鄒 濤

(阜陽市潁東區(qū)水利局湯溝排澇站，安徽 阜陽 236000)

水旱災(zāi)害是潁東區(qū)主要災(zāi)害之一，在潁東區(qū)區(qū)委、區(qū)政府的高度重視下，全區(qū)人民為防治水旱災(zāi)害做出了巨大努力，大大提高了抗災(zāi)減災(zāi)能力。潁東區(qū)每年都有不同程度的水旱災(zāi)情，每次災(zāi)害均會對全區(qū)經(jīng)濟(jì)造成較嚴(yán)重的損失，隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人口的增加，水旱災(zāi)害造成的損失有加重的趨勢。因此，水旱災(zāi)害在相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，仍然是潁東經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一大隱患。

1 工程概況

潁東區(qū)隸屬于安徽省阜陽市，西部與潁州區(qū)相鄰，南部與潁上縣接壤，北部與潁泉區(qū)毗鄰，東部與利辛縣相連。南北寬約30km，東西長約35km，總面積684.9km2。項目區(qū)位于阜陽市潁東區(qū)烏江鎮(zhèn)，西到廟口路，東至烏江，北以阜展路為界，南到濟(jì)河，覆蓋土地面積34.8km2，耕地3.93萬畝，人口3.26萬，涉及烏江鎮(zhèn)6個行政村。

1.1 地質(zhì)條件

項目區(qū)位于濟(jì)河以北，屬于淮北沖積平原。倪灣溝總體上自北向南流入濟(jì)河，人民溝自東北向西南匯入倪灣河，老小河(濟(jì)河—倪灣溝)北接倪灣溝，南入濟(jì)河。倪灣溝兩岸地勢較平坦，但略有起伏，地面高程一般為24.100～26.800m，河底高程一般為21.500～24.300m；人民溝兩岸地面高程一般為26.100～26.800m，河底高程一般為23.200～24.100m；老小河(濟(jì)河—倪灣溝)地面高程一般為25.700～26.800m，河底高程一般為23.500～24.500m。

本工程區(qū)地層屬華北地層區(qū)華北平原地層分區(qū)阜陽小區(qū)，主要為第四系全新統(tǒng)(Q4)河湖相沖、淤積層，呈明顯的多層結(jié)構(gòu)。土性主要為重—中粉質(zhì)壤土夾薄層砂壤土、輕粉質(zhì)壤土或呈互層狀，粉細(xì)砂、砂壤土或間夾輕粉質(zhì)壤土層，局部并含有砂礓。

工程區(qū)地層上部為第四系全新統(tǒng)地層，地下水類型主要為孔隙潛水，主要受大氣降水和河水補(bǔ)給。

1.2 水文條件

潁東區(qū)地處暖溫帶向亞熱帶過渡地帶，屬暖溫帶半濕潤性季風(fēng)氣候。季風(fēng)明顯，氣候溫和，光照充足，四季分明，雨量適中，光熱水組合條件較好。冬季多偏西北風(fēng)，氣候干冷，降水較少，夏季多偏西南風(fēng)，氣候潮濕，是全年降雨的主要季節(jié)。多年平均氣溫14.8℃，年極端最低氣溫-20.4℃，極端最高氣溫41.4℃。多年平均無霜期約220d，平均降雨量910.1mm。降雨量年際分布很不均勻，最大年降雨量達(dá)1616.3mm，最小年降雨量僅447.1mm，相差3.6倍，每年降雨量集中在6—9月份，占全年降雨量的60%左右。多年平均水面蒸發(fā)量為970mm，年日照時數(shù)2230h，太陽輻射年總量118.7～127.9Kcal/cm2，全年穩(wěn)定通過10℃期間的積溫4769.6～4867.3℃，最大凍土深20cm。

1.3 工程規(guī)模

項目區(qū)現(xiàn)有大、中溝7條，即倪灣溝、人民溝、團(tuán)結(jié)溝、勝利溝、午濟(jì)溝、中心溝、溫家溝，建成的涵閘有倪灣溝倪家灣閘等，現(xiàn)狀引排水條件較完善。目前項目區(qū)已打各類機(jī)井260多眼，正常年份下，可基本保證項目區(qū)的灌溉用水需要。但在遇到嚴(yán)重或特大干旱時，由于濟(jì)河水位低，加上主干渠倪灣溝多年沒有進(jìn)行治理，從濟(jì)河引水進(jìn)入項目區(qū)難以實(shí)現(xiàn)，同時地下水位降低，從機(jī)井取水量也大為減少，由此導(dǎo)致項目區(qū)無水可灌，農(nóng)作物大量減產(chǎn)。

