沙河城區(qū)段綜合治理工程初步設(shè)計報告-大學(xué)論文

PAGEPAGE0河南省魯山縣沙河城區(qū)段綜合治理工程初步設(shè)計報告河南華北水利水電勘察設(shè)計有限公司2005-10-25批準(zhǔn)：張新中核定：邱林審查：田林鋼概算編制：吳輝設(shè)計人員：陳海濤徐兆峰李麗雁趙國建劉春江胡建軍目錄TOC\o"1-3"\h\z1綜合說明 11.1河段概況 11.2工程任務(wù) 11.3工程建設(shè)的必要性 11.4設(shè)計成果概述 21.4.1設(shè)計洪水 21.4.2工程地質(zhì) 21.4.3工程設(shè)計 31.4.4施工組織設(shè)計 31.4.5工程用地處理 31.4.6投資概算 42水文 42.1流域概況 52.1.1自然地理、河流水系 52.1.2氣象水文 52.1.3水利工程 52.2設(shè)計洪水 62.2.1基本資料 62.2.2設(shè)計洪水 63工程地質(zhì) 93.1工程地質(zhì)條件 93.1.1地形地貌 93.1.2地層巖性 93.1.3地質(zhì)構(gòu)造 93.1.4地震 103.1.5物理地質(zhì)現(xiàn)象 103.2水文地質(zhì)條件 103.3工程地質(zhì)條件分析與評價 103.3.1各巖（土）層主要物理力學(xué)條件 103.3.2各巖（土）層物理力學(xué)性質(zhì)評價 103.4天然建筑材料 123.4.1砂礫石料 123.4.2粘土料 123.5結(jié)論與建議 124工程規(guī)劃 144.1防洪標(biāo)準(zhǔn)及堤防級別 144.1.1防洪標(biāo)準(zhǔn) 144.1.2堤防級別 144.2規(guī)劃原則及設(shè)計依據(jù) 144.2.1規(guī)劃原則 144.2.2設(shè)計依據(jù) 144.3堤線比選 144.4堤頂高程確定 154.4.1起始水位計算 154.4.2河道水面線推求 164.4.3堤頂高程確定 194.4.4河道壅水影響分析 195工程設(shè)計 215.1工程總布置 215.2河床整治 215.3堤防設(shè)計 215.3.1堤身斷面型式比選 225.3.2堤坡穩(wěn)定計算 225.3.3護(hù)岸設(shè)計 235.3.4中心島設(shè)計 245.4建筑物設(shè)計 246施工組織設(shè)計 266.1施工條件 266.2施工導(dǎo)流 266.3施工方法 266.3.1基礎(chǔ)開挖 266.3.2土砂方回填 266.3.3砌石工程 276.3.4混凝土工程 276.4施工總進(jìn)度 286.5施工總布置 286.6主要技術(shù)供應(yīng) 286.7施工管理 296.7.1實(shí)行項(xiàng)目法人負(fù)責(zé)制 296.7.2實(shí)行項(xiàng)目工程招標(biāo)制 296.7.3實(shí)行項(xiàng)目工程監(jiān)理制 307工程用地處理 318環(huán)境影響評價 328.1評價依據(jù) 328.2環(huán)境現(xiàn)狀 328.3項(xiàng)目實(shí)施對環(huán)境的影響 328.3.1對環(huán)境的有利影響 328.3.2對環(huán)境的不利影響 338.3.3對不利影響的對策及處理措施 349水土保持方案 359.1編制依據(jù) 359.2水土流失現(xiàn)狀 359.3水土流失產(chǎn)生原因 359.4水土流失治理對策 3510工程概算 3710.1概述 3710.2編制說明 3710.2.1編制依據(jù) 3710.2.2基礎(chǔ)單價 3710.2.3費(fèi)用計算標(biāo)準(zhǔn) 3810.3工程總概算表（附后） 3910.4一期工程概算表（附后） 39PAGE81綜合說明1.1河段概況沙河發(fā)源于魯山縣西部石人山東麓，屬淮河流域沙穎河水系，魯山縣位于河南省西南部。沙河干流在魯山縣境內(nèi)全長108.00km，控制流域面積2400.00km2，其中流域面積100.00km2以上支流6條，30.00km2以上支流13條。沙河魯山縣城上游18.00km建有昭平臺水庫，水庫控制流域面積1430.00km2，總庫容6.87億m3，為大(Ⅰ)型水庫。昭平臺水庫至縣城段河道寬淺，少堤無岸，現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于5年一遇（Qp=20%=2310m3/s）。魯山縣城位于昭平臺水庫下游18.00km沙河左岸2.00km處。沙河流域地處北亞熱帶北部邊緣，屬亞熱帶季風(fēng)型大陸性氣候，季風(fēng)進(jìn)退及四季更迭較為明顯，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，春季多風(fēng)，秋季涼爽。