臨朐縣五井石河嵩山段防洪治理工程設(shè)計

衣曉菲

（臨朐縣嵩山水庫運行維護中心，山東 臨朐262604）

五井石河亦稱小石河，為彌河一級支流，發(fā)源于沂源縣米山子溝村，由臨朐縣嵩山生態(tài)旅游區(qū)南界入臨朐境，流經(jīng)嵩山、五井、冶源4個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的24個村莊，于冶源鎮(zhèn)北店村南匯入彌河，是一條以防洪為主的河流。五井石河干流全長36.5 km，流域面積364 km2，平均比降1/150，河道位于山丘區(qū)，河道比降較陡。

1 工程概況

臨朐縣五井石河嵩山段防洪治理工程起點為臨朐縣嵩山水庫溢洪道出口，終點為馬莊橋，涉及河道長度共7.081 km。防護對象主要包括沿線村莊、道路、農(nóng)田及橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施，沿線保護人口約0.7萬，各類耕地面積約733.33 hm2。

2018年汛期“摩羯”“溫比亞”臺風期間，石河嵩山段沿線擋墻、房屋、道路、橋梁等遭受較嚴重破壞，河道暴露出了行洪能力不足、岸坡防護不全、跨河建筑物建設(shè)標準低等問題。治理段河道為山區(qū)河道，洪水歷時短，洪峰流量大，對沿線村莊、農(nóng)田、道路造成極大安全隱患。

2 河道存在問題

2.1 河道行洪障礙物較多，阻水嚴重

河道內(nèi)原有漫水橋建設(shè)標準偏低，跨度小，總凈寬不足，汛期行洪極易被漂浮物淤堵，由于橋孔淤堵已導致多次洪水暴漲的情況。此外，鄰近村莊河道邊坡多處建有臨時性房屋、棚舍，侵占河道行洪斷面，增加河道行洪壓力。

2.2 建筑物病險問題較多，存在安全隱患

治理范圍內(nèi)多處漫水橋及河岸擋土墻等建筑物，由于建設(shè)標準偏低，加之多年運行、風化、凍融和地基沉降等，出現(xiàn)了大量砂漿、砌石或混凝土面層剝落，結(jié)構(gòu)開裂甚至坍塌等明顯破損現(xiàn)象，存在較大安全隱患。

2.3 防洪標準不足

洪水期間，洪水漫灘至沿河道路處，行洪水深達1 m左右。兩岸基本無堤防，洪水淹沒范圍較大，對周邊農(nóng)田、村莊及公路等造成極大威脅。

3 河道治理工程設(shè)計

該河段防洪治理工程總長7.081 km。防洪標準按10年一遇（P=10%）。主要包含河道整治、河道護岸、青石崖村邊坡防護及沿河段建筑物的改建新建工程。

3.1 河段治理方案比選

1）河道治理方案選擇。一是裁彎取直，讓河道順直而下，從而保證泄洪通暢無阻礙，治理河段兩岸規(guī)整，便于后期規(guī)劃開發(fā)利用。缺點是擾動土方較多，對周圍環(huán)境破壞較大，投資也較多。

二是維持治理河段現(xiàn)狀河勢，根據(jù)現(xiàn)狀對其進行適當?shù)暮拥组_挖拓寬和邊坡的削補坡。擾動土方較少，周圍環(huán)境最少的變動，保持了治理河段的自然彎曲狀態(tài)。缺點是仍然會存在急轉(zhuǎn)激流險段，不能從根本上改善治理河段的過流能力。

三是治理河段中泓盡量與現(xiàn)狀河段主槽相吻合，在保留河道蜿蜒多變形態(tài)的前提下，并適當裁彎取直，減少現(xiàn)狀存在的凹凸岸等險工，保留彎道的同時修正轉(zhuǎn)彎半徑，保證水流平順，降低凹凸岸水流紊亂淘刷。缺點是擾動部分河堤，對現(xiàn)有河岸有局部破壞。

但河道治理不能僅僅滿足于行洪排澇等傳統(tǒng)功能，簡單的為了治河而治河。在保證行洪河道首要功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)注意對河道天然河形、生態(tài)系統(tǒng)等的保護與修復，減少工程措施對河道自然形態(tài)的人為生硬干擾痕跡，體現(xiàn)人水和諧現(xiàn)代化生態(tài)治水理念。為此，河道斷面設(shè)計時盡可能保持自然特性，注重與周邊環(huán)境及生態(tài)景觀相協(xié)調(diào)。因此，綜合現(xiàn)場的詳細勘測，根據(jù)地形和河勢，選擇了第三種方案。

2）河段治理布局。根據(jù)河段現(xiàn)狀、地質(zhì)特點、區(qū)域概況綜合考慮布置，選擇施工方案難度小、占地少、土料滿足路基填筑要求區(qū)段進行疏浚開挖。根據(jù)各河段具體地形及過流能力推算，設(shè)計河底寬度15～50 m，清淤疏浚以不小于控制底寬為原則對主槽進行按曲線自然化邊線進行開挖（局部河段受現(xiàn)有建筑物限制保持現(xiàn)狀），河道疏浚邊坡1∶2，在滿足過流能力的前提下，局部可根據(jù)實際地形酌情調(diào)整。

根據(jù)現(xiàn)狀河底自然比降、沿線各建筑物河底高程，以盡量保持現(xiàn)狀比降為原則，疏浚過程中挖高不填低，對高于設(shè)計河底高程段進行挖除，低于設(shè)計河底高程段保持現(xiàn)狀。開挖深度0~2.2 m。本次清淤治理后河底平均比降為0.011 4，與現(xiàn)狀比降基本一致。疏浚保持現(xiàn)狀河道蜿蜒曲折、寬窄變化不一天然河道特色，采用曲線自然化邊線，橋梁節(jié)點或灘地較寬處對主槽進行適當拓寬處理，增加節(jié)點水體面積，提高觀賞價值。

