一种适用于山溪性河道的双层河道结构的制作方法

本发明属于水利水电工程领域，尤其是涉及一种适用于山溪性河道的双层河道结构。

背景技术：

自然的河流有着丰富多样的河势、断面以及动态的变化趋势。传统的河道治理理论是基于水力学的最佳水力半径的概念，用最经济断面输送最大流量。出于人类防洪、灌溉、航运、发电、土地利用等的需要，人类利用堤防体系将河流固定在堤防之间，利用裁弯取直工程将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流或人工河网；出于改善水动力学条件以及方便维护等目的，自然河流的复杂断面形状规则化成梯形、矩形及弧形等规则几何断面；出于安全考虑，重要河段利用混凝土、砌石等硬质材料进行衬砌，造成河床材料的硬质化。

城市河道断面一般有矩形断面、梯形断面、复合式断面等型式。

（1）矩形断面：工程占地少，渠道宽度受限制时可以实现行洪断面最大化。适用工程用地紧缺、施工空间受到限制的地区。两岸多为直立式挡墙结构，对基础要求较高。常用的材料有浆砌石或混凝土，工程耐久性好。当渠道采用同样材料护底时，俗称“三面光”，利于渠底清淤及管理，但不利于景观及渠道系统的生态循环。矩形断面也可采用u型钢筋混凝土结构，具有整体性好等优点，但造价较高，施工技术要求高，尤其渠道断面较宽时，其造价指标高，不够经济。

（2）梯形断面：梯形断面的河道两岸适当放坡，工程占地较矩形断面大。岸墙（岸坡）采用传统的浆砌石护坡、混凝土护坡时，同样具有较好的工程耐久性。近年，随着环境与生态的要求，很多渠道采用生态材料护坡，具有一定的景观和生态效果，但材料糙率较混凝土材料高，两者同截面情况下，混凝土光面行洪较为有利。梯形断面要留足马道宽度，并采用草坪缓坡或错落有序的毛石堆砌等方式以达到亲水要求。设计时允许小洪水淹没某些岸边设施，使河道的常水位尽量贴近平台，让人能走到水边则更好，长时间保持一定水深，洪水来时让其上滩。

（3）复式断面：复式断面适用于河滩开阔的山溪性河道。枯水期流量小，水流归槽主河道。洪水期流量大，允许洪水漫滩。枯水期可充分开发河滩的功能，根据河滩的宽度和地形、地势，结合当地实际，开发不同功能。如滩地较阔宽，一般可开发高尔夫球场、足球场等大型或综合运动场；河滩相对较窄，可修建小型野外活动场所、河滨公园或辅助道路等。河滩的合理开发利用，既能充分发挥河滩的功能，又不因围滩而抬高洪水位，加重两岸的防洪压力。

城市河道整治应与水环境治理相结合，在断面设计与绿化河岸时，应突出亲水生态，打造"安全、景观、休闲"的水环境，使河道整治工程与两岸景观融为一体，与城市文化、风格、历史、人文相协调，提高城镇的品位，改善人们居住的环境。但由于用地限制以及两岸建筑密集、拆迁困难等因素限制，城市河道一般采用矩形断面。尤其是山溪性河道，洪水暴涨暴落，为保证洪水期的防洪安全，河道一般为深窄型，驳岸顶离河底高差较大．需设置护栏等保护措施，河道的亲水效果一般不佳。同时，此类河道枯水期流量小，河道基流小，也影响河道水生态。

总结目前深窄型城市河道的设计，其生态性一般有以下几种做法：（1）护岸顶部垂挂绿化；（2）护岸表面防护材料采用条石、块石或者多孔材料，突出景观或生态效果；（3）河道底部设置低矮的雍水堰，保持枯水期水面。以上三种做法从工程技术上均易实现，其中，顶部垂挂绿化和护岸表面景观化应用最广泛；护岸多孔材料在以往实践中也研发了许多新型材料和技术，如绿化混凝土、生态袋、生态石笼、混凝土砌块、固化土种植基等等。这些材料和技术有助于解决河流沿岸的坡面绿化和水土保持问题，然而在驳岸流态多样性的塑造方面效果不明显，受制于枯水期水量小，也很难满足为水生动物（如鱼、虾等）提供良好的栖息环境和繁衍空间的基本要求；雍水堰也研发了多种型式，目前最常用的是和景观相结合。

