董家河村堤防工程初步設計報告

PAGEPAGE３４天水市麥積區(qū)石佛鎮(zhèn)董家河村堤防工程初步設計麥積區(qū)石佛鎮(zhèn)董家河村堤防工程初步設計報告1基本情況麥積區(qū)石佛鎮(zhèn)董家河村位于石佛鎮(zhèn)東部，東鄰石佛沈家河村，西接樊家灣村，北靠清水縣韓家坪村，南與渭紅村隔水相連。華雙公路橫貫該村，交通便利。全村共有365戶、1887人，大家畜114頭，家禽3200只。總耕地面積2958畝,其中川地1500多畝,適宜多種作物生長，全村經(jīng)濟以養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)業(yè)為主。農(nóng)業(yè)以蔬菜種植為主產(chǎn)業(yè)，蘋果為近年來的新興產(chǎn)業(yè)。二0一四年人均純收入2650元。項目區(qū)年均降雨量480．3毫米，年均氣溫12℃，全年無霜期211天，年平均日照時數(shù)2097，年蒸發(fā)量1420.2mm，平均海拔1135m。平均風速16m/s，最大凍土深61cm。石佛鎮(zhèn)董家河村堤防工程位于渭河一級支流川兒河畔兩岸，流域面積24.45平方公里，位于渭河北岸，發(fā)源于清水縣土門鄉(xiāng)蒲家灘。河床平均比降為2.69%。村民大部分居住于川兒河兩岸，由于近幾年來雨水偏多，加之河堤兩岸年久失修，每年雨季一遇暴雨洪水，河水上漲，河道在此段蜿延彎曲，無規(guī)律流動，洪水肆意沖刷著沿河兩岸，洪水直接威脅到該村365戶、1887人的生命及財產(chǎn)安全。為了保障村民安全渡汛，2015年五月麥積區(qū)水務局勘測設計隊技術人員經(jīng)現(xiàn)場勘測，計劃在石佛鎮(zhèn)董家河村兩岸新修堤防工程1911m,其中左岸新修958m,右岸新修953m,使洪水由北向南流入渭河，以保證村民安全渡汛。2工程現(xiàn)狀及規(guī)劃2.1工程現(xiàn)狀由于工程區(qū)位于石佛鎮(zhèn)董家河村段，集水面積較大，河床較陡，歷年都有較大的洪水發(fā)生，因無穩(wěn)固的防洪工程設施，每遇汛期，山洪暴漲，造成沿岸大片農(nóng)田被淹，莊稼絕收，群眾生活無法得到保障，對石佛鎮(zhèn)董家河村村沿岸村民的生命財產(chǎn)構(gòu)成嚴重威脅。因此修建該段堤防十分必要。麥積區(qū)石佛鎮(zhèn)董家河村堤防工程符合國家扶貧投資建設項目。實施該項目也是當?shù)厝罕姸嗄陙淼钠惹性竿９こ探ǔ珊?，群眾可以安居樂業(yè)。修建防洪堤的主要目的是保護設防區(qū)農(nóng)田和村莊，本次工程設計防洪標準為十年一遇洪水，堤防地基為砂礫石，地質(zhì)條件優(yōu)越，堤線布置利用河灘地不占用耕地。堤防工程建設內(nèi)容單一，技術操作簡單，技術負責單位麥積區(qū)水利局有一支業(yè)務精強的專技隊伍，且參與堤防建設項目的施工單位經(jīng)驗豐富，對項目的實施具有雄厚的技術、能力保障。2.2治導線布置石佛鎮(zhèn)董家河村村民大部分居住于川兒河兩岸，河堤塌陷，年久失修，每年雨季一遇暴雨洪水，河水上漲，河道在此段蜿延彎曲，無規(guī)律流動，洪水肆意沖刷著沿河兩岸，洪水直接威脅到365戶、1887人的生命及財產(chǎn)安全。根據(jù)堤線布置的原則，結(jié)合工程區(qū)河床現(xiàn)狀及地形條件，適當考慮河相關系，不改變河型、水流、流速及流向等在防護區(qū)允許范圍內(nèi)，具有一定的安全性，堤線在不占用或盡量少占耕地的前提下，按溝道主流走向布置。為了保障村民安全度汛，治理段布置在石佛鎮(zhèn)董家河村川兒河兩岸，新修左岸堤防958m,布置樁號為0+958；右岸堤防953m,布置樁號為0+953，因此治導線隨地形布設，主要為保護村民生命及財產(chǎn)安全。各段面樁號及高程如下表：各段面樁號及地面高程表2-1斷面樁號（左岸）地面高程(m)河床最低點高程(m)斷面樁號（右岸）地面高程(m)0＋0001147.231147.100＋0001149.100＋0501142.811141.500＋0501141.820＋1001136.721136.430＋1001136.500＋1501133.501133.200＋1501133.200＋2001132.101132.100＋2001132.700＋2501131.581131.320＋2501131.400＋3001132.101131.100＋3001131.100＋3501130.021130.020＋3501130.820＋4001128.821128.510＋4001129.280＋4501126.801126.400＋4501127.100＋5001126.011125.500＋5001125.700＋5501127.101125.300＋5501125.400＋6001125.521124.400＋6001124.600＋6501125.301124.010＋6501124.100＋7001125.501125.200＋7001125.200＋7501123.801123.520＋7501124.800＋8001122.651122.610＋8001123.800＋8501122.401122.120＋8501122.400＋9001122.051121.850＋8691122.100＋9581121.451121.400＋9531121.453設計水文氣象資料3.1自然地理概況項目區(qū)位于石佛鎮(zhèn)董家河村，華雙公路橫貫該村，交通便利。