临朐县五井石河嵩山段防洪治理工程设计

衣晓菲

（临朐县嵩山水库运行维护中心，山东 临朐262604）

五井石河亦称小石河，为弥河一级支流，发源于沂源县米山子沟村，由临朐县嵩山生态旅游区南界入临朐境，流经嵩山、五井、冶源4个乡镇的24个村庄，于冶源镇北店村南汇入弥河，是一条以防洪为主的河流。五井石河干流全长36.5 km，流域面积364 km2，平均比降1/150，河道位于山丘区，河道比降较陡。

1 工程概况

临朐县五井石河嵩山段防洪治理工程起点为临朐县嵩山水库溢洪道出口，终点为马庄桥，涉及河道长度共7.081 km。防护对象主要包括沿线村庄、道路、农田及桥梁等基础设施，沿线保护人口约0.7万，各类耕地面积约733.33 hm2。

2018年汛期“摩羯”“温比亚”台风期间，石河嵩山段沿线挡墙、房屋、道路、桥梁等遭受较严重破坏，河道暴露出了行洪能力不足、岸坡防护不全、跨河建筑物建设标准低等问题。治理段河道为山区河道，洪水历时短，洪峰流量大，对沿线村庄、农田、道路造成极大安全隐患。

2 河道存在问题

2.1 河道行洪障碍物较多，阻水严重

河道内原有漫水桥建设标准偏低，跨度小，总净宽不足，汛期行洪极易被漂浮物淤堵，由于桥孔淤堵已导致多次洪水暴涨的情况。此外，邻近村庄河道边坡多处建有临时性房屋、棚舍，侵占河道行洪断面，增加河道行洪压力。

2.2 建筑物病险问题较多，存在安全隐患

治理范围内多处漫水桥及河岸挡土墙等建筑物，由于建设标准偏低，加之多年运行、风化、冻融和地基沉降等，出现了大量砂浆、砌石或混凝土面层剥落，结构开裂甚至坍塌等明显破损现象，存在较大安全隐患。

2.3 防洪标准不足

洪水期间，洪水漫滩至沿河道路处，行洪水深达1 m左右。两岸基本无堤防，洪水淹没范围较大，对周边农田、村庄及公路等造成极大威胁。

3 河道治理工程设计

该河段防洪治理工程总长7.081 km。防洪标准按10年一遇（P=10%）。主要包含河道整治、河道护岸、青石崖村边坡防护及沿河段建筑物的改建新建工程。

3.1 河段治理方案比选

1）河道治理方案选择。一是裁弯取直，让河道顺直而下，从而保证泄洪通畅无阻碍，治理河段两岸规整，便于后期规划开发利用。缺点是扰动土方较多，对周围环境破坏较大，投资也较多。

二是维持治理河段现状河势，根据现状对其进行适当的河底开挖拓宽和边坡的削补坡。扰动土方较少，周围环境最少的变动，保持了治理河段的自然弯曲状态。缺点是仍然会存在急转激流险段，不能从根本上改善治理河段的过流能力。

三是治理河段中泓尽量与现状河段主槽相吻合，在保留河道蜿蜒多变形态的前提下，并适当裁弯取直，减少现状存在的凹凸岸等险工，保留弯道的同时修正转弯半径，保证水流平顺，降低凹凸岸水流紊乱淘刷。缺点是扰动部分河堤，对现有河岸有局部破坏。

但河道治理不能仅仅满足于行洪排涝等传统功能，简单的为了治河而治河。在保证行洪河道首要功能的基础上，应注意对河道天然河形、生态系统等的保护与修复，减少工程措施对河道自然形态的人为生硬干扰痕迹，体现人水和谐现代化生态治水理念。为此，河道断面设计时尽可能保持自然特性，注重与周边环境及生态景观相协调。因此，综合现场的详细勘测，根据地形和河势，选择了第三种方案。

2）河段治理布局。根据河段现状、地质特点、区域概况综合考虑布置，选择施工方案难度小、占地少、土料满足路基填筑要求区段进行疏浚开挖。根据各河段具体地形及过流能力推算，设计河底宽度15～50 m，清淤疏浚以不小于控制底宽为原则对主槽进行按曲线自然化边线进行开挖（局部河段受现有建筑物限制保持现状），河道疏浚边坡1∶2，在满足过流能力的前提下，局部可根据实际地形酌情调整。

根据现状河底自然比降、沿线各建筑物河底高程，以尽量保持现状比降为原则，疏浚过程中挖高不填低，对高于设计河底高程段进行挖除，低于设计河底高程段保持现状。开挖深度0~2.2 m。本次清淤治理后河底平均比降为0.011 4，与现状比降基本一致。疏浚保持现状河道蜿蜒曲折、宽窄变化不一天然河道特色，采用曲线自然化边线，桥梁节点或滩地较宽处对主槽进行适当拓宽处理，增加节点水体面积，提高观赏价值。

