山西省桑干河河道干流重點(diǎn)段治理工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

董 俐

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 山西太原030024）

1 桑干河治理段現(xiàn)狀

治理段目前河道淤積嚴(yán)重，主槽萎縮，河勢(shì)多變。防洪標(biāo)準(zhǔn)不足5年一遇，不僅危及兩岸村莊和沿河耕地的安全，而且影響著冊(cè)田水庫(kù)的水質(zhì)和水量。桑干河沿河兩岸大量從河道內(nèi)采砂，在河道內(nèi)大量種植各種作物以及修建臨時(shí)引水工程，致使桑干河河道千瘡百孔，河勢(shì)紊亂，輸水行洪不暢。

2 工程建設(shè)任務(wù)與規(guī)模

2.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)的確定

本次工程治理段為桑干河干流。桑干河干流從太平窯水庫(kù)壩下至兩省交界處，經(jīng)過(guò)朔城區(qū)、山陰縣、應(yīng)縣、懷仁縣、大同縣、陽(yáng)高縣，重點(diǎn)對(duì)沿河兩岸的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊進(jìn)行防護(hù)。

根據(jù)《海河流域綜合規(guī)劃》、《朔州市城區(qū)總體規(guī)劃2003～2020》、《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—94） 及《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286—98）中的規(guī)定，確定桑干河防洪標(biāo)準(zhǔn)治導(dǎo)線按20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，本次治理堤防斷面（主要保護(hù)沿線村莊）按10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

2.2 治理任務(wù)與建設(shè)內(nèi)容

桑干河干流治理段始于太平窯水庫(kù)壩下，終于晉冀兩省交界的尉家小堡，治理段河道長(zhǎng)148.68 km（不包括東榆林水庫(kù)庫(kù)區(qū)長(zhǎng)度9.2 km和冊(cè)田水庫(kù)庫(kù)區(qū)長(zhǎng)度32.32 km）。

主要任務(wù)：保護(hù)沿河兩岸33個(gè)村莊的生命財(cái)產(chǎn)，使沿河村莊防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到10年一遇；調(diào)整理順紊亂的河道，控制河槽擺動(dòng)，穩(wěn)定主槽流路，減少河岸坍塌，減輕水流對(duì)岸邊和灘地的沖刷。

建設(shè)內(nèi)容：①對(duì)桑干河干流東榆林水庫(kù)下游至新橋段長(zhǎng)70 km的河道主槽進(jìn)行疏浚、清障、封堵汊口；②對(duì)沿線河道兩岸的村莊重點(diǎn)保護(hù)段加固或新建堤防，堤防各段總長(zhǎng)度71.73 km，達(dá)到10年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)；③對(duì)支流入河口進(jìn)行整治，新建堤防長(zhǎng)度7.35 km；④修建險(xiǎn)工、控導(dǎo)工程，布置護(hù)岸丁壩299條，護(hù)灘壩11.24 km。

3 工程布置與主要建筑物設(shè)計(jì)

3.1 工程總體布置

本次桑干河河道治理工程布置如下：

桑干河干流河道治理工程主要有堤防工程、險(xiǎn)工控導(dǎo)工程、支流入河口防護(hù)工程、河槽整治工程。

本次桑干河干流河道治理范圍從太平窯水庫(kù)壩下至陽(yáng)高縣尉家小堡村，河道長(zhǎng)約190.2 km。該段有源子河、木瓜河、黃水河、渾河、口泉河和御河等主要支流匯入桑干河干流。本段河道太平窯水庫(kù)下游至固定橋?qū)倨皆秃拥溃瑑?cè)田水庫(kù)下游至尉家小堡為山區(qū)型河道。

主要建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)和工程等級(jí)如下：桑干河干流防洪標(biāo)準(zhǔn)10%、Ⅴ等5級(jí)；源子河泉源出露區(qū)5%、Ⅳ等4級(jí)；源子河壅水建筑物Ⅴ等5級(jí)。

3.1.1 桑干河堤防布置

本工程對(duì)桑干河治理段全段河道治導(dǎo)線進(jìn)行規(guī)劃，確定主要規(guī)劃參數(shù)。在此基礎(chǔ)上對(duì)沿河兩岸村莊以及險(xiǎn)工段進(jìn)行新建或加固堤防，堤防總長(zhǎng)度為71.73 km，使其達(dá)到10年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)。

