藥曉磊
(和順縣水利局,山西 和順 032700)
和順縣河流分屬兩大流域(黃河流域和海河流域)、三大水系(汾河水系、子牙河水系和漳衛(wèi)南運(yùn)河水系)、四大主流(清漳東源、清漳西源、松溪河、木瓜河)及十三條支流。西部馬坊鄉(xiāng)為黃河流域,其主流木瓜河屬汾河水系,主要支流有里思河、西馬泉河和樹石河;縣境其余部分為海河流域,其中主流清漳東源與清漳西源屬漳衛(wèi)南運(yùn)河水系,松溪河屬子牙河水系。項(xiàng)目區(qū)處于和順縣東部,涉及三鎮(zhèn)一鄉(xiāng),分別為松煙鎮(zhèn)、青城鎮(zhèn)、李陽鎮(zhèn)和平松鄉(xiāng),包括12個村莊;項(xiàng)目共有10條大小不等的河道,分屬清漳東源和松溪河水系,均屬海河流域,總治理長度為16.4 km。
2016年7月18—20日,和順縣境內(nèi)遭遇強(qiáng)降雨侵襲,平均降雨量達(dá)到191 mm,其中最大降水站點(diǎn)青城鎮(zhèn)大雨門雨量站達(dá)到517.8 mm,成為和順縣氣象局1956年建立以來監(jiān)測到的最大值。在災(zāi)害最為嚴(yán)重青城鎮(zhèn)、松煙鎮(zhèn),洪水肆虐,所過之處橋毀路斷、房倒屋塌、田地淹沒、電桿倒地、線路毀損。全縣人民群眾遭受了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
工程所治理的10條河道,均屬于山區(qū)季節(jié)性河道,河道坡降較陡,徑流模數(shù)大,匯流時間短,洪水暴漲暴落是其顯著的水文特點(diǎn)。
現(xiàn)狀河道存在的主要問題是:河道多年來未經(jīng)過治理,現(xiàn)狀堤防多為道路路肩墻,防洪標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo),存在水利薄弱環(huán)節(jié)。2016年汛期,特別是“7.19”洪水爆發(fā)過后,現(xiàn)有擋墻多處被沖毀,橋梁被沖斷,沿線耕地多處被淹沒、沖毀,肆虐的洪水漫過河堤,淹沒民居,致使部分房屋受損,給沿河群眾造成了巨大的損失。
山區(qū)河道河床多為卵石或砂卵石覆蓋,推移質(zhì)多為卵石及粗砂,上游峽谷河段,洪水期流速大,將峽谷內(nèi)的推移質(zhì)輸送到下游河床寬闊段,以致河道中遍布大小不等的石塊,淤積較為嚴(yán)重,河道過流能力大為降低,如不進(jìn)行疏浚整治,下一年汛期來時,將會造成更嚴(yán)重的后果。
2.2.1 工程地質(zhì)條件
根據(jù)現(xiàn)場查勘,結(jié)合現(xiàn)狀河道沖刷所露出的地層情況可知,本工程場地所處地貌單元均為河道及支流漫灘,堤基地層為第四系全新統(tǒng)洪積卵石混合土及混合土卵石層,地層分布穩(wěn)定,可作為天然地基持力層。
2.2.2 地基承載力
堤基主要地層巖性承載力建議值:Q4混合土卵石、卵石混合土層,fk為150~200 kPa;Q3低液限黏土,fk為100 kPa。
2.2.3 開挖邊坡
Q4混合土卵石、卵石混合土,水上1∶0.5~1∶0.75;水下1∶0.75~1∶1.0。
Q3低液限黏土:坡高<5 m,1∶0.5~1∶0.75;5 m<坡高<10 m,1:0.75~1:1.0;10 m<坡高<15 m,1:1.0~1∶1.5。
2.2.4 堤基基礎(chǔ)與地基土的摩擦系數(shù)
Q4混合土卵石、卵石混合土,f=0.45~0.5;Q3低液限黏土,f=0。
根據(jù)現(xiàn)行的《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50201-2014),本工程治理段位于鄉(xiāng)村防護(hù)區(qū),防護(hù)等級為Ⅳ等,由此確定本工程堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇,堤防工程級別為5級。
本次河道水毀治理工程,保護(hù)對象為沿河兩岸12個村莊,0.98萬畝耕地,治理河道共10段,治理總長度為16.4 km。
根據(jù)河道水毀現(xiàn)狀,決定對河道村莊無堤頂段,即存在水利薄弱環(huán)節(jié)河段,新建防洪堤防;對老舊堤防及水毀損壞堤防進(jìn)行修復(fù)重建,增加河道過流能力;對河道進(jìn)行疏浚整治,保證行洪安全。將河段的防洪能力提高到10年一遇,理順并基本控制河勢,為沿河兩岸居民營造較好的生存環(huán)境。
根據(jù)河道現(xiàn)狀及堤防工程的實(shí)際狀況,本次河道水毀治理工程建設(shè)內(nèi)容包括:河道疏浚平整16.4 km,新建堤防工程5468 m,新建護(hù)岸工程148 m,水毀堤防修復(fù)工程1431 m,老舊堤防加高加固工程1168 m,新建丁壩8座,堤腳防護(hù)工程2445 m,排水涵管工程1處。