流域內(nèi)多年平均氣溫14.70°C，多年平均降雨量880mm，多年平均徑流深275mm。1.2工程任務(wù)沙河魯山縣城區(qū)段上至鐵路橋下至公路橋共5.20km河道綜合治理，現(xiàn)狀情況下老沙河橋下游全張村附近已進(jìn)行治理，主要是建河堤，治理長度約3000m，治理后河道寬度約650m。本次工程將在原來已治理過堤段的基礎(chǔ)上繼續(xù)對鐵路橋與公路橋之間的未治理河道進(jìn)行治理，由于已治理段多年來并不影響行洪，因此本次治理將參考原治理方案確定堤距及河堤斷面。治理的主要內(nèi)容為：根據(jù)河勢及行洪要求劃定堤線，疏浚河床，筑堤護(hù)岸，興建梯級橡膠壩蓄水成湖，修建濱河觀光走廊，筑砌具有旅游和休閑功能的中心島，對河道左岸荒灘地進(jìn)行城區(qū)土地開發(fā)，同時，對治理范圍內(nèi)的三里河、石佛寺河等支流進(jìn)行相應(yīng)治理。其中一期工程為疏浚河床、中心島筑砌、修建堤防及濱河觀光走廊，進(jìn)行土地開發(fā)、三里河、石佛寺河治理等。二期工程為兩級橡膠壩，三里河橋梁、2座涵閘及左岸傍堤公路，本次主要進(jìn)行一期工程設(shè)計。1.3工程建設(shè)的必要性魯山縣位于沙河左岸2km處，城區(qū)人口約4萬人，由于歷史沿革，城區(qū)建筑密集，街道狹小。近年來魯山縣工礦業(yè)、旅游業(yè)得到了快速發(fā)展，城市建設(shè)步伐加快，根據(jù)縣城總體規(guī)劃，城市建設(shè)重心將南移靠近沙河，利用沙河得天獨(dú)厚的水利資源，通過綜合治理，構(gòu)筑水景地帶，提升城市品位，建設(shè)具有北方山水特色的園林旅游城市。1.4設(shè)計成果概述1.4.1設(shè)計洪水首先求出昭平臺水庫至白龜山水庫區(qū)間設(shè)計洪水，用面積比換算成昭平臺與魯山區(qū)間設(shè)計洪水，加上昭平臺水庫下泄流量即為所求設(shè)計洪水。魯山區(qū)間設(shè)計洪水過程與昭平臺水庫同頻率相應(yīng)洪水下泄過程疊加得魯山區(qū)間段總設(shè)計洪水過程，各重現(xiàn)期設(shè)計洪峰流量見表1-1。表1-1魯山區(qū)間總設(shè)計洪水成果表重現(xiàn)期5年10年20年50年Ｑ（m3/s）23103220415051401.4.2工程地質(zhì)左岸防洪堤大部分置于河床左岸沖積形成的=1\*ROMANI級階地和階地邊緣斜坡上，屬緩坡坡積地貌，基礎(chǔ)穩(wěn)定，地形單一。沿線出露的地層主要為第四系覆蓋層。右岸出露第四系覆蓋層，各層物理力學(xué)性質(zhì)特征如下：第四系覆蓋層（Q4）：(1)雜填土：該層結(jié)構(gòu)疏松或稍密，強(qiáng)度低，抗沖能力差，壓縮變形大，不宜用堤防地基，應(yīng)予以清除。(2)粉土夾礫碎石：該層允許承載力0.11Mpa，摩擦系數(shù)f=0.35，壓縮性中等，透水性較強(qiáng)。該層呈透鏡體狀產(chǎn)出。強(qiáng)度稍低，抗沖能力差，做基礎(chǔ)持力層應(yīng)采取地基處理。(3)塊礫石夾壤土：該層允許承載力0.15~0.20Mpa，摩擦系數(shù)f=0.40。壓縮性低，透水性中～強(qiáng)。做持力層滿足要求，但該層受塊石含量影響，不同地段物理力學(xué)性質(zhì)變化較大，抗沖性亦較差，施工時應(yīng)注意。(4)漂卵石夾壤土：該層允許承載力0.15~0.20Mpa，摩擦系數(shù)f=0.35。壓縮性低，透水性中等。(5)漂卵石夾砂：該層允許承載力0.20~0.25Mpa，摩擦系數(shù)f=0.35。壓縮性低，透水性中等。將堤基置于下中密的礫卵石夾砂層，其承載力能夠滿足工程要求。但礫卵石夾砂層抗沖刷能力差，透水性強(qiáng)，存在滲漏、滲透變形、抗沖刷穩(wěn)定及基坑涌水等工程地質(zhì)問題，建議采取相應(yīng)的工程處理措施。由于堤基位置覆蓋層厚度較大，開挖及回填工作量亦大，并存在開挖邊坡的穩(wěn)定基坑排水等問題，因此建議對回填厚度較大土層，采取強(qiáng)夯加固等相應(yīng)的工程處理措施后可作堤基。1.4.3工程設(shè)計治導(dǎo)線布置：右岸基本利用現(xiàn)有堤線，左岸堤線上游接鐵路橋臺，沿自然堤線布置穿三里河后利用支流入河斜交主流趨勢，堤線適當(dāng)外移，并對堤腳適當(dāng)防護(hù)，爾后按650.00m堤距控制平行右岸布置，下游與公路橋平順連接。在左堤4+990-5+269段設(shè)中心島一座，為不減少河道過流斷面，將左岸堤線按中心島寬度向北遷移。在樁號3＋000（右堤樁號）處修建一級橡膠壩，在5＋000處修建二級橡膠壩，在左堤1+740處設(shè)一座進(jìn)水閘引外河水入內(nèi)河、4+955處設(shè)一座退水閘退內(nèi)水入外河，在三里河入沙河口修建一座橋梁。