广场东沟河道整治

徐薇 韩强 刘晓红 邓凤铭

摘要：在广场东沟上游修建谷坊，起到缓蓄、消峰、防洪、保泉的作用，保障下游济南城区的安全。

关键词：谷坊，城市防洪

引言

济南地势南高北低，在遇到较大雨量的降雨时往往在北部低洼地区发生涝灾，民间有“大雨大淹，小雨小淹”的说法，反映出发生涝灾的频繁性。其成因主要有：自然地势、排涝排水系统不完善、出口河道水位偏高，造成顶托、城市化带来的影响等等。

济南城市中上游高差较大，洪水下泄快，以粘土和风化岩层为基本裸露层面，保水性质差。而中下游地区坡度平缓，地势低洼，上游洪水易积聚在胶济铁路、小清河沿线等低洼地带，不易排出，从而形成涝灾。

根据济南市防洪规划的有关设计原则，济南市城市防洪，上游以缓蓄为主，中游以分流疏导为主，下游以疏泄为主。充分发挥现有城市防洪设施的防洪能力，上游山区水、土、农、林结合；中游沟渠、交通、环境绿化及城市排水相结合，下游滞洪蓄水与涝洼地区改造相结合。

1. 广场东沟概况

广场东沟南起金鸡岭， 北至南圩子壕，总汇水面积9.57平方公里，根据《济南市城市防洪治涝规划》，南圩子壕处河道百年一遇防洪流量约为108m3/s。

广场东沟南段位于济南市南部山区，北靠金鸡岭，东临西姑山。周边用地以高档居住社区为主，主要有银丰山庄，阳光舜城，国华东方美郡等居住区，建筑以别墅和多层住宅建筑为主。此处与旅游路相接，旅游路是济南市迎全运的重要景观道路，历阳大街是舜耕路南段进入舜湖社区和通向旅游路的必经之路。

该段河道位于济南市城区的上游，坡度大（可达5％），水流急，给下游城区的防洪设施造成极大的压力，“7.18”大雨时，该段地形坡度大，造成洪水形成速度快，短时间内大量超出河道排洪能力的洪水在山水沟处蓄积溢流至护城河，给人民群众的生命财产造成了严重损失。因此考虑在此段河道设谷坊，这不仅能调蓄洪峰，延时排放，使洪水不至于在短时间内集中下泄，对中下游排洪沟道造成较大压力，对城市安全构成威胁，而且还是保水保泉，涵养水源，增加地下水的补给，利于农业水利灌溉的一项综合措施。起到缓蓄、消峰、防洪、保泉的作用，保障下游城区的安全。

2. 谷坊设计

2.1. 谷坊的作用

谷坊横截山洪沟后，由于抬高了水位，减缓了水力坡降与流速，起到缓蓄、消峰、防洪的作用，有效地减轻山洪对下游城市的威胁；同时，洪水中挟带的泥砂在谷坊前沉积下来，水流从溢流口溢出后集中进行消能；由于降低了流速和冲刷能力，从而防止了沟底下切和沟壁坍塌，有效地减小了山洪的破坏力和含砂量。

2.2. 工程等别

按规范《城市防洪工程设计规范》，依据广场东沟谷坊保护城市的重要程度和人口数量，确定建筑物级别为2级。

2.3. 地勘

勘区位于山前倾斜平原中上部的沟谷内，场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为I～II类。场地内无崩塌、滑坡、泥石流、地下采空区等不良地质现象，未发现影响场地稳定性的其它不良地质作用。建筑场地处于可进行工程建设的一般地段，属较稳定的建筑场地。

地下水埋藏较深，在勘探深度范围内未见地下水。

2.4. 工程地质情况

1、地形、地貌：拟建场区第四系地貌单元为山前倾斜平原中上部。自然地面标高为106.0～130.0m。

2、地基岩性：拟建场区地层为第四系冲洪积成因的填土、碎石土、下伏奥陶系灰岩，自上而下分别为块石填土、碎石、石灰岩。场地内无滑坡、泥石流、地下采空区等不良地质现象。

3、地震：拟建场区地震烈度为6度。

2.5. 谷坊的平面设计

广场东沟南段沟底坡度大，坡度为0.013～0.05。考慮沟底坡度，每隔100～200m设谷坊一座，共设6座。根据两岸标高及谷坊分布，谷坊高度为2～3m。

谷坊两端与现状挡墙、土坡或山体相接。当坝体与土坡连接时，坝坡应不陡于1：1.5；与岩石边坡连接时应不陡于1：0.5。由于现状河道两侧挡墙设计时未考虑长时间浸泡，另外考虑到安全问题蓄水不易太深，因此，在谷坊上距底1.0、1.2m的位置设1～2个泄水孔（0.6m×0.5m），使蓄水在1～2小时左右的时间内通过泄水孔排出。

2.6. 谷坊的剖面设计

谷坊包括上游护底、谷坊、消力池及海漫。护底采用300mm厚浆砌石；谷坊采用M7.5水泥砂浆砌Mu30毛石，溢流面为300厚C25混凝土面层，面层下设100厚C15素混凝土垫层；消力池采用下挖式消力池，钢筋混凝土底板厚500mm，底板下设100mm厚C15素混凝土垫层；海漫为500mm厚浆砌石。

谷坊上游面为阶梯形，下游面则由顶部曲线段、中间直线段、反弧段三部分组成。

顶部曲线是控制流量的关键部位，常选用WES曲线。WES曲线将顶部曲线分为上游段、下游段。上游段曲线采用三圆弧曲线，下游段则为幂曲线，其方程为：

中部直线段与坝顶曲线和下部反弧段相切，坡度为1：0.6。

反弧段作用是使水流平顺地与下游水面衔接。反弧半径应结合下游消能考虑，不同消能方式半径不同。

2.7. 清基要求

现状谷坊位置处第一层为块石填土，厚度为0.70～4.90m，由于地基承载力不满足要求，应完全清除，超挖部分采用砂石换填。

3. 结束语

谷坊建成几年来，起到了很好的缓蓄、消峰、防洪、保泉的作用，为保障下游济南城区的安全做出了贡献。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。