白 璐

（青海省水利水電勘測設(shè)計研究院,青海 西寧 810000）

0 引言

河道治理是為適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要，按照河道演變規(guī)律，穩(wěn)定和改善河勢，改善河道邊界條件、水流流態(tài)和生態(tài)環(huán)境的治理活動[1]。目前，治理手段以工程措施為主，包括堤防工程、護岸工程、控導(dǎo)工程、疏浚爆破工程等，最終目的是穩(wěn)定河床，調(diào)整不利河勢，保證防洪安全。為提高西寧市湟水流域整體防洪能力，保護基本農(nóng)田，保障糧油安全，改善城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境，決定實施防洪工程提高治理河段的防洪能力，使治理河段達到國家規(guī)定的防洪標(biāo)準，顯著減少洪災(zāi)損失，減輕洪水對流域城鎮(zhèn)、基礎(chǔ)設(shè)施的威脅。

1 流域現(xiàn)狀

湟水流域是黃河上游的一級支流，主要由湟水干流和其支流大通河組成。湟水干流發(fā)源于青海省海晏縣境內(nèi)的祁連山系大坂山南坡，自西北流向東南，干流全長374 km，流域面積32863 km2。

目前，湟水流域主要存在防洪工程不健全，河道兩岸水流沖刷引起嚴重塌岸損失及河道行洪通道不暢等問題。湟水流域西寧段屬于山區(qū)彎曲性河流，為防止洪水造成的洪災(zāi)損失，沿河道布置堤防工程，擬河道治理范圍為左岸18+470～24+375 段。

2 防洪工程設(shè)計

2.1 工程等別和建筑物級別

湟水西寧市段河防洪標(biāo)準為50 年一遇，主要建筑物級別為2 級，臨時建筑物級別為5 級，項目區(qū)地震基本烈度為Ⅶ度，地震設(shè)計烈度為Ⅶ度。

2.2 工程總體布置

本次治理河道左岸18+470～24+375 段：河段平均比降5.6‰，河道呈s形分布。因河道位于西寧市城市區(qū)，洪水標(biāo)準采用50 年一遇。為防止水流對河岸的洪水破壞，保護沿岸鐵路、公路及工礦企業(yè)等，采用工程措施進行防護。新建堤防總長5.211 km，河道左岸修建防汛道路總長5.484 km，修建退水涵管6 座。

2.3 堤防設(shè)計

2.3.1 堤防型式

（1）邊坡

根據(jù)河道地形情況，堤防采用坡式護岸形式，護岸邊坡參考省內(nèi)同類已建工程，邊坡坡比為1∶2。

（2）堤頂寬度

河堤堤頂外側(cè)設(shè)置壓頂混凝土和防汛道路。壓頂混凝土寬為1.0 m，厚為0.45 m，按每6m設(shè)一道伸縮縫。防汛道路寬度3.0 m，作為以后堤防檢修、防汛通道，采用透水混凝土路面，厚度15 cm。

（3）設(shè)計水深及流速

工程治理段設(shè)計縱坡根據(jù)實際地形確定，防洪標(biāo)準為50年一遇，根據(jù)推算的水面線得出設(shè)計水深為1.86 m～4.31 m，設(shè)計洪水平均流速為3.76 m/s。

（4）河堤斷面

采用斜坡式堤防，堤防由基礎(chǔ)開挖砂礫石回填，邊坡比為1∶2，堤頂設(shè)3 m的防汛道路。堤防高度為3.8 m～6.3 m，基礎(chǔ)埋深為2 m～2.5 m。

2.3.2 筑堤標(biāo)準

根據(jù)河道工程地質(zhì)條件和土料條件，河堤建基面為河床沖積砂礫石層，河堤填筑可直接利用河道開挖砂礫石料。規(guī)范要求確定2 級堤防填筑標(biāo)準為：相對密度不小于0.65，設(shè)計干容重均不低于2.1 t/m3。

2.4 護坡設(shè)計

護坡工程的基本原理是防護材料的抗沖能力和水流的沖刷能力的對比，當(dāng)防護材料的抗沖流速大于水流的沖刷流速時，防護材料可視為穩(wěn)定的防護體，不會在水流的沖刷下發(fā)生位移，從而起到抑制沖刷的發(fā)生，保護基礎(chǔ)層的穩(wěn)定，達到維持堤岸的穩(wěn)定的最終目的。

湟水在洪水期間流速較大，設(shè)計洪水標(biāo)準50 年一遇時流速在2.34 m/s～4.09 m/s之間，因此不宜采用干砌石護坡；漿砌石堤防屬于硬性材料，適應(yīng)地基變形能力差，造成沖刷破壞后不易補救，且建成后視覺效果較差，不宜采用；鉛絲石籠易銹蝕，對工程的長久運行不利，不予考慮。合金鋼絲石籠具有格賓石籠的優(yōu)點，價格方面相比格賓石籠較為便宜，合金鋼絲石籠具有岸坡穩(wěn)定性及抗沖性能好，柔韌性、透水性、整體性好，施工較為便利的優(yōu)點。所以護腳、護坡均采用高鍍高爾凡（5%鋁鋅-混合稀土）合金鋼絲。