屬于渭河一級支流川兒河，流域面積24.45Km2，位于渭河北岸，發(fā)源于清水縣土門鄉(xiāng)蒲家灘。海拔1121.45-1149.10m，河床平均比降為2.69%。村民大部分居住于川兒河兩岸，由于近幾年來雨水偏多，加之河堤兩岸年久失修，每年雨季一遇暴雨洪水，河水上漲，河道在此段蜿延彎曲，無規(guī)律流動，洪水肆意沖刷著沿河兩岸，洪水直接威脅到該村365戶、1887人的生命及財產(chǎn)安全。3.2氣象治理河段流域?qū)贉貛О敫珊?、半濕潤氣候，冬季雨雪少且寒冷時間長，春季升溫快，冷暖變化大，夏季氣溫較高，降水集中，秋季降溫較快。年內(nèi)降雨分配不均勻，每年6—9月的降水量占全年的65%-69%，4—9月占全年的80%，年際變化較大，豐水年降水量約為枯水年的1.5倍，年極端降水量之差300-450mm，比值約為2倍。年均降雨量480．3毫米，年均氣溫12℃，全年無霜期211天，年平均日照時數(shù)2097，年蒸發(fā)量1420.2mm，平均海拔1083．9米。平均風速16m/s，最大凍土深61cm。3.3水文石佛鎮(zhèn)董家河村川兒河屬渭河一級支流，呈“S”型延伸，對稱系數(shù)0.64。流域內(nèi)無實測水文資料，依據(jù)相鄰的天水市氣象局麥積氣象資料和實地調(diào)查推算，多年均侵蝕模數(shù)4290T/Km2。徑流泥沙主要以洪水形式宣泄，長流水流量很小。工程設防區(qū)以上控制流域全長23.95Km，，流域面積24.45Km2，河道比降為2.69%，每遇暴雨洪水期，流速大、水流急、破壞力極強，多年平均降雨量為490mm。年平均徑流量66.02萬m3，十年一遇洪峰流量約89.15m3/s，徑流深35㎜，屬多泥少沙型渭河一級支流。3.4年徑流3.4.1設計年徑流計算石佛鎮(zhèn)董家河村流域年徑流由降雨補給，多以暴雨型出現(xiàn)，產(chǎn)流水量較多，據(jù)統(tǒng)計汛期水量占全年水量的75%，枯水期水量甚少，甚至斷流。從渭河流域多年平均徑流深圖查得h查=35毫米，據(jù)調(diào)查該溝處十二——二月基本斷流。又從多年平均十二——二月徑流深圖查得h深=2毫米，故多年平均徑流量需進行深層地下水的修正。因為十二——二月徑流量基本上是由深層地下水補給的，所以全年深層地下水的補給量可以用它的四倍進行估算。H=h查-4h深=35-4×2=27(毫米)W平=0.1h×F=0.1×27×24.45=66.02(萬米3)h——修正后的多年平均徑流深，以毫米計；h查——多年平均徑流深，以毫米計；h深——多年平均十二——二月徑流深，以毫米計；W平——多年平均徑流量,以萬米3計；F——集水面積，以Km2計。3.4.2年平均輸沙量從多年平均侵蝕模數(shù)圖查得G=12000(噸/公里2)求該河道的多年平均輸沙量。Qs=0.0001GF=0.0001×12000×24.45=29.34(萬噸)Qs——多年平均輸沙量，以萬噸計；G——侵蝕模數(shù)，以噸/公里2計。經(jīng)以上計算得多年平均徑流量為66.02萬m3,多年平均輸沙量29.34萬噸。3.5設計洪水計算該工程設防標準為10年一遇，因此查得渭河洪峰流量經(jīng)驗公式表，P=10%時的洪峰流量模數(shù)q可依下列公式計算q=式中:q——洪峰流量模數(shù)（m3/s/km2）；F——集水面積，（km2）。經(jīng)計算q10%=17.8/24.450.496=3.65（m3/s）Q10%=q10%F=3.65×24.45=89.15（m3/s）。經(jīng)以上計算：十年一遇的洪峰流量為89.15m3/s。4工程地質(zhì)與建筑材料4.1地質(zhì)條件項目區(qū)位于渭河中下游三陽川盆地北緣山區(qū)，項目區(qū)出露的地層為第四紀黃土層，土層厚度在35一65m之間，為濕陷性黃土層，垂直節(jié)理發(fā)育。工程設計蓄水池位置地形坡度平緩，無不良物理地質(zhì)現(xiàn)象，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，該黃土層的天然容重為1.6t/m3，地基承載力為8一10T/m2。工程設防區(qū)處于溝道漫灘之上，溝道總體較為順直，無分叉現(xiàn)象，兩岸階地高出溝床1—3m，現(xiàn)有溝床寬度為25—50m。工程設防區(qū)含水層厚度約5米左右，地下水水力坡度為20%，水質(zhì)為HCO3--Ca2+·mg2+型水，對砼無侵蝕性，地下水屬河床潛水。經(jīng)挖探取樣分析，該段平均粒徑8.5mm。根據(jù)深坑資料分析，礫石層中沒有軟弱夾層，抗沖刷能力較好，堤防基礎較穩(wěn)固，無不良地質(zhì)現(xiàn)象。4.2地質(zhì)構(gòu)造及地震工程區(qū)構(gòu)造體系比較復雜。地貌從成因和形態(tài)來看，屬秦嶺山脈南緣的一部分，基巖上面為第三系甘肅紅層，表層覆蓋著第四系馬蘭黃土。河流不斷侵蝕下切，形成梁狀山地，梁狀山地與溝谷平行成疏狀地形，構(gòu)成了兩山之間有一溝，兩溝之間有一山的地貌。根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》(1：400萬)，本區(qū)地震動峰值加速度為0.3g，相應地震基本烈度為Ⅷ度。