瀟河榆次區(qū)段河道綜合治理施工方案

李玉萍

（晉中市榆次區(qū)水利局，山西 晉中 030600）

1 瀟河河道概況

晉中市榆次區(qū)瀟河治理工程，起點在大溝橋上游1.5 km 處（樁號1+150），終點在北合流舊橋（樁號10+170），總長9.02 km，兩岸為沿河村莊的基本農田及林地，在右岸為省道S 317。本次工程設計堤線平面布置，基本保持現有河勢流向不變，對束窄河道進行拓寬，以滿足河道行洪要求，根據地形的實際情況及水力計算，確定瀟河河道堤距100～750 m。

工程內容為治理段范圍內主槽防護、清障、疏浚。新建左岸防洪大堤9.02 km，邊坡種植草皮。彎道主槽段釆用格賓石籠護坡及護基，長5.39 km。支流涂河入口整治1.4 km（兩岸長度）。對跨河橋梁上下游主槽進行防護，大溝橋上下游主槽防護工程1.1 km（兩岸長度），上戈橋上下游主槽防護工程0.8 km（兩岸長度），防護總長1.9 km（兩岸長度）。

2 河道治理工程設計

2.1 河道治理標準

根據《防洪標準》（GB 50201-94），確定本工程的防洪標準為10 年一遇，相應洪峰流量1 019 m3/s，根據《堤防工程設計規(guī)范》（GB 50286-2013），治理段堤防工程等級為5 級。

2.2 河道及堤防縱橫斷面

根據河道天然縱坡確定治理段縱坡，根據河道實際情況結合過流能力確定橫斷面。治理段釆用復式梯形斷面，設計主槽底寬20～60 m，主槽深3.0 m，邊坡1∶2.5；右岸省道S317 為防洪大堤，左岸以現狀不連續(xù)堤防為基礎，堤距100～750 m，堤防平均高度為2.0 m，設計堤頂寬4.0 m，臨水側邊坡1∶2.0，背水側邊坡1∶2.0。

2.3 堤防斷面改造工程

2.3.1 堤型選擇

堤防斷面的型式，按照因地制宜、就地取材的原則，根據堤防所處的地理位置、重要程度、堤址地質、筑堤材料、施工條件、運用管理要求、工程造價等因素，對復式斷面和梯形斷面進行比較。釆用樁號6+650—10+170 段的有關數據，河道縱坡0.000 44，水深、糙率取相同值。

復式斷面：以河寬30 m，深3.0 m 為主槽，邊坡1∶2.5；兩岸為灘面，大堤邊坡 1∶2；當通過設計流量，主河槽水深為5.0 m 時，灘面寬為150 m，水面寬度為199.0 m。

梯形斷面：將現狀河道拓寬，河底寬61.0 m，堤防邊坡1∶2；當通過設計流量，水深為5.0 m 時，水面寬度為86.0 m。

釆用梯形斷面需拓寬河道30 m，比復式斷面多占地22.67 hm2；采用復式斷面，灘面地仍可以種植，由于兩岸為基本農田，為減少占地，治理段河道釆用復式梯形斷面。

2.3.2 堤頂高程確定

堤頂高程為設計水位加堤頂超高，堤頂超高計算公式如下：

式中：Y——堤頂超高，m；

R——設計波浪爬高，m；

e——設計風壅增水高度，m；

A——安全加高，m。

根據《堤防工程設計規(guī)范》（GB 50286—2013），5 級堤防不允許越浪的堤防安全加高A=0.5 m。堤頂超高Y=0.003+0.74+0.5=1.24 m。根據省水利廳中小河流治理工程設計指導意見，超高不宜大于1.0 m，所以，瀟河堤防超高均取1.0 m。

2.3.3 堤防穩(wěn)定計算

堤防抗滑穩(wěn)定計算，釆用瑞典圓弧滑動法。堤防邊坡的設計首先應滿足滲透穩(wěn)定和整體抗滑穩(wěn)定要求，同時還要兼顧施工和工程的正常運行管理，按照本工程的實際運行情況，只計算堤防的抗滑穩(wěn)定，穩(wěn)定計算分為水位降落期抗滑穩(wěn)定安全系數和施工期的抗滑穩(wěn)定安全系數兩種工況。經計算，第一種工況下，計算安全系數為1.3，大于規(guī)范要求的1.15；第二種工況下，計算安全系數為1.15，大于規(guī)范要求的1.05。

2.4 堤身斷面改造工程

堤身型式：為達到生態(tài)、自然的效果，新建大堤釆用土堤，設計為梯形斷面，臨、背水側均為斜坡，坡比均為 1∶2.0。

堤頂寬度：按《堤防工程設計規(guī)范》的規(guī)定，5 級堤防的堤頂寬度≥3.0 m，結合工程實際情況，瀟河堤頂寬度為4.0 m。

筑堤土料：治理段開挖的土方基本為低液限粘土、含砂低液限粘土，可以作為筑堤土料。筑堤料區(qū)開挖前必須將其表層的雜質、耕作土、植物根系等清除。

堤身填筑標準：根據《堤防工程設計規(guī)范》，5 級堤防的堤身粘性土的壓實度≥0.91，無粘性土的相對密度≥0.60.