根據(jù)該整治段上下游鐵路橋和公路橋均已存在的現(xiàn)狀，此次整治對兩橋附近現(xiàn)狀堤線不做改變，對橋孔過流寬度不做改變，僅在原堤防基礎(chǔ)上加高至設(shè)計堤頂高程，結(jié)合水面線推求及堤線平順連接需要，漸變段連接長度擬定為1450米。為了保持兩橋現(xiàn)狀，在橋梁影響范圍內(nèi)堤防不進(jìn)行護(hù)砌，僅對其加高至設(shè)計堤頂高程，以防水流漫溢。河床整平結(jié)合工程布置進(jìn)行，設(shè)計河底寬650～900m，比降1/600，河底高程127.50～119.17m，共需河床土方整平113.35萬m3，土方開挖外運(yùn)98.35萬m3。右岸堤防：總長5156.00m，堤身采用砂土填筑，外邊坡1：2.5，采用10.00cm厚C15預(yù)制混凝土塊襯砌，下部鋪一層300g/m2土工布墊層。坡腳為Mu60M7.5漿砌石齒墻，內(nèi)邊坡1：2.0。左岸堤防：總長5435.00m，堤身采用砂土填筑，回填砂土相對密度不小于0.65，內(nèi)外邊坡1：2.0，外坡（臨水側(cè)）堤頂以下1.50～3.50m以下設(shè)平均寬度為2.50m寬的親水平臺，上設(shè)花圃及甬道，平臺以下為Mu60M7.5漿砌石復(fù)式防洪墻，平臺以上為坡式護(hù)岸，采用C15混凝土格柵護(hù)砌，格柵內(nèi)植草皮。堤頂寬10.00m，為花帶和彩磚路面。堤內(nèi)坡（背水側(cè)）1：2.0，采用草皮護(hù)坡，堤頂以下1.50m設(shè)交通道路，路寬20.00m，為C20混凝土路面。進(jìn)退水閘均為涵洞式，閘孔凈尺寸2.00×2.00m。1.4.4施工組織設(shè)計堤防工程安排在枯水季節(jié)施工，河床以上受洪水影響很小，但基礎(chǔ)在河床1.00m以下，須填筑圍堰。基坑開挖后隔一段距離設(shè)集水井，用潛水泵集中抽排。一期工程工期按1年考慮。工程準(zhǔn)備期：2006年1月，主要進(jìn)行工程招標(biāo)、場地平整、場內(nèi)交通、供電、臨時房屋等臨建工程建設(shè)。主體工程施工期：2006年2月～2006年3月，主要進(jìn)行河床整平，左右岸堤身填筑；2006年4月～2006年7月，主要進(jìn)行左右岸堤身填筑，右岸護(hù)坡及左岸防洪墻工程；2006年8月～2006年11月，主要進(jìn)行左岸臺地以上護(hù)坡，堤頂施工。工程完建期：2006年11月～2007年1月，主體工程完工，并完成附屬工程，臨時工程拆除，水土保持工作完畢。1.4.5工程用地處理該工程主要在河道內(nèi)施工，占用河床灘地和部分河灘林地，需對林地進(jìn)行賠付，經(jīng)實(shí)物指標(biāo)調(diào)查共占用林地1473畝、河灘地（青苗）138畝。在施工過程中，臨時占用部分耕地，需進(jìn)行青苗賠償，經(jīng)調(diào)查需對25畝進(jìn)行青苗賠償。1.4.6投資概算工程總投資為14557.89萬元，其中建筑工程為8694.33萬元，機(jī)電設(shè)備及安裝工程129.16萬元，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程149.86萬元，臨時工程831.55萬元，其他費(fèi)用4059.76萬元，基本預(yù)備費(fèi)693.23萬元。主體工程主要工程量：土砂方開挖243.67萬m3，土砂方回填236.10萬m3，砼及鋼筋砼5.70萬m3，砌石16.35m3。主要材料用量：水泥39447t，鋼筋1965t，鋼材89.00t，板枋材186.00m3，汽油29.00t，柴油2244t，塊石21.93萬m3，碎石8.58萬m3，砂9.93萬m3。主體工程總工日95.09萬個。一期工程總投資為6378.56萬元，其中建筑工程為4168.75萬元，臨時工程343.36萬元，其他費(fèi)用1562.71萬元，基本預(yù)備費(fèi)303.74萬元。一期主體工程主要工程量：土砂方開挖201.40萬m3，土砂方回填212.01萬m3，砼及鋼筋砼0.68萬m3，砌石12.95萬m3。主要材料用量：水泥16489t，鋼材37.00t，柴油1990t，塊石15.63萬m3，碎石0.63萬m3，砂5.29萬m3。主體工程總工日26.23萬個。2水文2.1流域概況2.1.1自然地理、河流水系沙潁河是淮河最大支流，發(fā)源于伏牛山東麓，沙潁河水系由沙河、潁河匯流而成，以沙河為主干。沙河發(fā)源于豫西魯山縣伏牛山東鹿的石人山，主峰向西延伸是本水系與黃河流域伊洛河水系的分水嶺；主峰向東南延伸是本水系與長江流域唐白河水系的分水嶺。昭平臺水庫以上全部為深山區(qū)，山峰重疊，地勢陡峻，一般坡面比降約1/5。