紀立軍
(河南立信工程管理有限公司,北京 101201)
洳河河道為矩形斷面,縱坡較大,河道內(nèi)盜采砂石現(xiàn)象嚴重,河床坑洼不平、破損嚴重,部分橋梁等跨河建筑物防洪標準低[1-3]。為此亟須對河道治理存在的問題進行分析,提出河道治理對策,使洳河整段河道均按規(guī)劃防洪排水標準進行了建設(shè),徹底解決新城北部及西部地區(qū)的防洪排水問題,為河道兩岸城市建設(shè)創(chuàng)造良好的水生態(tài)環(huán)境條件,促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展。
洳河干流河道發(fā)源于北京市密云區(qū)東邵渠鄉(xiāng)銀冶嶺一帶,洳河流域呈扇形分布,東北部地勢高,最高處海拔1062.4 m,南部平原區(qū)地勢較低,海拔25~50 m。
(1)上游段河道沖刷破壞嚴重,急需修復(fù)。如圖1所示,現(xiàn)狀河道為矩形斷面,河道兩側(cè)為漿砌石護砌,河底縱坡較大,受7.21降雨影響,大量擋墻基礎(chǔ)被沖刷破壞,擋墻倒塌。7.21之后,大華山鎮(zhèn)對河道擋墻進行修復(fù),但仍有部分尚未修復(fù)。
圖1 上游河道沖刷破壞嚴重,岸坡坍塌
(2)河床破損嚴重,水流條件差。從圖2可以看出:河床表面都為卵石,由于過度的盜采砂石導(dǎo)致砂石坑數(shù)量非常多,嚴重影響了整個河床,水流條件差。極易造成沖刷破壞。
圖2 新城段砂石坑遍布,河床破壞嚴重
(3)部分跨河建筑物防洪標準低,影響河道行洪能力。如圖3~圖4所示,治理段河道現(xiàn)狀橋涵共38座,其中包括管涵6座,漫水路2條,交通橋29座。
圖3 部分建筑物嚴重縮窄河道斷面
圖4 橋梁基礎(chǔ)破壞嚴重
(4)過村莊段有大量建筑和生活垃圾,環(huán)境較差。 如圖5所示,河道沿線經(jīng)過村莊較多,河道環(huán)境破壞嚴重,威脅整體生態(tài)安全。
圖5 垃圾堆積,環(huán)境較差
設(shè)計河底縱坡,以天然河道縱坡為基礎(chǔ),進行適當調(diào)整。樁號0+000~1+970為矩形斷面,上口寬約25.0~36.0 m,本次治理對河底進行清障,對現(xiàn)狀漿砌石擋墻進行修復(fù)。
樁號1+970~2+420為梯形斷面,設(shè)計河底寬度為23.0~28.0 m,河道上口寬約25.5~30.0 m,其中樁號2+210~2+240左岸對現(xiàn)狀漿砌石擋墻進行修復(fù),其余河段均新建貼坡漿砌石擋墻。
樁號2+420~5+870為梯形斷面,設(shè)計河底底寬為23.0 m,河道上口寬約25.5~28.0 m。其中左岸:樁號2+430~3+020、3+610~3+80、4+100~4+850對現(xiàn)狀漿砌石擋墻進行修復(fù),4+850~5+570維持現(xiàn)狀,其余河段均新建貼坡漿砌石擋墻;右岸:樁號2+430~2+830、3+260~3+820段維持現(xiàn)狀;樁號2+830~3+260、3+820~4+110、4+480~5+870新建漿砌石貼坡?lián)鯄?,樁?+410~4+480對現(xiàn)狀漿砌石擋墻進行修復(fù)。
樁號5+870~6+760為梯形斷面,設(shè)計河底底寬為28.0 m,河道上口寬29.5~30.5 m。其中左岸:樁號6+075~6+520對現(xiàn)狀漿砌石擋墻進行修復(fù),其余河段均新建貼坡漿砌石擋墻;右岸:6+580~6+660維持現(xiàn)狀,其余河段新建漿砌石貼坡?lián)鯄?;樁?+760~11+700為梯形斷面,設(shè)計河底底寬為23 m,河道上口寬26.5~52.0 m;其中左岸:樁號9+570~10+570對現(xiàn)狀漿砌石擋墻進行修復(fù),其余河段均新建貼坡漿砌石擋墻;右岸:7+400~7+850為鉛絲石籠護坡、9+400~10+470對現(xiàn)狀漿砌石擋墻進行修復(fù),其余河段新建漿砌石貼坡?lián)鯄Α?/p>