合金鋼絲石籠護坡坡比1∶2，護坡厚度0.3 m，填筑塊石料規(guī)格為＞90 mm，見圖1 和表1。合金鋼絲網(wǎng)墊與土體之間設(shè)一層20 cm厚的砂礫石墊層。根據(jù)地質(zhì)資料，河床砂卵礫石層級配良好，因此砂礫石墊層按就近原則，由施工單位從開挖的土石方中篩分取得，篩除大于15 cm的石塊。

圖1 合金鋼絲石籠示意圖

表1 堤防斷面結(jié)構(gòu)型式比選表

2.5 護腳設(shè)計

堤防工程所在的河段河床多為砂礫石，易被水沖刷，在堤防底部形成沖坑，為保護堤防安全，防止沖坑擴大，在護坡前根據(jù)沖刷深度設(shè)置護腳。

設(shè)計選用漿砌石護腳和合金鋼絲石籠護腳進行經(jīng)濟比較，設(shè)計斷面見圖2 和圖3。選取1 km作為控制長度進行方案比較：砼預(yù)制板方案單公里投資265 萬元，合金鋼絲石籠方案單公里投資224 萬元，兩方案投資相差41 萬元，區(qū)別不大。從技術(shù)可行性和適用性上看，兩方案均通過已建工程的實踐，技術(shù)上均可行，均為適用方案，但合金鋼絲石籠充分發(fā)揮了其透水性好的優(yōu)勢，實現(xiàn)水與土體的自然交換，有利于植被生長，為保護和改善水質(zhì)，綠化、美化環(huán)境創(chuàng)造條件，是一種較理想的“生態(tài)護岸”型式。石籠方案培土植草有利于人和自然和諧相處及人水和諧的良好生態(tài)環(huán)境的建設(shè)，居民也較易接受，且投資相對砼方案要省，因此工程推薦使用合金鋼絲石籠護岸方案。

圖2 混凝土預(yù)制板護坡+漿砌石重力墻護腳方案

圖3 合金鋼絲石籠護坡+合金鋼絲石籠護腳方案

2.6 退水涵管

鑒于工程堤防頂高程高于當(dāng)?shù)氐孛娓叱?，為排除地表水，需要設(shè)置一定數(shù)量的退水涵管。根據(jù)河道實際情況，共布設(shè)涵管6 座。退水涵管由進口段、涵管段、出口段組成。進口段與原有的灌溉排水渠連接，進口前緣設(shè)有一道齒墻，進水渠底板厚30 cm，凈高80 cm，采用砼結(jié)構(gòu)，長度根據(jù)地形確定，約為5 m～8 m。涵管采用φ500 mm砼預(yù)制管，縱坡1∶100，長度根據(jù)堤防高度和斜坡確定，為10 m，涵管和進口段底部砂礫石基礎(chǔ)進行夯實處理，相對密度不小于0.65。涵管出口高程高于所在河段河床高程0.5 m～1.0 m，涵管與河道堤防銜接部位采用C20 砼填充。退水涵管標(biāo)準斷面見圖4。

2.7 防汛道路

作為輔助設(shè)施的防汛道路，利用場內(nèi)已建好的縣級、鄉(xiāng)級道路、臨時施工道路等有利地形布設(shè)沿河道整治段外側(cè)布置，新建防汛道路5.484 km。

圖4 退水涵管標(biāo)準斷面圖

防汛道路布置在堤防工程的頂部，堤防頂寬4.0 m，其中3 m為防汛道路。防汛道路均采用透水混凝土路面，厚度15 cm，道路兩側(cè)設(shè)有砼路緣石，路緣石單塊高度0.45 m，長度0.5 m，厚14 cm。為確保汛期防洪搶險物資從場外到場內(nèi)的正常運輸，沿線每隔500 m設(shè)置一處錯車道。

2.8 工程主要建設(shè)內(nèi)容及工程量

根據(jù)上述確定的工程布置方案及堤防結(jié)構(gòu)形式，工程主要建設(shè)內(nèi)容為：護坡、護腳及防汛道路等，主要工程量見表2。

表2 湟水西寧段主要工程量表

3 結(jié)語

河道防洪治理的核心思想是綜合采取工程措施解決河道過流能力、河床沖刷和岸破穩(wěn)定問題。湟水流域西寧段在防洪治理過程中，嚴格遵循盡可能利用穩(wěn)定河岸，減少工程規(guī)模，降低工程投資，同時考慮與上下游已建段、跨河建筑物的順利銜接的原則，結(jié)合湟水河道河床比降大，水流湍急，洪水以暴雨形成，陡漲陡落，峰高量大，歷時短的特點綜合布置了堤防工程、護岸工程與退水涵管及輔助設(shè)施，完善流域綜合防洪治理體系，達到了既定防洪保護標(biāo)準。