大榆樹溝防洪治理工程初步設(shè)計報告

1、 . . . 1 / 391 工程概況1.1 概述1.1.1 基本情況涼城縣位于自治區(qū)中南部，座落在高原東南端，屬西北黃土高原的東北邊緣，烏蘭察布市南部，地處陰山南麓，長城腳下，黃土高原東北邊緣，總土地面積 3451 平方公里，東鄰豐鎮(zhèn)市，南與省左云縣、右玉縣相鄰，北與卓資縣接壤，西與呼和浩特市和林格爾縣交界。地貌輪廓和結(jié)構(gòu)主要受地質(zhì)構(gòu)造的影響，大體上為四周環(huán)山，中間灘川，呈盆地地形，海拔高度在 12052305 之間。根據(jù)地貌形態(tài)、成因、地表組成等，全縣可劃分為中低山地、丘陵、灘川地三種地貌類型?？偼恋孛娣e 3451km2。全縣共轄 5 鎮(zhèn) 2 鄉(xiāng)， 140 個行政村，總戶數(shù) 90385 戶

2、，總?cè)丝?246038 人，其中城鎮(zhèn)人口 35924 萬人。涼城縣屬中溫帶干旱大陸性季風氣候，其氣候特點為冬季漫長、寒冷、多風、干燥；夏季短促，雨水集中、溫熱；春秋天氣變化劇烈。涼城縣流域面積在 200km2以上的河流有七條，即: 弓壩河、五號河、天成河、步量河、永興溝、大榆樹溝溝和太平寨溝。七條河（溝）道中現(xiàn)有的防洪工程是 50-80 年代修建的，防洪標準低，大都是以干砌石堤防為主，總計長度 2.0 公里，平均高度不足 2.0 米。由于河床淤積，現(xiàn)大部分埋于河床底下，在加上年久失修，以很難發(fā)揮作用。本次設(shè)計的大榆樹溝位于涼城縣西北部，屬蠻漢鎮(zhèn)管轄。源頭在卓資山縣后房子鄉(xiāng)廠不浪南山頂，向北傾，

3、即東經(jīng) 11227，北緯 4040。向東北流至廠不浪轉(zhuǎn)向西北至胡朗上村，又向西南至太平寨溝匯入處（東盂縣窯西） ，又轉(zhuǎn)向東北至二十家子從左側(cè)匯 . . . 2 / 39入大。全溝在紅沙壩以上為干河，以下均有清水或間歇水。境集水面積 231.0km2，境長度 30km，境外集水面積 247km2，海撥在 1300-1900m 之間，河床均寬 100m，年徑流深 40mm，溝道比降 0.0087，年侵蝕模數(shù)為 10003000T/ km2。1.1.2 前期工作情況與任務(wù)由來根據(jù)全國重點地區(qū)中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃工作大綱（2008 年 7 月）文件精神，2008 年 11 月，涼城縣水利局在對本地

4、區(qū)中小河流進行了調(diào)查摸底，全面分析論證各河流基本情況、洪澇災(zāi)害發(fā)生特點、危害程度、對區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的影響與防洪工程現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，編制完成了涼城縣重點中小河流近期治理建設(shè)規(guī)劃 （2008 年 11 月） ，并上報烏蘭察布市水利局，確定涼城縣近期重點治理的河流區(qū)域為黃河流域的大榆樹溝，即：大榆樹溝中上游河段，治理工程措施主要為清淤疏浚和岸坡防護。2011 年 2 月，受涼城縣水務(wù)局委托，烏蘭察布市欣源水業(yè) XX公司編制完成了涼城縣大榆樹溝防洪治理工程初步設(shè)計報告（以下簡稱原大榆樹溝初設(shè)報告 ）。 . . . 3 / 39 . . . 4 / 39圖 11 大榆樹溝防洪治理河段設(shè)計變更位置圖大榆樹

5、溝防洪治理河段設(shè)計變更位置圖1.2 設(shè)計變更發(fā)生的緣由 烏蘭察布市涼城縣大榆樹溝防洪治理工程，經(jīng)實地勘測與調(diào)查，由于從呼市到的運煤專線途經(jīng)工程所在地河道，公路施工從河道取沙做路基，至使原本平整的河床形成很多深溝,部分河道被棄渣堵塞，且公路設(shè)計有穿堤建筑物橋梁一座，現(xiàn)正在施工。防洪工程設(shè)計重力墻的位置，經(jīng)放線多數(shù)在深溝，深溝與原設(shè)計河床高差在 34 米之間。因此施工單位無法按照設(shè)計圖紙施工，需對原設(shè)計進行變更。為解決河道被破壞，不能按原設(shè)計進行防洪治理的問題，涼城縣水利局經(jīng)與烏蘭察布市欣源水業(yè)勘測設(shè)計多次溝通，本著不降低河道設(shè)計防洪標準、減少征地拆遷與盡量不改變原設(shè)計思路的原則，結(jié)合大榆樹溝的現(xiàn)

6、狀，由烏蘭察布市欣源水業(yè)勘測設(shè)計對原設(shè)計方案進行了設(shè)計變更。本次設(shè)計變更根據(jù)大榆樹溝的洪水特性，重新推算了設(shè)計洪水流量，進而對工程規(guī)模、橫斷面型式、施工組織設(shè)計、概算、經(jīng)濟評價等產(chǎn)生了一系列的影響和變化。1.3 設(shè)計變更容1.3.1 水文變更容（1）治理河段設(shè)計洪水因為防護工程向上游移動了 4.2km，避開了后干溝這個較大的支流，10 年一遇設(shè)計洪峰流量由 347 m3/s 變?yōu)?307m3/s。（2）泥沙分析成果變更治理河段年輸沙量由 62.14 萬 t 變?yōu)?9.71萬 t。 . . . 5 / 391.3.2 工程地質(zhì)變更容設(shè)計變更前后本工程地質(zhì)情況未發(fā)生變化，現(xiàn)將地質(zhì)情況簡述如下：主要

