汾河干流霍州城区段蓄水美化工程设计简述

2012-04-14刘春艳

山西水利 2012年12期

刘春艳

（太原市水利勘测设计院，山西太原 030002）

1 工程概况

汾河干流霍州城区段蓄水美化工程是临汾市百千米汾河治理与生态修复工程霍州段的一部分，工程自北向南横贯霍州主城区，是霍州市的一条主要防洪河道。截至1997年，主城区河道经裁弯取直后，按50年一遇防洪标准修建了约10 km的浆砌石防洪堤防，大大提高了抵御洪水灾害的能力。但仍存在河床淤积严重，部分河段防洪能力不足；西涧河入口下游居民生活污水直接排入汾河，严重污染汾河地表水，与城市建设发展极不协调；现有河道管理体制不健全，设施落后，缺乏有效的洪水预测预报系统等问题，亟需对该段河道进行整治。

2 工程建设必要性

汾河干流霍州城区段蓄水美化工程以霍州市城市总体规划为依据，充分考虑城市今后的发展，体现以人为本的设计理念，是实现霍州市经济社会与自然和谐发展，实施蓝天碧水战略的重点示范性工程。蓄水与美化相结合，不仅可以提高河道防洪能力，而且有利于当地自然生态环境的恢复。项目实施后，可改善城市环境，提升城市形象，促进人与自然和谐统一，推动经济社会持续、健康、快速发展。

3 工程范围与任务

该工程起点为姚村河入汾口上游400 m，终点为南涧河入汾口下游400 m，河道长4.6 km。工程建设任务是在满足河道防洪要求的前提下，本着“以人为本、人水和谐”的设计理念，在治理段河道内蓄水，与河道两岸景观绿化带相结合，美化两岸生态环境和人居环境，满足城市发展需要。主要工程有河道疏浚整治、新建防洪大堤工程、新建蓄水堤防工程、橡胶坝工程、库区防渗工程、排污工程、截渗工程、支沟口治理工程、滩地绿化工程及其他工程。

4 设计方案

4.1 总体布置

汾河干流霍州城区段沿河道两岸现状浆砌石堤防作为防洪大堤，全线疏浚整治，河道内新建蓄水堤防，修建5级橡胶坝进行蓄水美化，河道治理宽度150 m，蓄水宽度130 m，两侧各为10 m宽绿化带。

4.2 防洪堤防工程

工程治理段现状两岸防洪堤防基本完好，可满足河道行洪要求，仅在河道治理段终点上游右岸535 m无堤防处新建浆砌石重力式堤防。堤防高度5.8 m，顶宽 0.5 m，迎水面坡为 1∶0.2，背水面坡为 1∶0.3，基底放大脚宽0.8 m，基础厚1.0 m，基底水平，基础埋深1.5 m，基底宽度5.15 m。每隔10 m设一道伸缩缝，缝宽20 mm，缝内填充聚乙烯闭孔泡沫板，每隔3 m设排水孔2排，排水管采用直径100 mm的UPVC管，管口外斜3%，背水面管口设置无纺布包裹碎石反滤体。

4.3 蓄水堤防工程

现状堤防不能作为蓄水堤防使用，且全断面蓄水对防渗要求较高，设计在防洪堤内侧新建悬臂式钢筋混凝土蓄水堤防，蓄水堤防上安装景观栏杆。钢筋混凝土堤防混凝土标号C25，墙高2.0～3.2 m。基础埋深1.2 m，顶宽0.4 m，底板宽2.41～3.44 m，临水侧为直立墙，背水侧坡1∶0.1，底板厚0.4～0.6 m。每10 m设一伸缩缝，缝宽20 mm，缝内填充聚乙烯闭孔泡沫板，采用橡胶止水带止水。

4.4 橡胶坝工程

橡胶坝工程选用充水式橡胶坝，共布置5级。1号坝高2.5 m，2—5号坝高均为3 m，坝长均为130 m。1号坝布置在姚村河入河口上游100 m处，起拦污、挡沙作用。2—5号坝根据河底纵坡和蓄水长度，并结合两岸景观要求布置。橡胶坝分2跨布置，每跨长64.5 m。

