關(guān)于取水口防洪評(píng)價(jià)中防治與補(bǔ)救措施的分析

王馨馨 胡歆揚(yáng) 武惠娟

（1.山東水之源水利規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 濟(jì)南 250014 2.綠水青山水務(wù)有限公司 濟(jì)南 250014）

1 項(xiàng)目概況

1.1 涉及河道現(xiàn)狀與相關(guān)規(guī)劃情況的介紹

濟(jì)寧運(yùn)河水廠取水口建設(shè)于梁濟(jì)運(yùn)河，梁濟(jì)運(yùn)河屬淮河流域，南四湖水系。梁濟(jì)運(yùn)河北起梁山縣路那里村，南至濟(jì)寧市任城區(qū)，段長(zhǎng)88km，流域面積3372km2。流經(jīng)梁山、汶上、嘉祥，于長(zhǎng)溝鎮(zhèn)陳莊村北入境，沿南張、安居、許莊界，至任城區(qū)南入南陽(yáng)湖。境內(nèi)長(zhǎng)27km，流域面積283.41km2。除新趙王河擦境而過于陳莊北入干流外，匯入的支流有小新河、南躍進(jìn)溝、幸福溝、老運(yùn)河。梁濟(jì)運(yùn)河濟(jì)寧城區(qū)段（湖口至南躍進(jìn)溝18.6km 的左堤）防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇。

取水口建設(shè)于梁濟(jì)運(yùn)河樁號(hào)13+410 處左岸，該處河道現(xiàn)狀左岸堤頂高41.07m，右岸堤頂高42.41m，河底寬66m，河底標(biāo)高28.70m。

南水北調(diào)東線第二期工程南四湖～東平湖段輸水與航運(yùn)結(jié)合工程將對(duì)取水口建設(shè)位置處河道進(jìn)行拓寬，從左側(cè)河底向右側(cè)進(jìn)行擴(kuò)挖，規(guī)劃河底高程從28.70m 擴(kuò)挖至27.90m，河底寬度將從66m 擴(kuò)挖至175m，南水北調(diào)東線第二期工程在取水口建設(shè)時(shí)尚未實(shí)施。

本工程在河道管理范圍內(nèi)建設(shè)運(yùn)河水廠取水口一座，取水口進(jìn)水池位于梁濟(jì)運(yùn)河左岸灘地以下，于現(xiàn)狀河道灘地向外延伸約13m 處布置，對(duì)取水口上下游約50m 范圍內(nèi)灘地進(jìn)行開挖（見圖1）。

圖1 運(yùn)河水廠取水口處河道現(xiàn)狀和規(guī)劃斷面圖對(duì)比圖

1.2 取水口工程概況

取水口工程分為進(jìn)水池工程、頂管工程和出水池工程（見圖2）。

圖2 取水口設(shè)施與堤防的位置關(guān)系圖

1.2.1 進(jìn)水池工程

進(jìn)水池結(jié)構(gòu)型式為C30 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總長(zhǎng)度29.30m，進(jìn)水處為八字翼墻，墻高由0m 漸變至6.8m，內(nèi)外口寬8.0m；進(jìn)水池底設(shè)500mm 厚素混凝土護(hù)坦，進(jìn)水池底高程28.10m，墻頂高程35.50m，護(hù)坦頂高程28.70m。兩側(cè)翼墻及管道翼墻為直墻段擋墻，為C30 鋼筋混凝土，擋墻為懸臂式擋墻。

1.2.2 頂管工程

設(shè)計(jì)流量2.31m3/s，埋管管道長(zhǎng)度16.60m，頂管管道長(zhǎng)度98.00m，水平穿越濱河大道，管道中心高程為30.2m，管頂高程31.2m，頂管施工工作井邊緣與外堤腳最小垂直距離為30.51m，接收井邊緣與內(nèi)堤腳最小垂直距離為8.77m。