沖刷深度計算如式(1):
(1)
式中:Ucp為近岸垂線平均流速,m/s;U為行進流速,m/s;η為水流流速不均勻系數(shù),根據(jù)水流流向與岸坡交角α查表確定。
平順護岸沖刷深度計算采用式(2):
(2)
式中:Hs為局部沖刷深度,m;H0為沖刷處的水深,m;Uc為泥沙啟動流速,m/s;n與防護岸坡在平面上的形狀有關(guān),取1/4~1/6。
現(xiàn)狀漿砌石擋墻受洪水影響,大部分基礎(chǔ)遭到?jīng)_刷破壞,部分漿砌石擋墻沖毀。另根據(jù)沖刷深度計算結(jié)果,樁號12+200以上段河道最大沖刷深度為0.65 m,12+200以下段最大沖刷深度1.60 m。綜合考慮,樁號0+000~12+200兩岸采用漿砌石貼坡?lián)鯄ψo砌;12+200~21+400兩岸采用鉛絲石籠護砌,護砌高度至20年洪水位,洪水位以上采用植草護坡。21+400兩岸采用鉛絲石籠護砌;21+400~26+000兩岸采用土石籠袋護砌,護砌高度至20年洪水位,洪水位以上采用植草護坡。
河道現(xiàn)狀有支溝排水溝14處,河道治理后,為保證支溝排水要求,對14處支溝排水溝進行治理。其中2處修建橋梁,12處排水口根據(jù)支溝規(guī)模采用管涵結(jié)構(gòu)形式。管涵直徑采用1.0 m。根據(jù)水面線計算結(jié)果,局部河段洪水滿溢,不能滿足防洪安全,需新筑堤防進行防護。筑堤長度總計3405 m。
本次設(shè)計在巡河路兩側(cè)種植2排行道樹,株間距均為5 m。巡河路外側(cè)5 m范圍內(nèi)考慮喬灌草結(jié)合,進行綠化補植。巡河路兩側(cè)行道樹選用北京本地鄉(xiāng)土樹種白蠟,兩側(cè)2.5 m寬綠化帶混播草籽和野花組合(包括波斯菊、狼尾草和馬藺等宿根花卉),綠道外側(cè)2 m寬的綠化帶內(nèi)列植新品種毛白楊,株距5 m,兩岸各1排,下方種植帶同樣混播草籽和野花組合(包括波斯菊、狼尾草和馬藺等宿根花卉)。綠化帶分段片植連翹、榆葉梅、荊條、棣棠、沙地柏等灌木地被,最下層次以大面積的狼尾草等野花組合增加野趣,局部重點段點綴河南檜、油松豐富景觀層次。以撒播草籽護坡。綠化面積共計40.60萬m2。
景觀節(jié)點工程主要布置在河道樁號21+500~25+600之間?,F(xiàn)狀河道蜿蜒曲折,河道治理后,保留老河道。將老河道和新河道水系聯(lián)通,形成循環(huán)水系,打造濕地景觀。
本次治理河段流經(jīng)大華山鎮(zhèn)和劉家店鎮(zhèn)、王辛莊鎮(zhèn)多個鄉(xiāng)鎮(zhèn),河道沿線有眾多村莊。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況,河道沿線有養(yǎng)豬場,部分污水直排河道,下游北城子村有部分污水直排河道。目前,平谷區(qū)正在開展平谷區(qū)三年截污治理工程,擬將各村莊的污水攔截納入其治理工程中,本次洳河治理工程不再考慮截污。
工程的規(guī)模較大,必須要結(jié)合工程周邊的環(huán)境條件、工程建設(shè)的分工等,制定一個分區(qū)治理的方案,減少水土流失的現(xiàn)象發(fā)生。因此經(jīng)過多重考慮最終將工程分為兩個區(qū):河道工程防治區(qū)、施工生產(chǎn)生活防治區(qū)。
在工程的設(shè)計方案中認為在建設(shè)期間必須要大量使用鉛絲石籠防護和綠化等措施,這是保持水土的重要措施。在主體工程設(shè)計方案中的植物栽培已經(jīng)達到了水土保持的要求。在工程竣工后就不會再有其他的保持水土的措施。當然在施工期間還要準備臨時處理措施,分為臨時排水措施、臨時攔擋措施和臨時覆蓋措施。
