徐薇 韓強(qiáng) 劉曉紅 鄧鳳銘

摘要：在廣場東溝上游修建谷坊，起到緩蓄、消峰、防洪、保泉的作用，保障下游濟(jì)南城區(qū)的安全。

關(guān)鍵詞：谷坊，城市防洪

引言

濟(jì)南地勢南高北低，在遇到較大雨量的降雨時(shí)往往在北部低洼地區(qū)發(fā)生澇災(zāi)，民間有“大雨大淹，小雨小淹”的說法，反映出發(fā)生澇災(zāi)的頻繁性。其成因主要有：自然地勢、排澇排水系統(tǒng)不完善、出口河道水位偏高，造成頂托、城市化帶來的影響等等。

濟(jì)南城市中上游高差較大，洪水下泄快，以粘土和風(fēng)化巖層為基本裸露層面，保水性質(zhì)差。而中下游地區(qū)坡度平緩，地勢低洼，上游洪水易積聚在膠濟(jì)鐵路、小清河沿線等低洼地帶，不易排出，從而形成澇災(zāi)。

根據(jù)濟(jì)南市防洪規(guī)劃的有關(guān)設(shè)計(jì)原則，濟(jì)南市城市防洪，上游以緩蓄為主，中游以分流疏導(dǎo)為主，下游以疏泄為主。充分發(fā)揮現(xiàn)有城市防洪設(shè)施的防洪能力，上游山區(qū)水、土、農(nóng)、林結(jié)合；中游溝渠、交通、環(huán)境綠化及城市排水相結(jié)合，下游滯洪蓄水與澇洼地區(qū)改造相結(jié)合。

1. 廣場東溝概況

廣場東溝南起金雞嶺， 北至南圩子壕，總匯水面積9.57平方公里，根據(jù)《濟(jì)南市城市防洪治澇規(guī)劃》，南圩子壕處河道百年一遇防洪流量約為108m3/s。

廣場東溝南段位于濟(jì)南市南部山區(qū)，北靠金雞嶺，東臨西姑山。周邊用地以高檔居住社區(qū)為主，主要有銀豐山莊，陽光舜城，國華東方美郡等居住區(qū)，建筑以別墅和多層住宅建筑為主。此處與旅游路相接，旅游路是濟(jì)南市迎全運(yùn)的重要景觀道路，歷陽大街是舜耕路南段進(jìn)入舜湖社區(qū)和通向旅游路的必經(jīng)之路。

該段河道位于濟(jì)南市城區(qū)的上游，坡度大（可達(dá)5％），水流急，給下游城區(qū)的防洪設(shè)施造成極大的壓力，“7.18”大雨時(shí)，該段地形坡度大，造成洪水形成速度快，短時(shí)間內(nèi)大量超出河道排洪能力的洪水在山水溝處蓄積溢流至護(hù)城河，給人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重?fù)p失。因此考慮在此段河道設(shè)谷坊，這不僅能調(diào)蓄洪峰，延時(shí)排放，使洪水不至于在短時(shí)間內(nèi)集中下泄，對中下游排洪溝道造成較大壓力，對城市安全構(gòu)成威脅，而且還是保水保泉，涵養(yǎng)水源，增加地下水的補(bǔ)給，利于農(nóng)業(yè)水利灌溉的一項(xiàng)綜合措施。起到緩蓄、消峰、防洪、保泉的作用，保障下游城區(qū)的安全。

2. 谷坊設(shè)計(jì)

2.1. 谷坊的作用

谷坊橫截山洪溝后，由于抬高了水位，減緩了水力坡降與流速，起到緩蓄、消峰、防洪的作用，有效地減輕山洪對下游城市的威脅；同時(shí)，洪水中挾帶的泥砂在谷坊前沉積下來，水流從溢流口溢出后集中進(jìn)行消能；由于降低了流速和沖刷能力，從而防止了溝底下切和溝壁坍塌，有效地減小了山洪的破壞力和含砂量。

