关于小凌河朝阳县瓦房子段河道治理工程设计内容的探讨

董文津

(阳县凌河保护区管理局，辽宁 朝阳122000)

1 工程级别及防洪标准

根据《防洪标准》(GB50201—94)、《水利水电工程等级划分及防洪标准》(SL252—2000)及《堤防工程设计规范》(GB50286—2013)的规定，根据保护区保护人口及社会经济发展情况，本次设计小凌河朝阳县瓦房子段防洪标准为20 a一遇(P=5%)，工程级别为4 级［1］。

2 护岸工程布置

2.1 设计岸线

护岸工程设计范围为瓦房子城镇段，自下游榆树杖子桥至镇政府上游400 m 处，治理河段长2.521 km，为减少工程占地，拟利用现有岸线进行整修及加高培厚。

岸线布置遵循原则为:护岸工程布置尽可能利用现有工程及岸线，优先采用临河侧加高培厚方案，建设尽量少占耕地、林地及房屋等建筑物，利于工程实施及工程施工，方便防汛抢险及工程管理［2］。

根据以上原则，确定本工程平面布置如下:

2.1.1 河槽宽度

根据地形条件限制，本次工程设计采用墙式护岸，设计平均河槽宽度50 m。

2.1.2 左岸设计岸线

左岸墙式护岸总长2.521 km，里程桩号ZK0+000 ～ZK2+521。下游护岸起点与榆树杖子桥左岸引道相接，坐标为 X = 4544782.460，Y =40514404.810，上游护岸终点与镇政府上游已有护岸 相 接，坐 标 为 X = 4546437.496， Y=40512521.140。

2.1.3 右岸设计岸线

右岸墙式护岸总长2.522 km，里程桩号YK0+000 ～YK2+522。下游护岸起点与榆树杖子桥右岸引道相接，坐标为 X = 4544751.208，Y =40514365.316，上游护岸终点与曲家沟外上游河岸相接，坐标为X=4546406.924，Y=40512481.572。

2.2 护岸断面设计

治理河段为城镇段，根据河道地形、地质及水文情况，护岸断面的设计在确保防洪安全的前提下，兼顾占地及考虑今后施工的简便性［3］。

此外，作为城镇段的河道整治，此次工程任务不单纯是解决防洪问题。因此，设计中在满足防洪安全的前提下，从美化城镇，提高城镇品位，完善小城镇建设环境的角度出发，在工程的设计中，增加滨水氛围和亲水景观效果，改善小凌河朝阳县瓦房子段河道的自然景观，提供感知水景的最佳视点和亲水条件。达到增加周边居民活动休闲空间、美化城市环境的目的［4］。

本次护岸断面设计中综合考虑河道的自然特点，便于就地取材施工，尽量降低造价、减少占地，在满足《堤防工程设计规范》规定的前提下，考虑周边滨水氛围及景观环境，参考朝阳地区河道整治经验，进行护岸断面设计。

2.2.1 岸顶

设计岸顶净宽3 m，横向坡度2%，坡向迎水侧，为保护居民安全并美化周边环境，迎水侧岸肩设花岗岩护栏。

2.2.2 迎水坡

根据筑堤土质和本区段河道洪水流速等特点，本工程迎水坡拟采用复式断面进行设计。考虑工程美观性及减少工程占地，迎水坡设计水位以下部分采用直立浆砌石挡墙进行防护。挡墙为重力式结构，墙顶与设计水位齐平，顶宽50 cm，墙高2.5 m，墙身背坡1∶0.3。

根据地区基础冻涨及河道冲刷情况，设计挡墙基础埋深1.2 m，后趾宽75 cm。挡墙基础为M7.5 浆砌毛石;墙体内为M7.5 浆砌块石，墙体表面30 cm为浆砌料石;表面采用M10 砂浆勾缝;挡墙每10 m设一道伸缩缝，伸缩缝材料为2 cm沥青木板;挡墙顶部设10 cm高C20 混凝土压顶［5］。

护岸迎水坡设计水位以上部分设计坡比1∶2.0，采用生态混凝土网格结合植草护坡，网格为六棱块形状，厚5 cm，尺寸详见生态护坡大样图，网格底部铺设30 cm厚种植土。

2.2.3 背水坡

护岸背水坡坡比1∶2.0，表层回填30 cm种植土，采用植草护坡。

具体断面型式见图1。

2.2.4 排水管

砌石挡墙上设排水管一排，高程为设计河底高程上0.8 m，沿岸线方向布置间距为2.0 m，排水管直径为100 mm，铺设坡度3%，墙后采用土工布进行反滤。

图1 护岸标准断面图

2.3 土料填筑标准及主材要求

本次设计填筑土料拟采用河滩地土料，根据《地质勘察报告》中对土料场综合评价的结论，河滩地土料主要为砾砂、粗砂，属无黏性土料，淤泥、粉细沙、冻土、水稳定性差的膨胀土等不宜做填筑材料。根据《堤防工程设计规范》(GB 50286—2013)对无黏性土筑堤的填筑标准要求，筑堤土料的填筑标准按相对密度≥0.6 控制［6］。

