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        深圳市大沙河整治工程設(shè)計

        2014-03-22 09:17:41曾嶺嶺李朝方
        東北水利水電 2014年8期
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)設(shè)計

        曾嶺嶺,李朝方

        (1 深圳市防洪設(shè)施管理處,廣東 深圳 518048;2.深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計院,廣東 深圳 518001)

        深圳市大沙河整治工程設(shè)計

        曾嶺嶺1,李朝方2

        (1 深圳市防洪設(shè)施管理處,廣東 深圳 518048;2.深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計院,廣東 深圳 518001)

        文中結(jié)合大沙河三期整治工程,介紹生態(tài)河道斷面設(shè)計的基本思路和方法,設(shè)計在滿足河道防洪排澇等專業(yè)功能要求的前提下,盡量發(fā)揮工程的生態(tài)效益,建設(shè)集防洪排澇、水質(zhì)改善、生態(tài)景觀三位一體的生態(tài)河道,體現(xiàn)自然生態(tài)特色和人與自然和諧共處的理念。

        生態(tài)河道;河道斷面;邊坡穩(wěn)定性;水質(zhì)改善 ;生態(tài)景觀

        1 工程概況

        大沙河三期整治工程全長約 5km,為大沙河的上游段,下游在平山村接大沙河二期工程。設(shè)計既要滿足河道防洪排澇等專業(yè)功能要求,又需滿足建設(shè)生態(tài)河道的要求,建設(shè)集防洪排澇、水質(zhì)改善、生態(tài)景觀三位一體的生態(tài)河道。

        2 河道斷面設(shè)計

        2.1 平面布置

        工程平面布置:本河段的布置以深圳市塘朗地區(qū)法定圖則及大學(xué)城總體規(guī)劃要求為依據(jù),大沙河三期整治工程主要與大學(xué)城中的東西向市政交通道路十號路基本平行,上游接長嶺皮水庫溢洪道,經(jīng)過大學(xué)城東校區(qū)的南邊,從東向西流經(jīng)西麗高爾夫球場南邊,穿過大學(xué)城西校區(qū),下游在平山村接大沙河二期工程,全長 4.93km。

        2.2 標(biāo)準(zhǔn)斷面設(shè)計

        這次設(shè)計主要分為西校區(qū)和東校區(qū)兩段進(jìn)行設(shè)計,河道標(biāo)準(zhǔn)斷面主要分為三段:

        1)西校區(qū)段 08+393~10+600:此段為滿足大學(xué)城的劃船比賽要求,河底深槽斷面為矩形且河底加寬,深槽斷面寬 31m,深 2~3m,下游劃船比賽段(08+470~9+530)平臺保持水平,翻板閘攔蓄的水深略低于平臺,體現(xiàn)人們親水性的要求,平臺寬度6m,且在平臺上設(shè)置低欄桿,以供人們休閑。另外,為體現(xiàn)自然生態(tài)河道的要求,平臺上邊坡變?yōu)?1∶3 緩坡,坡上植草、植樹綠化。

        2)東校區(qū)段(10+600~12+795):此段成梯形復(fù)式斷面,每隔 100m 設(shè)一橫向壅水堰,使水面呈現(xiàn)階梯狀且較淺的景觀特點;橫向壅水堰設(shè)置成鋸齒形釘步,并與兩岸邊坡下河臺階相連,使其成為南北兩岸的人行通道;同時人們可以到達(dá)河底,融入潺潺的水流中,接近大自然,達(dá)到人與自然和諧統(tǒng)一的效果。

        3)上游與留仙大道并行段(13+000~13+270):此處東與留仙大道并行,西與山體接觸,河道位置及寬度都受到限制,河道斷面仍做成復(fù)式,以留出4m 平臺,深槽設(shè)為矩形,寬 6m。

        2.3 河道沖刷深度

        1)河道造床流量的確定。因大沙河無實測徑流、泥沙等資料,河道造床流量根據(jù)現(xiàn)狀河道主槽斷面、設(shè)計河道深槽斷面、河道二年一遇洪峰流量條件計算比較后可知,三種計算方法的結(jié)果基本接近。二年一遇洪峰流量更符合河道的造床流量概念,此處取河道的多年平均洪峰流量作為該河道的造床流量。

        2)河道沖刷深度的確定。順壩及平順護(hù)岸沖刷深度應(yīng)符合下列規(guī)定:

        平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷深度計算:

        水流斜沖防護(hù)岸坡產(chǎn)生的沖刷深度計算

        由上式計算的各段斷面的沖刷深度如表1所示:

        表1 河道沖刷深度計算成果表

        2.4 河道邊坡穩(wěn)定性分析

        2.4.1 計算工況

        根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》,河堤抗滑穩(wěn)定計算工況如下:

        1)正常運(yùn)行工況(水位驟降):設(shè)計洪水位降至景觀水位或河道二年一遇洪水位。

        2)非常運(yùn)行工況。施工期:水位由地下水位降到河底。

        地震期:水位為景觀水位或河道二年一遇洪水位。

        2.4.2 計算參數(shù)選擇

        河道邊坡地質(zhì)參數(shù)參照相關(guān)(巖)土技術(shù)參數(shù)建議值。

        2.4.3 計算結(jié)果

        滑坡穩(wěn)定計算采用水利部水規(guī)院編制的《水工通用程序》中的“土石壩邊坡穩(wěn)定分析程序 K-1”進(jìn)行計算,計算結(jié)果表明:

        河道邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)達(dá)到規(guī)范規(guī)定(正常運(yùn)行 1.25,非正常運(yùn)行 1.15)的要求,表明河道邊坡是穩(wěn)定的。

