白塔堡河勝利橋段堤防工程設(shè)計(jì)

邵帥

（朝陽市水務(wù)工程技術(shù)審查中心，遼寧朝陽122000）

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，城市水環(huán)境綜合整治逐漸成為建設(shè)生態(tài)城市的重要內(nèi)容之一。水環(huán)境綜合治理包括污水截流、清淤、底泥處理、兩岸綠化等方面?；谏鷳B(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的理念，河道治理規(guī)劃和堤防結(jié)構(gòu)形式是建設(shè)生態(tài)城市的主要內(nèi)容，實(shí)踐也證明，水利工程與生態(tài)緊密結(jié)合是未來重要的發(fā)展趨勢。河流治理也從傳統(tǒng)的“工程水利”走向“生態(tài)水利”“環(huán)境水利”的新階段。

1 概況

1.1 流域概況

白塔堡河又稱牛亡牛河，中上游河槽比較曲折，屬于寬淺式河床，中下游比較順直，屬于窄深式河床。河流總長48.45 km，流域面積為182.09 km2。白塔堡河流域上游段為低山丘陵區(qū)，長29.40 km，流域面積為106 km2。

白塔堡河在渾河的左側(cè)，是渾河的1級支流，發(fā)源于東陵區(qū)李相鎮(zhèn)老塘峪村，流經(jīng)李相、深井子、南塔、渾南新區(qū)、白塔、渾河民族開發(fā)區(qū)等6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街區(qū)），在曹仲屯匯入渾河。流域面積為182.09 km2，河流總長48.45 km，河道比降0.110%。白塔堡河是季節(jié)性河流，平時(shí)無水或水量很小，如在汛期發(fā)生洪水時(shí)則洪峰流量很大，非常容易造成洪水災(zāi)害。白塔堡河流域沒有實(shí)測水文資料,按無資料地區(qū)水文分析結(jié)果,該流域多年平均徑流量為2 790萬m3。

白塔堡河流域內(nèi)上游段為低山丘陵區(qū)，從老塘峪至渾南新區(qū)教場橋，長29.40 km，流域面積為106.00 km2。上游無堤，河道現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于3～9年一遇，配套建筑物多為10年一遇標(biāo)準(zhǔn)。

該項(xiàng)目主要設(shè)計(jì)白塔堡河勝利橋向上至上游的公路橋段，及向下至下游鐵路橋段，其中右岸全長1 026 m，左岸長926 m。此次規(guī)劃從實(shí)際出發(fā)，以提高防洪排澇能力為重點(diǎn)，統(tǒng)籌規(guī)劃，以生態(tài)美學(xué)價(jià)值為目標(biāo)，使生態(tài)景觀完整性和美學(xué)價(jià)值兼顧。并且與城鎮(zhèn)防洪、城鎮(zhèn)建設(shè)、“三園一龍”重點(diǎn)工程建設(shè)結(jié)合；工程措施與管理措施相結(jié)合，建管并重；與白塔堡河流域綜合開發(fā)、利用相結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)白塔堡河流域資源可持續(xù)發(fā)展起表率作用。根據(jù)國家和省市關(guān)于防洪排澇的規(guī)定，此次設(shè)計(jì)確定白塔堡河勝利橋防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。

1.2 洪澇災(zāi)害

據(jù)資料記載，2002年7月12日，東陵區(qū)白塔堡河流域突降暴雨，上游李相鎮(zhèn)24 h降雨量達(dá)到112.5 mm，其中2.5 h共降雨42.0 mm；下游白塔鎮(zhèn)24 h降雨量達(dá)到132.0 mm，其中2.5 h共降雨82.0 mm，造成白塔堡河流域洪澇災(zāi)害。水災(zāi)造成3 880 hm2內(nèi)澇，其中嚴(yán)重的有1 720 hm2，466 hm2絕收。共有120余戶居民住宅進(jìn)水。水毀區(qū)、鄉(xiāng)兩級公路2.50 km，沖壞橋涵48座，沖毀方塘5座、提水站4座、飲水井1眼。直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3 800萬元。

2 防洪工程現(xiàn)狀及存在問題

2.1 防洪工程現(xiàn)狀

白塔堡河分別由東陵區(qū)、渾南新區(qū)和鐵路局管轄，其中新區(qū)管轄段長6 500 m。白塔堡河兩岸目前有不連續(xù)堤防，現(xiàn)防洪能力為2～10年。由于經(jīng)過多年治理，教場橋下游約有10.00 km堤防能夠達(dá)到5年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)；約有5.10 km堤防能夠達(dá)到10年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)；另在曹仲段還有一段回水堤4.00 km，能達(dá)到20年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)了解，近年來東陵區(qū)對教場橋以上部分河段進(jìn)行了治理，規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇。2021年汛期以前，渾南新區(qū)對轄區(qū)內(nèi)的白塔堡河段進(jìn)行了初步清淤疏浚，使得防洪標(biāo)準(zhǔn)有所提高。但設(shè)計(jì)段的防洪標(biāo)準(zhǔn)仍有些偏低，只能達(dá)到10年一遇，按照272 m3/s的設(shè)計(jì)流量計(jì)算，設(shè)計(jì)水位高于兩岸，需要加高堤防，并且清淤河道。

2.2 存在問題

1）防洪能力低，與新區(qū)的發(fā)展不相適應(yīng)。

白塔堡河勝利橋段目前防洪標(biāo)準(zhǔn)比較低，沒有形成有效的防洪能力，防洪能力不足10年一遇，這與渾南新區(qū)的開發(fā)建設(shè)和其所處的重要地位極不相應(yīng)，甚至?xí)绊憸喣系貐^(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。渾南新區(qū)目前已建成沈陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)為主導(dǎo)的長白工業(yè)區(qū)、虹橋工業(yè)區(qū)及一大批重要建筑；包括村鎮(zhèn)住宅用地在內(nèi)的新區(qū)現(xiàn)狀建設(shè)用地一共23.07 km2；現(xiàn)有人口約10萬人。為了保護(hù)新區(qū)的防洪安全，改善防洪問題顯得愈發(fā)重要和緊迫。