河流穿行于兩山之間，河床質(zhì)為礫石和卵石，比降由上往下約1/100～1/350，兩岸支流密集，均源短流急。昭白區(qū)間為淺山丘陵區(qū)，地勢逐漸開闊，兩岸山嶺低，坡面比降1/20，樹木稀少，植被不良。河道流入沖積臺地，由寬淺漸變窄深，比降較緩，約1/800～/1200，河床質(zhì)為小碎石及沙，河身彎曲，遷移不定。沙河在魯山縣境內(nèi)全長108.00km，控制流域面積2400.00km2，其中流域面積100.00km2以上的支流6條，30.00km2以上的支流13條，30.00km2以下具有名稱的溝河28條。在該河道上從昭平臺水庫溢洪道尾水渠至白龜山水庫淹沒區(qū)河段，全長25.20km，昭平臺水庫溢洪道尾水渠至魯山縣樓張村西區(qū)間流域面積476.00km2（與南水北調(diào)中線總干渠與沙河交叉斷面相近）。該河段少堤無岸，屬寬淺式平原河道，河面寬的地方有2.60km，最窄的有1.10km，平均寬度約1.60km。沿該河段兩岸有魯山縣縣城一座，有董周、庫區(qū)、張店、馬樓、讓河、辛集六個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、38個行政村，涉及18.40萬余人，12.60萬余畝耕地。2.1.2氣象水文本地區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)型大陸性氣候，氣象變化受季風(fēng)進(jìn)退影響。夏季六月以后，由于熱帶暖濕氣團(tuán)內(nèi)移，受到西部和南部高山的屏障，故極易造成暴雨，是全省暴雨中心地區(qū)。年平均降雨量約900mm，60%集中在汛期六、七、八三個月，年際變化也相當(dāng)大，最大最小值可差5倍。平均氣溫約14°C，極端最低溫度為－18°C，極端最高溫度為42°C。本地區(qū)主要為雨洪徑流，由于暴雨和地形條件所致，洪水暴漲暴落，極易造成災(zāi)害。2.1.3水利工程魯山下游33.00km處為1966年建成的白龜山大型水庫，控制流域面積2740.00km2，總庫容7.31億m3?！?5.8”大洪水后，進(jìn)行汛后加固，1999年又開始對水庫進(jìn)行全面除險加固，現(xiàn)正在進(jìn)行中，水庫加固完成后，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)100年一遇，校核標(biāo)準(zhǔn)2000年一遇，總庫容9.22億m3。魯山上游18.00km處，于1959年建成昭平臺大型水庫，控制流域面積1430.00km2，總庫容7.13億m3。“75.8”大洪水后，進(jìn)行了續(xù)建加固，2001年又開始對水庫進(jìn)行除險加固，加固工程已于2004年竣工，目前該水庫達(dá)到100年一遇洪水設(shè)計，5000年一遇洪水校核，總庫容6.87億m3。白龜山水庫以上自1958年以來共修建中小型水庫35座，其中昭白間22座，昭平臺以上13座。按類型分：中型水庫2座，小I類水庫4座，小II類水庫29座，總控制面積353.76km2，總庫容1.11億m3，其中興利庫容0.33億m3。中小型水庫對設(shè)計洪水有一定影響。2.2設(shè)計洪水2.2.1基本資料2.2.1.1雨量資料魯山斷面以上從1951年起，陸續(xù)設(shè)立了二郎廟、魯山、下湯、白草坪、雞冢、瓦屋、曹樓、昭平臺等16個雨量站，其中大部分觀測至今，小部分中途撤銷。各雨量站歷年資料均已整編成冊。2.2.1.2水位、流量資料昭平臺水庫上游35.00km處有下湯水文站，控制流域面積820.00km2，1951年設(shè)立，因受昭平臺水庫回水影響，1961年遷移到中湯，控制流域面積485.00km2，觀測至今；主要支流蕩澤河上1952年設(shè)立曹樓水文站，仍因受昭平臺水庫回水影響，1960年上遷到下孤山，觀測至今，兩站控制流域面積分別為410.00km2和354.00km2；1962年在支流太山廟上設(shè)有雞冢徑流實(shí)驗(yàn)站，集流面積46.00km2，觀測至今；交叉斷面上游18.00km處有1956年設(shè)立的白草坪汛期水位站，1959年昭平臺水庫建成后，遷至昭平臺水庫，改為水庫水文站，觀測至今。各站歷年觀測資料均已整編刊印成冊。2.2.2設(shè)計洪水2.2.2.1洪水地區(qū)組成魯山斷面至昭平臺水庫區(qū)間，在支流七里河上，1963年建成米灣中型水庫，控制流域面積17.50km2，占區(qū)間總面積476.00km2的3.60％，總庫容1270萬m3，由于水庫控制面積小，距魯山斷面較遠(yuǎn)，故不考慮米灣中型水庫調(diào)蓄對魯山斷面洪水影響。