7、物理力學(xué)性質(zhì)指標：第四系全新統(tǒng)沖洪積（Q4al+pl）低液限粉土：褐黃色，稍濕濕，稍-中密狀，可塑，含植物根系?；赘叱淘?302.23m1358.70m，厚度 0.2m4.1m。天然容重：1.87g/cm3；干容重：1.81 g/cm3；比重：2.91；摩檫角：20；壓縮系數(shù)：0.75Mpa-1；壓縮摸量：2.67MPa；詳見各土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計表 ，平均滲透系數(shù) 3.710-5。第四系全新統(tǒng)沖洪積（Q4al+pl）級配不良礫：灰白色，濕，密實，次磨圓狀，以長石、石英為主，夾有卵石與漂石。據(jù)室滲透性試驗，滲透系數(shù)為 2.210-2cm/s。本區(qū)位置處于陰西復(fù)雜構(gòu)造帶的南緣，因受華夏系構(gòu)

8、造的干擾，形成北東東向構(gòu)造形跡。主要特點為太古代早期褶皺構(gòu)造即近東西向程家營-太平寨單斜構(gòu)造，地層走向北東東，一般為 80 度，傾向北，傾角變化大，一般在 48-72 度左右。依據(jù)地震烈度分區(qū)圖和 GB18306-2001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 ；本區(qū)地震動峰值加速度為 0.15g，相當于地震基本烈度度。料場變更情況：原設(shè)計料場運距分別為：土料場 5km，石料場 5km，砂礫料場沿河分布取用。本次設(shè)計變更后，因為治理河段上移，所以料場運距發(fā)生了變化：土料場運距仍為 5km；石料場運距變?yōu)?10km，增加了 5.0km；砂礫料場仍然是沿河分布取用。本次設(shè)計變更堤后防洪道路的填筑材料均采用本工程開挖

9、棄料，開挖棄料能夠滿足工程的需要，沒有外運土方。 . . . 6 / 391.3.3 工程任務(wù)與規(guī)模變更容一工程規(guī)模大榆樹溝防洪治理工程原設(shè)計河道治理長度為 5.12km，河道左側(cè)堤防長度為：4.821km，右側(cè)堤防長度為：5.227km，防洪堤單側(cè)總長為 10.048km。本建設(shè)項目變更以后，河道治理長度變?yōu)?5.23km，河道左側(cè)堤防長度為：2.975km，右側(cè)堤防長度為：5.410km，防洪堤單側(cè)總長為 8.385km。左側(cè)堤防因為不連續(xù)分三段，其樁號分別標注為：0+0000+800，0+0001+922，0+0000+252.7；右側(cè)堤防分二段，其樁號分別標注為：0+0003+373.

10、7，0+0002+035.5。設(shè)計變更后堤防長度（單側(cè)）雖然減少了 1.663km，但穿堤建筑物比原設(shè)計增加了 2 個過水路面，4 個固定斷面，1 個引洪口，使得河道防洪治理設(shè)計更加合理。二、工程任務(wù)由于本工程治理圍與防護對象未發(fā)生變化，故工程任務(wù)與原初設(shè)報告一樣：保護農(nóng)田 0.78 萬畝，人口 1600 人，涉與 1 個行政村 2 個自然村，即上九號村、哈朗村、水磨村；因設(shè)計洪峰流量由 347m3/s 變?yōu)?307m3/s，故本次變更對河道水面線進行了重新推算。1.3.4 工程布置與主要建筑物變更容1.3.4.1 河堤堤距0+0000+686、2+0824+035、4+2004+520 段為

11、雙側(cè)護，堤距控制圍由原來的 100m 變?yōu)?0m；0+6862+082、4+0354+200、4+5205+230 段為單側(cè)護。1.3.4.2 防洪堤斷面 . . . 7 / 39變更前防洪堤橫斷面型式采用梯形斷面，漿砌石重力墻基礎(chǔ)深1 m。墻高 2.1m，底寬 2.1 m，重力墻迎水面為直立式，背坡10.3；變更后橫斷面型式亦采用梯形斷面，漿砌石重力墻基礎(chǔ)深 1 m。墻高 2.1m，底寬 2.34 m，重力墻迎水面為直立式，背坡10.4。其余項目保持不變。1.3.4.3 穿堤建筑物設(shè)計原設(shè)計已考慮穿堤建筑物，本次變更后河道兩側(cè)共設(shè)過水路面4 處，固定斷面 6 處，護腳 3 處，引洪口 1 處

12、。1.3.5 設(shè)計概算變更容原概算審批投資 1094.42 萬元。本工程總投資為 1094.03 萬元。其中建筑工程 860.80 萬元，施工臨時工程 31.31 萬元，獨立費用 120.54 萬元，基本預(yù)備費 51.38萬元；其中水土保持工程 10 萬元，環(huán)境保護工程 5 萬元。1.3.6 經(jīng)濟評價變更容變更前本項目國民經(jīng)濟部收益率為 10.2%，大于 8%，國民經(jīng)濟凈現(xiàn)值為 493.07 萬元，大于 0，經(jīng)濟效益費用比為 1.28，大于 1。變更后本項目國民經(jīng)濟部收益率為 10.8%，大于 8%，國民經(jīng)濟凈現(xiàn)值為 415.15 萬元，大于 0，經(jīng)濟效益費用比為 1.31，大于 1。說明該項

13、目在經(jīng)濟上是合理的。1.4 設(shè)計變更的依據(jù)（1） 關(guān)于涼城縣大榆樹溝防洪治理工程設(shè)計變更的報告（2012涼水字第 18 號） ；（2） 烏蘭察布市水利局關(guān)于我市涼城縣大榆樹溝防洪治理工程設(shè)計變更的請示 （烏水發(fā)201272 號） 。 . . . 8 / 391.5 設(shè)計變更總體影響分析本工程設(shè)計變更前后治理長度與防洪標準保持不變，工程規(guī)模與總投資未發(fā)生較大變化，設(shè)計變更造成的主要變化為：土方開挖與棄方減少，鋁鋅合金網(wǎng)石籠護腳的防護長度增加，防洪堤堤距減小，防洪堤背坡變緩，增設(shè)了 2 處過水路面與 4 處固定斷面，從而從整體提高了工程的經(jīng)濟性、安全性與可行性，基本達到了通過設(shè)計變更解決治理河道被

