程淦泉

（婺源縣水利局,江西 婺源 333200）

0 引言

在河道整治過程中需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)上下游、干支流、區(qū)域與流域的關(guān)系，針對(duì)河段不同情況科學(xué)設(shè)防，因勢(shì)利導(dǎo)，綜合采取新建堤防、河道疏浚、河勢(shì)控制及護(hù)岸護(hù)坡等措施[1]。婺源縣清華鎮(zhèn)治理河段存在河道曲率大、過流斷面偏小，河道萎縮，行洪能力不足及岸線缺乏堤防等問題。通過防洪綜合整治以改善河道水流條件，提升保護(hù)區(qū)域防洪標(biāo)準(zhǔn)，減少洪災(zāi)危害。文章就清華鎮(zhèn)河段采取的綜合防洪措施展開研究，擬達(dá)到改善河道安全和生態(tài)環(huán)境，為地區(qū)發(fā)展創(chuàng)造良好的水利環(huán)境的目的。項(xiàng)目建設(shè)將有效提高清華鎮(zhèn)防洪標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)農(nóng)田免收洪水災(zāi)害威脅，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，改善河流自然生態(tài)。

1 工程概況

婺源縣清華鎮(zhèn)防洪工程屬江西省婺源縣重點(diǎn)地區(qū)中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃范圍內(nèi)的建設(shè)項(xiàng)目，是婺源中小河流防洪工程的重要組成部分。項(xiàng)目地點(diǎn)位于婺源縣清華鎮(zhèn)，工程所在河道屬饒河支流清華水和鳳山水匯合口段。工程范圍區(qū)人口0.6 萬(wàn)人，耕地0.4 萬(wàn)畝。根據(jù)規(guī)范并結(jié)合清華村防洪規(guī)劃，確定本工程等別為Ⅳ等，堤防工程的級(jí)別為4 級(jí)，堤段防洪標(biāo)準(zhǔn)采用20 年一遇設(shè)計(jì)洪水。

2 防洪整治措施

根據(jù)中小流域治理精神和工程具體情況確定清華河河道整治治理方案以“河道疏浚、卡口清障，局部護(hù)岸，維護(hù)、穩(wěn)定現(xiàn)有河型、河勢(shì)為主”，即綜合采取河道疏浚及清障工程、護(hù)岸工程、堤防工程、陂壩工程和排澇工程，逐步強(qiáng)化河灣邊界，規(guī)順洪水河槽，使其逐步穩(wěn)定，有利于洪水的通暢渲泄，以防御洪水泛濫，減少主流擺動(dòng)范圍，改善現(xiàn)有不利的河勢(shì)，達(dá)到防洪保安的目的。

根據(jù)整治河段特點(diǎn)和兩岸經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r，河道防洪治理建設(shè)內(nèi)容包括：河道疏浚4.396 km；護(hù)岸工程總長(zhǎng)3.646 km；堤防工程總長(zhǎng)1.375 km；新建改建陂壩4 座；新建排澇閘1 座，排水涵 2座。

2.1 河道疏浚清淤及清障工程

對(duì)治理河段的河心灘、邊灘與彎道、橋底及其上游河底淤積進(jìn)行清淤清障。沿自然岸線對(duì)兩岸岸坡較陡處，根據(jù)地質(zhì)查明的穩(wěn)定邊坡進(jìn)行削坡處理，整治崩岸岸線，形成穩(wěn)定邊坡。對(duì)兩河交匯口處及清華大橋下游段部分河床較窄段適當(dāng)擴(kuò)挖，保證洪水下泄通暢，采用擋墻護(hù)岸或擴(kuò)挖邊坡1∶3與兩岸進(jìn)行銜接。

由于攔河筑壩，現(xiàn)狀河槽淤積嚴(yán)重。攔河壩上下游形成了局部的河心洲和岸灘沼澤，縮窄了原河道的行洪寬度，逼迫水流沖刷兩岸。根據(jù)上下游主河槽確定清淤斷面寬度進(jìn)行清淤，對(duì)兩岸進(jìn)行固岸，以順直河道，恢復(fù)原河道走勢(shì)。

