新密市平陌河（龍泉村-入雙洎河口）治理工程初步設計

馮 杰 胡 珊 牛國凱

（鄭州市水利建筑勘測設計院，河南 鄭州 450006）

1 河道概況

平陌河，古稱洧水，屬淮河流域沙潁河水系，發源于登封市馬嶺山，納密岵溝、沁水，經大冶到界河村入新密境，向東流經平陌、超化匯入雙洎河，全長24.0km。 其中在新密境內有14.0km，入雙洎河口處以上流域面積137km2。沿河主要支流有三條，分別為密岵溝、沁水河、里灣河，平陌河干、支流上無中型水庫，僅有三座小型水庫，座落在平陌河主要支流沁水河和里灣河上游。本次河道治理范圍為自新密市平陌鎮龍泉村至入雙洎河口， 總長7.00km，流域面積49.0km2。

工程等級劃分依照國家 《防洪標準》（GB50201-94）、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）、《堤防工程設計規范》（GB50286-2013），本工程屬Ⅳ等工程，防洪標準為20年一遇，堤防級別為4 級，護岸等永久建筑物按4 級建筑物設計，施工導流圍堰等臨時建筑物按5 級建筑物設計。 主要建設內容為：河道疏挖擴寬、堤防填筑、仰斜式擋墻砌筑、彎道險工護砌、村莊險工護砌及建筑物配套等。

2 工程設計

2.1 堤防工程

本次河道治理工程設計在左右岸不滿足防洪要求河段填筑堤防，長1.675km。 堤頂高程原則按20年一遇洪水位加0.6m超高確定。 但若緊鄰河道兩岸存在公路、鐵路、居民房屋等限制條件， 且現狀地面高程與20年一遇洪水位加0.6m 超高相差不大時，堤頂高程與現狀地面齊平。

本次治理河段堤防結構采用均質土堤和混凝土擋墻復合堤兩種型式，在相對較開闊處采用均質土堤，在河道擴寬受限處采用混凝土擋墻復合堤。 均質土堤臨水側邊坡設計坡比為1：2，背水側邊坡設計坡比為1:1.5；復合堤臨水側采用重力式混凝土擋墻，擋墻頂寬0.5m，背坡1:0.4，墻高3.0～4.0m，墻后填土背水側邊坡設計坡比為1:1.5。 堤防填筑采用均質土堤，壓實度不小于0.91。

根據《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）“3 級及以下堤防堤頂寬度不宜小于3m”， 堤頂設計寬度除現狀道路改由堤頂通過的河段為5m，其余河段均為3m。

2.2 河道疏挖工程

本次平陌河治理遵循天然河道河型，河道設計中心線基本沿老河道中心線進行布置，以避免改變河道走向造成沖刷。河底比降的確定， 主要考慮現狀地形地勢和當地交通干道橋梁基礎控制。根據測量成果進行分析，治理段平陌河現狀河道平均比降為1/250。 本次工程結合河道沿線現狀地形地勢，為盡量減少河道開挖量，河道比降分段采用不同的比降。

河道橫斷面設計：針對本次平陌河治理段，現狀河道斷面大部分為復式斷面，局部為梯形或矩形斷面，確定本段河道基本按照河槽疏挖擴寬，部分河段堤防填筑及險工段護砌。對沿河居民聚集區，采用河道疏挖、堤防填筑、險工護砌等常規手段，使河道滿足20年一遇防洪要求；對于零星建筑，本次主要考慮對主河槽進行疏挖，降低洪水位，使其滿足沿線排水要求，且增加河槽邊坡防護，保障生命安全，盡量減少財產損失；對于沿線僅為耕地及林地的河段，僅考慮其主河槽對上下游行洪斷面的順接，河段洪水直接漫灘行洪，允許耕地及林地短時受淹。 為不過多增加工程占地，盡量減少附屬物補償，根據現狀主槽寬度，基流槽設計斷面按底寬10～25m 進行疏挖，適當提高現狀河槽的過流能力。

2.3 岸坡護砌及現狀擋墻基礎防護工程

本次設計對彎道險工河段、 沿河村鎮居民房屋聚集河段、緊鄰地方運煤鐵路河段岸坡采用漿砌石坡式護岸進行防護，防護9 處、 總長2.4km。 護砌頂高程原則按20年一遇洪水位加0.5m 超高確定，但若緊鄰河道兩岸存在公路、鐵路、居民房屋等限制條件， 且現狀地面高程與20年一遇洪水位相差不大時，防護頂高程與現狀地面齊平。漿砌石護砌厚0.3m，邊坡1:0.75～1:2，坡腳處設頂寬0.5m、底寬0.8m、深1.2m 的漿砌石齒墻。

