張 平,武 鵬,張 衛(wèi)
(1.山東省水利勘測設(shè)計院,山東 濟南250014;2.淄博市水文局,山東 淄博255000)
小清河發(fā)源于濟南市南部山區(qū),自西向東流經(jīng)濟南、淄博、濱州、東營、濰坊5市12個縣(市、區(qū)),于壽光市羊口鎮(zhèn)東注入萊州灣,全長229 km。小清河防洪綜合治理工程干流段治理范圍為濟青高速公路橋(干流樁號30+600)至壽光市入??冢?29+000),治理長度198.4 km,主要建設(shè)內(nèi)容包括主河槽擴挖16.3 km,復(fù)堤長291.81 km,護砌岸坡30.517 km。主河槽進行擴挖范圍為濟青高速公路橋(干流樁號30+600)至新柴莊閘(干流樁號46+900)段?;狙噩F(xiàn)狀河底高程向兩側(cè)擴挖,仍采用單式梯形斷面,擴挖后河道底寬為100 m,兩側(cè)邊坡均采用1∶2.5。本次堤防加固工程堤防沿原堤線布置,充分利用原有堤防及建筑物,保持現(xiàn)狀堤距不變。本次工程左堤設(shè)計堤寬10 m,右堤設(shè)計堤寬6 m,堤防外側(cè)設(shè)3 m護堤地。堤防加高培厚設(shè)計迎水坡及背水坡均采用1:3。對全線堤段均進行瀝青混凝土硬化,堤頂?shù)缆穬蓚?cè)土路肩寬度為0.5 m/1 m。
小清河干流位于魯山~泰山凸起與濟陽凹陷的交界處,流域內(nèi)總體地勢呈南高北低、西高東低,區(qū)內(nèi)地面高程26.5~5.3 m。沿線跨越的微地貌類型包括山前平原~沖積平原交接洼地、決口扇前緣、緩平坡地和河漕洼地。小清河流域?qū)儆谌A北暖溫帶半濕潤季風(fēng)型大陸性氣候,多年平均降水量為566.8~649.3 mm,降雨有明顯的季節(jié)性,其中夏季占全年降水量的70%左右;冬季僅占全年降水量5%左右。
1)項目區(qū)水土流失現(xiàn)狀。項目區(qū)屬北方土石山區(qū),項目所在區(qū)域水土流失類型主要為水力侵蝕,兼有風(fēng)力侵蝕,侵蝕強度以輕度為主。本次治理工程涉及濟南歷城區(qū)、高新區(qū)、章丘區(qū),濱州鄒平市、博興縣,淄博高青縣、桓臺縣,東營廣饒縣、農(nóng)高區(qū),濰坊壽光市。
2)工程建設(shè)期水土流失分析。工程建設(shè)期間將進行河槽擴挖、堤防填筑、建筑物建設(shè)等建設(shè)活動,將不可避免地擾動原地表、破壞原有的地形地貌,占壓和損壞項目區(qū)原有的水土保持設(shè)施,削減原有地表的水土保持功能。河道擴挖、堤防填筑形成的裸露邊坡、棄土和取土區(qū),在不利天氣條件下極易發(fā)生水土流失。
1)河槽岸坡防護。對濟青高速公路橋(干流樁號30+600)~新柴莊閘(干流樁號46+900),進行岸坡防護設(shè)計,其中護坡工程4 347 m、護岸工程3 135 m。
(1)護岸工程。護岸采用閉孔式預(yù)制混凝土連鎖磚結(jié)構(gòu),護岸底高程為設(shè)計河底高程;護岸頂高程為現(xiàn)狀灘地高程。護岸結(jié)構(gòu)自上而下為:C25預(yù)制混凝土閉孔式連鎖磚厚15 cm+300 g/m2土工布+中粗砂墊層厚10 cm。護坡縱向每隔20 m設(shè)混凝土框架隔墻一道,寬30 cm,厚50 cm。為了增加護岸穩(wěn)定性,防止河道局部沖刷對護砌結(jié)構(gòu)的破環(huán),在河底兩側(cè)坡腳處設(shè)置C25現(xiàn)澆混凝土齒墻,尺寸為1.5 m×0.8 m(深×寬)。襯砌頂部封頂板采用C25現(xiàn)澆混凝土板,尺寸為0.5 m×0.3 m。齒墻、封頂板每隔15 m設(shè)一道伸縮縫,縫寬2 cm,縫內(nèi)以聚苯乙烯閉孔泡沫塑料板填充?;炷量箖龅燃塅150,抗?jié)B等級W4。對于河道擴挖后河槽深度大于6 m的護岸段,設(shè)置戧臺,戧臺寬度2.0 m。采用C25預(yù)制混凝土閉孔式連鎖磚防護。上級護坡齒墻頂高程平戧臺,采用C25現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為1.0 m×0.6 m(深×寬),其余設(shè)計與無戧臺段護岸相同。
