小凌河朝阳县羊山段河道治理防洪工程布置综述

赵巍巍

(朝阳县凌河保护区管理局，辽宁 朝阳 122004)



小凌河朝阳县羊山段河道治理防洪工程布置综述

赵巍巍

(朝阳县凌河保护区管理局，辽宁 朝阳 122004)

小凌河朝阳县羊山段河道治理工程，位于朝阳县羊山镇境内，主要针对小凌河干流河段采取工程措施进行治理。干流羊山镇防洪工程治理范围从羊山桥下游1.19km处至大四家子河汇合口处，干流治理河长2.71km。防洪工程轴线基本保持原有旧堤堤线不变，小凌河河道防护，以不破坏管理路现有路面硬化工程为原则，在现状基础上实施防护工程。

小凌河；河道治理；治理任务；工程布置

1 工程概况及治理范围

羊山镇内涉及河流主要是小凌河、大四家子河、四台营子河、广富营子河，其中小凌河境内河长12.5km，羊山镇位于大四家子河入小凌河口下游左岸，整个河段比较稳定，河道比较顺直。小凌河朝阳县羊山段河道治理工程，位于朝阳县羊山镇境内，主要针对小凌河干流河段采取工程措施进行治理。

小凌河朝阳县羊山段河道治理工程干流羊山镇段防洪工程，干流羊山镇防洪工程治理范围：从羊山桥下游1.19km处至大四家子河汇合口处，干流治理河长2.71km。根据干流河势、走向，结合现场勘查时调查了解的实际情况以及建设单位的管理意见，选择重点路段进行防护，确保道路畅通，为两岸居民的正常出行提供保障，推动农村经济的发展。

2 工程存在的主要问题

工程存在的主要问题有：洪水兑岸严重，项目区位于小凌河上游段，河道比降大，洪水兑岸严重，河岸被侵蚀；已有工程防洪标准低，河道左岸虽然修建了部分堤防，但顶宽和顶高都不能达到设计标准，防洪标准不及10a一遇，现有堤防断面瘦小、质量较差，一旦遭遇较大洪水，极易发生溃决；工程不连续，在《小凌河河道治理保护规划》批复以前，该段无系统的治理规划，已建段都为当地自发组织修建的应急民堤，属于应急工程，且堤防上下游未封闭，不能从根本上解决问题；部分已建防洪工程年久失修失去防洪功能，大四家子河口段干砌石堆石坝破损严重，基本不能辨别工程的原始形态；与城镇建设不协调，随着经济的发展，城镇建设日新月异，防洪工程建设明显滞后，现有工程起不到保障作用；穿堤排涵未采取封闭措施，河水位升高时极易产生河水倒灌，防洪工程存在安全隐患；滨河管理路依河岸修建，均在小凌河干流主行洪区内，路边坡未采取有效的防护措施，汛期行洪极易产生冲刷破坏，尤其是距居民区较近的转弯河段，不仅影响河道安全行洪，而且为沿岸居民的出行造成极大不便，同时制约当地经济的发展。

3 工程治理任务

设计主要是对原有民堤进行维修加固，对干砌石堆石坝式防洪堤进行拆除并新建堤防，对管理路距居民区较近的重点路段的迎水侧岸坡进行防护。防洪工程轴线基本保持原有旧堤堤线不变，小凌河河道防护，以不破坏管理路现有路面硬化工程为原则，在现状基础上实施防护工程。根据城镇发展需要及现状地形情况，拟定防洪工程轴线沿现有堤线布置，范围从羊山桥下游1.19km处至大四家子河汇合口处，干流治理河长2.71km，加固整修后的防洪工程总长度2736m；小凌河河道防护以管理路迎水侧路面边缘作为控制轴线，防护范围从玄羊寺至兴福寺河段，共计6处重点路段，防护总长度5555m。

4 小凌河洋山段防洪工程布置情况

4.1 防洪工程轴线布置

根据城镇发展需要及现状地形情况，拟定堤线沿现有堤线布置，范围从羊山桥下游1.19km处至大四家子河汇合口处，干流治理河长2.71km。

防洪工程段总长度2736m，全部布置在河道左岸，里程桩号LK0-187-LK2+549，下游起点为玄羊寺附近山脚，坐标X=4561668.364，Y=532575.470，上游终点位于孤家子桥下210m处，坐标X=4560134.761，Y=530338.027。防洪工程布置情况见下表1。