设计压实相对密度按下列公式计算:

式中:Dr×ds为设计压实相对密度;eds为设计压实孔隙比;emax、emin为试验最大、最小孔隙比。

浆砌石挡墙用料要求大小均匀，质地坚硬，不得使用风化石料，单块重量≥25 kg，最小边长≥20 cm;浆砌石护脚及挡土墙块石强度≥MU30;

土工布规格为250 g/m2。

3 穿堤建筑物布置

穿堤建筑物布置包含3 方面内容:①工程总体布置;②结构尺寸设计;③穿堤建筑物设计计算。

3.1 穿堤建筑物工程总体布置

工程区范围内两岸现状降水形成的径流及灌溉弃水通过天然形成的汇水通道现状堤防未封闭段排入河道，新建堤防将影响区间排涝排水，故本次设计在工程区段左右岸共设置穿堤矩形涵洞3 座，以满足排水需求。

参照已有天然形成的汇水沟或人工修建的排水沟位置，并综合考虑地面坡度走向、汇水面积等因素，于左岸ZK1+610、ZK2+500 及右岸YK2+213处设置3 处排水涵洞，以满足两岸排水需求。

3.2 穿堤建筑物结构尺寸设计

根据各排涝区设计流量，对左岸涵闸采用双孔涵闸结构进行设计，对右岸涵闸采用四孔涵闸结构进行设计。

方涵由进口铺盖段、洞身段、海漫段组成。

左岸ZK1+610、ZK2+500 处排涵采用双孔方涵，涵洞净高、净宽均为1.5 m。洞身采用钢筋混凝土结构，底板、顶板、侧壁厚度均为0.30 m，混凝土标号为C25，下铺0.1 m厚C10 素混凝土垫层，涵首尾部底板下设截渗齿墙，齿墙深0.7 m，跨中设截水环。涵洞进出口两侧铺设格宾石笼铺盖和海漫，外河侧海漫采用双层0.5 m厚格宾石笼结构，内河侧铺盖采用单层0.5 m厚格宾石笼结构。详见图2。

图2 穿堤建筑物双孔涵体横断面设计图

右岸YK2+213 处排涵采用四孔方涵，涵洞净高、净宽均为1.5 m。洞身采用钢筋混凝土结构，底板、顶板、侧壁厚度均为0.30 m，混凝土标号为C25，下铺0.1 m厚C10 素混凝土垫层，涵首尾部底板下设截渗齿墙，齿墙深0.7 m，跨中设截水环。涵洞进出口两侧铺设格宾石笼铺盖和海漫，外河侧海漫采用双层0.5 m厚格宾石笼结构，内河侧铺盖采用单层0.5 m厚格宾石笼结构。详见图3。

图3 穿堤建筑物四孔涵体横断面设计图

3.3 穿堤建筑物设计计算

穿堤建筑物设计计算包含涵闸过流能力验算和涵闸渗径长度计算两方面。

3.3.1 涵闸过流能力验算

根据拟定工程布置，过涵闸水流均为短洞无压流，同频率设计条件下的下游水深均＜0.8 倍上游水深，即hs＜0.8 H。故按无底坎宽顶堰自由出流计算排涵过流能力:

式中:Q 为过涵流量，m3/s;σ 为淹没系数，取0.8;ε为涵洞入口处侧收缩系数，取0.95;m 为流量系数，取0.35;b 为过流宽度;H 为涵上水头。

各涵闸过流能力验算成果见表1。

表1 各涵闸过流能力验算成果表

经计算，各穿堤涵闸过流能力均能满足排涝要求，且略有盈余，为保护区后期发展留有余地。

3.3.2 涵闸渗径长度计算

根据上下游水位差和地基土壤的渗径系数来确定地下渗径的最小长度。

式中:Lmin为地下渗径的最小长度，m;C 为渗径系数，砾砂、粗砂取4.0;ΔH 为上、下游水位差。

经计算，排涵实际地下渗径总长度均大于地下渗径最小长度，满足渗流稳定要求。计算结果见表2。

表2 涵闸渗流计算成果表

4 结 语

通过科学的设计，并且结合工程的实际情况，可以确保工程正常运行。以该工程为例，通过对护岸及穿堤建筑物的合理设置，提高了两岸的防洪能力，也美化了该河段的两岸风景。

［1］吴平，陈振忠，李泽民.熊耳河综合治理方案探讨［J］.河南水利，1998(03):59－61.

［2］杨天明.浅谈河道规划管理［J］.内蒙古水利，2011(05):17－19.

［3］李恩祥，史承勇.洮南市蛟流河下游河道堤防整治理的几点意见［J］.吉林水利，2011(11):27－28.

［4］李钧.贵州山区河道治理工程设计总结与思考［J］.人民珠江，2011(04):30－31.

［5］李媛媛.结合旅顺龙河治理谈景观河道治理工程设计［J］.黑龙江水利科技，2014，42(09):145－147.

［6］王志斌.牡丹江市铁岭河河道治理工程设计［J］.黑龙江水利科技，2013，41(01):162－164.