區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差。4.3水文地質(zhì)條件本區(qū)地下水主要為溝谷潛水，主要賦存于溝道漫灘及I級階地砂礫石層中。溝道漫灘的地下水埋深較深，一般為5～8m，I級階地地下水埋深一般為7～10m，地下水主要接受大氣降水補給。地下水的礦化度0.8～1.3g/l，總硬度為72～94.5mg/l，PH值為7.6～8.1，屬HCO3-—Ca2+＋Mg2+型水，對普通硅酸鹽水泥不具侵蝕性。河水的礦化度0.9～1.6g/l，總硬度68.6～97.8mg/l，PH值為8.0～8.9，屬HCO3-—Ca2+型水，對普通硅酸鹽水泥不具侵蝕性。4.4天然建筑材料4.4.1塊石料產(chǎn)地本工程擬用塊石料工程區(qū)附近沒有，可從其他采石場拉運，運距較遠，因此盡量少采用塊石料的原則，而多采用水泥及沙石料。4.4.2砼及砂漿粗細骨料產(chǎn)地本工程擬用砼及砂漿粗細骨料可在附近采砂廠購買,運距2.5㎞，儲量豐富，砂礫石的天然密度1.96g/cm3，砂的平均粒徑0.42mm，礫石軟弱顆粒含量為4.25%，針片狀含量6.28%，含泥量＜1%，粒度模數(shù)7.35，砂的含泥量＜2%，細度模數(shù)為3.4，質(zhì)量完全能滿足工程需要。4.4.3堤壩填筑料本著就地取材的原則，清除上部的亞粘土、人工堆積、垃圾及淤泥，盡量利用護堤工程的地基開挖砂礫料及溝道清障時下部的砂礫石料填筑堤體，砂礫石料相對密度達0.65，控制干容重不小于2.0g/cm3。砂礫石層厚度大于10m，運距近，開采便利，產(chǎn)地表層有厚約0.3～0.8m左右的沖積輕粉質(zhì)壤土覆蓋。4.5結(jié)論及建議4.5.1結(jié)論（1）工程區(qū)地震動峰值加速度為0.30g，地震動反應譜特征周期為0.35s，相當于地震基本烈度Ⅷ度；（2）防洪堤基礎置于砂礫石層上，其允許承載力為0.25～0.35Mpa，砂礫石的滲透系數(shù)K=20～60m/d。（3）堤防地基的巖性為第四系全新統(tǒng)沖洪積砂礫石層，其允許承載力0.25～0.35Mpa，臨時開挖邊坡比1：1～1：1.5；（4）天然建筑材料均能滿足工程所需。4.5.2建議防洪堤基礎置于砂礫石層之上，砂礫石的滲透系數(shù)為K=40～80m/d，允許承載力[R]=0.4Mpa，堤基砂卵礫石層的允許水力坡降值j允=0.015。變形模量E0=45Mpa，開挖邊坡比采用1：1.0～1：1.5，施工過程中需開挖導流槽排水。5工程任務和規(guī)模5.1工程任務工程區(qū)涉及石佛鎮(zhèn)董家河村365戶、1887人，，大家畜114頭，家禽3200只及沿河道兩岸村民房屋及農(nóng)田的防洪度汛安全。本次設計新修堤防總長1911m。以防洪排洪，穩(wěn)定水勢，相對控制主流擺動，保護村莊、耕地。5.2工程規(guī)模按國家《防洪標準》（GB50201—94）的規(guī)定，防洪標準的設計洪水為10—20年一遇，根據(jù)當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展情況，按保護區(qū)損失風險分析，擬定本段堤防采用10年一遇洪水標準設計。按《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286—98）的規(guī)定，該段堤防工程級別為5級，根據(jù)《防洪標準》（GB50201—94）的規(guī)定，防護區(qū)等級為Ⅴ等。工程區(qū)屬地震活動區(qū)，地震動參數(shù)為0.3g，相應地震烈度為Ⅷ度。6工程設計6.1設計依據(jù)《中華人民共和國防洪法》；《砌體工程施工質(zhì)量與驗收規(guī)范》（GB5023-2002）；《防洪標準》（GB50201—94）；《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286—98）；《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252—2000）；《堤防工程管理設計規(guī)范》（SL171—96）；《水文調(diào)查規(guī)范》（SL196—97）；《水利水電工程水文計算規(guī)范》（試行）（SDL214—83）；《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》（SL44—93）；《堤防工程施工規(guī)范》（SL260—98）6.2河寬確定6.2.1造床流量造床流量是指多年的造床過程中對河槽的塑造與形成所起的作用最為突出的流量，一般認為，它既不是最大的洪峰流量，也不是經(jīng)常存在的枯水流量。根據(jù)錢寧在《河床演變》一書中提出，造床流量約相當于2年（P=50%）一遇的洪水流量。也可近似的認為多年平均洪峰流量即相當于造床流量。本次采用多年平均洪峰流量。q平=式中:q平——洪峰流量模數(shù)（m3/s/km2）；F——集水面積，24.45（km2）。Q平=q平×F=1.60×24.45=39.11m3/s經(jīng)計算，本次設計堤防段造床流量Q平=39.11m3/s。