新建堤防根據(jù)河道的變化特征、兩岸地形和主要支流的匯入位置，具體布置位置如下：

（1）東榆林水庫(kù)壩下—西朱莊：該段河長(zhǎng)53.9 km，縱坡0.6‰，河道一般寬約200～400 m。其中在安榮橋至西朱莊之間，河道的擺幅較大，河道多彎曲，具有游蕩性和蜿蜓型的特點(diǎn)。本段除東榆林水庫(kù)下游西寺院附近有護(hù)村堤外其余均無(wú)堤防。（2）西朱莊—新橋：該河段全長(zhǎng)36.24 km，縱坡0.5‰，河床寬約500～1000 m。本段現(xiàn)狀無(wú)堤防，且主槽蜿蜒橫向水流長(zhǎng)度較大。（3）新橋-固定橋段：該段全長(zhǎng)約23.74 km，河床寬約500～1500 m，縱坡0.4‰。本段在吉家莊至固定橋段現(xiàn)有堤防，堤防長(zhǎng)度4 km左右。根據(jù)以上布置本次新建堤防長(zhǎng)度71.73 km。

3.1.2 險(xiǎn)工、控導(dǎo)工程布置

（1）東榆林水庫(kù)壩下—西朱莊：該段河長(zhǎng)53.9 km，縱坡0.6‰。本次主要是在西寺院村、東鄯河村、岳莊村、梁亭村等村莊以及彎道處，在新建堤防基礎(chǔ)上依堤布設(shè)并新建丁壩7處，共143座。對(duì)于主槽彎道沖刷嚴(yán)重的彎道凹岸采用平順式護(hù)岸，本段共布置13處，共設(shè)護(hù)岸長(zhǎng)6.52 km。（2）西朱莊—新橋：該河段全長(zhǎng)36.24 km，縱坡0.5‰。本次在鄭莊和新莊等4處布置依堤丁壩，共116座；在主槽彎道沖刷處設(shè)置護(hù)岸工程11處，共計(jì)長(zhǎng)度為4.72 km。（3）新橋—固定橋段：該段全長(zhǎng)約23.74 km，縱坡0.4‰。由于本段主槽較為順直，未對(duì)主槽進(jìn)行防護(hù)；依堤設(shè)丁壩1處，共新建40座。

本次險(xiǎn)工控導(dǎo)工程布置丁壩12處，共計(jì)299座；布置護(hù)岸長(zhǎng)度11.24 km。

3.1.3 控導(dǎo)工程布置

在灘面高程較高的崩岸段及汊流河道處。控導(dǎo)工程采取的主要工程措施為沿水流方向布設(shè)鉛絲籠重力式擋墻結(jié)構(gòu)型式，主要依灘而設(shè)，布置長(zhǎng)度從上段不崩處開(kāi)始，到下段不崩處為止。壩高為2.4 m，其中主槽底高程以上1.6 m，基礎(chǔ)埋深0.8 m，頂寬1.0 m，底寬2.0 m。為防止洪水淘刷，在基礎(chǔ)前采用鉛絲籠護(hù)腳，寬度為4.0 m。護(hù)岸工程總長(zhǎng)11.24 km。

3.2 桑干河治理主要建筑物設(shè)計(jì)

3.2.1 堤防設(shè)計(jì)

桑干河干流段堤防采用土堤，堤頂寬度為4 m，兼作道路，以利于工程管理維護(hù)和防洪搶險(xiǎn)。

堤防設(shè)計(jì)針對(duì)不同的斷面分別采用以下幾種型式：①重力式擋墻堤防，采用漿砌石結(jié)構(gòu)，該型式主要布置在河岸比較陡峭凹岸以及險(xiǎn)工、險(xiǎn)段布置丁壩處，共布置堤防6處，總長(zhǎng)3.89 km。結(jié)構(gòu)型式為頂寬0.6 m，背坡直立，迎水坡為1：0.5，為滿(mǎn)足沖刷深度及凍深要求，基礎(chǔ)底面高程布置在灘面以下2.1 m，采用M10漿砌石砌筑，墊層采用C15素混凝土，墻體設(shè)排水孔，呈梅花型布置，孔徑100 mm，采用反濾布包裹。②漿砌石斜坡式堤防，該型式主要布置河道彎道段凹岸，共布置堤防9處，總長(zhǎng)11.87 km。結(jié)構(gòu)上采用堤防迎水面邊坡為1：3，背水面邊坡為1：2，迎水面采用漿砌石護(hù)坡，坡面厚度均為0.5 m，坡頂采用漿砌石砌護(hù)，寬度為0.8 m厚度為0.5 m，基礎(chǔ)為2.0 m×0.8 m，墊層采用C15素混凝土；背水坡采用草皮護(hù)坡。堤防填筑前需對(duì)原堤防進(jìn)行基礎(chǔ)清理，清基厚度不小于0.2 m。堤防填筑材料采用河道主槽開(kāi)挖料，但填筑料中不得含有植物根系、腐殖質(zhì)、磚瓦垃圾等雜質(zhì)；筑堤壓實(shí)要求非黏性土相對(duì)密實(shí)度不小于0.6，黏性土壓實(shí)度不小于0.9。③斜坡式土質(zhì)堤防，該型式主要布置在河道順直段，共布置堤防21處，總長(zhǎng)55.97 km。堤防迎水面邊坡為1：3，背水面邊坡為1：2,采用草皮護(hù)坡。堤防采用主槽開(kāi)挖土料填筑，堤防填筑要求同上。為了防止順沖及基礎(chǔ)凍融和淘刷，鉛絲石籠護(hù)底埋置在灘面高程以下1.5 m，灘面以上0.9 m，鉛絲籠共三層，每層厚0.8 m，垂直河道方向?qū)? m。