治理河段沿岸現狀擋土墻主要分布在工程末端超化鎮區河段，為漿砌石重力式擋土墻。 本次根據地勘專業對河道沿岸現狀擋土墻斷面情況描述，對現狀擋土墻進行了結構穩定復核，計算方法同復合堤重力式擋土墻穩定計算， 按墻前水位突降及5年一遇水位遇7 度地震兩種工況進行計算。 經計算，現狀擋土墻抗滑、 抗傾及承載力要求均符合規范要求， 且根據現狀查勘結果，擋墻現狀情況較好。 故本次對現狀擋墻不再拆除重建，僅對擋墻基礎采用漿砌石進行加固， 共2 處， 長0.57km， 護砌厚度0.3m，邊坡1:0.7，深1.2m。

經計算， 本次河道20年一遇洪水過水斷面平均流速為2.5m/s～4.1m/s； 水流平行于防護工程產生的最大沖刷深度為1.0m；水流斜沖防護工程產生的最大沖刷深度為1.12m，因此本次設計彎道段護坡齒墻深1.2m，滿足計算抗沖刷深度要求；計算河道彎道段護坡產生的沖刷深度為0.75～1.17m， 因此本次設計彎道段護坡齒墻深1.2m，滿足計算抗沖刷深度要求。

2.4 支流溝口防護工程

干流段經治理后，防洪標準提高，支流水位相應也會提高，為防止干流行洪對支溝泄洪造成的壅水對支流河槽的沖刷，需要對支流交匯處做一定長度的回水防護， 包括堤防填筑及邊坡防護。 本次治理河段沿線涉及入河支流溝口共1 處，堤防填筑長度根據溝口回水范圍確定， 設計堤頂高程與溝口處干流堤防填筑高程一致。 支溝入河需穿越漿砌石鐵路拱橋，根據現狀情況支流溝口裹頭無需護砌。 另外為了避免支流泄洪對干流對岸頂沖河段造成沖刷，本次對支溝口對岸干流頂沖段迎水坡進行防護。防護型式采用M7.5 漿砌石防護，厚30cm，護砌頂高程按20年水位加0.5m 超高控制，漿砌石護坡上部采用植草防護至設計堤頂高程。

2.5 橋梁工程

本次根據河道整體布局， 結合當地村委及企業負責人意見，并通過與業主的積極溝通、共同論證，對現狀27 座橋中17座拆除重建、7 座橋下防護、3 座拆除。 現狀橋梁橋下防護采用30cm 厚M7.5 漿砌石進行全斷面護砌， 護砌范圍為橋位處上下游各15m，施工時須保證現狀橋梁下部結構安全。

橋梁基礎承載力復核。 本次設計生產橋均坐落在礫砂層上， 該沙礫層結構稍密， 級配良好砂， 承載力基本容許值300Kpa。根據地質勘察成果及建議，本次設計橋梁基礎采用淺埋式剛性擴大基礎。

經計算， 最不利的10m 一跨橋梁中墩基底平均壓應力為115.2Kpa＜300Kpa，滿足要求。

2.6 沿岸排水工程

目前平陌河沿線已形成自然排水體系，排水要求較迫切處已由當地廠礦及村民自行修建排水設施。 本次工程對新建堤防河段及現有排水設施進行逐一排查，掌握情況后，針對新建堤防河段適當增加排水設施， 針對現狀排水設施具體情況進行加固或拆除重建。

根據新密市1：5 000 地形圖量測各設計排水涵流域面積，涵閘設計排水流量為0.43～1.02m3/s。 經水力計算，排水涵斷面面積最大需要0.58m2， 為方便施工及后期管理， 本設計均采用DN600 的C25 鋼筋混凝土圓管。

2.7 沿河道路恢復重建工程

為滿足正常管理和防汛的物資運輸及人員交通的需要，本次工程需沿河道路整修3.82km，考慮河道兩岸現狀情況，設計路寬4m， 路面凈寬3m。 恢復的道路路面結構形式為， 混凝土厚200mm，下設200mm 的三七灰土墊層。

3 結語

本次平陌河河道治理工程主要任務是提高河道防洪標準，擴大河道行洪能力，保障沿岸村莊及廠礦生產生活安全，方便兩岸居民出行，并結合當地實際情況，初步解決河道劃邊定界等歷史遺留問題，從而更好地促進當地經濟發展、城鎮建設。

[1]GB50286-2013.堤防工程設計規范[S].

[2]GB50707-2011.河道整治設計規范[S].

[3]SL191-2008.水工混凝土結構設計規范[S].

[4]DL5077-1997.水工建筑物荷載設計規程[S].