桑干河山阴县泥河村生态蓄水工程设计简述

郑秀丽

（朔州市水利勘测设计院，山西 朔州 036002）

1 流域概况

桑干河发源于左云县马道头乡潘家窑村，属海河流域永定河水系，全长338 km，控制流域面积17 744 km2，其中山西境内部分17 166 km2。桑干河泥河村生态蓄水工程位于朔州市山阴县临安荣村南的桑干河干流上，距山阴县约5 km，距朔州市约30 km。

流域地处内陆高原，属北温带较干燥的大陆性气候，受季风影响强烈，并具有山区气候特征。县城气象站资料多年平均降水量362.4 mm，主要集中在7-8 月份，多年平均气温7.6℃，年内1 月份平均气温最低，7 月份平均气温最高，多年平均风速为2.6 m/s，汛期最大风速达20.0 m/s，多年平均蒸发量为1 967 mm。

本区属大同盆地洪积冲积平原区，盆地内地形较平缓，且西南高、东北低，走向呈西南～东北向，长达100 余km，宽30～60 km。根据地下水的赋存条件，区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水、变质岩及碎屑岩类裂隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶水。蓄水区左岸与洪涛山洪积倾斜平原区相邻，沿桑干河带状展布，地面高程一般为1 000～1 030 m。

2 工程任务及规模

2.1 工程建设的必要性

泥河村生态蓄水工程作为桑干河河道综合治理的一部分，可以发挥涵养水源，补充地下水，净化水质的重要作用，工程建设十分必要。

2.2 工程规模

泥河村生态蓄水工程蓄水面积22.48 万m2，水面附加蒸发量计算水域年蒸发量为26.7 万m3。工程设计蓄水量33.7 万m3。

3 工程总布置及主要建筑物

3.1 工程等别及建筑物级别

泥河村生态蓄水工程包括主槽蓄水闸、滩地蓄水闸、观景平台及闸室上下游护岸。蓄水闸蓄水位为1 018.0 m，蓄水量33.7 万m3。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2017），本工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5 级。

考虑本工程为生态蓄水工程，不承担防洪任务，确定蓄水闸工程等别为Ⅴ等，主要建筑物钢坝闸门、启闭机房为5 级；闸门上下游生态护岸级别为5 级。

3.2 工程总布置

泥河村生态蓄水工程蓄水闸位于山阴县临安荣村南的桑干河古干流上，距离民生渠取水渠道进口下游约0.7 km 处。本工程蓄水水位1 018.0 m，总蓄水面积22.48 万m2，蓄水量33.7 万m3。

根据河床底高程情况，蓄水闸垂直水流方向左侧主槽段（宽86 m）和右侧滩地段（宽44 m）两部分。蓄水闸上游设护底、铺盖，下游设消力池和海漫，蓄水闸上、下游主槽和滩地过渡区布置格宾石笼护岸。蓄水闸左右两端分别布置1 座半圆形景观平台，用于超标准洪水时保护闸室两岸挡墙免受冲刷破坏，观景平台上布置木质廊道和凉亭。蓄水闸近闸段上、下游两岸分别布置生态护岸，上、下游左右岸各100 m，总长度约400 m，生态护岸结构型式蓄水位以下采用格宾石笼，水位变动区采用土石笼袋。

在蓄水闸闸室上布置启闭设备室，总建筑面积约200 m2，采用砖混结构，内设油泵控制室和值班室，底高程确定为1 020.5 m。

3.3 主要建筑物设计

3.3.1 蓄水闸

根据河床底高程情况，蓄水闸垂直水流方向左侧主槽段（宽86 m）和右侧滩地段（宽44 m）两部分，蓄水闸顺水流方向均由上游连接段、蓄水闸室段、下游连接段三部分组成。

上游连接段设计。上游连接段由护底、铺盖和主槽护岸组成，用以引导水流平顺进入闸室，保护两岸和河床免受冲刷，并与闸室、防渗墙共同构成防渗地下轮廓，确保闸室在上下游水头作用下两岸和闸基的抗渗稳定性。护底桩号0-015—0-008 段，主槽段上游护底顶高程为1 015.0 m，滩地段上游护底顶高程为1 016.0 m，长度均为7 m，采用格宾石笼护底，厚0.5 m。格宾石笼单块尺寸为2.0×1.0×0.5 m，长边垂直水流方向布置。铺盖桩号0-008—0-003 段，主槽段铺盖顶高程为1 015.0 m，滩地段铺盖顶高程为1 016.0 m，均与相应上游护底顶高程一致，长为5.0 m，采用0.5 m 厚C30 钢筋混凝土结构，上下游设齿墙，其下设0.1 m 厚C15 素混凝土垫层和0.3 m 厚碎石垫层。河道两岸挡墙采用C30 钢筋混凝土悬臂式挡土墙结构，顶宽0.5 m，底宽4.0 m，临水侧为直立面，背水侧边坡1∶0.1，边墙高4.5 m。铺盖与挡墙趾板接缝设止水，止水采用橡胶止水带。