2.2 護(hù)岸工程

由于清華河河道為山區(qū)性河流，一次洪水過程較短，河道演變主要受造床流量的影響，確定整治流量時(shí)以常年水位或引水陂壩壩頂高程作為護(hù)岸的控制高程，并結(jié)合清華鎮(zhèn)景區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃，對(duì)右岸集鎮(zhèn)段岸線結(jié)合護(hù)岸工程設(shè)置親水平臺(tái)，平臺(tái)寬3 m。防護(hù)段河道為彎曲型河道，河道走勢(shì)為“S”型，為維持現(xiàn)有有利岸線穩(wěn)定河道，結(jié)合現(xiàn)狀河道走勢(shì)，本次設(shè)計(jì)除局部順直段和山體段不襯護(hù)外，其它段皆進(jìn)行護(hù)岸保護(hù)。

根據(jù)現(xiàn)狀河床演變和河勢(shì)分析，確定采用常年水位或重建陂壩作為治導(dǎo)線，根據(jù)控制斷面的常年水位和壩頂高程確定水位流量，綜合分析計(jì)算常年水位的水面線。

由河道整治后河道水面線計(jì)算得知計(jì)算流速一般大于岸坡允許抗沖流速。為兼顧河勢(shì)穩(wěn)定、村鎮(zhèn)防洪安全及工程投資等，設(shè)計(jì)采用M7.5 漿砌石擋墻護(hù)岸型式。常水位高程或引水陂壩頂高程下采用硬性護(hù)岸頂高程，至現(xiàn)狀河岸高程部位采用草皮護(hù)坡，坡比為1∶2。整治后擬護(hù)岸河段岸坡高度2.5 m～3.5 m，護(hù)岸總長(zhǎng)3.646 km。

2.3 堤防工程

2.3.1 堤防斷面形式

根據(jù)20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)水面線計(jì)算成果，除臨河側(cè)部分房屋有可能受淹外，清華鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)段地面高程基本滿足要求。該段主要結(jié)合鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃道路要求新建堤防，結(jié)構(gòu)型式根據(jù)現(xiàn)狀地形和地質(zhì)條件分段擬定。

（1）型式一：行洪斷面按多級(jí)階復(fù)式斷面整治

清華水右岸樁號(hào)0+241 m～0+665 m位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)集鎮(zhèn)區(qū)，為凸岸段，結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)后期規(guī)劃情況，設(shè)計(jì)采用路堤墻結(jié)構(gòu)，第一階基礎(chǔ)采用重力式擋墻固腳，墻頂高程結(jié)合下游新建用水陂壩，初定97.5 m，在設(shè)計(jì)常水位高程加超高設(shè)親水平臺(tái)，寬度3 m，親水平臺(tái)采用鵝卵石路面鋪設(shè)，平臺(tái)鄰水側(cè)設(shè)置C20 砼欄桿,高1.1 m，該平臺(tái)以上5 m范圍內(nèi)采用草皮護(hù)坡，并結(jié)合景觀設(shè)計(jì)，栽種喬灌木。

（2）型式二：行洪斷面按單級(jí)階復(fù)式斷面整治

清華水右岸樁號(hào)0+665 m～1+375 m，長(zhǎng)711 m，位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)集鎮(zhèn)區(qū)，為凸岸段，結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)后期規(guī)劃情況，設(shè)計(jì)采用路堤墻結(jié)構(gòu)，下部基礎(chǔ)采用重力式擋墻固腳，墻頂高程設(shè)親水平臺(tái)，高程為97.5 m，寬3.0 m，親水平臺(tái)采用鵝卵石路面鋪設(shè)，親水平臺(tái)至堤頂采用草皮護(hù)坡（結(jié)合景觀要求，栽種喬灌木），堤頂高程為設(shè)計(jì)洪水位+0.7 m，堤頂寬4 m，設(shè)砼路面，在堤頂迎水面設(shè)置C20 砼欄桿，高1.1 m，土堤背水面采用草皮護(hù)坡。

2.3.2 穩(wěn)定計(jì)算

防洪堤根據(jù)結(jié)構(gòu)型式選取典型斷面進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，擋墻主要進(jìn)行抗滑穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定、墻基應(yīng)力計(jì)算。

抗滑穩(wěn)定按以下三種工況進(jìn)行計(jì)算：

工況一：施工完建期，荷載組合為自重+土壓力；

工況二：外河設(shè)計(jì)洪水位，荷載組合為自重+土壓力+揚(yáng)壓力+相應(yīng)的墻前墻后靜水壓力+風(fēng)浪壓力；

工況三：外河洪水降落時(shí)，荷載組合為自重+土壓力+揚(yáng)壓力+外河設(shè)計(jì)水位驟降1 m時(shí)的水壓力+墻背水壓力或水位降至墻頂高程相應(yīng)的墻前墻后靜水壓力（路堤墻）；

