董文津

(陽縣凌河保護區(qū)管理局，遼寧 朝陽122000)

1 工程級別及防洪標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201—94)、《水利水電工程等級劃分及防洪標(biāo)準(zhǔn)》(SL252—2000)及《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB50286—2013)的規(guī)定，根據(jù)保護區(qū)保護人口及社會經(jīng)濟發(fā)展情況，本次設(shè)計小凌河朝陽縣瓦房子段防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇(P=5%)，工程級別為4 級［1］。

2 護岸工程布置

2.1 設(shè)計岸線

護岸工程設(shè)計范圍為瓦房子城鎮(zhèn)段，自下游榆樹杖子橋至鎮(zhèn)政府上游400 m 處，治理河段長2.521 km，為減少工程占地，擬利用現(xiàn)有岸線進行整修及加高培厚。

岸線布置遵循原則為:護岸工程布置盡可能利用現(xiàn)有工程及岸線，優(yōu)先采用臨河側(cè)加高培厚方案，建設(shè)盡量少占耕地、林地及房屋等建筑物，利于工程實施及工程施工，方便防汛搶險及工程管理［2］。

根據(jù)以上原則，確定本工程平面布置如下:

2.1.1 河槽寬度

根據(jù)地形條件限制，本次工程設(shè)計采用墻式護岸，設(shè)計平均河槽寬度50 m。

2.1.2 左岸設(shè)計岸線

左岸墻式護岸總長2.521 km，里程樁號ZK0+000 ～ZK2+521。下游護岸起點與榆樹杖子橋左岸引道相接，坐標(biāo)為 X = 4544782.460，Y =40514404.810，上游護岸終點與鎮(zhèn)政府上游已有護岸 相 接，坐 標(biāo) 為 X = 4546437.496， Y=40512521.140。

2.1.3 右岸設(shè)計岸線

右岸墻式護岸總長2.522 km，里程樁號YK0+000 ～YK2+522。下游護岸起點與榆樹杖子橋右岸引道相接，坐標(biāo)為 X = 4544751.208，Y =40514365.316，上游護岸終點與曲家溝外上游河岸相接，坐標(biāo)為X=4546406.924，Y=40512481.572。

2.2 護岸斷面設(shè)計

治理河段為城鎮(zhèn)段，根據(jù)河道地形、地質(zhì)及水文情況，護岸斷面的設(shè)計在確保防洪安全的前提下，兼顧占地及考慮今后施工的簡便性［3］。

此外，作為城鎮(zhèn)段的河道整治，此次工程任務(wù)不單純是解決防洪問題。因此，設(shè)計中在滿足防洪安全的前提下，從美化城鎮(zhèn)，提高城鎮(zhèn)品位，完善小城鎮(zhèn)建設(shè)環(huán)境的角度出發(fā)，在工程的設(shè)計中，增加濱水氛圍和親水景觀效果，改善小凌河朝陽縣瓦房子段河道的自然景觀，提供感知水景的最佳視點和親水條件。達到增加周邊居民活動休閑空間、美化城市環(huán)境的目的［4］。

本次護岸斷面設(shè)計中綜合考慮河道的自然特點，便于就地取材施工，盡量降低造價、減少占地，在滿足《堤防工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的前提下，考慮周邊濱水氛圍及景觀環(huán)境，參考朝陽地區(qū)河道整治經(jīng)驗，進行護岸斷面設(shè)計。

2.2.1 岸頂

設(shè)計岸頂凈寬3 m，橫向坡度2%，坡向迎水側(cè)，為保護居民安全并美化周邊環(huán)境，迎水側(cè)岸肩設(shè)花崗巖護欄。

2.2.2 迎水坡

根據(jù)筑堤土質(zhì)和本區(qū)段河道洪水流速等特點，本工程迎水坡擬采用復(fù)式斷面進行設(shè)計。考慮工程美觀性及減少工程占地，迎水坡設(shè)計水位以下部分采用直立漿砌石擋墻進行防護。擋墻為重力式結(jié)構(gòu)，墻頂與設(shè)計水位齊平，頂寬50 cm，墻高2.5 m，墻身背坡1∶0.3。

