南云中河7號蓄水池治理美化工程設(shè)計綜述

段艷芳

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

南云中河7號蓄水池治理美化工程設(shè)計綜述

段艷芳

（山西省水利水電勘測設(shè)計研究院，山西 太原 030024）

南云中河7號蓄水池治理美化工程項目位于忻州市忻府區(qū)，該項目涉及面多，前期資料準備繁多，從防洪大堤、主槽岸墻、河底清理等方面闡述了工程規(guī)劃設(shè)計要點，該工程的建設(shè)可為類似工程施工設(shè)計提供借鑒。

河道治理美化；設(shè)計綜述；南云中河

1 工程概況

南云中河7號蓄水池治理美化工程項目位于忻州市忻府區(qū)城北的南云中河，由西向東橫貫城區(qū)，治理段西起大運高速上游400m，東至播明鐵路橋下游300m，全長6.51km。河堤在縱斷上依原河底布置，平均縱坡2.37‰，共設(shè)7道橡膠壩，壩高2.5～3.0m，水面寬度80～120m，形成7個蓄水池，兩側(cè)為50～70m的綠化帶和濱河南北交通搶險路。河道橫斷面為復(fù)式斷面，由布置在中間的主槽和兩側(cè)的二級平臺組成。蓄水后將形成63萬m2的水面，總蓄水量98.3萬m3，兩岸綠化面積76萬m2。

2 工程規(guī)劃設(shè)計要點

2.1 工程等別和標(biāo)準

根據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，忻府區(qū)的防洪標(biāo)準為50年一遇洪水設(shè)計，兩岸防洪大堤按2級堤防設(shè)計；蓄水池容積98.3萬m3，按《防洪標(biāo)準》，根據(jù)蓄水量確定蓄水工程等別為Ⅴ等，相應(yīng)壅水壩、次要建筑物、臨時工程按5級建筑物設(shè)計。

2.2 抗震設(shè)計烈度

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》《中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，工程區(qū)設(shè)計基本地震峰值加速度值為0.20g，特征周期值為0.35s，抗震設(shè)防烈度為8°。

2.3 工程建設(shè)內(nèi)容

7號蓄水池主要建設(shè)內(nèi)容為兩側(cè)岸墻、垂直防滲工程、橡膠壩及泵站工程，共涉及8標(biāo)、9標(biāo)和11標(biāo)三個標(biāo)段。工程范圍位于7號蓄水池，東西向中心樁號為5+580.0—6＋500.0，長920m；南北向為左右大堤，河道寬約220m。

2.4 工程規(guī)劃設(shè)計

2.4.1 防洪大堤設(shè)計

防洪大堤河道兩側(cè)二級景觀帶內(nèi)的微地形滿足100年一遇的防洪要求，采用土堤形式，內(nèi)邊坡采用大于1∶10的緩坡。

按照《堤防工程設(shè)計規(guī)范》，2級堤防的堤頂寬度不宜小于6m，本工程采用寬度為8m，外邊坡1∶2.5；大壩堤頂高程根據(jù)設(shè)計洪水位加超高1.3m確定（距河底高度4.4m），但不得低于現(xiàn)狀地面高程；根據(jù)《巖土工程考察報告》，筑堤土料從河拱村的土料廠外運，現(xiàn)已建設(shè)完成。

2.4.2 主槽岸墻設(shè)計

主槽設(shè)計防洪標(biāo)準為5年一遇，考慮景觀水域的親水要求，設(shè)計高度1.5～3.0m，水面距平臺0.3～1.0m。主槽岸墻可采用斜坡式生態(tài)格賓石籠護坡（自然草坡入水）、重力式漿砌石直墻護岸、景觀疊石護岸等幾種斷面。左右岸設(shè)計范圍樁號L4+800.6—L6+533.4，R5+ 703.0—R6+634.3。

重力式岸墻為漿砌石結(jié)構(gòu)，堤頂頂寬0.8m，底寬3.2m，臨水側(cè)邊坡1∶0.1，背水側(cè)邊坡1∶0.5，高度1.5～3.3m，基礎(chǔ)采用1200mm厚的砂卵石換填，換填料壓實系數(shù)不小于0.92。貼坡式岸墻為格賓石籠，穩(wěn)定邊坡1∶3，其結(jié)構(gòu)型式從下到上依次為：反濾土工布、砂礫料200mm，格賓石籠300mm，種植土300mm。疊石岸墻采用1∶3邊坡，結(jié)構(gòu)由下向上為砂礫料墊層200mm、碎石墊層200mm、景觀疊石，形成自然疊石景觀。

2.4.3 主槽岸墻防沖設(shè)計

忻州市城區(qū)段河道設(shè)計防洪能力50年一遇，經(jīng)計算，洪水時主槽堤腳沖刷深度將達到1.7m，為保護堤岸穩(wěn)定，需進行護坡及護腳設(shè)計。經(jīng)綜合比較，主槽護腳采用格賓石籠，護底寬度4m，厚度500m。

2.4.4 河底清理設(shè)計

河道縱坡依照設(shè)計縱坡進行清理。河道斷面清淤時，若現(xiàn)狀高程高于河堤前趾頂面高程，則按設(shè)計高程進行清淤；若河底高程低于河堤前趾頂面高程，則岸墻控制線內(nèi)側(cè)6m范圍內(nèi)以河堤的前趾頂面為控制高程進行回填，并按河堤設(shè)計斷面進行堤腳防護。6m以外以1∶10的坡度與清基后現(xiàn)狀自然相接，其余僅進行清基處理。

