潇河榆次区段河道综合治理施工方案

李玉萍

（晋中市榆次区水利局，山西 晋中 030600）

1 潇河河道概况

晋中市榆次区潇河治理工程，起点在大沟桥上游1.5 km 处（桩号1+150），终点在北合流旧桥（桩号10+170），总长9.02 km，两岸为沿河村庄的基本农田及林地，在右岸为省道S 317。本次工程设计堤线平面布置，基本保持现有河势流向不变，对束窄河道进行拓宽，以满足河道行洪要求，根据地形的实际情况及水力计算，确定潇河河道堤距100～750 m。

工程内容为治理段范围内主槽防护、清障、疏浚。新建左岸防洪大堤9.02 km，边坡种植草皮。弯道主槽段釆用格宾石笼护坡及护基，长5.39 km。支流涂河入口整治1.4 km（两岸长度）。对跨河桥梁上下游主槽进行防护，大沟桥上下游主槽防护工程1.1 km（两岸长度），上戈桥上下游主槽防护工程0.8 km（两岸长度），防护总长1.9 km（两岸长度）。

2 河道治理工程设计

2.1 河道治理标准

根据《防洪标准》（GB 50201-94），确定本工程的防洪标准为10 年一遇，相应洪峰流量1 019 m3/s，根据《堤防工程设计规范》（GB 50286-2013），治理段堤防工程等级为5 级。

2.2 河道及堤防纵横断面

根据河道天然纵坡确定治理段纵坡，根据河道实际情况结合过流能力确定横断面。治理段釆用复式梯形断面，设计主槽底宽20～60 m，主槽深3.0 m，边坡1∶2.5；右岸省道S317 为防洪大堤，左岸以现状不连续堤防为基础，堤距100～750 m，堤防平均高度为2.0 m，设计堤顶宽4.0 m，临水侧边坡1∶2.0，背水侧边坡1∶2.0。

2.3 堤防断面改造工程

2.3.1 堤型选择

堤防断面的型式，按照因地制宜、就地取材的原则，根据堤防所处的地理位置、重要程度、堤址地质、筑堤材料、施工条件、运用管理要求、工程造价等因素，对复式断面和梯形断面进行比较。釆用桩号6+650—10+170 段的有关数据，河道纵坡0.000 44，水深、糙率取相同值。

复式断面：以河宽30 m，深3.0 m 为主槽，边坡1∶2.5；两岸为滩面，大堤边坡 1∶2；当通过设计流量，主河槽水深为5.0 m 时，滩面宽为150 m，水面宽度为199.0 m。

梯形断面：将现状河道拓宽，河底宽61.0 m，堤防边坡1∶2；当通过设计流量，水深为5.0 m 时，水面宽度为86.0 m。

釆用梯形断面需拓宽河道30 m，比复式断面多占地22.67 hm2；采用复式断面，滩面地仍可以种植，由于两岸为基本农田，为减少占地，治理段河道釆用复式梯形断面。

2.3.2 堤顶高程确定

堤顶高程为设计水位加堤顶超高，堤顶超高计算公式如下：

式中：Y——堤顶超高，m；

R——设计波浪爬高，m；

e——设计风壅增水高度，m；

A——安全加高，m。

根据《堤防工程设计规范》（GB 50286—2013），5 级堤防不允许越浪的堤防安全加高A=0.5 m。堤顶超高Y=0.003+0.74+0.5=1.24 m。根据省水利厅中小河流治理工程设计指导意见，超高不宜大于1.0 m，所以，潇河堤防超高均取1.0 m。

2.3.3 堤防稳定计算

堤防抗滑稳定计算，釆用瑞典圆弧滑动法。堤防边坡的设计首先应满足渗透稳定和整体抗滑稳定要求，同时还要兼顾施工和工程的正常运行管理，按照本工程的实际运行情况，只计算堤防的抗滑稳定，稳定计算分为水位降落期抗滑稳定安全系数和施工期的抗滑稳定安全系数两种工况。经计算，第一种工况下，计算安全系数为1.3，大于规范要求的1.15；第二种工况下，计算安全系数为1.15，大于规范要求的1.05。

2.4 堤身断面改造工程

堤身型式：为达到生态、自然的效果，新建大堤釆用土堤，设计为梯形断面，临、背水侧均为斜坡，坡比均为 1∶2.0。

堤顶宽度：按《堤防工程设计规范》的规定，5 级堤防的堤顶宽度≥3.0 m，结合工程实际情况，潇河堤顶宽度为4.0 m。

筑堤土料：治理段开挖的土方基本为低液限粘土、含砂低液限粘土，可以作为筑堤土料。筑堤料区开挖前必须将其表层的杂质、耕作土、植物根系等清除。

堤身填筑标准：根据《堤防工程设计规范》，5 级堤防的堤身粘性土的压实度≥0.91，无粘性土的相对密度≥0.60.