魯山斷面上游昭平臺水庫控制流域面積1430.00km2，占魯山斷面控制流域面積1918.00km2的75％，因此魯山斷面設(shè)計洪水按兩種洪水地區(qū)組成，即昭平臺水庫與魯山斷面同頻率，昭平臺至魯山斷面（下稱昭魯區(qū)間）相應(yīng)；昭魯區(qū)間與魯山斷面同頻率，昭平臺水庫相應(yīng)，分別計算三個區(qū)片的設(shè)計和昭平臺水庫以上、昭魯區(qū)間的相應(yīng)洪水。2.2.2.2分區(qū)設(shè)計洪水①昭平臺水庫設(shè)計洪水1979年12月，河南省水利勘測設(shè)計院編制了《昭平臺、白龜山水庫加固設(shè)計水文復(fù)核報告》，并經(jīng)水電部水規(guī)設(shè)字（019）號文批準(zhǔn)。復(fù)核報告設(shè)計洪水，采用1951～1977年共27年流量資料和雨量資料及區(qū)域綜合法計算，經(jīng)分析比較后，選用了根據(jù)流量資料推求的成果。1998年編制除險加固報告時又將資料系列延長到1998年，長短系列洪峰、洪量均值相差在10％允許誤差范圍以內(nèi)，故仍采用經(jīng)過水電部規(guī)劃總院審查批準(zhǔn)的成果。水庫設(shè)計洪水過程線，以1955年實(shí)測過程為典型，各時段洪量以同頻率相包，分段控制放大。②昭魯區(qū)間設(shè)計洪水昭魯區(qū)間面積476.00km2，占下湯至昭平臺區(qū)間（下稱下昭區(qū)間）面積610.00km2的80％，兩區(qū)間自然地理?xiàng)l件基本相似，故昭魯區(qū)間設(shè)計洪水采用下昭區(qū)間設(shè)計洪水，洪峰按面積比的0.75次方，洪量按面積比的一次方縮放。昭魯區(qū)間設(shè)計洪水過程線，根據(jù)1955年實(shí)測暴雨及時程分配，通過降雨徑流關(guān)系和淮上綜合單位線進(jìn)行產(chǎn)匯流計算求得。采用各時段洪量同頻率相包、分段控制放大的方法，計算各種頻率的設(shè)計洪水過程線。③昭平臺水庫、昭魯區(qū)間相應(yīng)洪水昭平臺水庫以上各時段相應(yīng)洪量，由魯山斷面以上設(shè)計洪量減昭魯區(qū)間設(shè)計洪量而得；昭魯區(qū)間24小時、3天相應(yīng)洪量，由魯山斷面以上設(shè)計洪量減昭平臺水庫設(shè)計洪量而得。沙河魯山斷面位于昭平臺水庫和白龜山水庫之間，各時段設(shè)計洪量，采用昭平臺和白龜山以上設(shè)計洪量按面積比一次方縮放后的平均值，作為魯山斷面以上設(shè)計洪量。昭平臺水庫以上相應(yīng)洪峰流量，由24小時相應(yīng)洪量，通過設(shè)計洪峰流量與24小時洪量相關(guān)線查得；昭魯區(qū)間相應(yīng)洪峰流量，由24小時相應(yīng)洪量通過設(shè)計洪峰流量與24小時洪量相關(guān)線查得。昭平臺水庫相應(yīng)洪水過程線，采用昭平臺1955年實(shí)測典型洪水過程線峰量同頻率放大；昭魯區(qū)間相應(yīng)洪水過程線，采用上述昭魯區(qū)間1955年典型過程線同頻率放大。2.2.2.3魯山斷面設(shè)計洪水昭平臺水庫設(shè)計或相應(yīng)洪水下泄流量過程線，根據(jù)2004年水庫除險加固工程竣工以后調(diào)整的調(diào)度運(yùn)用方式進(jìn)行調(diào)洪演算求得。水庫調(diào)度運(yùn)用方式：汛期限制水位167.00m，當(dāng)庫水位在167.00～174.44m（10年一遇洪水位）時，控制最大泄流量300.00m3/s；當(dāng)庫水位超過174.44m時，堯溝溢洪道全開；超過180.40m楊家?guī)X溢洪道全開。按上述調(diào)度運(yùn)用方式，分別對昭平臺水庫設(shè)計和相應(yīng)洪水進(jìn)行調(diào)洪演算，求得水庫設(shè)計和相應(yīng)出庫流量過程線。魯山斷面設(shè)計洪水過程線，按照兩種洪水地區(qū)組成，即昭平臺設(shè)計洪水出庫流量過程或相應(yīng)洪水出庫流量過程，考慮2小時傳播至魯山斷面，與昭魯區(qū)間相應(yīng)或設(shè)計洪水過程線疊加，即得兩種洪水組合的魯山斷面設(shè)計洪水。選用對工程不利的昭魯區(qū)間與魯山斷面同頻率，昭平臺水庫以上相應(yīng)的設(shè)計洪水成果。魯山斷面采用設(shè)計洪水成果見表2-1。表2-1沙河魯山斷面設(shè)計洪水計算成果表方案分區(qū)各重現(xiàn)期（年）設(shè)計洪水5102050昭魯區(qū)間設(shè)計昭平臺水庫相應(yīng)昭平臺水庫入庫Qm（m3/s）48006800900011700W1（億m3）1.3721.8812.4423.15W3(億m3)2.0872.7783.5674.529出庫Qm（m3/s）30030023832628W1（億m3）0.2590.2590.7561.718W3(億m3)0.7720.7751.2742.236昭魯區(qū)間Qm（m3/s）2010292038505120W1（億m3）0.4370.6260.8151.072W3(億m3)0.6240.8941.1651.531魯山斷面以上Qm（m3/s）2310322041505140W1（億m3）0.6960.8851.4372.583W3(億m3)1.3951.6682.4373.7663工程地質(zhì)3.1工程地質(zhì)條件3.1.1地形地貌工程區(qū)屬山前沖洪積平原，地面高程118.00m，相對高差6.00m左右。