小凌河朝陽縣羊山段河道治理防洪工程布置綜述

趙巍巍

(朝陽縣凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 朝陽 122004)

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小凌河朝陽縣羊山段河道治理防洪工程布置綜述

趙巍巍

(朝陽縣凌河保護(hù)區(qū)管理局，遼寧 朝陽 122004)

小凌河朝陽縣羊山段河道治理工程，位于朝陽縣羊山鎮(zhèn)境內(nèi)，主要針對小凌河干流河段采取工程措施進(jìn)行治理。干流羊山鎮(zhèn)防洪工程治理范圍從羊山橋下游1.19km處至大四家子河匯合口處，干流治理河長2.71km。防洪工程軸線基本保持原有舊堤堤線不變，小凌河河道防護(hù)，以不破壞管理路現(xiàn)有路面硬化工程為原則，在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上實施防護(hù)工程。

小凌河；河道治理；治理任務(wù)；工程布置

1 工程概況及治理范圍

羊山鎮(zhèn)內(nèi)涉及河流主要是小凌河、大四家子河、四臺營子河、廣富營子河，其中小凌河境內(nèi)河長12.5km，羊山鎮(zhèn)位于大四家子河入小凌河口下游左岸，整個河段比較穩(wěn)定，河道比較順直。小凌河朝陽縣羊山段河道治理工程，位于朝陽縣羊山鎮(zhèn)境內(nèi)，主要針對小凌河干流河段采取工程措施進(jìn)行治理。

小凌河朝陽縣羊山段河道治理工程干流羊山鎮(zhèn)段防洪工程，干流羊山鎮(zhèn)防洪工程治理范圍：從羊山橋下游1.19km處至大四家子河匯合口處，干流治理河長2.71km。根據(jù)干流河勢、走向，結(jié)合現(xiàn)場勘查時調(diào)查了解的實際情況以及建設(shè)單位的管理意見，選擇重點路段進(jìn)行防護(hù)，確保道路暢通，為兩岸居民的正常出行提供保障，推動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 工程存在的主要問題

工程存在的主要問題有：洪水兌岸嚴(yán)重，項目區(qū)位于小凌河上游段，河道比降大，洪水兌岸嚴(yán)重，河岸被侵蝕；已有工程防洪標(biāo)準(zhǔn)低，河道左岸雖然修建了部分堤防，但頂寬和頂高都不能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，防洪標(biāo)準(zhǔn)不及10a一遇，現(xiàn)有堤防斷面瘦小、質(zhì)量較差，一旦遭遇較大洪水，極易發(fā)生潰決；工程不連續(xù)，在《小凌河河道治理保護(hù)規(guī)劃》批復(fù)以前，該段無系統(tǒng)的治理規(guī)劃，已建段都為當(dāng)?shù)刈园l(fā)組織修建的應(yīng)急民堤，屬于應(yīng)急工程，且堤防上下游未封閉，不能從根本上解決問題；部分已建防洪工程年久失修失去防洪功能，大四家子河口段干砌石堆石壩破損嚴(yán)重，基本不能辨別工程的原始形態(tài)；與城鎮(zhèn)建設(shè)不協(xié)調(diào)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)建設(shè)日新月異，防洪工程建設(shè)明顯滯后，現(xiàn)有工程起不到保障作用；穿堤排涵未采取封閉措施，河水位升高時極易產(chǎn)生河水倒灌，防洪工程存在安全隱患；濱河管理路依河岸修建，均在小凌河干流主行洪區(qū)內(nèi)，路邊坡未采取有效的防護(hù)措施，汛期行洪極易產(chǎn)生沖刷破壞，尤其是距居民區(qū)較近的轉(zhuǎn)彎河段，不僅影響河道安全行洪，而且為沿岸居民的出行造成極大不便，同時制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3 工程治理任務(wù)

設(shè)計主要是對原有民堤進(jìn)行維修加固，對干砌石堆石壩式防洪堤進(jìn)行拆除并新建堤防，對管理路距居民區(qū)較近的重點路段的迎水側(cè)岸坡進(jìn)行防護(hù)。防洪工程軸線基本保持原有舊堤堤線不變，小凌河河道防護(hù)，以不破壞管理路現(xiàn)有路面硬化工程為原則，在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上實施防護(hù)工程。根據(jù)城鎮(zhèn)發(fā)展需要及現(xiàn)狀地形情況，擬定防洪工程軸線沿現(xiàn)有堤線布置，范圍從羊山橋下游1.19km處至大四家子河匯合口處，干流治理河長2.71km，加固整修后的防洪工程總長度2736m；小凌河河道防護(hù)以管理路迎水側(cè)路面邊緣作為控制軸線，防護(hù)范圍從玄羊寺至興福寺河段，共計6處重點路段，防護(hù)總長度5555m。