抗滑穩(wěn)定計(jì)算公式：

式中：Kc為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；［Kc］為規(guī)范要求的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)最小值；∑W為作用于墻體上的全部垂直力的總和；∑P為作用于墻體上的全部水平力的總和；f為墻體底板與全強(qiáng)風(fēng)化巖之間的摩擦系數(shù)，根據(jù)地質(zhì)建議取值。

根據(jù)所選典型斷面，按不同荷載組合分別計(jì)算得擋墻的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，根據(jù)三種工況穩(wěn)定計(jì)算的結(jié)果分析可知：工況三的荷載組合對(duì)防洪墻穩(wěn)定最不利，為控制工況。擋墻的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算成果見表1。

表1 擋墻抗滑穩(wěn)定、抗傾穩(wěn)定及墻底基底應(yīng)力成果表

2.4 陂壩工程

本次整治河段涉河建筑物較多，沿線有6 座引水陂壩（其中含3 處已水毀）。根據(jù)現(xiàn)狀河道縱橫斷面可知，由于陂壩水毀導(dǎo)致淤積較為嚴(yán)重，且沿岸坍塌堆積河中，致使淤積進(jìn)一步加深。

（1）本次設(shè)計(jì)整治河段內(nèi)對(duì)清華水現(xiàn)狀3處卵石堆壩進(jìn)行拆除，集中一處新建清華壩（樁號(hào)1+187）。

根據(jù)實(shí)際情況及鄉(xiāng)鎮(zhèn)景觀要求，該壩采用連拱式結(jié)構(gòu)，在右岸設(shè)一孔沖沙閘，孔凈寬2 m，閘底高程根據(jù)現(xiàn)狀河床高程確定。閘門采用疊梁門進(jìn)行布置。沖沙閘與現(xiàn)狀壩頭采用砼澆筑銜接。

（2）為滿足當(dāng)?shù)卮彐?zhèn)用水要求，本次對(duì)整治河段另外3 處水毀陂壩進(jìn)行重建，其中清華水兩座（東園壩樁號(hào)1+529、上坦頭壩樁號(hào)2+574），浙源水1 座（高奢壩0+000）。并對(duì)陂壩兩岸新建擋墻與設(shè)計(jì)堤防或護(hù)岸進(jìn)行銜接。

2.5 排澇工程

2.5.1 排澇閘

保留現(xiàn)狀河流、小溪和排澇渠，并采用工程措施加于改造整治，使小溪和排澇渠成為泄洪渠，同時(shí)結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)雨水工程排放系統(tǒng)，把山洪安全排入清華河。本次設(shè)計(jì)范圍內(nèi)新建1座排澇閘（清華排澇閘樁號(hào)為0+818 m）。

2.5.2 排水涵

清華鎮(zhèn)防洪工程在現(xiàn)有的溝渠位置設(shè)置排水涵，為維持原有排水功能，確保保護(hù)區(qū)內(nèi)農(nóng)作物及居民的安全。由于沿岸農(nóng)田排水未渠化，設(shè)計(jì)結(jié)合護(hù)岸工程在現(xiàn)有低洼處增設(shè)排水涵。設(shè)計(jì)范圍內(nèi)新建2 座排水涵。涵管縱坡1/200，涵管出口接0.5 m厚M7.5 漿砌石護(hù)坦，見表2。自排涵埋設(shè)后四周采用粘土回填。

表2 各排澇閘及排水涵特性表

3 結(jié)語(yǔ)

河道防洪是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，除了優(yōu)化好堤防選型設(shè)計(jì)外，還需格外關(guān)注相應(yīng)的配套措施，如河道疏浚清障、護(hù)坡、排澇工程等，協(xié)同配合以發(fā)揮最佳效益。清華鎮(zhèn)防洪工程實(shí)施以來(lái)，穩(wěn)定了清華鎮(zhèn)區(qū)范圍內(nèi)河道的走勢(shì)，增大了常水位流量，適當(dāng)提高了清華鎮(zhèn)區(qū)及沿岸村莊的防洪標(biāo)準(zhǔn)，改善區(qū)內(nèi)人口及農(nóng)田的防洪狀況，給當(dāng)?shù)厝嗣裆?cái)產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展安全提供了有力保障。