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龙口市泳汶河横断面设计方案比选

2012-07-08曹贻佼

山东水利 2012年4期
关键词:河槽滩地堤顶

曹贻佼,张 燕

(1.龙口市水务局,山东 龙口 265701;2.龙口市水利建筑安装工程有限公司,山东 龙口 265718)

龙口市泳汶河荣乌高速路至簸栾段治理工程位于龙口市中部平原区,泳汶河中游段,南起泳汶河与荣乌高速公路交汇处上游100 m,北至簸栾桥,桩号7+700~12+180,全长4.48 km,桩号0+000 位于北邢家水库溢洪道出口处。

1 治理缘由

泳汶河流域内河道窄而浅,属典型的雨源山溪性河流,暴雨强度大,洪峰持续时间短,河水暴涨暴落,很容易形成洪涝灾害。泳汶河河道经过长年运行,工程退化、老化、破损严重,堤防年久失修,有些河段河堤滩地残缺,甚至没有滩地,河道人为侵占吞填、杂草丛生,河床内种植树木和庄稼、采挖河砂、倾倒垃圾现象严重,河道行洪能力大大降低,达不到20年一遇设计洪水标准,有些河段甚至不足10年一遇,给河道行洪安全带来极大隐患。

近年来,随着经济迅速的发展,泳汶河现状河道远远满足不了新形势的发展要求,河道现状必须尽快得到改善。

本次规划治理段位于泳汶河的中游,由于过度采砂,河床下降,加之河槽未进行护砌,导致河滩冲刷严重,部分河道无堤防,行洪障碍多,局部河滩冲刷严重,出现多处险工险段,河道的防洪能力明显下降。而且该段沿河两岸人为侵占吞填现象严重,工厂、养殖场、各种作坊较多,向河道内倾倒垃圾现象极为严重。同时,荣乌高速公路、牟黄公路、胶东调水渠道、德龙烟铁路等重要设施从该段河道穿过。因此,对该段河道进行综合治理,已显得十分必要和紧迫。

2 现状河道过水能力核算

按20年一遇洪水标准核算河道过水能力。现状河道断面不规则,根据《水力计算手册》,并参考工程经验,取主河槽糙率为0.03,滩地和大堤内坡因种植有农作物或草、灌木,综合糙率取0.035。通过现状河道水面线计算堤顶高程可知,考虑波浪爬高、风雍水面高度、安全加高等堤顶超高,部分河堤段计算堤顶高程不满足规范要求,现状河道防洪标准达不到20年一遇标准。

3 工程布置方案比选

3.1 河道横断面设计方案

方案一:采用单式梯形断面工程方案。两岸内坝坡坡比1∶2,外坝坡坡比1∶1.5,堤顶高程为50年一遇设计洪水位加波浪爬高、最大风雍水面高度及安全加高。两岸边坡采用干砌方块石进行护砌,护砌顶高程为50年一遇洪水位。方块石护坡以上至堤顶采用草皮护坡。

方案二:复式断面工程方案。主河槽护砌采用干砌方块石,坡比1∶1.5,高2.7 m,护砌顶高程为设计滩地高程,滩地宽6 m,内坝坡坡比为1:2,外坝坡坡比1∶1.5,堤顶高程为50年一遇设计洪水位加波浪爬高、最大风雍水面高度及安全加高。滩地以上至堤顶采用草皮护坡。两个工程方案比较如表1。

由表1 可以看出,方案二较方案一土方量大但砌石量小,投资省,且复式断面在较多的河道治理中采用,复式断面的最大优点是小洪水从主河槽泄洪,较大洪水时,滩地可以利用。综合考虑以上因素,结合泳汶河现状,推荐选用方案二。

表1 泳汶河河道治理工程方案比较表(长100 m 的河道)

3.2 主河槽护砌方案

河道的主河槽护砌初步拟定了生态型护坡和传统型护坡两种类型,并提出了四个方案进行比较。

1)生态袋护坡方案。主河槽按设计岸线进行开挖、修整,两边坡采用生态袋种草护坡,护坡厚度0.23 m,袋内填充种植土并混播草籽,下层为回填土夯实,边坡比为1∶1.5,护坡基础为M7.5 浆砌块石结构,基础深2 m(见图1)。

图1 生态袋护坡方案

2)植生性生态混凝土预制块护坡方案。两边坡采用植生性生态混凝土预制块内种草护坡,预制块表面和块隙间铺置0.05 m 厚混有黏合剂的种植土,内含草籽,球形混凝土预制块厚度0.25 m,下设0.08 m 厚粗砂土混合垫层,底层为0.2 m 厚腐殖土压实,其余同方案一(见图2)。

生态型护坡特点:以生态功能为主导,兼具防洪功能;以绿化为主对地面扰动小,利用植被根系加固河床,工程破坏性小等。

3)干砌方块石护坡方案。主河槽按设计岸线进行开挖、修整,两边坡采用干砌方块石护坡,坡比1∶1.5,护砌长度4.41 km,护坡石厚度0.2 m,下设0.15 m 厚碎石垫层和一层300 g/m2土工布,基础为M7.5 水泥砂浆砌块石,深2 m,压顶为预制C15 混凝土,单块长1 m。间隔10 m 设排水管为Φ50 塑料管。压顶每50 m 去一块,位置与坝内坡排水沟一致,以便滩地顶面排水(见图3)。

图2 植生性生态混凝土预制块护坡方案

图3 干砌方块石护坡方案

该型式护坡的特点:以防洪功能为主,固定河道走向,裁弯取直部分河道,保证行洪能力;工程硬质护坡为主,保证河道的稳定性,防治洪水对两岸的冲刷,排除隐患等。

4)浆砌方块石护坡方案。两边坡采用浆砌方块石护坡,护砌为M10 水泥砂浆砌方块石镶面,其余同方案3。

通过对以上断面设计方案,结合实际情况,在顺直河段以100 m 为单位长度的一侧河槽基础,从工程量、投资、优缺点等几方面进行方案比选。

通过比较以上4个方案,生态型护坡造价相对传统型护坡造价较高,且北方植被生长周期短,在冬春季节的生态型护坡景观效果并不好,生态型护坡的耐久性也有待更深入的试验来确定,部分工艺不太成熟。干砌方块石护坡虽然较为传统,但目前应用广泛,造价低,施工工艺成熟,可以就地取材,也具有一定的透水性,护砌部分长期浸没水中,抗冻融性好,不易老化,因此主河槽护砌选择干砌方块石护坡方案作为本项目的设计方案。

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