        2.5 河道邊坡護(hù)砌的確定

        該工程東段(10+600~12+804)河道為梯形復(fù)式斷面,平臺上邊坡設(shè)計流速為 1.23m/s,采用草皮護(hù)砌的不沖流速為 2m/s,上邊坡不會產(chǎn)生沖刷;河道平臺下深槽斷面流速較大,最大設(shè)計流速達(dá)到 3.6m/s,將會產(chǎn)生沖刷,必須進(jìn)行護(hù)砌,護(hù)砌材料采用混凝土預(yù)制塊?;炷令A(yù)制塊厚度計算采用《堤防工程設(shè)計規(guī)范》,按下式計算:

        經(jīng)計算,t=0.12m。

        參照以往工程經(jīng)驗,考慮方便施工等因素,取t=0.12m,初步擬定混凝土預(yù)制塊的尺寸為六邊形,邊長為 400cm,混凝土預(yù)制塊底鋪厚 15cm 的碎石砂墊層。

        3 主要河道斷面建筑物

        經(jīng)過對河道穩(wěn)定、沖刷等各種情況的分析論證,確定主要河道斷面建筑物如下:

        1)漿砌石護(hù)底:此段僅限于東段河道,因東段河道河底寬度較窄,相比較而言,護(hù)底比較經(jīng)濟(jì),故在東段采用漿砌石護(hù)底,漿砌石護(hù)底厚度 40cm,碎石砂墊層厚 15cm。

        2)自然土基河底:為建生態(tài)型河道,便于河道和地下水的交換及增加水體自凈能力,西段(西校區(qū))河道不護(hù)底,采用開挖后的自然地基。

        3)塊石護(hù)腳:為建設(shè)生態(tài)型河道,西段河道不進(jìn)行護(hù)底,為防止河底沖刷,僅在彎段凹岸的擋土墻或護(hù)坡坡腳處2m范圍內(nèi)采用塊石護(hù)腳,塊石粒徑不小于 35cm,重量不小于 60kg。

        4)漿砌石擋土墻:擋土墻高度 3.6~4.6m,采用衡重式擋土墻,為改善擋土墻景觀造型,臨水面用30cm 厚條石鑲面,顯出古樸自然效果。墻后要求回填砂性土,并分層碾壓密實,相對密實度不小 0.65。

        5)混凝土預(yù)制塊護(hù)坡:此護(hù)坡主要設(shè)置在西校區(qū)梯形復(fù)式斷面段。深槽護(hù)坡用不同形狀的預(yù)制塊進(jìn)行砌筑,并拼出不同的圖案,以改變混凝土呆板的外觀,體現(xiàn)生動的特點。護(hù)坡厚度為 12cm,坡底設(shè) 15cm 厚碎石砂墊層,部分預(yù)制塊預(yù)留排水孔。

        6)平臺。采用石材嵌草鋪裝,以滿足休閑娛樂及防洪要求。平臺寬 6m,臨水一側(cè)設(shè)計成 1.6m寬的步行道,中間 3.4m 為富于變化的嵌草鋪裝,內(nèi)側(cè) 1m 寬處布置休息設(shè)施,供休閑娛樂用。

        7)欄桿。以石材為主,造型簡潔、大方、古樸,采用低欄桿的型式,欄桿高度 0.5m,具有良好的親水性。

        8)平臺上邊坡。坡比變緩為 1∶3,邊坡自然處理,淡化坡頂線條,以體現(xiàn)自然生態(tài)的特色。從坡腳往上種植草皮、灌木以及林木等不同層次的植物。

        4 防治污染,保護(hù)水環(huán)境的措施

        1)大沙河屬雨源性河流,天然徑流量小,資源承載力低,水環(huán)境容量小。大沙河屬于深圳灣海域,現(xiàn)在深圳正在打造高水平的灣區(qū)經(jīng)濟(jì),從曼哈頓、東京灣、舊金山等國際一流灣區(qū)發(fā)展經(jīng)驗表明,成功的灣區(qū)經(jīng)濟(jì)需要一流的灣區(qū)環(huán)境予以保障和支撐。由于早期經(jīng)濟(jì)發(fā)展忽略了環(huán)境保護(hù),造成污染負(fù)荷大與環(huán)境容量小的矛盾非常突出,綜合整治前大沙河水質(zhì)劣于地表水V類標(biāo)準(zhǔn)。今后隨著流域內(nèi)城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人口的不斷增多,如不采取凈化水質(zhì)的措施,水環(huán)境將會繼續(xù)惡化。此次設(shè)計中,大沙河水質(zhì)的改善主要采取雨污分流措施。其要點是:在設(shè)計河段上游、沿河兩岸分別設(shè)置截污總管,將主要污染源地的污水輸送到下游市政污水管道,防止河流兩岸的污水直接排入河道,從根本上改善河段水質(zhì)。

        2)一方面,隨著南方科技大學(xué)的建設(shè)以及其他建設(shè)項目的開展,將會引起人為水土流失,必須做好預(yù)防和保護(hù)措施,否則所產(chǎn)生的泥沙不僅帶來河道的淤積,還會造成水質(zhì)的二次污染。另一方面,大沙河周圍的丘陵與低山存在毀林后陡坡種果的現(xiàn)象,必須對這種情況加以制止,退果還林,減少人為原因形成的產(chǎn)沙途徑,加強(qiáng)水土保持工作。此外,設(shè)計河段內(nèi)盛產(chǎn)河砂,當(dāng)?shù)孛癖娪虚L期采砂的習(xí)慣,今后應(yīng)加強(qiáng)管理,防止過度采砂,保持地下水穩(wěn)定,維持生態(tài)平衡。

        TV85

        B

        1002-0624(2014)08-0013-03

        2014-04-02

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