王相樂(lè),唐桂華
(河南靈捷水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司,河南 南陽(yáng) 473000)
根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》,慮到治理段河道保護(hù)太平鎮(zhèn)魚(yú)庫(kù)村、東坪村、太平村1.50萬(wàn)人,耕地133.34 萬(wàn)m2,確定此次蛇尾河治理段防洪標(biāo)準(zhǔn)采用10 年一遇,工程等別Ⅴ等、永久建筑物工程級(jí)別5級(jí),臨時(shí)建筑物級(jí)別5級(jí)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》,工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度,岸坡穩(wěn)定可不進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。根據(jù)《水利水電工程合理使用年限及耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》,護(hù)岸工程合理使用年限為30年。河道治理段設(shè)計(jì)原則:一是遵照國(guó)家及省市防洪治理工程的政策要求,全面規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧、標(biāo)本兼治、綜合治理。二是以人為本,人水和諧的原則。維護(hù)河道健康生命,合理提高治理標(biāo)準(zhǔn)。三是因地制宜,注重實(shí)效的原則。不渠化、硬化、白化河道,護(hù)岸工程采用生態(tài)護(hù)岸,對(duì)村莊段及沖刷嚴(yán)重河段進(jìn)行岸坡防護(hù)。四是資源節(jié)約,環(huán)境友好的原則。五是影響最小原則。結(jié)合縱橫斷面圖及實(shí)際地形情況,根據(jù)少占地、少拆遷、工程量小的原則,盡量少占耕地,尤其是基本農(nóng)田,從嚴(yán)控制管理用地,盡量在原有的河岸上布置,除局部岸線不太合理需要適當(dāng)調(diào)整外,其余岸線保持不變。六是力求社會(huì)效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益較好,因地制宜保護(hù)河道,清淤疏竣,完善排水系統(tǒng)、加固岸坡,確保行洪。西峽縣蛇尾河太平鎮(zhèn)魚(yú)庫(kù)村至太平村段河道治理工程范圍為樁號(hào)0-140~5+800段河道整治長(zhǎng)度共計(jì)5.94 km。工程通過(guò)對(duì)河底清淤清障,擴(kuò)大河道行洪斷面,局部險(xiǎn)工段結(jié)合實(shí)際地形進(jìn)行重點(diǎn)整修;局部頂沖段岸坡進(jìn)行必要的加固,防止進(jìn)一步?jīng)_刷坍塌,提高河道防洪能力,滿足河道防洪標(biāo)準(zhǔn),助力服務(wù)鄉(xiāng)村振興工程,為打造水清、岸綠、景美的鄉(xiāng)村河道生態(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件。
河道內(nèi)雜亂無(wú)章,雜草叢生,造成河道糙率大、流速小、河道均有不同程度的淤積,加之河道內(nèi)建筑垃圾堆積,影響河道行洪。因此,本次治理對(duì)蛇尾河樁號(hào)0+400~0+535、0+668~1+620、4+990~5+100 及5+540~5+620 段河床及河床中突出部分卵石、塊石、雜草進(jìn)行疏浚整治,增大河道的洪斷面,降低河道水位,疏浚長(zhǎng)度共1.26 km。其中樁號(hào)0+400~0+535段河道清淤長(zhǎng)度135 m,清淤面積1 200 m2,清淤控制高程938.05~933.00 m,清淤深度0.25~0.90 m;樁號(hào)0+668~1+620 段河道清淤長(zhǎng)度930 m,清淤面積9 810 m2,清淤控制高程926.10~896.20 m,清淤深度0.20~1.46 m;樁號(hào)4+990~5+100 段河道左岸清障,清障控制高程810.80~809.00 m,清障面積2 700 m2;樁號(hào)5+540~5+620段河道右岸卵石堆按1∶2坡比進(jìn)行清障,清障控制高程按左岸設(shè)計(jì)河底高程為準(zhǔn)。本次對(duì)主河槽突出部分進(jìn)行鏟除,開(kāi)挖的卵石、塊石除回填外,剩余棄方運(yùn)至臨時(shí)堆土場(chǎng),交由西峽縣鑫達(dá)砂石有限公司處置。
蛇尾河太平鎮(zhèn)段為山區(qū)河道,主河槽狹窄,由于該地區(qū)人口稠密,耕地少,河道兩岸種植農(nóng)作物或居住人口,為避免占較多耕地,減少協(xié)調(diào)及征地費(fèi)用,此次護(hù)岸均采用擋墻形式。
