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安全技术交底

2013-12-12   作者:刘晓恒   安全管理 > 管理交流 > 正文
滦河迁安段生态防洪综合技术研究内容摘要滦河进入迁安城区盆地后,由于河道坡降变缓,河床开阔,主槽行洪能力降低,尤其左、右支行洪区内0.82万人存在着严重的安全隐患。滦河生态防洪工程采用包括工程、生态及管理等
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滦河迁安段生态防洪综合技术研究

内容摘要

 
滦河进入迁安城区盆地后,由于河道坡降变缓,河床开阔,主槽行洪能力降低,尤其左、右支行洪区内0.82万人存在着严重的安全隐患。滦河生态防洪工程采用包括工程、生态及管理等方面的综合治理措施,解决临河城市发展建设所带来的一系列环境与生态问题,使社会可持续发展与河流健康形成和谐与相互促进的关系。在满足河流功能要求的同时,取得了最佳的环境、经济和社会效益,使人类和河流达到相互和谐与统一。
 
关键词:迁安市;滦河防洪工程;生态;可持续发展
 
 
目     录
 
内容摘要………………………………………………………………………………I
引    言………………………………………………………………………………1
1  基本情况  ……………………………………………………………………… 2
2   项目建设的必要性………………………………………………………………3
    2.1  洪水分析 …………………………………………………………………3
    2.2  存在的防洪问题 …………………………………………………………3
2.3  存在的主要环境问题 ……………………………………………………4
2.4  滦河左岸城区防洪旧堤制约着迁安市经济及城市发展 ………………4
2.5  迁安市经济发展迫切需要以全新理念治理滦河河道 …………………5
3  滦河生态防洪综合技术项目的基本理念、原则及思………………………… 6
    3.1  基本理念………………………………………………………………… 6
3.2  基本原则 …………………………………………………………………6
3.3  基本思路………………………………………………………………… 6
4  工程布置 …………………………………………………………………………8
4.1  滦河河道治理 ……………………………………………………………8
4.2  生态环境治理  ………………………………………………………… 8
5   项目示范阶段建设………………………………………………………………9
5.1  工程技术措施 ……………………………………………………………9
5.2  生态技术措施  ………………………………………………………… 13
5.3  橡胶坝 ………………………………………………………………… 13
5.4  项目区生态环境修复 ………………………………………………… 17
参考文献…………………………………………………………………………… 20

 

引   言

 
迁安市社会经济建设发展较快,但同时也带来资源的消耗和生态环境问题,尤其是滦河及其两岸的生态环境问题,急需以一种全新的理念进行调整和改善。此外由于迁安市依河而建,经济发展迅速,城市及沿河人口数量不断增加,这种状况又加大了洪水淹没损失与防洪负担,对河道防洪、疏浚、滩区生态环境及邻河城市环境都造成严重的负面影响。历史上的滦河洪涝灾害频繁,给沿河两岸广大人民群众生命财产造成了重大损失,同时也带来严重的生态环境问题 
 

1  基本情况

迁安市位于河北省唐山市东北部,燕山南麓,长城脚下,是一个典型的半山区县级市,市域集中在滦河河谷盆地,面积20km2,城市人口20.5万人。迁安市地处暖温带半湿润大陆性季风气候,多年平均降雨680㎜,年最大蒸发量1400㎜,冬春季节干燥多风,降雨主要集中在夏季,且年际变化和年内分配极不均匀,常有干旱、洪涝等自然灾害发生,对工农业生产及人民生活影响较大。迁安市地理位置优越,交通便利,资源丰富,并处于京津唐一级开发区,在2008年迁安市GDP已达495亿元,全部财政收入71.2亿元,地方一般预算收入20.1亿元,人均可支配收入16132元,农民人均纯收入8462元,在全国百强县(市)评比中名列第25位。
滦河是华北地区第二大河,发源于承德地区丰宁县西北的小梁山,到乐亭县注入渤海,滦河是支流众多,水量丰沛的水系,经 “龟口”进入迁安,境内全长为52.59Km。沿途分别有刘皮庄沙河、隔滦河、马兰庄沙河、三里河等汇入,河面平均宽为0.5~1Km,整个地形由西北向东南倾斜。主河道由龟口至小营为山区河道,以下分为两支,现左支为主河道,右支沿张庄、潘营村西南,经城区西关、黄台山向下至凌庄与西支汇合并为主河道直至出境。东西两支行洪滩地有迁安镇西里铺党工委5个行政村约8007口人,耕地533hm2
 
 

