张 平,武 鹏,张 卫
(1.山东省水利勘测设计院,山东 济南250014;2.淄博市水文局,山东 淄博255000)
小清河发源于济南市南部山区,自西向东流经济南、淄博、滨州、东营、潍坊5市12个县(市、区),于寿光市羊口镇东注入莱州湾,全长229 km。小清河防洪综合治理工程干流段治理范围为济青高速公路桥(干流桩号30+600)至寿光市入海口(229+000),治理长度198.4 km,主要建设内容包括主河槽扩挖16.3 km,复堤长291.81 km,护砌岸坡30.517 km。主河槽进行扩挖范围为济青高速公路桥(干流桩号30+600)至新柴庄闸(干流桩号46+900)段。基本沿现状河底高程向两侧扩挖,仍采用单式梯形断面,扩挖后河道底宽为100 m,两侧边坡均采用1∶2.5。本次堤防加固工程堤防沿原堤线布置,充分利用原有堤防及建筑物,保持现状堤距不变。本次工程左堤设计堤宽10 m,右堤设计堤宽6 m,堤防外侧设3 m护堤地。堤防加高培厚设计迎水坡及背水坡均采用1:3。对全线堤段均进行沥青混凝土硬化,堤顶道路两侧土路肩宽度为0.5 m/1 m。
小清河干流位于鲁山~泰山凸起与济阳凹陷的交界处,流域内总体地势呈南高北低、西高东低,区内地面高程26.5~5.3 m。沿线跨越的微地貌类型包括山前平原~冲积平原交接洼地、决口扇前缘、缓平坡地和河漕洼地。小清河流域属于华北暖温带半湿润季风型大陆性气候,多年平均降水量为566.8~649.3 mm,降雨有明显的季节性,其中夏季占全年降水量的70%左右;冬季仅占全年降水量5%左右。
1)项目区水土流失现状。项目区属北方土石山区,项目所在区域水土流失类型主要为水力侵蚀,兼有风力侵蚀,侵蚀强度以轻度为主。本次治理工程涉及济南历城区、高新区、章丘区,滨州邹平市、博兴县,淄博高青县、桓台县,东营广饶县、农高区,潍坊寿光市。
2)工程建设期水土流失分析。工程建设期间将进行河槽扩挖、堤防填筑、建筑物建设等建设活动,将不可避免地扰动原地表、破坏原有的地形地貌,占压和损坏项目区原有的水土保持设施,削减原有地表的水土保持功能。河道扩挖、堤防填筑形成的裸露边坡、弃土和取土区,在不利天气条件下极易发生水土流失。
1)河槽岸坡防护。对济青高速公路桥(干流桩号30+600)~新柴庄闸(干流桩号46+900),进行岸坡防护设计,其中护坡工程4 347 m、护岸工程3 135 m。
(1)护岸工程。护岸采用闭孔式预制混凝土连锁砖结构,护岸底高程为设计河底高程;护岸顶高程为现状滩地高程。护岸结构自上而下为:C25预制混凝土闭孔式连锁砖厚15 cm+300 g/m2土工布+中粗砂垫层厚10 cm。护坡纵向每隔20 m设混凝土框架隔墙一道,宽30 cm,厚50 cm。为了增加护岸稳定性,防止河道局部冲刷对护砌结构的破环,在河底两侧坡脚处设置C25现浇混凝土齿墙,尺寸为1.5 m×0.8 m(深×宽)。衬砌顶部封顶板采用C25现浇混凝土板,尺寸为0.5 m×0.3 m。齿墙、封顶板每隔15 m设一道伸缩缝,缝宽2 cm,缝内以聚苯乙烯闭孔泡沫塑料板填充。混凝土抗冻等级F150,抗渗等级W4。对于河道扩挖后河槽深度大于6 m的护岸段,设置戗台,戗台宽度2.0 m。采用C25预制混凝土闭孔式连锁砖防护。上级护坡齿墙顶高程平戗台,采用C25现浇混凝土结构,尺寸为1.0 m×0.6 m(深×宽),其余设计与无戗台段护岸相同。
(2)护坡工程。护坡工程采用开孔式预制混凝土连锁砖结构,护砌底高程为滩地高程;防护顶高程为设计洪水位+0.5 m。护坡结构自上而下为:C25预制混凝土开孔式连锁砖厚12 cm+300 g/m2土工布+中粗砂垫层厚10 cm。护坡纵向每隔15 m设混凝土框架隔墙一道,宽30 cm,厚50 cm。为了增加护岸稳定性,在堤防内坡脚处设置C25现浇混凝土齿墙基础,齿墙尺寸根据冲刷深度分别取0.8 m×0.6 m、1.2 m×0.8 m(深×宽)两种尺寸。衬砌顶部封顶板采用C25现浇混凝土板,尺寸为0.5 m×0.3 m。齿墙、封顶板每隔15 m设一道伸缩缝,缝宽2 cm,缝内以聚苯乙烯闭孔泡沫塑料板填充。
2)堤防边坡草皮防护。为防止地表裸露,减少雨水对堤防堤坡的冲刷,对干流复堤段堤坡播撒草籽进行防护,护坡范围为迎水坡及背水坡新填筑堤坡。对于城区段可选择黑麦草、马尼拉草等景观效果较好的品种,非城区段可选择狗牙根、结缕草等。
堤防外侧护堤地宽3 m,设计对护堤地栽植一行乔木,乔木四周空地撒播草籽,对堤防内侧撒播草籽进行绿化。乔木分段交替选取垂柳、白蜡或者国槐,规格为胸径≥6 cm,栽植株行距为5 m,乔木下方撒播狗牙根草籽,播种量80 kg/hm2。在堤防护堤地形成防护林生态廊道。
在堤防道路两侧的土路肩种植绿篱,绿篱选择小叶黄杨、大叶女贞及小冬青,交替种植,其间点缀红叶石楠球、金叶女贞球,绿篱灌丛高≥30 cm,栽植株行距为0.25 m×0.25 m;红叶石楠球、金叶女贞球灌丛高≥60 cm;土路肩剩余空闲铺种黑麦草草皮。
1)干流堤防排水工程。为了及时排走堤防雨水,设计在堤防一侧边坡每隔50 m设置一条竖向排水沟,堤脚设置一条顺堤排水沟。竖向排水沟采用C25预制混凝土结构,矩形断面,壁厚0.06 m,沟宽0.40 m,沟深0.30 m。为减少占地,顺堤排水沟采用C25预制混凝土U型槽,上口宽0.77 m,厚度6 cm,就近排入各支沟汇入干流。
2)堤外排水沟恢复。小清河干流金家堰闸以下段堤防复堤时,占压了部分堤脚外排水沟,设计对占压的排水沟进行恢复,恢复长度为22.7 km,排水沟底宽1.0 m,深1.5 m,边坡1∶5。
施工前,对堤防边坡进行清基,厚度30 cm,施工过程对临时堆放的表土采用临时覆盖、拦挡等临时防护措施。施工结束后,采用铲运机把剥离的表土回填至护堤地和堤防边坡,并作整平处理,为植被建设创造良好条件。
受传统设计理念的影响,以往河道治理单纯的工程防护形式,减少了河道植物成分,降低了水质净化功能,增加了水体污染的可能;同时阻断了水陆间物质和能量交换,使得河流两岸生物多样性降低,进而导致河道景观效果差。为此,河道综合治理水土保持措施设计时,需运用生态景观理念,制定科学的防治措施,通过水土保持措施的实施,塑造河流生态廊道格局。