在臨時處理施工期間需要最好臨時防護措施,臨時堆渣區(qū)需要取用臨時堆渣,然后將所有臨時工程的設(shè)備拆除,整平恢復(fù)其原本的面貌。在河道的兩岸要布置景觀,植物景觀有良好的水土保持的功能,能夠達到工程保持水土的要求,所以就不需要另外增加其他的水土保持的措施。土地整平和臨時排水的措施在每次施工過程中必不可少,尤其是施工結(jié)束后,必須將土地恢復(fù)原本的面貌。
道路必須要建設(shè)在平坦的陸地上,因此就不會有棄渣量,也不會需要開挖邊坡以及護坡,能夠減少一些不必要的措施。道路修建時需要及時采取臨時排水措施,道路修建完后也需要采取土地整平措施,盡可能地恢復(fù)土地的原貌。
對施工方案反復(fù)研究和分析,確保主體工程中保持水土的建設(shè)能夠符合水土保持的要求,也沒有過多的水土保持建設(shè),減少不必要的花費,也能縮短施工的期限。在方案中著重河道工程占地區(qū)、施工生產(chǎn)生活區(qū)的施工建設(shè)。
(1)河道工程占地區(qū)。據(jù)調(diào)查所知,在施工過程中產(chǎn)生的水土流失現(xiàn)象極為嚴重,因此在工程開始建設(shè)時,需要采取臨時排水措施和臨時覆蓋措施,防止水土流失的現(xiàn)象發(fā)生。
(2)施工生產(chǎn)生活區(qū)。在工程的設(shè)計方案中:無論是在工程建設(shè)時還是在工程完工后都必須采取土地整治措施。在施工單位進入施工場地前,需要對土地整平壓實,施工結(jié)束后需要處理土地上的廢棄物,對于污染物需要及時地清除,防止污染環(huán)境,臨時建筑也要拆除,將所有的機器設(shè)備以及生產(chǎn)生活設(shè)施搬離施工場地。
在工程設(shè)計方案中的水土保持措施可以分為兩個部分,分別是主體工程原設(shè)計具有水土保持功能的各項措施和水土保持新增措施。在采取主體工程原設(shè)計具有水土保持功能的各項措施時,必須要按照設(shè)計方案中的工程時序進行施工,不能延誤或者提前施工。當水土保持的措施完工后,如果工程的水土保持措施不能滿足水土保持的要求需要采取新增水土保持措施,但是施工時不能破壞周圍的區(qū)域,也不能影響整個工程的施工,因此就需要水保措施的實施和主體工程交叉進行,不延遲工期。
新增水土保持措施中,各區(qū)域的防護措施按照工程的施工進度及時進行。各區(qū)域的綠化措施,安排在各單項工程完成后的第一個季度。施工生產(chǎn)生活區(qū)和其他臨時占地區(qū)的復(fù)耕措施安排在工程結(jié)束后的第一個春季。各種臨時防護措施與主體工程同時進行。
在項目建設(shè)時,需要采取清潔生產(chǎn)的措施減少粉塵的污染。建議施工前對所有施工人員做好文明施工教育,每一道工序都應(yīng)盡可能減少對周圍環(huán)境的影響;做好施工人員社會文明禮貌;合理安排休息娛樂活動,盡量不要大規(guī)模集體外出,減小對公共資源的壓力,給周邊居民帶來的不便降到最低。
項目在施工過程中電焊、氣割等強光操作會給周邊居民帶來光污染。因此建議強光操作盡量安排在日間進行,在電焊及氣割機四周設(shè)擋光屏,夜間工地上的照明光線應(yīng)盡可能擋在工地范圍內(nèi),以避免對周邊造成光污染。
綜上所述,中小河道治理作為城市發(fā)展的基礎(chǔ),是復(fù)雜的工程,需要在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。為了水利建設(shè)的持續(xù)發(fā)展,應(yīng)當在保證工程質(zhì)量的同時保證經(jīng)濟效益。生態(tài)治理河道除了能消除洪水的隱患外還能有效的蓄能排水,有效的預(yù)防突發(fā)事件帶來的傷害。本工程實施后,河道沿岸生態(tài)環(huán)境的極大改善,對提高當?shù)厝嗣裆钯|(zhì)量和周邊經(jīng)濟發(fā)展具有極大的促進作用。