14、破壞、不能施工的目的，故本次變更對工程總體影響是有利的。1.6 設(shè)計變更方案的技術(shù)經(jīng)濟比較通過本次設(shè)計方案變更，在保持大榆樹溝河道防洪標準不變的情況下，通過向上游移動 4.2km，避開了已經(jīng)被破壞的河道，有利于迅速開展工程施工。變更后方案增加了 4 個河道中的固定斷面，共計 6 個；增設(shè)了 2 個過水路面等穿堤建筑物，提高了工程的安全性與防洪效益，優(yōu)化縮短了工期，故本次變更技術(shù)經(jīng)濟上較為合理，方案可行。設(shè)計變更前后技術(shù)經(jīng)濟比較見表 6-1。 . . . 9 / 392 設(shè)計變更發(fā)生的緣由大榆樹溝治理工程始終得到?jīng)龀强h縣委政府的高度重視，在工程設(shè)計初期，專門召集發(fā)改、城建、土地等部門專題召開項目

15、設(shè)計會議，聽取設(shè)計單位的設(shè)計理念匯報，并與設(shè)計單位負責人交換建議和意見，集思廣益，明確了大榆樹溝治理工程設(shè)計的基本輪廓和架構(gòu)。在工程初步設(shè)計批復(fù)后，為使大榆樹溝治理工程按照計劃能夠在今年開工，縣政府多次召開由水利、土地、城建等部門參加的會議，安排部署工程建設(shè)，協(xié)調(diào)各部門聯(lián)動形成合力推進工作，明確各部門的工作職責，聽取各部門工作開展情況匯報并研究解決工程建設(shè)涉與到的土地征用、城鎮(zhèn)居民房屋拆遷等問題。烏蘭察布市涼城縣大榆樹溝防洪治理工程，經(jīng)實地勘測與調(diào)查，由于從呼市到的運煤專線途經(jīng)工程所在地河道，公路施工從河道取沙做路基，至使原本平整的河床形成很多深溝、棄渣，且公路設(shè)計有穿堤建筑物橋梁一座，現(xiàn)正在

16、施工。防洪工程設(shè)計重力墻的位置，經(jīng)放線多數(shù)在深溝，深溝與原設(shè)計河床高差在 34 米之間。因此施工單位無法按照設(shè)計圖紙施工，需對原設(shè)計進行變更。為解決工程施工難的問題，涼城縣水利局經(jīng)與烏蘭察布市欣源水業(yè)勘測設(shè)計多次溝通，本著不降低河道設(shè)計行洪標準、減少征地與盡量不改變原設(shè)計思路的原則，結(jié)合大榆樹溝的洪水特性，由烏蘭察布市欣源水業(yè)勘測設(shè)計對原設(shè)計方案進行了設(shè)計變更。設(shè)計變更后的斷面既能保證防洪標準不降低，又能減少工程占用耕地，為工程能夠順利開工建設(shè)創(chuàng)造了良好的條件，為此涼城縣水務(wù)局以關(guān)于涼城縣大榆樹溝防洪治理工程設(shè)計變更的報告（2012涼水字第 18 號）向烏蘭察布市水利局進行了請示，烏蘭察布市水

17、利局也對此進行了批復(fù)，同意對本工程初步設(shè)計報告進行變更。 . . . 10 / 39 . . . 11 / 393 設(shè)計變更容3.1 水文變更容3.1.1 治理河段設(shè)計洪水變更容（1）變更前設(shè)計洪水計算在 2011 年 3 月由我公司完成的涼城縣大榆樹溝防洪治理工程初步設(shè)計報告中，治理河段設(shè)計洪水由渠首上游洪水與區(qū)間支溝（后干溝）的洪水匯入疊加而成。集水面積為 290.0km2。根據(jù)自治區(qū)水文手冊 （1977）中多年平均洪峰流量地區(qū)經(jīng)驗公式：Qm=6.14F0.55 100km2F2000km2計算的大榆樹溝治理河段 20 年、10 年和 5 年一遇設(shè)計洪峰流量成果見表 3-1。表 3-1 變

18、更前治理河段設(shè)計洪峰流量成果表 P P50%20%10%5%2%K KP P0.451.462.53.685.34Q Q支溝匯入前支溝匯入前55.26179.3307.0451.9655.8Q Q支溝匯入后支溝匯入后62.46202.7347.0510.8741.2（2）變更后設(shè)計洪水計算由于變更后治理河段向上游移動了 4.2km，避開了大榆樹溝的一條支流“后干溝” ，治理河段的集水面積減少，為 232km2。根據(jù)自治區(qū)水文手冊 （1977）中多年平均洪峰流量地區(qū)經(jīng)驗公式：Qm=6.14F0.55 100km2F2000km2計算的大榆樹溝治理河段 20 年、10 年和 5 年一遇設(shè)計洪峰流

19、. . . 12 / 39量成果見表 3-2。表 3-2 變更后設(shè)計洪峰流量成果表 P P50%20%10%5%2%K KP P0.451.462.53.685.34Q Q支溝匯入前支溝匯入前55.26179.3307.0451.9655.8由表 3-1 和表 3-2 對比可知，變更后治理河段避開了后干溝，則 10 年一遇設(shè)計洪峰流量由 347 m3/s 減少至 307m3/s，減小了11.5%。（3）變更后設(shè)計洪水合理性印證根據(jù)專家審查意見，本次設(shè)計變更僅是積水面積減小，其它自然、水文等條件沒有變化，基于上述原因，認定利用自治區(qū)水文手冊 （1977）中多年平均洪峰流量地區(qū)經(jīng)驗公式：Qm=6.