2016年汛期過后,根據(jù)現(xiàn)場查勘,河道內(nèi)亂石堆積,局部地段甚至和鄉(xiāng)村道路齊平,河勢被破壞,極為影響行洪。本次工程設(shè)計(jì),根據(jù)河道現(xiàn)狀及防洪安全需要,對全治理段河道進(jìn)行河底疏浚及整平。治理不改變河道寬度及流向,在現(xiàn)狀河道內(nèi),根據(jù)設(shè)計(jì)縱坡、設(shè)計(jì)橫斷面對河道內(nèi)亂石進(jìn)行疏浚及平整,理清河勢,恢復(fù)河道梯形斷面,保證行洪暢通。
河道疏浚側(cè)邊坡按1∶1~1∶2進(jìn)行疏浚,疏浚土石方根據(jù)設(shè)計(jì)河底高程直接攤平堆放于河道低洼處或堤后,不另外規(guī)劃棄渣場。
防洪堤防采用漿砌石重力式擋墻,其高度為2.8~5.0 m,擋墻斷面型式有兩種:
型式一:墻頂寬0.5 m,迎水面坡比 1∶0.3,背水面坡比1∶0.2,墻趾和墻踵均設(shè)基礎(chǔ)放大腳,基礎(chǔ)放大腳寬0.5 m,高0.6~1 m。墻體內(nèi)設(shè)DN 90 PVC-U排水管,間距為3 m,管道向河道內(nèi)傾斜3%~5%,管后設(shè)反濾體,反濾體外包200 g/m2無紡布。壓頂采用C20素混凝土澆筑,厚0.2 m。漿砌石采用M10水泥砂漿砌筑。
型式二:墻頂寬0.8 m,迎水面變坡為1∶0.1,背水面邊坡為1∶0.4,基礎(chǔ)埋深1.5~2 m。墻趾處設(shè)基礎(chǔ)放大腳,墻踵處不設(shè),基礎(chǔ)放大腳寬0.5 m,高1.5~2 m。墻體內(nèi)設(shè)DN 110 PVC-U排水管,間距為3 m,上下兩層布設(shè)排水管的需梅花形布置,管后設(shè)反濾體,反濾體外包200 g/m2無紡布。壓頂采用C20素混凝土澆筑,厚0.1 m。漿砌石采用M10水泥砂漿砌筑。
工程治理段關(guān)地溝河道圪檢洼村段新建護(hù)岸工程,樁號為0+200~0+227、0+290~0+434兩段,長148 m,護(hù)岸采用漿砌石仰斜式擋墻,對現(xiàn)狀堤防進(jìn)行防護(hù)。
仰斜式擋墻頂寬1.0 m,高為3.5 m,基礎(chǔ)埋深1.5 m。擋墻迎水面與背水面平行,邊坡均為1∶0.25,基礎(chǔ)放大腳為1 m高,0.6 m寬,墻體內(nèi)設(shè)DN 90 PVC-U排水管,間距為3 m,管道向河道內(nèi)傾斜3%,管后設(shè)反濾體,反濾體外包200 g/m2無紡布。壓頂采用C20素混凝土澆筑,厚0.2 m。漿砌石采用M10水泥砂漿砌筑。
根據(jù)河道現(xiàn)狀的治理情況,為減小岸坡附近流速,保護(hù)堤防免受水流掏刷,共新建丁壩8座,其中:大董坪村河道右岸新建4座,范莊村河道右岸新建4座。
丁壩采用格賓石籠結(jié)構(gòu),壩身橫斷面為梯形斷面,分三層鋪筑,錯層布置,每層厚度0.4 m,高1.2 m,壩頂寬3 m,基礎(chǔ)深1 m。格賓網(wǎng)的材料為低碳熱鍍鋅鋼絲,外包PVC防腐層。丁壩基礎(chǔ)格賓籠規(guī)格為1.5/2 m×1/2 m×1 m(長×寬×高),丁壩頂部格賓籠規(guī)格為1.5/2/2.5 m×1/2 m×0.4 m(長×寬×高)。
根據(jù)河流流勢整治情況,丁壩長度為5 m,下挑丁壩,丁壩壩軸線與水流方向夾角為45°。
采用格賓石籠對堤防堤腳進(jìn)行防護(hù),長度為2445m,其中:大董坪村河道右岸290m,范莊村河道右岸406m,趙莊峪村河道兩岸共930 m,瓦房河段819 m。
堤腳防護(hù)格賓石籠有兩種布置形式,一為堤腳鋪設(shè)一層格賓石籠,厚0.5 m,寬5.0 m;二為堤腳鋪設(shè)兩層格賓石籠,每層厚度0.5 m,其中下層寬1.5 m,上層寬2 m。格賓石籠規(guī)格為1.5/2 m×1 m×0.5 m(長×寬×高)。
原支溝來水被新建堤防截斷,為使支溝來水順利排出,本次設(shè)計(jì)在大董坪村河道樁號0+242處埋設(shè)排水涵管1處。
排水涵管采用兩根DN 1000的混凝土排水管從新建堤防下穿過,管道坡度為5%,混凝土管出堤防后與河底連接,連接段河底采用漿砌石護(hù)底,砌筑砂漿標(biāo)號為M10,漿砌石厚0.5 m,順?biāo)鞣较蜷L5 m,寬5 m?;炷凉芘c漿砌石堤防間10 cm范圍內(nèi)采用C20素混凝土填塞。
本工程是一項(xiàng)利民工程,是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施,屬于社會公益性建設(shè)項(xiàng)目,其工程效益主要體現(xiàn)在防洪效益、社會效益和生態(tài)效益等方面。工程建成后,將會改善本工程范圍內(nèi)的河道雜亂現(xiàn)狀,保護(hù)環(huán)境,保持水土,維護(hù)生態(tài)平衡,對于保障人民生命財產(chǎn)及農(nóng)田安全都將起到十分重要的作用。