堤坡防护：防洪大堤临、背水侧种植草皮。

堤顶道路：为满足防汛抢险的道路通行要求，堤顶设3 m 宽、0.2 m 厚泥结石路面。

3 河道工程措施

3.1 堤防、主槽防冲改造

根据河道实际情况，冲刷按两种情况考虑：一种情况水流平行于岸坡的冲刷，另一种情况为水流在弯道的冲刷。本工程中潇河各治理段冲涮度见表1。

表1 冲涮深度计算表

3.1.1 左大堤、主槽防护设计

为减少水流、雨水等对左堤防、主槽的冲刷破坏，对堤防临、背水面及河道弯曲部分的凹岸主槽进行防护。左大堤处洪水流速均小于2 m/s，故釆用草皮护坡。弯道段主槽流速较大，最大冲刷深度1.12 m，采用格宾石笼护坡及铅丝石笼护基，边坡1∶2.5。弯道凹岸基础埋深1.5 m，堤脚设水平、柔性防冲设施，主槽防冲设施采用厚0.5 m，宽2.5 m 的铅丝石笼护基。

3.1.2 桥梁过流能力复核及上下游主槽防护

在潇河治理范围内，共有跨河建筑物3 座，本次只对现有建筑的过流能力进行复核，潇河治理段10年一遇洪水洪峰流量取1 019 m3/s。由于大沟桥及上戈桥过流能力不满足，建议进行改造，并对大沟桥和上戈桥上、下游两岸主槽进行防护，总长为1.9 km。

3.1.3 大沟桥上下游主槽防护设计

大沟桥上游200 m，下游360 m，设防护设施。两岸主槽釆用格宾石笼护坡及铅丝石笼护基，边坡1∶2.5。弯道凹岸基础埋深1.5 m，堤脚设水平、柔性防冲设施，主槽防冲设施釆用厚0.5 m，宽2.5 m 铅丝石笼护基。大沟桥上下游主槽防护总长1.1 km（两岸长度），在大桥右岸下游侧设置10 m 长M 7.5 浆砌石八字挡墙。

3.1.4 上戈桥上下游主槽防护设计

上戈桥上游200 m、下游200 m 范围内，进行防护设计。桥上下游主槽，釆用格宾石笼护坡及铅丝石笼护基，边坡1∶2.5。弯道凹岸基础埋深1.5 m，堤脚设水平、柔性防冲设施，主槽防冲设施釆用厚0.5 m、宽2.5 m 的铅丝石笼护基。邻近桥体设置浆砌石扭面。上戈桥上下游两岸防护总长0.8 km（两岸长度）。

3.2 河道清障、疏浚设计

本次设计主要对有主槽防护治理区段的主河槽进行清障、疏浚。滩面基本维持不动，按河道设计断面和设计纵坡对河道进行清障、疏浚。弯道主槽疏浚长度5.12 km，大沟桥及上戈桥主槽疏浚长度0.95 km，共6.07 km。整理疏浚时，对于现状河底高程低于设计河底高程区段，不予回填。

4 河道治理工程效益

潇河流域榆次区段综合治理项目是以“人文、自然、生态、文化”为主题，工程上增强潇河市区段防洪、防汛能力，并大幅度改善市区缺水少绿现状，提高生态环境质量的系统工程。

4.1 人文社会效益

2018 年，由国内一级导演张继钢主导的“中国潇河艺术部落”项目，全面覆盖榆次区段综合治理工程，以“一条玉带、三大方舟”的格局，规划分为“人文艺术体验区、湿地生态体验区及生态运动生活示范区”，以先进的运营方式吸引国内外艺术大师、大匠向晋中潇河两岸集聚，让流动的艺术驻足沉淀晋中榆次区。通过榆次区段综合治理，打造潇河生态文化产业带，做活‘水’文章。讲好潇河的故事，改变榆次区生态格局，提升城乡品质。

4.2 经济效益

晋中市榆次区潇河以南一直是待开发新区，经济相对落后，人口较少。自2016 年，山西省委、省政府把潇河产业园区纳入山西转型综改示范区后，合理规划了晋中市榆次区潇河沿线，与撤县设区的太谷区呼应契合[1]，并通过潇河流域榆次区段的综合治理，重塑了城市发展新的格局。交通畅行无阻，城乡全面发展，形成了新的区域增长点，成为晋中南部新客厅。

5 结语

通过疏浚加宽河道、加高培厚河堤，提高了河道防洪标准。一是根据河势，改变了河底线、河坡线，形成蜿蜒曲折的水流形态，修建了相应的河边绿地、形态多样的护坡、水塘，丰富了周边水环境。二是利用“植物生长砌块”、“土工笼”等材料，在干砌石与卵石笼之间表面覆土，促进植物生长，同时防止了水流冲刷。三是植物护坡、护岸，采用木桩与植物相结合，坡面分层栽种柳树等适应的植被。

维护改造现有排污渠，将附近污水处理统一纳入市政污水管道，加强监管，将潇河沿岸污染源彻底清除，提升了潇河自愈能力；蜿蜒曲折的水流形态，不仅扩大过水截面，提高了行洪能力，而且有效地提高了潇河河水的自净能力，形成了良好的景观、生态效益；增加了人工水景和湿地，为榆次区人民提供了丰富园区景观与游憩的活动场所；在低洼地修建了湿地生态体验区，体验区内的水生植物不仅可以净化水中污染物，同时又保证了景观用水的清洁度，还为各种鸟类创建了优良的栖息地，增强了生态体验区的观赏性和娱乐性。