20、14F0.55 100km2F2000km2，計算的設(shè)計洪水成果是較為合理的。3.2 工程地質(zhì)變更容設(shè)計變更前后本工程地質(zhì)情況未發(fā)生變化，現(xiàn)將地質(zhì)情況簡述如下：第四系全新統(tǒng)沖洪積（Q4al+pl）低液限粉土：褐黃色，稍濕濕，稍-中密狀，可塑，含植物根系?；赘叱淘?302.23m1358.70m，厚度 0.2m4.1m。天然容重：1.87g/cm3；干容重：1.81 g/cm3；比重：2.91；摩檫角：20；壓縮系數(shù)：0.75Mpa-1；壓縮摸量：2.67MPa；詳見各土層物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計表 ，平均滲透系數(shù) 3.710-5。第四系全新統(tǒng)沖洪積（Q4al+pl）級配不良礫：灰白色，濕，密實，

21、次磨圓狀，以長石、石英為主，夾有卵石與漂石。據(jù)室滲透性 . . . 13 / 39試驗，滲透系數(shù)為 2.210-2cm/s。本區(qū)位置處于陰西復(fù)雜構(gòu)造帶的南緣，因受華夏系構(gòu)造的干擾，形成北東東向構(gòu)造形跡。主要特點為太古代早期褶皺構(gòu)造即近東西向程家營-太平寨單斜構(gòu)造，地層走向北東東，一般為 80 度，傾向北，傾角變化大，一般在 48-72 度左右。依據(jù)地震烈度分區(qū)圖和 GB18306-2001中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖 ；本區(qū)地震動峰值加速度為 0.15g，相當于地震基本烈度度。料場變更情況：原設(shè)計料場運距分別為：土料場 5km，石料場 5km，砂礫料場沿河分布取用。本次設(shè)計變更后，因為治理河段上移，所

22、以料場運距發(fā)生了變化：土料場運距仍為 5km；石料場運距變?yōu)?10km，增加了 5.0km；砂礫料場仍然是沿河分布取用。本次設(shè)計變更堤后防洪道路的填筑材料均采用本工程開挖棄料，開挖棄料能夠滿足工程的需要，沒有外運土方。3.3 工程任務(wù)與規(guī)模變更容由于本工程治理圍與防護對象未發(fā)生變化，故工程任務(wù)與原大榆樹溝初設(shè)報告一樣：即保障 1600 人，農(nóng)田 0.78 萬畝的防洪安全；因設(shè)計洪峰流量由 347m3/s 變?yōu)?307m3/s，故河道水面線需重新推算，重新推算后的成果如下：3.3.1 水面線推算3.3.1.1 糙率確定本次變更糙率保持不變，即整治前采用 0.03，整治后仍采用0.03。3.3.1

23、.2 計算方法（1）計算方法與原大榆樹溝初設(shè)報告一樣，采用河道恒定 . . . 14 / 39非均勻流計算公式的主要理論依據(jù)是伯努利能量守恒方程式，從下游斷面向上游推算水位，得到整個河段的不同流量對應(yīng)的水位。（2）河道洪水位計算的起推水位計算方法不變，采用均勻流法計算。水面線推求控制下游末端水位為 1303.89m。3.3.1.3 現(xiàn)狀洪水位由于設(shè)計洪峰流量發(fā)生變化，故本次變更對現(xiàn)狀洪水位進行了重新推算：在實地測量的斷面數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上結(jié)合 1 萬地形圖進行修正，大榆樹溝洪水計算標準為 10 年一遇，設(shè)計洪峰流量 307m3/s。通過計算，現(xiàn)狀河道發(fā)生 122 m3/s 的洪水即出槽漫溢，主槽斷面

24、流速為： 3.01m/s。3.3.1.4 設(shè)計洪水位由于設(shè)計洪峰流量發(fā)生變化，故本變更對設(shè)計洪水位進行了重新推算：設(shè)計洪水位按本次工程設(shè)計斷面進行計算。10 年一遇的設(shè)計洪水位（水面線推求）計算成果見表 3-3。表 3-3河道設(shè)計洪水位（水面線）成果表河道設(shè)計洪水位（水面線）成果表序序號號樁號樁號河底高河底高程程(m)(m)水深水深(m)(m)設(shè)計洪設(shè)計洪水位水位(m)(m)流速流速(m/s(m/s) )左岸地面左岸地面高程高程(m)(m)右岸地面右岸地面高程高程(m)(m)左岸堤頂左岸堤頂高程高程(m)(m)右岸堤頂右岸堤頂高程高程(m)(m)1 10+0000+0001362.021362

25、.021.11.11363.121363.123.413.411362.621362.621362.371362.371364.601364.601364.601364.602 20+2000+2001359.361359.361.21.21360.561360.563.263.261360.391360.391360.571360.571362.351362.351362.351362.353 30+4000+4001356.481356.481 11357.481357.483.453.451356.661356.661356.801356.801358.611358.611358.611

26、358.614 40+6000+6001354.421354.421 11355.421355.423.363.361354.841354.841354.961354.961356.781356.781356.781356.785 50+8000+8001351.761351.761.321.321353.081353.084.134.131351.801351.801354.071354.076 61+0001+0001349.661349.661.321.321350.981350.98 4.254.251350.931350.931353.261353.267 71+2001+20013

27、46.821346.821.11.11347.921347.923.703.701347.261347.261349.171349.178 81+4001+4001345.561345.561.41.41346.961346.964.274.271345.671345.671348.141348.149 91+6001+6001342.781342.781.491.491344.271344.274.434.431342.971342.971345.531345.5310101+8001+8001340.681340.681.581.581342.261342.264.504.501340.8

28、31340.831343.421343.4211112+0002+0001338.881338.881.11.11339.981339.983.673.671339.841339.841341.941341.9412122+2002+2001336.731336.731 11337.731337.733.413.411336.951336.951336.841336.841339.941339.941339.941339.94 . . . 15 / 39序序號號樁號樁號河底高河底高程程(m)(m)水深水深(m)(m)設(shè)計洪設(shè)計洪水位水位(m)(m)流速流速(m/s(m/s) )左岸地面左岸地面

29、高程高程(m)(m)右岸地面右岸地面高程高程(m)(m)左岸堤頂左岸堤頂高程高程(m)(m)右岸堤頂右岸堤頂高程高程(m)(m)13132+4002+4001333.981333.981 11334.981334.983.403.401334.171334.171334.211334.211336.311336.311336.311336.3114142+6002+6001331.841331.841 11332.841332.843.403.401331.781331.781331.851331.851333.891333.891333.891333.8915152+8002+8001329

