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河道治理與工程設計分析論文
［摘要］亳清河是黃河一級支流，位于垣曲縣中西部，全長56km，流域面積1185km2；垣曲境內流長48km，流域面積514km2�，F(xiàn)有防洪堤多為沿河群眾自發(fā)修建，經多年運行，基礎經洪水淘刷，局部損壞。河道私挖亂采現(xiàn)象嚴重，導致局部河道斷面縮窄，行洪能力大幅降低。從工程堤防、河道疏浚、防汛搶險道路等方面進行了設計。工程實施后，經濟效益、社會效益和生態(tài)效益顯著。
［關鍵詞］河道治理；堤防設計；亳清河
1工程概況
亳清河是黃河一級支流，位于垣曲縣中西部，發(fā)源于絳縣橫嶺關下，經聞喜縣馬家窯入垣曲境內，流經左家灣、下古堆、新城、皋落、長直、王茅至古城注入黃河。河流全長56km，流域面積1185km2，垣曲境內流長48km，流域面積514km2。河谷支溝比較發(fā)育，呈樹枝狀展布，主要支流有白澗河、五龍溝河、清水河、原峪河、杜村河、白水河、口頭河、楊家河、允西河共計9條支流。河道平均縱坡11‰。河床寬100～150m。
2河道治理必要性
亳清河治理段河道整治未經統(tǒng)一規(guī)劃，現(xiàn)有防洪堤多為沿河群眾自發(fā)修建，經多年運行，基礎經洪水淘刷，局部損壞。河道私挖亂采現(xiàn)象嚴重，導致局部河道斷面縮窄，行洪能力大幅降低。本治理段人口密集，人均耕地面積少，河道兩岸防護工程少，一旦遇到洪水，將淹沒縣城、村莊及農田。為了保障沿河城鎮(zhèn)、工廠及農田的防洪安全，維護社會穩(wěn)定，變水害為水利，對亳清河進行治理是非常必要和十分迫切的。
3工程設計
3.1工程總體布置
本工程設計治理河道長度8.2km，共分兩段，分別為后磨凹至軍民橋段和皋落西園至魯家坡段。后磨凹至軍民橋段（0+000～2+570），該段河道長度為2.57km，治理長度為2.57km，區(qū)間無支流匯入，設計洪峰流量為461.8m3/s。該段設計新筑漿砌石堤防長3.782km，加固堤防長1.242km，河道疏浚長2.57km，新做河堤道路長1.5km，拆除1座阻水嚴重并已廢棄的機耕橋，修建支流入河口1處，穿堤涵管3座。皋落西園至魯家坡段（8+366～14+896），該段河道長為6.53km，治理長度5.63km，其間有兩個支流匯入，設計洪峰流量分別為443.6m3/s、547.9m3/s、816.6m3/s。該段設計新筑堤防長8.553km，加固堤防長1.489km，河道疏浚長5.63km，修建支流入河口2處，穿堤涵管4座。
3.2堤防工程設計
3.2.1堤型、結構根據(jù)《山西省中小河流治理工程設計指導意見》，在河道斷面滿足行洪能力要求的情況下，堤防工程原則上以原有堤防除險加固為主，盡量維持原堤線及堤距。本著“因地制宜、就地取材、經濟實用、便于施工，滿足防汛和管理的要求”的原則，結合工程現(xiàn)狀確定采用擋土墻堤防，根據(jù)地形條件，在填方段采用垂直重力式擋土墻，岸坡較穩(wěn)定直接削坡進行護砌段采用仰斜重力式擋土墻。仰斜重力式擋土墻堤防。根據(jù)堤岸地形和地質條件，墻外坡邊坡1∶0.4，內坡為1∶0.2，采用M7.5水泥砂漿砌石結構，墻頂寬0.5m，采用15cm厚現(xiàn)澆C20混凝土壓頂，墻底由墻后向墻前傾斜，坡比1∶10，基礎埋深2.5m。垂直重力式擋土墻堤防。堤防選用墻式護堤，采用M7.5水泥砂漿砌石結構，墻頂采用15cm厚現(xiàn)澆C20混凝土壓頂，頂寬0.5m，墻高4～5.54m，底寬3.03～3.34m，迎水面為1∶0.35，背水面為直墻。河道處于填方段和受兩岸建筑物限制時采用此種形式堤防。加固段堤防原為垂直重力式擋土墻，采用漿砌石進行加高，護腳采用鉛絲籠石，厚1m，分兩層，每層厚度0.5m，長度2.5m。