受區(qū)內(nèi)多條河流控制，切割沖積形成沖洪積平原。侵蝕堆積地層主要為沿沙河兩岸較為對稱發(fā)育的漫灘及階地，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)普查資料與工程區(qū)地質(zhì)普查資料，河漫灘及I～I(xiàn)I級階地，厚度大于20.00m。河床一般寬約1000m，平均比降1/600，河流較直，堤防多處在I級階地及河漫灘上。3.1.2地層巖性堤防地段河流兩岸地層主要為第四系覆蓋層，巖性特征描述如下：第四系覆蓋層（Q4）主要由河流沖積層、坡積殘積層及人工堆積層組成。其巖性特征：(1)雜填土：由塊石建筑及生活垃圾組成，零星堆積于岸坡坡腳，結(jié)構(gòu)較松散，厚度2.00m左右。(2)粉土夾礫碎石：粉土為主，夾有礫砂，碎卵石混合物，礫徑2.00～3.00cm，含量10.00%～15.00%，結(jié)構(gòu)呈透鏡體狀產(chǎn)出。(3)塊礫石夾壤土：紫褐色、褐黃色壤土或砂壤土，夾礫石碎塊，塊石含量不均，不同地段變化較大。結(jié)構(gòu)松散～稍密。主要分布于斜坡或坡腳一帶，厚度一般0.50～6.00m，局部段厚達(dá)6.00～10.00m。(4)漂卵石夾壤土：主要由礫卵石夾或砂壤土、壤土組成，鈣泥質(zhì)膠結(jié)為主，含少量礫砂。卵石成分以石灰?guī)r和砂巖為主，磨圓度較好，一般礫徑2.00～0.50cm居多，結(jié)構(gòu)松散～稍密。局部有架空現(xiàn)象，透水性中等～強(qiáng)，河漫灘后緣表層或岸坡坡腳，厚度均大于5.00m。(5)漂卵石夾砂：灰紫色，礫石大小不等，一般2.0～5.0cm，最大達(dá)6.0cm以上。多呈橢圓狀或半渾圓狀，分選性較好，成分較雜，主要為石灰?guī)r，砂巖等，含少量鐵、鈣和泥質(zhì)。局部充填礫石呈中膠狀態(tài)，主要分布在現(xiàn)代河床內(nèi)，透水性較強(qiáng)。3.1.3地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)域內(nèi)巖層總體走向北西，一般為近東西向，沙河總體走向近東西，河流岸坡度一般為10.00°左右，平緩，區(qū)域內(nèi)未見明顯大的斷裂構(gòu)造。3.1.4地震根據(jù)我國2001年發(fā)布的1:400萬中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖：地震動峰值加速度為0.05g；反映譜特征周期為035s；基本烈度為Ⅵ度。3.1.5物理地質(zhì)現(xiàn)象區(qū)內(nèi)物理地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為沖洪積現(xiàn)象。3.2水文地質(zhì)條件該區(qū)域地下水主要為第四系松散堆積層中孔隙水，第四系孔隙水主要分布于第四系覆蓋層內(nèi)（沖洪積混合堆積層、現(xiàn)代河床漂卵礫石層）。河床漂卵礫石層屬強(qiáng)透水層，富含地下水。沖洪積混合堆積層含亞粘土、砂壤土等成分，該層含水量主要受大氣降水、地表下滲水、含水量較高。第四系覆蓋層中的孔隙潛水具有就地補(bǔ)給。據(jù)水化學(xué)資料分析資料，工程區(qū)地表水與地下水化學(xué)類型均為淡水，根據(jù)環(huán)境水腐蝕性標(biāo)準(zhǔn)，區(qū)內(nèi)地表水和地下水對砼無腐蝕性。3.3工程地質(zhì)條件分析與評價3.3.1各巖（土）層主要物理力學(xué)條件根據(jù)鄰近工程區(qū)的地質(zhì)鉆探成果和流域已建工程資料，結(jié)合工程區(qū)堤防地基的工程地質(zhì)條件，提出有關(guān)巖體物理力學(xué)參數(shù)建議值見表3-1。表3-2邊坡開挖坡度建議值巖土類別開挖邊坡臨時邊坡臨時邊坡漂卵礫石夾砂1:1（水上），1:1.25（水下）1:1.5漂卵礫石夾壤土1:0.81:1.2塊碎石夾壤土1:0.751:1粉土夾礫碎礫石1:11:1.33.3.2各巖（土）層物理力學(xué)性質(zhì)評價左岸防洪堤大部分置于河床左岸沖積形成的=1\*ROMANI級階地和階地邊緣斜坡上，屬緩坡坡積地貌，基礎(chǔ)穩(wěn)定，地形單一。沿線出露的地層主要為第四系覆蓋層。