河道工程设计

河道工程设计

叶宝玉

福建鸿鑫水电建筑工程有限公司福建省南平市353000

摘要：水利作为国家的命脉和国民经济的基础，党和政府历来非常重视，建国以来，对大江大河除害兴利的治理已取得了很大的成果，有效地促进了国民经济持续发展、保障了人民群众生命财产的安全。近年来，国家把水利建设的重点逐渐转向大量的中小河流和重点县的综合治理，以提高区域和和部分地区的排澇、引水能力及水环境的改善，以利于社会主义新农村的建立和巩固。

关键词：河道工程；水利建设；设计

一.河道设计內容

按照水利工程可分工程规划、工程可行性研究報告、初步设计、招标设计和施工图等设计阶段，不同设计阶段在设计內容和精度上都有不同的要求，但就设计內容应该包括综合说明、工程概況、水文、地质、工程任务和规模、工程布置和設計、环保、水保、施工组织设计、工程管理、征地和移民拆迁、设计概预算、工程经济评价等章节，不同的设计阶段对上述章节有不同的侧重点，其中工程初步设计是最为关键的设计阶段，设计內容最为全面、细致而复杂，而且決定工程規模和工程投资控制的主要依据。

二.工程布置和设计

该章节设计內容包括：设计依据、工程等级和建筑物級別、工程总体布置、河道设计水位及流量、河道设计、堤防设计、防汛公路设计、河道断面型式、河道纵断面设计、支河拉坡设计、河道护岸设计、河道断面特性汇总、工程量计算、河道两岸水系调整等，限于文章篇幅所限，笔者重点介紹河道设计、堤防设计、防汛公路设计、河道断面型式、河道纵断面设计、支河拉坡设计、河道护岸设计、河道断面特性汇总等主要內容。

1.河道设计

⑴河道现状：主要阐述该整治河道起讫点、长度、现状河道线路走向、底宽、底高、边坡、水环境现状、途经乡镇和沿岸工厂居民点、建筑物、跨河桥樑等。

⑵河道线路布置：

i河道线路面置原则：为了节省土地、減少拆迁和工程量，河道拓浚线路应尽量沿用原河道线路的走向，避开沿岸的工厂、居民点、建筑物，体現“以人為本”的理念。河道中心线尽可能与现有桥梁中心线相吻合，並保持桥樑上下游有一定的直线段，以利水流通畅。有条件时，河道拓浚线路应尽量与地区开发、乡镇发展规划相适应。此外，选线还应选择地质条件较好的地段，以利河道整体稳定和施工。

ii河道线路布置：在初步设计阶段河道线路布置必須进行方案比选，包括沿老河两侧、单侧拓浚和裁弯取直等方案，就线路長度、土方工程量、护岸、桥梁、征占地、拆迁、水系調整、经费等进行比选，並充分尊重地方意见，最終采取一个技术上可行、经济上合理、有利于工程实施且得到地方政府、群众支持的最佳方案。

iii河道中心线主要节点坐标，包括河道起讫点、弯道起讫和弯道半径等。

（3）河道断面设计：

i设计原则：要满足设计标准下的引排流量的要求，並能兼顾航运需求，尽可能減少征地拆迁，同時改善水环境。

ii河道底高程确定：要进行不同設計底高程方案比选，最終选择一个经济上合理、技术上可行的设计底高程。

iii河道设计底宽确定：首先要分析现状河道引排能力，其次，根据可行性研究報告中确定的设计底宽，用水面线推算的方法进行复合，以进一步确定河道设计底宽。

iv河道青坎確定：对于较深的河道，为确保河道整体稳定，宜设青坎，其高程和宽度也需进行方案比选，不宜填土筑青坎，一般青坎高程选择地面高程。若河道沿线地面高程相差較大，可分段確定青坎高程。

