吳 桐

（山西省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024）

1 概況

白登河屬海河流域永定河水系，為南洋河一級(jí)支流，發(fā)源于陽(yáng)高縣朱家窯頭鄉(xiāng)隨士營(yíng)，全長(zhǎng)62.5km，河流平均縱坡7.8‰，流域總面積1297.91km2。主要支流有張官屯河、黃水河、上吾其河和黑水河。河型為寬淺式的游蕩型河道，河床為砂質(zhì)土，穩(wěn)定性差。多年平均徑流量5534萬(wàn)m3，清水流量1419萬(wàn)m3，由于上游攔蓄，豐水期清水流量0.39m3/s。

工程治理段位于陽(yáng)高縣龍泉工業(yè)園區(qū)，治理范圍南起橋頭堡村西北約1000m處，北至小安灘村東約1300m，橫穿龍泉工業(yè)園，河道中心線長(zhǎng)6.0km，即樁號(hào)Z0+000—Z6+000。

根據(jù)龍泉工業(yè)園區(qū)建設(shè)情況和河道現(xiàn)狀，確定本工程建設(shè)任務(wù)是防洪，主要進(jìn)行堤防建設(shè)、河道疏浚及支流匯入口治理。

2 工程建筑物級(jí)別

本工程按10年一遇的洪水進(jìn)行設(shè)防，洪峰流量370m3/s。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，堤防工程級(jí)別為5級(jí)。工程區(qū)設(shè)計(jì)基本地震峰值加速度值為0.10g，特征周期值為0.35s，抗震設(shè)防烈度Ⅶ度。

3 工程總體布置

治理段河道堤線布置盡量按照現(xiàn)有河道走向，河堤縱斷設(shè)計(jì)上基本依原河道縱坡布置：樁號(hào)Z0+000—Z1+849.9河道縱坡為2.05‰；樁號(hào)Z1+849.9—Z4+437.6河道縱坡為1.85‰；樁號(hào)Z4+437.6—Z6+000河道縱坡為1.27‰。采用復(fù)式斷面，由布置在中間的主槽和兩側(cè)的灘地組成，主槽間距35～125m，防洪大堤間距100～200m。兩岸新建防洪大堤11735m，布置在灘地外側(cè)，大堤設(shè)計(jì)高程滿足10年一遇的洪水。在治理段河道內(nèi)，共有2個(gè)排洪渠匯入口和1個(gè)支流匯入口，采用鉛絲石籠進(jìn)行防護(hù)。由于新建大堤高于現(xiàn)狀地面，為保證雨季堤防后沒(méi)有積水，在兩岸堤防側(cè)設(shè)排水口，共計(jì)18處。

4 設(shè)計(jì)方案

結(jié)合河道治理段現(xiàn)狀，兩岸地形較為寬闊，為節(jié)省工程投資，同時(shí)方便后期園區(qū)中心景觀帶的建設(shè)，堤防型式確定采用斜坡式土堤。

經(jīng)綜合比較，大堤迎水坡護(hù)坡及護(hù)腳均采用鉛絲石籠；主槽險(xiǎn)工段的迎水坡護(hù)坡及護(hù)腳采用格網(wǎng)石籠防護(hù)。

4.1 堤防現(xiàn)狀

本工程治理段現(xiàn)有2段堤防：一段是2009年在緯二十二路上下游兩岸修建漿砌石堤防820m，滿足10年一遇的防洪標(biāo)準(zhǔn)；另一段在河道左岸樁號(hào)B2+536.0—B3+373.4范圍內(nèi)的堤防破損嚴(yán)重，沒(méi)有防護(hù)能力，其余地段沒(méi)有堤防。

目前河道僅有天然主槽，寬度僅十幾米，除2009年修建堤防820m漿砌石堤防基本可以滿足行洪要求外，其他段現(xiàn)狀基本無(wú)行洪能力。

4.2 大堤設(shè)計(jì)

針對(duì)堤防現(xiàn)狀，按照治理段防洪大堤滿足10年一遇的防洪要求，設(shè)計(jì)采用復(fù)式河床斷面型式。

大堤堤線及堤距的確定：考慮原有堤防位置，堤線基本按照現(xiàn)有河道的走向，能寬則寬，宜彎則彎。

堤距確定依據(jù)：河道現(xiàn)有的行洪寬度；結(jié)合現(xiàn)有的820m堤防堤距及樁號(hào)B2+536.0—B3+373.4原有堤防的堤線位置；計(jì)劃修建的緯十一路和緯二十二路2座跨河橋梁的長(zhǎng)度；盡量減少河道的占地；根據(jù)龍泉工業(yè)園區(qū)總體規(guī)劃和治理段河道景觀設(shè)計(jì)要求，結(jié)合龍泉工業(yè)園區(qū)治理段河道兩側(cè)的規(guī)劃，為遠(yuǎn)期工程留有余地。依據(jù)以上原則，通過(guò)計(jì)算，確定河道大堤堤距為100～200m。

堤頂寬度：按《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，確定堤頂寬為3.0m，本工程考慮采用將防洪大堤兼作搶險(xiǎn)道路，局部地段設(shè)錯(cuò)車段，寬5m，路面采用泥結(jié)石路面。