30、.771329.771 11330.771330.773.383.381330.221330.221330.101330.101332.201332.201332.201332.2016163+0003+0001327.821327.820.790.791328.611328.612.992.991328.181328.181328.141328.141330.271330.271330.271330.2717173+2003+2001325.481325.480.590.591326.071326.072.482.481325.921325.921325.621325.621327.7013

31、27.701327.701327.7018183+4003+4001322.911322.910.70.71323.611323.612.742.741323.011323.011323.171323.171325.261325.261325.261325.2619193+6003+6001320.551320.551.061.061321.611321.613.573.571321.461321.461323.541323.5420203+8003+8001318.291318.290.770.771319.061319.062.272.271319.191319.191321.241321

32、.2421214+0004+0001316.241316.240.850.851317.091317.093.123.121317.101317.101319.031319.0322224+2004+2001314.621314.620.830.831315.451315.452.792.791314.921314.921317.011317.0123234+4004+4001312.551312.551 11313.551313.553.363.361312.611312.611312.641312.641314.691314.691314.691314.6924244+6004+60013

33、10.501310.500.830.831311.331311.333.063.061310.391310.391312.491312.4925254+8004+8001308.291308.291.021.021309.311309.313.503.501309.121309.121311.001311.0026265+0005+0001305.361305.361.601.601306.961306.964.614.611306.761306.761308.801308.8027275+2305+2301303.161303.160.730.731303.891303.892.792.79

34、1303.561303.561305.551305.55 . . . 16 / 393.4 工程布置與主要建筑物變更容由于設(shè)計洪水流量成果與工程規(guī)模的變化，本次變更對河堤堤距、橫斷面型式、堤防穩(wěn)定、河道沖刷深度、堤腳防護型式等重新進行了設(shè)計與計算，并根據(jù)專家審查意見，對堤防填筑設(shè)計、穿堤建筑物設(shè)計等容進行了優(yōu)化設(shè)計，現(xiàn)分述如下：3.4.1 河堤堤距大榆樹溝屬于蠻汗山區(qū)狹窄河床，兩岸分布有帶狀農(nóng)田，為了減少占地，選擇漿砌石重力式堤防為主較為合適。防洪工程過去修了簡陋單側(cè)重力式漿砌石防洪堤約 200m，其余地段均為自然沖刷形成的溝，溝寬 80-120m，平均溝深 0.8 m 左右。經(jīng)計算過水能力為

35、184.0m3/s。根據(jù)確定的防洪標準為十年一遇，洪峰流量為 307.0 m3/s。結(jié)合河道實際情況，確定適當?shù)牡叹啵摰叹酁殡p側(cè)護的堤距。1.當?shù)叹酁?80.0m，水深 1.0m 時，最大過流能力為 278.0 m3/s。這時許多河道將被縮窄，當遭遇十年一遇以上的洪水時，河流的行洪能力不足，不能滿足河道治理的要求。2.當?shù)叹酁?100.0m，水深 1.0m 時，最大過流能力為 349.7 m3/s。這時部分河段將被拓寬，河道的行洪能力雖然大幅提升，但河岸邊的農(nóng)田將被占用，也不能滿足河道治理的要求。3.當?shù)叹酁?90.0m，水深 1.1m 時，最大過流能力為 314.2 m3/s。此時河道拓寬

36、和縮窄的地段都很少，河道的行洪能力也能滿足河道治理的要求。 . . . 17 / 39經(jīng)分析確定大榆樹溝河道治理段的雙側(cè)護河段的堤距為90.0m。由于變更后縮窄河道，雙側(cè)護段0+0000+686、2+0824+035、4+2004+520 段堤距控制圍由 100.0m變?yōu)?90.0m；單側(cè)護段為0+6862+082、4+0354+200、4+5205+230，堤距控制圍變?yōu)?5.0225.0m。3.4.2 堤型選擇 為了實現(xiàn)該河保護農(nóng)田和村莊的目的，力求在設(shè)計洪水的情況下既保護了農(nóng)田、村莊，又經(jīng)濟適用，少占農(nóng)田。大榆樹溝的實際情況是河道狹長，兩岸就是寶貴的農(nóng)田。1.如果采用土質(zhì)堤防，那么以堤頂

37、寬 3.0m，迎、背水邊坡均為1:2.5，堤高為 2.0m 時，一側(cè)堤防底寬就是 13.0m,在保證行洪要求的同時，堤防將占用大量的農(nóng)田土地，雖然經(jīng)濟上比較合理，但現(xiàn)實中不可行，農(nóng)民有限的寶貴土地不會允許被占用的。2.如果采用漿砌石重力堤防，那么墻基礎(chǔ)深 1.0m，墻高 2.1m，底寬 2.1 m，重力墻迎水面為直立式，背坡 10.4 時，工程占地少，而且在治理河段在山區(qū)，石料可就地取材，價格也低廉，而且漿砌石堤防經(jīng)久耐用，維護簡單。此次防洪治理河段堤防總長為 7.84km，以漿砌石堤防為標準，土質(zhì)堤防和漿砌石護坡式堤防比其分別多占地 314 畝。因該河道兩岸均為農(nóng)田，特別是右側(cè)大部分為水澆地

38、，土地十 . . . 18 / 39分珍貴?？紤]到九號村到水磨村已形成窄深式的河道，河道比降較陡，沖刷嚴重，同時為了減少占地，經(jīng)方案比較按照技術(shù)可行，經(jīng)濟合理的原則，在這里全部堤防將采取重力式漿砌石結(jié)構(gòu)。3.4.3 堤身設(shè)計3.4.3.13.4.3.1 堤頂高程的確定堤頂高程的確定1.設(shè)計洪水根據(jù)洪水計算結(jié)果, 該河十年一遇洪峰流量為 307.0m3/s。 2.堤頂高程計算公式：Z=Z0+R+e+A式中：Z堤頂高程(m)；Z0設(shè)計水面高程(m)；R設(shè)計波浪爬高(m)；e設(shè)計風雍增高(m)；A安全超高 (m) 按堤防工程設(shè)計規(guī)GB50286-98，確定 5 級堤防的安全超高為0.5m。以上各項計

