溫愛存 張繼東

（甘肅林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，甘肅 天水 741020）

南溝河是藉河右岸最大的一級支流，發(fā)源地秦州區(qū)西南部的馬蹄梁一帶，流經(jīng)皂郊鎮(zhèn)于秦州區(qū)西十里下匯入藉河，流域面積274.1km2，主河道長31.3km，平均比降為14.2‰，南溝河主要支流有徐家溝、慕水溝、楊家溝等。共涉及沿岸皂郊鎮(zhèn)9個行政村2026戶9318人，分別是王家店村、徐家店村、楊家溝村、董家坪村，張家寨村、高磨村、馬家河村、峽門村、楊川村。沿線耕地面積為0.35萬畝。南溝河流域水土流失、山洪災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害被稱為該流域三大自然災(zāi)害，多年來災(zāi)害頻繁發(fā)生，給沿岸群眾生命財產(chǎn)造成了嚴重的損失，汛期山洪爆發(fā)直接威脅沿岸村民的生命和財產(chǎn)安全。

藉河流域下墊面主要是黃土、灌木、人工林，植被較好。徑流主要由降雨產(chǎn)生，降雨時空分布極為不均，6-9月份降雨最為集中，占年降水量的60%以上，所以全年水量主要集中在夏秋季，且多以暴雨形式出現(xiàn)，溝壑密布，河床狹窄，寬窄不均勻，各條溝道中上游段河床最寬達15～20m，而下游普遍在25～30m，地表結(jié)構(gòu)疏松，每當遭遇強度大于25mm/h的暴雨時，降雨量大于土壤入滲強度，雨水來不及滲入到土壤深層而形成地面徑流，加之山洪河道源短流急，在下游極易形成陡落，峰高量大，歷時短暫的山洪災(zāi)害。

1 南溝河防洪工程地質(zhì)概況

工程區(qū)位于南溝河干流及3條支流（支溝）河（溝）床漫灘及I級階地前緣，河（支溝）谷在工程區(qū)寬約50～400m，河床及河漫灘（支溝床漫灘）寬約15～70m；兩岸I級階地較為發(fā)育，居民、建筑物等多位于I級階地階面上，I級階地前緣高出現(xiàn)代河床約0.5～3.0m，II級階地不發(fā)育；I、II級階地為堆積階地；南溝河干流流向近東西向；各支溝流向近乎與南溝河干流直交。

工程區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象主要為岸坡坍塌及崩塌。

第四系地層廣泛分布于工程區(qū)，主要為漫灘及I級階地堆積物、人工堆積等。河（溝）床及漫灘砂卵礫石層厚度約3.0～5.0m；I級階地上部為粉質(zhì)壤土層，厚約0.5～1.2m，結(jié)構(gòu)疏松；下部為沖洪積砂卵礫石層，結(jié)構(gòu)稍密～中密，厚度約4.0～5.5m，礫卵石磨圓度較差，分選性較差。

工程區(qū)構(gòu)造體系比較復雜，系秦嶺地槽和隴西陸臺兩大地質(zhì)構(gòu)造單元的過渡地帶。地貌從成因和形態(tài)來看，屬隴西黃土高原南緣的一部分，基巖上面為第三系甘肅紅層，表層覆蓋著第四系馬蘭黃土。河流不斷侵蝕下切，形成梁狀山地，梁狀山地與溝谷平行成疏狀地形，構(gòu)成了兩山之間有一溝，兩溝之間有一山的地貌。

根據(jù)2015年版1∶400萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，工程區(qū)地震動反應(yīng)譜特征周期分區(qū)值為0.40s，本區(qū)地震動峰值加速度為0.3g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度（50年超越概率為10%），依據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）第1.0.7條，本堤防工程不進行抗震設(shè)計。

地下水主要為南溝河干流及支溝（河）谷潛水，地下水主要接受南溝河及支流（溝）地表水、地下徑流，大氣降水及基巖裂隙水的補給，主要賦存于河漫灘及I級階地砂卵礫石層中。河漫灘的地下水埋深較淺，一般為1.8～2.5m，I級階地地下水埋深一般為3.0～6.0m。地下水的礦化度0.56～0.78g/l，為淡水，總硬度（德國度）為32.16～50.90mg/l，PH值為7.6～7.92，呈弱堿性，SO42-含量82.38～139.94mg/l，水質(zhì)較好，對普通硅酸鹽水泥混凝土無侵蝕性；地表水礦化度0.62～0.88g/l，為淡水，總硬度為41.26～74.63mg/l，PH值為7.8～7.96，呈弱堿性，SO42-含量87.15～164.82mg/l，水質(zhì)較好，對普通硅酸鹽水泥混凝土無侵蝕性。

