山西省桑干河河道干流重点段治理工程设计简介

董 俐

（山西省水利水电勘测设计研究院 山西太原030024）

1 桑干河治理段现状

治理段目前河道淤积严重，主槽萎缩，河势多变。防洪标准不足5年一遇，不仅危及两岸村庄和沿河耕地的安全，而且影响着册田水库的水质和水量。桑干河沿河两岸大量从河道内采砂，在河道内大量种植各种作物以及修建临时引水工程，致使桑干河河道千疮百孔，河势紊乱，输水行洪不畅。

2 工程建设任务与规模

2.1 防洪标准的确定

本次工程治理段为桑干河干流。桑干河干流从太平窑水库坝下至两省交界处，经过朔城区、山阴县、应县、怀仁县、大同县、阳高县，重点对沿河两岸的乡镇和村庄进行防护。

根据《海河流域综合规划》、《朔州市城区总体规划2003～2020》、《防洪标准》（GB50201—94） 及《堤防工程设计规范》（GB50286—98）中的规定，确定桑干河防洪标准治导线按20年一遇洪水标准设计，本次治理堤防断面（主要保护沿线村庄）按10年一遇洪水标准设计。

2.2 治理任务与建设内容

桑干河干流治理段始于太平窑水库坝下，终于晋冀两省交界的尉家小堡，治理段河道长148.68 km（不包括东榆林水库库区长度9.2 km和册田水库库区长度32.32 km）。

主要任务：保护沿河两岸33个村庄的生命财产，使沿河村庄防洪标准达到10年一遇；调整理顺紊乱的河道，控制河槽摆动，稳定主槽流路，减少河岸坍塌，减轻水流对岸边和滩地的冲刷。

建设内容：①对桑干河干流东榆林水库下游至新桥段长70 km的河道主槽进行疏浚、清障、封堵汊口；②对沿线河道两岸的村庄重点保护段加固或新建堤防，堤防各段总长度71.73 km，达到10年一遇的防洪标准；③对支流入河口进行整治，新建堤防长度7.35 km；④修建险工、控导工程，布置护岸丁坝299条，护滩坝11.24 km。

3 工程布置与主要建筑物设计

3.1 工程总体布置

本次桑干河河道治理工程布置如下：

桑干河干流河道治理工程主要有堤防工程、险工控导工程、支流入河口防护工程、河槽整治工程。

本次桑干河干流河道治理范围从太平窑水库坝下至阳高县尉家小堡村，河道长约190.2 km。该段有源子河、木瓜河、黄水河、浑河、口泉河和御河等主要支流汇入桑干河干流。本段河道太平窑水库下游至固定桥属平原型河道，册田水库下游至尉家小堡为山区型河道。

主要建筑物防洪标准和工程等级如下：桑干河干流防洪标准10%、Ⅴ等5级；源子河泉源出露区5%、Ⅳ等4级；源子河壅水建筑物Ⅴ等5级。

3.1.1 桑干河堤防布置

本工程对桑干河治理段全段河道治导线进行规划，确定主要规划参数。在此基础上对沿河两岸村庄以及险工段进行新建或加固堤防，堤防总长度为71.73 km，使其达到10年一遇的防洪标准。

新建堤防根据河道的变化特征、两岸地形和主要支流的汇入位置，具体布置位置如下：

（1）东榆林水库坝下—西朱庄：该段河长53.9 km，纵坡0.6‰，河道一般宽约200～400 m。其中在安荣桥至西朱庄之间，河道的摆幅较大，河道多弯曲，具有游荡性和蜿蜓型的特点。本段除东榆林水库下游西寺院附近有护村堤外其余均无堤防。（2）西朱庄—新桥：该河段全长36.24 km，纵坡0.5‰，河床宽约500～1000 m。本段现状无堤防，且主槽蜿蜒横向水流长度较大。（3）新桥-固定桥段：该段全长约23.74 km，河床宽约500～1500 m，纵坡0.4‰。本段在吉家庄至固定桥段现有堤防，堤防长度4 km左右。根据以上布置本次新建堤防长度71.73 km。

3.1.2 险工、控导工程布置

（1）东榆林水库坝下—西朱庄：该段河长53.9 km，纵坡0.6‰。本次主要是在西寺院村、东鄯河村、岳庄村、梁亭村等村庄以及弯道处，在新建堤防基础上依堤布设并新建丁坝7处，共143座。对于主槽弯道冲刷严重的弯道凹岸采用平顺式护岸，本段共布置13处，共设护岸长6.52 km。（2）西朱庄—新桥：该河段全长36.24 km，纵坡0.5‰。本次在郑庄和新庄等4处布置依堤丁坝，共116座；在主槽弯道冲刷处设置护岸工程11处，共计长度为4.72 km。（3）新桥—固定桥段：该段全长约23.74 km，纵坡0.4‰。由于本段主槽较为顺直，未对主槽进行防护；依堤设丁坝1处，共新建40座。

本次险工控导工程布置丁坝12处，共计299座；布置护岸长度11.24 km。

3.1.3 控导工程布置

在滩面高程较高的崩岸段及汊流河道处。控导工程采取的主要工程措施为沿水流方向布设铅丝笼重力式挡墙结构型式，主要依滩而设，布置长度从上段不崩处开始，到下段不崩处为止。坝高为2.4 m，其中主槽底高程以上1.6 m，基础埋深0.8 m，顶宽1.0 m，底宽2.0 m。为防止洪水淘刷，在基础前采用铅丝笼护脚，宽度为4.0 m。护岸工程总长11.24 km。

