土木東沙溝治理工程設(shè)計(jì)

謝靜

摘要：土木東沙河行洪能力降低，自然生態(tài)環(huán)境被破壞，需對河道進(jìn)行治理。本文從工程概況、水文、地質(zhì)、工程設(shè)計(jì)、投資概算等方面進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：土木東沙河工程設(shè)計(jì)投資概算

1、概況

土木東沙河屬于永定河水系，發(fā)源于土木村東北側(cè)山中，流經(jīng)京新高速、110國道、老營洼、八營村后匯入官廳水庫。流域呈狹長形，坡陡流急，河道斷面極其不規(guī)則，河道沖刷嚴(yán)重，土木沙河流至110國道下游0.6km處，長度8.34km，控制流域面積9.3km2，主河道縱坡平均比降為61.33‰。本次治理范圍主要為京新高速上游400m至下游段110國道南600m包括防洪及生態(tài)環(huán)境綜合治理，治理段河道總長2.75km。主要保護(hù)對象包括土木村、老營洼村、恒大集團(tuán)等，涉及2個(gè)行政村、人口約4250萬人，耕地6030畝。

2、水文

本流域?qū)侔敫珊荡箨懶约撅L(fēng)氣候，四季分明，雨熱同季，晝夜溫差大，多年平均氣溫10.5℃，月平均氣溫七月份最高為24℃，一月份最低為-8.3℃，極端最高氣溫42.2℃，最低氣溫-23.3℃；多年平均日照時(shí)數(shù)3072h，無霜期149天，年均風(fēng)速3.3m/s。結(jié)冰日期為11月初，解凍日期為3月中旬。

設(shè)計(jì)洪水計(jì)算選用了《河北省張家口市水文水資源手冊》（1998.4，以下簡稱手冊）經(jīng)驗(yàn)公式、推理公式和《河北省中小流域設(shè)計(jì)暴雨洪水圖集》（以下簡稱圖集）推理公式三種方法計(jì)算設(shè)計(jì)洪峰流量。采用不同的計(jì)算方法，土木沙河設(shè)計(jì)洪水成果見表2-1。

由表2-1可以看出，三種方法計(jì)算成果相差較大，根據(jù)手冊描述和以往計(jì)算經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)公式主要適用于集水面積100～1000km2的區(qū)域，應(yīng)用于小流域時(shí)計(jì)算結(jié)果誤差較大，將以上計(jì)算成果點(diǎn)繪在該地區(qū)已做工程洪峰流量模數(shù)圖上，發(fā)現(xiàn)手冊經(jīng)驗(yàn)公式成果偏大，手冊推理公式相對較小，省圖集推理公式與已做工程洪峰流量模數(shù)圖成果基本銜接，成果合理，綜合考慮，本次采用省圖集推理公式成果。

土木東沙河多年來未統(tǒng)計(jì)過淤積，缺少實(shí)測泥沙資料，因此多年平均輸沙量的計(jì)算采用流域懸移質(zhì)模數(shù)圖法進(jìn)行分析。經(jīng)計(jì)算，土木沙河多年平均年來沙量為0.23萬t/a。

根據(jù)本流域暴雨洪水特點(diǎn)和施工分期要求，將施工期為10月1日～次年5月31日。該流域近10年來10～次年5月無地表徑流產(chǎn)生，河道只有汛期才有少量地表徑流，故施工期間可以實(shí)現(xiàn)干場作業(yè)。

3、工程地質(zhì)

工程治理段位于懷來縣東沙溝，系懷來盆地的北部，地貌屬于高平原，海拔高度570～675m；東沙河屬于季節(jié)性河流，總體流向?yàn)樽员毕蚰?，河床寬闊，岸坡近直立?/p>

依據(jù)中國地震局制定、國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，相當(dāng)于地震基本烈度為Ⅷ度區(qū)，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s。

工程區(qū)地表出露的地層巖性主要為第四系人工堆積，下為第四系上更新統(tǒng)馬蘭組地層及第四系全新統(tǒng)沖洪積層。

4、工程設(shè)計(jì)

4.1堤防工程設(shè)計(jì)

河道護(hù)坡型式的選擇首先考慮結(jié)構(gòu)的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性，其次是沿岸的周邊環(huán)境和景觀生態(tài)效果等，充分發(fā)揮河道在防洪、排澇、改善周邊環(huán)境等方面的綜合功能。