但无论哪种处理方式，受制于深窄型河道断面的现实，其亲水性均不理想，河道无法满足市民亲水需要，因此，城市深窄型河道的亲水性问题还是业界重大难题，亟待解决。

技术实现要素：

本发明的目的在于，为了克服现有深窄型河道不能很好地解决亲水性的问题，提供一种适用于山溪性河道的双层河道结构，下层暗河满足洪水期泄洪、排涝要求，上层明河满足枯水期亲水、休闲娱乐和景观要求，是一种能提高河道两岸景观环境、生活品味的双层河道结构。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：

一种适用于山溪性河道的双层河道结构，所述双层河道包括上层明河和设置在上层明河下方的下层暗河，所述上层明河和下层暗河彼此相互隔开，所述上层明河和下层暗河的流向相同，上层明河根据用地大小和垂直水流方向缩小或扩大亲水水域范围形成蜿蜒曲折的上层明河，枯水期时上层明河来水在河道上游适当的地方筑堰引水即可；所述下层暗河内部的截面呈矩形，所述上层明河的截面呈矩形；所述上层明河用于满足生态景观绿化和游人亲水戏水的要求，所述下层暗河的内部空间用于为洪水期宣泄洪水提供过流空间。下层暗河用于满足设计标准的洪水为目的，布置一般较为平顺，以满足水流流态要求。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：

所述下层暗河采用箱涵式结构，所述上层明河以下层暗河的箱涵顶部作为底板。下层暗河采用现浇混凝土箱涵结构，通过在箱涵顶部设置混凝土挡墙形成上层明河。

上层明河的底板延伸出下层暗河的箱涵顶部的部分设置土工膜防渗结构，所述土工膜防渗结构的一端连接上层明河的驳岸挡墙，另一端连接下层暗河的箱涵顶部。上层明河的驳岸可以采用混凝土挡墙或者其他形式，需要具备防渗要求。

箱涵式下层暗河为单孔、双孔或多孔结构。

所述下层暗河以基坑围护桩为基础设置基坑围护的桩挡墙并以基坑围护的桩挡墙作为侧墙，所述下层暗河的顶板采用梁板结构，所述上层明河以下层暗河的顶部梁板作为底板。下层暗河将两侧侧墙和基坑支护结构相结合，在用地局促或者两岸建筑需要保护的地段，有利于缩窄施工开挖面，减少两岸占地和拆迁，节约工程投资，加快施工进度，保证施工期两岸安全。

上层明河的底板延伸出下层暗河的顶部梁板的部分设置土工膜防渗结构，所述土工膜防渗结构的一端连接上层明河的驳岸挡墙，另一端连接下层暗河的顶部梁板。

所述基坑围护桩为钻孔灌注咬合桩，其应保证自身的稳定性，咬合桩表面现浇薄层混凝土侧墙改善表面平整度，改善水流流态。

下层暗河为单孔、双孔或多孔结构。

所述下层暗河的侧墙设置雨水管开孔，用于接纳沿线雨水管网，保证水排泄通畅。

下层暗河的底部设置混凝土底板结构。

本发明所提供的一种适用于山溪性河道的双层河道结构，通过设置上层明河、下层暗河的双层河道结构，下层暗河解决了洪水期过流问题，上层明河解决了枯水期游人亲水问题和河道生态问题，解决了城市深窄型河道安全性、亲水性、景观性不强的缺点。同时根据河道用地及构筑物的特点，可以结合基坑围护桩结构建设下层暗河，解决了传统河道建设中放坡开挖占地过大和对周边的施工干扰过大的问题。

