贵州摆所河中小河流治理工程方案的探讨

2016-06-28程孝昆

水利科学与寒区工程 2016年5期

关键词：防洪堤云盘草皮

程孝昆

(贵州省长顺县水务局,贵州长顺 550700)

贵州摆所河中小河流治理工程方案的探讨

程孝昆

(贵州省长顺县水务局,贵州长顺 550700)

摘要：结合贵州省长顺县摆所河摆所和云盘段治理工程，通过方案比较、优化设计，提出合理、科学、生态的治理方案，达到节约投资、效益最大化目的。同时，为贵州山区类似中小河流治理方案提供借鉴和参考。

关键词：中小河流治理；设计方案比较

摆所河属珠江流域红水水系，为濛江中游(格凸河)一级支流，位于东经106°11′～106°26′，北纬25°42′～26°12′，发源于贵州省长顺县广顺镇抱野猫，在交麻乡汇入格凸河，地处长顺县西部。河流集雨面积为470km2，河道总长为84km，多年平均流量为3.2m/s。

1小河流治理现状分析

1.1设计治理河道范围

设计摆所河河道治理河段共分为2段。一段位于摆所河中游，流经摆所镇镇区的河段，治理起点为镇区上游粮管所以下400m处，终点为镇区下游新规划农贸市场，治理河段长为1440m，治理终点以上集雨面积为202.5km2，河流长度34.1km，加权平均坡降5.13‰;另一段位于摆所镇下游直线距离约6.2km处的云盘乡河段，治理起点为云盘乡政府上游约1400m处，治理终点为公路桥下游约50m拦河坝处，治理河段长为1700m，治理终点以上集雨面积为230km2，河段长度为43.4km，加权平均坡降3.89%。在设计洪水标准内，保护人口0.9万人，保护农田面积约1000hm2。

1.2治理河段地形地貌

摆所镇河道沿线以峰丛洼地、槽谷溶蚀地貌为主。河流流向由北向南，治理河段河谷较宽阔，两岸地形相对较缓(一般都在25°以下)，河床总体较平缓，高程1126.24～1127.98m。河床两岸发育河漫滩和二级阶地。河漫滩高出河水面0.5～3.0m，一般宽5～13m；一级阶地高出河水面3～7m，总体平坦开阔；二级阶地高出河水面20m左右。根据地形地貌特征，河堤多修在河漫滩和一级阶地前缘。两岸冲沟发育，地表水、地下水多汇集于冲沟，再向河流排泄。

云盘乡河道沿线以峰丛洼地、槽谷溶蚀地貌为主。河流流向由北向南，治理河段河谷较宽阔，左岸地形相对较陡(一般为30°～50°)，右岸地形相对较缓(一般都在25°以下)，河床总体较平缓，高程1111.54～1114.50m。河床两岸发育河漫滩和二级阶地。河漫滩高出河水面0.5～3.0m，宽5～11m。一级阶地高出河水面2～6m，总体平坦开阔；二级阶地高出河水面20m左右。根据地形地貌特征，河堤多修在河漫滩和一级阶地前缘。两岸冲沟发育，地表水、地下水多汇集于冲沟，再向河流排泄。

1.3河道现状及存在的主要问题

摆所镇和云盘乡境内的摆所河河道横断面平均宽度25～35m，整治段河道古老，部分河坎垮塌、泥沙堵塞严重，沿河两岸均为城镇居民和良田，每逢雨水季节常引发洪涝灾害，产生重大损失。摆所镇和云盘乡最新发展规划新农村建设民宅均沿河布置，大部分规划区域高程较低，不能满足10a一遇的防洪标准。

2设计防洪标准

摆所河河道治理工程，保护农田约1000hm2，居民0.9万人。根据《防洪标准》(GB50201-2014)中表2.0.1城镇保护区的等级属Ⅳ等，设计防洪标准为最少10a一遇，而《贵州省中小河流治理初步设计编制基本要求》中指出保护农田按5a一遇的防洪标准，因此，本工程摆所镇和云盘乡境内的摆所河段按10a一遇洪水设计，摆所镇境内治理河段设计最大流量363m3/s，云盘乡境内治理河段设计最大流量374m3/s。

3工程总体布置

工程治理河段为两段，为云盘乡和摆所镇境内的摆所河段，本次设计第一段，从摆所镇粮管所以下400m位置开始，防洪堤起点(0+000)，沿原河道向下摆所规划新区农贸市场结束，治理河道总长1.44km；另一段为云盘乡规划新区，防洪堤起点(0+000)，沿原河道向下至云盘新桥结束，治理河道总长1.7km。由于农田和民房沿河两岸布置，地形较为平缓，遇洪水时，农田将遭到淹没，居民生命和财产安全也将遭到严重的威胁[1]。为保护群众的生命和财产安全，拟定在沿河两岸布置防洪堤，根据不同的堤岸地貌地质条件采取相应的措施，堤型主要为两种，一种是刚性防洪堤，采用浆砌石砌筑；另一种为生态防洪堤，采用预制网格铺设草皮护坡。优化堤防断面结构型式，尽量采用新材料、新工艺、新技术，采取合理措施同步实施。

3.1主要构筑物设计

工程主要构筑物由防洪堤和工程管理配套设施组成，防洪堤采用土堤加预制混凝土栅格草皮护坡和重力式挡土墙两种型式。

3.2防洪堤设计

根据治理河段的地形、地质条件，综合村镇总体规划、占地、拆迁等，并结合已建好的防洪堤，分段拟定设计河段的整治堤型。摆所河治理工程总共有两个工程点，一个是摆所镇摆所河段，另一个为云盘乡摆所河段。拟定设计河段可采取生态防洪堤和刚性防洪堤两种型式[2]。

