某河道防洪治理工程設(shè)計要點

徐佩劍

（中及御龍建設(shè)有限公司，河南 南陽 473000）

1 工程概況

潦河發(fā)源于伏牛山南側(cè)余脈的九里嶺，自北向南流經(jīng)臥龍區(qū)安皋鎮(zhèn)、潦河鎮(zhèn)、陸營鎮(zhèn)、英莊鎮(zhèn)、新野縣歪子鎮(zhèn)，至樊集鄉(xiāng)匯入白河，全長約102 km，新野縣段全長10.50 km。

河道治理工程樁號為0+130～1+125，長995 m。該段河道整體比較順直，局部呈“S”型，河谷坡度緩，較平坦，呈“U”型谷。一般河槽寬約40～60 m，深3～6 m。河床兩岸地勢較平坦，左岸岸頂高程103.00～106.30 m，右岸103.30～106.20 m，河底高程94.30～96.80 m。河床平整度差。屬北亞熱帶地區(qū)，年平均降水量755.10 mm。

潦河防洪標準10年一遇。防洪工程V等，主、次要和臨時建筑物5級。護岸工程的合理使用年限為30年。

2 防洪水位確定

2.1 河道水面線計算原理及方法

①河道水位基本方程。恒定非均勻漸變流能量方程為：

②水位推算方法。運用水面線基本方程式，并將河道劃分為適宜計算河段后，水面線推算即可逐段由下游向上游推算。

2.2 建筑物壅水

2.2.1 水位低于橋板下緣按堰流計算

式（3）～（5）中：μ——流量系數(shù)，μ=μ1·μ2；μ1——與橋進出口有關(guān)的流量系數(shù)；μ2——與橋墩形狀有關(guān)的流量系數(shù)；ω——過水斷面面積；Q、ΔZ——橋下過流流量及上游水位壅高值。

2.2.2 水位高于橋面分為孔流和堰流兩種情況

首先判斷流態(tài)為孔流或堰流，橋下凈空為e，上游水深H，若e/H<0.65，則橋下為孔流，橋上部分按寬頂堰流，若e/H>0.65，則橋下的過流仍為堰流，過水面積扣除橋板梁所占的面積，按式（2）計算。

橋下孔流時采用公式：

式（3）～（5）中：m孔——孔流量系數(shù)，m孔=0.6－0.18e/H；σS——淹沒系數(shù)，由ΔZ/H、e/H查圖求得；B——橋孔總長度；b——橋引橋長度，HX橋上堰流水深，hs橋下堰上水深。σc——由hs/Hx查淹沒系數(shù)表。

試算Ho求得與Q 相應的ΔZ，即為橋的壅高值。工程范圍內(nèi)潦河涉水建筑物為G55高速橋、鄭萬高鐵橋。

2.3 河道水面線起始水位確定與水面線推算成果

①起始水位確定。此次起始斷面選用治理段下游400 m處，樁號1+800，起始水位采用已批復實施的南陽市臥龍區(qū)潦河英莊鎮(zhèn)北高營至前英莊段河道治理工程中該處10年一遇水位103.67 m。②水面線推算成果。運用水面線基本方程，并將河道劃分為適宜計算河段后，由下游向上游逐段推算。水面線推算采用百圖軟件程序計算?，F(xiàn)狀河道主槽糙率可取0.032，灘地糙率取0.04；設(shè)計河道主槽糙率可取0.03，灘地糙率取0.038。計算結(jié)果此略。

3 清障工程設(shè)計

按照《水利部辦公廳關(guān)于開展全國河湖“清四亂”專項行動的通知》相關(guān)標準和有關(guān)要求，積極開展“清四亂”整治活動，對清除的廢棄物及垃圾進行妥善處置，逐步退還河湖水域生態(tài)空間，恢復河流水系自然面貌。

潦河清障工程主要為河道廢棄橋梁，位于樁號1+020，其通行功能已由樁號1+055 丘莊橋替代。廢棄橋梁基礎(chǔ)為灌注樁，橋板為鋼筋混凝土簡支板，橋長50 m，寬2.20 m，單跨8.30 m，共6跨，拆除鋼筋混凝土量為211.60 m3。

4 疏浚工程設(shè)計

4.1 設(shè)計原則

①安全性：遵循河道演變規(guī)律，做到因勢利導，滿足河道行洪安全的要求。②穩(wěn)定性：疏挖區(qū)根據(jù)綜合治理工程總體布局合理確定，疏挖后使河槽和岸線保持穩(wěn)定。③一致性：疏挖斷面設(shè)計應充分考慮上下游銜接的一致，不盲目擴大或縮窄河道。④協(xié)調(diào)性：根據(jù)實測的河道縱橫斷面資料，保證已建橋梁橋墩不懸空，保證滿足常水位對河道景觀的要求并結(jié)合現(xiàn)狀河段比降而定。

4.2 疏浚內(nèi)容

此次潦河馮莊段治理工程對樁號0+300～1+125段河道進行疏浚，疏浚河道長825 m，平均疏浚深度1 m，疏浚土方5.31萬m3。

為保證現(xiàn)狀涉河建筑物的安全，對于涉河建筑物上下游50 m范圍內(nèi)不進行疏浚。

4.3 砂石處置

河道疏浚產(chǎn)生的砂石資源，按照有關(guān)法律法規(guī)和水利部《河道采砂管理指導意見》處置。工程施工時，項目建設(shè)業(yè)主與中標施工單位簽訂砂石接管協(xié)議；招標文件中明確：砂石資源交由交縣政府及相關(guān)部門進行公開依法處置，確保國有資產(chǎn)交易“公開、公正、規(guī)范”。