附图说明

图1a为实施例1中所提供的下层单孔箱涵暗河、上层明河的双层河道结构示意图；

图1b为实施例1中所提供的上层明河的底板延伸出下层暗河的箱涵顶部的结构示意图；

图2a为实施例2中所提供的下层双孔箱涵暗河、上层明河的双层河道结构示意图；

图2b为实施例2中所提供的上层明河的底板延伸出下层暗河的箱涵顶部的结构示意图；

图3a为实施例3中所提供的下层单孔桩挡墙暗河、上层明河的双层河道结构示意图；

图3b为实施例3中所提供的上层明河的底板延伸出下层暗河的顶部梁板的结构示意图；

图4a为实施例4中所提供的下层双孔桩挡墙暗河、上层明河的双层河道结构示意图；

图4b为实施例4中所提供的上层明河的底板延伸出下层暗河的顶部梁板的结构示意图。

具体实施方式

参照附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述。

实施例1

参照图1a，一种适用于山溪性河道的双层河道结构，包括上层明河和设置在上层明河下方的下层暗河，上层明河和下层暗河彼此相互隔开，下层暗河内部的截面呈矩形，上层明河的截面呈矩形；上层明河设置水生植物区、游人戏水区用于满足生态景观绿化和游人亲水戏水的要求，也可以设置各类雕塑小品，形成多样化的景观元素，丰富河道景观内涵；下层暗河的内部空间用于为洪水期宣泄洪水提供过流空间。上层明河也可以根据用地大小，垂直水流方向适当缩小或者扩大亲水水域范围，形成蜿蜒曲折的上部河道形态，枯水期时上层明河来水在河道上游适当的地方筑堰引水即可。下层暗河用于满足设计标准的洪水为目的，布置一般较为平顺，以满足水流流态要求。在图1a中，上层明河内设置水生植物区，在图2b中，上层明河内设置游人戏水区。

下层暗河采用箱涵式结构，上层明河以下层暗河的箱涵顶部作为底板。下层暗河采用现浇混凝土箱涵结构，通过在箱涵顶部设置混凝土挡墙形成上层明河。

如图1b所示，上层明河的底板延伸出下层暗河的箱涵顶部的部分设置土工膜防渗结构，土工膜防渗结构的一端连接上层明河的驳岸挡墙，另一端连接下层暗河的箱涵顶部。上层明河的驳岸可以采用混凝土挡墙或者其他形式，需要具备防渗要求。

在本实施例中，箱涵式下层暗河为单孔结构。

下层暗河的侧墙设置雨水管开孔（未示出），用于接纳沿线雨水管网，保证水排泄通畅。

实施例2

参照图2a和2b，在本实施例中，箱涵式下层暗河为双孔结构。

其他部件设置参照实施例1。

实施例3

参照图3a，一种适用于山溪性河道的双层河道结构，包括上层明河和设置在上层明河下方的下层暗河，上层明河和下层暗河彼此相互隔开，下层暗河内部的截面呈矩形，上层明河的截面呈矩形；上层明河设置水生植物区、游人戏水区用于满足生态景观绿化和游人亲水戏水的要求，也可以设置各类雕塑小品，形成多样化的景观元素，丰富河道景观内涵；下层暗河的内部空间用于为洪水期宣泄洪水提供过流空间。上层明河也可以根据用地大小，垂直水流方向适当缩小或者扩大亲水水域范围，形成蜿蜒曲折的上部河道形态，枯水期时上层明河来水在河道上游适当的地方筑堰引水即可。下层暗河用于满足设计标准的洪水为目的，布置一般较为平顺，以满足水流流态要求。

下层暗河以基坑围护桩为基础设置基坑围护的桩挡墙并以基坑围护的桩挡墙作为侧墙，下层暗河的顶板采用梁板结构，上层明河以下层暗河的顶部梁板作为底板。下层暗河将两侧侧墙和基坑支护结构相结合，在用地局促或者两岸建筑需要保护的地段，有利于缩窄施工开挖面，减少两岸占地和拆迁，节约工程投资，加快施工进度，保证施工期两岸安全。

如图3b所示，上层明河的底板延伸出下层暗河的顶部梁板的部分设置土工膜防渗结构，土工膜防渗结构的一端连接上层明河的驳岸挡墙，另一端连接下层暗河的顶部梁板。

基坑围护桩为钻孔灌注咬合桩，其应保证自身的稳定性，咬合桩表面现浇薄层混凝土侧墙改善表面平整度，改善水流流态。

在本实施例中，桩挡墙式下层暗河为单孔结构

下层暗河的侧墙设置雨水管开孔（未示出），用于接纳沿线雨水管网，保证水排泄通畅。

实施例4

参照图4a和4b，在本实施例中，桩挡墙式下层暗河为双孔结构。

其他部件设置参照实施例3。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。