1.2.3 出水池工程

閥門井為矩形結(jié)構(gòu)，采用C30 鋼筋混凝土，長(zhǎng)9.6m，寬6.6m，高8.92m，壁厚0.8m，頂高程36.70m，底高程27.58m，井底角落設(shè)有0.5m×0.5m×0.5m 的集水井，井壁兩側(cè)設(shè)有鋼爬梯。

出水池為矩形結(jié)構(gòu)，采用C30 鋼筋混凝土，長(zhǎng)9.6m，寬6.6m，高10.10m。壁厚0.8m，頂高程36.70m，底高程27.04m，井壁兩側(cè)設(shè)有鋼爬梯。

2 評(píng)價(jià)計(jì)算

現(xiàn)狀：現(xiàn)狀100年一遇設(shè)計(jì)行洪流量為2617m3/s，設(shè)計(jì)水位為38.74m。

規(guī)劃：引用南水北調(diào)東線第二期工程規(guī)劃成果100年一遇設(shè)計(jì)水位為38.74m，項(xiàng)目位置處規(guī)劃100年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量成果為2957m3/s。

2.1 灘槽分流比例計(jì)算

項(xiàng)目處河道斷面為復(fù)式斷面，且取水口建設(shè)于河道左側(cè)灘地處，為了便于計(jì)算，區(qū)分灘地以及河槽過流量，對(duì)取水口處河道不同設(shè)計(jì)洪水工況下的河槽、灘地的流量分配情況進(jìn)行分析，灘槽過流能力與流量模數(shù)有關(guān)，Q 與K 成正比關(guān)系（見表1、表2）。

表1 現(xiàn)狀河道流量表

表2 規(guī)劃河道流量表

2.2 沖刷計(jì)算

運(yùn)河水廠取水口建設(shè)在梁濟(jì)運(yùn)河左側(cè)灘地，需根據(jù)《公路工程水文勘測(cè)設(shè)計(jì)規(guī)范》計(jì)算項(xiàng)目處河槽的一般沖刷深度（見表3、表4）。

表3 現(xiàn)狀斷面一般沖刷計(jì)算成果表

表4 規(guī)劃斷面一般沖刷計(jì)算成果表

3 防治與補(bǔ)救措施的分析

以運(yùn)河水廠取水口的基本情況和計(jì)算成果，對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行定性、定量分析，為防治與補(bǔ)救措施提供依據(jù)。

3.1 關(guān)于沖刷補(bǔ)償措施的分析

在河道斷面中建設(shè)永久性水工建筑物時(shí)，會(huì)因?yàn)橛谰眯运そㄖ锏慕ㄔO(shè)阻擋而改變水流流態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生淘刷，對(duì)永久性水工建筑物及河道形態(tài)都會(huì)產(chǎn)生影響，因此需進(jìn)行沖刷補(bǔ)償措施以保持河道形態(tài)與河勢(shì)穩(wěn)定。

沖刷補(bǔ)償?shù)囊话愦胧┯校和ㄟ^改變建筑物布置型式，減少占用河道行洪斷面以降低影響；建筑物盡量避開主河槽，有利于河勢(shì)穩(wěn)定；對(duì)河底進(jìn)行防護(hù)、對(duì)岸坡進(jìn)行護(hù)砌等。

由于本項(xiàng)目布設(shè)于河道左側(cè)灘地以下，在河道有效行洪斷面內(nèi)不存在阻水部分，不會(huì)因阻水而產(chǎn)生局部淘刷，所以不需要改變建筑物布置型式。但本項(xiàng)目為方便過水采用八字口形式銜接，開挖邊坡1 ∶3.0，對(duì)邊坡產(chǎn)生擾動(dòng)，一定程度受到水流的沖刷影響，需對(duì)岸坡進(jìn)行護(hù)砌。所以邊坡與八字墻斜面平順連接，并采用C30 混凝土連鎖塊進(jìn)行護(hù)砌，連鎖塊厚120mm，下面碎石墊層厚100mm，采用C30 素混凝土壓頂，最大程度保證項(xiàng)目建設(shè)防沖刷、保證邊坡穩(wěn)定及與進(jìn)水池的穩(wěn)定銜接。