39、算如下：根據(jù)堤防工程設(shè)計規(guī)GB5028698 附錄 C 計算確定。重力式漿砌石擋土墻：當m1.25 時按下式計算HRKKKRPVP0式中：Rp 累積頻率為 P 的波浪爬高(m)：斜坡的糙率與滲透系數(shù)，砌石護面取 0.75；K . . . 19 / 39Kv 爬高累計頻率換算系數(shù)，取 1.75；KP 經(jīng)驗系數(shù)，可根據(jù)風速V(ms)、堤前水深 d(m)、重力加速度g(ms2)組成的無維量，查表gdV 得 l.26；R0 無風情況下，光滑不透水護面()、1K 時的爬高值(m)，按堤防工程設(shè)計mH1規(guī)表 C.3.14 確定。取 l.24；堤前波浪的平均波高(m)，由波浪要素公式計算確定。H702450

40、20.72270130001807 . 013. 0.Vgd.th.VgF.thVgdthVHg502913.VHg.VTg式中： 平均波周期(S)：TV計算風速(ms)；取涼城縣汛期多年最大風速平均值9.3m/s 的 1.5 倍，14.0ms；F風區(qū)長度(m)；g重力加速度(ms2)。經(jīng)計算：m1.25 時，計算波浪爬高為 0.38。 (2)風雍增水高度根據(jù)堤防工程設(shè)計規(guī)GB5028698 附錄 C 公式 21 計算確定。gdFKVecos22 . . . 20 / 39式中：e設(shè)計點的風雍水面高度(m)； K綜合摩阻系數(shù)，可取K=3.6106：V設(shè)計風 速，按 計算波浪的 風速確定，V=1

41、4.0ms；F由計算點逆向量到對岸的距離(m)：100m；D水域的平均水深(m)1.1m；風向與垂直于堤軸線的法線的夾角(度)。計算得風雍增水高度為 0.O08m，均小于 0.Olm，可忽略不計。經(jīng)計算大榆樹溝堤防安全超高為 0.5m，考慮波浪爬高作用，加高 0.38m,確定總加高 1.0m,設(shè)計水深 1.1m。堤高確定為2.1m。3.4.3.23.4.3.2 堤防斷面設(shè)計堤防斷面設(shè)計1、堤頂寬度根據(jù)堤防工程設(shè)計規(guī)GB50286-98 中的規(guī)定，并考慮汛期防洪交通要求，5 級堤防堤頂寬度為 3.0m。 2、堤坡按照堤防工程設(shè)計規(guī)GB5028698 中的規(guī)定，漿砌石重力式擋土墻堤防迎水坡采用 0

42、，背水坡采用 10.4。3、防洪堤斷面尺寸按確定的防洪標準，結(jié)合考慮現(xiàn)河道斷面確定堤寬b=90m，平均i=1/88，n=0.03，h=1.1m，計算得最大行洪能力為 314.2m3/s，大于十年一遇洪水 307.0m3/s，滿足行洪設(shè)計標 . . . 21 / 39準。本次河道治理河段在土石山區(qū)，綜合考慮占地、拆遷、投資與挖填方的要求，排除了使用土堤的可能性，而治理河段周邊有許多采石場，塊石價格低廉，儲藏量能夠滿足施工需求，所以在這里選擇堤型為漿砌石重力式堤防，其占地少，堅固耐用，符合設(shè)計的要求。堤型為漿砌石重力式護岸。重力式漿砌石超高取 1.0m，則斷面尺寸為堤距 90m，設(shè)計水深 1.1m

43、，堤高 2.1 m，堤頂寬0.5m。堤防背側(cè)采用河道挖方棄土填筑寬 3.0m，距堤頂 1.0m高的防洪應(yīng)急通道,為砂礫石路面。防洪堤結(jié)構(gòu)見圖。3.4.3.33.4.3.3 堤身結(jié)構(gòu)設(shè)計堤身結(jié)構(gòu)設(shè)計穩(wěn)定計算（1）抗滑穩(wěn)定計算大榆樹溝防洪堤所處的河道屬于季節(jié)性河流，只在汛期有幾次洪水下泄，平時為河干。防洪堤的抗滑穩(wěn)定最不利時是在堤前無水的情況下，因此抗滑穩(wěn)定計算按河道無水與河道洪水位為設(shè)計水位 1.1m 時的 2 種工況時考慮。PWfKi式中：Ki抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)（規(guī)要求 5 級提防為1.15）W作用于墻體上的全部垂直力的總和P作用于墻體上全部水平力的總和 . . . 22 / 39f底板于堤基礎(chǔ)

44、之間的摩擦系數(shù)(本區(qū)基礎(chǔ)為沙壤土，0.4)工 況堤前堤背W（KN）P（KN）fKi標準備注1無水填土131.1217.540.42.841.15滿足要求2設(shè)計水位1.1m填土131.1212.150.44.321.15滿足要求兩種工況分別計算得Ki為 2.99 和 4.32，均大于 1.15，均滿足要求。（2）抗傾穩(wěn)定計算HVMMK0式中：K0抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)（規(guī)要求 5 級提防為1.40）MV抗傾覆力矩（計算得 69.79KNM）MH傾覆力矩（計算得 10.99KNM）工 況堤前堤背MV（KNM）MH（KNM）K0標準備注1無水填土69.7910.996.351.40滿足要求 . . . 2

45、3 / 392設(shè)計水位 1.1m填土78.1410.997.111.40滿足要求兩種工況分別計算得K0為 6.35 和 7.11，均大于 1.40，均滿足要求。（3）重力墻基地應(yīng)力計算WMAGminmax、式中：基礎(chǔ)的最大和最小壓應(yīng)力minmax、G垂直荷載A底板面積M荷載對底板形心軸的力矩W底板的截面系數(shù)經(jīng)計算得最大 66.27Ka,最小 40.65K，遠小于地基砂礫石的允許承載能力 120K。同時也充分考慮了防洪堤沿線地基不均勻性的安全儲備（=max/min=1.632.0） 。3.4.3.43.4.3.4 防洪堤防護設(shè)計防洪堤防護設(shè)計1、沖刷計算（1）堤岸沖刷深度計算不沖流速校核：根據(jù)河

