瀘水吉安縣段防洪工程設計綜述

周賢茂

（吉安縣水利局，江西 吉安 343100）

1 工程概況

瀘水吉安縣段防洪工程位于吉安縣浬田鎮、固江鎮、梅塘鎮境內，治理河段位于吉安縣禾水支流-瀘水河處，為江西省主要支流治理項目。瀘水為禾水流域內最大的支流，涉及蓮花、永新、安福、吉安縣和吉安市吉州區。流域南鄰禾水及其支流，西毗禾水，北依南坑水、袁水及其支流、同江、橫石水。

瀘水浬田段、固江段、梅塘段河道曲折，尤其是固江段、浬田段河道彎道較多，凹岸處河道沖刷嚴重，對岸邊公路、農田及村莊存在較大威脅，局部河道較窄，河段河道坡降平緩，浬田段沂塘村附近河道中間有一江心洲，江心洲的存在導致兩側河道束窄，河道右岸岸坡侵蝕沖刷嚴重；梅塘段舊居村、斂溪村附近河岸沖刷厲害，局部河岸已坍塌，工程區現無防洪設施，在汛期時受瀘水洪水淹沒，洪澇災害頻繁發生；浬田段、固江段、梅塘段沿河一帶村莊較多，人口密集，河岸邊坡部分較陡，易發生崩塌。

2 工程總體布置

瀘水吉安縣段整治總長20.50km，治理河段始于浬田鎮S224吉安縣與安福縣交接處，終于梅塘鎮斂溪村處,新建護岸全長12.08km，拆除重建電灌站4處。

2.1 河道護岸布置

對迎流頂沖、急流傍岸，直接威脅岸坡安全的河段，采用平順護岸形式進行處理。護岸由水下固腳工程和水上護岸兩部分組成。水下固腳工程主要分為C20混凝土矮擋墻固腳和拋石固腳，水上護岸主要分為干砌塊石護岸和生態砌塊護岸。

2.2 涉河建筑物

對現有岸坡護岸，會破壞現有岸邊電灌站，考慮到現有岸邊四處電灌站存在年久失修、老舊破損的情況，本次綜合考慮將岸邊現有電灌站拆除并重建，在樁號K6+740、K17+205、K18+086、K18+525位置拆除重建電灌站，泵房面積27.84m2，采用磚混結構，泵房內布置一15KW水泵。

3 護岸工程

瀘水吉安縣段為天然河道，河道” S” 型段較多，部分邊坡基巖裸露岸坡穩定，大部分為土質邊坡，處在迎流頂沖位置較多，岸坡沖刷嚴重。根據現場調查和實測資料分析， 對迎流頂沖、急流傍岸，直接威脅岸坡安全的河段，采用平順護岸形式進行處理。護岸由水下固腳工程和水上護岸兩部分組成，水下固腳工程主要分為C20混凝土矮擋墻固腳和拋石固腳，水上護岸主要分為干砌塊石護岸和生態砌塊護岸。設計枯水位+0.5m高程以上采用干砌塊石護岸和生態砌塊護岸，設計枯水位+0.5m高程以下部分采用拋石固腳和C20混凝土矮擋墻固腳。

拋石固腳：拋石體頂高程為設計枯水位以上0.5m，拋石體內側設置C20混凝土基腳，拋石體頂寬2m（包括基腳頂寬），拋石坡度為1：2，干砌塊石護岸C20混凝土基腳尺寸為0.5m×1.0m（寬×高），生態砌塊護岸C20混凝土基腳尺寸為0.5m×1.0m（寬×高）［1］。C20混凝土矮擋墻固腳：固腳頂高程為設計枯水位以上0.5m或者高于0.5m，固腳采用C20混凝土，矮擋墻頂寬0.7m，高1.5～2.0m，迎水面坡度為1:0.8，背水面垂直，底部設置0.5m厚底板，迎水面開挖面采用塊石回填防沖。

干砌塊石護岸：岸坡陡于1:2.0的，將岸削成1:2.0再護岸；岸坡緩于1:2.0的按原坡護岸；護岸塊石厚度0.35m，下設砂礫石墊層0.10m，干砌塊石護岸頂采用C20混凝土壓頂，壓頂厚0.15m。生態砌塊護岸：岸坡陡于1:2.0的，將岸削成1:2.0再護岸；岸坡緩于1:2.0的按原坡護岸；生態砌塊為自鎖式生態砌塊，厚度0.12m，下設砂礫石墊層0.10m，生態砌塊內回填種植土，護坡表面撒草籽，自鎖式生態砌塊護岸頂采用C20混凝土封邊梁，封邊梁厚0.4m［2］。各段具體護岸設計情況見表1。