2）河水污染嚴(yán)重。白塔堡河屬于季節(jié)性河流，非洪水期基本成為生活污水和工業(yè)污水的排污河道，水質(zhì)污染嚴(yán)重。所以對河道水質(zhì)進(jìn)行凈化也將是以后河道治理的一個(gè)方向，此次設(shè)計(jì)選擇的三維網(wǎng)護(hù)岸技術(shù)就有凈化水體、促進(jìn)河流生態(tài)修復(fù)的功能。

3 堤線總體布置

3.1 河堤堤距的確定

1）新建河堤的堤距應(yīng)該根據(jù)流域防洪規(guī)劃來分河段確定，上下游、左右岸最好統(tǒng)籌兼顧；

2）河堤堤距應(yīng)該根據(jù)河道的地形、地質(zhì)條件和水文泥沙特性，河床演變特點(diǎn)，根據(jù)沖淤變化規(guī)律的不同，堤距的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，綜合權(quán)衡有關(guān)自然因素和社會因素后再分析確定；

3）在確定河堤堤距時(shí)，應(yīng)該根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，根據(jù)現(xiàn)有水文資料系列的局限性，對灘區(qū)長期的滯洪、淤積作用及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等，留有余地；

4）由于受山嘴、磯頭或其他建筑物、構(gòu)筑物等的影響，排洪能力明顯小于上、下游窄河段的時(shí)候，應(yīng)該采取展寬堤距或者清除障礙的措施。

3.2 堤線和堤距布置

此次設(shè)計(jì)在不改變原有土堤堤線的基礎(chǔ)上，加高培厚，以求達(dá)到20年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。堤距（內(nèi)肩線）為40.0～50.0 m，堤腳線間距為16.5～26.0 m，基本保持原來河道的走勢，避免大量開挖土方，節(jié)省了投資。

4 水面線推求

勝利橋段水利計(jì)算按渠化斷面考慮，斷面底寬為16.5～26.0 m，邊岸坡度為1∶2，糙率選0.03，設(shè)計(jì)中考慮到了3座橋的過流情況，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇,流量為376.1 m3/s，水面線推算的成果見表1。河道縱斷面圖見圖1。

圖1 白塔堡河勝利橋段縱斷面圖

表1 白塔堡河（勝利橋段）P=5%水面線成果

5 堤防工程設(shè)計(jì)

5.1 綠濱墊護(hù)岸

土堤迎水岸坡度為1∶2，綠濱墊厚0.4 m，坡腳布置固濱籠固腳，固腳頂寬1.0 m，埋深1.2 m，綠濱墊底部設(shè)置400 g/m2無紡?fù)凉げ家粚?，無紡布上鋪15 cm厚砂石墊層；背水岸坡度為1∶2，草皮護(hù)坡。堤頂砂石路面凈寬3.0 m，單向排水，排向迎水側(cè)，坡比為2%。，路邊設(shè)路緣石，頂寬15 cm。具體布置見圖2。

圖2 綠濱墊護(hù)岸

5.2 混凝土六棱塊護(hù)岸

護(hù)岸的上下兩個(gè)迎水岸坡度均為1∶2，緩步臺下護(hù)面為單層混凝土六棱塊，厚度為20 cm；六棱塊下設(shè)置400 g/m2無紡?fù)凉げ家粚?，無紡布上鋪20 cm厚砂卵石保護(hù)層；設(shè)計(jì)水位以下用六邊形空心混凝土預(yù)制件護(hù)砌，空心處植花草，設(shè)計(jì)水位以上種植草皮；背水岸坡度為1∶2，種植草皮；緩步臺用5 cm卵石混凝土鋪蓋，下設(shè)400 g/m2無紡?fù)凉げ家粚?，無紡布上鋪5 cm砂石保護(hù)層。

堤頂草皮路面寬3.2 m，在距迎水岸0.7 m處種樹，樹間距4.0 m，具體布置見圖3。

圖3 混凝土六棱塊護(hù)岸

從景觀、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)角度上，綠濱墊護(hù)岸的生態(tài)性較好，投資較小。綠濱墊柔性的結(jié)構(gòu)比剛性結(jié)構(gòu)具備更好的安全穩(wěn)定性，能適應(yīng)邊坡的變動而不被破壞；綠濱墊護(hù)岸抗沖刷能力較強(qiáng)，能承受最大的水流速度可達(dá)6 m/s；綠濱墊結(jié)構(gòu)本質(zhì)上都具有透水性，能夠?qū)Φ叵滤淖匀蛔饔眉斑^濾作用具有較強(qiáng)的包容性，使得水中的懸移物和淤泥能夠沉淀于填石縫中，從而有利于自然植物的生長，使其逐步恢復(fù)原有的生態(tài)環(huán)境。綠濱墊具有高強(qiáng)度的抗腐蝕性、穩(wěn)定性、持久性，工程造價(jià)更經(jīng)濟(jì)。

所以經(jīng)過比較，此次設(shè)計(jì)選用了綠濱墊護(hù)岸。

6 結(jié)語

工程的實(shí)施加強(qiáng)了白塔堡河的行洪能力，提升了河流的水質(zhì)，進(jìn)一步完善了河道的防洪體系，穩(wěn)固了岸線，明確了河道管理范圍，恢復(fù)了河道的生態(tài)環(huán)境，對該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了有力的推進(jìn)作用。