2  项目建设的必要性

2.1  洪水分析

迁安市洪涝灾害主要由于暴雨集中和长时间降雨引起山洪暴发,河水漫溢所致。据1949年到1985年统计,37年共发生洪水灾害19次,其中较大洪水灾害7次。1949年滦河迁安市洪峰流量12800m3/s,1958年12600 m3/s,1959年10100 m3/s,1962年24800 m3/s,这些年份迁安市区均被洪水围困,其中1962年滦河市区段左岸坍塌近80m,张庄到城区南20多km的河道洪水漫溢,坎下170Km2盆地一片汪洋,水深1~3m,市区被洪水淹没达33h,城关的6个乡镇全部受淹,冲倒房屋近万间,城区内外工厂、企业、学校也被洪水淹没。
纵观历年滦河洪水,每遇较大洪水时,洪水破堤漫溢,造成大范围受灾;而中小洪水则易使河道主槽摆动,造成河岸坍塌,河滩地冲蚀,直接影响到河滩地的安全稳定,威胁到中心滩地及两岸广大人民群众的生命财产安全。滦河上游建成的潘家口水库,对大水年份的洪峰流量有明显的削减作用,减轻了迁安市的洪水灾害,但相对增加了发生中小洪水的机遇,对滦河河床的稳定不利。

2.2  存在的防洪问题

2.2.1  滦河迁安市段河道现状

自20世纪80年代以来,由于滦河上游修建了潘家口、大黑汀两座大型水库拦蓄径流,滦河除汛期过水外,平时下泄的流量较少,尤其枯水期几乎没有造床流量。加之近年来干旱少雨,以及人类经济活动对河道的影响,不仅导致迁安盆地地下水逐年降低,地下水采补失调,城区5800多眼工农业及生活用井报废,而且造成河道自然景观的破坏,主要表现在河道淤积抬高、河道萎缩、河滩裸露、植被褪化、生态种群减少、采砂
坑密布、房屋及树木侵占河道及行洪滩地、建筑及生活垃圾无序堆放以及河道内外的污染等。尤其迁安城区西部2.3万亩沙滩成为沙尘天气的主要污染源,严重影响了区域生态环境质量。

2.2.2  防洪工程老化、失修,市区及待开发区存在洪水威胁

自1962年发生百年一遇洪水以来,迁安市在沿河两岸修建了大批防洪渡汛工程(主要以丁坝群为主),尤其是1963年在城区西部修建了长13km左岸防洪堤,在一定程度上减轻了洪水对沿河两岸及迁安市城区的威胁,但这些工程结构简单、形式单一,而且自然老化和人为破坏严重,不能从根本上解决沿河两岸的防洪问题,尤其是城区防洪大堤南段已基本失去防洪能力,如遇超标准洪水,势必回灌城区盆地,直接威胁市区安全。

2.2.3  缺乏科学系统治理,工程管理薄弱

滦河进入迁安城区盆地后,由于河道坡降变缓,河床开阔,主槽行洪能力降低,尤其左、右支行洪区内0.82万人存在着严重的安全隐患。虽然滦河经过防洪工程规划,但一直未实现统一、有效的管理,堤防、护岸、清淤、清障等河道整治工程多为临时性或局部性的措施,加之资金投入较低,管理人员、交通工具、通讯设施配置较少,管理维护工作跟不上,当发生较大洪水时,防汛物资、人员调度困难,更无法对汛期左、右支洪水进行科学的调度。此外,滦河迁安市段缺乏系统的治理规划,急需按照新的防洪理念,全面开发和治理河道。

2.3  存在的主要环境问题

由于潘、大水库的兴建,滦河河道径流锐减,河道及滩地失去了维系生态环境及景观的水体,造成大范围土地干化、沙化,而且河水补给地下水的能力亦明显降低。

2.3.1  上段环境问题

滦河迁安段上段局部河床淤积十分严重,加之矿区的水土流失和无章堆放弃料,改变了河流形态,增加了河道的不稳定性,严重影响下游河道行洪。同时铁矿废弃物堆放缺乏规划,破坏了河滩和两岸环境。

2.3.2  中段环境问题

中段河道由于滦河常年少水,不仅存在滦河河床淤高的问题,而且造床作用减弱,各股深槽行洪没有规律,有的常年断流,河滩地及两岸坡地缺乏绿化,到处可见风积沙丘,水土流失十分严重。尤其城区西部万亩沙滩,每逢冬春两季,黄沙蔽日,能见度极差,严重影响迁安市区环境。

2.3.3  下段生态环境问题

下段河道两岸绿化和水土保持亦比较薄弱,部分河段淤积较为严重,废弃料无序堆放,致使河槽不固定。

2.4  滦河左岸城区防洪旧堤制约着迁安市经济及城市发展

滦河左岸城区防洪旧堤曾对城区防洪安全起到了一定保护作用,但随着迁安市经济及城市的迅速发展,防洪旧堤已满足不了城市防洪要求,且防洪旧堤已处在城中,与城市发展极不协调,限制着城区向西部发展,所以,应及早修建高标准生态防洪大堤,从而实现“一河两区”建设格局,改善和美化迁安城区西部生态环境。

