田家沙河防洪體系存在問題及治理措施

林軍軍

（嘉峪關(guān)市峪泉水利站，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

1 田家沙河概況

文殊鎮(zhèn)田家沙河位于嘉峪關(guān)市西南文殊鎮(zhèn)境內(nèi)，在討賴河右岸和文殊山東北山前區(qū)域之間，匯流面積連片，防洪溝河道大致走向西南至東北，主要排泄文殊山南岔溝以及山前坡面集水，田家沙河無名溝匯入口控制斷面以上流域面積6.69 km2，所有溝道洪水在田家沙河無名溝處匯集后途徑團結(jié)村、馮家溝村排入討賴河，討賴河匯入口控制斷面以上流域面積7.15 km2，河道總長8.16 km，平均比降48.70‰，保護鄉(xiāng)鎮(zhèn)1 個、行政村2個、自然村14個、人口2 700人，耕地593.33 hm2。

2 項目區(qū)洪痕情況

為保障田家沙河防洪治理科學準確因地設(shè)防、合理規(guī)劃、對田家沙河洪水及其近期變化趨勢進行了現(xiàn)場洪痕調(diào)查，選擇田家沙河干流穿省道S305線涵洞、蘭新鐵路過洪涵洞、嘉文公路涵洞，東側(cè)無名溝穿S305涵洞、蘭新鐵路涵洞。

田家沙河干流穿S305時涵洞為矩形，寬3 m，高2.10 m，穿蘭新鐵路涵洞時為矩形，寬3.10 m，高3.50 m。

東側(cè)無名溝穿S305時涵洞為矩形，寬3 m，高1.80 m，穿蘭新鐵路涵洞時為矩形，寬1.70 m，高2 m。

東側(cè)無名溝匯入田家沙河后穿嘉文公路，該處涵洞為矩形，寬3.60 m，高2.10 m，該涵洞右下角設(shè)管廊侵占了涵洞的過洪斷面，管廊寬1.20 m，高0.90 m。

經(jīng)調(diào)查，田家沙河省道以南河道內(nèi)洪水痕跡顯著，沿溝道深泓線寬窄變化，基本呈沖刷河床，沖深極小，深度2～17 cm，泄洪范圍基本布滿河床（調(diào)查河段河道寬度2.70～6.80 m），沖刷區(qū)和未沖刷區(qū)表層砂礫石表層截然不同，受溝谷岸坎影響，局部沖刷形成的光滑河床清晰可見。由此可以判斷近兩年該小流域有較大暴雨形成洪水下泄，局部沖刷痕跡清晰。至省道S305 線涵洞、鐵路涵洞內(nèi)洪痕明顯，洞壁呈現(xiàn)水印痕，洪水穿涵洞過程中，泥漿在涵洞洞壁有明顯痕跡，洪痕在涵洞進口處水深痕跡較高，洞中逐漸降低，在涵洞出口處最小，呈現(xiàn)堰流狀水面線，且新舊洪痕有跡可尋，洞內(nèi)外沖刷、淤積等不明顯，各個涵洞進出口調(diào)查洪水痕跡高度及相應(yīng)流量詳見表1。

表1 田家沙河過公路鐵路橋涵洪痕調(diào)查表

從表1 中可以得出：田家沙河干流過洪涵洞過洪流量為7.26 m3/s，東側(cè)無名溝涵洞泄洪流量約為3.95 m3/s，匯流后穿嘉文公路涵洞流量為11.20 m3/s。綜合判斷自鐵路涵洞建成以來，文殊山一帶多次遇到較大暴雨形成洪水，但近幾年洪水較多，故洪痕明顯。結(jié)合相關(guān)調(diào)查及經(jīng)驗判斷，處于祁連山區(qū)的各條洪水溝道狹窄區(qū)洪痕明顯暴露沖刷痕跡，亦有堆積的洪積物，推斷各洪溝產(chǎn)生的洪水不大，形成的洪峰量小，這也符合當?shù)氐匦蔚孛蔡攸c。

