淺析古浪古浪河流域綜合治理工程河道堤防設(shè)計(jì)

麻海玉

(古浪縣古浪河水管處,甘肅武威 733100)

淺析古浪古浪河流域綜合治理工程河道堤防設(shè)計(jì)

麻海玉

(古浪縣古浪河水管處,甘肅武威 733100)

物流園區(qū)段是古浪縣古浪河流域綜合整治工程的重要組成部分。河道整治工程的總體布置在以利行洪的前提下兼顧了古浪縣計(jì)劃新區(qū)規(guī)劃建設(shè)；堤身設(shè)計(jì)按坡式、壩式、墻式等防護(hù)型式四種方案進(jìn)行了比選。設(shè)計(jì)方案實(shí)施后，運(yùn)行情況良好，堤防工程設(shè)計(jì)方案合理。

水利工程 堤形選擇 坡式 壩式 墻式等防護(hù)型式

1 工程概況

古浪河是內(nèi)陸河流域石羊河水系的一條主要支流，流域面積883km2，古浪河上游主要支流有黃羊川河、龍溝河，下游支流有柳條河。其中龍溝河為古浪河的最大支流，由發(fā)源于烏鞘嶺主峰西毛毛山北麓的小龍溝河和發(fā)源于天?？h大泉頭的磨河。上游高山發(fā)育著原始森林，植被較好，中、下游兩岸山坡植被較差，生態(tài)環(huán)境脆弱。流域?yàn)殚L(zhǎng)條形，主溝長(zhǎng)35km，寬8km，河道縱坡32‰，地勢(shì)南高北低，海拔在1900～2900m之間。中部山前平原地帶海拔在1733～2568m之間。氣溫隨高程變化而變化，降水隨高程增加而增加。本工程共治理河道長(zhǎng)度15.8km,包括鄉(xiāng)村防護(hù)段、縣城防護(hù)段和物流園區(qū)段，按照各河段設(shè)計(jì)洪水的不同分為5段治理。

2 堤線的布置

堤防設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為兩岸堤防的建設(shè)，為了確保沿規(guī)劃控制岸線加固堤防，疏浚河道，堤線力求平順，避免出現(xiàn)折線或急彎，使水流暢順，以利行洪；以規(guī)劃控制岸線為基礎(chǔ)，盡量結(jié)合現(xiàn)有的道路，減少拆遷，以降低工程造價(jià)；在滿足防洪的基礎(chǔ)上，堤形布置體現(xiàn)以人為本的規(guī)劃理念。

3 堤防工程設(shè)計(jì)

3.1 堤距確定

防洪堤合理堤距的確定是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，需進(jìn)行多方案的比較，可依據(jù)河道穩(wěn)定寬度、設(shè)計(jì)洪峰流量、河道天然比降、河道轉(zhuǎn)彎角度等因素確定。合理堤距確定應(yīng)滿足安全、經(jīng)濟(jì)、通暢的要求，同時(shí)根據(jù)河相關(guān)系，不改變河道形態(tài)，盡量少占耕地或不占地，所選堤距應(yīng)大于穩(wěn)定河寬，并且根據(jù)具體情況，多方面綜合考慮，最后確定堤距。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘及實(shí)測(cè)情況，項(xiàng)目區(qū)河道寬度在30～100m范圍之間，按造床流量計(jì)算出最大穩(wěn)定河寬25.9m，據(jù)安全、經(jīng)濟(jì)、通暢、合理的原則，合理堤距基本維持現(xiàn)狀河堤，為滿足整體河勢(shì)平順的要求，盡量少占用耕地和荒地。

3.2 新建防洪堤堤型比選

堤岸一般有坡式、壩式、墻式等防護(hù)型式，三種防洪堤均能有效防護(hù)岸坡淘刷、坍塌，以達(dá)到保護(hù)河岸農(nóng)田及沿岸居民的安全。根據(jù)已建工程的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合古浪河各段河道實(shí)際地形條件，對(duì)三種防洪堤進(jìn)行比選。

墻式(重力式)護(hù)岸多適用于河道狹窄，堤外無灘易受水流沖刷的坎岸地段，其護(hù)岸結(jié)構(gòu)多采用漿砌塊石砌筑，穩(wěn)定性好，但墻身斷面較大，圬工量大，對(duì)基礎(chǔ)條件要求高。以磨河段堤高2.5m，基礎(chǔ)埋深1.5m的典型斷面進(jìn)行計(jì)算，墻式(重力式)護(hù)岸每公里工程造價(jià)約125萬元。