2.5   迁安市经济发展迫切需要以全新理念治理滦河河道

社会经济建设的发展和文明的进步,不能仅以GDP增长指标来衡量,也不能靠以消耗资源和破坏环境为代价来维持,而必须建立在合理开发和利用水土资源以及保护生态环境的基础上。近年来,迁安市社会经济建设发展较快,但同时也带来资源的消耗和生态环境问题,尤其是滦河及其两岸的生态环境问题,急需以一种全新的理念进行调整和改善。此外由于迁安市依河而建,经济发展迅速,城市及沿河人口数量不断增加,这种状况又加大了洪水淹没损失与防洪负担,对河道防洪、疏浚、滩区生态环境及邻河城市环境都造成严重的负面影响。因而改善滦河迁安段生态环境,处理好城市与毗邻河流的协调发展关系已成为迁安市经济可持续发展的关键因素。
 

3  滦河生态防洪综合技术项目的基本理念、原则及思路

3.1  基本理念

和谐理念不仅体现在构建人与人之间的社会和谐关系上,而且在人与自然如何相处关系上也至关重要。如何处理好人类与河流的相互关系,采用怎样的措施综合治理河流,已成为当今社会治水的重要研究目标。在滦河迁安段综合治理的研究过程中,通过建立河流评估指标、确定河流与周边环境的相互关系、建立河流环境生境因子与生物因子的相互关系、确定河流健康评估参照系统和河流生态工程评估原则等,获得现实滦河河流系统环境状况,包括水文、水质、地质地貌、生态等的评价,提出了“与水和谐相处”的河流综合治理思想,进而作出河流治理的决策并付诸实施。

3.2  基本原则

按照“全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理”的原则,处理好局部与全局、长远与当前、除害与兴利以及河流上下游的关系,强调防洪与生态恢复相结合,工程措施与非工程措施相结合,形成一种全新理念的防洪体系。采用包括工程、生态及管理等方面的综合治理措施,解决临河城市发展建设所带来的一系列环境与生态问题,使社会可持续发展与河流健康形成和谐与相互促进的关系。在满足河流功能要求的同时,取得了最佳的环境、经济和社会效益,使人类和河流达到相互和谐与统一。

3.3  基本思路

根据滦河迁安河段毗邻城市的的特点,结合临河城市发展总体规划,引入市场机制,进行滦河生态防洪综合治理。
(1)根据高投入、高回报的市场法则,进行高标准的防洪工程建设,大大提高城市防洪安全度,为城市建设特别是临河带城市发展建设提供坚实可靠的基础。
(2)堤防建设与城市建设结合配套,让宽阔、坚固的堤防成为城市的交通要道,拉近城市与河流的距离,密切城市与河流的关系。采用生态型护坡材料,修建绿色堤防,形成河岸一道宏伟、亮丽的风景线。
(3)进行高标准的河流生态恢复工程建设,通过采取沿河两岸工矿企业整顿乃至取缔措施以及修建上游水土保持工程、市区河段橡胶坝蓄水工程,进行滩区沙荒地治理与沟汊的湿地恢复,沿河道主槽修建绿道。提高河流环境的生物多样性与河流生态系统的生产能力,提高河流生态系统的自我恢复能力。
(4)配合河流生态恢复,配合城市建设,进行高标准的自然景观与人文景观的建设。在保证安全行洪的前提下,修建人工湖、构筑湖中休闲岛,修建沿河风景区与各种文化娱乐设施和标志碑。营造优美的河流环境与临河带环境,使原临河带沙荒地置换为利用价值大大增加的城市发展建设用地。
(5)建设临河城市的环境、提高防洪标准。防洪标准的提高使得建设区土地增值,投资环境改善。再通过土地置换的方式获得建设资金,以城市建设回报河道综合治理的前期投入,形成河道治理与城市建设相互依赖、相互促进的良性循环机制。
 
 

4  生态环境整治

4.1  滦河河道

根据水沙数学模型按10年一遇洪水留出河道深槽,根据冲刷深度,用抛石固定主槽并使之固定,用以渲泄常遇洪水和河道基流;10年一遇洪水以上、20年一遇洪水(中段50年一遇洪水以下)滩地,规划种植低杆作物和植草。20年一遇洪水(中段50年一遇洪水以上)的两岸滩地规划植树造林防风固沙。河道两岸根据地形条件规划设置林带,林带最小宽度不小于50m,使两岸形成绿色长廊,绿化美化环境。
根据以上规划原则,上段植树面积为680亩,其中乔木397亩,灌木283亩;中段为4830亩,其中乔木1574亩,灌木3256亩;下段为2400亩,其中乔木1180亩,灌木1220亩。