表1 防洪工程布置统计表

4.2 小凌河洋山段断面设计分析

断面设计综合考虑河道的自然特点，便于就地取材施工，尽量降低造价、减少占地，在满足《堤防工程设计规范》规定的前提下，考虑周边滨水氛围及景观环境，参考朝阳地区河道整治经验，进行断面设计。

小凌河羊山段防洪工程总长度2736m，根据实际情况划分3个治理区段分别进行断面设计，分别为羊山桥下游段、羊山桥上游段及支流大四家子河回水段[1]。

4.2.1 羊山桥下游段断面情况

羊山桥下游段，现状堤身结构满足要求，仅堤顶高程不达标。鉴于堤防两侧绿化较为完善，且迎水侧混凝土板护坡工程2006年以后建成，现状完好，本次基本保留原有混凝土板护坡，仅在堤防迎水坡堤肩处增设防浪墙满足防洪要求，并延长堤防至玄羊寺附近山脚，使堤防连贯封闭。

4.2.2 羊山桥上游段断面情况

羊山桥以上1233m堤段是旧堤段，现状存在问题是堤身瘦小，堤顶宽度不足3m，局部堤段迎水坡坡比小于1∶1.5，原有混凝土板护坡凹凸不平，破损严重，本次设计拆除原有混凝土板护坡，对堤防迎水侧进行培厚，使堤顶宽度达到3m，并对堤坡、堤脚进行工程防护，采用镀锌格宾石笼网垫及石笼网箱进行防护，设计护坡顶高程为设计洪水位加0.5m超高。[2]

4.2.3 支流大四家子河回水段断面情况

干流旧堤段末端至大四家子河回水末端防护工程为干砌堆石坝，为当地村民自建工程，建设标准偏低，建设年代较早，现状已破损严重，本次设计对原有干砌堆石坝进行拆除，将堤防延伸至回水末端，堤防型式与旧堤加固段一致。

小凌河羊山段防洪工程典型断面图见图1、图2。

4.3 洋山段土料填筑标准及主材要求

设计填筑土料拟采用河滩地土料，根据《地质勘察报告》中对土料场综合评价的结论，河滩地土料主要为砾砂，混大量的中粗砂，属无黏性土料。根据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)对无黏性土筑堤的填筑标准要求，筑堤土料的填筑标准按相对密度≥0.6控制。[3]

(1)

式中：r×ds为设计压实相对密度；eds为设计压实孔隙比；emax、emin为试验最大、最小孔隙比。

图1 羊山桥下游段防洪工程典型断面图

图2 羊山桥上游段防洪工程典型断面图

镀锌格宾石笼网箱：厂家成品运至现场，长宽高规格分别为2.0m×1.0m×1.0/0.5m两种，网箱内设单层隔网，隔网沿长度方向布置，间距1.0m。网孔尺寸8cm×10cm，网片材质为镀锌钢丝网，网面钢丝直径2.7mm，镀锌层重量≥245g/m2；边端钢丝直径3.4mm，镀锌层重量≥265g/m2；组合丝直径2.7mm，镀锌层重量≥245g/m2。

镀锌格宾石笼网垫：厂家成品运至现场，长宽高规格为3.0m/4.0m×2.0m×0.3m两种，网垫内设双层隔网，隔网沿长度方向布置，间距1.0m。网孔尺寸8cm×10cm，网片材质为镀锌钢丝网，网面钢丝直径≥2.0mm，镀锌层重量≥215g/m2；边端钢丝直径≥2.7mm，镀锌层重量≥245g/m2；组合丝直径2.0mm，镀锌层重量≥215g/m2。

石笼网箱及网垫的技术要求：石笼网是由表面经热浸重镀锌的低碳钢丝，通过深度防腐处理，经机器编织而成的六边形双绞合钢丝网，钢丝的抗拉强度应在350-550MPa，延伸率不能低于10%。镀锌层的黏附力应符合欧盟《栅栏用钢丝和钢丝制品-第3部分：建筑用带六角网目的钢丝编织物》 (EN10223-3)标准要求：当钢丝绕具有4倍钢丝直径的心轴6周时，用手指摩擦钢丝，其不会剥落或开裂。

石笼网箱及网垫内砌石：人工砌筑，要求采用石质均匀、不易碎、耐久性好、无风化迹象的优质石材，块石饱和抗压强度不低于30MPa(MU30)，单体块石质量控制在10-35kg，最小粒径≥15cm，无尖角、薄片，级配应合理，填充后网箱及网垫结构的空隙率应小于30%。

