2007-01-24 14:23 【大 中 小】【打印】【我要糾錯(cuò)】
摘 要:“96.8”洪水以后,滹沱河進(jìn)行了以防洪為主的較大規(guī)模整治。本文介紹了主要工程措施的選擇和簡(jiǎn)要布置,為同類河道治理提供參考。
關(guān)鍵詞:滹沱河治理 工程措施 選擇 布置
1、前言
滹沱河進(jìn)入平原以后,為典型的游蕩性河道,河槽寬淺,主槽散亂,主流搖擺不定,流速較大,沖淤變化劇烈,遇洪水易泛濫成災(zāi),嚴(yán)重威脅國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全,必須進(jìn)行整治。
“96.8”洪水以后,為提高滹沱河防洪標(biāo)準(zhǔn),自1998年開始,分期分批實(shí)施了一系列治理工程,現(xiàn)將確定的主要措施和簡(jiǎn)要布置介紹如下。
2、堤防工程
2.1 北大堤和南大堤的上延堤防工程是用來(lái)防止洪水漫溢災(zāi)害的一種最古老而使用最廣泛的防洪措施,雖說(shuō)是治標(biāo)性的,但在現(xiàn)階段仍不失為防御洪水的一種重要措施。滹沱河現(xiàn)狀北大堤起于無(wú)極縣東羅尚村南,長(zhǎng)101.1km,為1級(jí)堤防;南大堤起于深澤縣西三村北,長(zhǎng)82.6km,為3級(jí)堤防。本次設(shè)計(jì)將南、北大堤均按3級(jí)堤防上延至京廣鐵路橋,分別叫北堤、南堤,上延的南、北堤之間的距離一般都在4-5km,這樣,即保護(hù)了兩岸良田不受洪水淹沒(méi),又保持了該段滹沱河的容蓄能力。
2.2 復(fù)堤和戧堤北大堤和南大堤堤頂高程凡不滿足本次設(shè)計(jì)水面線(考慮“96.8”洪水)和《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-96)要求或堤頂高程、堤頂寬度不夠的堤段,采取復(fù)堤措施以滿足規(guī)范要求。根據(jù)現(xiàn)狀情況,復(fù)士后北大堤堤頂寬度不小于8m,邊坡系數(shù)為4.0;南堤堤頂寬度不小于7m,邊坡系數(shù)為3.0.上延段大部分也都是在原有堤埝上加高培厚,考慮到堤本身較低,堤外地勢(shì)又逐漸抬高,堤頂寬度取5m,邊坡系數(shù)2.0-2.5.對(duì)于滲徑長(zhǎng)度不足的堤段,戧堤是經(jīng)濟(jì)適用的措施。戧堤可以從堤前戧、堤后戧或前后都戧,這要根據(jù)現(xiàn)有堤防狀況、地形地質(zhì)條件、施工條件確定。
3、丁壩、鎖壩和導(dǎo)流排
3.1 丁壩滹沱河出山后,從靈壽、鹿泉至?xí)x州、深澤,歷年來(lái)修筑了數(shù)十條丁壩,“96.8”洪水中大部分被沖毀。這次修復(fù)設(shè)計(jì)中,滹沱河出山后的一段河道內(nèi),由于河床突然放寬至數(shù)公里,水流橫向擺動(dòng)大,河勢(shì)流向變化急劇,在這樣的河段適當(dāng)布置一些丁壩,發(fā)揮其主導(dǎo)作用以控制水流是必要的。
丁壩有長(zhǎng)丁壩和短丁壩之分。長(zhǎng)丁壩有束窄河槽,將水流動(dòng)力軸線移向?qū)Π,改變主流位置的功能;短丁壩只能挑托水流外移或迎托水流,起局部擴(kuò)岸護(hù)灘作用。在本次修復(fù)設(shè)計(jì)中,對(duì)原有丁壩的功能進(jìn)行重新認(rèn)定,特別是對(duì)有挑流作用的長(zhǎng)丁壩持謹(jǐn)慎態(tài)度。長(zhǎng)丁壩的挑流應(yīng)以不影響對(duì)岸堤防或岸灘穩(wěn)定為原則,對(duì)于伸入河段制導(dǎo)線以內(nèi)的丁壩一律減短至制導(dǎo)線以外。例如無(wú)極縣25#丁壩由原來(lái)的675m縮短為510m,北中山險(xiǎn)工布置的丁壩群,盡管主流已逼近北岸,但由于該河段狹窄僅300m,采用了長(zhǎng)22-37m的短丁壩方案,只頂托水流,削殺水勢(shì),無(wú)挑流作用,不影響對(duì)岸。