堤坡防護：防洪大堤臨、背水側種植草皮。

堤頂道路：為滿足防汛搶險的道路通行要求，堤頂設3 m 寬、0.2 m 厚泥結石路面。

3 河道工程措施

3.1 堤防、主槽防沖改造

根據河道實際情況，沖刷按兩種情況考慮：一種情況水流平行于岸坡的沖刷，另一種情況為水流在彎道的沖刷。本工程中瀟河各治理段沖涮度見表1。

表1 沖涮深度計算表

3.1.1 左大堤、主槽防護設計

為減少水流、雨水等對左堤防、主槽的沖刷破壞，對堤防臨、背水面及河道彎曲部分的凹岸主槽進行防護。左大堤處洪水流速均小于2 m/s，故釆用草皮護坡。彎道段主槽流速較大，最大沖刷深度1.12 m，采用格賓石籠護坡及鉛絲石籠護基，邊坡1∶2.5。彎道凹岸基礎埋深1.5 m，堤腳設水平、柔性防沖設施，主槽防沖設施采用厚0.5 m，寬2.5 m 的鉛絲石籠護基。

3.1.2 橋梁過流能力復核及上下游主槽防護

在瀟河治理范圍內，共有跨河建筑物3 座，本次只對現有建筑的過流能力進行復核，瀟河治理段10年一遇洪水洪峰流量取1 019 m3/s。由于大溝橋及上戈橋過流能力不滿足，建議進行改造，并對大溝橋和上戈橋上、下游兩岸主槽進行防護，總長為1.9 km。

3.1.3 大溝橋上下游主槽防護設計

大溝橋上游200 m，下游360 m，設防護設施。兩岸主槽釆用格賓石籠護坡及鉛絲石籠護基，邊坡1∶2.5。彎道凹岸基礎埋深1.5 m，堤腳設水平、柔性防沖設施，主槽防沖設施釆用厚0.5 m，寬2.5 m 鉛絲石籠護基。大溝橋上下游主槽防護總長1.1 km（兩岸長度），在大橋右岸下游側設置10 m 長M 7.5 漿砌石八字擋墻。

3.1.4 上戈橋上下游主槽防護設計

上戈橋上游200 m、下游200 m 范圍內，進行防護設計。橋上下游主槽，釆用格賓石籠護坡及鉛絲石籠護基，邊坡1∶2.5。彎道凹岸基礎埋深1.5 m，堤腳設水平、柔性防沖設施，主槽防沖設施釆用厚0.5 m、寬2.5 m 的鉛絲石籠護基。鄰近橋體設置漿砌石扭面。上戈橋上下游兩岸防護總長0.8 km（兩岸長度）。

3.2 河道清障、疏浚設計

本次設計主要對有主槽防護治理區(qū)段的主河槽進行清障、疏浚。灘面基本維持不動，按河道設計斷面和設計縱坡對河道進行清障、疏浚。彎道主槽疏浚長度5.12 km，大溝橋及上戈橋主槽疏浚長度0.95 km，共6.07 km。整理疏浚時，對于現狀河底高程低于設計河底高程區(qū)段，不予回填。

4 河道治理工程效益

瀟河流域榆次區(qū)段綜合治理項目是以“人文、自然、生態(tài)、文化”為主題，工程上增強瀟河市區(qū)段防洪、防汛能力，并大幅度改善市區(qū)缺水少綠現狀，提高生態(tài)環(huán)境質量的系統(tǒng)工程。

4.1 人文社會效益

2018 年，由國內一級導演張繼鋼主導的“中國瀟河藝術部落”項目，全面覆蓋榆次區(qū)段綜合治理工程，以“一條玉帶、三大方舟”的格局，規(guī)劃分為“人文藝術體驗區(qū)、濕地生態(tài)體驗區(qū)及生態(tài)運動生活示范區(qū)”，以先進的運營方式吸引國內外藝術大師、大匠向晉中瀟河兩岸集聚，讓流動的藝術駐足沉淀晉中榆次區(qū)。通過榆次區(qū)段綜合治理，打造瀟河生態(tài)文化產業(yè)帶，做活‘水’文章。講好瀟河的故事，改變榆次區(qū)生態(tài)格局，提升城鄉(xiāng)品質。

4.2 經濟效益

晉中市榆次區(qū)瀟河以南一直是待開發(fā)新區(qū)，經濟相對落后，人口較少。自2016 年，山西省委、省政府把瀟河產業(yè)園區(qū)納入山西轉型綜改示范區(qū)后，合理規(guī)劃了晉中市榆次區(qū)瀟河沿線，與撤縣設區(qū)的太谷區(qū)呼應契合[1]，并通過瀟河流域榆次區(qū)段的綜合治理，重塑了城市發(fā)展新的格局。交通暢行無阻，城鄉(xiāng)全面發(fā)展，形成了新的區(qū)域增長點，成為晉中南部新客廳。

5 結語

通過疏浚加寬河道、加高培厚河堤，提高了河道防洪標準。一是根據河勢，改變了河底線、河坡線，形成蜿蜒曲折的水流形態(tài)，修建了相應的河邊綠地、形態(tài)多樣的護坡、水塘，豐富了周邊水環(huán)境。二是利用“植物生長砌塊”、“土工籠”等材料，在干砌石與卵石籠之間表面覆土，促進植物生長，同時防止了水流沖刷。三是植物護坡、護岸，采用木樁與植物相結合，坡面分層栽種柳樹等適應的植被。

維護改造現有排污渠，將附近污水處理統(tǒng)一納入市政污水管道，加強監(jiān)管，將瀟河沿岸污染源徹底清除，提升了瀟河自愈能力；蜿蜒曲折的水流形態(tài)，不僅擴大過水截面，提高了行洪能力，而且有效地提高了瀟河河水的自凈能力，形成了良好的景觀、生態(tài)效益；增加了人工水景和濕地，為榆次區(qū)人民提供了豐富園區(qū)景觀與游憩的活動場所；在低洼地修建了濕地生態(tài)體驗區(qū)，體驗區(qū)內的水生植物不僅可以凈化水中污染物，同時又保證了景觀用水的清潔度，還為各種鳥類創(chuàng)建了優(yōu)良的棲息地，增強了生態(tài)體驗區(qū)的觀賞性和娛樂性。