孫鶴超

吉林省同欣原項目管理有限公司 吉林 長春 130000

白山市江源區(qū)湯河灣溝鎮(zhèn)西川村段水毀修復工程的主要任務是對湯河灣溝鎮(zhèn)西川村段水毀岸坡進行恢復重建，提高擋墻的防洪抗災能力，保護該段沿岸550畝農(nóng)田，保證當?shù)卮迕竦恼Ｉa(chǎn)、生活。

1 工程概況

項目區(qū)位于吉林省白山市江源區(qū)灣溝鎮(zhèn)西川村東南部湯河左岸，工程區(qū)中心地理位置坐標為東經(jīng)127°00′49.85″，北緯42°01′35.40″。

工程建設主要針對西川村段河道左岸進行水毀修復建設?，F(xiàn)狀河道左側(cè)護岸為主管部門于2007年農(nóng)發(fā)資金修建，形式為漿砌石重力式擋土墻，河道左岸涉及耕地約550畝?，F(xiàn)擋墻倒塌約200m（L0+800～L1+000），剩余未倒塌段擋墻均破損嚴重，擋墻砂漿含量較少，塊石縫隙過大，墻體穩(wěn)定受到較大影響，該工程段基本失去防洪抗沖能力。

2 水文

2.1 流域概況

湯河為頭道松花江一級支流，湯河發(fā)源于白山市江源區(qū)灣溝鎮(zhèn)西北大四方頂子山東麓，自西流向東，在撫松縣大營鄉(xiāng)湯河口子屯匯入頭道松花江。全流域集水面積603km2，河道長度為72.9km，河道平均比降為4.0‰。

2.2 氣象

湯河流域地處中緯度歐亞大陸東緣，在西伯利亞大陸氣團控制下，氣候寒冷，日平均氣溫低于零度的時間一般從11月的上旬開始，到翌年的3月下旬，長達五個月之久。本次設計氣象特征值統(tǒng)計以靖宇氣象站為代表站進行特征值統(tǒng)計，本流域內(nèi)多年平均降水量為771.3mm，其中6-9月降雨量為542.3mm，占全年降水量的70.3%；多年平均蒸發(fā)量為1109.7mm（φ=20cm），多年平均氣溫為3.0℃，極端最高氣溫為34.5℃，發(fā)生在1999年7月。歷年極端最低氣溫為-42.2℃，發(fā)生在1956年12月10日。多年平均風速為3.8m/s，離你那最大風速為24m/s，風向為W，發(fā)生在1957年4月26日。多年平均日照時數(shù)為2412h。

2.3 洪水

本工程洪水主要是由暴雨造成，而且大暴雨主要集中在7、8月份，其中降雨量約占全年降水量的50%，每年7、8月份也是發(fā)生大洪水的主要季節(jié)。由于該流域地處長白山區(qū)，河道兩岸為高山，河槽為U型河槽，洪水過程漲落急劇，具有峰高量大集中等特點，洪峰持續(xù)時間一般在3-6小時。設計流量由地區(qū)綜合線查算。

表1 設計流量成果表

2.4 泥沙

項目區(qū)下游斷面以上流域多年平均懸移質(zhì)輸沙模數(shù)50t/km2，考慮湯河流域中上游段植被較好，推移質(zhì)輸沙量按懸移質(zhì)輸沙量的10%計。項目區(qū)多年平均輸沙總量為1.48萬t。

2.5 冰情

據(jù)現(xiàn)場冰情調(diào)查，湯河冬季完全封凍，封凍期流量穩(wěn)定，最早初冰日期為11月15日，最晚終冰日期為4月18日，穩(wěn)定封凍天數(shù)為130天左右，一般冰厚在（30～50）cm之間。

3 工程地質(zhì)

項目區(qū)河道沿線地貌類型按其成因及形態(tài)特征，地貌類型主要為漫灘階地。

漫灘、階地分布于河道兩岸，地勢較為平坦，微向河床傾斜，兩岸表部為0.9m～2.1m的含礫粘土，下部為卵礫石層，揭露厚度一般2.0m～4.2m。洪水期河道沖刷嚴重，河道現(xiàn)有擋土墻均沖刷破壞嚴重，局部坍塌。

工程區(qū)地層巖性較簡單，主要為第四系全新統(tǒng)沖積堆積的含礫粘土及卵礫石層，基巖為泥巖，現(xiàn)分述如下：

含礫粘土①：主要分布于階地及漫灘表部，灰黃色，以濕，可塑。其中礫粒占23.5%，砂占14.8%，粘粉粒占59.7%。表部含較多的植物根系。厚度一般0.9m～2.1m。

卵礫石②：灰黃色，飽和，密實，級配不均勻，成分以灰?guī)r、安山巖、花崗巖等為主，礫石直徑一般3cm～6cm；卵石最大直徑可達30cm。其中卵石占41.6%，礫粒占32.0%，砂粒22.7%，粘粉粒占3.7%。砂卵礫石中值粒徑13.5mm。

泥巖③：灰綠色，局部為紫紅色，鉆孔揭露為強風化狀態(tài)，巖心多呈碎塊狀。

表2 物理力學指標建議值表

根據(jù)中國季節(jié)性凍土標準凍深曲線，工程區(qū)標準凍深為1.6m。

本工程建議將重建擋土墻基礎坐在卵礫石層上，承載力滿足要求，無沉陷穩(wěn)定及滑動穩(wěn)定問題，基礎深度應深置于最大沖刷深度以下（建議不小于1m）。保證建筑物運行安全。