4 小凌河洋山段防洪工程布置情況

4.1 防洪工程軸線布置

根據(jù)城鎮(zhèn)發(fā)展需要及現(xiàn)狀地形情況，擬定堤線沿現(xiàn)有堤線布置，范圍從羊山橋下游1.19km處至大四家子河匯合口處，干流治理河長2.71km。

防洪工程段總長度2736m，全部布置在河道左岸，里程樁號LK0-187-LK2+549，下游起點為玄羊寺附近山腳，坐標(biāo)X=4561668.364，Y=532575.470，上游終點位于孤家子橋下210m處，坐標(biāo)X=4560134.761，Y=530338.027。防洪工程布置情況見下表1。

表1 防洪工程布置統(tǒng)計表

4.2 小凌河洋山段斷面設(shè)計分析

斷面設(shè)計綜合考慮河道的自然特點，便于就地取材施工，盡量降低造價、減少占地，在滿足《堤防工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的前提下，考慮周邊濱水氛圍及景觀環(huán)境，參考朝陽地區(qū)河道整治經(jīng)驗，進(jìn)行斷面設(shè)計。

小凌河羊山段防洪工程總長度2736m，根據(jù)實際情況劃分3個治理區(qū)段分別進(jìn)行斷面設(shè)計，分別為羊山橋下游段、羊山橋上游段及支流大四家子河回水段[1]。

4.2.1 羊山橋下游段斷面情況

羊山橋下游段，現(xiàn)狀堤身結(jié)構(gòu)滿足要求，僅堤頂高程不達(dá)標(biāo)。鑒于堤防兩側(cè)綠化較為完善，且迎水側(cè)混凝土板護(hù)坡工程2006年以后建成，現(xiàn)狀完好，本次基本保留原有混凝土板護(hù)坡，僅在堤防迎水坡堤肩處增設(shè)防浪墻滿足防洪要求，并延長堤防至玄羊寺附近山腳，使堤防連貫封閉。

4.2.2 羊山橋上游段斷面情況

羊山橋以上1233m堤段是舊堤段，現(xiàn)狀存在問題是堤身瘦小，堤頂寬度不足3m，局部堤段迎水坡坡比小于1∶1.5，原有混凝土板護(hù)坡凹凸不平，破損嚴(yán)重，本次設(shè)計拆除原有混凝土板護(hù)坡，對堤防迎水側(cè)進(jìn)行培厚，使堤頂寬度達(dá)到3m，并對堤坡、堤腳進(jìn)行工程防護(hù)，采用鍍鋅格賓石籠網(wǎng)墊及石籠網(wǎng)箱進(jìn)行防護(hù)，設(shè)計護(hù)坡頂高程為設(shè)計洪水位加0.5m超高。[2]

4.2.3 支流大四家子河回水段斷面情況

干流舊堤段末端至大四家子河回水末端防護(hù)工程為干砌堆石壩，為當(dāng)?shù)卮迕褡越üこ蹋ㄔO(shè)標(biāo)準(zhǔn)偏低，建設(shè)年代較早，現(xiàn)狀已破損嚴(yán)重，本次設(shè)計對原有干砌堆石壩進(jìn)行拆除，將堤防延伸至回水末端，堤防型式與舊堤加固段一致。

小凌河羊山段防洪工程典型斷面圖見圖1、圖2。

4.3 洋山段土料填筑標(biāo)準(zhǔn)及主材要求

設(shè)計填筑土料擬采用河灘地土料，根據(jù)《地質(zhì)勘察報告》中對土料場綜合評價的結(jié)論，河灘地土料主要為礫砂，混大量的中粗砂，屬無黏性土料。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286-2013)對無黏性土筑堤的填筑標(biāo)準(zhǔn)要求，筑堤土料的填筑標(biāo)準(zhǔn)按相對密度≥0.6控制。[3]

(1)

