堤防工程布置及主要建筑物設(shè)計(jì)

1、5 工程布置及主要建筑物5.1設(shè)計(jì)依據(jù)工程等別及建筑物級(jí)別本次設(shè)計(jì)治理河長(zhǎng)8.93km,新建防洪堤總長(zhǎng)14.925km,保護(hù)耕地2.14 萬(wàn)畝，保護(hù)人口 2.97萬(wàn)人。根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)(GB50201 94)和堤防 工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50286 98)的規(guī)定，該防洪工程級(jí)別為 5級(jí)，防洪 標(biāo)準(zhǔn)取 10 年一遇洪水設(shè)計(jì)( P=10%)。根據(jù)中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖(GB18306 2001)，工程區(qū)地 震動(dòng)峰值加速度值0.10g,相應(yīng)地震烈度為度，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期 為0.45s,所以，本工程地震烈度按度設(shè)防。5.1.2 基本設(shè)計(jì)資料 水文、氣象歷年各月極端最高氣溫：29.7 C;歷年各月極端最

2、低氣溫：-248C；多年平均氣溫：59C;平均風(fēng)速： 1.6m/s；最大風(fēng)速： 21m/s；10 年一遇洪峰流量：439m3/s 工程地震設(shè)防烈度為度 地基特征砂礫卵石堤基允許承載力 0.50.6MPa。 堤基開(kāi)挖邊坡系數(shù)臨時(shí)開(kāi)挖邊坡：水上： 1:1、水下： 1:1.251:1.5。 堤身抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)正常運(yùn)行條件：K 1.10非正常運(yùn)行條件：K 1.055. 2工程總體布置5.2.1 工程布置原則 堤線布置與該地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合，相互協(xié)調(diào)一致，避免工程 重復(fù)建設(shè)。 堤線與河勢(shì)流向相適應(yīng)，并與洪水的主流線大致相平行，滿(mǎn)足防 洪區(qū)段兩岸堤防間距大致相等，堤距大于穩(wěn)定河寬要求。 堤線力求平順，

3、防洪堤段平緩連接，盡可能利用有利地形進(jìn)行布 置。 堤身斷面形式的選擇要因地制宜，根據(jù)堤線兩側(cè)地形、地貌及建 筑物分布情況，選擇合適的斷面形式。工程布置 根據(jù)擬定的工程布置原則，結(jié)合現(xiàn)狀堤防存在的問(wèn)題、地形條件及 穩(wěn)定河寬及防洪區(qū)內(nèi)的各種建筑物位置等綜合因素進(jìn)行考慮防洪堤基線 布局，防洪堤起點(diǎn)與原有防洪堤相接，堤身盡量考慮修建在土質(zhì)好、比 較穩(wěn)定的灘岸上，在河道明顯變窄的河段，采取展寬堤距或考慮清除障 礙，部分地段截彎取直，使各堤段平緩連接，在保證河道行洪能力的前 提下，對(duì)原有地段的寬、淺式河道斷面進(jìn)行縮整，保護(hù)原有河道兩岸耕 地。具體為：本次設(shè)計(jì)治理河長(zhǎng)8.93km,新建防洪堤總長(zhǎng)14.925

4、km,防洪堤與橋 梁以10m的漸變段與橋梁邊墩相接，防洪堤遇支溝及公路排水涵洞小支 溝時(shí)斷開(kāi),對(duì)斷開(kāi)支溝以八字墻形式護(hù)砌。其中：左岸堤防以臨合公路 大橋邊墩為起點(diǎn), 樁號(hào)為左 0+000,右岸堤防以大夏河與槐樹(shù)關(guān)河交匯口 處槐樹(shù)關(guān)河右岸已建堤防末端為起點(diǎn), 樁號(hào)為右 0+000,沿大夏河向下游布置堤防，堤線沿兩岸岸坎布置充分利用已有岸坎，堤防設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為 10 年一遇洪水，新建堤防與原有橋臺(tái)連接處設(shè)漸變段連接，末端在樁號(hào)左 8+912處與后楊村大橋左岸邊墩順接，左岸共計(jì)新建防洪堤7242.1m。末端在樁號(hào)右 8+943 處與后楊村大橋右岸邊墩順接，右岸共計(jì)新建防洪堤 7683m。在大夏河雙城至馬

5、九川段分別有已建的尹集水電站、新集水電站、兆興水電站和西川水電站，這四座電站的引水樞紐均按 30 年一遇洪水設(shè) 計(jì)，已修建的防洪堤及尾水渠均按 20 年一遇洪水設(shè)計(jì)，因此本次設(shè)計(jì)中 對(duì)該段水電站的防洪堤及尾水渠可利用部分直接與本次新建堤防順接。防洪堤治導(dǎo)線布置見(jiàn)下表 5-1。5.3 堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)、堤距選擇及線路布置5.3.1 防洪標(biāo)準(zhǔn)選擇 本工程防護(hù)范圍為臨夏縣大夏河雙城至馬九川段兩岸，是以沿岸村莊及耕地為主的防護(hù)區(qū)，根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB5020194）規(guī)定，防護(hù) 區(qū)人口 W 2（萬(wàn)人，防護(hù)區(qū)耕地面積 3（萬(wàn)畝，工程防護(hù)等級(jí)為V等小（2） 型，洪水標(biāo)準(zhǔn)為1020年（重現(xiàn)期）防洪工程級(jí)別為5級(jí)。根