本項目抗旱應(yīng)急水源為濟(jì)河新王小莊閘以上蓄水：濟(jì)河從潁河阜陽閘上游永安閘引水，經(jīng)濟(jì)河新王小莊閘節(jié)制蓄水，作為項目區(qū)抗旱應(yīng)急水源，通過倪灣溝閘站、老小河擴(kuò)挖及其他配套工程建設(shè)，在發(fā)生嚴(yán)重以上干旱等級的情況下，提水至項目區(qū)，能保證3.93萬畝左右作物播種期和生長關(guān)鍵期最基本用水需求。

本工程的主要建設(shè)內(nèi)容有：①新建倪灣溝閘站，抽灌流量為2.0m3/s；新建團(tuán)結(jié)溝節(jié)制閘；②對主要輸水線路老小河、倪灣溝及人民溝進(jìn)行擴(kuò)挖，擴(kuò)挖總長度為7.0km，總擴(kuò)挖方量為9.41萬m3。

2 建設(shè)思路

2.1 清淤疏浚

對項目區(qū)域內(nèi)自然莊內(nèi)的溝塘進(jìn)行清淤疏浚，溝河以計算過的流斷面作為控制條件，在滿足斷面要求的情況下，全部清除溝底淤泥，防止水體污染。

對村內(nèi)大于1000m2的塘，一般予以保留并清淤擴(kuò)挖，較小的孤立的塘，予以填埋；每個自然莊，盡量只保留1～2個大的當(dāng)家塘。

2.2 溝通水系

對原有村內(nèi)的圍溝、蓄水溝、水塘進(jìn)行清淤后用涵管、連接管與外部河道連接，清除溝上的土壩改建為涵管橋，保持水系暢通，做到污水不集中，臟水留不住。

2.3 溝塘邊坡整治

對于清淤的溝塘，施工時同時對邊坡進(jìn)行整治，村內(nèi)水塘、溝河邊坡一般不陡于1∶2，對原溝邊塘邊的坡灘地，利用挖方土進(jìn)行回填整治，治理完成后，應(yīng)做到口線基本順直，邊坡基本平整。

2.4 村內(nèi)低洼地整平

各自然村內(nèi)均有不同程度的廢坑塘及洼地，利用村內(nèi)溝塘挖方將村內(nèi)低洼地填平修整。

通過以上治理方式，可較好地提高村內(nèi)的水利條件，并為下一步村莊的美化和發(fā)展提供一定的基礎(chǔ)條件。

3 排水溝斷面設(shè)計

按照除澇的要求，中小溝設(shè)計水面線應(yīng)與地面平行，且低于地面0.5m左右。根據(jù)項目區(qū)附近地面坡降，比降取1/8000。

中小溝斷面設(shè)計采用明渠均勻流公式：

(1)

式中，Q—設(shè)計流量，m3/s；n—糙率，取n=0.025；A—過水面積，m2;R—水力半徑，m；i—水面比降，取1/5000。其中：

R=A/X

(2)

按梯形斷面設(shè)計，則：

A=(b+mh)h

(3)

(4)

式中，X—濕周，m；b—溝底寬，m；m—邊坡系數(shù)，取1∶2；h—水深，m。

村內(nèi)不同類型排澇溝設(shè)計斷面參數(shù)見表1。

4 橋涵典型設(shè)計

在村內(nèi)生產(chǎn)道路和中小溝交叉處應(yīng)配置相應(yīng)的橋涵，以滿足生產(chǎn)生活的需要。中溝上新建橋適用斷面數(shù)據(jù)見表2。

表1 村內(nèi)不同類型排澇溝設(shè)計斷面參數(shù)

表2 大中溝配套橋梁斷面參數(shù)

