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河道综合治理与防洪体系建设

2021-04-16吴建勇

陕西水利 2021年3期
关键词:总长度护岸江河

吴建勇

(江西省水投咨询集团,江西 南昌 330096)

0 引言

河道综合治理是当下河道治理工程的发展趋势和未来的发展方向[1],其以尊重自然规律为前提,因地制宜,充分利用河道自我修复功能,把人与自然共处理念贯穿于整个治理工程。传统河道治理模式相对单一,在设计、施工和治理过程中将侧重点放在防洪功能的实现上,难以保障河道整体效益的发挥。本文结合工程实例深入分析河道综合治理模式。

1 工程概况

袁河是赣江下游左岸的一级支流,发源于萍乡市芦溪县武功山金顶北麓,河流自源头东江河向北流经麻田、银河等地,至宣风与沂水会合后流入宜春市境。袁河主河全长273 km,全流域面积6196 km2,平均坡降1.10‰,袁河在萍乡市境内的河长为52.0 km,流域面积为728 km2。历次山洪爆发冲毁了河道沿线多处河堤、陂坝、农田、桥梁、道路、房屋,给当地造成较大的经济损失,原有的防洪体系已失效,对景区环境无正面导向。河道现状航拍图见图1,具体表现为:①河岸坍塌,河道改道,河床砂卵石淤积严重,两岸农田、房屋损毁严重,影响洪水排泄。②河道两岸原有自然生态护岸遭到严重破坏,易造成水土流失,污染水质及生活环境。③河道两岸农田沟渠、陂坝大多损毁严重,严重影响河道两岸百姓生产、生活用水。④河道两岸桥梁、沿河道路损毁严重,大多无法通行,影响河道两岸百姓出行。

图1 东江河现状航拍图

2 河道综合治理措施

武功山景区近年常发生大洪水,河道原有岸坡防护体系已失效,有必要重新设置河道防护体系。因此,河道治理原则为以防洪安全为主,兼顾生态景观、河道沿线供水、灌溉、发电等取水要求。综合布置河道疏浚、护岸堤防、拦河陂坝以及附属排洪涵管、取水农渠等工程建设内容。

根据东江河存在的问题,治理河道总长度8.0 km。其中河道疏浚长度7.64 km,占治理河段总长度的95%。东江河左岸分九段进行防护,防洪总长度5.54 km,占治理河段总长度的69%;东江河右岸分九段进行防护,防洪总长度6.27 km,占治理河段总长度的78%;拦河陂坝共设计有18 座,其中现有陂坝8 座,新建陂坝10 座,另有2 座为河道陡降部位进行防护加固,在蔡家中桥以上河道两岸布置绿道6.8 km。

2.1 护岸堤坝

河道岸坡护岸主要采用墙式护岸或坡式护岸方案。坡式护岸优点对地基要求最低,且护坡具有一定的适应地基变形能力,可就地取材,造价相对较低;缺点是工程占地较多。墙式护岸优点是占地面积较小;缺点是对地基要求相对较高,基础处理费用较大,工程造价相对较高。本工程根据所在位置地形条件、抗冲要求等因素,河岸地势较开阔、人口和房屋少、抗冲能力要求低的堤段,为节省工程投资,采用坡式护岸型式;而在河岸边居民密集区、农田较多、岸坡坡顶有交通公路经过、抗冲要求高的地段,采用墙式护岸方案。

(1)护岸A 型堤坝

A 型护岸采用斜仰式挡墙,挡墙材料采用C20 埋石混凝土结构,挡墙高度控制一般为3.0 m,其中1.5 m 埋入河底,冲刷深度以下,确保冲刷安全;挡墙迎水面坡比1∶0.2,背水面坡比1∶0.2,墙顶宽度1.2 m,墙底考虑提高抗水流陶刷能力,设置一个长1.0 m、厚0.8 m 的墙趾,加上墙趾后,墙底宽度为2.5 m。为降低挡墙内侧水压力,在墙体设置一排排水孔,排水孔直径DN75 mm,间距3.0 m。主要分布在东江河上游黄狗冲两条支流上,桩号分别为左岸支流左侧D0-110.0 m~东江河干流D0+050.0 m,右岸支流左侧D0-100.0 m~东江河干流D0+050.0 m,以及两条支流之间岔口部位,护岸A 型总长度为519.0 m。

