河道治理与工程设计分析论文
［摘要］亳清河是黄河一级支流，位于垣曲县中西部，全长56km，流域面积1185km2；垣曲境内流长48km，流域面积514km2。现有防洪堤多为沿河群众自发修建，经多年运行，基础经洪水淘刷，局部损坏。河道私挖乱采现象严重，导致局部河道断面缩窄，行洪能力大幅降低。从工程堤防、河道疏浚、防汛抢险道路等方面进行了设计。工程实施后，经济效益、社会效益和生态效益显著。
［关键词］河道治理；堤防设计；亳清河
1工程概况
亳清河是黄河一级支流，位于垣曲县中西部，发源于绛县横岭关下，经闻喜县马家窑入垣曲境内，流经左家湾、下古堆、新城、皋落、长直、王茅至古城注入黄河。河流全长56km，流域面积1185km2，垣曲境内流长48km，流域面积514km2。河谷支沟比较发育，呈树枝状展布，主要支流有白涧河、五龙沟河、清水河、原峪河、杜村河、白水河、口头河、杨家河、允西河共计9条支流。河道平均纵坡11‰。河床宽100～150m。
2河道治理必要性
亳清河治理段河道整治未经统一规划，现有防洪堤多为沿河群众自发修建，经多年运行，基础经洪水淘刷，局部损坏。河道私挖乱采现象严重，导致局部河道断面缩窄，行洪能力大幅降低。本治理段人口密集，人均耕地面积少，河道两岸防护工程少，一旦遇到洪水，将淹没县城、村庄及农田。为了保障沿河城镇、工厂及农田的防洪安全，维护社会稳定，变水害为水利，对亳清河进行治理是非常必要和十分迫切的。
3工程设计
3.1工程总体布置
本工程设计治理河道长度8.2km，共分两段，分别为后磨凹至军民桥段和皋落西园至鲁家坡段。后磨凹至军民桥段（0+000～2+570），该段河道长度为2.57km，治理长度为2.57km，区间无支流汇入，设计洪峰流量为461.8m3/s。该段设计新筑浆砌石堤防长3.782km，加固堤防长1.242km，河道疏浚长2.57km，新做河堤道路长1.5km，拆除1座阻水严重并已废弃的机耕桥，修建支流入河口1处，穿堤涵管3座。皋落西园至鲁家坡段（8+366～14+896），该段河道长为6.53km，治理长度5.63km，其间有两个支流汇入，设计洪峰流量分别为443.6m3/s、547.9m3/s、816.6m3/s。该段设计新筑堤防长8.553km，加固堤防长1.489km，河道疏浚长5.63km，修建支流入河口2处，穿堤涵管4座。
3.2堤防工程设计
3.2.1堤型、结构根据《山西省中小河流治理工程设计指导意见》，在河道断面满足行洪能力要求的情况下，堤防工程原则上以原有堤防除险加固为主，尽量维持原堤线及堤距。本着“因地制宜、就地取材、经济实用、便于施工，满足防汛和管理的要求”的'原则，结合工程现状确定采用挡土墙堤防，根据地形条件，在填方段采用垂直重力式挡土墙，岸坡较稳定直接削坡进行护砌段采用仰斜重力式挡土墙。仰斜重力式挡土墙堤防。根据堤岸地形和地质条件，墙外坡边坡1∶0.4，内坡为1∶0.2，采用M7.5水泥砂浆砌石结构，墙顶宽0.5m，采用15cm厚现浇C20混凝土压顶，墙底由墙后向墙前倾斜，坡比1∶10，基础埋深2.5m。垂直重力式挡土墙堤防。堤防选用墙式护堤，采用M7.5水泥砂浆砌石结构，墙顶采用15cm厚现浇C20混凝土压顶，顶宽0.5m，墙高4～5.54m，底宽3.03～3.34m，迎水面为1∶0.35，背水面为直墙。河道处于填方段和受两岸建筑物限制时采用此种形式堤防。加固段堤防原为垂直重力式挡土墙，采用浆砌石进行加高，护脚采用铅丝笼石，厚1m，分两层，每层厚度0.5m，长度2.5m。为了减小堤防后背水压力，堤身设排水孔，孔径50mm，孔距2m，为防止排水孔堵塞，在排水孔进口处设置土工布包反滤料。