46、床土質(zhì)與河道行洪斷面，其允許不沖流速為1.1m/s，而河道設(shè)計流速為 1.73.12m/s，大于允許不沖流速， . . . 24 / 39故需要計算水流對河槽造成的沖刷深度。沖刷深度計算根據(jù)堤防工程設(shè)計規(guī)GB5028698 并結(jié)合本河道的堤線布置情況，堤防直線段采用平順護岸沖刷深度公式計算沖深，在彎道處采用斜沖護岸公式計算沖刷深度。a、水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷按下式計算：=Bhph 1)(ncpVV允式中:hB 局部沖刷深度(m)，從河底算起；hp 沖刷處的水深(m)；1.2mVcp平均流速(m/s)；3.00m/sV允河床面上允許不沖流速，取 1.1(m/s)；N與防護岸坡在平面上的形狀有關(guān)

47、，取n=1/4；經(jīng)計算，平行水流的沖刷深度為 0.342m。b 水流斜沖防護岸坡產(chǎn)生的沖刷按下式計算：dgmVatghip30122322式中：hp從河底算起的局部沖深(m)；水流流向與岸坡交角 15；m迎水面邊坡系數(shù) 0；d坡角處土壤粒徑 0.0025(m)；Vi水流局部 沖刷流速(m/s)，Vi的計算按無灘地 . . . 25 / 39河床考慮。piWQV 式中：Q設(shè)計流量(m3/s)；Wp設(shè)計河道過水斷面積；斜沖沖刷深度計算表斜沖沖刷深度計算表位置位置流量流量 Q(mQ(m3 3/s)/s)(度度) )m m均均 d(m)d(m)V Vi i(m/s)(m/s)h hp p(m)(m)2

48、+0243071500.00253.674.104+3913071500.00253.363.424+4623071500.00253.363.42計算結(jié)果顯示，河道局部沖刷深度在 4.10m。防洪堤基礎(chǔ)深 1.0m，故在彎道處需進一步防護。本設(shè)計變更在彎道轉(zhuǎn)折處墻腳采用鉛絲石籠防護，其護寬按 23 倍最大沖深值計算，設(shè)計防護尺寸為：寬 8.0m，長60.0m，厚 50cm的鉛絲網(wǎng)石，網(wǎng)石下面為 15.0cm 厚的砂礫墊層和一層土工布。3.4.4 堤防橫斷面設(shè)計變更前防洪堤橫斷面型式采用梯形斷面，漿砌石重力墻基礎(chǔ)深1 m。墻高 2.1m，底寬 2.1 m，重力墻迎水面為直立式，背坡10.3；根

49、據(jù)專家審查意見，考慮到防洪堤背面不全部填土，為了增加防洪堤的安全穩(wěn)定性，將漿砌石重力墻的背坡改為 1:0.4，相應(yīng)地重力墻基礎(chǔ)底寬變?yōu)?2.34m，其余項目保持不變。則原設(shè)計抗滑穩(wěn)定系數(shù) Ki為 2.44，抗傾穩(wěn)定系數(shù) K0為 3.78， . . . 26 / 39變更后抗滑穩(wěn)定系數(shù) Ki為 2.84，抗傾穩(wěn)定系數(shù) K0為 6.35。3.4.5 穿堤建筑物設(shè)計為了為了保持河道較陡地段的河床不被嚴重沖刷下切，也為了在河道上淤積被采砂后遺留下的大坑，增設(shè)漿砌石固定斷面 4 處，共計 6 處。固定斷面的技術(shù)參數(shù)與變更前的一致，為：寬 8 米，深0.5 米，迎水面設(shè) 1.2 米深的齒墻，墻厚 0.8

50、米，下游面設(shè) 1.5 米深的齒墻，墻厚 1 米，固定斷面為鉛絲籠網(wǎng)石結(jié)構(gòu)，軸線樁號分別為：0+434、0+889、1+254、2+228、3+600、4+520。為了方便村民出行與田間耕作的需要，在村莊附近的過河道路上增設(shè)置交叉工程漿砌石過水路面 2 處,共計 4 處。因治理河段兩側(cè)重載運煤專線公路仍在修建中，每天均有大量重載車輛通過河道上的過水路面，所以為了防止剛修好的過水路面被破壞掉，向?qū)⑦^水路面的漿砌石路面厚度由原設(shè)計的 30cm，變?yōu)?60cm，其余的技術(shù)參數(shù)與變更前一致：其長度為分別為：90.0m, 125.0m, 125.0m, 100.0m，寬度均為 5.0m，路面為 60cm

51、厚的漿砌石結(jié)構(gòu)，其路面在岸邊的坡度為 1:10。其軸線樁號分別為：0+468、1+080、4+709、5+230。在河道的轉(zhuǎn)彎處設(shè)置護腳，以防止洪水流速太大沖刷堤防，防洪護腳的具體尺寸原來為：寬 8m，長 10m，厚 50cm 的鉛絲網(wǎng)石。為了更加合理地防止洪水沖刷堤防，現(xiàn)變更為寬 5m，長 60m，厚 50cm的鉛絲網(wǎng)石。樁號分別為：2+024, 4+391, 4+462。在防洪堤兩側(cè)同樣布置上堤坡道 5 處，坡道的設(shè)計參數(shù)不變，仍然是：坡度為 1:10,邊坡坡度為 1:2.5，寬度為 4m。樁號分別為：1+000, 2+600（雙側(cè)）, 4+000, 5+000。在樁號為 0+368 處的