6.2.2穩(wěn)定河寬根據(jù)阿爾圖寧公式可求得穩(wěn)定河寬，其公式如下：式中：B—河槽穩(wěn)定寬度（m）；Q—造床流量（m3/s），Q=39.11m3/s；J—治理段河床比降；J=0.027；A—河相系數(shù)，經(jīng)河型分析A取1.0～1.7；計算結(jié)果:B=12.9～21.91m即由阿爾圖寧公式求得穩(wěn)定河寬B為12.9～21.91m。6.2.3整治河寬根據(jù)水流阻力公式、連續(xù)方程與河相關系式聯(lián)解可求得穩(wěn)定河寬，其公式為：式中:B—穩(wěn)定河寬（整治河寬）m；Q—造床流量（m3/s）；n—河床糙率，n=0.034ξ—斷面河相系數(shù)，對于蜿蜒性河段一般為2—6，游蕩性河段一般為20—40，過渡性河段為8—12。在斷面河相系數(shù)上分析應為游蕩性下接過渡性河段，經(jīng)分析研究后該段斷面河相系數(shù)取12為宜；J—本次規(guī)劃段河床比降，此段為2.69%；則：B=30.03m。由阿爾圖寧公式求得穩(wěn)定河寬B為12.9～21.91m，由水流阻力公式、連續(xù)方程與河相關系式聯(lián)解求得整治河寬B為30.03m，鑒于工程治理段為游蕩性河段，溝勢開闊，縱深較大，且前緣坡度急劇趨緩，考慮到與現(xiàn)有村級公路的平緩相接與防洪護基安全，為充分利用溝道現(xiàn)狀，結(jié)合項目區(qū)特點，本次設計初步擬定工程治理段穩(wěn)定河寬由理論計算為30.0m。6.3設計洪水水面曲線計算此河段水流為恒定非均勻流，因此洪水水面線計算可采用伯努力方程式，公式如下：基本資料：設計洪峰流量：Q10%=89.15m3/s；河床糙率：n=0.034。采用應用程序計算，各斷面河床水面線設計洪水水面線計算結(jié)果如表6—1。以右岸為典型斷進行水面曲線演算，各斷面水位經(jīng)適配線調(diào)坡后高程見縱斷面設計圖。石佛鎮(zhèn)董家河村堤防治理段設計洪水水面線(P10%)計算表(QP10%=89.15m3/s,n=0.034，i=0.0269)表6-1斷面護堤樁號（右岸）河床最低點高程（m）設計洪水位Z（m）過水面積ω（m2）濕周X(m)平均流速V（m/s）水力半徑R（m）謝才系數(shù)cⅠ—Ⅰ0+1501133.201134.0625.8431.723.450.8128.42Ⅱ—Ⅱ0+3001131.101131.9525.6231.693.480.8128.38Ⅲ—Ⅲ0+4501126.401127.2425.3331.673.520.8028.33Ⅳ—Ⅳ0+6001124.401125.2425.1831.713.540.7928.31Ⅴ—Ⅴ0+7501123.521124.3625.2531.683.530.8028.32Ⅵ—Ⅵ0+8501122.121122.9725.4031.693.510.8028.356.4堤頂高程的確定堤頂高程由下式計算確定：Y=R+e+A其中：Y—堤頂超高（m）；R—設計波浪爬高（m）；e—設計風壅水面高（m）；A—設計風壅水面高（m）；①確定風浪爬高：風浪爬高根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》GB50286—98提供波浪爬高計算公式進行計算：當m＜1.5時，可按下式計算：h爬=3.2×K×h波×tgθh波=0.0208V5/4×B1/3當m=1.5～5.0時，可按下式計算：計算確定：式中：RP—累積頻率下的波浪爬高（m）；K△—斜坡的糙率及滲透性系數(shù)，根據(jù)護面類型查規(guī)范中表C·3·1—1，砼及砼板護面K△=0.9；砌石護面K△=0.75～0.80；KV—經(jīng)驗系數(shù)，可根據(jù)歷年汛期最大平均風速V（m/s）（此處歷年汛期最大平均風速為12m/s，按規(guī)范乘以1.5系數(shù)，則最大風速為18m/s），堤前水深d(m)為0.85m，重力加速度g（m/s2）組成的無維量=2.03，可查規(guī)范中表C·3·1—2確定KV=1.08；KP—爬高累積頻率換算系數(shù)，可按規(guī)范中表C·3·1—2確定，本次設計不允許越浪，則KP=2.07；m—斜坡坡率；砼護坡m=1.5，漿砌石護坡m=1；—堤前波浪的平均波高，可用公式式中：V—計算風速12.3m/s;—平均波周期（s）;g—重力加速度（9.81m/s2）;經(jīng)計算得：=0.14(m)L—堤前波浪的波長（m），查規(guī)范表C·1·3—2中查得L=2.14；經(jīng)計算R爬=0.61m。②風壅水面高度e：風壅水面高度可按規(guī)范GB50286—98中規(guī)定公式計算：式中：e—計算點的風壅水面高度（m）；K—綜合摩阻系數(shù)，可取K=3.6×10-6；V—設計風速，按計算波浪的風速確定，V=18m/s；F—由計算點逆風向量到對岸的距離(m)，川兒河洪峰多由夏秋季形成，夏秋季季風多為東南風,F=500m；d—水域的平均水深，d=0.85m；β—風向與垂直于堤軸線的法線夾角（度）,β=45°；③安全加高A：安全加高根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》和《防洪標準》規(guī)定，該段堤防為5級，彎道段安全加高值為0.5m。Y=0.61+0.025+0.5=1.165m④確定堤頂高程及比降: 將以上各參數(shù)值帶入即得: Y=R+e+A=Z水面＋1.14根據(jù)各斷面堤頂高程及治理后河床發(fā)育演變規(guī)律,利用外包線概化求得治理段相應樁號堤頂高程(堤頂高程詳見表6-2)。