式中：r×ds為設(shè)計壓實相對密度；eds為設(shè)計壓實孔隙比；emax、emin為試驗最大、最小孔隙比。

圖1 羊山橋下游段防洪工程典型斷面圖

圖2 羊山橋上游段防洪工程典型斷面圖

鍍鋅格賓石籠網(wǎng)箱：廠家成品運(yùn)至現(xiàn)場，長寬高規(guī)格分別為2.0m×1.0m×1.0/0.5m兩種，網(wǎng)箱內(nèi)設(shè)單層隔網(wǎng)，隔網(wǎng)沿長度方向布置，間距1.0m。網(wǎng)孔尺寸8cm×10cm，網(wǎng)片材質(zhì)為鍍鋅鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)面鋼絲直徑2.7mm，鍍鋅層重量≥245g/m2；邊端鋼絲直徑3.4mm，鍍鋅層重量≥265g/m2；組合絲直徑2.7mm，鍍鋅層重量≥245g/m2。

鍍鋅格賓石籠網(wǎng)墊：廠家成品運(yùn)至現(xiàn)場，長寬高規(guī)格為3.0m/4.0m×2.0m×0.3m兩種，網(wǎng)墊內(nèi)設(shè)雙層隔網(wǎng)，隔網(wǎng)沿長度方向布置，間距1.0m。網(wǎng)孔尺寸8cm×10cm，網(wǎng)片材質(zhì)為鍍鋅鋼絲網(wǎng)，網(wǎng)面鋼絲直徑≥2.0mm，鍍鋅層重量≥215g/m2；邊端鋼絲直徑≥2.7mm，鍍鋅層重量≥245g/m2；組合絲直徑2.0mm，鍍鋅層重量≥215g/m2。

石籠網(wǎng)箱及網(wǎng)墊的技術(shù)要求：石籠網(wǎng)是由表面經(jīng)熱浸重鍍鋅的低碳鋼絲，通過深度防腐處理，經(jīng)機(jī)器編織而成的六邊形雙絞合鋼絲網(wǎng)，鋼絲的抗拉強(qiáng)度應(yīng)在350-550MPa，延伸率不能低于10%。鍍鋅層的黏附力應(yīng)符合歐盟《柵欄用鋼絲和鋼絲制品-第3部分：建筑用帶六角網(wǎng)目的鋼絲編織物》 (EN10223-3)標(biāo)準(zhǔn)要求：當(dāng)鋼絲繞具有4倍鋼絲直徑的心軸6周時，用手指摩擦鋼絲，其不會剝落或開裂。

石籠網(wǎng)箱及網(wǎng)墊內(nèi)砌石：人工砌筑，要求采用石質(zhì)均勻、不易碎、耐久性好、無風(fēng)化跡象的優(yōu)質(zhì)石材，塊石飽和抗壓強(qiáng)度不低于30MPa(MU30)，單體塊石質(zhì)量控制在10-35kg，最小粒徑≥15cm，無尖角、薄片，級配應(yīng)合理，填充后網(wǎng)箱及網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)的空隙率應(yīng)小于30%。

土工布：針刺長絲土工布，單位質(zhì)量≥400g/m2，厚度≥2.8mm，斷裂強(qiáng)度≥20.5kN/m，垂直滲透系數(shù)10-1-10-3cm/s，撕破強(qiáng)力0.56kN。

4.4 穿堤建筑物情況分析

4.4.1 穿堤排涵排水量計算

(5) 間隙單元。開挖間隙分為3部分：刀盤超挖間隙、盾尾間隙和操作間隙[7]。本文通過降低材料彈性模量的方式來模擬開挖間隙，彈性模量一般取值為10 kPa。

小凌河羊山鎮(zhèn)河段左岸建有堤防，沿岸沒有支流匯入，僅有1處穿堤排涵，位于羊山橋下游堤防樁號LK0+069處附近，為雙管排涵，單管直徑為1.2m，排涵的主要作用為降雨排澇，排澇區(qū)內(nèi)主要為林地及耕地，排澇面積1.79km2。[4]

排水量按遼西地區(qū)旱田排水模數(shù)和經(jīng)驗公式進(jìn)行計算。計算公式如下：

當(dāng)P≤5%時：

Qp=qp×F

(2)

