潦河水生态治理拦蓄建筑物设计

2023-11-15袁长玉

河南水利与南水北调 2023年8期

袁长玉

（中及御龙建设有限公司，河南南阳 473000）

1 工程主要任务

①疏浚工程：河道疏浚8.20 km。②堤防工程：加高培厚堤防13.10 km，整修堤防1.20 km。③护岸工程：新建护岸4.98 km。④拦河坝工程：新建拦河坝2 座，1#坝位于桩号3+500，采用液压翻板坝；2# 坝位于桩号5+050，采用“鱼鳞形”跌水堰；两岸堤防结合实际设置排水涵18 座。⑤生态景观工程：建设生态湿地1.70 hm2，滨河游园0.40 hm2。⑥管理工程：右岸（西岸）堤防岸顶新建C25 混凝土防汛道路5.70 km，上堤坡道31 处。

2 工程总体设计布置

①河道平面布置：基本维持现状，确保沿岸防洪安全，留足洪水出路，不缩窄侵占河道，提高治理标准。②堤防布置：以现状堤防加固为主，提高该段河道的防洪能力，局部段整修堤防以形成封闭完善的防洪体系。③岸线布置：护岸设计在确保防洪安全及功能稳定性的前提下，以环境和生态保护为基础，强调河道的生态和景观及亲水性。工程计划分两期实施，其中一期工程主要实施河道疏浚工程、护岸工程、拦河坝工程、生态景观工程等；二期工程主要实施堤防工程，排水涵工程及管理工程等。

3 拦蓄建筑物设计

3.1 1#拦河坝工程设计

3.1.1 上游防冲槽段设计

上游防冲槽段顶高程为88 m，顺水流长6.50 m，垂直水流宽71 m，防冲槽由上下两层组成，顶层为0.30 m厚雷诺护垫，其下为1.20 m厚抛石，下游与铺盖相接处设C20 混凝土挡墙，墙顶宽0.50 m，墙高2 m，墙底宽0.98 m，垂直水流方向长71 m。两侧为C20 混凝土重力式挡墙，墙净高3.50 m，重力式挡墙上游两岸20 m范围内高程91.50 m以下为C20混凝土护坡，护坡厚12 cm，其下设10 cm 厚粗砂垫层，高程91.50 m 以上为自然植被护坡。

3.1.2 铺盖段设计

铺盖顺水流长10 m，垂直水流方向总长71 m，顶面高程为88 m。钢筋混凝土铺盖厚0.50 m，每10～11 m设一道缝，缝宽2 cm；铺盖下设10 cm 厚C15 素混凝土垫层；铺盖与拦河坝之间设有分缝，缝宽2 cm，铺盖上、下游设有齿墙，上游齿墙埋深0.50 m，宽1 m，其下设水泥搅拌桩防渗墙，桩径0.50 m，搭接长度0.20 m，桩芯距0.30 m，水泥搅拌桩防渗墙布置在铺盖宽度范围内并深入左右两岸各51.80 m，总长173.60 m，墙底高程为73.95～81.75 m；下游齿墙埋深0.40 m，宽0.50 m。铺盖两侧为C20 混凝土重力式挡墙，墙净高3.50 m；两岸挡墙外侧为透水混凝土平台，顶高程为91.50 m，其中左岸平台宽10.85 m，平台外设C20 混凝土坐凳，高0.50 m，其上按1:5 放坡至岸顶，采用自然植被护坡，右岸平台宽6.50 m，其外侧按1:2 放坡至岸顶，采用自然植被护坡。

3.1.3 液压坝设计

液压坝主要由坝底板及液压坝坝面两部分组成，坝底板为C25钢筋混凝土结构，顺水流长9 m，垂直水流方向总长71 m，在其上安装液压坝坝面，坝面挡水高度为3 m，挡水位为91 m。坝面上游部分底板顶高程为88.20 m，底板厚2 m；坝面下游部分底板顶高程为87.70 m，底板厚1.50 m。坝底板上下游设齿墙，上游齿墙埋深1 m，宽1 m，下游齿墙深0.50 m，宽0.50 m。坝底板下设10 cm厚C15素混凝土垫层。坝底板每12 m设一道缝，缝宽2 cm。坝底板两端设C25钢筋混凝土墩，与底板一体，墩底部厚0.80 m，顶部厚0.50 m，净高3.50～3.80 m，两岸挡墙外侧设有平台及护坡，平台与护坡的结构型式与铺盖段型式一致。

3.1.4 消力池设计

消力池包括斜坡段和水平段，斜坡段顺水流方向长4 m，水平段顺水流方向长10 m。消力池垂直水流方向总宽71 m。钢筋混凝土消力池每10～11 m 设一道缝，缝宽2 cm。消力池斜坡段坡度为1:4，底板厚0.60 m，池深1 m，末端设有消力坎，坎高1 m，宽0.80 m；消力池底板水平段设有排水孔，排水孔呈梅花形布置，间距为2 m，排水孔采用φ75 mmPVC管；消力池由上而下设10 cm 碎石垫层、10 cm 厚粗砂垫及反滤土工布。消力池池底高程为86.70 m，消力坎顶高程87.70 m。消力池两侧为C20混凝土重力式挡墙，墙净高3.80～4.80 m，两岸挡墙外侧设有平台及护坡，平台与护坡的结构型式与坝体段型式一致。