6、據(jù)防護(hù)人 口及耕地?cái)?shù)量，參照流域規(guī)劃中對(duì)鄉(xiāng)村為主防護(hù)區(qū)洪水標(biāo)準(zhǔn)的確定，選 定該工程防洪標(biāo)準(zhǔn)為 10年一遇洪水， 按水文分析計(jì)算結(jié)果， 本工程區(qū) 10 年一遇洪水為 439m3/s。5.3.2 堤防線路布置原則 堤線布置與臨夏縣城鄉(xiāng)近遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃相結(jié)合，相互協(xié)調(diào)一致， 避免工程重復(fù)建設(shè)和改造。 堤線與河勢(shì)流向相適應(yīng)，直線河段堤線盡量與洪水的主流線相平 行，彎曲河段采取大彎就勢(shì)、小彎取直的原則。保持河段兩岸堤防間距 大致相等，堤距應(yīng)大于穩(wěn)定河寬要求。大夏河雙城至馬九川段治導(dǎo)線布置表表5-1岸別樁號(hào)弧長(zhǎng)（m）半徑（m）中心角備注左岸左 0+000左 0+596直線段左 0+596左 0+784188

7、28019凸弧段左 0+784左 1+244.5直線段左 1+244.5-左 1+319.675.121020凹弧段左 1+319.6-左 2+226直線段左 2+226左 2+47825242034凸弧段左 2+478左 2+479.3直線段左 2+479.3左 2+717.6238.335039凹弧段左 2+717.6-左 4+401直線段左 4+401左 4+513.6112.621031凹弧段左 4+513.6-左 4+730直線段左 4+730左 4+827.597.521027凸弧段左 4+827.5-左 5+067.9直線段左 5+067.9-左 5+149.98221022凹弧

8、段左 5+149.9-左 5+455.9直線段左 5+455.9-左 5+645.4189.521052凸弧段左 5+645.4左 5+957.8直線段左 5+957.8左 5+99941.221011凹弧段左 5+999左 6+783直線段左 6+783左 6+88410121028凸弧段左 6+884左 7+201直線段左 7+201左 7+36116021044凹弧段左 7+361左 7+502直線段左 7+502左 7+78027828057凸弧段左 7+780左 8+715.5直線段左 8+715.5-左 8+842126.542017凸弧段左 8+842左 8+912直線段大夏河雙

9、城至馬九川段治導(dǎo)線布置表續(xù)表5-1岸別樁號(hào)弧長(zhǎng)（m）半徑（m）中心角備注右岸右 0+000右 0+626直線段右 0+626右 0+694.568.521019凸弧段右 0+694.5-右 1+155直線段右 1+155右 1+25510028020凹弧段右 1+255右 1+575直線段右 1+575右 1+974尹集電站引 水樞紐防洪右 1+974右 2+146直線段右 2+146 右 2+35621035034凸弧段右 2+356右 2+357.3直線段右 2+357.3右 2+644.328742039凹弧段右 2+644.3右 3+356直線段右 3+356右 3+719尹集電站 尾

10、水防洪堤右 3+719 右 4+316直線段右 4+316 右 4+46615028031凹弧段右 4+466右 4+734直線段右 4+734右 4+87414014027凸弧段右 4+874右 5+114.4直線段右 5+114.4右 5+223.7109.328022凹弧段右 5+223.7右 5+529.7直線段右 5+529.7右 5+656126.321052凸弧段右 5+656右 5+968.4直線段右 5+968.4右 6+023.45528011凹弧段右 6+023.4右 6+997直線段右 6+997右 7+423蘭郎公路 防洪堤右 7+683右 7+92824521067

11、凸弧段右 7+928右 8+801直線段右 8+801右 8+94314235017凸弧段 防治結(jié)合，堤線力求平順，各堤段平緩連接，穩(wěn)定河勢(shì)，確保能 順利的通過(guò)設(shè)計(jì)洪水。 妥善處理好左右岸、上下游的關(guān)系，統(tǒng)一治理。 因地制宜，就地取材，節(jié)省投資。防洪治理規(guī)劃要與恢復(fù)和改善生態(tài)環(huán)境相結(jié)合。堤線平面布置宜順直，轉(zhuǎn)折處應(yīng)用平緩曲線相連接。彎道最小容許 半徑要滿(mǎn)足：Rmin = (3 - 5)B式中：Rmin 堤線容許最小彎道半徑，m ；B河道水面寬度，m。通過(guò)計(jì)算，大夏河雙城至馬九川段堤線最小彎道半徑應(yīng)大于210m。造床流量及穩(wěn)定河寬本設(shè)計(jì)中堤距指兩岸堤線中心距亦即洪水治導(dǎo)線寬度。該指標(biāo)直接 關(guān)系到