右岸出露第四系覆蓋層，各層物理力學(xué)性質(zhì)特征如下：表3-1堤基各巖（土）層物理力學(xué)參數(shù)建議值巖土名稱孔隙率天然密度允許承載力內(nèi)摩擦角內(nèi)聚力摩擦系數(shù)f泊桑比滲透性允許坡降%g/cm3MPaφKPacm/s粉土夾礫碎石1.680.111500.350.3塊礫石夾壤土351.82～1.9.50.15～0.225～280～20.400.20~0.25漂卵石夾壤土221.85～2.00.15～0..225～300～30.400.25~0.30.010.15漂卵礫石夾砂261.90～1.950.20～0..2526～2900.450.20~0.290.180.12～0.15PAGE39第四系覆蓋層（Q4）：(1)雜填土：該層結(jié)構(gòu)疏松或稍密，強(qiáng)度低，抗沖能力差，壓縮變形大，不宜用堤防地基，應(yīng)予以清除。(2)粉土夾礫碎石：該層允許承載力0.11Mpa，摩擦系數(shù)f=0.35，壓縮性中等，透水性較強(qiáng)。該層呈透鏡體狀產(chǎn)出。強(qiáng)度稍低，抗沖能力差，做基礎(chǔ)持力層應(yīng)采取地基處理。(3)塊礫石夾壤土：該層允許承載力0.15~0.20Mpa，摩擦系數(shù)f=0.40。壓縮性低，透水性中～強(qiáng)。做持力層滿足要求，但該層受塊石含量影響，不同地段物理力學(xué)性質(zhì)變化較大，抗沖性亦較差，施工時應(yīng)注意。(4)漂卵石夾壤土：該層允許承載力0.15~0.20Mpa，摩擦系數(shù)f=0.35。壓縮性低，透水性中等。(5)漂卵石夾砂：該層允許承載力0.20~0.25Mpa，摩擦系數(shù)f=0.35。壓縮性低，透水性中等。將堤基置于下中密的礫卵石夾砂層，其承載力能夠滿足工程要求。但礫卵石夾砂層抗沖刷能力差，透水性強(qiáng)，存在滲漏、滲透變形、抗沖刷穩(wěn)定及基坑涌水工程地質(zhì)問題，建議采取相應(yīng)的工程處理措施。由于堤基位置覆蓋層厚度較大，開挖及回填工作量亦大，并存在開挖邊坡的穩(wěn)定基坑排水等問題，因此建議對回填厚度較大土層，采取強(qiáng)夯加固等相應(yīng)的工程處理措施后可作堤基。3.4天然建筑材料3.4.1砂礫石料主要用于砼粗、細(xì)骨料，在工程區(qū)內(nèi)均有砂礫石料產(chǎn)地，足夠滿足工程要求。經(jīng)比較分析，粗骨料試驗(yàn)指標(biāo)符合質(zhì)量技術(shù)要求，試驗(yàn)指標(biāo)達(dá)到質(zhì)量技術(shù)要求，可作堤防工程使用。3.4.2粘土料從左岸開采，經(jīng)收集區(qū)域地質(zhì)資料，本區(qū)料土具有膨脹性，運(yùn)輸距離約3.00公里。經(jīng)試驗(yàn)其作堤防工程使用時，應(yīng)對其膨脹性進(jìn)行處理才能作堤料使用。3.5結(jié)論與建議(1)本區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較好，地震基本烈度為6度。(2)本區(qū)物理地質(zhì)現(xiàn)象不太發(fā)育，不存在山體崩塌的可能性。(3)本區(qū)第四系覆蓋層中的孔隙潛水在局部埋藏較淺，基礎(chǔ)開挖后，應(yīng)注意降水處理。(4)地下水對混凝土無侵蝕性破壞。(5)堤基持力層大部分座在卵礫石層上，能夠滿足設(shè)計要求，但應(yīng)注意抗沖刷，滲透變形等處理。(6)堤防建設(shè)所需天然建筑材料均可就地加工，儲量滿足建設(shè)需求。(7)建議在施工階段加強(qiáng)施工現(xiàn)場地質(zhì)工作，發(fā)現(xiàn)問題及時解決(8)所用堤料產(chǎn)地土具有膨脹性，在作堤材料時，應(yīng)采取相應(yīng)處理措施。表3-3砂礫石料產(chǎn)地分布概況表位置產(chǎn)地名稱調(diào)查精度有用層開采厚度運(yùn)距開采運(yùn)輸條件mkm產(chǎn)地開闊平坦，砂礫石出露地表，現(xiàn)場直接開采，開采條件比較好。上游右岸施工現(xiàn)場普查30上游河灘施工現(xiàn)場20上游河灘施工現(xiàn)場204工程規(guī)劃4.1防洪標(biāo)準(zhǔn)及堤防級別4.1.1防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94），防護(hù)區(qū)內(nèi)城市非農(nóng)業(yè)人口小于等于20萬人，其防洪標(biāo)準(zhǔn)為50～20年一遇。魯山縣城人口約4萬人，結(jié)合魯山縣社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，確定其防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。