4.2  河道两岸

一是对两岸的采矿区做出水土保持规划与绿化规划,严格弃渣堆放,使之既不侵占河床,又不造成水土流失淤积河道,并要改善现有环境。二是河道两岸的耕地及坡地,现状水土流失严重,做好以水土保持为主的绿化美化规划工作。
 
 

5  项目示范阶段建设

项目示范区位于城区西部滦河左岸,主要建设内容包括:滦河左岸三里营至凌庄段5.2Km防洪大堤、6Km防洪撤退路以及美化、绿化、亮化等工程。项目示范区从2003年8月开始建设,到2003年12月完成全部建设内容,总工程量421万m3,栽植各种乔灌苗木2.2万株,绿化面积31万m2,亮化灯具175盏,共投入资金0.85亿元。

5.1  工程技术措施

采用挖河、挖湖与筑堤相结合措施,利用砂砾卵石混合料压实及复合土工膜防渗技术填筑防洪大堤及撤退路,并进行坡面防渗。迎水坡采用土工格室护坡,上面覆土便于绿化,背水坡直接覆粘性土以便于绿化,。

5.1.1  防洪大堤及撤退路基本情况

(1)工程等级
参照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000),确定滦河迁安市段防洪工程为Ⅲ等工程,防洪堤为3级建筑物。
(2)防洪标准
大堤防洪标准:50年一遇;校核标准:100年一遇。
撤退路防洪标准:10年一遇;校核标准:20年一遇。
(3)设计及施工规范
《堤防工程施工规范》(SL260-98)
《堤防工程设计规范》(GB50286-98)
《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)
《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》(SL/T225-98)
《浆砌石坝设计规范》(SL25-91)
《水利水电施工技术规范汇编》续编
《水利水电工程施工质量评定规程》(SL176-1996)
《水利基本建设工程验收规程》(SL223-1999)
《水工混凝土施工规范》(DL/T-2001)
与本工程有关的规范、规程和标准
(4)基本情况
防洪大堤长5.2Km,顶宽50m,迎水坡边坡比1:5,背水坡边坡比1:3;撤退路长6Km,顶宽9m,迎水坡边坡比1:5,背水坡边坡比1:3。