表1 瀘水河道護岸設計情況表

4 涉河建筑物

現有岸邊四處電灌站存在年久失修、老舊破損的情況，本次綜合考慮將岸邊現有電灌站拆除并重建。

4.1 建筑物級別及防洪標準

1）設計灌溉流量：

經計算，各電灌站設計流量成果見表2所示。

表2 電灌站設計流量計算

2）設計水位：

為確定電灌站的設計揚程，并合理地選擇機組和選定機組安裝高程，需分析電灌站進、出水池水位。

各電灌站進、出水池水位成果見表3。

表3 電灌站進、出水池水位成果

4.2 電灌站總揚程、水泵選型、安裝高程計算

本次以沂塘電灌站為例計算。

1）泵站凈揚程：

凈揚程：泵站設計提水水位為55.07m，出水池設計水位為61.20m，泵站凈揚程為6.13m。

2）水泵水頭損失計算：

a）進水管路沿程水頭損失

式中：hfs為進水管路沿程水頭損失，m；f為管材摩阻系數，查規范，鋼管取6.25×105；L1為管長，m，進水管長L=18m；Q1為管道設計流量，m3/s；d為管內徑，mm；m為流量指數，查規范，鋼管取1.9；b為管徑指數，查規范，鋼管取5.1；

b）吸水管路局部水頭損失：

吸水管路的局部水頭損失組成由進水喇叭口1個，90°鋼制彎頭1個，11.31°鋼制彎頭2個，閘閥1個，管徑均為400mm。

式中：ξ0為吸水管進口喇叭口局部阻力系數，取0.2；ξ1為DN150鋼制90°彎頭局部阻力系數，單個取0.98；ξ2為DN150鋼制11.31°彎頭局部阻力系數，單個取0.0094；ξ3為DN150閘閥局部阻力系數，取0.17；

a）壓水管路沿程水頭損失：

式中：hfd為壓水管路沿程水頭損失，m；f為管材摩阻系數，查規范，鋼管取6.25×105；L2為管長，m，吸水管長L=13m；Q2為管道設計流量，m3/s；d為管內徑，mm；m為流量指數，查規范，鋼管取1.9；b為管徑指數，查規范，鋼管取5.1；

b）壓水管路局部水頭損失：

壓水管路的局部水頭損失組成由90°鋼制彎頭1個，閘閥1個，管徑均為125mm。

式中：ξ4為DN125鋼制90°彎頭局部阻力系數，單個取0.98；ξ5為DN125閘閥局部阻力系數，取0.17；

所以壓水管路水頭損失：

所以管路總水頭損失：

3）泵站總揚程：

泵站總揚程=泵站凈揚程+管路總水頭損失=10.4m。

4）水泵選型：

在不減少原電灌站規模的情況下，對新建水泵進行選型，根據選型原則，初選用型號為IS150-125-250B型離心泵，配套電機型號為160L-4/15，水泵額定流量約0.0474m3/s（47.4L/s），額定揚程為14.6m，必需汽蝕余量為3.0m［4］。

5）水泵安裝高度：

水泵安裝高度HX=10-吸水管路水頭損失-必需汽蝕余量=10-1.088-3.0=5.912m。

6）水泵安裝高程H泵安=H提水位+HX=55.07+5.912=60.98。結合現場實際地形情況并考慮一定富余［5］，水泵安裝高程可適當降低調整，本次沂塘電灌站水泵安裝高程為58.65m，低于60.98m的安裝高程，滿足要求，各電灌站水泵安裝高程見表4。

表4 電灌站水泵安裝高程表 m

4.3 工程布置

電灌站由進水池、泵房、進出水管、出水池、水泵機組組成。泵房面積27.84m2，采用磚混結構，泵房內布置一臺15KW水泵，揚程14.6m，進水管采用DN150鋼管，出水管采用DN125鋼管。水泵初擬選用一臺IS150-125-250B型離心泵，配套電機型號為160L-4/15，額定揚程為14.6m，額定流量為0.0474m3/s（47.4L/s），泵房在原址重建，采用磚混結構，遭遇大洪水時，村民需將電機拆卸，放于村莊民房安全處，防止電機被淹。

5 結 語

文章針對瀘水吉安縣段河道現狀存在的險情進行加固設計。對迎流頂沖、急流傍岸，直接威脅岸坡安全的河段進行護岸處理，護岸由水下固腳工程和水上護岸兩部分組成；水下固腳工程主要分為C20混凝土矮擋墻固腳和拋石固腳，水上護岸主要分為干砌塊石護岸和生態砌塊護岸；對現狀年久失修、老舊破損的四處電灌站進行拆除重建設計，電灌站拆除重建設計內容包括新建磚混結構泵房，更換水泵、電機、進出水鋼管等機電設備，并對電灌站揚程、水泵選型、水泵安裝高程等進行了詳細的計算、分析。

工程實施后，河道岸坡抗沖刷能力增強，生態環境變美，對岸坡及后側居民區起到一定的保護作用；電灌站拆除重建后將增大區域排澇能力，也會進一步改善吉安縣的投資環境與人們的生活環境。