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柏板河河道治理工程设计分析

 [摘要]介绍了太原市尖草坪区柏板河的河道概况,分析了工程建设的必要性与可行性,阐述了河道治理工程方案。通过比选确定采用堤防型式。项目的实施可以完善防洪体系,消除安全隐患,美化城市环境,对促进生态系统的良性可持续发展有重要作用。

[关键词]河道整治;堤防新建;防洪安全;城市发展

1工程概况

尖草坪区是山西省太原市辖区,位于太原城区之北,东西北三面环山,汾河纵贯南北。柏板河是汾河的三级支流,属于季节性山洪河道,发源于阳曲县北小店乡的石庄沟,河流走向由北向南,流经阳曲县北小店乡、西凌井乡,于尖草坪区柏板乡东关口村进入太原市区,在向阳镇下薛村东与泥屯河交汇后汇入后小河。流域属土石山区,其中流域上部和下部多属土山区,中部多属石灰岩区,流域植被情况良好,主要植物为松树和灌木。柏板河汇入后小河口以上流域面积277.18km2,河道长度43.8km,流域纵坡17.9‰。本次治理工程起点为关口水库(桩号0+000),终点为柏板河汇入后小河处(桩号9+450),治理段全长9.45km。治理段现状基本为土堤,只在局部桥涵段有浆砌石堤防,现状河宽15~30m,河道内淤积严重,有垃圾倾倒、采砂现象,局部地段人为侵占造成河道不畅通,如遇大洪水将造成严重后果,危及两岸居民生命财产安全。治理工程的内容包括河道疏浚整治、新建堤防、弯道防护、跌水工程、抢险道路等内容。

2工程建设的必要性和可行性

2.1工程建设的必要性

柏板河防洪标准低,河槽萎缩、河道淤积严重、阻水障碍物较多。通过本工程的实施,不仅可以提高河道的防洪安全,对尖草坪区自然生态环境也有积极的作用。一是确保城市防洪安全的需要。本次治理段河道从上至下涉及多个村庄,依次为东关口村、西关口村、镇城村、柏板乡和上薛村等。随着尖草坪区工、农业生产的不断发展,社会、经济水平不断提升,洪水对沿岸经济发展的威胁日益显现,一旦发生洪水,不仅耕地被淹、还将直接威胁两岸人民的生命财产安全,因此,本次河道治理工程势在必行。二是改善城市生态环境的需要。生态环境破坏是城市发展过程中不容回避的问题。根据现场踏勘,河道内不同程度存在着垃圾堆放、污水排放等问题,生态环境遭到严重破坏。修复城市河道的生态环境,促进生态系统的良性可持续发展,是本工程实施的一项重要内容和主要目的。三是城市发展的需要。水不仅是城市生存与发展不可替代的物质条件,也是城市环境不可或缺的重要组成部分。良好的水环境是城市的形象,也是城市文明的标志,代表着城市的品味,体现着城市的特色。治理后的河道对整个城市的发展有推动作用。

2.2工程建设的可行性

太原市尖草坪区政府高度重视和大力支持河道工程建设,为本工程的顺利实施创造了条件;近年来,尖草坪经济增长速度较快,人民群众生活水平明显提高,为工程实施提供了经济保障;河道两岸群众对河道治理美化有了较深的认识和迫切的愿望,为本工程的实施提供了广泛的群众基础;项目区内交通便利,通讯设施完善、快捷,为工程的实施和效益的发挥提供了基础条件。因此,本工程的实施是可行的。

3工程任务

河道治理工程起点为关口水库(桩号0+000),终点为柏板河汇入后小河处(桩号9+450),治理段全长9.45km,主要任务是通过河道整治、堤防新建,弯道防护等完善防洪体系,消除尖草坪区的安全隐患,满足该区50年一遇的防洪要求。