3.2 水工建筑物布局

本工程河道護岸工程主要包括河道清淤后對現(xiàn)狀河岸擋墻加固及新建護岸擋墻。治理過程中在深入分析河道各段特點的基礎(chǔ)上，綜合考慮防護范圍、保護對象的重要性、地質(zhì)條件、施工條件及區(qū)域位置等各方面因素，因地制宜，結(jié)合工程實際，分段制定治理方案，確定新建護岸擋墻形式。最終新建漿砌石仰斜式擋墻2 400 m，新建漿砌石俯斜式擋墻635 m，局部沖刷嚴重部位設(shè)置格賓石籠防護。

俯斜式擋土墻，結(jié)構(gòu)簡單，墻后回填土易壓實，施工難度小，臨水面直立，可以減小河段占地面積，在地基承載力滿足要求的情況下一般優(yōu)先選擇。仰斜式擋土墻截面經(jīng)濟，墻背所受的土壓力較小，墻背與開挖面邊坡較貼合，因而開挖量和回填量均較小，但仰角過大會造成施工模板支立困難。墻后填土不宜壓實，不便施工。

新建漿砌石擋土墻根據(jù)各分段工程的地質(zhì)、地形、回填等具體情況，綜合考慮經(jīng)濟等分段選擇了仰斜式和俯斜式擋土墻。

根據(jù)其特點，在可以大開挖、需要回填等的地段，選用俯斜式擋土墻，滿足工程要求的前提下能盡量少占用土地。在上面有縣道，坡比較陡也不能大開挖的岸坡段，選用仰斜式擋土墻，開挖削坡依坡砌筑，能避免回填，經(jīng)濟適用。

3.3 險工險段處理措施

本工程左岸青石崖村現(xiàn)狀邊坡存在滑坡風險，長度365 m，坡高8~10 m，坡比較陡，需對其進行防護?，F(xiàn)狀底部巖體未出露段長度264 m，防護型式為漿砌石仰斜式擋墻+掛網(wǎng)噴錨?，F(xiàn)狀底部巖體出露段長度101 m，防護型式為掛網(wǎng)噴錨，但應(yīng)比前者增加1排錨桿。

邊坡防護下部仰斜式擋墻外露面墻高2 m，M10漿砌石結(jié)構(gòu)，墻身設(shè)置排水孔，間距1.5 m梅花型布置。

邊坡防護上部采用掛網(wǎng)噴錨型式。為保證噴混凝土與巖土面粘結(jié)良好，要求施工時徹底清除表層草皮、腐殖土、耕作層、建筑垃圾及植物根系，且保證坡頂建筑物安全，清表厚度可根據(jù)實際情況調(diào)整。

普通錨桿采用全長粘結(jié)M25水泥砂漿錨桿，下傾20度，間距1.5 m梅花型布置；頂部2排錨桿長6 m，底部1排錨桿長3 m，中間1~3排錨桿長4.5 m，排數(shù)據(jù)實而定。掛網(wǎng)噴錨防護巖土體設(shè)置dn50塑料排水盲管，向外傾斜10度，間距2 m梅花型布置，管長2.5 m。

噴錨護坡每20 m設(shè)伸縮縫1道，縫寬2 cm，以閉孔泡沫板填充，應(yīng)與擋墻分縫錯開布置。

3.4 橋梁墩臺選擇

常見小型橋梁墩臺結(jié)構(gòu)型式通常采用鋼筋混凝土輕型墩臺、漿砌石重力式墩臺、樁柱式墩臺等型式。

1）鋼筋混凝土輕型墩臺。具有截面小，節(jié)約材料，占用橋梁跨徑小，有利于行洪過水，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強度高等優(yōu)點，但施工相對復雜，工期相對較長。

2）漿砌石重力式墩臺。施工簡便，施工進度快，但截面大，需要使用大量石材，占用橋梁跨徑較大，不利于行洪。

3）樁柱式墩臺。節(jié)省材料，但施工復雜，工期較長，承載力高，適用于地基承載力不高、有鉆孔條件地區(qū)。

方案選擇時優(yōu)先考慮盡量減少墩臺阻水，滿足河道過流要求。其次因地制宜，就地取材，便于施工養(yǎng)護等。結(jié)合本次治理段工程實際，綜合考慮地質(zhì)概況及石料供應(yīng)情況，本次橋梁設(shè)計采用了鋼筋混凝土輕型墩臺。

4 結(jié)語

臨朐縣五井石河嵩山段防洪治理工程解決了行洪能力不足、岸坡防護不全、跨河建筑物建設(shè)標準低等問題。工程設(shè)計在保證增加河道過流能力，提高河道防洪除澇標準，保護周邊農(nóng)田和群眾生命財產(chǎn)安全的前提下，綜合考慮了保護資源、修復生態(tài)、改善水環(huán)境等。其生態(tài)水利建設(shè)體現(xiàn)是生態(tài)城市建設(shè)的需要，也是社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。河道的設(shè)計斷面盡可能保持自然特性，注重與周邊環(huán)境及生態(tài)景觀相協(xié)調(diào)，營造親水環(huán)境，達到治理河段的安全性、舒適性的綜合目的。在滿足防洪、排澇及引水等河道基本功能的基礎(chǔ)上，因地制宜、充分利用現(xiàn)狀河道的形態(tài)、地形、水文等條件，構(gòu)建健康、完整、穩(wěn)定的生態(tài)河道，滿足了生態(tài)水利建設(shè)及可持續(xù)發(fā)展的需要。