新密市平陌河（龙泉村-入双洎河口）治理工程初步设计

冯 杰 胡 珊 牛国凯

（郑州市水利建筑勘测设计院，河南 郑州 450006）

1 河道概况

平陌河，古称洧水，属淮河流域沙颍河水系，发源于登封市马岭山，纳密岵沟、沁水，经大冶到界河村入新密境，向东流经平陌、超化汇入双洎河，全长24.0km。 其中在新密境内有14.0km，入双洎河口处以上流域面积137km2。沿河主要支流有三条，分别为密岵沟、沁水河、里湾河，平陌河干、支流上无中型水库，仅有三座小型水库，座落在平陌河主要支流沁水河和里湾河上游。本次河道治理范围为自新密市平陌镇龙泉村至入双洎河口， 总长7.00km，流域面积49.0km2。

工程等级划分依照国家 《防洪标准》（GB50201-94）、《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），本工程属Ⅳ等工程，防洪标准为20年一遇，堤防级别为4 级，护岸等永久建筑物按4 级建筑物设计，施工导流围堰等临时建筑物按5 级建筑物设计。 主要建设内容为：河道疏挖扩宽、堤防填筑、仰斜式挡墙砌筑、弯道险工护砌、村庄险工护砌及建筑物配套等。

2 工程设计

2.1 堤防工程

本次河道治理工程设计在左右岸不满足防洪要求河段填筑堤防，长1.675km。 堤顶高程原则按20年一遇洪水位加0.6m超高确定。 但若紧邻河道两岸存在公路、铁路、居民房屋等限制条件， 且现状地面高程与20年一遇洪水位加0.6m 超高相差不大时，堤顶高程与现状地面齐平。

本次治理河段堤防结构采用均质土堤和混凝土挡墙复合堤两种型式，在相对较开阔处采用均质土堤，在河道扩宽受限处采用混凝土挡墙复合堤。 均质土堤临水侧边坡设计坡比为1：2，背水侧边坡设计坡比为1:1.5；复合堤临水侧采用重力式混凝土挡墙，挡墙顶宽0.5m，背坡1:0.4，墙高3.0～4.0m，墙后填土背水侧边坡设计坡比为1:1.5。 堤防填筑采用均质土堤，压实度不小于0.91。

根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）“3 级及以下堤防堤顶宽度不宜小于3m”， 堤顶设计宽度除现状道路改由堤顶通过的河段为5m，其余河段均为3m。

2.2 河道疏挖工程

本次平陌河治理遵循天然河道河型，河道设计中心线基本沿老河道中心线进行布置，以避免改变河道走向造成冲刷。河底比降的确定， 主要考虑现状地形地势和当地交通干道桥梁基础控制。根据测量成果进行分析，治理段平陌河现状河道平均比降为1/250。 本次工程结合河道沿线现状地形地势，为尽量减少河道开挖量，河道比降分段采用不同的比降。

河道横断面设计：针对本次平陌河治理段，现状河道断面大部分为复式断面，局部为梯形或矩形断面，确定本段河道基本按照河槽疏挖扩宽，部分河段堤防填筑及险工段护砌。对沿河居民聚集区，采用河道疏挖、堤防填筑、险工护砌等常规手段，使河道满足20年一遇防洪要求；对于零星建筑，本次主要考虑对主河槽进行疏挖，降低洪水位，使其满足沿线排水要求，且增加河槽边坡防护，保障生命安全，尽量减少财产损失；对于沿线仅为耕地及林地的河段，仅考虑其主河槽对上下游行洪断面的顺接，河段洪水直接漫滩行洪，允许耕地及林地短时受淹。 为不过多增加工程占地，尽量减少附属物补偿，根据现状主槽宽度，基流槽设计断面按底宽10～25m 进行疏挖，适当提高现状河槽的过流能力。

2.3 岸坡护砌及现状挡墙基础防护工程

本次设计对弯道险工河段、 沿河村镇居民房屋聚集河段、紧邻地方运煤铁路河段岸坡采用浆砌石坡式护岸进行防护，防护9 处、 总长2.4km。 护砌顶高程原则按20年一遇洪水位加0.5m 超高确定，但若紧邻河道两岸存在公路、铁路、居民房屋等限制条件， 且现状地面高程与20年一遇洪水位相差不大时，防护顶高程与现状地面齐平。浆砌石护砌厚0.3m，边坡1:0.75～1:2，坡脚处设顶宽0.5m、底宽0.8m、深1.2m 的浆砌石齿墙。