3.2.2 桑干河險(xiǎn)工、控導(dǎo)設(shè)計(jì)

為抗御水流淘刷堤防，在主流頂沖堤防處、主流靠近村莊與堤防穿越舊河槽處、堤防筑在河灘低洼地段依托堤防修建丁壩護(hù)岸工程，達(dá)到控導(dǎo)主流、穩(wěn)定河勢(shì)、固定險(xiǎn)工位置的要求。險(xiǎn)工護(hù)岸選用能適應(yīng)河床下沉變形而自身又比較穩(wěn)定的鉛絲石籠丁壩，共計(jì)299座。采用下挑、非淹沒(méi)式丁壩。丁壩長(zhǎng)10 m，丁壩間距20 m。丁壩軸線與水流方向夾角一般采用30°，第一道丁壩和最后幾道丁壩根據(jù)水流條件適當(dāng)加長(zhǎng)，夾角采用30°～60°。丁壩斷面采用3層臺(tái)階式梯形斷面，層高0.8 m，頂層寬2 m，中層寬3.6 m，底層為適應(yīng)沖刷塌落，保護(hù)丁壩主體，上下游側(cè)、壩頭加寬部分長(zhǎng)度均按河床沖刷深度的1.5倍考慮，取3 m。

控導(dǎo)工程主要布置在灘面高程較高的崩岸段及汊流河道處。控導(dǎo)工程采取的主要工程措施為沿水流方向布設(shè)鉛絲籠重力式擋墻結(jié)構(gòu)型式，主要依灘而設(shè)，布置長(zhǎng)度從上段不崩處開(kāi)始，到下段不崩處為止。壩高為2.4 m，其中主槽底高程以上1.6 m，基礎(chǔ)埋深0.8 m，頂寬1.0 m，底寬2.0 m。為防止洪水淘刷，在基礎(chǔ)前采用鉛絲籠護(hù)腳，寬度為4.0 m。護(hù)岸工程總長(zhǎng)11.24 km。

3.2.3 桑干河支流入河口設(shè)計(jì)

支流入河口堤防一般由干流河道堤防向支流兩岸延伸200～700 m，小支溝一般延伸50～100 m，考慮到支流入河口干流洪水在支流的回水，在支流與干流堤防的連接段采用干流堤防的高程，堤防斷面形式同干流堤防。根據(jù)布置支流入河口堤防長(zhǎng)度為7.35 km，其中上游側(cè)堤防3.45 km，下游側(cè)堤防3.9 km。其支流有：大鹽房溝、御河支流、小溝、黃水河、木瓜河、渾河、口泉河。上游側(cè)堤防共計(jì)3450 m，下游側(cè)堤防共計(jì)3900 m。

3.2.4 主槽整治設(shè)計(jì)

本工程主要對(duì)東榆林水庫(kù)—新橋的中水主槽進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度為70 km，河槽深1.0～1.6 m，清淤總量為466萬(wàn)m3。東榆林水庫(kù)壩下—西朱莊，整治寬度為70～130 m；西朱莊—新橋，整治寬度為110～135 m，開(kāi)挖土方對(duì)主槽兩側(cè)50 m范圍內(nèi)的深坑進(jìn)行回填平整。在東榆林水庫(kù)—新橋段主槽疏浚的同時(shí)，將河流分汊處對(duì)其中相對(duì)流量較小的一支流進(jìn)行封堵，理順河槽主流流勢(shì)，堵汊長(zhǎng)度為1615 m。封堵汊口處采用鉛絲石籠以固定主槽，鉛絲石籠后回填卵石混合土，鉛絲石籠平鋪三層，第一層基礎(chǔ)置于河底以下0.8 m深，采用2 m×0.8 m斷面；第二層置于第一層上，高度取0.8 m，寬1.5 m；第三層置于第二層上，寬1 m。

4 結(jié)論

工程建成后，可將山西省桑干河河道部分河段防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到10年一遇，調(diào)整理順紊亂的河道，控制河槽擺動(dòng)，穩(wěn)定主槽流勢(shì)，減少河岸坍塌岸灘沖刷，有效改善治理區(qū)下游水質(zhì)，對(duì)該段河道兩岸村莊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要的支撐作用。