3.1.5 海漫设计

海漫由水平段及斜坡段组成，水平段顺水流方向长10 m，垂直水流方向总宽71 m，顶高程为87.70 m，采用浆砌石结构，下设10 cm 厚粗砂垫层，每8.50～9 m 设一道缝，缝宽2 cm；浆砌石海漫末端设C20 混凝土防冲墙，防冲墙墙帽深1m，宽1 m，墙身厚0.40 m，深5.15 m，墙底高程为81.70 m；斜坡段顺水流方向长14 m，垂直水流方向总宽71 m，斜坡段坡比1:20，采用雷诺护垫结构，其下设10 cm 厚粗砂垫层，垫层下铺设反滤土工布。浆砌石结构两侧为C20 混凝土重力式挡墙，墙净高3.80 m，两岸挡墙外侧设有平台及护坡，平台与护坡的结构型式与消力池段型式一致；挡墙下游高程91.50 m 以下为C20 混凝土护坡，护坡厚12 cm，其下设10 cm厚粗砂垫层，高程91.50以上为自然植被护坡。

3.1.6 下游防冲槽设计下游防冲槽顶面高程86.95 m，顺水流长7 m，垂直水流宽72 m，槽深为2 m。防冲槽由上下两层组成，顶层为0.50 m厚雷诺护垫，其下为1.50 m厚抛石。下游防冲槽两岸高程91.50 m以下为C20混凝土护坡，护坡厚12 cm，其下设10 cm厚粗砂垫层，高程91.50以上为自然植被护坡。

3.1.7 控制房设计

控制房布置于右岸，采用10 年一遇洪水标准。控制房平面尺寸为8.04 m×5.80 m，占地46.63 m2，为双层结构。下层为设备间，室内地面高程为92.55 m，安置液压站设备；设备间为C25钢筋混凝土结构，基础厚80 cm，四周侧墙厚40 cm，内部净尺寸为7.24 m×5.80 m，高5.20 m。上层为管理间，室内地面高程为97.35 m，安置液压站控制设备；管理间为框架结构，内部净尺寸为7.56 m×5.32 m，高3.30 m。

3.2 2#拦河坝工程设计

2#坝设计范围为潦河河道桩号5+045～5+069，坝型选用鱼鳞型混凝土跌水堰，设计挡水高度为1.20 m，能够回水至1#坝，可形成连续水面。2#坝由上游铺盖段、控制段、消能段、下游海漫段等部分组成。

上游铺盖为C25钢筋混凝土结构，顺水流方向长5 m，垂直水流方向宽38 m，铺盖顶高程为87.30 m；铺盖两侧为浆砌石护坡。控制段采用折线堰，顺水流方向长7 m，采用C25 混凝土，堰高1.20 m，顶宽1 m，堰顶高程88.50 m，折线段长6 m，设置4 层鱼鳞状结构。每层宽1.50 m。消力池顺水流方向总长7 m，池深70 cm，末端消力坎宽60 cm，底板采用C25钢筋混凝土护底，厚度50 cm，下设10 cm 厚的碎石垫层（级配2～10 mm）、10 cm 厚粗砂垫层及反滤土工布（400 g/m2）。下游海漫段采用Mu60M7.5 浆砌石，长5 m，厚40 cm，与现状下游河道衔接。

坝址段两岸采用Mu60M7.5 浆砌石护砌至现状滩顶，护坡坡比为1:2，厚30 cm，浆砌石护坡与上游规划雷诺护垫护坡平顺衔接，根据地形，2#坝下游左岸修建雷诺护垫护坡25 m，右岸修建雷诺护垫护坡60 m，护坡均护至现状滩顶。

3.3 排水涵设计

根据现场勘查，考虑实际排水需求，潦河水生态综合治理工程共建设排水管涵18座，左右岸各9座。排水管涵包括进口八字墙、涵洞洞身、出口三部分。进口段采用C20 混凝土八字形挡土墙，底部为20 cm厚的混凝土护底，长1.65 m，进口设坡脚排水沟，深0.50 m，边坡坡度1:0.50，采用30 cm 厚干砌石衬砌。洞身采用Ⅲ级预制C30钢筋混凝土管，管径根据排水需要选定0.80、1 m 两种规格，管径下设C20 混凝土管基，出口设拍门。出口消能段长2.50 m，两侧为C20 混凝土重力式挡土墙，墙顶宽0.30 m，墙背坡度1：0.40，底板采用C20 混凝土。后接2 m长的浆砌石衬砌，厚30 cm。