5.1.2  施工过程

(1)料场选择、清表及砂砾料级配要求
结合河道清淤整治,料场布置于滦河主河槽附近,均为砂砾料。取土开挖边坡为1:2,首先进行料场清表。填筑大堤后,要将料场范围内的河道沿原河道纵坡进行整平。局部有树木、草皮的位置,树木草皮全部清掉,并清除表层土及树根、杂物,清表粘性土集中堆放以备利用,建筑垃圾和其他杂物按指定位置集中堆放。砂砾料中要求无泥土夹层或夹杂土块等,且含泥量(粘粉粒)不大于5%;砂砾料中大于0.06m的砾石不得集中,一般控制在5%~20%较适宜;砂砾料的最大粒径不大于0.15m。
(2)清基及基础处理
基面清理范围在设计堤坡脚线以外1.0m,表层清理深度控制在0.5m左右,堤基范围内的坑、槽、沟等应按照堤身填筑要求进行处理,地面陡于1:5时,不得随坡碾压,要采用消坡或开凳的方式,分层填筑。
(3)砂砾料开采与填筑
在砂砾料填筑施工过程中,主要控制以下项目:
①采料方式:鉴于料场砂砾料沉积特性,开采方式采用立面混合开采,一次到位。
②铺料:砂卵石铺土第一层厚度不超过0.3m,其它层厚度不超过0.5m(以碾压试验核定的铺料厚度为准),要求铺料混合均匀,不得出现大颗粒集中。砂砾料的迎空处压实的影响因素很多,为保证砂砾料堤坡在设计断面内的压实密度达到设计要求,控制上下游堤坡的削坡余量0.8m左右。
③洒水碾压:根据碾压试验确定砂砾料含水量控制在6%左右较适宜。
④碾压搭接:碾压过程中应分段碾压,相邻两段交接带形成45度角坡状碾压彼此搭接,顺碾压方向搭接长度不小0.3~0.5m,垂直碾压方向搭接宽度为1.0~1.5m。
(4)坡面清表粘性土填筑
堤身迎水坡填筑材料主要采用清堤基和料场清表粘性土填筑,要求压实度不小于0.90,超填余量0.5m
(5)浆砌石砌筑
①浆砌石石料应选用新鲜块石,不得使用有尖角或薄边的石料,石块最小边尺寸应大于20㎝。砌筑前,石料表面的泥垢要冲洗干净,保证石料表面湿润。
②浆砌石采用坐浆法分导筑,铺浆厚度3~5㎝,随铺浆随砌石,砌缝需用砂浆充填饱满,砌缝内砂浆应采用扁铁插捣密实,严禁先堆放石块再用砂浆灌缝 ,上下层砌石错缝砌筑,砌体外露面平整美观。
③浆砌石锁口、水簸箕外露面用水泥砂浆抹面,抹面厚度2㎝。水泥与砂的配比为1:2。
④浆砌石锁口、护脚、框格、水簸箕砌筑时,沿纵横向每10㎝设置一条沉降缝,缝内填塞闭孔塑料板。
(6)复合土工膜的铺设
设计采用复合土工膜为两布一膜,上下两层无纺布单位面积重量均为150g,PE膜厚0.3㎜,单位面积总重量为570g。断裂强力≥10KN/m,断裂伸长率30~100%,CBR顶破强力≥1.8kN,剥离强度≥6.5N/㎝,撕破强力≥0.3kN,渗透系数≤10-10㎝/s,耐静水压力0.6Mpa。
①基层处理与垫层施工
砂砾石堤身断面削坡完成后,除去石块、树枝、铁丝等尖锐物,然后铺垫厚度20㎝的中砂,适当洒水,并用拍板或滚筒整平。
②土工膜铺设工艺
堤身复合土工膜从上到下铺设,迎水面水平段自坡脚向外铺设;土工膜长向顺堤轴线铺设。铺膜时注意张弛适度,要求土工膜与垫层结合面务必吻合平整,避免人为和施工机械的损伤。
③焊接工艺
第一幅土工膜铺好后,将需焊接的边翻叠(宽度约60cm),第二幅反铺在第一幅膜上,调整两幅膜焊接边缘走向,使之有约10cm搭接,以利焊接机运行。对留边不齐的需进行修剪,膜有褶皱处需展平,以免影响焊接质量。
织物的缝合采用手提封包机,用高强维涤纶丝线。缝合时针距在6㎜左右,织物的连接面要求松紧适度,自然平顺,确保膜与织物联合受力。
土工膜连接完成,将第二幅翻回铺设好。再依次循环施工。
(7)土工格室
设计采用格室高度200mm,焊接间距400mm,片材厚度1.3mm,材料为PE+助剂,颜色采用墨绿色,片材抗拉强度>3kN/m。焊接处抗拉强度>2.0 kN。格室连接采用双结点连接,两结点和抗拉强度>2.0kN。
土工格室采用防滑钉固定,防滑钉采用 12钢筋,长度0.6m,一头弯勾,紧紧挂住土工格室临空面,另一头尽量尖锐,钉入堤身内,防滑钉布置横纵向间距均为1.5m,施工完成后防滑钉不允许拔掉。
格室内填筑砂砾石与清表粘性土的混合料,其配比为1:1,砾石粒径要求2~5cm。粘土可采用清表沾性土或矿山剥离表层粘土,砾石与粘应充分混合土工格室,并整平夯实。填筑完成后,砾石土应高于土工格室50cm,然后可在表层植草。
(8)塑网石笼
塑网石笼网面采用SG高强度工程塑料网,网眼规格为74×74mm,幅宽2.0m。单筋拉伸力纵向275N/根,横向260N/根,最大拉伸力6.0kN/m,塑网石笼两种规格尺寸(长×宽×高)分别为4.0×4.0×1m和4.0×5.0×1m。
工程塑网接缝处搭接宽度不低于两排网眼宽度。接缝采用尼龙绳缝制双道,针脚长度应小于3倍网眼长度,接缝抗拉强度应不低于单层网片抗拉强度。石笼表层和底层网片之间采用尼龙绳扎结固定,保持石笼高度一致,防止网片松动及笼内石料滚动堆积,扎结点纵横间距均为1.0m。
塑网石笼中的石料要求80%以上的粒径大于网眼尺寸。
迎水坡护脚及塑网石笼工程施工后,应将坡脚以上恢复至原地面高程。
(9)钢丝网石笼
设计指标:
①钢丝网材料选用高镀锌钢丝编制,网线直径采用φ2.8㎜,抗拉强度>400Mpa,含锌量>250g/㎡。框线采用φ3.2㎜。钢丝石笼两种规格尺寸(长×宽×高)为2×4×1m和2×5×1m,长边分别间距2m和2.5m加一道隔挡,每2×2m和2×2.5m设置一道内八角连线。钢丝石笼顶片采用整片钢丝网,并用专用绑丝与周边钢丝网绑扎在一起,间距不超过20㎝。钢丝石笼护做好后,利用粘性土灌缝,并使其表面覆土厚度达到0.1m。
②钢丝网型号选用90×130㎜,抗拉强度>400 Mpa。
施工要求:
①基底、坡脚和坡面应清理整平并夯实,达到牢固稳定。
②网目要均匀,不得扭曲变形,网孔极限偏差±5%,单个钢丝网符合设计要求的抗拦强度和抗剪强度。
③将钢丝石笼进行组装,用扎线连接,由边缘起连接,每20㎝处绕2-3圈后继续,成型后,内设八字线进行箱体定型,再将成型箱放入固定位置,与相邻箱体用扎线连接,层箱连接完成后,用木(铁)杆(长6m以上)顺层箱边缘临时固定,以保证层箱体装料后线条流畅。
④保证80%以上的石料粒径大于网孔直径,并要求石料粒径不得大于网孔直径的两倍。
⑤填料达1/4时,用小碎石或砂砾石进行密实填充,调整箱体线形,并用钢钎夯密实一次,添加碎石或砂砾石为20%左右。
箱体高度误差不得大于5㎝,长度每米误差不大于3㎝,封口连接扎线受力后,缝宽不大于3㎝。