式中：F為面積，km2；qp為頻率系數(shù)，當(dāng)P=5%，Kp=1.84；Qp為設(shè)計流量，m3/s。

排水模數(shù)采用遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院在《遼寧省中部平原澇區(qū)及東南沿海澇區(qū)排水模數(shù)分析》工作中的成果，小凌河流域所在的遼西地區(qū)，10a一遇旱田排水模數(shù)為0.19m3/s·km2-0.27m3/s·km2。綜合考慮工程所處的地理位置、澇區(qū)大小和下墊面條件，計算本流域平原區(qū)排水時采用排水模數(shù)為0.27m3/s·km2。

經(jīng)計算，樁號LK0+069處穿堤排涵的排澇流量應(yīng)為0.48m3/s。

4.4.2 排涵過流能力驗算

根據(jù)工程布置，過涵管水流均為短洞無壓流，下游水深取洪水消退后河灘水深0.5m，上游設(shè)計水深取1.15m，按無壓涵管自由出流計算排涵過流能力：

(3)

式中：Q為過涵流量，m3/s；σs為淹沒系數(shù)，取1；m為流量系數(shù)，取0.33；b為過流寬度；H0為以涵管底部起算的上游水頭。

排涵過流能力驗算成果見表2。

表2 排涵過流能力驗算成果表

經(jīng)計算，該穿堤涵管自由出流時過流能力基本能夠滿足排澇要求。為防止汛期及雨季河水位升高后造成河水沿著排涵倒灌現(xiàn)象的發(fā)生，本次設(shè)計參考類似工程的經(jīng)驗，在排涵出口增設(shè)拍門，便于工程的運(yùn)行管理，拍門選用PM-F型方形拍門，材質(zhì)為HDPE復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)尺寸為1.4m×1.4m。

5 小凌河河道防護(hù)工程布置

小凌河羊山段河灘上建有管理路，路基多為河灘砂礫基礎(chǔ)，每逢較大洪水，路邊坡受洪水侵蝕嚴(yán)重，為保障道路暢通，避免對汛期行洪造成不利影響，對受洪水威脅嚴(yán)重的三道河子段(762m)、四道河子段(535m)、六道河子段(530m)、七道河子段(722m)、八道河子段(2691m)及東升橋上游段(315m)等河段內(nèi)管理路迎水坡采取工程措施進(jìn)行防護(hù)，型式采用鍍鋅格賓石籠網(wǎng)墊護(hù)坡結(jié)合石籠網(wǎng)箱護(hù)腳。[5]

設(shè)計主要是對管理路的迎水側(cè)邊坡進(jìn)行防護(hù)，以不破壞現(xiàn)有路面硬化工程為原則，在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上實施防護(hù)工程。根據(jù)現(xiàn)狀地形情況，擬定管理路邊坡防護(hù)以迎水側(cè)路面邊緣作為控制軸線，防護(hù)工程軸線總長度5555m。

工程布置詳見表3。

表3 河道防護(hù)工程布置統(tǒng)計表

6 結(jié) 論

小凌河上游段洪、旱災(zāi)害頻繁，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境退化，已經(jīng)嚴(yán)重影響和制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會的和諧發(fā)展，防洪工程治理工作已是勢在必行。省、市、縣各級政府高度重視，多次指示要從根本上解決羊山鎮(zhèn)的防洪問題，進(jìn)一步推動地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。現(xiàn)有防洪工程破損嚴(yán)重，標(biāo)準(zhǔn)較低，斷面尺寸不滿足要求，必須對其進(jìn)行治理才能保證兩岸人民的安全。

[1]程功文,李紅健.溫州市西向排洪河道斷面設(shè)計[J].浙江水利水電專科學(xué)校學(xué)報,2010(03):9-12，16.

[2]許麗娟,陳世彬.格賓籠石技術(shù)在黑河河道防護(hù)及生態(tài)治理工程中的應(yīng)用[J].甘肅農(nóng)業(yè),2014(11):71.

[3]許長安.利用河道疏浚土方填筑堤防的技術(shù)研究[J].長江科學(xué)院院報,2010(07):51-55.

[4]劉先水.淺議穿堤建筑物的除險加固處理措施[J].水利建設(shè)與管理,2003(04):48-50.

[5]劉明輝,陶宇君.生態(tài)護(hù)坡在城市河道防護(hù)工程中的應(yīng)用[J].江蘇水利,2008(05):42-44.

1007-7596(2017)04-0103-04

2017-03-06

趙巍巍(1981-)，女，遼寧朝陽人，工程師，從事河道治理工作。

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