朔州市七里河河道治理工程设计

段秀华

（太原市市政工程设计研究院，山西 太原 030002）

1 工程概况

七里河发源于朔州市平鲁区井坪一带，全长35km，从西向东横穿朔州市建成区中心地段约5 km，平均纵坡2.72%，平均河床宽300m，河两岸与河床高差约13m。近年来，随着朔州市城市建设的发展，煤矿和发电产业在朔州市产业结构中的比重加大，给七里河的生态环境带来很大影响。主要表现为：河道建筑垃圾肆意倾倒，导致局部河道内垃圾满沟，严重影响城市防洪及生态环境；部分来自河道上游电厂、煤矿产生的污水以及两岸城市污水沿途直接排入七里河河道，导致河道里污水横流、水质恶化，严重破坏了河道水质及生态环境；河道两岸无抢险防洪通道，局部建筑临堤搭建，影响城市防洪安全；现状河道与两岸城市建设、城区段已治理河道蓄水景观工程反差极大，急需治理。作为朔州市城区段主要防洪河道的七里河生态环境综合治理势在必行。

朔州市七里河城区段河道综合治理工程长度为10.24 km，起点为西环路七里河大桥上游200m，终点至北同蒲铁路桥下游850m处。本方案设计主要针对七里河综合治理2号蓄水拦水坝工程阐述，设计内容为2号钢坝、2号蓄水区环湖路、护岸、排污箱涵等。

2 设计标准

依据《防洪标准》和《堤防工程设计规范》，结合七里河河道整治工程，七里河河道整治采用50年一遇洪水标准设防，洪峰流量为60.0m3/s，堤防等级为2级。

3 方案设计

3.1 工程总体布置

3.1.1 平面设计

2号蓄水区起点位于1号坝末端（桩号2+264），终点至2号坝末端（桩号3+340），总长1.08 km。

3.1.2 纵断面设计

河道设计起点高程1101.264m，设计终点高程1096.102m，设计纵坡1.52‰。

3.1.3 横断面设计

河道治理采用复式河槽，主河槽底宽104~161m，设计水深4~0.7m，环河景观道宽6m，高出河底4~2.5m，截污方涵高2.8m，采用现浇钢筋混凝土结构，临水面1∶3采用格宾石笼护堤，环河路至两岸规划建设用地边线为380~50m斜坡式绿化景观带，边坡系数不小于 1∶5。

3.2 拦水坝设计

3.2.1 坝体选择

目前国内技术比较成熟的拦水坝蓄水方案有翻板闸、橡胶坝和钢制闸，这三种拦水坝适用的条件各不相同，各有优缺点。以下就七里河2号蓄水区的现状条件提出三种拦水坝进行比选。

第一，翻板闸的优点是施工较为简单，工程造价相对较低，在宽度较小的小流量河道中使用较多，不需要控制室，人工操作，使用方便。缺点是当有泥沙淤积在闸门处，会影响闸门的正常开启，且闸门孔数过多时，协调控制困难。由于2号蓄水区河道较宽，因此不适合采用此种方式。

第二，橡胶坝的优点是外形美观，适用于较宽的河道蓄水，造价低，立坝、塌坝通过机械控制，操作方便。缺点是使用寿命比较短，易受人为和有尖角物体的损坏，且橡胶坝受材料限制，坝高和承压水头不宜大于4m，坝越高越长，稳定性越差，根据回水要求，2号拦水坝高4m，因此不适合采用此种方式。

第三，钢制闸既适用于宽度较小的小流量渠道挡水，也适用于宽度较大的河流拦河蓄水，但需要在河道两侧设置控制室，投资较大。通过机械控制开闭闸门，操作方便，运行可靠，且闸门开启速度快，能有效保障河道的泄洪安全，并且不受泥沙杂物淤积影响。本设计推荐采用钢坝蓄水。

3.2.2 钢坝布置

2号拦水坝采用钢制闸，坝高4m，坝长161m。钢制闸布置于河道主河槽内，共布置4跨，每跨孔口宽度35m。边墩宽度5.2m，中墩宽度7.0m。钢制闸纵向由闸室段、上游铺盖段、下游消力池、海漫段、防冲槽段等组成。