3.2 桑干河治理主要建筑物设计

3.2.1 堤防设计

桑干河干流段堤防采用土堤，堤顶宽度为4 m，兼作道路，以利于工程管理维护和防洪抢险。

堤防设计针对不同的断面分别采用以下几种型式：①重力式挡墙堤防，采用浆砌石结构，该型式主要布置在河岸比较陡峭凹岸以及险工、险段布置丁坝处，共布置堤防6处，总长3.89 km。结构型式为顶宽0.6 m，背坡直立，迎水坡为1：0.5，为满足冲刷深度及冻深要求，基础底面高程布置在滩面以下2.1 m，采用M10浆砌石砌筑，垫层采用C15素混凝土，墙体设排水孔，呈梅花型布置，孔径100 mm，采用反滤布包裹。②浆砌石斜坡式堤防，该型式主要布置河道弯道段凹岸，共布置堤防9处，总长11.87 km。结构上采用堤防迎水面边坡为1：3，背水面边坡为1：2，迎水面采用浆砌石护坡，坡面厚度均为0.5 m，坡顶采用浆砌石砌护，宽度为0.8 m厚度为0.5 m，基础为2.0 m×0.8 m，垫层采用C15素混凝土；背水坡采用草皮护坡。堤防填筑前需对原堤防进行基础清理，清基厚度不小于0.2 m。堤防填筑材料采用河道主槽开挖料，但填筑料中不得含有植物根系、腐殖质、砖瓦垃圾等杂质；筑堤压实要求非黏性土相对密实度不小于0.6，黏性土压实度不小于0.9。③斜坡式土质堤防，该型式主要布置在河道顺直段，共布置堤防21处，总长55.97 km。堤防迎水面边坡为1：3，背水面边坡为1：2,采用草皮护坡。堤防采用主槽开挖土料填筑，堤防填筑要求同上。为了防止顺冲及基础冻融和淘刷，铅丝石笼护底埋置在滩面高程以下1.5 m，滩面以上0.9 m，铅丝笼共三层，每层厚0.8 m，垂直河道方向宽3 m。

3.2.2 桑干河险工、控导设计

为抗御水流淘刷堤防，在主流顶冲堤防处、主流靠近村庄与堤防穿越旧河槽处、堤防筑在河滩低洼地段依托堤防修建丁坝护岸工程，达到控导主流、稳定河势、固定险工位置的要求。险工护岸选用能适应河床下沉变形而自身又比较稳定的铅丝石笼丁坝，共计299座。采用下挑、非淹没式丁坝。丁坝长10 m，丁坝间距20 m。丁坝轴线与水流方向夹角一般采用30°，第一道丁坝和最后几道丁坝根据水流条件适当加长，夹角采用30°～60°。丁坝断面采用3层台阶式梯形断面，层高0.8 m，顶层宽2 m，中层宽3.6 m，底层为适应冲刷塌落，保护丁坝主体，上下游侧、坝头加宽部分长度均按河床冲刷深度的1.5倍考虑，取3 m。

控导工程主要布置在滩面高程较高的崩岸段及汊流河道处。控导工程采取的主要工程措施为沿水流方向布设铅丝笼重力式挡墙结构型式，主要依滩而设，布置长度从上段不崩处开始，到下段不崩处为止。坝高为2.4 m，其中主槽底高程以上1.6 m，基础埋深0.8 m，顶宽1.0 m，底宽2.0 m。为防止洪水淘刷，在基础前采用铅丝笼护脚，宽度为4.0 m。护岸工程总长11.24 km。

3.2.3 桑干河支流入河口设计

支流入河口堤防一般由干流河道堤防向支流两岸延伸200～700 m，小支沟一般延伸50～100 m，考虑到支流入河口干流洪水在支流的回水，在支流与干流堤防的连接段采用干流堤防的高程，堤防断面形式同干流堤防。根据布置支流入河口堤防长度为7.35 km，其中上游侧堤防3.45 km，下游侧堤防3.9 km。其支流有：大盐房沟、御河支流、小沟、黄水河、木瓜河、浑河、口泉河。上游侧堤防共计3450 m，下游侧堤防共计3900 m。

3.2.4 主槽整治设计

本工程主要对东榆林水库—新桥的中水主槽进行设计，设计总长度为70 km，河槽深1.0～1.6 m，清淤总量为466万m3。东榆林水库坝下—西朱庄，整治宽度为70～130 m；西朱庄—新桥，整治宽度为110～135 m，开挖土方对主槽两侧50 m范围内的深坑进行回填平整。在东榆林水库—新桥段主槽疏浚的同时，将河流分汊处对其中相对流量较小的一支流进行封堵，理顺河槽主流流势，堵汊长度为1615 m。封堵汊口处采用铅丝石笼以固定主槽，铅丝石笼后回填卵石混合土，铅丝石笼平铺三层，第一层基础置于河底以下0.8 m深，采用2 m×0.8 m断面；第二层置于第一层上，高度取0.8 m，宽1.5 m；第三层置于第二层上，宽1 m。

4 结论

工程建成后，可将山西省桑干河河道部分河段防洪标准提高到10年一遇，调整理顺紊乱的河道，控制河槽摆动，稳定主槽流势，减少河岸坍塌岸滩冲刷，有效改善治理区下游水质，对该段河道两岸村庄的经济发展有重要的支撑作用。