4工程设计

4.1堤防设计

本次治理工程的主要建筑物为堤防,堤防工程的型式按照因地制宜、就地取材的原则,根据所处的地理位置、重要程度、筑堤材料、施工条件、工程造价等因素,经过比较,同时考虑与现有工程的特点有机结合而确定,在设计过程中,对各种挡墙、护岸型式分别进行比较。4.1.1重力式浆砌石挡墙断面型式为梯形,堤防高度4.5m,顶宽0.5m,迎水面边坡为1∶0.3,背水面边坡1∶0.2,基础墙趾宽度0.5m,高1m,挡墙基础埋深为1.5m,采用M10浆砌石砌筑。重力式浆砌石挡土墙施工工艺简单,工程质量容易保证,能满足设计要求,工程造价便宜,抗渗、抗冻胀能力较差。4.1.2悬臂式钢筋混凝土挡墙堤防高为4.5m,顶宽0.4m,迎水面为直立面,背水面坡度为1∶0.05,基础埋深为1.5m,采用钢筋混凝土结构,混凝土标号为C25,钢筋为HRB335级。钢筋混凝土造价高、施工比较复杂,抗冻、抗渗、抗裂性能好,能满足设计要求。4.1.3土堤护坡高度为3m,迎水面与背水面坡度均为1∶2,堤顶宽6m,上铺设0.2m厚的种植土。护坡的优点是因地制宜,与城市交通、绿化相协调,符合城市规划要求。4.1.4干砌石护坡护坡高度3m,迎水面与背水面坡比均为1∶2,迎水面铺设0.5m干砌石垫层,为防止坡面下滑、坡脚淘刷,稳定坡面,在护坡坡脚设浆砌石矩形齿墙,齿墙埋深1.5m,基础宽度1m。通过以上方案比较,考虑本次河道沿线实际情况,设计中本着经济适用原则,堤防型式在上游段(0+000-8+850)选用重力式和仰斜式浆砌石挡墙,下游汇入后小河段(8+850-9+450)考虑到景观及占地问题,选用土质护坡。

4.2河道整治疏浚

治理段范围内,部分河段有垃圾倾倒及采砂造成的挖坑,本次设计对其进行修复,整治疏浚总长9.45km,桩号为0+000—9+450。

4.3弯道防护

对河道弯道凹岸易受冲刷处设格宾石笼进行防冲,格宾石笼宽5m,厚0.5m,若弯道处为土堤,则在土质护坡上铺设0.5m厚格宾石笼,其上再布设0.2m厚种植土。

4.4跌水

工程至上而下新建跌水3座,桩号分别为2+820、3+270、3+290,浆砌石结构,跌水共3级,每级高1m,宽1m,总高3m。跌水上下游各设5m长0.5m厚浆砌石铺盖,下游段再设5m长格宾石笼护底,厚0.5m。跌水每隔10m设置一道伸缩缝,缝宽20mm,缝内填聚乙烯闭孔泡沫板,聚乙烯闭孔泡沫板表观密度大于0.1g/cm3。

4.5抢险道路

根据《堤防工程设计规范》(GB50286-2013)要求,本工程土堤段堤顶宽度设为6m,挡墙段堤顶宽度为3m,可兼作抢险路,路面结构为泥结石路面。

5结论和建议

5.1结论

该项目的建设符合太原市城市规划要求,同时也符合国家现行政策和规范要求,项目的建设严格遵循相关规范。工程建成之后,提高了两岸的防洪标准,保障了两岸居民的生命财产安全。通过本项目的建设,确保了城市防洪安全,修复了河道生态环境,美化了城市环境,促进了生态系统的良性可持续发展,对整个城市的发展有推动作用。

5.2建议

本工程沿线村庄较多,施工时要注意与周边现有建筑物的协调,维护社会的稳定。建议认真按照建设程序做好各阶段的工作,特别是招投标工作和工程质量监督,以确保工程能有效发挥其功能。工程建设中,切实做好环保和节能工作,并确保人员安全。

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