根據(jù)地區(qū)基礎(chǔ)凍漲及河道沖刷情況，設(shè)計擋墻基礎(chǔ)埋深1.2 m，后趾寬75 cm。擋墻基礎(chǔ)為M7.5 漿砌毛石;墻體內(nèi)為M7.5 漿砌塊石，墻體表面30 cm為漿砌料石;表面采用M10 砂漿勾縫;擋墻每10 m設(shè)一道伸縮縫，伸縮縫材料為2 cm瀝青木板;擋墻頂部設(shè)10 cm高C20 混凝土壓頂［5］。

護岸迎水坡設(shè)計水位以上部分設(shè)計坡比1∶2.0，采用生態(tài)混凝土網(wǎng)格結(jié)合植草護坡，網(wǎng)格為六棱塊形狀，厚5 cm，尺寸詳見生態(tài)護坡大樣圖，網(wǎng)格底部鋪設(shè)30 cm厚種植土。

2.2.3 背水坡

護岸背水坡坡比1∶2.0，表層回填30 cm種植土，采用植草護坡。

具體斷面型式見圖1。

2.2.4 排水管

砌石擋墻上設(shè)排水管一排，高程為設(shè)計河底高程上0.8 m，沿岸線方向布置間距為2.0 m，排水管直徑為100 mm，鋪設(shè)坡度3%，墻后采用土工布進行反濾。

圖1 護岸標(biāo)準(zhǔn)斷面圖

2.3 土料填筑標(biāo)準(zhǔn)及主材要求

本次設(shè)計填筑土料擬采用河灘地土料，根據(jù)《地質(zhì)勘察報告》中對土料場綜合評價的結(jié)論，河灘地土料主要為礫砂、粗砂，屬無黏性土料，淤泥、粉細(xì)沙、凍土、水穩(wěn)定性差的膨脹土等不宜做填筑材料。根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50286—2013)對無黏性土筑堤的填筑標(biāo)準(zhǔn)要求，筑堤土料的填筑標(biāo)準(zhǔn)按相對密度≥0.6 控制［6］。

設(shè)計壓實相對密度按下列公式計算:

式中:Dr×ds為設(shè)計壓實相對密度;eds為設(shè)計壓實孔隙比;emax、emin為試驗最大、最小孔隙比。

漿砌石擋墻用料要求大小均勻，質(zhì)地堅硬，不得使用風(fēng)化石料，單塊重量≥25 kg，最小邊長≥20 cm;漿砌石護腳及擋土墻塊石強度≥MU30;

土工布規(guī)格為250 g/m2。

3 穿堤建筑物布置

穿堤建筑物布置包含3 方面內(nèi)容:①工程總體布置;②結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計;③穿堤建筑物設(shè)計計算。

3.1 穿堤建筑物工程總體布置

工程區(qū)范圍內(nèi)兩岸現(xiàn)狀降水形成的徑流及灌溉棄水通過天然形成的匯水通道現(xiàn)狀堤防未封閉段排入河道，新建堤防將影響區(qū)間排澇排水，故本次設(shè)計在工程區(qū)段左右岸共設(shè)置穿堤矩形涵洞3 座，以滿足排水需求。

參照已有天然形成的匯水溝或人工修建的排水溝位置，并綜合考慮地面坡度走向、匯水面積等因素，于左岸ZK1+610、ZK2+500 及右岸YK2+213處設(shè)置3 處排水涵洞，以滿足兩岸排水需求。

3.2 穿堤建筑物結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計

根據(jù)各排澇區(qū)設(shè)計流量，對左岸涵閘采用雙孔涵閘結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，對右岸涵閘采用四孔涵閘結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。