3 田家沙河防洪體系現(xiàn)狀

田家沙河自文殊山前煤路口及南岔兩條支溝匯流后出單家口子，穿越S305 公路、蘭新鐵路，跨南干渠，經(jīng)鄉(xiāng)道過水路面進入主河道。主河道起點位于南干渠旁鄉(xiāng)道北至討賴河匯入口，總長度5.81 km，主河道起點以上溝道長約2.35 km。長期以來，當?shù)卣腿嗣駷榱吮Ｗo村莊和耕地安全，多方籌措資金對田家沙河進行過不同程度的治理，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計，田家沙河溝道兩岸合計修建漿砌石護岸1 857.30 m，修建混凝土護岸1 618.80 m，現(xiàn)有土質(zhì)岸坡8 008.80 m，修建過水及交叉建筑物8 座。

4 田家沙河防洪體系存在的問題

4.1 防洪設(shè)施不完善，防洪體系不完整

現(xiàn)狀溝道土質(zhì)岸坡約占69%，抗沖刷能力低，抵御山洪災(zāi)害能力差，導(dǎo)致溝道主流遷徙擺動十分嚴重，兩岸居民區(qū)和溝道沿線耕地、企業(yè)、道路、電力通信、電纜等基礎(chǔ)設(shè)施被洪水侵害的程度逐年加大。

4.2 缺乏全面規(guī)劃，防洪能力弱

現(xiàn)狀溝道沿線歷年來修建了斷斷續(xù)續(xù)的混凝土或漿砌石護岸，由于運行多年，年久失修，尤其是漿砌石護岸砂礫石基礎(chǔ)經(jīng)多年沖刷已掏空，多處岸坡懸空或坍塌，護岸卵石間砌筑砂漿大部分剝落，現(xiàn)有大部分漿砌石護岸已失去防洪能力。

4.3 局部縱坡比大，河床沖蝕下切

現(xiàn)狀溝道縱坡較陡，洪水流速大，河床部分段落逐年沖蝕下切，導(dǎo)致主河槽不斷擺動，溝道凸岸淤積、凹岸沖刷的現(xiàn)象比較嚴重，溝道河灣有下移發(fā)展趨勢。

4.4 河道管理滯后，被迫河床改道

2015 年討賴河安遠溝至酒嘉分界線堤防治理后，國土空間規(guī)劃中，對田家沙河排洪考慮不充分，在田家沙河排洪區(qū)域內(nèi)修建工礦企業(yè)，導(dǎo)致主河槽被迫向東改道，改道后下游主河床內(nèi)人為修建魚塘、栽植樹木、修建其他建筑物妨礙洪水安全排泄。

5 田家沙河防洪治理措施

5.1 項目選定與治理范圍確定

按照2013 年10 月國家防汛抗旱總指揮部辦公室發(fā)布的《重點山洪溝防洪治理項目建設(shè)指導(dǎo)意見》和《甘肅省山洪災(zāi)害防治項目實施方案（2021-2023年）》有關(guān)精神及規(guī)定。重點山洪溝防洪治理項目是指山洪災(zāi)害防治區(qū)內(nèi)，以溪溝洪水災(zāi)害為主，直接威脅城鎮(zhèn)、集中居民點、重要基礎(chǔ)設(shè)施安全的，且難以實施搬遷避讓的重點山洪溝，采取工程措施進行治理的項目。結(jié)合嘉峪關(guān)市周邊溝道受暴雨災(zāi)害影響的頻繁程度、居民區(qū)坐落等情況，選擇嘉峪關(guān)市文殊鎮(zhèn)的田家沙河作為此次防洪治理的溝道。其具體治理范圍為：田家沙河南干渠旁鄉(xiāng)道北至討賴河匯入口段山洪溝道，治理段溝道長5.81 km。

