周 杰

（蘭州市城市建設(shè)設(shè)計(jì)院，甘肅 蘭州 730030）

1 溝道概況

榆中縣夾溝河發(fā)源于分豁岔，經(jīng)后孫家莊、劉家橋村、金家圈、三角城、魏家圈、王家營(yíng)、高墩營(yíng)，在夏官營(yíng)處與小夾溝交匯，最后匯入宛川河。夾溝河流域范圍為經(jīng)五路（棲云北路）以西上游段，溝道全長(zhǎng)6.5 km，流域面積8.68 km2，溝道比降48‰，地表為黃土丘陵區(qū)，見(jiàn)圖1?，F(xiàn)狀溝道為不規(guī)則的天然溝道，局部沖刷嚴(yán)重，整體地形西高東低。

圖1 榆中縣夾溝河設(shè)計(jì)示意圖

根據(jù)蘭州市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院編制的《榆中縣中心城區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》，夾溝河防洪標(biāo)準(zhǔn)采用100 a 一遇標(biāo)準(zhǔn)，堤防工程等別為Ⅱ等，主要建筑物等級(jí)為2 級(jí)，次要建筑物等級(jí)為3 級(jí)[1]。依據(jù)《榆中縣中心城區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》提供的藍(lán)線線位，對(duì)溝道進(jìn)行了改移，故本次溝道為臨時(shí)性防洪工程。為保證相交道路路基安全，夾溝河防洪標(biāo)準(zhǔn)采用100 a一遇標(biāo)準(zhǔn)，防洪建筑物級(jí)別為4 級(jí)。

2 水文計(jì)算

2.1 設(shè)計(jì)洪水流量

根據(jù)公路研究所經(jīng)驗(yàn)公式、交通部公路研究所經(jīng)驗(yàn)公式Ⅰ、交通部公路研究所經(jīng)驗(yàn)公式Ⅱ和公路研究所暴雨徑流簡(jiǎn)化公式計(jì)算[2-4]，可以得知各種計(jì)算方法下的夾溝河100 a 一遇洪水流量，詳見(jiàn)表1。

表1 各種公式計(jì)算及調(diào)查資料對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)洪水流量

從表1 可以看出，夾溝河采用公路研究所經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果偏大，而采用交通部公路研究所經(jīng)驗(yàn)公式Ⅰ、交通部公路研究所經(jīng)驗(yàn)公式Ⅱ和公路研究所暴雨徑流簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果較為接近。綜合考慮，夾溝河100 a 一遇洪水流量取120.22 m3/s 作為設(shè)計(jì)流量。

2.2 河寬確定

（1）穩(wěn)定河寬

穩(wěn)定河寬采用水流阻力公式、連續(xù)方程和河相關(guān)系式聯(lián)立求解，計(jì)算得到甘草鎮(zhèn)穩(wěn)定河寬B=18.2 m。具體參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 穩(wěn)定河寬計(jì)算成果

（2）治理河寬

根據(jù)《榆中縣中心城區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》中藍(lán)線規(guī)劃，本次治理河寬確定為20 m。

3 溝道橫斷面優(yōu)化設(shè)計(jì)

夾溝河設(shè)計(jì)洪水流量對(duì)應(yīng)的水深可以根據(jù)謝才－曼寧公式計(jì)算。

溝道設(shè)計(jì)為倒梯形斷面：底寬14.75 m，邊坡坡率1∶0.75，溝道深3.5 m，頂寬20 m。溝頂兩側(cè)設(shè)置防護(hù)欄桿和傍溝道總寬2.0 m。夾溝河溝設(shè)計(jì)100 a一遇洪水流量為120.22 m3/s，溝底采用C 25 鋼筋混凝土護(hù)砌。降低糙率后，取1/n=40。根據(jù)謝才-曼寧公式進(jìn)行計(jì)算，水位高度為2.3 m，洪水設(shè)計(jì)流速為3.2 m/s。

根據(jù)各河段水深、波浪爬高、風(fēng)壅高度確定項(xiàng)目區(qū)河段河堤高度深泓線以上3.5 m。通過(guò)計(jì)算各河段平均水深、平均流速和波浪爬高、風(fēng)壅高度、堤頂高度的結(jié)果，設(shè)計(jì)左右岸河堤縱橫斷面見(jiàn)圖2。

圖2 設(shè)計(jì)左右岸河堤縱橫斷面

4 生態(tài)防護(hù)

溝道斷面護(hù)砌兩側(cè)均采用六棱塊生態(tài)植草防護(hù)，護(hù)坡坡率為1∶1.5。六棱塊采用C 20 混凝土澆筑，厚度8 cm。六棱塊護(hù)坡頂?shù)自O(shè)M 7.5 漿砌片石封頂和護(hù)腳，護(hù)腳基底寬度為64.89 cm。漿砌片石護(hù)腳和加固條每隔10 m 設(shè)置一道伸縮縫，縫寬2 cm 用瀝青麻絮填塞。六棱塊植草防護(hù)后采用素填土，填土壓實(shí)度采用道路路基相應(yīng)壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。護(hù)面墻每10 m設(shè)置伸縮縫一道，縫寬2 cm，采用聚乙烯閉孔板填縫，聚氯乙烯膠泥封口。格柵間連接時(shí)，接觸面先抹一層水泥砂槳，然后將10 cm 長(zhǎng)φ25 鋼筋插入預(yù)留孔中，再用水泥砂槳將縫隙全部填平。預(yù)制塊坡面施工后，應(yīng)及時(shí)種草。植草品種按道路綠化設(shè)計(jì)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。六棱塊坡面設(shè)置流水槽，排除坡面雨水，并通過(guò)傍洪道上及壓頂預(yù)留出水口處引排入溝道內(nèi)。

5 工程重點(diǎn)與難點(diǎn)

由于挖方較大，應(yīng)清除濕陷性黃土，護(hù)面墻基底以下采用150 cm 厚天然砂礫換填，并分層夯實(shí)。

護(hù)面墻應(yīng)采取分段施工的方式，挖方段護(hù)坡基坑坑壁開挖邊坡按1∶0.5 坡率開挖，盡量不要超挖回填；墻趾背面應(yīng)按開挖后的坡面砌筑墻趾，砌筑后再回填。填方段應(yīng)先按照護(hù)面墻背坡坡率灑水至最佳含水量后分層夯填砂性土，并超填50 cm 后削坡，以保證坡面的壓實(shí)度。在基礎(chǔ)施工完成后，應(yīng)及時(shí)回填夯實(shí)，并做成外傾斜坡，以免積水下滲，影響墻身穩(wěn)定。填方段施工中應(yīng)確保護(hù)面墻基礎(chǔ)的整體強(qiáng)度和承載力。

6 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)榆中縣夾溝洪道設(shè)計(jì)，對(duì)比分析水文計(jì)算4種經(jīng)驗(yàn)公式，綜合考慮，夾溝河100 a 一遇洪水流量取120.22 m3/s 作為設(shè)計(jì)流量，擬定穩(wěn)定河寬和治理河寬分別為18.2 m 和20 m，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。結(jié)合工程特點(diǎn)，采用六棱塊生態(tài)植草防護(hù)，總結(jié)并分析了護(hù)面墻施工的重點(diǎn)與難點(diǎn)。。