5.2  生态技术措施

因大堤处于城区段,边坡采用高标准绿化形式,植草或栽植各种景观苗木,大堤外侧30m占地范围内栽植火距、垂柳等景观树木,大堤内侧30m占地范围内的绿化、亮化及景观建设与黄台湖带状公园相互结合,形成一道绿色防洪屏障。

5.3  橡胶坝

项目建设中共修建三道橡胶坝,现以一号橡胶坝为例,介绍橡胶坝建设的基本情况。

5.3.1  号橡胶坝工程位置

根据实地查勘,初步选择两个坝址方案进行技术经济比较。方案Ⅰ位于“鱼嘴”下游143m,在河道左右支分别布置橡胶坝、进水闸和管理房;方案Ⅱ位于鱼嘴上游127m,河道中央设一道橡胶坝,在两岸设进水闸。
(1)方案Ⅰ
该方案位于鱼嘴下游143m,在河道左、右支分别布置橡胶坝和进水闸:左支布置进水闸1孔,净宽5.0m,过水流量20m3/s,闸室为开敞式钢筋混凝土结构,橡胶坝长280m,共4孔,单孔净宽69.0m,坝高2.0m;右支布置进水闸5孔,单孔净宽5.0m,设计流量160m3/s,闸室为开敞式钢筋混凝土结构,橡胶坝长105m,共2孔,单孔净宽51.0m,坝高2.0m。
(2)方案Ⅱ
该方案建一道橡胶坝,位于鱼嘴上游127.0m,在河道左右岸,分别布置左、右进水闸,引水流量同方案Ⅰ。左进水闸1孔,单孔净宽5.0m ;右进水闸5孔,单孔净宽5.0m。挡水橡胶坝位于河道中央,坝长490m,共7孔,单孔净宽69m,坝高2.0m。
(3)工程位置方案经济比较
根据两方案结构布置,橡胶坝经济指标比较见下表5-6。
表5-6           橡胶坝投资比较表            单位(万元)
序号 工程项目 方案Ⅰ 方案Ⅱ
1 橡胶坝 1613.31 1874.94
2 机电设备 407.92 374.92
3 金属结构 103.29 103.29
4 合计 2124.51 2353.15
 
经方案综合比较,得到结论为:方案Ⅰ具有投资省、坝下出水水流条件好、对河道两岸及河心洲冲刷小、有利于河床稳定等突出优点。而且管理运用方便,有利于左支引清水,控制泥沙进入左支河道,集中右支河道冲沙泄洪。方案Ⅱ虽然工程布置紧凑,枢纽工程集中,但对上游防洪有些影响且投资较大,且不具备方案Ⅰ有利于河床稳定等突出优点。
根据以上综合技术经济比较,方案Ⅰ为选定方案。