v河道边坡設計：必須通过河道整体稳定分析进行方案比选來确定，步骤如下：

a合理选取不同地质段土的物理力学指标（c、φ、γ）。

b合理选取水位组合期直接和固接快剪指标。

c工况（水位组合）：一般选择工程完建期和工程运用期以及特殊期，其中完建期河床水位视施工方法而定。

d河道整体稳定分析：可选用成熟的整体稳定分析程序，并最终选择合理的河道边坡。

vi河道平台设计：为有利于直立式护岸设置和安全，一般在护岸底板面高程设置平台，宽度2~3米，并视河道整体稳定情况合理选取。

2.堤防设计

（1）堤防现状：主要阐述河道两岸现有堤防长度、走向、堤顶高程、顶宽、护岸上下限、完好程度等。

（2）设计堤顶高程确定：应严格按照国标《堤防工程设计规范》进行确定，

设计堤顶高程=设计洪水位+波浪壅高+波浪爬高+安全超高

（3）设计堤顶宽确定：根据不同的堤防等级查阅《堤防工程设计规范》确定，一般3~5米。

（4）设计堤防边坡：根据江苏河道工程实践，一般不太高的堤防（如小于3米）选用1/2~3为宜。

（5）堤防布置：主要阐述堤防走向、位置、长度等，跨县市或乡镇的堤防应分别按行政区划计算堤防长度。

3.堤顶公路设计

为了防汛和管理运用需要，根据江苏河道工程实践，一般在堤顶设置堤顶公路，按照堤防等级和防汛重要性，选择不同的路面结构，如土路面、泥结石路面、水泥路面、沥青路面等。公路宽度一般采用路基5米，路面4.5米。临河侧还应布置混凝土路牙等。

4.河道断面型式

江苏省河道工程实践，大多数河道都采用斜坡式复式梯形断面，以减少工程经费，但在工厂、集镇和居民点密集河段，为减少征地和拆迁，宜采用矩形断面或斜坡式结合直立式的复式断面型式。

5.河道纵断面设计

主要阐述河道两岸地面线、不同设计水面线、河底高程线、堤顶线等河道纵向设计高程线。

6.支河拉坡工程

在水网密布地区，一般主要河道两岸都有不少的支河汇入其间，这些支河的现状河底高程一般均比其汇入的干河设计底高程要高，高差达1.5~2.5米，形成陡坎，如处理不好支河排水时，这陡坎将造成水流流速很大，不但将冲刷支河口门岸坡和河底，而且还将携带的大量泥沙流入干河，淤浅干河，降低干河整治的预期效益。为了防止或减少这种现象发生，对干河两岸大小支河必须进行支河拉坡工程，并视陡坎高差大小，布置的支河拉坡在100米长度内由支河的河底高程拉坡至干河设计底高程。支河拉坡宽度视支河现状河底宽而合理确定，一般可在2~3米内选定。

7.护岸设计

护岸现状：主要阐述护岸位置、长度、上下限、结构型式和完好程度等。

护岸布置原则：一般在河道凹岸一侧、支河口两侧、桥梁上下游和工厂集镇段和土质较差的河段等需布置护岸。

护岸布置：根据上述布置原则，按河道左右岸分别用里程桩号进行布置和统计。

护岸上下限确定；根据江苏省河道工程实践，上下限一般分别在设计水位和最低控制水位以上及以下各0.5米，若护岸很高，为减少工程量和经费，经分析可合理调整上限，并采取相应防护措施。

护岸结构型式选定：在初步设计阶段，必须进行护岸结构型式比选，以合理确定护岸结构型式。包括直立式与斜坡式的比选，直立式中桨砌块石墙和钢筋混凝土墙以及生态墙等型式比选，斜坡式护坡中有桨（干）砌、预制混凝土和生态护坡等型式比选。

8.河道特性汇总

主要对河道不同河段的底宽、底高、比坡、平台高程和宽度、青坎高程和宽度、护岸上下限以及堤顶高程、顶宽、边坡等进行统计汇总。

9.河道标准断面图绘制

主要对河道不同河段的断面图进行分别绘制，包括护岸工程。

10.工程量和投资分析

根据不同设计阶段分别按精度要求进行河道及堤防土方工程量计算，护岸工程量等计算。并按概预算定额用编制程序进行投资分析计算。

11.绘制河道整治工程平面图、纵断面图、横断面图、护岸结构图等。

以上是河道工程布置和设计的主要内容，其它设计内容也应按有关规范要求进行设计完善。