徐薇 韓強 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，保障下游濟南城區(qū)的安全。

關鍵詞：谷坊，城市防洪

引言

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

濟南城市中上游高差較大，洪水下泄快，以粘土和風化巖層為基本裸露層面，保水性質差。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鐵路、小清河沿線等低洼地帶，不易排出，從而形成澇災。

根據濟南市防洪規(guī)劃的有關設計原則，濟南市城市防洪，上游以緩蓄為主，中游以分流疏導為主，下游以疏泄為主。充分發(fā)揮現有城市防洪設施的防洪能力，上游山區(qū)水、土、農、林結合；中游溝渠、交通、環(huán)境綠化及城市排水相結合，下游滯洪蓄水與澇洼地區(qū)改造相結合。

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《濟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，旅游路是濟南市迎全運的重要景觀道路，歷陽大街是舜耕路南段進入舜湖社區(qū)和通向旅游路的必經之路。

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

2. 谷坊設計

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，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《城市防洪工程設計規(guī)范》，依據廣場東溝谷坊保護城市的重要程度和人口數量，確定建筑物級別為2級。

2.3. 地勘

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

地下水埋藏較深，在勘探深度范圍內未見地下水。

2.4. 工程地質情況

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。場地內無滑坡、泥石流、地下采空區(qū)等不良地質現象。

3、地震：擬建場區(qū)地震烈度為6度。

2.5. 谷坊的平面設計

廣場東溝南段溝底坡度大，坡度為0.013～0.05?？紤]溝底坡度，每隔100～200m設谷坊一座，共設6座。根據兩岸標高及谷坊分布，谷坊高度為2～3m。

谷坊兩端與現狀擋墻、土坡或山體相接。當壩體與土坡連接時，壩坡應不陡于1：1.5；與巖石邊坡連接時應不陡于1：0.5。由于現狀河道兩側擋墻設計時未考慮長時間浸泡，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1～2個泄水孔（0.6m×0.5m），使蓄水在1～2小時左右的時間內通過泄水孔排出。

2.6. 谷坊的剖面設計

谷坊包括上游護底、谷坊、消力池及海漫。護底采用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。反弧半徑應結合下游消能考慮，不同消能方式半徑不同。

2.7. 清基要求

現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，應完全清除，超挖部分采用砂石換填。

3. 結束語

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

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。