莱阳市五龙河干流宅科段工程治理设计
2013-04-09梁虹霞张晶晶
姜 伟,梁虹霞,张晶晶
(1.山东省防汛抗旱机动总队九支队,山东 莱阳 265200;2.莱阳市小平水库管理所,山东 莱阳 265221;3.莱阳市沐浴水库管理局,山东 莱阳 265200)
莱阳市五龙河干流宅科段工程治理设计
姜 伟1,梁虹霞2,张晶晶3
(1.山东省防汛抗旱机动总队九支队,山东 莱阳 265200;2.莱阳市小平水库管理所,山东 莱阳 265221;3.莱阳市沐浴水库管理局,山东 莱阳 265200)
针对莱阳市五龙河宅科段河床冲淤严重、部分河段无堤防、洪水多次泛滥、防洪标准不足10年一遇等问题,根据洪水计算和工程地质情况及河道水位推算进行堤防工程设计。工程采用宽河筑堤与束水固堤相结合的方案,保证了行洪安全,增加了河道蓄水。
莱阳市;五龙河;河道治理;工程设计
五龙河发源于栖霞市富金夼及牙山南麓上孙家垛固山,于莱阳市穴坊镇香岛处入黄海。总流域面积2832km2,其中,桩号10+500断面以上流域面积为2715km2。五龙河为山丘?区河道,河道比降大,洪水陡涨陡落,目前河床冲、淤严重,部分河段无堤防,防洪标准不足10年一遇,洪水多次泛滥成灾。为保障五龙河两岸人民群众生命财产及工矿企业、青威高速公路等基础设施的安全,改善该区域生态环境,对五龙河宅科段进行治理是十分必要的。
1 工程设计标准
工程建设内容主要进行:河道疏浚、主河槽护岸,新建堤防和穿堤建筑物,做好水保和绿化工程。
工程建设规模为:河道疏浚长3.1km,新筑堤防长5.537km,主河槽护砌长6.363km,新建穿堤涵闸11座,修筑堤顶防汛道路长5.537km。五龙河堤防工程为20年一遇洪水标准,工程等别为Ⅳ等,堤防级别为4级。其主要建筑物级别均为4级。
2 设计洪水计算
五龙河流域有实测水文站2处,分别为沐浴水库站和团旺站。沐浴水库站位于莱阳市河洛镇沐浴水库,五龙河支流蚬河中下游,控制流域面积455km2;团旺站位于莱阳市团旺镇南李格庄,五龙河下游,控制流域面积2445km2。本次设计洪水采用沐浴水库站、团旺站实测流量推求设计洪水方法分析计算。经计算P=5%频率的设计洪峰流量为3341m3/s。
3 工程布置
3.1 河道工程
宅科段河道整治范围为中泓桩号10+500~13+ 600段,在中泓桩号10+700~11+996、12+575~12+ 984、13+195~13+390、13+390~13+984为弯道,弯道圆心角分别为76°、14°、32°、97°,弯道半径分别为967m、1627m、340m、332m。沿河道中心线向两侧开挖,利用河道开挖土方填筑堤防和滩地。
3.2 堤防与护岸工程
堤防工程堤线布置与现状河势流向相适应,且与大洪水的主流线大致平行。堤距根据地形、地质条件、河道冲淤变化,结合河道开挖,拟定堤线走向,在满足河道20年一遇防洪标准的基础上,进行技术经济比较,确定宽河筑堤与束水固堤相结合的方案。10+500~10+780段堤距为193m,10+780~13+600段堤距为193~276m。两岸堤防总长度5.54km,其中左岸筑堤2.793km,右岸筑堤2.744km。
护岸布置根据河道中心线及各断面的主河槽宽度确定。左岸堤防桩号自10+500~13+293、13+323~13+447、13+525~13+777,长度3.169km,右岸自10+ 500~13+694,长度3.194km,进行浆砌石护岸。
3.3 建筑物工程
在河道左岸11+051、11+713、12+720、13+000沟道及右岸10+790、10+903、11+500、11+738、12+058、
12+465、12+960沟道上新建涵闸,共11座。
4 工程设计
4.1 河道工程
1)纵断面设计。中泓桩号0+000~9+300,设计比降为i=1/5670;中泓桩号9+300~10+700,设计比降为i=1/1890;中泓桩号10+700~13+600,设计比降为i=1/8611。以断面0+000为起点,按上述河底比降,从下游至上游逐个断面确定河底高程。