治理河段沿岸现状挡土墙主要分布在工程末端超化镇区河段，为浆砌石重力式挡土墙。 本次根据地勘专业对河道沿岸现状挡土墙断面情况描述，对现状挡土墙进行了结构稳定复核，计算方法同复合堤重力式挡土墙稳定计算， 按墙前水位突降及5年一遇水位遇7 度地震两种工况进行计算。 经计算，现状挡土墙抗滑、 抗倾及承载力要求均符合规范要求， 且根据现状查勘结果，挡墙现状情况较好。 故本次对现状挡墙不再拆除重建，仅对挡墙基础采用浆砌石进行加固， 共2 处， 长0.57km， 护砌厚度0.3m，边坡1:0.7，深1.2m。

经计算， 本次河道20年一遇洪水过水断面平均流速为2.5m/s～4.1m/s； 水流平行于防护工程产生的最大冲刷深度为1.0m；水流斜冲防护工程产生的最大冲刷深度为1.12m，因此本次设计弯道段护坡齿墙深1.2m，满足计算抗冲刷深度要求；计算河道弯道段护坡产生的冲刷深度为0.75～1.17m， 因此本次设计弯道段护坡齿墙深1.2m，满足计算抗冲刷深度要求。

2.4 支流沟口防护工程

干流段经治理后，防洪标准提高，支流水位相应也会提高，为防止干流行洪对支沟泄洪造成的壅水对支流河槽的冲刷，需要对支流交汇处做一定长度的回水防护， 包括堤防填筑及边坡防护。 本次治理河段沿线涉及入河支流沟口共1 处，堤防填筑长度根据沟口回水范围确定， 设计堤顶高程与沟口处干流堤防填筑高程一致。 支沟入河需穿越浆砌石铁路拱桥，根据现状情况支流沟口裹头无需护砌。 另外为了避免支流泄洪对干流对岸顶冲河段造成冲刷，本次对支沟口对岸干流顶冲段迎水坡进行防护。防护型式采用M7.5 浆砌石防护，厚30cm，护砌顶高程按20年水位加0.5m 超高控制，浆砌石护坡上部采用植草防护至设计堤顶高程。

2.5 桥梁工程

本次根据河道整体布局， 结合当地村委及企业负责人意见，并通过与业主的积极沟通、共同论证，对现状27 座桥中17座拆除重建、7 座桥下防护、3 座拆除。 现状桥梁桥下防护采用30cm 厚M7.5 浆砌石进行全断面护砌， 护砌范围为桥位处上下游各15m，施工时须保证现状桥梁下部结构安全。

桥梁基础承载力复核。 本次设计生产桥均坐落在砾砂层上， 该沙砾层结构稍密， 级配良好砂， 承载力基本容许值300Kpa。根据地质勘察成果及建议，本次设计桥梁基础采用浅埋式刚性扩大基础。

经计算， 最不利的10m 一跨桥梁中墩基底平均压应力为115.2Kpa＜300Kpa，满足要求。

2.6 沿岸排水工程

目前平陌河沿线已形成自然排水体系，排水要求较迫切处已由当地厂矿及村民自行修建排水设施。 本次工程对新建堤防河段及现有排水设施进行逐一排查，掌握情况后，针对新建堤防河段适当增加排水设施， 针对现状排水设施具体情况进行加固或拆除重建。

根据新密市1：5 000 地形图量测各设计排水涵流域面积，涵闸设计排水流量为0.43～1.02m3/s。 经水力计算，排水涵断面面积最大需要0.58m2， 为方便施工及后期管理， 本设计均采用DN600 的C25 钢筋混凝土圆管。

2.7 沿河道路恢复重建工程

为满足正常管理和防汛的物资运输及人员交通的需要，本次工程需沿河道路整修3.82km，考虑河道两岸现状情况，设计路宽4m， 路面净宽3m。 恢复的道路路面结构形式为， 混凝土厚200mm，下设200mm 的三七灰土垫层。

3 结语

本次平陌河河道治理工程主要任务是提高河道防洪标准，扩大河道行洪能力，保障沿岸村庄及厂矿生产生活安全，方便两岸居民出行，并结合当地实际情况，初步解决河道划边定界等历史遗留问题，从而更好地促进当地经济发展、城镇建设。

[1]GB50286-2013.堤防工程设计规范[S].

[2]GB50707-2011.河道整治设计规范[S].

[3]SL191-2008.水工混凝土结构设计规范[S].

[4]DL5077-1997.水工建筑物荷载设计规程[S].