(2)護坡工程。護坡工程采用開孔式預(yù)制混凝土連鎖磚結(jié)構(gòu),護砌底高程為灘地高程;防護頂高程為設(shè)計洪水位+0.5 m。護坡結(jié)構(gòu)自上而下為:C25預(yù)制混凝土開孔式連鎖磚厚12 cm+300 g/m2土工布+中粗砂墊層厚10 cm。護坡縱向每隔15 m設(shè)混凝土框架隔墻一道,寬30 cm,厚50 cm。為了增加護岸穩(wěn)定性,在堤防內(nèi)坡腳處設(shè)置C25現(xiàn)澆混凝土齒墻基礎(chǔ),齒墻尺寸根據(jù)沖刷深度分別取0.8 m×0.6 m、1.2 m×0.8 m(深×寬)兩種尺寸。襯砌頂部封頂板采用C25現(xiàn)澆混凝土板,尺寸為0.5 m×0.3 m。齒墻、封頂板每隔15 m設(shè)一道伸縮縫,縫寬2 cm,縫內(nèi)以聚苯乙烯閉孔泡沫塑料板填充。
2)堤防邊坡草皮防護。為防止地表裸露,減少雨水對堤防堤坡的沖刷,對干流復(fù)堤段堤坡播撒草籽進行防護,護坡范圍為迎水坡及背水坡新填筑堤坡。對于城區(qū)段可選擇黑麥草、馬尼拉草等景觀效果較好的品種,非城區(qū)段可選擇狗牙根、結(jié)縷草等。
堤防外側(cè)護堤地寬3 m,設(shè)計對護堤地栽植一行喬木,喬木四周空地撒播草籽,對堤防內(nèi)側(cè)撒播草籽進行綠化。喬木分段交替選取垂柳、白蠟或者國槐,規(guī)格為胸徑≥6 cm,栽植株行距為5 m,喬木下方撒播狗牙根草籽,播種量80 kg/hm2。在堤防護堤地形成防護林生態(tài)廊道。
在堤防道路兩側(cè)的土路肩種植綠籬,綠籬選擇小葉黃楊、大葉女貞及小冬青,交替種植,其間點綴紅葉石楠球、金葉女貞球,綠籬灌叢高≥30 cm,栽植株行距為0.25 m×0.25 m;紅葉石楠球、金葉女貞球灌叢高≥60 cm;土路肩剩余空閑鋪種黑麥草草皮。
1)干流堤防排水工程。為了及時排走堤防雨水,設(shè)計在堤防一側(cè)邊坡每隔50 m設(shè)置一條豎向排水溝,堤腳設(shè)置一條順堤排水溝。豎向排水溝采用C25預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu),矩形斷面,壁厚0.06 m,溝寬0.40 m,溝深0.30 m。為減少占地,順堤排水溝采用C25預(yù)制混凝土U型槽,上口寬0.77 m,厚度6 cm,就近排入各支溝匯入干流。
2)堤外排水溝恢復(fù)。小清河干流金家堰閘以下段堤防復(fù)堤時,占壓了部分堤腳外排水溝,設(shè)計對占壓的排水溝進行恢復(fù),恢復(fù)長度為22.7 km,排水溝底寬1.0 m,深1.5 m,邊坡1∶5。
施工前,對堤防邊坡進行清基,厚度30 cm,施工過程對臨時堆放的表土采用臨時覆蓋、攔擋等臨時防護措施。施工結(jié)束后,采用鏟運機把剝離的表土回填至護堤地和堤防邊坡,并作整平處理,為植被建設(shè)創(chuàng)造良好條件。
受傳統(tǒng)設(shè)計理念的影響,以往河道治理單純的工程防護形式,減少了河道植物成分,降低了水質(zhì)凈化功能,增加了水體污染的可能;同時阻斷了水陸間物質(zhì)和能量交換,使得河流兩岸生物多樣性降低,進而導(dǎo)致河道景觀效果差。為此,河道綜合治理水土保持措施設(shè)計時,需運用生態(tài)景觀理念,制定科學(xué)的防治措施,通過水土保持措施的實施,塑造河流生態(tài)廊道格局。