2)横断面设计。采用复式断面。主河槽宽度为196~270m。左堤13+128~13+390及右堤10+500~11+460段堤基由砂岩或砂砾岩组成,堤基上为粉质黏土,粉细砂、粗砂,设计护岸边坡为1∶1.5。
滩地设计高程为4.98~5.34m,左岸13+340~13+ 390处为山体岩石,确定滩地宽度为5m,其余宽度均为10m。
3)堤防边坡。内边坡为1∶2.5,外边坡为1∶2。
4)设计洪水位。以中泓桩号0+000作为起始断面,以该断面水位作为起始水位,沿河自下而上采用天然河道明渠恒定非均匀流的计算方法逐个断面推算河道水面线。
4.2 堤防工程
1)水位、超高、预留沉降量的确定。五龙河香岛断面处的水位为4.32m,10+500~13+600断面20年一遇设计洪水位为7.814~9.35m。经计算堤顶超高1.47m,堤顶预留沉降量0.3m。
2)堤顶结构。根据堤防工程等级和防汛抢险、工程管理、工程施工及堤身构造等方面的要求,确定堤顶宽度为7m。堤防迎水侧上覆种植土厚0.8m,背水侧填0.5m厚种植土。为便于防汛和日常管理,堤顶铺设泥结碎石路面,采用手摆乱石铺底厚16cm,泥结碎石路面压实厚14cm,路面宽6m,路肩宽0.5m。为利于堤顶排水,堤顶设2%的横坡,由堤中心坡向两侧堤肩。
3)堤防边坡。根据堤防等级、筑堤土质、施工条件以及堤防边坡稳定计算结果,经综合分析确定,本次设计主河槽边坡为1:1.5,堤防迎水坡为1∶2.5,背水坡为1∶2.0。主河槽迎水坡全部采用浆砌块石护坡,堤防迎水坡、背水坡全部采用草皮护坡。在堤防迎水坡和背水坡每隔100m设置一竖向排水沟,且两侧交错布置,排水沟采用C15混凝土结构,壁厚0.08m,沟宽0.3m,沟深0.2m。
4)筑堤范围。五龙河干流宅科段筑堤总长度为5.537km,其中,左岸筑堤长2.793km,右岸筑堤长2.744km。
5)堤防稳定计算。经计算,高差0.5m以上的断面需做反滤层,范围为:左岸11+500~13+057,右岸11+440~12+885,总长3002m。反滤层采用中粗砂,宽度为0.6m,厚度为0.3m,工程量540.4m3。
6)切滩清淤。根据设计纵横断面图,本工程对左岸10+500~11+900、12+870~13+340,右岸12+306~12+620段进行切滩,并根据设计河底进行清淤,切滩中符合筑堤土料要求的范围适用于筑堤,剩余土方采用挖掘机配载重汽车在划定的范围平整土地。
4.3 护坡工程
1)护岸型式。根据险工段的地形、地质和水流条件,结合已建工程经验,经综合分析,本次设计确定主河槽迎水坡全部采用浆砌块石护岸型式。左岸10+ 500~13+293、13+323~13+447、13+525~13+777,长3.169km,右岸10+500~13+694,长3.194km,护坡平均厚度0.31m。
2)护堤高度。护堤顶高程平滩地,基础顶高程平设计河底,左岸桩号为10+500~13+653,长3.153km,右岸桩号为10+500~13+635,长3.135km,护坡顶高程为5.1~5.32m,基础底高程为2.5~2.72m,护坡高度为2.6m。基础深度为1.2~2.0m。
3)结构设计。在河底以上50cm处设一排水孔,排水孔水平间距为3.0m,排水孔采用Φ50塑料管,每根排水管下方设0.6m见方的反滤层;堤脚处设M10浆砌石矩形断面基础,埋深2m,宽度1.2m,护坡每隔20m设一道伸缩缝,缝宽20mm,镶嵌沥青木板。
5 工程评价
莱阳市五龙河干流宅科段工程设计依据现行规范技术要求,坚持技术先进、安全适用、经济合理、适当美观的设计原则,采用宽河筑堤与束水固堤相结合的设计方案,一方面保证行洪安全,增加河道蓄水,提高生物栖息面积;另一方面工程量省,占地少,工程经济合理,取得了工程防洪、蓄水灌溉、交通便利等良好的经济效益和社会效益。工程自2009-06开工建设,至2011-07全部完工,于2012-04通过省专家组竣收。
(责任编辑崔春梅)
TV856
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1009-6159(2013)-07-0037-02
2013-05-03
姜伟(1983—),男,助理工程师