本次規(guī)劃板梁橋主要用于中溝上，跨徑為5、8m，橋面凈寬5m，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為公路2級設(shè)計。橋型為鋼筋混凝土板橋，均采用漿砌石重力式橋臺?，F(xiàn)對跨徑5、8m橋梁進(jìn)行典型設(shè)計，橋梁特性見表3。

表3 板梁橋規(guī)劃數(shù)據(jù)

4.1 跨徑5m橋

采用整體式現(xiàn)澆鋼筋混凝土實(shí)心板橋，1跨，跨徑5.0m，橋長10.6m。橋面凈寬5.0m，兩邊各設(shè)寬0.3m的路緣石，總寬5.6m，路面橫向排水坡度1.5%，沿橋縱向每隔4.0m每側(cè)設(shè)1個PVC排水管。

橋面板為C30現(xiàn)澆鋼筋混凝土簡支實(shí)心板，板長4.96m，板厚0.25m。板端下部鋪設(shè)1∶3水泥砂漿與橋臺臺帽連接。橋面設(shè)C35鋼筋混凝土鋪裝層，厚0.1m，兩側(cè)欄桿高1.1m。

橋臺為U型漿砌石重力式結(jié)構(gòu)，橋臺底板為C20混凝土結(jié)構(gòu)，長3.0m，寬6.4m，厚0.5m，前墻和側(cè)墻均為M10漿砌石結(jié)構(gòu)，前墻寬5.9m，墻頂設(shè)厚0.3m鋼筋混凝土臺帽。橋臺總高度3.4m。

橋臺臺背填土分層回填夯實(shí)，壓實(shí)度不小于0.94(重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn))，上部設(shè)0.3m厚7%石灰土基層及0.2m厚C25混凝土路面。

4.2 跨徑8m農(nóng)溝橋

采用裝配式空心板橋，1跨，跨徑8.0m，橋長13.6m。橋面凈寬5.0m，兩邊各設(shè)寬0.3m的路緣石，總寬5.6m，路面橫向排水坡度1.5%，沿橋縱向每隔4.0m每側(cè)設(shè)1個PVC排水管。

橋跨結(jié)構(gòu)由4塊C30預(yù)制空心板構(gòu)成，板長7.96m，板厚0.4m。中板寬1.24m，邊板寬1.24m，外側(cè)帶0.3m懸臂。板端下部設(shè)Φ200橡膠支座與橋臺臺帽連接。橋面設(shè)C35鋼筋混凝土鋪裝層，厚0.1m，兩側(cè)欄桿高1.1m。

橋臺為U型漿砌石重力式結(jié)構(gòu)，橋臺底板為C20混凝土結(jié)構(gòu)，長3.1m，寬6.4m，厚0.5m，前墻和側(cè)墻均為M10漿砌石結(jié)構(gòu)，前墻寬5.9m，墻頂設(shè)厚0.3m鋼筋混凝土臺帽。橋臺總高度為3.5m。

橋臺臺背填土分層回填夯實(shí)，壓實(shí)度≥0.94(重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn))，上部設(shè)0.3m厚7%石灰土基層及0.2m厚C25混凝土路面。

跨徑5m上部結(jié)構(gòu)尺寸及配筋采用《公路橋涵設(shè)計手冊》(河北省交通規(guī)劃設(shè)計院，2004年5月第一版)提供的標(biāo)準(zhǔn)圖集；跨徑8m上部結(jié)構(gòu)采用交通部公路橋涵標(biāo)準(zhǔn)圖JT/GQB 002—1993《裝配式鋼筋混凝土斜空心板橋上部構(gòu)造》。

本項目5、8m農(nóng)溝橋無地質(zhì)資料。根據(jù)淮北地區(qū)經(jīng)驗，一般土層地基承載力允許值能達(dá)到120kPa以上，本次設(shè)計橋臺地基承載力按120kPa控制，計算抗滑穩(wěn)定時，橋臺混凝土地板地基土的摩擦系數(shù)采用0.35。

U型橋臺的穩(wěn)定計算考慮以下4種工況:①僅受恒載作用；②車輛荷載僅布置在橋跨內(nèi)；③車輛荷載僅布置在臺后破壞棱體上；④車輛荷載同時布置在臺前橋跨和臺后破壞棱體上。