堤防每10m、砼压顶每2.5m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝内夹聚乙烯闭孔板，临水侧采用1∶1∶4沥青水泥砂浆封口。3.2.2穿堤建筑物设计支流入河口设计。治理段上共有3个支流，分别位于1+425，13+266，14+416处，支流入口断面作法采用仰斜重力式挡土墙堤防，采用M7.5水泥砂浆砌石结构，墙顶宽0.5m，墙底由墙后向墙前倾斜，坡比1∶10，基础埋深2～2.5m。支流入河口护砌长度100m。为了减小堤防后背水压力，堤身设排水孔，孔径50mm，孔距2m，为防止排水孔堵塞，在排水孔进口处设置土工布包反滤料。堤防每10m、砼压顶每2.5m设一道伸缩缝，缝宽2cm，缝内夹聚乙烯闭孔板，临水侧采用1∶1∶4沥青水泥砂浆封口。穿堤涵管。为使亳清河沿岸低洼处洪水顺利进入河道，需在各低洼处洪水入河口处设置穿堤涵管，治理段新建穿堤涵管共7座。涵管为直径600钢筋混凝土排水管，每节2m，管道接口形式为钢丝网水泥砂浆抹带接口，施工时，首先对接口处进行凿毛，并座于混凝土管基上，然后采用1∶3水泥砂浆捻缝，涂15mm厚1∶2.5水泥砂浆，再用钢丝网包裹，外涂10mm厚1∶2.5水泥砂浆。钢丝网型号为20号10×10，管基为现浇C20混凝土，宽100cm，高38cm。桥梁过流能力复核。本此治理段共有8座桥梁，其中桩号1+320，2+400，2+570三处为公路桥，桩号9+224，9+895，12+430，13+506，14+248五处为漫水桥。桩号1+320和2+400两座公路桥设计标准均大于本次河道治理标准，桥孔宽度及高度满足设计要求。其余6座桥均能通过其设计流量，但两侧堤防超高不满足设计要求，给周围村庄及农田造成安全隐患，建议相关部门对其进行改造。由于漫水桥上下游水位落差较大，容易冲刷河床，影响堤防基础稳定，本次设计对其下游堤防基础进行重点防护，即对漫水桥下游堤脚处设铅丝笼石防护，垂直水流方向长度5m，顺水流方向长10m，厚1m，分两层布置。
3.3清淤疏浚工程设计
为保证河道泄洪通畅，本次对亳清河后磨凹至军民桥段，皋落西园至鲁家坡段8.2km河道进行全面疏浚，清淤疏浚工程主要内容：河道清淤疏浚的原则。满足河道行洪断面；主槽疏浚按照现有流势维持不变；滩地高于设计高程的河段进行开挖清理；对低于设计高程的河段进行整平，对于局部临近堤脚处的深坑，影响河堤基础稳定地段进行回填夯实处理。对河道堆积物、垃圾等进行清理，以保证河道泄洪畅通，使河道行洪能力达到设计防洪标准。疏浚时按照设计纵坡进行整平，使河道断面呈弧形，主槽边距堤脚最小不得小于15m，严禁疏浚后形成近堤沟槽。
3.4防汛抢险道路设计
为满足防汛抢险要求，结合现行道路布置情况在部分段沿河道一侧防洪堤修建抢险道路，位置尽量结合现行道路设置，总长1.5km。路面为泥结碎石，宽4m，厚0.20m，共分三层：由基层、面层和磨耗层组成。基层、面层均为泥结碎石，基层碎石粒径为15～75mm，厚0.09m，面层碎石粒径为5～20mm，厚0.08m；磨耗层以小颗粒材料组成的最佳级配混合料，铺在路面上的一个稳定独立层，它直接在行车和自然因素的作用下保护路面，磨耗层为砂砾石，粒径为0.5～20mm，厚0.03m。路基平整后要严格夯实，使其压实度不小于93%。
4实施效果
评价该工程实施后较大的改善了亳清河段的防洪能力，使县城段达到20年一遇防洪标准，乡村段达到10年一遇防洪标准，可保护人口7.05万人，耕地2133.33hm2，具有显著的经济效益、社会效益和生态效益。
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