52、左岸，有一條小的洪水溝匯入，在溝口布置一處喇叭形的引洪口，使溝里的洪水能夠順利匯入大榆樹溝中。 . . . 27 / 39引洪口的重力式漿砌石擋墻的設(shè)計尺寸為：堤高 1.5m，頂寬 0.5m,底寬 2.0m，基礎(chǔ)深 1.0m。堤防迎水面邊坡直立，背水面為10.3。引洪口：在樁號為 0+368 處的左岸，有一條小的洪水溝匯入，在溝口布置一處喇叭形的引洪口，使溝里的洪水能夠順利匯入大榆樹溝中，該溝集水面積為 2.2km2。引洪口依山勢，其寬度為 18.0m，其十年一遇洪峰流量為 20.35m3/s。引洪口的重力式漿砌石擋墻的設(shè)計尺寸為：堤高 1.5m，頂寬0.5m,底寬 2.0m，基礎(chǔ)深 1.0m

53、。堤防迎水面邊坡直立，背水面為10.3。3.5 施工組織設(shè)計變更容3.5.1 棄方為節(jié)省工程投資，將挖方土就近回填到堤防的背面，作為防洪道路的部分材料。運距很短。不需要專門將挖方土運至棄渣場。3.5.2 土方平衡本工程設(shè)計變更前土方開挖 4.0109 萬 m3（自然方） ，土方回填3.9936 萬 m3（實方） ，經(jīng)土方平衡后需要取土 0.0173 萬 m3（實方） ，從土料場運至施工河段進行填墊，運距 5.0km。變更后土方開挖 4.1036 萬 m3（自然方） ，土方回填 4.0983 萬m3（實方） ，經(jīng)土方平衡后需要棄土 0.0053 萬 m3（實方） ，從施工現(xiàn)場運至附近河段的采砂大

54、坑中進行填墊。變更后土方平衡表見表 3-10。表 3-10 土方平衡表 單位：m3 . . . 28 / 39序號工程項目土方開挖 （自然方）土方回填 （實方）棄土 （實方）1主體工程4103640983533.6 設(shè)計概算變更容3.6.1 投資指標原概算審批投資 1094.42 萬元，變更后總投資 1094.03 萬元。各部分投資變化見表 3-12：表表 3-123-12 大榆樹溝初步設(shè)計概算變更投資表大榆樹溝初步設(shè)計概算變更投資表 單位：元單位：元序號序號工程或費用名稱工程或費用名稱審批投資審批投資 變更投資變更投資增（減）增（減）變更備注變更備注第一部分 建筑工程864626386079

55、76-38287一主體建筑工程86462638607976-38287（一）疏浚工程85591481462551挖方8559148146255（二）堤防工程80816687678018-4036501土方開挖9024473966-162782土方填筑21408421938753033土方填筑4漿砌石66331546388419-2447355瀝青杉板427841400137-277046砂墊層263276244751-185257頂層 C20 砼196870164232-326388砂礫石路面256201187125-69076（三）固定斷面1651754463932812181土方開挖190

56、1524433432土方回填34412408963鉛絲石籠162929439909276980（四）護腳58206154406962001土方開挖77717079302土方回填41396-3173鉛絲石籠46163124460782974砂礫墊層4740134738733 . . . 29 / 39序號序號工程或費用名稱工程或費用名稱審批投資審批投資 變更投資變更投資增（減）增（減）變更備注變更備注5土工布(400g/m2)6113146708557（五）過水路面工程1418413129481710991土方開挖1978371517372土方回填661459-2023砂墊層1933632933

57、135974漿砌石護底1181372689271507905干砌石172969145185（六）上堤交通坡道60913987891土方填筑6091398789第二部分 機電設(shè)備與安裝工程1500001500000一管理設(shè)備15000015000001防汛用車1500001500000第四部分 臨時工程26712631307645950一臨時道路工程450007500030000二施工圍堰2671142510157991圍堰土方填筑2050532635121302圍堰土方拆除620598763671三施工房屋建筑工程1510701511821121施工倉庫200002000002辦公生活福利建筑

58、131070131182112四其他臨時工程443454438338第五部分 獨立費用一建設(shè)管理費31.7331.730萬元二科研勘測設(shè)計費45.3244.360.04萬元三材料價差44.6343.46-1.17萬元一至五部分合計1028.021027.65-0.37萬元基本預(yù)備費51.4051.38-0.02萬元I靜態(tài)總投資1079.42 1079.03 -0.39萬元II水土保持費10100萬元III環(huán)境保護費550萬元 . . . 30 / 39序號序號工程或費用名稱工程或費用名稱審批投資審批投資 變更投資變更投資增（減）增（減）變更備注變更備注投資總計1094.42 1094.03 -

59、0.39萬元3.6.2 概算編制變化說明（1）主要材料價格：原概算采用 2011 年第二季度涼城縣市場價格，變更概算仍采用 2011 年第二季度涼城縣市場價格。如表 3-13。表 3-13 主要材料價格變化表材料名稱單位原概算價格變更概算價格塊石m35454汽油t80008000水泥t365365碎石m36060柴油t86008600砂m33838（2）稅金：仍然采用原概算稅金 3.35%。（3）建設(shè)單位人員經(jīng)常費：原概算根據(jù)建設(shè)單位定員、費用指標和經(jīng)常費用計算期進行計算，變更概算根據(jù) 116 號文并結(jié)合工程實際情況進行計算。3.7 經(jīng)濟評價變更容由于投資的變化，經(jīng)濟評價需要變更的容如下：3.

60、7.1 固定資產(chǎn)投資固定資產(chǎn)投資為由 1094.42 變?yōu)?1094.03 萬元。3.7.2 年運行費年運行費由 56.974 萬元變?yōu)?54.702 萬元。3.7.3 經(jīng)濟盈利能力指標計算變更前本項目國民經(jīng)濟部收益率為 11%，大于 8%，國民經(jīng)濟凈現(xiàn)值為 493.07 萬元，大于 0，經(jīng)濟效益費用比為 1.28，大于 1。 . . . 31 / 39變更后本項目國民經(jīng)濟部收益率為 11%，大于 8%，國民經(jīng)濟凈現(xiàn)值為 415.15 萬元，大于 0，經(jīng)濟效益費用比為 1.41，大于 1。說明該項目在經(jīng)濟上是合理的。 . . . 32 / 394 設(shè)計變更的依據(jù)（1） 關(guān)于涼城縣大榆樹溝防洪治