5 護岸工程設(shè)計

5.1 設(shè)計原則

①岸線盡量利用現(xiàn)有滿足要求的護岸。②左右岸兼顧，盡量保證河道自然形態(tài)。③岸線布置盡量平順連接。④修建護岸工程制止洪水淘蝕灘地，解決水土流失、植被破壞問題。

5.2 現(xiàn)狀及險情

潦河彎多岸陡，多處存在凹岸頂沖現(xiàn)象；潦河洪水期水流具有陡漲陡落的特點。水位上漲時，水勢兇猛，對河岸破壞性較大；此時若雨水較多，在雨水浸泡和河水沖刷雙重作用下極易形成塌岸，特別是土質(zhì)較差的迎流頂沖段，崩岸更為嚴重?？菟?，在地下水形成的動水壓力及彎道水流作用下，岸坡坍塌也較為嚴重。查勘潦河馮莊村段，選取樁號0+130～1+125段河道右岸新建護岸長995 m進行工程防護。

5.3 護岸設(shè)計的方案比選

①現(xiàn)澆混凝土護岸?，F(xiàn)澆C20 混凝土護坡厚12 cm，其下粗砂墊層厚10 cm。混凝土護坡板縱橫向每隔2 m 設(shè)分縫，縫填聚乙烯閉孔泡沫板。每塊板中部設(shè)1 孔Φ110 mmPVC 排水管，管后設(shè)50 cm×50 cm土工布（400 g/m2）包扎，并設(shè)碎石反濾包。岸頂設(shè)50 cm×60 cm 漿砌石壓頂，坡腳設(shè)Mu60M7.5 漿砌石護腳，頂寬40 cm，底寬90 cm，埋深1.50 m，護腳外側(cè)設(shè)3 m寬40 cm 厚雷諾護墊水平防沖鋪蓋。②漿砌石護岸。漿砌石厚30 cm，下部粗砂墊層厚10 cm，底部鋪設(shè)400 g/m2土工布一層。岸頂設(shè)50 cm×60 cm 現(xiàn)澆C20 混凝土壓頂，坡腳設(shè)Mu60M7.5漿砌石護腳，頂寬40 cm，底寬90 cm，埋深1.50 m，護腳外側(cè)設(shè)3 m寬40 cm厚雷諾護墊水平防沖鋪蓋。③雷諾護墊護岸。30 cm 厚雷諾護墊，下設(shè)碎石墊層及400 g/m2土工布。岸頂設(shè)50 cm×60 cm現(xiàn)澆C20 混凝土壓頂，坡腳設(shè)Mu60M7.5 漿砌石護腳，頂寬60 cm，底寬110 cm，埋深1.50 m，護腳外側(cè)設(shè)3 m 寬40 cm 厚雷諾護墊水平防沖鋪蓋。④膜袋混凝土護岸。采用15 cm厚矩形膜袋混凝土護坡，下設(shè)400 g/m2土工布。岸頂設(shè)50 cm×60 cm現(xiàn)澆C20混凝土壓頂，坡腳設(shè)6 m寬25 cm厚鉸鏈型膜袋護腳。以上4類護岸型式的優(yōu)缺點對比表此略。

綜合比較，現(xiàn)澆混凝土護岸造價最低，但砂層內(nèi)滲水不易及時排出，易使板塊隆起，排水失效時岸坡易破壞；漿砌石護岸雖造價較低，但易損壞；膜袋混凝土施工方便，整體性好，但造價較高，生態(tài)效果差；雷諾護墊護岸造價最高，但其整體性好、排水迅速；考慮工程的長期安全運行、河道生態(tài)需求、現(xiàn)場地理地形條件，此次工程采用雷諾護墊護岸。

5.4 護岸設(shè)計

5.4.1 雷諾護墊護坡+格賓擋墻護坡（共120 m）

護坡型式適用于樁號0+130～0+250段河道右岸。該段護岸上部采用雷諾護墊護坡，厚30 cm，坡比1∶2，下鋪10 cm厚碎石墊層及400 g/m2土工布，岸頂設(shè)C20混凝土壓頂（尺寸50 cm×60 cm），下部為格賓網(wǎng)箱擋墻，高5 m，頂寬1 m，底寬5 m，下設(shè)0.60 m 厚，6 m 寬C25 混凝土底板，基礎(chǔ)迎水面設(shè)齒墻，埋深1.50 m。同時在護腳前增設(shè)雷諾護墊水平防沖鋪蓋（長3 m，厚0.40 m），鋪蓋下設(shè)1.10 m厚拋石。

5.4.2 雷諾護墊護坡（共875 m）

護坡型式適用于樁號0+250-1+125 段河道右岸。雷諾護墊護坡厚30 cm，坡比1∶2，下鋪10 cm厚碎石墊層及400 g/m2土工布，岸頂設(shè)C20 混凝土壓頂（尺寸50 cm×60 cm），坡腳處設(shè)Mu60M7.5漿砌石護腳埋深1.50 m，頂寬0.60 m，底寬1.10 m，迎水坡坡比1∶0.50，墻趾高0.50 m，護腳前增設(shè)雷諾護墊水平防沖鋪蓋（長3.00 m，厚0.40 m），鋪蓋下設(shè)1.10 m厚拋石。

5.4.3 安全警示牌

安全警示牌共4 個，高3.10 m，由混凝土基礎(chǔ)、鋼管立柱、標示板3部分組成。

6 結(jié)語

綜上所述，工程概況，推求河道洪水水面線確定防洪水位，河道防洪清障、疏浚及護岸工程設(shè)計等方面綜合設(shè)計。