3.2.1生态防洪堤堤型

生态防洪堤采用碾压式土堤结合正方形浆砌石格栅后草皮护坡，其主要型式为重力式M7.5浆砌石护脚+土石回填堤+格栅式草皮护坡。迎水坡面采用稳定的边坡系数，背水面根据地形采取一定稳定的挖、填边坡，在浆砌石格栅内表层铺设种植土进行草皮护坡。坡脚采用M7.5浆砌块石护脚。为满足沿河两岸耕种要求，结合现有的机耕道，堤防侧设置机耕道(兼作人行道)，并在人群聚集地的两岸堤防设置下河踏步。

3.2.2刚性防洪堤堤型

刚性防洪堤采取M7.5浆砌石挡墙，为与原堤防工程保持一致，迎水坡面采用1∶0.1的边坡，背水坡面采用1∶0.3的边坡，为避免堤防基础被河水淘刷，基础嵌入基岩或持力层上。为满足沿河两岸的耕种要求，结合现有的机耕道，堤防侧设置机耕道(兼作人行道)，并在人群聚集处的两岸堤防设置下河踏步。

4堤型设计与方案比较

4.1堤型设计方案

根据治理河段的地形、地质条件，综合村镇总体规划、占地、拆迁等，摆所镇境内的摆所河段岸坡较陡，河岸靠近农户住宅的地段均采用重力式浆砌石挡墙，因为在该种河段由于地形限制，不适合采用生态防洪堤，该种河段不再进行方案比较。本次设计方案比较为云盘乡境内的摆所河段(0+000～0+380)选择两种比较结合实际的堤型布置方案进行比较，第一种是土堤加混凝土栅格草皮护坡(方案Ⅰ)；第二种是重力式浆砌石挡墙(方案Ⅱ)。两方案堤线基本一致，行洪断面方案Ⅰ>方案Ⅱ。

4.1.1土堤加预制混凝土栅格草皮护坡方案

云盘乡境内的摆所河0+000～0+380防洪堤轴线长380m，堤距27m，防洪堤采用碾压式土堤加预制混凝土栅格草皮护坡，堤高5.7m，坡面采用1∶1.5的边坡，并采用C15预制混凝土栅格加草皮护坡，混凝土栅格断面尺寸0.3m×0.3m，间距2m，表层铺设20cm的种植土[3]。土堤堤身全部采用河床开挖料，坡脚采用M7.5浆砌块石护脚，护脚宽1.4m，高2m，迎水面采用M10水泥砂浆抹面，顶部采用5cmC10混凝土压顶，左岸坡脚设置排污沟，断面尺寸0.5m×0.5m，布置于浆砌石护脚之内，顶板采用8cm厚C15钢筋混凝土预制板。左、右岸护脚每隔10～15m设一条伸缩缝，缝宽2～3cm，内用沥青砂浆充填，为避免堤防基础被河水淘刷，坡脚置于河床以下0.5m。为促进城镇发展，结合城镇规划，左右岸堤顶2.0m范围内设置混凝土压面过道。防洪堤堤顶沿线修建坡面截水沟，截水沟尺寸为0.2m×0.2m，底坡按1/1000设计。防洪堤每隔100m左右设一道下河梯步。

4.1.2重力式浆砌石挡墙方案

本方案设计时考虑尽量少拆迁和少占城镇建设用地，使工程投资尽量最省。

重力式浆砌石挡墙方案：云盘乡境内的摆所河段0+000～0+380防洪堤轴线长380m，堤距27m，防洪堤采用重力式挡土墙，开挖见至灰白色黏土层即可，将其清平后在底部铺设0.2m厚碎石垫层，然后砌筑浆砌块石，墙体采用M7.5浆砌石砌筑，迎水面采用1∶0.1的坡度，背水面采用1∶0.3的坡度，墙顶宽0.8m，采用0.15m厚的C15混凝土缝，缝内用水泥砂浆嵌缝，浆砌石防洪墙背坡采用河道开挖的黏土弃渣回填。沿墙体高度方向间隔1m梅花形布置φ50mm排水管，并在墙背设置反滤包囊，最下面一排排水管的出口高程与河道常年水位齐平。防洪堤堤背沿线修建截水沟，截水沟尺寸为0.3m×0.3m，采用M7.5浆砌石砌筑，采用砂浆抹面。沿截水沟每隔100m左右预埋排水管将水排入河道中。左岸坡脚设排污沟，采用浆砌石砌筑，断面尺寸1m×1m，过水断面为0.5m×0.5m，顶部采用8cm厚C15钢筋混凝土预制板，底板采用0.1m厚C15混凝土，堤身及排污沟每隔10～15m设一条伸缩缝，缝宽2～3cm，内用沥青砂浆充填。

4.2方案比较

(1)优点

方案Ⅰ(土堤加预制混凝土栅格草皮护坡)：施工技术相对简单，工程直接投资相对较省，不存在城镇内涝问题。

方案Ⅱ(重力式浆砌石挡墙)：工程占地小，拆迁工作量小。保护城市面积大，总投资相对较省。

(2)缺点

方案Ⅰ(土堤加预制混凝土栅格草皮护坡)：填筑量大，工程占地大。

方案Ⅱ(重力式浆砌石挡墙)：施工技术要求相对较高，施工工期较长，同时形成城镇内涝，后期维护费相对较高。

通过表1中堤型优缺点及单位长度工程投资的比较，不难看出，生态防洪堤比刚性防洪堤更优。所以本工程以生态防洪堤为主，只在河岸地形条件、河道宽度受限的情况下使用刚性防洪堤。