黃銘楷,么振東

(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 510635)

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幾種陂路結(jié)合結(jié)構(gòu)在山區(qū)中小河流治理中的應(yīng)用

黃銘楷,么振東

(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 510635)

該文主要根據(jù)山區(qū)河流兩岸村莊日常交通和灌溉等需求,介紹一些常用的陂路結(jié)合形式,分別就其結(jié)構(gòu)樣式、使用材料、適用范圍等對(duì)進(jìn)行論述,并進(jìn)行比較分析,為山區(qū)中小河流治理中類似結(jié)構(gòu)提供借鑒。

陂路結(jié)合；山區(qū)；中小河流

近兩年,廣東省山區(qū)中小河流治理工作逐漸鋪開。遵循“防災(zāi)減災(zāi)、河暢岸固、自然生態(tài)、安全經(jīng)濟(jì)、長效管護(hù)”的治理理念對(duì)河道進(jìn)行清淤疏浚、岸坡防護(hù)、建筑物重建改建。其中山區(qū)中小河流的陂堰建筑物起到灌溉和發(fā)電的重要作用,是山區(qū)中小河流的重要治理對(duì)象。

山區(qū)中小河流中多數(shù)陂堰建筑物已建成多年,普遍存在縮窄河道、阻礙行洪、欠缺交通考慮、陂身不同程度破損等問題,治理中應(yīng)根據(jù)具體情況考慮重建改建。陂堰建筑物形式應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r,進(jìn)行差異化選擇和布置,充分考慮交通及景觀需要,避免單一形式建設(shè)。本文將主要根據(jù)山區(qū)河流兩岸村莊日常交通和灌溉等需求,介紹一些常用的陂路結(jié)合形式。

陂路結(jié)合形式按道路交通的空間位置進(jìn)行分類,可分為：交通位于陂頂下游的上游陂堰下游交通形式、交通與陂頂結(jié)合的陂頂交通形式、交通位于陂頂上游的上游交通下游陂堰形式,本文就幾種不同的陂路形式進(jìn)行論述比較。

1 上游陂堰下游交通形式

上游陂堰下游交通形式即把日常交通設(shè)于陂堰建筑物堰頂下游,允許車輛通行。根據(jù)交通及景觀要求可選用以下幾種形式：

1) 弧形陂橋結(jié)合式的特點(diǎn)

靠近河岸的橋梁兩端同時(shí)兼顧擋水建筑物功能,中間設(shè)橋孔過水,陂頭以弧形結(jié)構(gòu)布置于橋孔上游,弧形陂橋結(jié)合式適用于有通車要求的河段。橋梁靠岸兩端為實(shí)體結(jié)構(gòu),充當(dāng)橋梁同時(shí)也是擋水建筑物,有效縮短陂堰建筑物長度。相比一字形布置陂頭,弧形布置陂頭溢流面更寬,水流過堰后匯向弧形陂圓心周圍,水流相互撞擊翻滾,起到一定消能作用。橋梁寬度可按交通需要設(shè)置,橋墩間距推薦按5～10 m設(shè)置,橋孔尺寸滿足交通要求及結(jié)構(gòu)要求后,還應(yīng)充分考慮過流能力,橋孔底部應(yīng)設(shè)置護(hù)底措施防止淘刷。其實(shí)景相片及平面布置如圖1、圖2所示。

圖1 弧形陂橋結(jié)合式示例

圖2 弧形陂橋結(jié)合式平面示意

2)下游消力墩步道的特點(diǎn)

于陂堰建筑物下游澆筑混凝土消力墩,既是消能墩,又能在非洪水期通行。消力墩兼顧交通步道形式適合布置于下游水深較淺的河道,常水位時(shí)消力墩不被淹沒。消力墩高度應(yīng)滿足非洪水期長時(shí)間露出水面的要求,墩形可選用矩形、圓形或上下游端為半圓的長條形等,墩頂應(yīng)滿足站立空間要求,間隔應(yīng)符合人行自然跨步大小,并保證消能效果。此種形式主要用于行人,平面布置如圖3、圖4。

圖3 下游消力墩步道平面示意

圖4 下游消力墩步道示例

3)下游消力池步道的特點(diǎn)

于陂堰建筑物下游澆筑齒狀混凝土墻,混凝土墻下部起消力池作用,上部為人行步道。該形式適合布置于下游河床為巖基面,且陂堰建筑物有一定消能需求的河道,其斷面結(jié)構(gòu)如圖5。

圖5 下游消力池步道斷面示意

2 陂頂交通形式

陂頂交通形式即把交通設(shè)在陂堰建筑物頂部,在非洪水期允許步行或車輛通行。根據(jù)河道寬窄、流量大小、就地取材、交通及景觀要求可選用以下幾種形式：

1) 陂頂混凝土墩步道

陂堰建筑物頂部澆筑混凝土墩供日常通行的形式較為常見,要求陂堰建筑物頂部有足夠的空間,適用于上游落差較小的陂頭,以免行人錯(cuò)步踏空掉落水中。墩形可選用圓形、流線形等,使過流平順,減少河道垃圾勾掛,步道墩高度應(yīng)該根據(jù)日常流量的水頭高度設(shè)定,一般步道墩中心間距應(yīng)該控制在65～75 cm,如河道流量大,應(yīng)適當(dāng)減少步道墩寬度,增加墩間過流凈寬,減少日常壅水高度,如圖6、圖7。

