土木东沙沟治理工程设计

谢静

摘要：土木东沙河行洪能力降低，自然生态环境被破坏，需对河道进行治理。本文从工程概况、水文、地质、工程设计、投资概算等方面进行介绍。

关键词：土木东沙河工程设计投资概算

1、概况

土木东沙河属于永定河水系，发源于土木村东北侧山中，流经京新高速、110国道、老营洼、八营村后汇入官厅水库。流域呈狭长形，坡陡流急，河道断面极其不规则，河道冲刷严重，土木沙河流至110国道下游0.6km处，长度8.34km，控制流域面积9.3km2，主河道纵坡平均比降为61.33‰。本次治理范围主要为京新高速上游400m至下游段110国道南600m包括防洪及生态环境综合治理，治理段河道总长2.75km。主要保护对象包括土木村、老营洼村、恒大集团等，涉及2个行政村、人口约4250万人，耕地6030亩。

2、水文

本流域属半干旱大陆性季风气候，四季分明，雨热同季，昼夜温差大，多年平均气温10.5℃，月平均气温七月份最高为24℃，一月份最低为-8.3℃，极端最高气温42.2℃，最低气温-23.3℃；多年平均日照时数3072h，无霜期149天，年均风速3.3m/s。结冰日期为11月初，解冻日期为3月中旬。

设计洪水计算选用了《河北省张家口市水文水资源手册》（1998.4，以下简称手册）经验公式、推理公式和《河北省中小流域设计暴雨洪水图集》（以下简称图集）推理公式三种方法计算设计洪峰流量。采用不同的计算方法，土木沙河设计洪水成果见表2-1。

由表2-1可以看出，三种方法计算成果相差较大，根据手册描述和以往计算经验，经验公式主要适用于集水面积100～1000km2的区域，应用于小流域时计算结果误差较大，将以上计算成果点绘在该地区已做工程洪峰流量模数图上，发现手册经验公式成果偏大，手册推理公式相对较小，省图集推理公式与已做工程洪峰流量模数圖成果基本衔接，成果合理，综合考虑，本次采用省图集推理公式成果。

土木东沙河多年来未统计过淤积，缺少实测泥沙资料，因此多年平均输沙量的计算采用流域悬移质模数图法进行分析。经计算，土木沙河多年平均年来沙量为0.23万t/a。

根据本流域暴雨洪水特点和施工分期要求，将施工期为10月1日～次年5月31日。该流域近10年来10～次年5月无地表径流产生，河道只有汛期才有少量地表径流，故施工期间可以实现干场作业。

3、工程地质

工程治理段位于怀来县东沙沟，系怀来盆地的北部，地貌属于高平原，海拔高度570～675m；东沙河属于季节性河流，总体流向为自北向南，河床宽阔，岸坡近直立。

依据中国地震局制定、国家技术监督局发布的《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），地震动峰值加速度为0.20g，相当于地震基本烈度为Ⅷ度区，地震动反应谱特征周期为0.40s。

工程区地表出露的地层岩性主要为第四系人工堆积，下为第四系上更新统马兰组地层及第四系全新统冲洪积层。

4、工程设计

4.1堤防工程设计

河道护坡型式的选择首先考虑结构的安全可靠性和经济性，其次是沿岸的周边环境和景观生态效果等，充分发挥河道在防洪、排涝、改善周边环境等方面的综合功能。

经综合比较后，梯形断面护坡采用混凝土框格插砌石型式，复式断面挡墙上护坡采用连锁砖型式。对于复式断面下部挡墙结构，结合当地块石储量，且交通运输便捷，本着因地制宜原则，采用浆砌石结构。

4.2河道清淤疏浚工程设计

河槽清淤按照设计治导线，顺应自然地形进行。整治河底纵坡与现状河底纵坡接近。垃圾运送至指定填埋场进行填埋处理。对河槽不平整河段依据天然河道面进行平整。

4.3排水汇入口工程设计

土木东沙河治理河段京新高速桥头上游两岸各有一排水沟，目前破损严重，考虑汇入口处水流流态紊乱，对两侧堤岸易造成淘刷破坏，因此对汇入口进行恢复，首先拆除现状破损排水渠，采用浆砌石结构进行护砌，断面尺寸为0.4×0.4m（高×宽），浆砌石厚0.4m，下设10cm厚碎石垫层。

4.4巡河路工程设计

土木东沙河治理段左岸设置堤顶巡河路1.675km。

采用沥青混凝土路面，路面宽4.0m，巡河路单向2%横坡，坡向河道侧，两侧设置150×400mm预制混凝土立缘石。沥青混凝土路面结构由上至下依次为：面层沥青混凝土（细粒）3cm，沥青混凝土（中粒）5cm，石灰粉煤灰砂砾25cm，砂砾料20cm。

4.5附属设施设计

为方便土木东沙河周边居民生活休闲及带动当地旅游业的发展，复式断面治理段每隔50m设一处下河踏步，下河踏步采用M10F200浆砌石砌筑，M12.5F200砂浆勾缝，踏步宽1.0m，台阶尺寸为37.5 cm×15cm（宽×高）。

5、施工组织设计

5.1天然建筑材料

县城建筑材料市场货源充足、物资丰富。工程所需主要建筑材料均由怀来县建筑材料市场供应。

5.2土方工程

本工程土方开挖采用1m3挖掘机挖装，配8t自卸汽车运输，回填利用部分就近堆放，其余弃土运至指定弃土场。

土方回填工程用1m3挖掘机装8t自卸汽车运输，全部利用开挖土料，用小型振动碾压实，边角部位用小型机械夯实。

5.3砌石和混凝土工程

干砌石和浆砌石挡墙及护坡均采用人工施工，浆砌石施工采用铺浆法砌筑，采用M10浆砌石砌筑，M12.5砂浆勾缝，砂浆稠度为30mm～50mm，当气温变化时，应当适当调整。

混凝土采用商品混凝土，混凝土搅拌运输车运输，混凝土泵车入仓，插入式振捣器振捣密实，普通钢模板成型。

5.4施工交通

为了满足施工场内运输，充分利用现有道路，并需新建施工路总长3.0km，路宽4.5m，填筑道路坡度不大于10%。

6、投资概算

本工程总投资为4722.18万元。其中建筑工程3167.37万元，临时工程53.8万元，基本预备费189.56万元，水土保持工程26.42万元，环境保护工程14.92万元。

参考文献：

[1]河北省水利水电勘测设计研究院.怀来县山水林田湖生态环境综合整治土木东山洪沟治理工程初步设计报告[R].2017.

[2]《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）[P].2006.

（作者单位：河北省水利水电勘测设计研究院）