單獨(dú)布置一座丁壩,易引起其上下游水流情況的惡化,同時(shí)考慮到滹沱河洪水來(lái)勢(shì)洶猛,一座丁壩難以承受巨大的水流沖擊,因此,丁壩大都布置成丁壩群,少者四五座,(正定大孫村D1、D2、22#、D3丁壩),多者十余座(無(wú)極辛莊-佛堂營(yíng)14座丁壩和深澤北中山川12座丁壩)。用于防洪護(hù)堤的丁壩,布置成非淹沒(méi)丁壩,壩頂略低于堤頂高程而高于50年一遇洪水位,如靈壽縣、正定市、無(wú)極縣中合流至佛堂營(yíng)14座丁壩;用于保護(hù)河灘的丁壩,壩頂一般與灘地齊平,如深澤北中山和高廟丁壩群。為使壩頭前水流平順,丁壩布置成下挑,丁壩軸線與水流方向交角60-65°。丁壩的間距,按過(guò)壩后水流擴(kuò)散邊線不出下一丁壩壩身為原則,一般為壩長(zhǎng)的2-4倍。這樣,既能充分發(fā)揮每一座丁壩的作用,又能保證兩壩間不發(fā)生沖刷。
丁壩壩頭受水流頂沖,防護(hù)工程量大,可采取丁壩連續(xù)導(dǎo)流排的結(jié)合型式,王崗、姚莊等險(xiǎn)工就是采取這種結(jié)構(gòu)形式,效果很好。
3.2 鎖壩在滹沱河中下游河段,由于筑堤、蓋房取土等原因,造成灘地沿南、北大堤形成一條寬、深不一的堤腳溝,洪水上灘后,即在溝中形成一股堤跟隨流,或大或小,甚者可誘導(dǎo)主流逼近大堤,危害極大。對(duì)于這種堤腳溝和通向堤腳溝的汊溝,采用鎖壩予以堵塞,以促進(jìn)其淤塞衰亡。當(dāng)?shù)棠_溝較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)布置成鎖壩群。
鎖壩壩頂?shù)闹胁坎贾贸伤剑瑑啥艘?%-5%的坡度升高并與灘地銜接,使得壩頂過(guò)流時(shí)自中心向兩側(cè)發(fā)展,緩流落淤自兩側(cè)向中心發(fā)展,直至淤平。當(dāng)采用鎖壩群時(shí),間距一般取鎖壩長(zhǎng)的1.0-1.5倍。
3.3 導(dǎo)流排滹沱河上采取導(dǎo)流排防護(hù)的有王崗、姚莊、呂漢險(xiǎn)工和石佛高速公路藁城段險(xiǎn)工。導(dǎo)流排的主要功能是用來(lái)消減水勢(shì)和導(dǎo)引水流,在導(dǎo)流排之間,緩流落淤。由于是透水的,它的挑流作用較小。導(dǎo)流排是輕型結(jié)構(gòu),工程量、投資較丁壩省。導(dǎo)流排長(zhǎng)度按河道整治線確定,導(dǎo)流排軸線與整治線的夾角取70-90°,間距取導(dǎo)流排長(zhǎng)度的1-3倍。為加速導(dǎo)流排之間的落淤,可在兩導(dǎo)流排的頭部用簾板連接,做成順?biāo)鞣较蛲杆捻樑。滹沱河上的?dǎo)流排均布置成淹沒(méi)式,以充分發(fā)揮其作用。
4、護(hù)坡工程
護(hù)坡工程用來(lái)保護(hù)堤防、岸灘,不會(huì)因水流頂沖、波浪沖擊或地下水侵蝕而坍塌。滹沱河的堤防、岸坡、灘坎大都由比較松散的沙土和壤土構(gòu)成,堤防經(jīng)不起沖刷,岸坡容易失徹,灘坎崩塌更是常見的事。由于護(hù)坡不影響河勢(shì),能抵抗3.5-5.0m/s的流速?zèng)_擊和1m以下的波浪,施工簡(jiǎn)便,防護(hù)效果顯而易見,經(jīng)濟(jì)美觀,所以在滹沱河的堤防、岸坡、灘坎防護(hù)中采用較多。