3.2.3 钢坝土建设计

闸室段顺水流方向长4.9m，总宽度161m。门库属于闸室段下游部分，长13.4m，与闸室孔口同宽，门库深0.95m，门库内布置钢坝闸门及其支铰和搁墩。闸室及门库底板为钢筋混凝土结构，闸室底板厚度3.0m，门库底板厚度2.05~1.3m，底板上游齿墙宽度3.1m，高度1.2m，下游齿墙宽度和高度均为1.5m。

钢坝闸的启闭设备布置在中墩或边墩中，中墩尺寸18.3m×7m，边墩尺寸18.3m×5.2m，其中中墩和边墩的启闭机室分别为16.9m×5m，16.9m×3.5m。启闭机室为地下室布置。启闭机室采用钢筋混凝土结构，挡土边墙厚度0.7m，其余边墙厚度均为1.0m，顶板厚0.3m。

检修廊道设置于钢坝闸底板上游齿墙内，廊道尺寸1.5m×2.0m，内设100 mm×100 mm的排水沟。

闸室段上游布设铺盖段，铺盖长8m，底板厚0.35m。钢坝底板、铺盖之间采用橡胶止水带止水。

闸室段下游布设消力池段，消力池长15m，池深0.6m，底板厚0.6m。钢坝底板、消力池之间采用橡胶止水带止水。消力池底板设排水孔，孔间距2.0m，梅花型布置，排水孔下铺设无纺布作为反滤层。消力池下游设10m长的铅丝石笼海漫，厚0.3m；防冲槽长8m，深 2m，上下游边坡均为1∶2.0，底宽 2.0m。

闸门门体孔口型式为露顶式，设置闸门4扇。孔口宽35m，高4m，设计水头4.0m。闸门选用卧倒式平板钢闸门，门体材料选用Q235B钢材，转动轴选用45号锻钢制作。

埋件包括底、侧止水埋件、支铰埋件、搁墩埋件、底轴支座埋件。闸门运行方式为动水启闭，选用8×2000 kN液压启闭机启闭。

3.3 排污方涵设计

蓄水工程首先必须将沿河两岸及上游污水全部截流至河道下游污水处理厂，以达到净化水体的目的。为确保河道两岸污水及上游小量浑水能顺利排向下游而不进入蓄水池中，必须对河道进行截污。

截污方涵为现浇钢筋混凝土方涵，方涵净尺寸为3.0m×2.5m，方涵顶板、底板、侧壁采用C30防渗混凝土，底板厚0.4m，顶板、侧壁厚度均为0.3m，钢筋采用HRB335。

3.4 环湖路设计

3.4.1 平面设计

2号蓄水区环湖左右岸道路北起1号坝末端，南至2号坝末端，左右岸道路长1.08 km，环湖路宽6m。

3.4.2 横断面设计

道路横断面为一块板型式，机动车道4.0m，靠河侧设1.0m的绿化带，另一侧设1.0m的人行通道。

3.4.3 纵断面设计

道路沿线纵断面设计以河道治理标高为主要参考对象，左岸环湖路设计纵坡0.152%~5.689%，右岸环湖路设计纵坡0.248%~5.641%。

3.5 护岸设计

河道两侧堤防采用生态护坡，生态护坡为格宾石笼，稳定边坡为1∶3，其结构型式从下到上依次为：700 g/m2厚的反滤土工膜，100 mm厚的中粗砂垫层，500 mm厚的格宾笼石。

4 结语

七里河作为朔州市的主要防洪河道，常年来城市防洪体系不完善，城市防洪安全得不到保障，现状部分河道堤防缺失。河道内自然淤积严重，历史洪水灾害给沿岸人民群众造成严重损失。七里河河道生态环境治理工程的建成，不仅能有效提高朔州市七里河城区段的防洪标准，为河道两岸居民的防洪安全提供了可靠保障，同时贯通抢险道路，形成河道两侧各约100~250m的景观带。通过河道治理，不仅提高了河道的防洪标准，改善了河道环境，同时将大大提升城市品味，改善城市人文环境，提高市民的生活质量，具有巨大的社会环境效益。