擋墻方案選用漿砌石、干砌石及格賓石籠擋墻等3種方案比較,選取樁號(hào)5+600 典型斷面。從結(jié)構(gòu)構(gòu)造的整體性、以抗壓強(qiáng)度為主導(dǎo)的剛性、受地基變形及超設(shè)計(jì)側(cè)向外力作用的柔性、透水性、耐久性、生態(tài)效應(yīng)、施工技術(shù)要求、質(zhì)量控制、材料要求、后期管理、每延米主要工程量(m3/每延米)及工程造價(jià)(元/每延米)等12個(gè)方面綜合比較,確定優(yōu)選方案。
由12個(gè)方面全面對(duì)比分析看出,格賓擋墻投資金額最大,但其抗沖、柔韌性和生態(tài)效果最好。經(jīng)綜合比較,結(jié)合生態(tài)治河總體思想,擋墻采用格賓擋墻與漿砌石擋墻結(jié)合形式。與現(xiàn)狀漿砌石銜接段采用漿砌石擋墻,其他段采用格賓擋墻。
岸坡護(hù)砌3.83 km,其中左岸1.96 km,右岸1.87 km。
3.2.1 左岸岸坡護(hù)砌
樁號(hào)0-024~0+048、0+119~0+535、0+668~1+620、3+700~3+890、5+373~5+800段左岸岸坡未護(hù)砌,現(xiàn)狀坡為砂質(zhì)邊坡,抗沖刷能力差,岸坡沖刷切割較嚴(yán)重,有坍塌現(xiàn)象,邊坡穩(wěn)定性較差。此次對(duì)樁號(hào)0+119~0+535、0+668~1+620 段左岸采用格賓擋墻護(hù)砌,格賓石籠擋墻護(hù)砌高3~6 m,頂部寬1 m,基礎(chǔ)埋深1.50 m,背水側(cè)及擋墻底部鋪設(shè)土工布和土工格柵各一層。對(duì)樁號(hào)0-024~0+048、3+700~3+890、5+373~5+800 段左岸采用重力式漿砌石擋墻,內(nèi)邊坡直立,外邊坡1:0.50,擋墻頂寬0.50 m,基礎(chǔ)埋深1.50 m。
3.2.2 右岸岸坡護(hù)砌
樁號(hào)0-140~0+010、0+119~0+535、1+010~1+130、3+322~3+820、3+995~4+290、4+990~5+135、5+373~5+440 段右岸岸坡未護(hù)砌,現(xiàn)狀坡為砂質(zhì)邊坡,抗沖刷能力差,岸坡沖刷切割較嚴(yán)重,有坍塌現(xiàn)象,邊坡穩(wěn)定性較差。此次工程對(duì)樁號(hào)0+119~0+535、1+010~1+130段右岸岸采用格賓擋墻護(hù)砌,格賓石籠擋墻護(hù)砌高3~5.50 m,頂部寬1 m,基礎(chǔ)埋深1.50 m,背水側(cè)及擋墻底部鋪設(shè)土工布和土工格柵各一層。樁號(hào)0-140~0+010、3+322~3+820、3+995~4+290、4+990~5+365、5+373~5+440 段右岸采用重力式漿砌石擋墻,內(nèi)邊坡直立,外邊坡1:0.50,頂寬0.50 m,基礎(chǔ)埋深1.50 m。樁號(hào)3+322~3+820、3+995~4+290段右岸墻頂以上采用1∶2.50植草護(hù)坡。
樁號(hào)4+100斷面右岸緊鄰S331省道,且擋墻高度最高,綜合確定為不利斷面。故選取典型斷面樁號(hào)4+100 右岸擋墻穩(wěn)定計(jì)算。擋墻頂寬50 cm,外邊坡1∶0.50,內(nèi)邊坡直立。
典型斷面樁號(hào)4+100右岸擋墻穩(wěn)定計(jì)算公式:
抗滑穩(wěn)定:Kc=≥[Kc];抗傾穩(wěn)定:K0=≥[K0];地基承載力驗(yàn)算
采用理正程序計(jì)算擋墻穩(wěn)定,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 擋墻穩(wěn)定計(jì)算成果表
據(jù)以上結(jié)果,擋墻的穩(wěn)定及應(yīng)力均滿足規(guī)范,是穩(wěn)定的。
《河道整治工程設(shè)計(jì)規(guī)范》沖刷深度計(jì)算公式(包括水流平行岸坡沖刷計(jì)算與水流斜沖岸坡產(chǎn)生沖刷計(jì)算):
水流平行岸坡沖深:hB=;水流斜沖岸坡沖深
水流平行岸坡的沖刷計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2,水流斜沖防護(hù)岸坡產(chǎn)生沖刷計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。
表2 水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷計(jì)算表
表3 彎道斷面頂沖沖刷深度計(jì)算表
主體工程:土方開(kāi)挖10.71 萬(wàn)m3,土方回填7.77 萬(wàn)m3,砂卵石開(kāi)挖12.87萬(wàn)m3,砂卵石回填9.53萬(wàn)m3,砌體3.22萬(wàn)m3。
河道治理岸坡防護(hù)工程設(shè)計(jì)為河道險(xiǎn)工段及頂沖段加固整修提供科學(xué)依據(jù)。在蛇尾河太平鎮(zhèn)段樁號(hào)0-140~5+800河道整治長(zhǎng)5.94 km范圍內(nèi),了解工程概況,河底清淤清障;同時(shí),針對(duì)岸坡防護(hù)型式、岸坡護(hù)砌設(shè)計(jì)、擋墻穩(wěn)定計(jì)算及護(hù)岸沖刷深度計(jì)算等四方面著重進(jìn)行河道岸坡防護(hù)工程設(shè)計(jì)。