5.3.2  橡胶坝布置结构

由“二期可研”及其审查意见的结论,挡水建筑物的型式确定为橡胶坝,故本初设不再进行结构型式比选。具体设计如下。
在河道左右支分别布置橡胶坝和进水闸。为加强小洪水冲砂效果,集中水量利用右支河道冲砂,右引水闸布置在河床最低处,底板高程为61.0m,基本与河床平齐。橡胶坝底板高程为61.5m,比河床稍微抬高,避免泥沙淤积对橡胶坝袋产生不利影响。
(1)右支河道建筑物布置
该方案包括进水闸位于河道右岸,橡胶坝位于河道左岸,进水闸和橡胶坝之间设钢筋混凝土导流墙,该工程由闸前连接段、闸室段和消能防冲段组成。
闸前连接段:顺水流方向长度30.0m,河底宽度133.0m,由高镀锌钢丝石笼防护段长10.0m、浆砌石防护段长10.0m和钢筋混凝土铺盖长10.0m 组成,两岸坡为钢筋混凝土圆弧挡土墙。
闸室段:由进水闸闸室、橡胶坝组成。闸室长7.5m,5孔一联,开敞式大底板钢筋混凝土结构,孔口尺寸为宽5.0m×高3.0m×5孔。工作门为直升式平板钢闸门,5台卷扬式启闭机,型号QPQ-2×8t。工作门前设检修门,为叠梁式,1扇。橡胶坝布置在右进水闸左侧,坝长105m,2孔,坝高2.0m,钢筋混凝土基础顺水流长7.5m。
消能防冲段:由钢筋混凝土消力池、浆砌石、高镀锌钢丝石笼海漫和抛石防冲槽组成。进水闸消力池总长15.0m,其中斜坡段长5.0m,水平段长10.0m,消力池深度1.0m。橡胶坝消力池总长10.0m,其中斜坡段长3.0m,水平段长7.0m,消力池深度0.4m。海漫及防冲槽总长40.5m,前段长10.0m,后段长10.0m。防冲槽宽20.5m,采用块石抛填。
(2)左支河道建筑物布置
该工程由进水闸、橡胶坝组成。进水闸位于河道左岸,橡胶坝位于河道右岸,进水闸和橡胶坝之间设钢筋混凝土导流墙,该工程由闸前连接段、闸室段和消能防冲段组成。
闸前连接段:顺水流方向长度30.0m,宽度286.0m,由高镀锌钢丝石笼段长10.0m、浆砌石防护段长10.0m和钢筋混凝土铺盖长10.0m组成。两岸坡为钢筋混凝土圆弧挡土墙。
闸室段:闸室长7.5m,1孔一联,开敞式大底板钢筋混凝土结构,孔口尺寸为宽5.0m×高2.5m×1孔。工作门为直升式平板钢闸门,1台卷扬式启闭机,型号QPQ-2×8t。工作门前设检修门,为叠梁式,1扇。橡胶坝布置在右进水闸左侧,坝长280m,4孔,坝高2.0m,钢筋混凝土基础底板长7.5m。
消能防冲段:由钢筋混凝土消力池、浆砌石、高镀锌钢丝石笼海漫和抛石防冲槽组成,防护要求与右支相同,宽度与对应的建筑物宽度相同。

5.3.3  橡胶坝供排水系统

1号橡胶坝分左坝和右坝。橡胶坝底板高程61.5m,设计坝高2.0m。坝内充胀介质为水,设计内压比为1.3。左坝长280m,分为4段,每段长70m。右坝长100m,分为2段,每段长50m。坝袋容积为7.35m3/m。橡胶坝充坝时间,左坝为11h,右坝为4h,坍坝时间均为2h。
坝袋充水方式采用动力式,每处橡胶坝利用1台深井泵进行充坝。坝袋坍坝方式自流排放同时利用潜水泵强排。坍坝时先将坝袋内的水排至集水池,再通过潜水泵排至下游。

5.3.4  系统运行方式

(1)充坝:开启充水深井泵,经DN350管向各橡胶坝袋充水,待充坝至设计内压时,由各坝袋压力变送控制器控制,关闭相应各坝袋充水管进口电动闸阀,当全部坝袋都充至设计内压时,充水泵关闭;当运行中坝袋内压降至设计内压下限时,由各坝袋压力变送控制器控制,首先开启相应坝袋充水管进口阀门,再启动充水泵,待充坝至设计内压时,依次关闭充水泵、进口阀门;当压力变送控制器失控,坝袋内压达到设计内压上限时,溢流管溢流同时报警。
(1)自排坍坝:打开各坝袋进口充排水管阀门,同时打开总排水阀,靠橡胶坝内外压差和坝前水压作用自行坍坝。
(3)机械坍坝:在自流坍坝的同时,打开与集水池连通阀门,坝袋内的水汇流至集水池,此时开启池中潜水泵,排水至下游。在坍坝到一定程度时,需关闭自流排水总阀,防止坝下游的水回流集水池,造成循环排水。

5.3.5  电气

1号橡胶坝分为左坝、右坝及管理所三部分,用电设备包括橡胶坝充排水设备、闸门启闭设备以及监控、照明和管理生活设施等,其中左坝用电设备有一台37kW深井供水泵及布置在泵房内的3台11kW集水池排水泵、1台0.75kW集水井排水泵、4个1.5kW和3个2.2kW电动闸阀、1台3.7kW工作闸门启闭机;右坝用电设备有一台37kW深井供水泵及布置在泵房内的2台7.5kW集水池排水泵、1台0.75kW集水井排水泵、3个1.5kW和1个2.2kW电动闸阀、5台3.7kW工作闸门启闭机和1台2×7.5kW检修闸门电动葫芦;管理所除照明、监控用电外,还有锅炉设备、生活水井、食堂等用电负荷。用电设备电压均为380/220V。