4 工程建設的必要性及可行性

4.1 工程建設的必要性

湯河灣溝鎮(zhèn)西川村段左岸有大量農(nóng)田，為了促進當?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展，保證農(nóng)田穩(wěn)步增收，當?shù)刈?000年后陸續(xù)對該段河道岸坡進行了護岸工程建設。湯河屬于山區(qū)河流，汛期洪水匯流時間短、流速大，長期淘蝕擋墻基礎，導致該段河道擋墻基礎裸露在外，同時，由于常年洪水的沖刷，河道水位變動區(qū)多處墻體出現(xiàn)裂縫、塊石松動等問題，墻體存在較大的安全隱患。2018年7月5日湯河流域短時間內(nèi)發(fā)生大量降水，上游洪水迅速匯流并流經(jīng)西川村段，大水漫過墻頂，多處墻體被直接沖毀，墻后耕地發(fā)生洪澇災害，靠近河岸地勢較低的旱田受洪災影響較大。如再次發(fā)生洪水墻體有繼續(xù)倒塌的可能，墻后耕地也將發(fā)生大面積洪澇災害。

4.2 工程建設的可行性

恢復擋墻防洪能力，降低洪澇災害，減少水土流失，有利于創(chuàng)造穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田，效益顯著，符合當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展要求。

工程建設為農(nóng)民的安全生產(chǎn)提供了有力保障，是關(guān)乎民生的項目，有利于社會穩(wěn)定。

5 工程規(guī)模

本工程范圍為：西川村段上游起始于2014年農(nóng)發(fā)項目修建擋墻末端（L1+107），下游終至西川村東側(cè)交通橋（L0+000）。

工程主要包括：工程建設總長度1107m，其中左岸建設長度1107m（西川村段），在L0+005和L0+807分別設置DN1000mm排水涵管。

本工程以恢復原有岸坡為主，岸線遵循原設計岸線布設，要有利于行洪，方便管理，不改變原有水流方向，彎道處盡量以圓弧平順過渡。

6 工程設計標準

根據(jù)《防洪標準》[1]、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》[2]以及《堤防工程設計規(guī)范》[3]中有關(guān)規(guī)定，確定設計洪水標準為10年一遇，工程等別為Ⅴ等，主要建筑物為5級，次要建筑物為5級。

7 設計計算

7.1 水面線計算

根據(jù)《水力計算手冊》[4]第八章“河道的水力計算”，水面計算得基本方程采用如下方程：

項目區(qū)地處湯河中上游，斷面控制面積269km2，本次水面線推求，水面線起始斷面為湯河西川村交通橋上游L0+000斷面，起推水位675.97m，十年一遇洪水設計流量為224m3/s，本次通過測量中提供的斷面資料及選取的參數(shù)推出該斷面十年一遇洪水位。

表3 湯河河道水面線推求成果（P=10%）

推求水面線的河道糙率采用綜合糙率值為0.034，河道比降取為10‰。

7.2 墻頂超高計算

計算公式如下：

墻頂超高=波浪爬高+風壅高度+安全加高

表4 堤防超高計算成果表

根據(jù)計算得知，本次墻頂超高取0.6m。

7.3 擋墻穩(wěn)定計算

計算斷面：選定岸坡典型斷面為左岸樁號L0+624作為計算斷面。

計算方法：采用理正擋土墻穩(wěn)定計算程序進行電算。

表5 計算成果表

7.4 沖刷深度計算

平順段護岸沖刷深度可采用《堤防工程設計規(guī)范》中順壩及平順護岸沖刷深度計算：

經(jīng)計算平順段護岸水平最大沖刷深度為1.17m，平均沖刷深度為0.67m。當?shù)貎鐾翆由?.6m，最終確定擋土墻基礎深1.6m。

8 建設方案

西川村段水毀修復工程（L0+000～L1+107）采用重力式漿砌石擋土墻結(jié)構(gòu)型式，擋墻頂寬0.5m，迎水側(cè)直立，背水側(cè)坡比為1:0.5，背水側(cè)墻踵高0.5m、寬0.5m，迎水側(cè)墻趾高0.5m，寬0.5m。擋墻底鋪設10cm厚素混凝土墊層，為提高工程的抗沖能力，在墻體迎水側(cè)設置素混凝土貼面，，貼面頂高程為河底以上1.0m，貼面混凝土頂寬0.5m，迎、背水側(cè)均為直立。擋墻頂設置寬0.5m、厚0.15m素混凝土壓頂。擋墻設計河底以上0.7m處設置DN80mmPVC排水管，排水管水平間距2.0m，排水管擋墻背水側(cè)管口采用無紡布包裹砂礫料封堵。并在L0+005和L0+807分別設置DN1000mm混凝土排水涵管，涵管出口設置鑄鐵拍門，以防止河水倒灌。

工程結(jié)構(gòu)所用混凝土標號為C25F200，墊層混凝土標號為C15，砂漿標號采用M10。

透水料填筑標準為相對密度不小于0.60。黏性土填筑標準為壓實度不小于0.91。

9 結(jié)語

工程若能實施，可減少該區(qū)域因洪水造成的水土流失，是完善當?shù)乜购閾岆U的需要，是加快當?shù)剞r(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展、減少直接損失的需要，是保護項目區(qū)耕地和財產(chǎn)安全的需要。也將促進地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展良性循環(huán)機制的建立，進一步改善抗災能力，對西川村經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展及社會穩(wěn)定具有十分重要的意義。