3.2 關(guān)于堤防補(bǔ)償措施的分析

永久性水工建筑物布設(shè)于堤身以內(nèi)，建設(shè)時(shí)會(huì)對(duì)堤防產(chǎn)生影響，對(duì)堤防土壤產(chǎn)生擾動(dòng)，需采取一定的防治與補(bǔ)救措施。

堤防補(bǔ)償措施一般有：對(duì)堤防進(jìn)行護(hù)砌防護(hù)，減少建筑物建設(shè)對(duì)堤防的影響；對(duì)項(xiàng)目建設(shè)處河道設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行修復(fù)，保證項(xiàng)目建設(shè)處堤防的土壤壓實(shí)度。

取水口建成后，進(jìn)水池位于梁濟(jì)運(yùn)河河道左側(cè)灘地，墻底距內(nèi)堤腳最小垂直距離為8.77m，出水池、閥門井均位于堤防外側(cè)，與堤防外堤腳最小垂直距離皆大于30m，對(duì)堤防無(wú)影響，所以無(wú)需對(duì)堤防進(jìn)行護(hù)砌防護(hù)。

但由于本項(xiàng)目采用頂管施工，在頂管頂進(jìn)的過程中，會(huì)對(duì)堤防土壤產(chǎn)生擾動(dòng)，一定程度影響堤防的穩(wěn)定，所以在施工完成后需要對(duì)項(xiàng)目建設(shè)處河道設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行修復(fù)，保證堤防處土壤0.95 的壓實(shí)度，以滿足《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)Ⅰ級(jí)堤防土壤壓實(shí)度的要求，減少項(xiàng)目建設(shè)對(duì)堤防的影響。

此外，工程施工期間周邊村鎮(zhèn)通道路利用率較高，且多為重型車使用，對(duì)道路破壞比較嚴(yán)重，施工期間應(yīng)對(duì)現(xiàn)狀利用率較高的村鎮(zhèn)道路進(jìn)行維護(hù)，并盡量做好堤防加固，避免重型車的使用影響堤防的穩(wěn)定，施工完畢后，應(yīng)對(duì)現(xiàn)有道路按原標(biāo)準(zhǔn)修復(fù)，并保證堤頂?shù)缆仿坊幫寥?.95 的壓實(shí)度。

4 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)河水廠取水口對(duì)于梁濟(jì)運(yùn)河整體的過流能力和河勢(shì)穩(wěn)定基本無(wú)影響。項(xiàng)目位置處邊坡與八字墻斜面平順連接，并采用C30 混凝土連鎖塊進(jìn)行護(hù)砌。連鎖塊厚120mm，下面碎石墊層厚100mm，采用C30 素混凝土壓頂，最大程度保證邊坡穩(wěn)定及與進(jìn)水池的穩(wěn)定銜接。此外，在項(xiàng)目施工完成后修復(fù)項(xiàng)目建設(shè)處的河道設(shè)計(jì)斷面，保證堤防處土壤0.95 的土壤壓實(shí)度。

綜上所述，采取以上補(bǔ)償措施，可使取水口的建設(shè)對(duì)梁濟(jì)運(yùn)河現(xiàn)狀和規(guī)劃河道的行洪和河勢(shì)穩(wěn)定均無(wú)影響，且保證了堤防、邊坡及堤頂?shù)缆返陌踩驼Ｊ褂谩?/p>

此外，在河道管理范圍內(nèi)布設(shè)其他永久性水工建筑物時(shí)，可根據(jù)建筑物實(shí)際布設(shè)情況，定性、定量分析，參考上述防治與補(bǔ)救措施，具體情況具體分析，提出適合該建筑物布設(shè)的最佳防治與補(bǔ)救措施，最大程度地保障項(xiàng)目安全以及河道大堤、岸坡的防洪安全■