經(jīng)地質(zhì)勘察及調(diào)查，工程所需要的塊砂石料可從南河川砂石溝料場直接購買。料場現(xiàn)已大規(guī)模開采，有公路通過，交通便利，車輛可直達開采區(qū)，石料產(chǎn)地，儲量豐富，石質(zhì)堅硬，耐風化，據(jù)勘探資料，料場總貯量大于200萬m3。距工程區(qū)平均約35～40km。

工程塊石料可從秦州區(qū)藉口鎮(zhèn)崔家溝料場直接購買。料場現(xiàn)已大規(guī)模開采，有公路通過，交通便利，車輛可直達開采區(qū)，石料產(chǎn)地，儲量豐富，石質(zhì)堅硬，耐風化，據(jù)勘探資料，料場總貯量大于200萬m3。距工程區(qū)平均約35～40km。

堤體填筑料盡量利用護堤工程的地基開挖砂礫料及河道清障時下部的砂卵礫石料填筑堤體，填筑堤身砂卵礫石應(yīng)分層碾壓至密實狀態(tài)，要求相對密度不小于0.60。

工程區(qū)水資源較為豐富，施工用水水源為南溝河干流及各支流（支溝）地表水，地表水水質(zhì)良好，滿足施工用水要求，但在汛期降雨季節(jié)，南溝河干流及各支流（支溝）地表水泥沙含量大，施工用水需沉淀處理后使用。

2 南溝河工程任務(wù)

工程任務(wù)主要是：保護村莊、農(nóng)田；保護沿岸農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。根據(jù)現(xiàn)場勘察，結(jié)合各河段現(xiàn)狀及河床演變，在充分認識該河段水性特點，水勢變化規(guī)律及洪水險情分析的前提下，依照防洪法和防洪標準，采取堤防與溝道治理相結(jié)合，堤防與當?shù)亟ㄔO(shè)相結(jié)合，同時達到控制主流擺動，穩(wěn)定河勢，鞏固岸床，完善防洪體系，保證河道行洪寬度，提高河道整體防洪能力的目地。在南溝河流域徐家店段、南溝河干流店鎮(zhèn)段、慕水溝段修建防洪工程，可保護各河段兩岸村民和沿岸土地不被洪水侵吞，為沿岸工農(nóng)業(yè)有計劃和可持續(xù)發(fā)展提供支撐。

工程區(qū)位于秦州區(qū)南溝河流域，涉及皂郊鎮(zhèn)的店鎮(zhèn)河、徐家溝、慕水溝、楊家溝4溝道，工程的主要任務(wù)是保護沿岸王家店村、徐家店村、楊家溝村、董家坪村，張家寨村、高磨村、馬家河村、峽門村、楊川村9個行政村38個自然村2026戶9318人生命財產(chǎn)和0.35萬畝耕地及基礎(chǔ)設(shè)施安全。

3 南溝河防洪工程設(shè)計

3.1 堤防段堤身設(shè)計

C15細粒砼砌石貼坡式堤防：迎水面坡比1.1，背水面坡比1∶1.25；頂寬3m，堤身采用C15細粒砼砌石平均厚度0.4m，頂厚0.3m，底厚0.5m，并設(shè)有1.0×0.5m底部基礎(chǔ)。壓頂寬0.5m，高0.2m，采用C15砼現(xiàn)澆。護坡設(shè)置泄水孔，最低一排泄水孔必須高出常水位以上30cm，采用φ100PE管，每高2m再設(shè)置一排，泄水孔進口設(shè)置級配砂礫反濾層。砂堤頂寬2.5m。伸縮縫沿縱向每5m設(shè)一道，伸縮縫填充材料為閉孔聚乙烯板。

3.2 護岸設(shè)計

1）C15細粒砼砌石貼坡式護岸：迎水面坡比1∶0.4，背水面坡比1∶1.25，護面采用C15細粒砼砌石，頂厚0.30m，底厚0.5m，設(shè)1.0×0.5m底部基礎(chǔ)。壓頂寬0.4m，高0.2m，采用C15砼現(xiàn)澆。護坡設(shè)置泄水孔，最低一排泄水孔高出正常水位30cm以上，采用φ100PE管，每高2m再設(shè)置一排，泄水孔進口設(shè)置級配砂礫反濾層。砂堤頂寬2m。伸縮縫沿縱向每5m設(shè)一道，伸縮縫填充材料為閉孔聚乙烯板。該斷面施工操作技術(shù)簡單，不用支模等復雜工序；抗沖擊能力強，施工時受外部環(huán)境影響小、穩(wěn)定性強、伸縮縫少。但開挖量大，破壞生態(tài)嚴重，適合與基礎(chǔ)埋深較淺，保護對象較重要的溝道。