護(hù)坡有干砌石、漿砌石、混凝土板等多種形式。干砌比漿砌省工省漿,排滲好,較能適應(yīng)河床變形,但無(wú)抗?jié)B能力,若墊層或施工質(zhì)量不好,水流、跌浪容易抽走岸坡土壤。漿砌石的整體性和抗沖性能較強(qiáng),整齊美觀,但柔韌性較差,不能適應(yīng)河床變形,排滲條件差。在滹沱河上,通常在較堅(jiān)實(shí)的岸坡上(如護(hù)堤)用漿砌石,在漿砌石下鋪墊粗砂和土工膜,以提高漿砌石的抗?jié)B能力。在不緊實(shí)的岸坡上(如護(hù)灘)用干砌石。在干砌石下一般鋪墊粗砂和土工布,以使干砌石下的土壤不被水流抽走;炷涟迮c漿砌石性能基本一樣,只是其抗?jié)B能力更強(qiáng),更整齊美觀,投資也更高。根據(jù)水流對(duì)岸坡的作用及氣候、施工條件,護(hù)坡工程上、中、下不同部位可采取不同結(jié)構(gòu)形式。如安平縣油子、長(zhǎng)汝險(xiǎn)工,上、中層采取漿砌石護(hù)坡,下層采用塑網(wǎng)塊石護(hù)腳,深澤縣北中山、趙八、高廟險(xiǎn)工上、中層采取混凝土板護(hù)坡,下層則用更經(jīng)濟(jì)的紡織土袋護(hù)腳,漿砌石、混凝土板有利于抵抗水流和波浪的沖擊,塑網(wǎng)塊石,紡織土袋結(jié)構(gòu)又能很好地適應(yīng)沖刷帶來(lái)的河床變形。
5、防滲加固措施
5.1 劈裂灌漿劈裂灌漿是沿土堤(土壩)軸線布置灌漿孔,利用灌注泥漿的壓力,有控制性的將堤身(壩體)或附加應(yīng)力場(chǎng)范圍內(nèi)一定深度的地基劈開,使之形成一道近于垂直并連續(xù)的漿體防滲帷幕,解決土堤(壩)的滲透穩(wěn)定問(wèn)題。劈裂灌漿適用于堤壩地基附加應(yīng)力場(chǎng)主要影響范圍內(nèi)的粘土層、土夾砂層、具有一定膠結(jié)性的砂層,以及級(jí)配好的細(xì)砂層,對(duì)于級(jí)配不好的粗砂和砂卵石層,以及級(jí)配好的細(xì)砂層,對(duì)于級(jí)配不好的粗砂和砂卵石層,則不能實(shí)現(xiàn)劈裂灌漿。該項(xiàng)技術(shù)具有施工機(jī)械簡(jiǎn)單、容易操作、施工期短、效果好、工程造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn),特別是對(duì)解決量大面廣、擋水不深的堤壩透水地基防滲工程有著顯著的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益。
由于劈裂灌漿對(duì)于粘性土層效果好,在滹沱河北大堤粘性土堤段全部進(jìn)行劈裂灌漿,全長(zhǎng)72km,其中堤身淺孔灌漿段長(zhǎng)63.5km,堤基深孔灌漿段長(zhǎng)8.5km.堤身淺孔灌漿深度按堤身高度確定為5.0-7.0m,堤基深孔灌漿深度根據(jù)大堤基礎(chǔ)滲流的下游出逸坡降等于或小于下游土層的允許滲透坡降,確定為12m.
5.2 沉模板灌注防滲墻滹沱河北大堤無(wú)極縣東漢、安平縣劉吉口及饒陽(yáng)縣呂漢等險(xiǎn)工段,采用沉模板灌注防滲墻防滲。該技術(shù)利用振動(dòng)錘將模板沉入地層至設(shè)計(jì)深度,而后緩慢提升模板,并同時(shí)向沉模板造成的空腔灌注漿液,通過(guò)循環(huán)作業(yè),形成一道連續(xù)的防滲墻。該技術(shù)主要適用于低水頭擋水建筑物,如低壩、堤防、部及施工基坑等工程,廣泛應(yīng)用于地基為第四紀(jì)中、細(xì)顆粒的透水覆蓋層的防滲除險(xiǎn)工程。與混凝土防滲墻相比,由于澆筑墻厚度較薄,施工程序簡(jiǎn)化,造價(jià)可降低1/2以上,且施工效率高,1臺(tái)設(shè)備可成墻10-16m2/h.
漿體材料要能滿足凝固前不沉淀、不離析,能抵抗地下水的要求;凝結(jié)后有足夠的不透水性,有較高的塑性,能適應(yīng)土層的變形。東漢、劉吉口和呂漢段防滲墻漿體材料選用水泥砂漿,并摻用少量粉煤灰等材料,以增加漿液的和易性。墻體厚不小于120mm,墻深12-18.5m.模板墻軸線根據(jù)施工條件、堤頂交通情況,東漢、西漢段沿堤頂中心線布置,劉吉口段布置在前戧臺(tái),距堤內(nèi)坡腳2m處。
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