12、工程造價(jià)和防護(hù)效益。堤距確定主要考慮以下因素： 滿(mǎn)足安全、 通暢泄洪的要求； 充分考慮河相關(guān)系，不改變河型；少占地或盡量不占地，權(quán)衡工程量與防護(hù)效益，達(dá)到經(jīng)濟(jì)上的合理性，統(tǒng)籌考慮各 河段及其上、下游的行洪要求。防洪段導(dǎo)線寬度，下限應(yīng)不小于造床流量下的穩(wěn)定河寬，上限一般 以河曲外包線或自然岸寬確定。沖積河流在水流與河床的長(zhǎng)期相互作用 下，能得以自由發(fā)展，經(jīng)過(guò)水流與河床的自動(dòng)調(diào)整，河床形態(tài)將與流域 來(lái)水、來(lái)沙及河床邊界條件相適應(yīng)。河道形態(tài)與水力泥沙因素及河床地 質(zhì)條件之間也存在著某種物理量關(guān)系。目前對(duì)造床流量的確定多用經(jīng)驗(yàn) 方法計(jì)算，有平攤水位法、多年平均洪峰流量法等。實(shí)際工作中國(guó)內(nèi)一 般都采用2

13、5年一遇的洪峰流量作為造床流量，本次計(jì)算采用 2年一遇 的洪峰流量作為造床流量。（1）造床流量根據(jù)大夏河流域特征及基本資料情況采用2年一遇洪水設(shè)計(jì)洪峰流量，洪峰流量為121 m3/s。治理段從上游至下游依次分布有尹集電站、新集電站、兆興電站、西川電站，4座電站引水流量相當(dāng)，在21.2-22 m3/s 之間，按最大引水流量22 m3/s考慮，電站引水流量占2年一遇洪水洪峰 流量121 m3/s的18%，比例較大，分析最不利狀況，電站在遇2年一遇洪水時(shí)停止運(yùn)行，即電站樞紐上游段與樞紐至尾水段流量不變，故本次 整個(gè)治理河段一一雙城至馬九川段的造床流量均選121 m3/s,且不分段。（2）穩(wěn)定河寬阿爾

14、圖寧公式計(jì)算：B 整治河寬（m）;A 穩(wěn)定河寬系數(shù)，本工程流域?qū)傧掠魏佣危兓禂?shù)在1.01.1 之間（中游，下游）,綜合考慮本次計(jì)算取1.7;Q 造床流量（m3/s）,取50%頻率年洪峰流量；J 河床比降（0）。用阿爾圖寧公式計(jì)算的穩(wěn)定河寬見(jiàn)表 5-2。經(jīng)上計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)踏勘與測(cè)量，河床為礫卵石，本次設(shè)計(jì)使河床即能 滿(mǎn)足防洪標(biāo)準(zhǔn)條件下的過(guò)水能力，又能滿(mǎn)足工程建筑物安全、穩(wěn)定的要 求，規(guī)劃防洪區(qū)段為河漫灘，修建防洪堤應(yīng)盡量不占用耕地，適當(dāng)展寬 堤距，既可降低堤高、又可減少投資，綜合考慮本次設(shè)計(jì)穩(wěn)定河寬定為 70m,堤線沿兩岸岸坎布置充分利用已有岸坎。大夏河穩(wěn)定河寬計(jì)算成果表表5-2河段名稱(chēng)造床流量

15、Q(m3/s)河床比降J河床糙率(n)河寬系數(shù)A斷面河相系數(shù)E圖寧公式 計(jì)算值(m)現(xiàn)狀河寬(m)治理河寬(m)雙城至馬九川1210.00820.0331.7114930 20070本次設(shè)計(jì)堤線走向充分利用現(xiàn)有橋基防洪堤工程、支流出口防洪堤 工程等，盡量做到左右岸、上下游兼顧，從現(xiàn)有河勢(shì)出發(fā)，因勢(shì)利導(dǎo)進(jìn) 行布置。5.4設(shè)計(jì)水面線推算541河道分段根據(jù)河段地貌和河道特性，本次設(shè)計(jì)在大夏河河道上布測(cè)了26個(gè)河道橫斷面。由于本段河道建筑物較多，故本段河道設(shè)計(jì)水面線推算分為 四段，其中：第一段為槐樹(shù)關(guān)河入河口 尹集電站樞紐段；第二段為尹集 電站樞紐新集電站樞紐段；第三段為新集電站樞紐 西川電站樞紐段；

16、 第四段為西川電站樞紐后楊村大橋段。542洪峰流量選定大夏河雙城至馬九川段河道上有已建電站4座，最大引水流量22m3/s，占防洪河段10%洪水流量439 m3/s的5%,比例很小，而且對(duì)堤 防工程而言，最不利情況是電站遇洪水時(shí)因某種原因停止運(yùn)行，洪水全 部由河道泄流，故大夏河雙城至馬九川段堤防設(shè)計(jì)時(shí)，洪峰流量不考慮 電站引水流量，即選10%洪水流量為439 m3/s。起調(diào)水位選定第一段由于尹集電站有庫(kù)區(qū)，有一定的回水長(zhǎng)度，經(jīng)利用簡(jiǎn)易近似法分析計(jì)算，庫(kù)區(qū)回水長(zhǎng)度為405.61m,樞紐位于5-5斷面下游附近，故水面線計(jì)算以尹集電站溢流堰上游 5-5斷面為基準(zhǔn)斷面。以尹集電站溢流堰頂10年一遇洪水位

