汾河太原段综合治理工程风峪河沟口连接段设计

梁钧

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

汾河太原段综合治理工程风峪河沟口连接段设计

梁钧

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

汾河和风峪河是“两河一湖”的重要组成部分，为了满足汾河太原段综合治理工程中1号蓄水池的设计要求，对风峪河入汾口进行沟口防护治理与堵头坝设计，旨在改善城市环境，完善汾河治理蓄水工程，为汾河生态景观修复创造条件。

橡胶坝；堵头坝；汾河治理；风峪河

1 工程概述

汾河作为黄河的一级支流，是山西省境内的第一条大河，全长约710 km，流域面积39 471 km2，流经太原市区段长度约40 km。风峪河作为汾河的一级支流，是太原市晋源区境内的一条主要河流，全长约18 km，流域面积56.7 km2。

在汾河太原段治理工程中共有两条支沟汇入，西岸为风峪河，东岸为许坦退水渠，均位于1号蓄水池段。风峪河流域人为破坏严重，且由于本身河道特性等原因，不仅严重影响周围居民生活，更威胁到汾河生态修复及美化。为改善城市环境，妥善解决汾河治理工程中1号蓄水池的防洪、蓄水、排沙、美化等问题，对风峪河汇入汾河1号蓄水池的沟口连接段进行沟口防护治理和堵头坝设计。

2 工程内容

汾河和风峪河是“两河一湖”的重要组成部分，在桩号Z3+290—Z3+370处汇入汾河，汇入口宽80m，本次设计内容包括沟口防护治理和堵头坝设计两部分。

2.1 沟口防护治理设计

风峪河沟口段设计为矩形明槽，宽度80m。滨河西路桥至堵头坝段两侧岸墙为格网石笼重力式挡墙，顶宽1m，墙顶与该处汾河治理工程中二级平台同高。

为满足防洪及泥沙淤积的要求，风峪河沟口处西暗涵设计顶高程与风峪河现状河底高程保持一致，均为773.10m。西暗涵顶高程拟局部降低1.89m，暗涵内底高程771.09m，其净高由3.5m减小至1.81m，降低段长度为80m。同时，为确保暗涵过流能力，将相应暗涵结构尺寸局部加宽至两孔，总宽度7.9m。暗涵加宽段与原暗涵用渐变段衔接，长度15m。西暗涵东侧设长80m、宽17.5m、深1.2m的钢筋混凝土消力池和20m长的格网石笼海漫。

在风峪河入口右岸暗涵西侧侧墙上设计2.0m× 2.5m（宽×高）的支箱涵，延伸至堵头坝上游，用于排泄风峪河污水和小流量雨洪，其最大接入流量为5～10m3/s。

2.2 堵头坝设计

2.2.1 堵头坝设置必要性

在风峪河不采用防渗方案时，其渗漏会影响汾河治理工程中1号蓄水池的正常运行，且风峪河日常污水和水质较差的初期小洪水会汇入蓄水池，严重影响1号蓄水池的水质及景观美化。

在风峪河采用蓄水方案时，汾河治理工程中1号蓄水池水位为775.7m，而风峪河出口处现状河底高程773.1m，低于蓄水位2.6m，对风峪河形成约1.5 km长的回水范围，其回水末端可至南环高速跨风峪河大桥上游。

此外，风峪河沟口处堵头坝在风峪河或汾河治理工程1号蓄水池疏浚及检修时也可作为临时挡水建筑物，以减少水量损失及保持一定的水面景观美化。

2.2.2 坝高确定

由于1号蓄水池蓄水位为775.7m，风峪河沟口处的现状河底高程为773.10m，确定堵头坝高为2.7m，按双向挡水设计。

2.2.3 橡胶坝布置

考虑汾河治理工程中的景观效果，堵头坝应尽可能靠近滨河西路桥布置，坝长80m，坝高2.7m，泵房室设计在沟口左岸汾河西大堤堤脚处。

橡胶坝基础底板为平底板，高程773.10m，与现状河底高程相同。根据基础内埋设管道要求，坝段底板厚度为1.2m，上、下游各设0.5m深的齿墙。在顺水流方向，根据坝袋坍落宽度和上下游施工检修要求，确定底板长度为10.5m，下游采用长10m、厚0.2m的钢筋混凝土海漫与暗涵连接，分缝处设橡胶止水带。

橡胶坝地基采用碎石桩进行处理，梅花型布置，桩径0.4m，间距1.2m，深度10.0m。

橡胶坝内压比取1.4，坝袋采用氯磺化聚乙烯为主料的无搭接缝彩色坝袋，材料设计采用两布三胶，防水材料采用合成氯丁胶。以氯丁胶为主料的橡胶坝袋，能够满足抗老化、抗脆化、变形、强度等各项指标的要求。

2.2.4 控制与观测系统设计

橡胶坝的充水与排水采用相同的管路系统，不单独设置。充水时采用水泵充水方式，排水时由于防洪的要求，不采用自流排水，通过水泵强制排水。

为避免超压后引起坝袋破裂，在每个坝段设有超压溢流管，以便于运行时观测，超压溢流管出口均设在隔墩顶部，管径0.2m，以备在自控设备失效时使用，从而保证工程的安全运行。同时在每个坝段上，两端均设排气孔，用于排出坝袋内残存的气体。

2.2.5 泵房及副厂房设计

泵房为半地下式结构，平面尺寸为18m×9m，地上部分为钢筋混凝土框架，设有吊车梁，层高4.5m；地下部分为钢筋混凝土整体“┗┛”形结构，深7.45m，底高程根据橡胶坝排水泵的安装高程确定。泵房地基采用碎石桩进行处理，梅花型布置，桩径0.4m，桩距1.2m，深度10.0m。

副厂房与泵房并排布置，包括柴油发电机室24m2、值班室20m2、控制室24m2、工具室20m2和低压配电室22m2等，共计110m2，其室内地面高程高出设计洪水位0.5m。

3 结论

风峪河汇入汾河的沟口连接段设计，不仅是风峪河流域治理规划的基础，更是对汾河治理工程中1号蓄水池正常运行的保证。本工程以安全生态为目标，按照“以人为本，人水和谐”的设计理念，旨在为广大市民打造生态汾河外滩，提供良好的休闲生活环境，同时提高城市品味及对外形象。

TV85 ［

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梁钧（1987-），男，2011年毕业于太原理工大学水利水电工程专业，助理工程师。

2016-07-18；

2016-08-24