方涵由進口鋪蓋段、洞身段、海漫段組成。

左岸ZK1+610、ZK2+500 處排涵采用雙孔方涵，涵洞凈高、凈寬均為1.5 m。洞身采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板、頂板、側(cè)壁厚度均為0.30 m，混凝土標(biāo)號為C25，下鋪0.1 m厚C10 素混凝土墊層，涵首尾部底板下設(shè)截滲齒墻，齒墻深0.7 m，跨中設(shè)截水環(huán)。涵洞進出口兩側(cè)鋪設(shè)格賓石籠鋪蓋和海漫，外河側(cè)海漫采用雙層0.5 m厚格賓石籠結(jié)構(gòu)，內(nèi)河側(cè)鋪蓋采用單層0.5 m厚格賓石籠結(jié)構(gòu)。詳見圖2。

圖2 穿堤建筑物雙孔涵體橫斷面設(shè)計圖

右岸YK2+213 處排涵采用四孔方涵，涵洞凈高、凈寬均為1.5 m。洞身采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，底板、頂板、側(cè)壁厚度均為0.30 m，混凝土標(biāo)號為C25，下鋪0.1 m厚C10 素混凝土墊層，涵首尾部底板下設(shè)截滲齒墻，齒墻深0.7 m，跨中設(shè)截水環(huán)。涵洞進出口兩側(cè)鋪設(shè)格賓石籠鋪蓋和海漫，外河側(cè)海漫采用雙層0.5 m厚格賓石籠結(jié)構(gòu)，內(nèi)河側(cè)鋪蓋采用單層0.5 m厚格賓石籠結(jié)構(gòu)。詳見圖3。

圖3 穿堤建筑物四孔涵體橫斷面設(shè)計圖

3.3 穿堤建筑物設(shè)計計算

穿堤建筑物設(shè)計計算包含涵閘過流能力驗算和涵閘滲徑長度計算兩方面。

3.3.1 涵閘過流能力驗算

根據(jù)擬定工程布置，過涵閘水流均為短洞無壓流，同頻率設(shè)計條件下的下游水深均＜0.8 倍上游水深，即hs＜0.8 H。故按無底坎寬頂堰自由出流計算排涵過流能力:

式中:Q 為過涵流量，m3/s;σ 為淹沒系數(shù)，取0.8;ε為涵洞入口處側(cè)收縮系數(shù)，取0.95;m 為流量系數(shù)，取0.35;b 為過流寬度;H 為涵上水頭。

各涵閘過流能力驗算成果見表1。

表1 各涵閘過流能力驗算成果表

經(jīng)計算，各穿堤涵閘過流能力均能滿足排澇要求，且略有盈余，為保護區(qū)后期發(fā)展留有余地。

3.3.2 涵閘滲徑長度計算

根據(jù)上下游水位差和地基土壤的滲徑系數(shù)來確定地下滲徑的最小長度。

式中:Lmin為地下滲徑的最小長度，m;C 為滲徑系數(shù)，礫砂、粗砂取4.0;ΔH 為上、下游水位差。

經(jīng)計算，排涵實際地下滲徑總長度均大于地下滲徑最小長度，滿足滲流穩(wěn)定要求。計算結(jié)果見表2。

表2 涵閘滲流計算成果表

4 結(jié) 語

通過科學(xué)的設(shè)計，并且結(jié)合工程的實際情況，可以確保工程正常運行。以該工程為例，通過對護岸及穿堤建筑物的合理設(shè)置，提高了兩岸的防洪能力，也美化了該河段的兩岸風(fēng)景。

［1］吳平，陳振忠，李澤民.熊耳河綜合治理方案探討［J］.河南水利，1998(03):59－61.

［2］楊天明.淺談河道規(guī)劃管理［J］.內(nèi)蒙古水利，2011(05):17－19.

［3］李恩祥，史承勇.洮南市蛟流河下游河道堤防整治理的幾點意見［J］.吉林水利，2011(11):27－28.

［4］李鈞.貴州山區(qū)河道治理工程設(shè)計總結(jié)與思考［J］.人民珠江，2011(04):30－31.

［5］李媛媛.結(jié)合旅順龍河治理談景觀河道治理工程設(shè)計［J］.黑龍江水利科技，2014，42(09):145－147.

［6］王志斌.牡丹江市鐵嶺河河道治理工程設(shè)計［J］.黑龍江水利科技，2013，41(01):162－164.