2.4.5 河道防滲處理設(shè)計

根據(jù)工程經(jīng)驗，防滲墻底高程伸至隔水層內(nèi)0.5m，但以不穿透隔水層厚度為前提。斜坡段防滲墻布置于園路內(nèi)側(cè)岸邊花池中，頂高程高出設(shè)計蓄水位0.5m，且不高于二級平臺高程。水泥土地連墻厚度確定為20cm。水泥土地連墻墻體固化材料采用普通硅酸鹽水泥，結(jié)合工程地層特點，墻體抗壓強度不小于0.5MPa，壓縮模量不大于1000MPa，滲透系數(shù)不大于A×10-6cm/s（1＜A＜10），樁間搭接長度按15cm控制，鉆具垂直精度不大于1∶200。成墻后要求墻體完整連續(xù)，滿足防滲要求，允許比降不小于50。

由于蓄水池外側(cè)地下水位較高，為防止河道蓄水后水位抬高，對兩岸農(nóng)田造成浸沒危害，在防滲墻外側(cè)河底高程處鋪設(shè)截滲管，外包砂卵石。

2.4.6 橡膠壩設(shè)計

橡膠壩位于北同蒲鐵路橋上游20m處，壩長82m，壩高2.5m。在北同蒲鐵路下游設(shè)臨時過水路面，連接河道兩岸交通，方便鐵路檢修運行。橡膠壩基礎(chǔ)為平底板，比河床高0.2m，順?biāo)鞣较蜷L度8m。根據(jù)基礎(chǔ)內(nèi)埋設(shè)管道要求，厚度1.0m，底板下鋪設(shè)0.1m厚的素混凝土墊層，上下游各設(shè)0.5m深的齒墻。

根據(jù)《水閘設(shè)計規(guī)范》，考慮防沖、防滲、穩(wěn)定等要求，在橡膠壩上游設(shè)鋼筋混凝土鋪蓋，長度12.5m，厚度0.4m，鋪蓋下設(shè)0.1m厚的素混凝土墊層。橡膠壩上游鋪蓋接格賓石籠護底，長10m，厚0.5m。消力池池長13.0m，池深0.65m，底板厚0.6m。在鋪蓋、橡膠壩底板、消力池之間采用橡膠止水帶加瀝青木板止水。橡膠壩消力池尾部設(shè)排水孔，孔間距1.0m，梅花型布置，排水孔下鋪設(shè)無紡布作為反濾層。消力池下游設(shè)20m長的格賓石籠海漫，厚0.5～1.0m；防沖槽長6.0m，深1.5m，上游邊坡1∶2.0，下游邊坡1∶2.0，底寬1.0m。

由于北同蒲鐵路河道防沖較高，以鐵路橋防沖頂面776.88m為消力池坎頂高程，以設(shè)計河底高程為消力池底高程，池深1.38m。在鋪蓋、橡膠壩底板、消力池之間采用橡膠止水帶加閉孔泡沫板止水。橡膠壩消力池尾部設(shè)排水孔，孔間距1.0m，梅花型布置，排水孔下鋪設(shè)無紡布作為反濾層。北同蒲鐵路橋下現(xiàn)狀為全河道漿砌石防沖，設(shè)計臨時對其保留不動，橡膠壩下游消力池為防沖段。為防止消力池內(nèi)高水位及紊亂水流對橡膠壩運行不利，在現(xiàn)漿砌石防沖開辟排水渠，及時排除橡膠壩下泄水流，排水渠寬度5.2m。在北同蒲鐵路防沖與臨時過水路面之間進行格賓石籠防護，厚度0.5m，平均長度約11.0m。該處理方式為臨時處理，建設(shè)管理單位協(xié)調(diào)后按原設(shè)計重新施工。

橡膠壩泵房位于河岸二級平臺上，為半地下式結(jié)構(gòu)。泵坑長12m，寬6.9m，深5.9m，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。由于河道兩岸空間狹小，地面以上結(jié)構(gòu)3.5m× 7.2m，滿足值班檢修即可。

北方的河流泥沙較多，為減少對壩袋的磨損和震動影響，設(shè)計采用雙線錨固，根據(jù)壩高、壩頂溢流、安全及施工等因素，確定使用螺栓錨固。

壩基建基面下分布全新統(tǒng)洪沖積細砂及礫砂層，厚度1.8～6.7m，結(jié)構(gòu)松散，級配較差，黏粒含量少，實測標(biāo)準貫入錘擊數(shù)14～19擊，屬中等液化，因此橡膠壩地基采用碎石樁進行處理，梅花型布置，樁徑0.4m，樁距1.6m，有效樁深4～8m。

根據(jù)運行管理對排水時間的要求，充排水均采用動力充排。橡膠壩總?cè)莘e約700m3，根據(jù)水源保證，來水量50m3/h，充水泵選擇一臺深井潛水泵，揚程65m，配套電機功率15kW。水泵均選用單級雙吸離心泵，揚程6～9m，流量500～460m3/h，配套電機功率18.5kW，電壓380V。設(shè)備在泵房內(nèi)按“一”字型布置安裝。

橡膠壩袋材料為錦綸帆布，內(nèi)壓比為1.4，防水材料采用合成氯丁膠，壩袋材料為氯磺化聚乙烯為主料的彩色橡膠壩袋，顏色可由業(yè)主在選擇壩袋時確定。

3 結(jié)語

本工程屬河道治理美化工程，項目涉及面多，設(shè)計前期資料準備繁多，應(yīng)徹底搞清原設(shè)計意圖以及問題所在。該工程的建設(shè)，可為以后類似工程設(shè)計提供借鑒作用。

TV85

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1004-7042（2016）01-0016-02

段艷芳（1983-），女，2005年畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院水利水電工程專業(yè)，工程師。

2015-11-12；

2015-12-16