17、推算至5-5斷面處洪水位2033.32m為起調(diào)水位。第二段以新集電站溢流堰上游12-12斷面為基準(zhǔn)斷面。以新集電站溢 流堰堰頂10年一遇洪水位推算至12-12斷面處洪水位2011.329m為起調(diào) 水位。第三段由于西川電站庫(kù)區(qū)淤積嚴(yán)重，庫(kù)區(qū)內(nèi)已無(wú)回水長(zhǎng)度，故以溢 流堰上游24-24斷面為基準(zhǔn)斷面。以西川電站溢流堰頂 10年一遇洪水位 推算至24-24斷面處洪水位1977.507m為起調(diào)水位。第四段以后楊村大橋?yàn)榛鶞?zhǔn)斷面，以后楊村大橋 10年一遇洪水位 1969.499m為起調(diào)水位，并以下游南川灌區(qū)渠首 10年一遇洪水位推算至 后楊村大橋處水位做校核。水面線計(jì)算根據(jù)以上分別選定的基準(zhǔn)斷面及起調(diào)水位

18、，采用能量方程，推求各 防洪河段10%洪水流量為439 m3/s時(shí)各斷面的水位高程。本工程水面線計(jì)算，按下列公式：:1V122g訂2蟲(chóng)hf hj2g(51)式中：Z2上、下游斷面水位高程（m）;a、a上、下游斷面的動(dòng)能修正系數(shù)；V1、V2 上、下游斷面平均流速（m/s）;hf兩斷面之間的沿程水頭損失，采用（5.2）式計(jì)算： hj局部水頭損失；Q2hf 育 L（52）(5.3)Kphi-彎道段的局部水頭損失;hi205* V：I2g 2g)h：河槽擴(kuò)大的局部水頭損失;0.333 竺2g(542)h3-匯流的局部水頭損失;(543)式中：Q設(shè)計(jì)洪峰流量(m3/s);i-上、下游斷面水力坡降；L-上

19、、下游斷面距離；V1、V2-上、下兩端斷面的平均流速;經(jīng)計(jì)算，各斷面的設(shè)計(jì)洪水位見(jiàn)表5-3-1、5-3-2、5-3-3、5-3-4?；睒?shù)關(guān)入河口尹集電站樞紐段水面線計(jì)算結(jié)果表5-3-1斷面 編號(hào)水位高程(m)過(guò)水?dāng)嗝?面積(m )濕周(m)水力半徑R(m)平均流速V(m/s)平均水深h(m)1-12043.21122.86276.1071.6143.5731.6942-22040.35132.82176.5841.7343.3051.8263-32038.24109.71675.4731.4543.891.5184-42036.5124.91376.2051.6393.5141.7215-52

20、033.32179.26778.7762.2762.4492.43尹集電站樞紐新集電站樞紐段水面線計(jì)算結(jié)果表5-3-2斷面 編號(hào)水位高程（m）過(guò)水?dāng)嗝?面積（m ）濕周（m）水力半徑R（ m）平均流速V（m/s）平均水深h（ m）6-62028.173128.82576.3931.6863.4081.7737-72023.163119.05975.9241.5683.6871.6438-82018.98121.79676.0561.6013.6041.689-92015.898113.44875.6541.53.871.56810-102014.707123.86176.1551.6263.5

21、441.70711-112013.573188.44879.2032.3792.332.55312-122011.329109.07575.4421.4464.0251.509新集電站樞紐西川電站樞紐段水面線計(jì)算結(jié)果表 5-3-3斷面 編號(hào)水位高程（m）過(guò)水?dāng)嗝?面積（m ）濕周（m）水力半徑R（ m）平均流速V（m/s）平均水深h（ m）13-132007.823135.61676.7171.7683.2371.86314-142005.49118.49775.8971.5613.7051.63615-152003.632133.27476.6051.743.2941.83216-16200

22、1.008111.23175.5461.4723.9471.53817-171994.938120.93376.0141.5913.631.66818-181993.344110.16475.4951.4593.9851.52419-191990.58156.66977.7162.0162.8022.1420-201987.445208.93680.152.6072.1012.81521-211981.566118.53575.8991.5623.7041.63622-221978.483216.63880.5032.6912.0262.91323-231978.304242.06881.66