圖6 陂頂混凝土墩步道平面示意

圖7 陂頂混凝土墩步道斷面示意

2) 陂頂簡易橋

堰建筑物頂部澆筑混凝土橋墩,并搭建混凝土板供村民日常通行。陂堰建筑物頂部應(yīng)適合布置橋墩,為提高混凝土簡易橋的穩(wěn)定性,應(yīng)在新建陂頭或頂部有新覆混凝土層的修復(fù)陂頭頂修建。對(duì)比陂頂混凝土墩步道,陂頂簡易橋通行更為方便,更適合人流量較多的位置,混凝土墩數(shù)量較少,可增大溢流面積,但是橋板的存在容易勾掛河道垃圾樹枝等,垃圾堵塞橋孔后受洪水推力面積增大,容易沖毀簡易橋面板,如圖8。

圖8 陂頂簡易橋立面示意

3) 陂頂嵌塊石步道的特點(diǎn)

就地取材,選用大塊石嵌砌于陂堰建筑物頂部供村民日常通行。如當(dāng)?shù)亟煌ㄒ蟛桓?且有石材選用,可用大塊石代替混凝土墩嵌砌于新建陂頭或舊陂頭頂。采用塊石嵌砌步道除就地取材外,還能體現(xiàn)河道建筑物的自然生態(tài),與自然環(huán)境較好結(jié)合,其結(jié)構(gòu)及實(shí)景相片如圖9、圖10。

圖9 嵌塊石步道立面示意

圖10 嵌塊石步道示例

4) 門槽式混凝土步道的特點(diǎn)

陂堰建筑物基礎(chǔ)澆筑帶門槽的混凝土墩,步墩、基礎(chǔ)及門板一起組成陂身,根據(jù)蓄水需要可裝上門板提高水位,卸掉門板或采用低于步墩的門板可實(shí)現(xiàn)交通功能。門槽式混凝土步道適宜布置于較窄河道上,避免大量使用門板,且河道蓄水灌溉的季節(jié)不應(yīng)太長。其結(jié)構(gòu)及實(shí)景相片如圖11、圖12。

圖11 門槽式混凝土步道平面示意

圖12 門槽式混凝土步道示例

5) 齒狀混凝土墩步道的特點(diǎn)

陂堰建筑物頂部澆筑齒狀混凝土墩,較適用于小型且有景觀要求的弧形陂。混凝土墩面露出水面,但不應(yīng)高出水面太多影響景觀效果,墩形可選用矩形或上下游端為半圓的長條形等,可設(shè)置較小墩頂面積及間隔,使其可小步前行,又能達(dá)到景觀效果。其結(jié)構(gòu)及實(shí)景相片如圖12、圖14。

圖13 齒狀混凝土墩步道平面示意

圖14 齒狀混凝土墩步道立面示意

3 上游交通下游陂堰形式

上游交通下游陂堰形式即把日常交通設(shè)于陂堰建筑物堰頂上游。該形式交通主要為橋梁,以水景觀作為結(jié)合點(diǎn),把橋梁布置于陂堰水景觀附近,如圖15。

圖15 上游交通下游陂堰形式示例

4 各種陂形適用性比較

各種陂形的適用性比較見表1。

5 結(jié)語

陂堰建筑物修建時(shí)應(yīng)根據(jù)河道寬窄、流量大小、交通及景觀需求等選擇陂與交通結(jié)合形式?；⌒乌闃蚪Y(jié)合式中橋梁靠岸兩端同時(shí)也是擋水建筑物,能有效縮短建筑物長度節(jié)省投資；下游消力墩步道及下游消力池步道只能布置于下游水深較淺的河段,并能起到一定消能作用；陂頂交通形式慎用于交通通道與河床高差較大的陂堰頂,避免行人踏空跌落水里。陂與交通結(jié)合形式選擇除應(yīng)滿足灌溉及交通主要功能外,還應(yīng)考慮水景觀建設(shè)。各種陂路結(jié)合形式功能、特點(diǎn)不同,需因地制宜合理選用。

[1] 黃本勝.廣東省山區(qū)中小河流治理工程設(shè)計(jì)指南(試行)[R]. 廣州：廣東水利水電科學(xué)研究院,2015.

[2] 黃程.廣東省山區(qū)五市中小河流治理實(shí)施方案[R].廣州:廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,2014.

[3] 徐尚壁，金俠，劉曉光. 關(guān)于固定式壅水建筑物的規(guī)模與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 黑龍江水專學(xué)報(bào),1995(3)：27-32，47.

(本文責(zé)任編輯 馬克俊)

Application of Beitou and Road Combined Structures to Small and Medium Rivers Regulation Engineering in Mountainous Area

HUANG Mingkai, YAO Zhendong

(Guangdong Hydropower Planning & Design Institute, Guangzhou 510635, China)

In this paper, according to the needs of the daily transportation and irrigation of the two sides of the mountain river. Some commonly used Beitou combination types are introduced, respectively analyzing their structural types, materials and practical ranges. Results of comparative analysis can be provided as reference for similar structure in the management of small and medium rivers in mountain area.

beitou and road combined；mountain area； small and medium rivers

2016-05-10;

2016-06-06

黃銘楷(1988),男,助理工程師,主要從事水利水電工程設(shè)計(jì)工作。

TV86

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1008-0112(2016)05-0091-04