堤頂高程：大堤頂高程根據(jù)設(shè)計(jì)洪水位加堤頂超高確定，但不得低于現(xiàn)狀地面高程。河道設(shè)計(jì)洪水位采用灘槽不同糙率的一維恒定非均勻漸變流方程計(jì)算進(jìn)行水面線推求確定；堤頂超高按照《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定進(jìn)行計(jì)算確定為0.95m。

大堤結(jié)構(gòu)：臨水面邊坡1∶2.5，設(shè)計(jì)洪水位以下采用斜坡式鉛絲石籠護(hù)坡，其結(jié)構(gòu)型式從下到上依次為：反濾土工布，200mm厚碎石，300mm厚鉛絲石籠，設(shè)計(jì)洪水位以上采用草皮護(hù)坡；背水坡1∶2，播撒草籽綠化；堤高4.47～5.23m（距設(shè)計(jì)主槽河底）。為保護(hù)堤岸穩(wěn)定，基礎(chǔ)埋深除滿足凍深外，須大于基礎(chǔ)沖刷深度，根據(jù)《河道整治設(shè)計(jì)規(guī)范》中的沖刷深度計(jì)算公式進(jìn)行沖刷計(jì)算，確定鉛絲石籠基礎(chǔ)埋深為1.5m，大堤岸墻總長(zhǎng)11735m。

大堤回填的土方直接采用主槽疏浚的開(kāi)挖土方填筑，主要由低液限粉土組成，壩體土的滲透變形破壞類型為流土。運(yùn)用《滲流計(jì)算分析軟件》，采用有限元法進(jìn)行滲流及滲透穩(wěn)定分析：堤防斷面在設(shè)計(jì)洪水位下浸潤(rùn)線出逸點(diǎn)位置處于堤防基礎(chǔ)下，不存在滲透破壞安全隱患，設(shè)計(jì)洪水下堤防邊坡抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)均大于規(guī)范允許值，滿足要求。

4.3 主槽及河道疏浚設(shè)計(jì)

主槽為梯形斷面，邊坡1∶3；底寬35～125m，主槽清理深度0.5～2m。對(duì)主槽疏浚分兩種情況處理：若設(shè)計(jì)疏浚高程低于現(xiàn)狀河底高程，按設(shè)計(jì)高程進(jìn)行疏浚；若河床高程低于設(shè)計(jì)河底高程，維持現(xiàn)狀。

由于白登河屬寬淺式的游蕩型河道，河床為砂質(zhì)土，穩(wěn)定性差，為保護(hù)堤岸穩(wěn)定，對(duì)主槽險(xiǎn)工段主槽坡面和堤腳進(jìn)行固槽防沖處理。對(duì)主槽險(xiǎn)工段的坡面及堤腳采用格網(wǎng)石籠防護(hù)：坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)型式從下到上依次為：反濾土工布，200mm厚的碎石，300mm厚的格網(wǎng)石籠，格網(wǎng)石籠基礎(chǔ)埋深1.5m；堤腳采用2層500mm厚的格網(wǎng)石籠護(hù)腳，上層防護(hù)寬度4m，下層防護(hù)寬度3m。主槽險(xiǎn)工段防護(hù)長(zhǎng)度總長(zhǎng)3841m。

4.4 支流匯入口設(shè)計(jì)

在治理段河道內(nèi)有2個(gè)排洪口和1個(gè)支流匯入口，水流比較紊亂，本次擬采用鉛絲石籠進(jìn)行防護(hù)，2個(gè)排洪渠的匯入口處防護(hù)斷面與相鄰白登河主河道大堤相同，并向上游延展，與上游排洪渠堤防平緩連接。依據(jù)河道現(xiàn)狀，確定支流堤防采用梯形斷面，底寬30m，邊坡1∶2.5，迎水面邊坡采用鉛絲石籠防護(hù)，防護(hù)結(jié)構(gòu)從下到上依次為200mm厚的碎石和300mm厚的鉛絲石籠，坡腳石籠基礎(chǔ)埋深1.5m。每個(gè)匯入口向上游防護(hù)長(zhǎng)度100m。

4.5 排水口設(shè)計(jì)

由于新建大堤高于現(xiàn)狀地面，為保證堤后雨水順利匯入河道，在兩岸堤防側(cè)設(shè)排水口，除排洪渠和天然支流代替附近的排水口設(shè)計(jì)外，河道兩岸共設(shè)置排水口18處。排水口采用直徑1500mm的混凝土管從大堤下穿過(guò)，管道坡地0.3%，管底設(shè)500mm厚的C15混凝土管座；混凝土管出大堤后，在二級(jí)平臺(tái)上設(shè)置長(zhǎng)寬均為5m、厚0.5m的格網(wǎng)石籠防沖護(hù)墊。

5 結(jié)語(yǔ)

白登河陽(yáng)高縣王官屯段河道治理工程具有顯著的防洪、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。工程實(shí)施后，可使龍泉工業(yè)園區(qū)水系貫通調(diào)活，為園區(qū)營(yíng)建生態(tài)自然融洽、環(huán)境潔凈舒適的水環(huán)境奠定基礎(chǔ)，為園區(qū)成為“天藍(lán)、水清、地綠、景美、人與自然和諧發(fā)展，宜商、宜居、宜工的生態(tài)型旅游園區(qū)”發(fā)揮積極作用，并為全縣的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。