23、2.9641.8143.23424-241977.507149.57577.3811.9332.9352.05西川電站樞紐后楊村大橋段水面線計(jì)算結(jié)果表 5-3-4斷面 編號(hào)水位高程(m)過(guò)水?dāng)嗝?面積(m )濕周(m)水力半徑R (m)平均流速V(m/s)平均水深h (m)25-251971.565112.4475.6051.4873.9041.55526-261969.499139.86176.9191.8183.1391.9195.5堤頂咼程和沖刷深度計(jì)算堤頂咼程計(jì)算堤頂高程由設(shè)計(jì)洪水位加堤頂超高確定，堤頂超高按下式計(jì)算Y 二Rp+e+A式中：Y 堤頂超咼(m);Rp設(shè)計(jì)波浪爬高(m);e

24、設(shè)計(jì)風(fēng)壅水面高度(m);A安全超高(m),取0.5m。設(shè)計(jì)波浪爬高Rp根據(jù)堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50286-98)中公式計(jì)算。Rp = K Kv Kp X H L / 1 m2其中風(fēng)浪要素采用下列公式計(jì)算0.45= 0.13/0.7gdth0 .00180.3料0 .5j13 .9式中：Rp累積頻率為p的波浪爬高（m）；K 斜坡的糙率滲透系數(shù)，根據(jù)護(hù)面的類(lèi)型查表得0.9;Kv 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由風(fēng)速V、坡前水深d、重力加速度g所組成的 無(wú)維量V/ gd，其中：計(jì)算風(fēng)速采用多年汛期最大風(fēng)速平均值的 1.5倍, 即計(jì)算風(fēng)速V=26.4m/s;Kp爬高累積頻率換算系數(shù)，對(duì)不允許越浪的堤防，爬高累積頻率取2

25、%,則查表得Kp=2.07;H堤前波浪的平均波高（m）;L堤前波浪的波長(zhǎng)（m）；V 計(jì)算風(fēng)速為26.4m/s;F風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（m）；m護(hù)面迎水面坡比m=1.5。經(jīng)計(jì)算，波浪爬高為0.57m。風(fēng)雍水面高度ee = kV 2 F / 2 gd cos :式中：e風(fēng)雍?jiǎn)J度；k 綜合摩阻系數(shù)取3.66；V 計(jì)算風(fēng)速為26.4m/s；F 由計(jì)算點(diǎn)逆風(fēng)向量到對(duì)岸的距離；d水域平均水深為1.75m;RP 風(fēng)向與堤軸線的法線所成的夾角；=35經(jīng)計(jì)算，風(fēng)雍水面高度e為0.0042m。安全超高A按堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50286-98）規(guī)定，該段堤防為5級(jí)，不 允許越浪的安全超高為0.5m。經(jīng)以上計(jì)算，設(shè)計(jì)波 浪爬高

26、Rp為0.57m,設(shè)計(jì)風(fēng)雍水高度為 e=0.0042m,則堤頂超高取為1.1m。沖刷深度計(jì)算本次計(jì)算，采用堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB5028698）中堤防沖刷 深度計(jì)算公式，對(duì)工程區(qū)河段均按P=10%設(shè)計(jì)洪水，進(jìn)行沖刷深度計(jì)算。水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷按下式計(jì)算：hpVV允cP式中：hB局部沖刷深度（m）,從水面線算起；hp沖刷處的水深（m）;Vcp平均流速（m/s）;V允河床面上允許不沖流速，為1.2 （m/s）;n與防防洪堤坡在平面上的形狀有關(guān)，一般取 n=1/4 經(jīng)計(jì)算，水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷深度結(jié)果見(jiàn)表 54 水流斜沖護(hù)坡產(chǎn)生的沖刷按下式計(jì)算：a223 tgjh p2- 30 d1m2

27、g式中： hp從河底算起的局部沖深（m）;a水流流向與岸坡交角（度）;防洪堤迎水面邊坡系數(shù)，m=1.5;d坡腳處土壤的計(jì)算粒徑（cm）,對(duì)非粘性土，取大于15% （按 重量計(jì)）的篩孔直徑，該段d=71.6mm。Vj 水流的局部沖刷流速，對(duì)無(wú)灘地河床，按下式計(jì)算。其中：Q設(shè)計(jì)流量（m3/s）;W原河道過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）;Wp河道縮窄部分的斷面面積（m2） 經(jīng)按斜沖計(jì)算，其結(jié)果見(jiàn)表54。大夏河屬蜿蜒型河流，工程區(qū)內(nèi)河道彎道較多且河流擺動(dòng)較大，泄 沖角度局部較大，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，平?jīng)_最大為深泓線以 下0.440.79m,斜沖最大為河床線以下 1.2 1.8m。為了安全起見(jiàn)，根 據(jù)沖刷深

28、度的計(jì)算成果及地質(zhì)勘測(cè)，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將基底設(shè)計(jì)高 程平?jīng)_段置于深弘線高程以下 2.0m處，斜沖段置于深泓線以下2.5m處, 基底高程計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5-5。平順沖刷深度計(jì)算成果表表5-4斷面號(hào)河床咼程(m)設(shè)計(jì)水深(m)水面咼程(m)深泓線咼程(m)最大水深(hp)流速(Vcp)允許流速(V 允)(V/V、1/4 允)(V/V 允)1/4-1)hp沖刷深度hB備注12041.521.692043.212041.022.193.571.21.310.310.69樁號(hào)以中心線 為主，hB從深泓線算起22038.521.832040.352038.022.333.311.21.290.290.67