坡式護(hù)岸適應(yīng)于灘地河床填方堤壩，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工工藝不復(fù)雜，維修養(yǎng)護(hù)較容易，圬工量小等特點(diǎn)。能較好地適應(yīng)地基條件，整體穩(wěn)定性較好；能有效的吸收波能，對(duì)強(qiáng)風(fēng)浪區(qū)有較強(qiáng)的適應(yīng)性；當(dāng)?shù)赜休^豐富的砂礫石料，部分淤積河段疏浚河槽時(shí)開挖的砂礫石可用來填筑河堤，筑堤材料能就地取材。同樣以堤高2.5m，基礎(chǔ)埋深1.5m的典型斷面進(jìn)行計(jì)算，堤防工程每公里造價(jià)約為100萬元，護(hù)岸工程每公里造價(jià)約為77萬元。

從穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)角度考慮，坡式護(hù)岸優(yōu)于墻式(重力式)護(hù)岸。浙江省《河道生態(tài)建設(shè)技術(shù)規(guī)范》DB33/1038-2007中提出，河道護(hù)岸橫斷面首選斜坡式護(hù)岸，其次為墻式(重力式)?？梢娦逼率阶o(hù)岸適應(yīng)性較廣。從實(shí)際運(yùn)行分析，古浪河治理段大多屬于灘地河床，地形較開闊，修建砂礫石填筑的梯形斷面斜坡式防洪堤能較好地達(dá)到工程建設(shè)目的，因此設(shè)計(jì)階段將坡式護(hù)岸作為主要的工程措施，但因部分河段河道狹窄，河岸緊靠?jī)砂斗课?，受地形限制無法修建坡式護(hù)岸，故這部分河道防護(hù)采用墻式(重力式)護(hù)岸。

3.3 堤岸護(hù)坡材料的比選

防洪堤護(hù)岸形式綜合考慮安全、耐久、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、景觀等因素確定。常用的有植物護(hù)坡、堆石(含鐵絲網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)、纖維網(wǎng))護(hù)坡、干砌石護(hù)坡、漿砌石護(hù)坡、砼護(hù)坡。工程區(qū)干旱少雨蒸發(fā)量大，多年平均降水量361.8mm，蒸發(fā)量1783.8mm，不宜采用植物護(hù)坡；堆石護(hù)坡體積較大，當(dāng)?shù)貕K石較缺，粒徑較大的卵石或漂石需從河道中人工揀集(含量約占15%)，不宜采用；干砌石護(hù)坡斷面較漿砌石或砼大，整體性差，在河岸線較長(zhǎng)的情況下管理難度較大，當(dāng)管理不善時(shí)護(hù)坡干砌石有可能被他人作為料源竊走利用，因此本工程未考慮干砌石護(hù)坡。

坡式護(hù)岸材料采用漿砌石和砼兩種方案比選，漿砌石護(hù)岸具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗凍脹、抗泥石流沖擊性能好，但墻身斷面大，圬工量較大，對(duì)基礎(chǔ)條件要求高，經(jīng)分析，每公里造價(jià)約為110萬元。砼護(hù)岸具有墻身斷面較小，具有一定抗凍脹、抗?jié)B能力，結(jié)構(gòu)輕巧，整體性好，且圬工量小等優(yōu)點(diǎn)，每公里造價(jià)約為77萬元。

墻式(重力式)護(hù)岸材料仍選用漿砌石和砼兩種方案比選，經(jīng)分析，漿砌石護(hù)岸每公里造價(jià)約為125萬元，砼護(hù)岸每公里造價(jià)約為154萬元。

對(duì)以上幾種防洪堤護(hù)坡材料從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后，坡式護(hù)岸推薦砼護(hù)岸型式，墻式(重力式)護(hù)岸推薦漿砌石護(hù)岸型式。

3.4 堤頂高程確定

依據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286—98)和《工程建設(shè)強(qiáng)制性條文·水利工程部分》規(guī)定，防洪堤安全超高為防洪堤安全加高值加上設(shè)計(jì)波浪爬高和設(shè)計(jì)風(fēng)雍增水高度，利用古浪河的多年平均最大風(fēng)速和修堤后河道各控制斷面的水力特性，根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行堤頂超高和波浪計(jì)算。

依據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286—98)第2.2.1條和《工程建設(shè)強(qiáng)制性條文·水利工程部分》規(guī)定，4級(jí)不允許越浪的堤防安全超高取0.6m，5級(jí)不允許越浪的堤防安全超高取0.5m。

4 結(jié)語

古浪縣古浪河河道治理工程先后經(jīng)專家多次論證而確定。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，針對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的實(shí)際地質(zhì)條件，加強(qiáng)基礎(chǔ)處理，工程主體結(jié)構(gòu)按照既定設(shè)計(jì)方案施工后，工程運(yùn)行情況良好，因此，堤防工程總體設(shè)計(jì)方案合理。