5.3.6  橡胶坝施工

 (1)土方工程
土方开挖由74kw推土机向河道上、下游分层推运至河道两岸,部分用于护坡填筑,多余弃土由装载机装自卸汽车运至指定地点。
两岸堤防填筑应本着挖填结合的原则,分层碾压夯实,填筑至设计高程后,机械配人工削坡达设计断面。
土方填筑采用74kw履带拖拉机碾压。铺土厚度20~35cm,碾压6~8 遍。填方土料的含水率及压实度须满足设计要求。
(2)混凝土施工
橡胶坝混凝土施工采用统一布置的混凝土拌和系统拌和,水平运输采用0.4 m3机动翻斗车,底板浇筑经活动脚手架直接入仓。
两岸护坡及挡土墙混凝土施工,均采用0.4 m3机动翻斗车运输,经溜槽入仓。
泵房施工及设备安装参照《泵站施工规范》要求进行,并注意防渗要求,使橡胶坝正常运行。
(3)坝袋安装
坝袋安装有锚固槽式和板压式两种,1-3号橡胶坝均采用双线楔块锚固,必须在底板上设置锚固槽,锚固槽尺寸精度要求较高,要求尺寸误差不超过正负5mm,槽口线和槽底线一定要直,槽壁要求光滑平整无凸凹现象。可采用二期混凝土施工或一次成型施工工艺。一次成型工艺即在浇筑底板混凝土之前即将锚固槽模板悬空固定在相应位置,使锚固槽与底板混凝土一次浇筑成型。一次成型工艺可缩短工期,减少工序,混凝土整体性好。
钢纤维混凝土预制宜采用定型钢模板,以保证精度要求。
橡胶坝袋安装,须在锚固槽混凝土达到28d强度之后进行。坝袋就位前应将安装场地清理干净并在坝底板上标出锚固中心线和塌落线位置,坝袋锚固应先下游,后上游,最后侧墙的顺序进行。先从下游底板中心线开始,从左右两侧同时安装。

5.4  项目区生态环境修复

(1)解决的主要问题
①项目建设前林地以经济林为主,林相单一,生态作用不明显;
②植物景观特色不突出,季相变化缺乏;                                                                                                                                
③植物生态系统不完善,乔木、灌木以及草本构成的植物群落没有形成;
④植物生长环境恶劣:干旱、多风、土地贫瘠,河滩地和沙地为主;
⑤河道的绿化种植与防洪安全之间存在矛盾;
⑥防洪堤绿化缺乏系统处理;
⑦农田保护问题、冬季景观单调问题以及风沙问题。
(2)项目区生态环境修复原则
①以保证行洪安全为前提,进行生态环境修复,当发生一定标准洪水时,生态修复及景观工程不会遭到严重破坏;
②充分尊重现状:对项目区内现有的植物应予以保护和充分利用;
③乡土化和生物多样性:采用乡土植物,丰富植物种类,但要突出重点;
④生态化和非园林化:从人工造林、人工养护逐步过渡到自然演替,强化自然野趣,减少维护成本;
⑤群体效果:主干植物或者群落要有一定规模,突出景观的整体感,避免杂乱无章;
⑥季相和林相:展示不同季节植物景观特色,春天生机盎然,夏季郁郁葱葱,秋天万紫千红,冬天苍松翠柏;
⑦林地为主:控制乔木、灌木、草本植物的比重。活动场地镶嵌在林间和滨水地带。
(3)左、右岸防洪大堤及两侧30m占地范围内绿化
在大堤迎、背水坡植草或栽植紫穗槐,两侧30m占地范围内栽植毛白杨、垂柳、火距等树种,使滦河防洪大堤形成一道绿色的风景走廊。
(4)黄台湖水利风景区建设
黄台湖水利风景区以湖水为灵魂、以人文景观与自然环境的有机结合为创作主线,突出公园整体设计“以人为本,天人合一”的特点,是滦河生态防洪综合技术项目的重要组成部分,充分体现了共融式城河和谐关系,是一处环境宜人、景观优美、功能齐全,且集休闲、旅游、度假为一体的国家级水利风景区。
(5)滦河行洪滩地外侧的绿化
在滦河行洪滩地外侧栽植杨树等乔木,形成万亩绿色缓冲区。
(6)滦河上游沿河两岸水土流失治理
为了防止滦河上游水土流失和沿途尾矿砂的排入,关停沿河两岸所有尾矿库和铁选厂,并对流域范围内的所有矿山进行绿化,实施“百矿披绿”工程。

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