混凝土作為工作縫處理。除被接縫中斷，所有的模澆混凝土大致水平分層連續澆筑，澆入倉面的混凝土隨澆隨平倉，不造成堆積，倉內的粗骨料均勻的分布于砂漿較多處，并避免水泥砂漿覆蓋，一面產生蜂窩麻面。混凝土澆筑完畢后，應及時覆蓋以防日曬，面層凝固后，應立即灑水養護，使混凝土面和模板經常保持濕潤狀態。早期的混凝土表面用經常保持水飽和的覆蓋物進行遮蓋。混凝土連續濕潤養護時間，重要部位的混凝土或在干燥、炎熱氣候條件下應延長養護時間，一般不少于28天。

六、結論

粉青河流域治理工程方案實施后，可降低馬橋鎮發生洪災的頻率，減少洪災造成的大量財產損失和人員傷亡，減輕洪水時防汛搶險、救災給社會正常生產、生活秩序造成的嚴重影響，不僅促進了人民安居樂業和國民經濟的穩定發展，而且保護和改善了生態環境，避免因洪水泛濫可能產生的瘟疫流行、水質惡化等嚴重后果，為地方社會經濟穩定發展提供了可靠的保障。

參考標準：

（1）《防洪標準》（GB 50201-94）；

（2）《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252-2000）；

（3）《堤防工程設計規范》（GB50286-98）；

（4）《堤防工程管理設計規范》（SL171-96）；

（5）《堤防工程施工規范》（SL260-98）；

（6）《水工擋土墻設計規范》（SL379-2007）；

（7）《水工混凝土結構設計規范》（SL/T191-96）；

（8）《水工建筑物荷載設計規范》（DL5077-1997）；

（9）碾壓式土石壩施工規范》DL/T5129-2001