29、32036.721.522038.242036.222.024.001.21.350.350.7142034.781.722036.502034.282.223.511.21.310.310.6852030.892.432033.322030.392.932.451.21.200.200.5762026.401.772028.172025.72.473.411.21.300.300.7472021.521.642023.162020.822.343.691.21.320.320.7682017.301.682018.982016.62.383.601.21.320.320.7592014.33

30、1.572015.902013.632.273.871.21.340.340.77102013.001.712014.712012.32.413.541.21.310.310.75112011.022.552013.572010.323.252.331.21.180.180.59平順沖刷深度計(jì)算成果表表5-4樁號(hào)河床咼程(m)設(shè)計(jì)水深(m)水面咼程(m)深泓線咼程(m)最大水深(hp)流速(Vcp)允許流速(V 允)(V/V、1/4 允)(V/V 允)1/4-1)hp沖刷深度hB備注122009.821.512011.332009.122.214.031.21.350.350.78樁號(hào)以中心線

31、 為主，hB從深泓線算起132005.961.862007.822005.262.563.241.21.280.280.72142003.851.642005.492003.152.333.711.21.330.330.76152001.801.832003.632001.102.533.291.21.290.290.73161999.471.542001.011998.772.243.951.21.350.350.78171993.271.671994.941992.572.373.631.21.320.320.76181991.821.521993.341991.122.223.991.2

32、1.350.350.78191988.442.141990.581987.742.842.801.21.240.240.67201984.632.821987.451983.933.522.101.21.150.150.53211979.931.641981.571979.132.443.701.21.330.330.79221975.572.911978.481974.773.712.031.21.140.140.52平順沖刷深度計(jì)算成果表表5-4樁號(hào)河床咼程（m）設(shè)計(jì)水深（m）水面咼程（m）深泓線咼程（m）最大水深（hp）流速(Vcp)允許流速（V 允）(V/V、1/4 允)(V/V 允)

33、1/4-1)hp沖刷深度hB備注231975.073.231978.301974.274.031.811.21.110.110.44樁號(hào)以中心線 為主，hB從深泓線算起241975.462.051977.511974.662.852.941.21.250.250.71251970.011.551971.571969.312.653.901.21.340.340.68261967.581.921969.501966.883.393.141.21.270.270.54斜沖沖刷深度計(jì)算成果表表5-4堤段樁號(hào)QVjVj2m1+m2“2、0.5(1+m )a度）tg(a/2)d Hp備注右岸0+618.

34、24393.60412.991.53.251.8030390.07161.7樁號(hào)以中心線右岸4+382.74393.70513.721.53.251.8015310.07161.2為主，hp左岸5+512.74393.63013.181.53.251.8022400.07161.8從河床線算起水力計(jì)算成果表表5 5斷面樁號(hào)堤頂咼程水位高程深泓線咼程基地咼程河床咼程堤身高度地面以 上高度設(shè)計(jì)埋深10+0002044.312043.212041.022039.022041.525.292.79220+406.72041.452040.352038.022036.022038.525.432.932

35、30+618.22039.342038.242036.222034.222036.725.122.62240+937.52037.602036.512034.282032.282034.785.322.82251+480.12034.422033.312030.392028.392030.896.033.53261+952.12029.272028.172025.702023.702026.405.572.87272+302.72024.262023.162020.822018.822021.525.442.74282+538.22020.082018.982016.602014.102017

36、.305.982.782.592+850.92017.002015.902013.632011.632014.335.372.672102+992.62015.812014.712012.302010.302013.005.512.812113+357.72014.672013.572010.322008.322011.026.353.652123+647.52012.432011.332009.122007.122009.825.312.612134+092.32008.922007.822005.262003.262005.965.662.962144+382.72006.592005.4

37、92003.152000.652003.855.942.742.5水力計(jì)算成果表表5 5斷面樁號(hào)堤頂咼程水位高程深泓線咼程基地咼程河床咼程堤身高度地面以 上高度設(shè)計(jì)埋深154+643.72004.732003.632001.101999.102001.805.632.932164+923.82002.112001.011998.771996.771999.475.342.642175+512.71996.041994.941992.571990.071993.275.972.772.5185+681.51994.441993.341991.121989.121991.825.322.62219

38、6+126.01991.681990.581987.741985.741988.445.943.242206+625.21988.551987.451983.931981.931984.636.623.922217+175.81982.671981.571979.131977.131979.935.542.742227+675.51979.581978.481974.771972.771975.576.814.012237+878.61979.401978.301974.271972.271975.077.134.332248+136.61978.611977.511974.661972.66