橡胶坝基础底板为钢筋混凝土平底板，坝底板厚1.1 m，底板下铺设0.1 m厚的素混凝土垫层，上下游各设1.5 m深的齿墙以利抗滑稳定。顺水流方向长度：1号坝为9.0 m，2—5号坝为10.5 m。中墩、边墩均为C25钢筋混凝土，中墩基础总宽5.0 m，厚1.0 m，墩高3.2 m。边墩与上下游蓄水堤防相连接，边墩厚0.6 m，基础底板宽6.8 m。

橡胶坝采用动力充排与自排相结合的方式，控制室设在河道右岸，距堤防30～40 m。泵房长度21.8 m，宽7.7 m，层高4.5 m，基坑长17.0 m，宽7.7 m，深6.9 m，泵房全部为半地下式结构。1号橡胶坝上游设钢筋混凝土铺盖，长度为12 m，厚度0.5 m，铺盖下设0.1 m厚的素混凝土垫层。铺盖两端各设1.5 m深齿墙。因工程蓄水库区采用水平防渗，直接与2—5号橡胶坝底板相连，2—5号坝不另设铺盖。5号坝的消力池下游设45 m长的格宾石笼海漫，厚0.5～1.0 m，海漫后设长7 m、深1.5 m的堆石防冲槽。

4.5 库区防渗工程

根据地质资料，建筑物基础面以下平均约21 m处均为砂卵石层，渗透系数较大，达到0.003～0.06 cm/s，如不采取防渗措施，渗漏损失量很大。蓄水渗漏不仅使蓄水库区达不到所要求的蓄水效果，而且对两岸产生浸没影响，因此必须对蓄水库区进行防渗处理。

通过综合比较工程投资、水量损失、施工质量、施工难易程度等，本次设计选定水平防渗方案。

河道经整平碾压后，铺设复合土工膜，为保护土工膜不被硬物扎坏和洪水冲刷，其上设0.1 m粗砂垫层，再铺设0.2 m钢筋混凝土防冲面板，板中配直径8 mm，间隔250 mm的构造筋。防冲面板20 mm宽的伸缩缝间嵌聚乙烯闭孔泡沫板，防冲面板在保护土工膜不被水流冲刷破坏的同时，降低河槽糙率，以利于泄洪与排沙。

4.6 排污工程

整治河段左岸现状有排污设施，为了排放治理段右岸生活污水，设计在右岸现状防洪堤外侧埋设直径400 mm的HDPE双壁波纹管，并与现有城市污水管网衔接。从右岸西涧河入汾口下游处至汾河家具城，与现有污水管衔接；汾河大桥下游，右岸居民区终点埋设污水管由南至北至汾河大桥处，与上游污水管汇合穿越汾河，至左岸污水管网。两岸污水管汇合后，排放污水至下游污水处理厂。

工程埋设排污管总长1 333 m。为便于检修，排污管沿线每隔50 m设检查井1座，井径1 500 mm，井深5 m，共27座。排污工程施工完毕后，对现状路面进行恢复。

4.7 截渗管工程

为了减少两岸渗水对堤防的破坏，在两侧滩槽下埋设直径200 mm的混凝土滤水管截渗，管中心距离堤脚2 m，与堤脚平行布设。管外侧包裹无纺布，回填300 m厚粗砂。沿线布设截渗管井8座。每根截渗管距离内堤15 m，在2根纵向截渗管中间位置埋设1根横向截渗管，使2根纵向截渗管相连，把地下水排入下游河道。

4.8 支沟口工程

东岸的姚村河及西岸的西涧河入河口位于工程蓄水段内，蓄水工程完工后，姚村河、西涧河入汾河口处回水长度分别为入河口上游100 m，180 m处，工程设计对2条支沟口进行清淤疏浚，新建两岸蓄水堤防，河底水平防渗。其中姚村河入口堤高2.0 m，堤防长度225 m，西涧河入河口堤高2～2.7 m，堤防长度380 m。