5 水塘擴(kuò)挖設(shè)計

本項目區(qū)的自然村內(nèi)水塘較多，水塘的作用為平豐水年村內(nèi)降雨調(diào)蓄，增加生態(tài)環(huán)境美化功能，涵養(yǎng)地下水源?，F(xiàn)有水塘由于是歷史開挖、積澇等多種原因形成，水塘大小深淺不一，塘邊坡一般為1∶1.5～1∶2.5，塘口線曲折不平整。本次設(shè)計擬對水塘清淤并進(jìn)行邊坡，塘口整治。

本地區(qū)的地下水位為2～4m，因此水塘挖深一般以4～5m為宜，邊坡選用1∶2，塘口先盡量順直，清淤的底淤泥運(yùn)至村內(nèi)其他需填塘的位置，優(yōu)質(zhì)土用于塘口整平。水塘擴(kuò)挖典型設(shè)計如圖1所示。由于水塘一般都與外河不相連接，為做好水系溝通，在水塘臨近外河的一側(cè)，采用直徑0.8m的波紋管進(jìn)行連通，埋深一般為3m，可使水塘內(nèi)積水及時外排，污水不滯留，不淤積。

6 溝河塘土方工程施工

(1)河道開挖應(yīng)以現(xiàn)有中線作為參考，道路側(cè)邊緣盡量留>1m為控制線，并進(jìn)行順直，溝口線距現(xiàn)有道路較近。施工時應(yīng)采用圍堰攔斷河道，陸上施工機(jī)械開挖的方式分段施工，如需圍堰填筑應(yīng)利用河道灘地土方，河道疏浚完成后再予以拆除回填，不另設(shè)取土場地。

圖1 水塘擴(kuò)挖典型設(shè)計示意圖

(2)河道開挖土方應(yīng)首先用于河道兩側(cè)低洼地，并進(jìn)行整平，其余應(yīng)運(yùn)至現(xiàn)狀村內(nèi)所需坑塘回填。運(yùn)輸時應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)，車輛應(yīng)采取車廂防護(hù)等措施，運(yùn)輸過程中淤泥不應(yīng)出現(xiàn)灑落現(xiàn)象。

(3)河道土方開挖完成后，應(yīng)對河道邊坡進(jìn)行修整和必要的碾壓。邊坡應(yīng)滿足設(shè)計要求，河口線應(yīng)平整、順直，不得出現(xiàn)局部凸凹、塌陷、滑動等現(xiàn)象。

原河坡凹陷處需進(jìn)行回填，處理時應(yīng)先將原河道淤泥清除，原老河道岸坡清基并開挖成約30cm寬、20cm高臺階，臺階向內(nèi)側(cè)傾斜1%坡度，再逐層回填，回填土不得采用淤泥、腐殖土等不合規(guī)范要求土方，在施工時嚴(yán)格30cm一層攤鋪并逐層壓實(shí)?；靥钔翆挾葢?yīng)超出設(shè)計邊坡≥30cm，待壓實(shí)后再修坡整平，回填土壓實(shí)度≥0.92。

(4)本次施工中有橋梁的地段，如橋梁施工與河道施工同時進(jìn)行，應(yīng)在施工時確定施工邊界線，不應(yīng)影響橋梁的護(hù)坡和橋臺施工，防止對橋梁產(chǎn)生不良影響。

7 結(jié)語

本方案在主體工程防護(hù)的基礎(chǔ)上，從防治水土流失、恢復(fù)水土保持功能的角度，對裸露的地表采取林草植被恢復(fù)和綠化美化措施，在技術(shù)上考慮了植被的快速覆蓋要求。完整的水土流失綜合防治體系的建立，可以有效控制工程建設(shè)造成的水土流失。經(jīng)分析計算，方案實(shí)施后，擾動地表治理率95%以上，水土流失治理程度97%以上，林草覆蓋率30%，植被恢復(fù)系數(shù)98%。

隨著本方案的實(shí)施，項目區(qū)環(huán)境和水土保持工程將得到恢復(fù)和加強(qiáng)，保障了主體工程的安全和使用壽命，同時完整的環(huán)境和水土流失防護(hù)體系不僅保護(hù)了環(huán)境，控制了水土流失，而且區(qū)域環(huán)境得到極大改善。