39、1975.465.953.152258+426.41972.661971.571969.311967.311970.015.352.652268+728.91970.601969.501966.881964.881967.585.723.0225.6防洪堤堤型選擇根據(jù)堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50286 98 對(duì)堤身及護(hù)坡斷面設(shè)計(jì)的 有關(guān)要求，在堤身及護(hù)坡的設(shè)計(jì)中主要遵循了以下原則；（1）就地取材，經(jīng)濟(jì)合理；（2）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因地制宜，適應(yīng)當(dāng)?shù)氐氖┕l件和施工方法；（3）滿(mǎn)足規(guī)定的交通運(yùn)輸和排水要求；（4）符合高水位下非穩(wěn)定滲流特性。 根據(jù)上述原則，對(duì)堤身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重力式擋土墻防洪堤、夯填砂礫 石梯

40、形斷面防洪堤和仰斜式擋土墻防洪堤三種方案現(xiàn)按照平均防洪堤高 度 4.5m 的比較：方案一：直墻式防洪堤 （重力式擋土墻斷面） ：堤身采用漿砌塊石 （或 砼）擋土墻，堤后填筑砂礫石，此方案抗沖性能好，適用于河道狹窄、防 洪堤后建筑物密集、涉及占地及拆遷量較大的地段，對(duì)地基承載力要求 相對(duì)較高，在同一堤身高度下， 漿砌石工程量較大， 單位 km 工程造價(jià)較 高。方案二：貼坡式防洪堤（夯填砂礫石梯形斷面） ：按設(shè)計(jì)要求利用河 道開(kāi)挖出的砂礫石進(jìn)行碾壓填筑兩岸邊坡，表面砌筑漿砌石或現(xiàn)澆 C15 砼護(hù)面，這種河道斷面有利于整治河道，增大泄洪能力，而堤身適應(yīng)地 基變形能力強(qiáng)，施工簡(jiǎn)單，進(jìn)度快，在同一堤身高

41、度下，單位 km 造價(jià)較 低。但本方案要求地形開(kāi)闊，在不涉及占地、拆遷等問(wèn)題的河段，是一 種較理想的堤型方案。不同襯砌方案投資比較表（1m防洪堤 不計(jì)河道疏浚）表5-6序號(hào)萬(wàn)案:程量f砼護(hù)面堤直墻式防洪堤貼坡式防洪堤護(hù)坡式防洪堤1開(kāi)挖砂礫石（m3）20.3開(kāi)挖砂礫石（m3）18開(kāi)挖砂礫石（m3）12.823夯填砂礫石（m ）7.6夯填砂礫石（m3）14夯填砂礫石（m3）8.33回填砂礫石（m3）2.8回填砂礫石（m3）5.9回填砂礫石（m3）3.94砼擋土墻（m3）5.2砼護(hù)坡（m3）2.4砼護(hù)坡（m3）3.75占地寬度（m）5.3占地寬度（m）11.7占地寬度（m）6.7投資（元）23481

42、3181698方案三：護(hù)坡式防洪堤（仰斜式擋土墻斷面） ：堤身采用漿砌塊 石（或砼）擋土墻，堤后填筑砂礫石，此方案抗沖性能好，適用于河道 狹窄、防洪堤后建筑物密集、涉及占地及拆遷量較大的地段，對(duì)地基 承載力要求相對(duì)較高， 在同一堤身高度下， 相對(duì)于直墻式防洪堤漿砌 石（或砼 ）工程量較小， 單位 km 工程造價(jià)介于直墻式防洪堤 （方案一） 和貼坡式防洪堤（方案二）之間。本著因地制宜、 經(jīng)濟(jì)合理的原則，結(jié)合堤段所處地理位置、工程 現(xiàn)狀、堤基地層巖性、筑堤建筑材料、施工條件、工程造價(jià)等因素綜 合比較，認(rèn)為防洪區(qū)內(nèi)左岸地形比較開(kāi)闊，不存在拆遷問(wèn)題，在相同 堤身高度下，貼坡式防洪堤單 km 造價(jià)最低，

43、故選擇方案二（貼坡式 防洪堤）比較適宜。5.7 建筑物設(shè)計(jì)5.7.1 堤防工程方案比選 堤防斷面形式根據(jù)工程區(qū)地形條件、工程地質(zhì)條件、施工條件、 工程造價(jià)、交通要求等因素，并參照上下游已建防洪工程，斷面形式 采用碾壓砂礫石梯型斷面， 迎水面邊坡為 1:1.5，背水面邊坡為 1:1.25。根據(jù)選定的堤防斷面型式， 本次設(shè)計(jì)僅對(duì)護(hù)面材料進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選。護(hù)面材料擬選為 C15砼和M10水泥砂漿砌塊石兩種形式。 護(hù)面厚度計(jì)算方案一：C15砼護(hù)面砼護(hù)面的防護(hù)厚度采用下面公式計(jì)算： h - r Bm式中：t砼護(hù)面厚度（m）;n系數(shù)，對(duì)開(kāi)縫砼板可取0.075,H 計(jì)算波浪高（m）,rb砼板的重度（kN /