蓄水闸室段。主槽段蓄水闸总宽86 m，闸长8 m（桩号0-003—0+005），闸轴线上游底板厚2.5 m，闸轴线下游底板厚1.4 m，挡水高度3.0 m，闸顶高程1 018.0 m。闸门轴线上游底板顶面与铺盖齐平为1 015.0 m，考虑闸门支撑布置，闸门轴线下游底板高程降低1.1 m，高程为1 013.9 m。根据闸门开启宽度和上下游施工检修要求，在顺水流方向，底板长度取8 m，闸墩顶高程1 020.5 m。闸室底板采用C30 钢筋混凝土结构，采用钢闸门，共设两孔闸门，单孔宽40 m，左侧及中间设一闸室，宽度分别为3.5 m 和6.0 m。

下游连接段设计。下游连接段包括消力池、海漫。消力池紧邻蓄水闸室下游布置。主槽段消力池与闸室底板水平连接，底板高程为1 013.9 m，池长为8 m（桩号0+005—0+013），池后设0.5 m 高消力墩；滩地段消力池高程1 015.28 m，与其后海漫齐平，消力池池长为8 m，池后亦设0.5 m 高消力墩。消力池均采用C30 钢筋混凝土结构，厚500 mm，上下游设齿墙。为减小渗透压力，消力池底板均设有3 排排水孔，预埋φ100PVC管，排距为1 m，孔距为1.5 m，梅花型布置。河道两岸边墙采用C30 钢筋混凝土悬臂式挡土墙结构，顶宽0.5 m，底宽4.0 m，临水侧为直立面，背水侧边坡1∶0.1，边墙高4.5 m。消力池底板与边墙接缝、与闸室底板接缝以及边墙与闸室边墩接缝均设止水，止水采用橡胶止水带。消力池底板和边墙基础下均设0.1 m厚C15 混凝土垫层，其下部为0.5 m 厚级配碎石垫层，碎石底部设1 层土工反滤布。海漫为桩号0+0+013—0+0+023 段，消力池下游海漫长度均为10 m，采用格宾石笼结构，厚0.5 m，格宾石笼底部铺设1 层反滤布。主槽和滩地边墙采用格宾石笼扭面与生态护岸衔接。

3.3.2 生态护岸

生态护岸设计主要考虑河道蓄水区岸坡受风浪掏刷和泄洪水流的冲刷破坏，影响岸坡稳定安全。生态护岸为蓄水闸上下游近坝段护岸，左右岸上下游各0.1 km，总长度约0.40 km。护岸坡度设计为1∶2.0。结构形式：蓄水位1 018.0 m 以下0.5 m 采用格宾石笼，防止护岸冲刷破坏；蓄水位1 018.0 m 以下0.5 m至顶护岸高程为土石笼袋，防止护岸冲刷破坏，同时可种植水生植物、美化环境；岸坡护脚为格宾石笼，深入河床地面以下2.0 m，底部铺设1 层土工反滤布。

4 施工组织设计

4.1 施工条件

在施工组织设计中，施工总体布置本着有利于生产、方便生活、快速安全、经济可靠、易于管理的原则进行，选择技术先进合理可行的施工方案，施工机械设备选择能耗低、符合国家节能要求的产品。施工点集中布置，以减少临建设施数量，降低能耗。交通运输条件便利，对外交通道路与永久道路相结合，施工期间尚需修建场内施工道路，与场外道路相连接。

4.2 施工导流

泥河村生态蓄水工程等别为Ⅴ等，主要建筑物级别为5 级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）的规定，确定导流建筑物级别为5 级，根据工程枢纽布置及地形条件，蓄水闸的施工，采用分期导流方式。施工时，先左岸后右岸，即先围护左岸，在闸坝左侧修筑一期围堰，围堰挡水，右岸束窄河床泄流，进行左岸蓄水闸坝段施工，汛前完成左岸蓄水闸坝段施工。

5 工程管理

该工程按所辖范围划片管理，管理权隶属山阴县水利局，山阴县水利局下设泥河村生态蓄水工程管理站，具体负责泥河村生态蓄水工程枢纽建筑物管理和调度运行，调度运行整体服从桑干河管理局。