5.2 治理措施

5.2.1治導(dǎo)線布置

工程治理段自田家沙河南干渠旁鄉(xiāng)道北起，至溝道入討賴河已建穿堤涵洞止，治理段溝道長5.81 km。溝道0+000～3+181段多年來修建了斷斷續(xù)續(xù)的防護工程，3+181～5+808 段除末端右岸修建了131.40 m 堤防外，其余段落沒有防護工程。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查分析，樁號0+000～3+181 段溝道兩岸分布有文殊鎮(zhèn)團結(jié)村幾個村民小組村莊及耕地，另外還有文殊水利站、文殊鎮(zhèn)高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)、養(yǎng)殖場及木料加工廠等7 家企業(yè)，為了不占耕地或盡量少占耕地，該段防護工程治導(dǎo)線以現(xiàn)有建筑物為節(jié)點，基本沿現(xiàn)狀溝道岸坎進行布設(shè)，治導(dǎo)線不做大的調(diào)整。樁號3+181～5+808 段現(xiàn)狀河床蜿蜒曲折，河床沒有沙堤防護，自上至下主河床逐漸散亂，加上管理不善，原有河床內(nèi)隨意修建魚塘、經(jīng)營性建筑物等，將主河床進行了改道，改變了原有河道的自然演變。為了減少洪水對兩岸的危害，治導(dǎo)線以計算分析確定的治理河寬為依據(jù)，結(jié)合溝道現(xiàn)狀對現(xiàn)狀岸線進行了布置。另外，在治理段溝道樁號0+527.5、1+216.4、2+736.6、4+730處布設(shè)攔沙坎4 座，穩(wěn)定河床，防止河床下切。主要建設(shè)內(nèi)容：新建護岸4 496.40 m、堤防3 511.40 m，拆除重建護岸2 076.10 m，利用護岸1 400 m，改建跌水1 座、涵洞2 座、過水路面2 座，新建過水路面6 座、攔沙坎4 座，利用公路涵洞1 座、跨溝渡槽1 座，疏浚溝1 486 m。

5.2.2 主要建筑物形式

經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較，結(jié)合溝道現(xiàn)狀岸坡情況及當?shù)匾呀üこ痰慕?jīng)驗，樁號0+000～3+945段溝道治理采用仰斜式護岸、C15細粒混凝土漿砌卵石護坡+C15細粒混凝土漿砌卵石護混凝土腳護砌（見圖1：仰斜式護岸橫斷面圖）；樁號3+945～5+808段溝道治理采用梯形斷面、C20混凝土現(xiàn)澆貼坡式護坡+C20混凝土現(xiàn)澆矩形護腳護砌（見圖2：梯形橫斷面圖）。

圖1 仰斜式護岸橫斷面圖

圖2 梯形橫斷面圖

5.2.2.1 新建護岸結(jié)構(gòu)

新建護岸采用C15 細粒混凝土漿砌卵石仰斜式結(jié)構(gòu)，護岸總高2.61～4.12 m，其中深泓線以上1.11～2.62 m，深泓線以下埋深1.50～2 m。護坡迎水面坡比1∶0.50，背水面坡比1∶0.35，頂厚0.40 m，護腳為C15 細粒混凝土漿砌卵石矩形結(jié)構(gòu)，高0.50 m，寬1.12～1.35 m，趾寬0.40 m（見圖1 仰斜式護岸橫斷面圖）。護岸每隔5 m 設(shè)一道聚氯乙烯膠泥加聚乙烯閉孔板伸縮縫，護岸地基原土夯實，岸后夯填砂礫石，所填砂礫料必須分層灑水碾壓夯實，相對密度不小于0.60。

5.2.2.2 新建堤防結(jié)構(gòu)

