[摘要]文章對某小型河道治理工程導流圍堰的兩種不同設計方案進行了對比分析,最終選擇以利用樁基平臺充當圍堰,降低導流難度。

[關鍵詞]小型河道;治理;施工導流;圍堰

1工程概況

該小型河道為某縣城環(huán)城河,所需治理河道距離縣城主城區(qū)的直線距離約為8km,工程等級為IV級,主要建筑物等級也為IV級,此外其他建筑物均為V級。為了滿足河道治理條件,在所需治理河道兩岸修筑防洪堤,防洪堤總長度12700.6m,防洪堤建設同時采用混凝土親水平臺以及休閑平臺兩種方式,在混凝土親水平臺之下設置4排抗滑樁,同時在混凝土親水平臺以及休閑平臺之間用風化料壓實回填連接,另外,在休閑平臺以上位置采用風化料修筑護坡。

2水文氣象條件

該河道治理工程所處地區(qū)氣候條件屬于亞熱帶季風氣候,每年5~10月為汛期,夏季降雨相對較多,根據(jù)當?shù)貧庀筚Y料顯示6、7月份的雨水往往最多,其次,為5、8、9月,同時6、7月份的洪峰量也相對較為明顯,此外,在洪峰過后洪水歷時也往往較長。本次所需治理的河道上下游具有一小型電站,因此,河道洪量與上下游電站運行情況存在緊密的聯(lián)系。對上下游電站的泄洪與蓄水情況進行分析發(fā)現(xiàn),上下游電站泄洪調(diào)度與雨季存在明顯同步性。

3施工導流

3.1導流標準

在該河道治理工程中,臨時建筑物的級別為V級,根據(jù)我國現(xiàn)行《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》(SL303—2004)及《水利水電工程導流設計規(guī)范》(SL623—2013)規(guī)定,本工程導流標準按5年一遇設計。

3.2導流時段以及流量設計

在進行施工導流設計之前對水文斷面的水文成果資料進行統(tǒng)計分析,該地區(qū)5年一遇的枯水期為當年11月到第二年的4月,最大洪峰流量為3814m3/s,所需治理河道的斷面水位為368.3m,在主馴期內(nèi)最大洪峰流量則為10540m3/s,河道斷面水位則維持在373.8m。根據(jù)5年一遇河道的斷面水位分析,在導流階段中6~8月的水位可能維持在一個較高的水平,而在非汛期則可能在3~5月之間出現(xiàn)最大洪峰。此外,考慮該河道治理工程上下游存在小型電站,河水深度較大,實際施工過程中存在較大難度,因此,將該河道治理工程施工時間節(jié)點控制在枯水期,具體為11月~4月,導流設計總量設為3810m3/s。

3.3導流方案設計

3.3.1方案一在進行防洪堤施工的同時需要在靠近河道的另外一側(cè)同步進行圍堰擋水施工,充分利用河道既有施工導流方式,確保河道總流水的穩(wěn)定性。由于防洪堤施工要求河床位置必須要處于干地狀態(tài),因此,在該工程施工過程當中需要將擋水圍堰設置在兩岸堤線的外側(cè)。另外,對所治理河道的工程地質(zhì)條件、地形地貌、水文條件以及施工條件要求等條件進行全面的對比分析,可采用的圍堰結(jié)構形式,見表。對上表中不同圍堰結(jié)構形式進行對比分析,認為應采用鋼管圍欄麻袋圍堰聯(lián)合土石圍堰的防洪堤施工擋水圍堰方案。設計方案中土石圍堰頂部寬度設置為4m,圍堰頂部高程為369.81m,迎水面與背水面所采用的坡度比均為1∶1.5,在土石圍堰內(nèi)部還增設了黏土心墻用于防滲。由于土石圍堰整體穩(wěn)定性相對較差,在該設計方案之中還增設了土石圍堰護坡,既在迎水面位置設置鉛絲籠塊石護坡,該護坡坡度設計為1∶1.75,塊石頂部寬度為1.3m。鋼管樁麻袋圍堰頂部寬度設計為2.5m,為了確保鋼管樁麻袋圍堰的抗側(cè)力水平還需要在圍堰側(cè)面打入1排鋼管樁,經(jīng)計算確定鋼管樁直徑采用50mm,鋼管樁入土深度為3m,鋼管間距為2m,鋼管樁之間采用直徑為50mm的鋼管進行橫向連接,其外,還需要在迎水面以及背水面位置設置鋼管樁連接將整個鋼管樁骨架連接為一體,最后在骨架內(nèi)部填筑麻袋形成圍堰。3.3.2方案二方案二對防洪堤設計進行了調(diào)整,將一級親水平臺進行后移并加高處理,同時將所需要建立的鉆孔灌注樁平臺作為圍堰使用,確保親水平臺的施工條件得以滿足。在該方案當中堤防需要先開展鉆孔灌注樁施工平臺填筑施工,之后再在該平臺之上開展混凝土填筑施工。3.3.3方案對比分析從總體上來看,方案一與方案二均可滿足實際施工條件要求,但為了降低施工難度、控制施工成本,還需要對以上兩種方案進行系統(tǒng)對比,選擇出最優(yōu)方案。方案一圍堰建設施工需要占據(jù)較多河道,同時在上下游水電站位置水流速度相對較快,土石圍堰施工也存在著較大的難度,另外鋼管樁圍堰施工雖然在安裝便捷性、施工難度等方面都具有較大優(yōu)勢,但從后期拆除則相對較為困難,也容易對平臺造成擾動。方案二中通過將親水平臺上移的方式采用樁基平臺替代了圍堰施工,這種施工方式極大的降低了圍堰施工的整體工作量,同時也能盡量少占用河道,同時施工相對較為便捷,整體技術體系較為簡單,施工擾動也相對較小。另一方面,對兩種施工方案的總填筑量進行對比分析可以發(fā)現(xiàn),方案一的填筑量要明顯超過方案二。因此,該河道治理工程選擇方案二作為施工導流最終方案。

3.4施工度汛

該工程應遵循的度汛標準為5年一遇全年洪水,相對流量應為10500m3/s,在該河道之中起始斷面度汛水位實際為378.36m,末端斷面水位為379.66m。方案二施工所采用的具體度汛方案為汛期前所完成的相應施工段度汛高程之下的樁基以及親水平臺的具體施工、堤身邊坡修整開挖、堤身填筑、蜂巢格室護坡。在進入到汛期之后則利用已經(jīng)建完的堤身來地方洪水,同時在度汛以上部位開展剩余的相關護坡工程施工,避免發(fā)生安全問題。

4結(jié)語

該河道治理工程雖然相對較小,但由于上下游均存在電站,河道水流情況相對較為復雜,河道治理導流存在較大難度,若采用常規(guī)圍堰設計方式在施工方面存在較大難度,同時工程體量也相對較大。因此,本文通過對比分析設計了一種抬高親水平臺。利用樁基平臺充當圍堰的新型導流方式,該導流方式能有效解決施工圍堰投資過多以及技術條件復雜等問題。