為了減小堤防后背水壓力，堤身設排水孔，孔徑50mm，孔距2m，為防止排水孔堵塞，在排水孔進口處設置土工布包反濾料。堤防每10m、砼壓頂每2.5m設一道伸縮縫，縫寬2cm，縫內夾聚乙烯閉孔板，臨水側采用1∶1∶4瀝青水泥砂漿封口。3.2.2穿堤建筑物設計支流入河口設計。治理段上共有3個支流，分別位于1+425，13+266，14+416處，支流入口斷面作法采用仰斜重力式擋土墻堤防，采用M7.5水泥砂漿砌石結構，墻頂寬0.5m，墻底由墻后向墻前傾斜，坡比1∶10，基礎埋深2～2.5m。支流入河口護砌長度100m。為了減小堤防后背水壓力，堤身設排水孔，孔徑50mm，孔距2m，為防止排水孔堵塞，在排水孔進口處設置土工布包反濾料。堤防每10m、砼壓頂每2.5m設一道伸縮縫，縫寬2cm，縫內夾聚乙烯閉孔板，臨水側采用1∶1∶4瀝青水泥砂漿封口。穿堤涵管。為使亳清河沿岸低洼處洪水順利進入河道，需在各低洼處洪水入河口處設置穿堤涵管，治理段新建穿堤涵管共7座。涵管為直徑600鋼筋混凝土排水管，每節(jié)2m，管道接口形式為鋼絲網水泥砂漿抹帶接口，施工時，首先對接口處進行鑿毛，并座于混凝土管基上，然后采用1∶3水泥砂漿捻縫，涂15mm厚1∶2.5水泥砂漿，再用鋼絲網包裹，外涂10mm厚1∶2.5水泥砂漿。鋼絲網型號為20號10×10，管基為現(xiàn)澆C20混凝土，寬100cm，高38cm。橋梁過流能力復核。本此治理段共有8座橋梁，其中樁號1+320，2+400，2+570三處為公路橋，樁號9+224，9+895，12+430，13+506，14+248五處為漫水橋。樁號1+320和2+400兩座公路橋設計標準均大于本次河道治理標準，橋孔寬度及高度滿足設計要求。其余6座橋均能通過其設計流量，但兩側堤防超高不滿足設計要求，給周圍村莊及農田造成安全隱患，建議相關部門對其進行改造。由于漫水橋上下游水位落差較大，容易沖刷河床，影響堤防基礎穩(wěn)定，本次設計對其下游堤防基礎進行重點防護，即對漫水橋下游堤腳處設鉛絲籠石防護，垂直水流方向長度5m，順水流方向長10m，厚1m，分兩層布置。
3.3清淤疏浚工程設計
為保證河道泄洪通暢，本次對亳清河后磨凹至軍民橋段，皋落西園至魯家坡段8.2km河道進行全面疏浚，清淤疏浚工程主要內容：河道清淤疏浚的原則。滿足河道行洪斷面；主槽疏浚按照現(xiàn)有流勢維持不變；灘地高于設計高程的河段進行開挖清理；對低于設計高程的河段進行整平，對于局部臨近堤腳處的深坑，影響河堤基礎穩(wěn)定地段進行回填夯實處理。對河道堆積物、垃圾等進行清理，以保證河道泄洪暢通，使河道行洪能力達到設計防洪標準。疏浚時按照設計縱坡進行整平，使河道斷面呈弧形，主槽邊距堤腳最小不得小于15m，嚴禁疏浚后形成近堤溝槽。
3.4防汛搶險道路設計
為滿足防汛搶險要求，結合現(xiàn)行道路布置情況在部分段沿河道一側防洪堤修建搶險道路，位置盡量結合現(xiàn)行道路設置，總長1.5km。路面為泥結碎石，寬4m，厚0.20m，共分三層：由基層、面層和磨耗層組成。基層、面層均為泥結碎石，基層碎石粒徑為15～75mm，厚0.09m，面層碎石粒徑為5～20mm，厚0.08m；磨耗層以小顆粒材料組成的最佳級配混合料，鋪在路面上的一個穩(wěn)定獨立層，它直接在行車和自然因素的作用下保護路面，磨耗層為砂礫石，粒徑為0.5～20mm，厚0.03m。路基平整后要嚴格夯實，使其壓實度不小于93%。
4實施效果
評價該工程實施后較大的改善了亳清河段的防洪能力，使縣城段達到20年一遇防洪標準，鄉(xiāng)村段達到10年一遇防洪標準，可保護人口7.05萬人，耕地2133.33hm2，具有顯著的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益。
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