44、m3）, rd=24kN / m3;r 水的重度；L波長(zhǎng)（m）;B 沿斜坡方向的護(hù)面板長(zhǎng)度（m）;m斜坡坡率，m=1.5。經(jīng)計(jì)算，護(hù)面平均厚度t=0.21m?？紤]砼板施工因素及已建防洪堤工程經(jīng)驗(yàn)，取現(xiàn)澆砼護(hù)面的厚度為：頂部為0.15m,底部為0.25m。方案二：M10水泥砂漿砌塊石護(hù)面M10水泥砂漿砌塊石護(hù)面的防護(hù)厚度采用下面公式計(jì)算：Q = 0.1 rbH心匕-1m1Q 3t = nc i0.1rb 丿式中：Q 主要護(hù)面層的護(hù)面塊體、塊石個(gè)體質(zhì)量（t）；rb人工塊體或塊石的重度（KN /m3）, rb=22.4KN/m3;r 水的重度；H 計(jì)算波浪高（m）,KD 穩(wěn)定系數(shù)，查堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范

45、1表得5.5;t 塊體或塊石護(hù)面層厚度（m）;n護(hù)面塊體或塊石的層數(shù)；c系數(shù)，查堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范 2表得1.3。經(jīng)計(jì)算，護(hù)面 平均厚度t=0.42m?？紤]漿砌石護(hù)面施工因素及已建防洪堤工程的經(jīng)驗(yàn)，漿砌石護(hù)面頂部為0.30m，底部為0.50m。兩種方案工程量、投資情況比較見(jiàn)表 5-7。新建防洪堤工程量（含河道疏浚）、投資比較見(jiàn)表（單km）表5 7名稱(chēng)單價(jià)（元）方案一方案二數(shù)量合價(jià) （萬(wàn)元）數(shù)量合計(jì) （萬(wàn)元）巖石開(kāi)挖41.275642.335642.33砂礫石開(kāi)挖10.044298943.164280442.98夯填砂礫石堤身12.0677659.3675089.14砂礫石回填4.4649732.

46、2246642.08M10水泥砂漿砌塊石（護(hù)坡）400.33644145.87M10水泥砂漿砌塊石（基礎(chǔ)）362.4995934.76現(xiàn)澆C15砼（護(hù)坡）392.28208481.75現(xiàn)澆C15砼（基礎(chǔ)）355.5448917.39現(xiàn)澆C15砼（頂板）370.56552.04合計(jì)（萬(wàn)元）158.25237.16 技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選經(jīng)對(duì)方案一與方案二進(jìn)行技術(shù)、 經(jīng)濟(jì)方面綜合分析比較， 其兩方 案的優(yōu)缺點(diǎn)如下：方案一（ C15 砼護(hù)面）： 優(yōu)點(diǎn)：工程區(qū)內(nèi)天然建材儲(chǔ)量豐富，可就地取材，單位造價(jià)低（151.85萬(wàn)元/km）。缺點(diǎn)：強(qiáng)度及抗沖能力較漿砌塊石低， 施工難度 相比較漿砌塊石大。方案二（ M10 水

47、泥砂漿砌塊石護(hù)面） 優(yōu)點(diǎn)：施工操作技術(shù)簡(jiǎn)單，不用支模等復(fù)雜工序；強(qiáng)度及抗沖能 力較砼高。缺點(diǎn)：工程區(qū)內(nèi)天然建筑材料匱乏，所選料場(chǎng)運(yùn)距遠(yuǎn)；單 位造價(jià)（205.54萬(wàn)元/km）較方案一高；施工時(shí)所需勞力多，體力勞 動(dòng)量大。綜上所述：方案一和方案二所選護(hù)面材料的強(qiáng)度及抗沖能力均滿(mǎn) 足本工程的要求。 但方案一和方案二相比較， 方案一所需砼骨料可就 地取材，運(yùn)距短，造價(jià)低，美觀度也較方案二好。所以，本工程推薦 方案一。5.7.2 新建防洪工程設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)治理河長(zhǎng)8.93km，新建防洪堤總長(zhǎng)14.925km,根據(jù)選 定的斷面型式， 防洪工程采用碾壓砂礫石梯形斷面， 要求相對(duì)密實(shí)度 大于0.6，堤頂寬為3m

48、，迎水面采用1:1.5，背水面邊坡采用1:1.25。 迎水面采用C15砼防護(hù)，厚度為0.150.25m,堤腳采用0.5 0.8m（高 寬）的C15砼基礎(chǔ)。沿堤身設(shè)橫伸縮變形縫，橫向縫每 10m設(shè)一道， 縫寬2cm。根據(jù)河道設(shè)計(jì)河床及深泓線高程進(jìn)行疏浚治理，工程量計(jì)入堤防設(shè)計(jì)中。防洪堤與橋梁以 10m 的漸變段與橋梁邊墩相接。防洪堤遇支溝 及公路排水涵洞小支溝時(shí)斷開(kāi)， 對(duì)斷開(kāi)支溝以八字墻形式護(hù)砌。 在大 夏河雙城至馬九川段分別有已建的尹集水電站、 新集水電站、 兆興水 電站和西川水電站，這四座水電站的引水樞紐均按 30 年一遇洪水設(shè) 計(jì)，已修建的防洪堤及尾水渠均按 20 年一遇洪水設(shè)計(jì)，因此本次設(shè)