河道清淤施工方案设计

王 娜,孔卫东

(1.沧州市供水排水集团 源水公司,河北 沧州 061000;2.献县水务局,河北 献县 062250)

沧州地区境内河道多数是 20世纪六七十年代开挖或疏浚的,至今已经过了 40多年的运用。由于最近三四十年未进行清淤,致使各条河道的排沥能力比原设计标准降低 30%～60%,严重影响了这些河道的过流能力。河道行洪或排涝标准的降低给当地农业生产和群众生活造成很大影响,随着国家对农业的投入逐年增加,激发了农民的种粮积极性,改善和提高既有河渠的排水能力,减少洪沥灾害对农业的影响,被列入各级政府的议事日程。近几年一些淤积严重,影响行洪排沥的河道被列入治理项目。在河道清淤扩挖施工中,也存在一些不规范的施工问题。现结合捷地减河河道清淤取土工程对施工中出现的问题及采取的处理方法进行探讨。

1 捷地减河清淤取土工程概况

捷地减河是南运河的主要分洪河道之一,上起沧县捷地镇,流经沧县和黄骅市,下至高尘头防潮闸入渤海,河道全长 84.9 km,两岸堤防长度为167.2 km,流域面积 530 km2。

捷地减河开挖于明·弘治三年(公元 1490年),历代曾多次治理,都因设计标准低而多次发生漫溢和决口。1972年提高设计标准进行扩建,铁路桥至吕家桥段河底宽为18 m,吕家桥至周青庄底宽为20 m,周青庄至入海口底宽由 26 m渐变到 40 m。河槽边坡 1∶3,河底纵坡 1/15000～1/18000,堤顶高程比设计水位高1.5 m。起点捷地分洪闸下河底高程 5.25 m,堤顶高程 11.97 m,止点高尘头闸底高程-1.5 m,堤顶高程4.5 m,设计行洪流量为180 m3/s。

自 1963年行洪后,捷地减河没有承担大的分洪任务,由于河道多年淤积,致使河道行洪能力逐年降低。经验算现状河道过水能力仅为130～150 m3/s。根据《漳卫新河流域防洪规划报告(河北部分)》(2006年),现在规划 50年和100年一遇的设计洪水,捷地减河承担的分洪流量均按 90 m3/s考虑。

捷地减河清淤取土河段位于京沪铁路桥以下,全长 24.7 km(河道桩号 1+300～26+000)。河道断面形式:桩号 1+300～15+200以复式断面为主,15+200～26+000以单堤梯形断面为主,河道上口宽 143～150 m,主河槽深度为5～6 m。由于河道长期无水,河槽干涸,河道内违法取土事件屡屡发生。尤其每年春季,各项工程陆续开工建设,需要大量建设用土,由于沧州市区周围可取土源少,违法取土事件时有发生,致使部分河道断面极不规整,部分滩地因为不规范的取土行为已经堤岸缺失,形成单堤险工。为了打击违法取土,杜绝乱采滥挖行为,保证河道断面完整,使河道恢复行洪能力,提高河槽蓄水能力,为今后引蓄黄河水用于发展两岸农田灌溉做好准备,需对该河道进行清淤整治。

本次清淤取土部位为河槽与部分滩地,取土土方首先考虑用于对此前因违法取土形成的部分单堤进行加戗处理,并对堤顶、堤坡、狼窝及附近违法取土形成的取土坑进行回填处理,剩余土方再向工程建设项目提供用土。

2 清淤取土工程设计

在进行捷地减河清淤取土工程设计工作之前,首先进行资料搜集整理工作,其资料包括:1)捷地减河流域水文、气象、地质基本资料;2)捷地减河现状地形图和纵、横断图;3)捷地减河设计泄洪流量和堤防等级划分资料;4)河道内筑堤土料及堤防基础土层的物理指标调查资料;5)跨越河道的桥梁、输油与输气管道、国防光缆、通信光缆等构筑物资料;6)沿河道两岸穿堤涵管、扬水站情况调整资料;7)河道两岸的附着物调查情况;8)取土场所在河段的治理规划、取土现状及取土规划;9)取土河段历次行洪输水过程中泥沙特性和河床演变情况及河道两岸险工、险段情况。

在搜集资料的基础上,对水文特性进行分析,研究治理规划,确定治理方案。根据此次捷地减河的实测与调查成果的分析,河道在桩号 1+300～26+000段,河底坡降为1/16000,河底高程在 4.54～3.3 m之间。按设计要求需对各断面高出设计河底控制线的部分进行清淤,经推求计算,现状河底以下平均下挖深度为2.0 m。在工程范围内不同河段采用不同的清淤取土方式(共有三种):①对复式河道滩地及深槽边坡进行修整;②单堤段边坡基本维持现状只对河底进行清淤;③对部分滩地已经缺失而形成单堤段进行加戗处理,清淤取土边坡均按 1∶3设计,加戗顶高程参考附近滩地高程确定。

3 河道清淤施工要求

河道清淤取土工程拟采用机械作业,主要机械设备有推土机、小型挖掘机和自卸翻斗汽车。

河道清淤取土施工前,先按设计断面进行施工放线测量。在顺直河段按每 100 m为一个标准断面进行控制桩放线,在弯曲河道段按每 50 m为一个断面,并将弯曲段各控制点之间用白灰线连成圆滑的曲线。控制点一般为河道中心线、左右河底线、左右河口线(或滩地上口线)、左右内堤脚线、左右内堤肩线。

开采的土料首先考虑用于在单堤险工段加戗台、对河坡亏坡段及大堤两侧狼窝进行回填,剩余土方用于回填附近取土坑或向工程建设项目提供建设用土。为满足土方外运的要求,可沿河坡每隔 1000 m修筑一条上堤的临时坡道,施工结束后必须将临时坡道回填碾压,恢复原状。

土方回填质量要求:回填险工或大堤加戗前,先将原边坡开镫,每阶开镫高差为0.3 m,水平长度0.9 m;回填土料选用粘土或粉质粘土,回填土每层厚度不大于0.3 m,压实系数不小于0.94。

[1]华东水利学院.水工设计手册 [M].第 1版.北京:水利电力出版社,1984.

[2]GB 50286-98,堤防工程设计规范[S].

[3]SL 260-98,堤防工程设计规范 [S].