水位線及堤頂高程計算表表6-2護堤樁號（右岸）河床最低點高程（m）設計洪水位Z（m）堤頂高程（m）0+1501133.201134.061135.200+3001131.101131.951133.090+4501126.401127.241128.380+6001124.401125.241126.380+7501123.521124.361125.500+8501122.121122.971124.116.5河道沖刷深度計算及堤基高度確定（1）護堤沖刷深度計算護堤較為直順，沖刷計算根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286—98）中規(guī)定，水流平行于岸坡產(chǎn)生的沖刷公式計算，公式如下：式中：hB—局部沖刷深度（m），從水面起算；hP—沖刷處的水深(m),以近似設計水位最大深度代替；VCP—各斷面平均流速（m/s）V允—河床面上允許不沖流速(m/s)；根據(jù)地質(zhì)選擇級配；2—20mm占30%，V允=1.3m/s；2mm以下占70%，V允=0.75m/s；此段河床允許不沖流速V允=0.92m/s；n—與防護岸坡在平面上的形狀有關，一般取n=1/4。設計洪水（P10%）各斷面沖刷深度計算表表6-3位置斷面護堤樁號沖刷處的最大水深平均流速從設計水面算起的局部沖刷深度深泓線至河床沖刷處深度(m)深泓線以下埋置深度hp（m）Vcp(m/s)hB(m)(m)(m)董家河村Ⅰ—Ⅰ0+1500.863.452.840.631.44Ⅱ—Ⅱ0+3000.853.482.850.651.41Ⅲ—Ⅲ0+4500.843.522.870.641.33Ⅳ—Ⅳ0+6000.843.542.860.591.34Ⅴ—Ⅴ0+7500.843.532.880.661.37Ⅵ—Ⅵ0+8500.853.512.870.601.40（2）彎曲段局部沖刷深度:上、下游項目區(qū)治理段均設置彎道段，水流的橫比降及局部堤線存在一定夾角，形成局部斜沖水流局部沖刷。因此采用斜沖水流計算局部沖刷:23tg&/2Vj2△hp= ×-30d 1＋m2g其中：△hp—從河底算起的局部沖深（m）;&—水流流向與岸坡的平交角（度）;Vj—水流的局部沖刷流速;d 河床顆粒粒徑，取10cm;m 防護建筑物迎水面邊坡系數(shù)取為1.5。其中水流的局部沖刷流速Vj計算:Q12ηVj= × B1×H11＋ηB1—河灘寬度,從河槽邊緣至坡腳距離（m）;Q1—通過河灘部分的設計流量（m3/s）;H1 河灘水深（m）;η 水流流速分配不均勻系數(shù);根據(jù)&角確定如下表水流流速分配不均勻系數(shù)&-η表表6-4&≤15°20°30°40°50°60°70°80°90°η11.251.51.752.002.252.502.753.00則石佛鎮(zhèn)董家河村治理段治理段局部沖刷深度計算如下表:石佛鎮(zhèn)董家河村治理段局部沖刷深度的計算表6-5斷面樁號&Vj△hp0+36030°3.352.050+46040°3.42.03⑶河堤基礎埋置高程計算：Z基=Z水面－△hp－&其中:Z水面—斷面處水面高；△hp—一般沖刷深度。&—安全加深，直、曲線段&=0.5。按上述公式計算各斷面基礎高程，然后點繪，再用外包線法，并考慮大致與堤頂線平行，確定基礎埋置高程及縱比降。具體詳見下表：基礎埋置高程計算表表6-6斷面樁號Z水面△hp&Z基0+1501134.062.340.51131.220+3001131.952.350.51129.100+4501127.242.370.51124.370+6001125.242.360.51122.380+7501124.362.380.51121.480+8501122.972.370.51120.10⑷防洪河堤高度的確定：河堤高度H=Z頂－Z基堤頂高程及基礎高程表表6-7護堤樁號（右岸）河床最低點高程（m）地面高程（m）設計洪水位Z（m）堤頂高程（m）基礎高程（m）河堤高度（m）0+1501133.201133.501134.061135.201131.223.980+3001131.101132.101131.951133.091129.103.990+4501126.401126.801127.241128.381124.374.010+6001124.401125.521125.241126.381122.384.000+7501123.521123.801124.361125.501121.484.020+8501122.121122.401122.971124.111120.104.01經(jīng)上表計算,概化后本工程堤身高度為4.00m。6.6堤防護坡材料的方案比較堤防工程護坡材料的可選方案一般有:漿砌石護坡和混凝土護坡。（1）技術比較從地質(zhì)承載力與抗滑移、抗傾覆的角度分析考慮，漿砌石比砼密實度大，強度高，但漿砌塊石硬度大于C15砼硬度，因此M10漿砌石比C15砼抗沖性能強。兩種材料方案比較表表6-8項目漿砌石護堤混凝土護堤施工要求需要修整邊坡需要修整邊坡、支模用電要求不用電需要用振搗器施工工藝復雜簡單所用材料砌石砼運距遠近工程造價高低（2）單位堤長護坡經(jīng)濟比較從工程經(jīng)濟、合理、可行的原則分析考慮，單位堤長護坡工程造價即是經(jīng)濟分析比較的主要指標。