土工布：针刺长丝土工布，单位质量≥400g/m2，厚度≥2.8mm，断裂强度≥20.5kN/m，垂直渗透系数10-1-10-3cm/s，撕破强力0.56kN。

4.4 穿堤建筑物情况分析

4.4.1 穿堤排涵排水量计算

(5) 间隙单元。开挖间隙分为3部分：刀盘超挖间隙、盾尾间隙和操作间隙[7]。本文通过降低材料弹性模量的方式来模拟开挖间隙，弹性模量一般取值为10 kPa。

小凌河羊山镇河段左岸建有堤防，沿岸没有支流汇入，仅有1处穿堤排涵，位于羊山桥下游堤防桩号LK0+069处附近，为双管排涵，单管直径为1.2m，排涵的主要作用为降雨排涝，排涝区内主要为林地及耕地，排涝面积1.79km2。[4]

排水量按辽西地区旱田排水模数和经验公式进行计算。计算公式如下：

当P≤5%时：

Qp=qp×F

(2)

式中：F为面积，km2；qp为频率系数，当P=5%，Kp=1.84；Qp为设计流量，m3/s。

排水模数采用辽宁省水利水电勘测设计研究院在《辽宁省中部平原涝区及东南沿海涝区排水模数分析》工作中的成果，小凌河流域所在的辽西地区，10a一遇旱田排水模数为0.19m3/s·km2-0.27m3/s·km2。综合考虑工程所处的地理位置、涝区大小和下垫面条件，计算本流域平原区排水时采用排水模数为0.27m3/s·km2。

经计算，桩号LK0+069处穿堤排涵的排涝流量应为0.48m3/s。

4.4.2 排涵过流能力验算

根据工程布置，过涵管水流均为短洞无压流，下游水深取洪水消退后河滩水深0.5m，上游设计水深取1.15m，按无压涵管自由出流计算排涵过流能力：

(3)

式中：Q为过涵流量，m3/s；σs为淹没系数，取1；m为流量系数，取0.33；b为过流宽度；H0为以涵管底部起算的上游水头。

排涵过流能力验算成果见表2。

表2 排涵过流能力验算成果表

经计算，该穿堤涵管自由出流时过流能力基本能够满足排涝要求。为防止汛期及雨季河水位升高后造成河水沿着排涵倒灌现象的发生，本次设计参考类似工程的经验，在排涵出口增设拍门，便于工程的运行管理，拍门选用PM-F型方形拍门，材质为HDPE复合材料，结构尺寸为1.4m×1.4m。

5 小凌河河道防护工程布置

小凌河羊山段河滩上建有管理路，路基多为河滩砂砾基础，每逢较大洪水，路边坡受洪水侵蚀严重，为保障道路畅通，避免对汛期行洪造成不利影响，对受洪水威胁严重的三道河子段(762m)、四道河子段(535m)、六道河子段(530m)、七道河子段(722m)、八道河子段(2691m)及东升桥上游段(315m)等河段内管理路迎水坡采取工程措施进行防护，型式采用镀锌格宾石笼网垫护坡结合石笼网箱护脚。[5]

设计主要是对管理路的迎水侧边坡进行防护，以不破坏现有路面硬化工程为原则，在现状基础上实施防护工程。根据现状地形情况，拟定管理路边坡防护以迎水侧路面边缘作为控制轴线，防护工程轴线总长度5555m。

工程布置详见表3。

表3 河道防护工程布置统计表

6 结 论

小凌河上游段洪、旱灾害频繁，水土流失严重，生态环境退化，已经严重影响和制约当地经济社会的和谐发展，防洪工程治理工作已是势在必行。省、市、县各级政府高度重视，多次指示要从根本上解决羊山镇的防洪问题，进一步推动地区的经济发展。现有防洪工程破损严重，标准较低，断面尺寸不满足要求，必须对其进行治理才能保证两岸人民的安全。

[1]程功文,李红健.温州市西向排洪河道断面设计[J].浙江水利水电专科学校学报,2010(03):9-12，16.

[2]许丽娟,陈世彬.格宾笼石技术在黑河河道防护及生态治理工程中的应用[J].甘肃农业,2014(11):71.

[3]许长安.利用河道疏浚土方填筑堤防的技术研究[J].长江科学院院报,2010(07):51-55.

[4]刘先水.浅议穿堤建筑物的除险加固处理措施[J].水利建设与管理,2003(04):48-50.

[5]刘明辉,陶宇君.生态护坡在城市河道防护工程中的应用[J].江苏水利,2008(05):42-44.

1007-7596(2017)04-0103-04

2017-03-06

赵巍巍(1981-)，女，辽宁朝阳人，工程师，从事河道治理工作。

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