經(jīng)綜合比較后，梯形斷面護(hù)坡采用混凝土框格插砌石型式，復(fù)式斷面擋墻上護(hù)坡采用連鎖磚型式。對于復(fù)式斷面下部擋墻結(jié)構(gòu)，結(jié)合當(dāng)?shù)貕K石儲(chǔ)量，且交通運(yùn)輸便捷，本著因地制宜原則，采用漿砌石結(jié)構(gòu)。

4.2河道清淤疏浚工程設(shè)計(jì)

河槽清淤按照設(shè)計(jì)治導(dǎo)線，順應(yīng)自然地形進(jìn)行。整治河底縱坡與現(xiàn)狀河底縱坡接近。垃圾運(yùn)送至指定填埋場進(jìn)行填埋處理。對河槽不平整河段依據(jù)天然河道面進(jìn)行平整。

4.3排水匯入口工程設(shè)計(jì)

土木東沙河治理河段京新高速橋頭上游兩岸各有一排水溝，目前破損嚴(yán)重，考慮匯入口處水流流態(tài)紊亂，對兩側(cè)堤岸易造成淘刷破壞，因此對匯入口進(jìn)行恢復(fù)，首先拆除現(xiàn)狀破損排水渠，采用漿砌石結(jié)構(gòu)進(jìn)行護(hù)砌，斷面尺寸為0.4×0.4m（高×寬），漿砌石厚0.4m，下設(shè)10cm厚碎石墊層。

4.4巡河路工程設(shè)計(jì)

土木東沙河治理段左岸設(shè)置堤頂巡河路1.675km。

采用瀝青混凝土路面，路面寬4.0m，巡河路單向2%橫坡，坡向河道側(cè)，兩側(cè)設(shè)置150×400mm預(yù)制混凝土立緣石。瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)由上至下依次為：面層瀝青混凝土（細(xì)粒）3cm，瀝青混凝土（中粒）5cm，石灰粉煤灰砂礫25cm，砂礫料20cm。

4.5附屬設(shè)施設(shè)計(jì)

為方便土木東沙河周邊居民生活休閑及帶動(dòng)當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展，復(fù)式斷面治理段每隔50m設(shè)一處下河踏步，下河踏步采用M10F200漿砌石砌筑，M12.5F200砂漿勾縫，踏步寬1.0m，臺(tái)階尺寸為37.5 cm×15cm（寬×高）。

5、施工組織設(shè)計(jì)

5.1天然建筑材料

縣城建筑材料市場貨源充足、物資豐富。工程所需主要建筑材料均由懷來縣建筑材料市場供應(yīng)。

5.2土方工程

本工程土方開挖采用1m3挖掘機(jī)挖裝，配8t自卸汽車運(yùn)輸，回填利用部分就近堆放，其余棄土運(yùn)至指定棄土場。

土方回填工程用1m3挖掘機(jī)裝8t自卸汽車運(yùn)輸，全部利用開挖土料，用小型振動(dòng)碾壓實(shí)，邊角部位用小型機(jī)械夯實(shí)。

5.3砌石和混凝土工程

干砌石和漿砌石擋墻及護(hù)坡均采用人工施工，漿砌石施工采用鋪漿法砌筑，采用M10漿砌石砌筑，M12.5砂漿勾縫，砂漿稠度為30mm～50mm，當(dāng)氣溫變化時(shí)，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)調(diào)整。

混凝土采用商品混凝土，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，混凝土泵車入倉，插入式振搗器振搗密實(shí)，普通鋼模板成型。

5.4施工交通

為了滿足施工場內(nèi)運(yùn)輸，充分利用現(xiàn)有道路，并需新建施工路總長3.0km，路寬4.5m，填筑道路坡度不大于10%。

6、投資概算

本工程總投資為4722.18萬元。其中建筑工程3167.37萬元，臨時(shí)工程53.8萬元，基本預(yù)備費(fèi)189.56萬元，水土保持工程26.42萬元，環(huán)境保護(hù)工程14.92萬元。

參考文獻(xiàn)：

[1]河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院.懷來縣山水林田湖生態(tài)環(huán)境綜合整治土木東山洪溝治理工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告[R].2017.

[2]《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》（SL44-2006）[P].2006.

（作者單位：河北省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院）