2）格賓網(wǎng)石籠護岸+格賓網(wǎng)水平防護：迎水面坡比1.1，背水面坡比1∶1.25，護面厚度為0.3m，并設(shè)有1.0×0.8m底部基礎(chǔ)，水平防護為0.4m厚格賓網(wǎng)石籠，寬度為計算沖刷的1.5倍，在垂直格賓網(wǎng)石籠下部鋪設(shè)一層300g/m2的土工布反濾層，表面附種植土。格賓網(wǎng)采用10%鋁鋅合金低碳鋼絲，經(jīng)機械鉸合編織成為六鉸狀、六邊形網(wǎng)孔的網(wǎng)片結(jié)構(gòu)。格賓網(wǎng)護坡箱體尺寸格賓為3.0×2.0×0.4m，隔板為1～2片網(wǎng)孔60mm×80mm，網(wǎng)絲2.7mm，邊絲3.4mm，扎絲2.2mm，填石可采用塊石、卵石或片石，空隙率不超過30%，要求石料質(zhì)地堅硬，強度等級MU30，比重不小于2.5t/m3。壓頂寬0.5m，高0.1m，采用C15砼現(xiàn)澆。該斷面具有整體性好、穩(wěn)定性高、耐腐蝕性強、生態(tài)環(huán)保，并柔剛性結(jié)合體，抗震防凍不受季節(jié)環(huán)境影響，抗磨、耐久性好，施工技術(shù)簡單，不用支模等復雜工藝，易維修，適應(yīng)地基及堤身變形能力強，而維持河道自然生態(tài)現(xiàn)狀。缺點：護坡表面較為粗糙，單位造價較高，施工時所需勞力多，體力勞動量大。適用于生態(tài)比較好，自然岸坎較為穩(wěn)定，沖刷深度較深的河段。

3.3 排洪渠設(shè)計

南溝河干流店鎮(zhèn)段段0+000～0+136段渠道凈寬8～11m，凈高1.5m，底厚0.5m，迎水面邊坡比1∶0.5，底部有0.3m水泥穩(wěn)定土，擋墻及底板均采用C15細粒砼砌塊石結(jié)構(gòu)。

3.4 護腳段設(shè)計

護腳采用C15細粒砼砌石，高度為2.7～3.3m，基礎(chǔ)埋深1.8～2.0m，頂寬0.5m，迎水面坡比1∶0.4，頂厚0.3m，底厚0.5m，并設(shè)有0.8×0.5m的水平堤腳，每10m設(shè)置伸縮縫一道，采用閉孔聚乙烯板填塞。

3.5 支溝段設(shè)計

溝道延伸重力式擋土墻堤防：迎水面坡比1∶0.25，背水面坡比1∶1.25；設(shè)計堤頂寬3m，堤身采用C15細粒砼砌塊石，高度3.0m，外邊坡比1∶0.25，內(nèi)邊坡比1∶0；基礎(chǔ)延伸0.2m?；A(chǔ)高0.5m，墻趾頂部土層厚度大于0.2m。墻頂設(shè)0.2×0.3m的C15砼墻帽。伸縮縫沿縱向每5m設(shè)一道，伸縮縫填充材料為閉孔聚乙烯板。溝道內(nèi)堤防基礎(chǔ)埋深為深泓線以下1.2m。

3.6 沿堤建筑物

3.6.1 排水涵管

排水涵采用鋼筋混凝土管，涵管進口與現(xiàn)有排水溝土堤銜接至洪水位以上，坡比為1/100，以防洪水倒灌。涵管設(shè)計為φ600mm砼管，在砼管與堤防護面接觸處加厚砼以防滲流，砼管下設(shè)砼管座，砼管座與堤防砼護面相接成一體，加強防滲功能。

3.6.2 巡堤踏步

為了堤防的正常檢查檢修，沿堤每1.0km或有村莊段設(shè)一處人行踏步，順堤坡方向設(shè)計置30×20cm砼臺階。

3.6.3 越堤道

當兩岸村莊農(nóng)田互相交錯，考慮河道兩岸行人便利及群眾交通等，擬建越堤道，采用C15砼硬化，厚度20cm，坡比為1/4。