3.2 水工建筑物布局

本工程河道护岸工程主要包括河道清淤后对现状河岸挡墙加固及新建护岸挡墙。治理过程中在深入分析河道各段特点的基础上，综合考虑防护范围、保护对象的重要性、地质条件、施工条件及区域位置等各方面因素，因地制宜，结合工程实际，分段制定治理方案，确定新建护岸挡墙形式。最终新建浆砌石仰斜式挡墙2 400 m，新建浆砌石俯斜式挡墙635 m，局部冲刷严重部位设置格宾石笼防护。

俯斜式挡土墙，结构简单，墙后回填土易压实，施工难度小，临水面直立，可以减小河段占地面积，在地基承载力满足要求的情况下一般优先选择。仰斜式挡土墙截面经济，墙背所受的土压力较小，墙背与开挖面边坡较贴合，因而开挖量和回填量均较小，但仰角过大会造成施工模板支立困难。墙后填土不宜压实，不便施工。

新建浆砌石挡土墙根据各分段工程的地质、地形、回填等具体情况，综合考虑经济等分段选择了仰斜式和俯斜式挡土墙。

根据其特点，在可以大开挖、需要回填等的地段，选用俯斜式挡土墙，满足工程要求的前提下能尽量少占用土地。在上面有县道，坡比较陡也不能大开挖的岸坡段，选用仰斜式挡土墙，开挖削坡依坡砌筑，能避免回填，经济适用。

3.3 险工险段处理措施

本工程左岸青石崖村现状边坡存在滑坡风险，长度365 m，坡高8~10 m，坡比较陡，需对其进行防护。现状底部岩体未出露段长度264 m，防护型式为浆砌石仰斜式挡墙+挂网喷锚。现状底部岩体出露段长度101 m，防护型式为挂网喷锚，但应比前者增加1排锚杆。

边坡防护下部仰斜式挡墙外露面墙高2 m，M10浆砌石结构，墙身设置排水孔，间距1.5 m梅花型布置。

边坡防护上部采用挂网喷锚型式。为保证喷混凝土与岩土面粘结良好，要求施工时彻底清除表层草皮、腐殖土、耕作层、建筑垃圾及植物根系，且保证坡顶建筑物安全，清表厚度可根据实际情况调整。

普通锚杆采用全长粘结M25水泥砂浆锚杆，下倾20度，间距1.5 m梅花型布置；顶部2排锚杆长6 m，底部1排锚杆长3 m，中间1~3排锚杆长4.5 m，排数据实而定。挂网喷锚防护岩土体设置dn50塑料排水盲管，向外倾斜10度，间距2 m梅花型布置，管长2.5 m。

喷锚护坡每20 m设伸缩缝1道，缝宽2 cm，以闭孔泡沫板填充，应与挡墙分缝错开布置。

3.4 桥梁墩台选择

常见小型桥梁墩台结构型式通常采用钢筋混凝土轻型墩台、浆砌石重力式墩台、桩柱式墩台等型式。

1）钢筋混凝土轻型墩台。具有截面小，节约材料，占用桥梁跨径小，有利于行洪过水，钢筋混凝土结构强度高等优点，但施工相对复杂，工期相对较长。

2）浆砌石重力式墩台。施工简便，施工进度快，但截面大，需要使用大量石材，占用桥梁跨径较大，不利于行洪。

3）桩柱式墩台。节省材料，但施工复杂，工期较长，承载力高，适用于地基承载力不高、有钻孔条件地区。

方案选择时优先考虑尽量减少墩台阻水，满足河道过流要求。其次因地制宜，就地取材，便于施工养护等。结合本次治理段工程实际，综合考虑地质概况及石料供应情况，本次桥梁设计采用了钢筋混凝土轻型墩台。

4 结语

临朐县五井石河嵩山段防洪治理工程解决了行洪能力不足、岸坡防护不全、跨河建筑物建设标准低等问题。工程设计在保证增加河道过流能力，提高河道防洪除涝标准，保护周边农田和群众生命财产安全的前提下，综合考虑了保护资源、修复生态、改善水环境等。其生态水利建设体现是生态城市建设的需要，也是社会经济发展的需要。河道的设计断面尽可能保持自然特性，注重与周边环境及生态景观相协调，营造亲水环境，达到治理河段的安全性、舒适性的综合目的。在满足防洪、排涝及引水等河道基本功能的基础上，因地制宜、充分利用现状河道的形态、地形、水文等条件，构建健康、完整、稳定的生态河道，满足了生态水利建设及可持续发展的需要。