2.2. 工程等別

按規(guī)范《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，依據(jù)廣場東溝谷坊保護(hù)城市的重要程度和人口數(shù)量，確定建筑物級(jí)別為2級(jí)。

2.3. 地勘

勘區(qū)位于山前傾斜平原中上部的溝谷內(nèi)，場地土類型為中軟場地土，建筑場地類別為I～I(xiàn)I類。場地內(nèi)無崩塌、滑坡、泥石流、地下采空區(qū)等不良地質(zhì)現(xiàn)象，未發(fā)現(xiàn)影響場地穩(wěn)定性的其它不良地質(zhì)作用。建筑場地處于可進(jìn)行工程建設(shè)的一般地段，屬較穩(wěn)定的建筑場地。

地下水埋藏較深，在勘探深度范圍內(nèi)未見地下水。

2.4. 工程地質(zhì)情況

1、地形、地貌：擬建場區(qū)第四系地貌單元為山前傾斜平原中上部。自然地面標(biāo)高為106.0～130.0m。

2、地基巖性：擬建場區(qū)地層為第四系沖洪積成因的填土、碎石土、下伏奧陶系灰?guī)r，自上而下分別為塊石填土、碎石、石灰?guī)r。場地內(nèi)無滑坡、泥石流、地下采空區(qū)等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

3、地震：擬建場區(qū)地震烈度為6度。

2.5. 谷坊的平面設(shè)計(jì)

廣場東溝南段溝底坡度大，坡度為0.013～0.05。考慮溝底坡度，每隔100～200m設(shè)谷坊一座，共設(shè)6座。根據(jù)兩岸標(biāo)高及谷坊分布，谷坊高度為2～3m。

谷坊兩端與現(xiàn)狀擋墻、土坡或山體相接。當(dāng)壩體與土坡連接時(shí)，壩坡應(yīng)不陡于1：1.5；與巖石邊坡連接時(shí)應(yīng)不陡于1：0.5。由于現(xiàn)狀河道兩側(cè)擋墻設(shè)計(jì)時(shí)未考慮長時(shí)間浸泡，另外考慮到安全問題蓄水不易太深，因此，在谷坊上距底1.0、1.2m的位置設(shè)1～2個(gè)泄水孔（0.6m×0.5m），使蓄水在1～2小時(shí)左右的時(shí)間內(nèi)通過泄水孔排出。

2.6. 谷坊的剖面設(shè)計(jì)

谷坊包括上游護(hù)底、谷坊、消力池及海漫。護(hù)底采用300mm厚漿砌石；谷坊采用M7.5水泥砂漿砌Mu30毛石，溢流面為300厚C25混凝土面層，面層下設(shè)100厚C15素混凝土墊層；消力池采用下挖式消力池，鋼筋混凝土底板厚500mm，底板下設(shè)100mm厚C15素混凝土墊層；海漫為500mm厚漿砌石。

谷坊上游面為階梯形，下游面則由頂部曲線段、中間直線段、反弧段三部分組成。

頂部曲線是控制流量的關(guān)鍵部位，常選用WES曲線。WES曲線將頂部曲線分為上游段、下游段。上游段曲線采用三圓弧曲線，下游段則為冪曲線，其方程為：

中部直線段與壩頂曲線和下部反弧段相切，坡度為1：0.6。

反弧段作用是使水流平順地與下游水面銜接。反弧半徑應(yīng)結(jié)合下游消能考慮，不同消能方式半徑不同。

2.7. 清基要求

現(xiàn)狀谷坊位置處第一層為塊石填土，厚度為0.70～4.90m，由于地基承載力不滿足要求，應(yīng)完全清除，超挖部分采用砂石換填。

3. 結(jié)束語

谷坊建成幾年來，起到了很好的緩蓄、消峰、防洪、保泉的作用，為保障下游濟(jì)南城區(qū)的安全做出了貢獻(xiàn)。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。