單位堤長護坡經(jīng)濟比較表表6-9護坡材料坡頂厚（m）坡底厚（m）單價（元/m3）坡比單位工程量（m3）單位造價（元）C15砼0.150.30431.491：1.51.41626.89漿砌石0.400.65411.671：1.53.281350.28經(jīng)單位堤長護面工程造價分析比較，M10漿砌石護面單位造價1350.28元/m，高于C15砼護面單位造價626.89元/m，可降低單位造價成本723.39元/m。綜合以上分析比較:方案Ⅰ（M10漿砌石護面）：單位造價較高，工程量大，需要較多的勞力，體力勞動較大等。該工程石方采用量大，運距較遠，不便開采。方案Ⅱ（C15砼護面）：單位造價較低，渭河河灘砂石料開采方便，部分建筑材料可就地取材，外表美觀等。強度低于漿砌石，但對于該堤防工程而言，強度及抗沖性能滿足要求。因此選擇C15砼護面作為董家河堤防工程護坡護面材料是可行的。6.7河堤護坡斷面結(jié)構(gòu)尺寸因當?shù)厣笆铣湓?，水泥運輸方便，C15砼護面造價低，該河堤基礎及護坡均采用C15砼型式，堤身背面夯填砂礫石。堤高4.0m,頂寬3.0m，迎水面邊坡坡比采用1∶1.5、背水面邊坡坡比均采用1∶1。堤頂C15砼護坡寬度為0.30m，坡頂設置0.2m厚，0.3m寬的C15砼壓頂。護坡頂厚0.15m，護坡底厚0.30m，基礎底寬0.8m，基底厚度0.50m。開挖線預留1.0m，1：1開挖線，為消除溫度應力（堤腳至基座）每20m留伸縮縫一條，用瀝青砂板充塞。河床線以上護坡高1.8m，河床線以下護坡高1.5m，基礎高0.50m，0.2m厚壓頂，總堤高為4.00m。詳見堤身結(jié)構(gòu)斷面圖。6.8臨時工程該工程臨時工程有：施工導流槽土石方開挖1500m3，修施工工料棚20㎡。7工程管理7.1管理機構(gòu)的設置本工程為社會公益性項目，工程建成后，按照工程管理范圍和保護范圍，由麥積區(qū)河道管理所和董家河村村委會共同管理。董家河村選配工程看護管理人員。7.2工程管理辦法按《水法》、《防洪法》和《河道管理條例》制定工程管理辦法。（1）在工程保護范圍內(nèi)禁止任何單位及個人取土石和開荒種地等破壞植被的不法行為。（2）在工程管理范圍內(nèi)的工程和設施必須嚴加保護，任何單位和個人不得侵占，破壞和偷盜。（3）工程管理機構(gòu)受防汛指揮部門指揮做好防汛工作。7.3工程管理范圍和保護范圍7.3.1工程管理范圍工程管理范圍，包括工程及其設施的建筑場地和管理用地。(1)主體工程包括：基礎、堤身、堤帽等。(2)附屬工程設施包括：交通、通信設施、測量控制點、里程樁、水準尺及其他維護管理設施等。(3)生產(chǎn)區(qū)包括：設備材料防汛物資倉庫，維修車間、砂石料場及生活福利設施等。(4)護堤地：護堤地縱向布置與堤防走向一致，并從堤線兩端向外延伸到堤端20-30m，橫向?qū)挾?，應從堤防?nèi)向外坡腳線開始起算，按5m計。7.3.2工程保護范圍堤防工程保護范圍按規(guī)范要求橫向?qū)挾仍诒乘畟?cè)，從護堤地邊界線以外算起，按寬度50m劃定為工程保護范圍，臨水側(cè)的保護范圍按國務院頒發(fā)的《河道管理條例》有關規(guī)定執(zhí)行。7.4交通、通訊、觀測及其他管護設施7.4.1交通設施工程設防段對外對內(nèi)交通方便，本次堤防設計考慮交通要求，設計為堤路結(jié)合，堤頂寬度設計為3.0m，以滿足交通和通訊要求。7.4.2通訊設施該工程區(qū)通信設施完好。7.4.3防汛預報及工程觀測為了監(jiān)測、了解堤防及其它工程運行和安全狀況，為防洪搶險服務，需對近岸河床的沖淤變化進行觀測。做好記錄檔案工作，為工程管理、防洪搶險決策等提供科學依據(jù)。7.4.4生物工程及其它維護管理設施工程管理中應重視水土保持，水土保持對防治洪水災害具有很大的作用，生物措施可結(jié)合堤防工程進行兩岸綠化，增加植被，加強生態(tài)建設，美化環(huán)境。主要設置護堤林帶，護堤草坡等項目。護堤林帶栽種在堤防背水側(cè)護堤地范圍內(nèi)，護堤草坡用于背水坡，種植根系發(fā)育，生命力強，耐旱、耐堿的草種。8施工組織設計8.1施工條件石佛鎮(zhèn)董家河村堤防工程治理段，工程區(qū)地勢開闊，易于進行施工臨建布置，交通也十分便利。本工程生產(chǎn)及生活用水可選用董家河村人飲工程用水，施工用電從石佛鎮(zhèn)董家河村左岸大約20m的10KV高壓供電線路直接“T”接。本工程所需水泥從麥積區(qū)水泥廠購買，其它建筑材料可從麥積城區(qū)或石佛鎮(zhèn)采購。8.2天然建筑材料 工程用砂石料可從工程區(qū)下游附近的渭河灘采購，運距近，儲量豐富，質(zhì)量完全能滿足工程需要。8.3施工導流本工程根據(jù)水工設計及建筑物的布置情況，工程治理段需開挖導流槽的方法進行施工。根據(jù)基坑開挖情況，進行排水。開挖導流槽1500m3。8.4主體工程施工土方開挖：采用機械挖土，農(nóng)用車運輸，開挖土石方大部分用于夯填，其余用于回填，土方夯填：利用就近的開挖棄料，采用機械平整及夯實。土方回填：利用就近的開挖夯填余料及溝道清障土石方，采用機械回填。該堤防工程主要采用梯形砼型式，砼施工主要采用支模澆筑，人工養(yǎng)護。漿砌石工程：砂漿采用機械拌和，架子車人工運輸，手工砌塊石，人工養(yǎng)護。