新建堤防采用梯形斷面、C20 混凝土現(xiàn)澆貼坡式護坡+C20 混凝土現(xiàn)澆矩形護腳結(jié)構(gòu)。堤防總高2.64～3.47 m，其中深泓線以上1.14～1.97 m，深泓線以下埋深1.50～2 m。堤防頂寬3 m，護坡迎水面坡比1∶1.25，厚度0.20～0.25 m，堤防背水面坡比1∶1.50；護腳為C20 混凝土現(xiàn)澆矩形結(jié)構(gòu)，寬0.80 m，高0.50 m（見圖2梯形橫斷面圖）。護坡及護腳每隔5 m 設(shè)一道聚氯乙烯膠泥加聚乙烯閉孔板伸縮縫，每m3混凝土添加0.90 kg聚丙烯纖維。堤后夯填砂礫石，所填砂礫料必須分層灑水碾壓夯實，相對密度不小于0.60。

5.2.3 其他建筑物形式

5.2.3.1 跌水

將左岸樁號0+835、右岸樁號0+846 處現(xiàn)漿砌石跌水改建為C30鋼筋混凝土現(xiàn)澆跌水，采用底流方式消能。跌水由急流槽和消力池段組成，全長25 m，跌差5 m，急流槽段長10 m，寬5.40 m，側(cè)墻高1.50 m，底板及側(cè)墻厚均為0.30 m；消力池長15 m，深1 m，底板及側(cè)墻厚均為0.30 m。

5.2.3.2 涵洞

經(jīng)復(fù)核，左岸樁號3+220.10～3+227.20處已建過水涵洞路面下現(xiàn)埋設(shè)6根DN1 000 mm 鋼波紋管，過流能力不滿足要求，需增設(shè)3 根同管徑的管道才能滿足過水要求；另外，溝道穿過賴河入河處河堤下現(xiàn)埋設(shè)2 根DN1 200 mm 混凝土管，過流能力不滿足要求，需改建為C30 鋼筋混凝土正方形雙涵，整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，涵洞尺寸為B×H=3.50 m×3.50 m，側(cè)墻和頂板厚度為0.40 m，底板厚度為0.50 m。

5.2.3.3 過水路面

田家沙河治理段需要穿越數(shù)條田間道路，為了溝道兩岸村民的交通方便，需要新建6 座過水路面、拆除重建2 座過水路面，過水路面采用現(xiàn)澆C20 混凝土結(jié)構(gòu)，路面凈寬3.50 m，厚0.20 m，垂直水流方向為梯形斷面，底部與溝底同寬，邊坡為1∶5，兩側(cè)各設(shè)1 m 深防沖齒墻，厚0.30 m。過水路面前后坡道與防洪岸坡連接處設(shè)現(xiàn)澆C20 混凝土擋墻，擋墻采用直墻型式，墻厚0.30 m，擋墻與護坡經(jīng)錐坡連接。

5.2.3.4 攔沙坎

田家沙河溝道河床縱坡較陡，為防止洪水對溝道河床沖刷造成河床進一步下切，在沖刷嚴重位置段設(shè)攔沙坎，攔沙坎垂直水流方向布置，長度與溝道底部同寬，采用C25 混凝土現(xiàn)澆，截面尺寸為矩形，寬0.60 m，埋深2 m，攔沙坎頂與溝道地面齊平，下游側(cè)順水流方向5 m范圍內(nèi)鋪設(shè)0.50 m厚格賓石籠護坦，護坦下鋪設(shè)一層300 g/m2反濾土工布。

6 結(jié)語

該項目主要以修建護岸和堤防為主，通過守點固岸、防沖消能，按照“護、通、結(jié)”的原則進行防洪治理，“護”即加固或修建護岸等；“通”即對重點河段溝道出口清淤疏浚，暢通山洪出路；“結(jié)”即結(jié)合現(xiàn)狀溝道河勢，以現(xiàn)有建筑物為節(jié)點，布設(shè)工程治導(dǎo)線，達到不占耕地或盡量少占耕地的目的。建成后最大限度地保障文殊鎮(zhèn)團結(jié)村、馮家溝村2 個行政村的14 個自然村（組）2 700 人、耕地593.33 hm2、以及文殊水利站、文殊鎮(zhèn)高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)、養(yǎng)殖場和木料加工廠等7 家企業(yè)人民群眾生命財產(chǎn)安全。