(2)护岸B 型堤坝

B 型护岸下部斜仰式挡墙与护岸A 型基本一致,挡墙高度一般为1.5 m(不含基础1.5 m),采用C20 埋石混凝土结构。为节约投资,上部采用坡式结构,坡面坡度1∶2,采用M10 浆砌石护面,浆砌石厚度根据抗冲能力计算后确定采用53.7 cm,折算成水平厚度为1.2 m。B 型护岸下部挡墙及上部护坡均埋设置一排排水孔,排水孔直径DN75 mm,间距3.0 m。主要分布在东江河左岸共4 段,长度合计4217.0 m;右岸共3 段,长度合计4128.0m。

(3)护岸C 型堤坝

C 型护岸为贴坡混凝土护岸,贴坡混凝土高度根据所在河段水面线确定,一般为3.0 m。贴坡采用50 cm 厚C25 钢筋混凝土护坡,混凝土与基岩间采用锚杆进行锚固,锚杆直径25 mm,深入岩石3.0 m,间排距1.5 m。为提高抗冲能力,贴坡混凝土基础深入河底岩石内1.0 m,并在河底设置1.5 m 长的护脚。为降低挡墙内侧水压力,在墙体设置一排排水孔,排水孔直径DN75 mm,间距3.0 m。主要分布在东江河左岸,分布桩号为:D3+900~D4+075,共1 段,长度合计180.0 m;右岸分布桩号为:D3+830~D4+055,共1 段,长度合计211.0 m。

(4)护岸D 型堤坝

D 型护岸采用衡重式挡墙,挡墙材料采用C20 埋石混凝土结构,挡墙高度控制在大于4.0 m,其中1.5 m 埋入河底,确保基础位于冲刷线以下。挡墙墙顶宽0.5 m,迎水面坡比1∶0.05,背水面衡重台以上坡比1∶0.44,衡重台以下坡比1∶0.25,衡重台宽0.8 m。墙底考虑提高抗水流陶刷能力,设置一个长1.0 m、厚0.8 m 的墙趾。为降低挡墙内侧水压力,在墙体设置一排排水孔,排水孔直径DN75 mm,间距3.0 m。分布在东江河左岸共2 段,长度合计766.0 m;右岸共4 段,长度合计1795.0 m。

2.2 河道疏浚及清障

清淤疏浚工程是指通过人工或者机械将河道内阻水的淤泥、砂石、垃圾等清理出河道,以恢复或扩大过水断面,提高行洪排涝能力,增强水体流动性,改善水质等。清障工程主要是指对河道内影响防洪、景观的障碍物采取相应的清除措施,保障河道泄洪通道畅通无阻。

河道清淤疏浚工程结合现有河势进行,有宽有窄,清淤疏浚后河道畅洪,本次整治清淤疏浚7.64 km。整治河道桩号分布:D0-120.0~6+300.0、D6+900~D7+950。除河谷狭窄段,疏浚后河道渠化横断面整体最小底宽取为25 m,河道疏浚砂卵石用于堤防填筑及混凝土骨料生产。

2.3 拦河陂坝

东江河拦河陂坝共设计有18 座,其中现有陂坝8 座,新建陂坝10 座,现有8 座陂坝中有3 座进行修复改造。拦河陂坝河床高程以上堰高1.0 m~3.0 m,考虑河底高程以下抗冲刷稳定需要,设置2.0 m 的齿槽,陂坝总高度为3.0 m~5.0 m。堰体高度考虑兼顾河道沿线供水、灌溉,以及河道稳定固沙需要,下部1.0 m 堰高采用实体结构,上部0.5 m 堰高采用梳齿结构,梳齿深50 cm,梳齿宽度考虑拦蓄30 cm 以上卵石需要采用30 cm,间隔30 cm 设一个梳齿,梳齿开孔率50%。拦河陂坝下游面采用台阶式消能,台阶平均宽度1.2 m,高度一般在30 cm~60 cm。

为防止水流对拦河陂坝陶刷,陂坝下游面后接一段水平护坦,护坦长度根据消能水跃长度计算确定,一般在5.5 m~11.5 m之间。拦河陂坝的标准横断面结构见图2。拦河陂坝长度与所在部位的河道宽度一致,要求景观需要,在上游段拦河坝轴线可采用平面折线型、曲线型等型式。拦河陂坝材料采用C25 钢筋混凝土结构。

图2 东江河道拦陂坝典型横剖面图

3 结语

本次河道治理以防洪安全为主,兼顾生态景观以及河道沿线供水、灌溉、发电等要求。通过对河道采用清淤疏浚、河底稳定化、岸线固化等措施,整体推进、着力恢复和提升了东江河段防洪能力;通过设计河道两岸堤坝断面,布置绿色人行步道铺设,两侧植树、种花草等配套工程,改善河道的生态环境;通过重建已损毁陂坝,恢复河道两岸百姓生产、生活用水,助力武功山景区经济、生态、环境可持续发展。

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