8.5施工總進度計劃根據(jù)本工程施工特點，工程建設總工期為六個月，包括施工準備工期、主體工程工期及竣工收尾工期，另外，工程籌建期可于工程開工前由建設單位負責解決對外交通、施工電源、工程占地等工作。8.6施工進度計劃根據(jù)工程規(guī)模，施工條件，經(jīng)綜合平衡安排，工程總建設工期為六個月，計劃從2015年9月1日開工，2016年4月30日竣工，包括施工準備期、主體工程施工期和工程完工期。期間12月至一月由于太冷可暫時停工。2015年9月1日至11月30日完成左岸堤防施工。2015年9月1日至9月30日為施工準備期，2015年10月1日至2015年10月20日完成土場土樣試驗、土場排水，施工測量放線及施工道路，2015年10月20日至10月30日完成清基、機械削坡土方，2015年11月1日至11月10日完成坡面整形、夯實工程，2015年11月10日至11月30日完成腳槽、基礎及護坡砼澆筑工程。2016年2月1日至4月30日完成右岸堤防施工。2016年2月1日至2月28日為施工準備期，2016年3月1日至2016年3月20日完成土場土樣試驗、土場排水，施工測量放線及施工道路，2016年3月21日至3月30日完成清基、機械削坡土方，2016年4月1日至4月10日完成坡面整形、夯實工程。2016年4月11日至4月30日完成腳槽、基礎及護坡砼澆筑工程。9環(huán)境影響評價9.1防洪工程對環(huán)境的主要不利影響（1）基礎開挖對環(huán)境的影響防洪堤基礎開挖過程中，部分泥沙直接進入河流，增加河流的泥沙含量。（2）施工噪聲對環(huán)境的影響施工期間，建筑材料的運輸和施工機械將會對周邊居民產(chǎn)生一定影響。針對上述不利影響，工程實施過程中一方面通過合理調(diào)配，盡量做到挖填平衡，減少對植被的破壞；同時，加強施工組織及管理，減少噪音污染，可將上述因素對環(huán)境的影響降至最低限度。9.2結(jié)論防洪工程在施工期對環(huán)境的不利影響是短暫和輕微的，而工程對環(huán)境的有利影響是長遠和顯著的。10投資概算10.1編制原則甘肅省水利廳、甘肅省發(fā)展和改革委員會甘水規(guī)計發(fā)[2013]1號文頒發(fā)的《甘肅省水利水電工程設計概（估）算編制規(guī)定》和《甘肅省水利水電建筑工程概算定額》編制。10.2定額依據(jù)依據(jù)甘肅省水利廳甘水規(guī)計發(fā)[2013]1號文《甘肅省水利水電工程設計概（估）算編制規(guī)定》進行編制。建筑工程及施工機械臺時費采用甘肅省水利廳“甘水規(guī)計發(fā)[2013]1號文頒發(fā)的《甘肅省水利水電建筑工程概算定額》進行編制，該工程為初步設計，建筑定額擴大5%。10.3基礎單價10.3.1人工工資該工程地處麥積區(qū)境內(nèi)，屬一類地區(qū)，基本工資標準為工長590元/月，高級工545元/月，中級工435元/月，初級工305元/月，經(jīng)計算初級工4.64元/工時，中級工為5.97元/工時，高級工為7.10元/工時，工長為7.57元/工時。10.3.2施工機械臺班費：執(zhí)行甘肅省水利廳甘水規(guī)計發(fā)[2013]1號文頒發(fā)的《甘肅省水利水電建筑工程概算定額》。10.3.3措施費標準取費均以直接費為基數(shù)，建筑工程取3.4%。10.3.4間接費標準本工程屬小(二)型工程，取費均以人工費為基數(shù)，一般土方工程13％，石方及砂石備料工程16％，砼工程60％，其他工程39％。機械化施工的土方工程以直接費為基數(shù)，間接費標準為6%，機械化施工的石方工程間接費標準為8%。10.3.5利潤按直接工程費與間接費之和的7％計算。10.3.6稅金按直接費、間接費、計劃利潤之和的3.28％計算。10.3.7其他費用其他費用包括五部分，建設單位管理費按建筑工程和臨時工程之和的1.5%計算，工程監(jiān)理費按建筑工程和臨時工程之和的1.5%計算，勘測設計費按建筑工程和臨時工程之和的3.0%計算，工程保險費按建筑工程和臨時工程之和的4.5‰計算，工程招標業(yè)務費按建筑工程和臨時工程之和的0.7%計算。10.3.8主要外調(diào)材料供應方式及概算單價工程所需水泥、鋼材、木材三大主要材料分別按下述方式供應。①水泥：采用2014年第四季度市場調(diào)節(jié)價，水泥選用天水市麥積水泥廠產(chǎn)品，供應方式采用廠家汽車直接運至工地倉庫，水泥工地概算單價為：32.5普通硅酸鹽級水泥420元／T。②鋼材：采用2014年第四季度市場調(diào)節(jié)價加汽車運至工地倉庫運費以及保管費等。工地概算價為：鋼筋4600元／T。③木材：采用2014年第四季度市場調(diào)節(jié)供應價加汽車運至工地倉庫運費以及保管費等。每m3概算單價為：板枋木1871元／m3，原木1962元／m3。10.3.9砂石料單價：砼粗細骨料及塊石均來自渭河料場，拖拉機運至施工現(xiàn)場，經(jīng)分析計算，塊石110元/m3，砂子120元/m3，石子90元/m3。10.4總投資該工程概算總投資191.73萬元，其中建筑工程169.35萬元，臨時工程1.07萬元，其他費用12.18萬元（其中：建設單位管理費2.56萬元，監(jiān)理費2.56萬元，勘測設計費5.11萬元，工程保險費0.77萬元，工程招標業(yè)務費1.19萬元），預備費9.13萬元。10.5工程量、材料量及工日（1）工程量：土石方開挖9865.65m3，土石方填筑22600.02m3，漿砌石6.90m3，砼3360.36m3。（2）材料量：水泥840.54T，砂子1815.51m3，石子2790.83m3，塊石7.45m3。（3）工日量：工長365.42工日，高級工574.06工日，中級工6280.32工日，初級工34669.8工日。10.6附表表1總概算表表2建筑工程概算表表3臨時工程及其他費用概算表表4主要工程量匯總表表5主要材料量匯總表表6主要工日數(shù)量匯總表附表1單價匯總表附表2砼單價計算表附表3主要材料預算價格匯總表11工程經(jīng)濟評價本次堤防治理工程主要是以保護沿岸農(nóng)田及村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)安全為主的防洪工程。工程區(qū)涉及石佛鎮(zhèn)董家河村1187人，2958畝良田，以及周邊村民及學校。工程效益主要體現(xiàn)為兩方面：一是工程建成后減少群眾對抗擊洪水的投入；二是10年一遇洪水淹沒線以下2958畝農(nóng)田淹沒損失的免除效益；三是工程建成后保護區(qū)的2958畝土地價值的增值效益。11.1年防洪效益B（1）減少當?shù)厝罕娍箵艉樗耐度隑1：據(jù)調(diào)查沿岸群眾每年用于抗擊洪水的財力、人力折合投資達6.0萬元。（2）年減免洪災損失B2:工程建成后10年一遇設防標準下免遭洪水淹沒的土地為2958畝,按工程運行期40年計算可淹沒2次，每畝損失按700元計算，則年損失為:B2=2958×700×2/40=10.35萬元。（3）防護區(qū)土地增值效益B3：當?shù)剞r(nóng)民在沒有防洪工程的前提下，耕地及種植高產(chǎn)作物的積極性不高，工程建成后，2958畝耕地為旱澇保收高效糧田，以每畝增值80元計，則土地價值的增值效益為B3=23.66萬元。故工程年防洪效益B=B1+B2+B3=39.91萬元。11.2工程費用工程費用包括工程投資和堤防運行費兩部分，工程投資K=191.73萬元，年運行費按本投資的2%計，則年運行費C=3.83萬元。11.3經(jīng)濟評價指標1）、評價的計算依據(jù)根據(jù)國家計委頒發(fā)的《建設工程國民經(jīng)濟評價參數(shù)》第三版和《水利建設項目經(jīng)濟評價規(guī)范》規(guī)定，社會折現(xiàn)率為8%，防洪效益增長率2%，計算基準期選在施工期未，工程經(jīng)濟使用年限為40年，計劃施工期半年。2）、效益費用現(xiàn)值折算工程投資現(xiàn)值折算：KO=191.73(F/P，8%，0.5)=207.07（萬元）工程運行費現(xiàn)值折算：CO=3.83（P/A，8%，40）=3.83×11.925=45.72（萬元）工程效益現(xiàn)值折算：BO=39.91（P/A，8%，40）=475.91（萬元）3）、經(jīng)濟評價指標（1）工程效益費用比RO：RO=BO/（CO+KO）=475.91/252.80=2.29＞1（2）工程凈效益現(xiàn)值GO:GO=BO－（CO+KO）=223.16（萬元）＞0（3）動態(tài)投資低償年限T動：T動=－Ln（1－ai）/Ln（1＋i）a=K/NK—工程造價191.73萬元N—工程投入運行后年平均凈效益（萬元），f=2%a=191.73/46.43=3.39T動=-Ln（1－4.4×0.08）/Ln1.08=4.12＜10年（4）工程內(nèi)部收益率I：試算B(P/A，I，40)=K（F/P，I，0.5）＋C（P/A，I，40）時I=13.4%＞8%11.4結(jié)論綜上所述，該河堤的修建，可確保董家河村村民和村支部等單位及居民的生命財產(chǎn)安全。為了保障村民安全渡汛，還可保護沿岸耕地安全，本堤防治理工程，技術可行、經(jīng)濟合理、防洪效益顯著，工程各項經(jīng)濟評價指標，均符合國家計委《建設項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)》的要求，符合項目區(qū)自身特點與廣大村民意愿，有較好的群眾基礎，具有極為顯著的經(jīng)濟、社會效益與潛在的輻射帶動作用，隨著工程的建成，為麥積區(qū)石佛鎮(zhèn)提供安全的農(nóng)業(yè)開發(fā)建設用地的同時，將帶來更大的社會效益。建議盡快立項建設，使工程早日發(fā)揮效益。12附件附件：1.工程設計概算1份；2.工程設計圖紙1套。目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1基本情況 １2工程現(xiàn)狀及規(guī)劃 ２2.1工程現(xiàn)狀 ２2.2治導線布置 ２3設計水文氣象資料 ４3.1自然地理概況 ４3.2氣象 ４3.3水文 ５3.4年徑流 ５3.5設計洪水計算 ６4工程地質(zhì)與建筑材料 ７4.1地質(zhì)條件 ７4.2地質(zhì)構(gòu)造及地震 ７4.3水文地質(zhì)條件 ８4.4天然建筑材料 ８4.5結(jié)論及建議 ９5工程任務和規(guī)模 ９5.1工程任務 ９5.2工程規(guī)模 ９6工程設計 １０6.1設計依據(jù) １０6.2河寬確定 １０6.3設計洪水水面曲線計算 １２6.4堤頂高程的確定 １３6.5河道沖刷深度計算及堤基高度確定 １６6.6堤防護坡材料的方案比較 １９HYPE