4.1.2堤防級別根據(jù)國家《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98），當(dāng)防洪標(biāo)準(zhǔn)大于等于30年、小于50年一遇時，堤防工程級別為3級。4.2規(guī)劃原則及設(shè)計依據(jù)4.2.1規(guī)劃原則根據(jù)沙河總體防洪要求，按照上下游、左右岸、近遠(yuǎn)期結(jié)合原則統(tǒng)籌考慮，要求工程實(shí)施后不降低河道行洪標(biāo)準(zhǔn)，不降低原河道附近群眾的生活質(zhì)量和環(huán)境狀況。工程規(guī)劃中要體現(xiàn)生態(tài)水利、現(xiàn)代水利理念，要把維持河流健康生命做為河道綜合治理的首要任務(wù)。4.2.2設(shè)計依據(jù)依據(jù)的主要法規(guī)及規(guī)范：《防洪法》（1997年8月29日）；《河道管理?xiàng)l例》（1988年6月10日）；《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-94）；《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）；《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98）；《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（SL/T191-96）；《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50003-2001）。采用參考的基本資料：該河段1/2000地形圖及縱橫斷面圖，平頂山市水利勘測設(shè)計院2003年編制的《魯山縣沙河防洪治理工程可行性研究報告》。4.3堤線比選堤線布置應(yīng)遵循洪水演變規(guī)律，左右岸、上下游統(tǒng)籌兼顧，該河段現(xiàn)狀河灘寬度在700～1500m之間，上游昭平臺水庫建成后，由于水庫調(diào)蓄作用，河道洪峰流量相應(yīng)得到削減，為該河段綜合治理提供了條件。結(jié)合該段堤防現(xiàn)狀擬定三條堤線通過水面線推求及其它技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比選，擇其一做為推薦堤線，三個方案中右岸堤線均以上下游橋臺為起止點(diǎn)，沿現(xiàn)狀河坎布置，僅對左岸布置比選如下：堤線一：以右岸堤線為參照，按堤距600m控制平行右岸堤線布置。該方案優(yōu)點(diǎn)是通過左右岸堤防建設(shè)，在左岸形成了較大面積可資利用的荒灘地；缺點(diǎn)是由于堤距較小，起止點(diǎn)交于橋孔，整治段與上下游堤防變化突兀，銜接不順暢。堤線二：上游以橋臺為起點(diǎn)沿現(xiàn)有河坎布設(shè)至三里河，左岸總趨勢為平滑曲線，三里河處于曲線中間，以下按堤距650m控制平行右岸布設(shè)，在公路橋前以平順曲線連接至橋臺。該方案優(yōu)點(diǎn)既照顧河勢，滿足河道行洪所需合理堤距，又在修建堤防防洪除害情況下較多地發(fā)揮興利作用；缺點(diǎn)是河道主流在該段將略偏向右岸。堤線三：以上下游橋臺為起止點(diǎn)順直連線做為規(guī)劃堤線。該方案優(yōu)點(diǎn)是河道寬闊，行洪便利；缺點(diǎn)是興利作用較小，造成一定資源浪費(fèi)。表4-1堤線方案比較表分類方案一方案二方案三優(yōu)點(diǎn)左岸形成了較大面積可資利用的荒灘地。既照顧河勢，滿足河道行洪所需合理堤距，又可開發(fā)較多荒灘地。河道寬闊，行洪便利。缺點(diǎn)堤距較小，整治段與上下游堤防變化突兀，銜接不順暢。河道主流在該段將略偏向右岸。可開發(fā)荒灘地少，造成一定資源浪費(fèi)。堤防高度(m)4.804.504.00工程投資(萬元)526341413560可開發(fā)荒灘面積(畝)306025171030推薦方案推薦方案二4.4堤頂高程確定4.4.1起始水位計算以公路橋下游2km為起始斷面，按照明渠均勻流公式計算該河道斷面防洪水位。河道糙率及其它參數(shù)選定：主河槽為0.03，河灘地為0.06，收縮系數(shù)為0.1，擴(kuò)散系數(shù)為0.3。明渠均勻流公式：Q=CA式中Q——過流能力，m3/s；C——謝才系數(shù)，C=1/nR1/6；R——水力半徑，m；A

——過流斷面面積，m2；n——河道糙率；i——河道比降。經(jīng)計算得起始斷面處5年一遇洪水位118.79m，50年一遇洪水位119.94m。4.4.2河道水面線推求依據(jù)所選堤線布置，采用恒定非均勻漸變流能量方程推求該段河道水面線。Z2+α2*(V2)2/(2g)=Z1+α1*(V1)2/(2g)+hf+hj式中Z2、Z1——上下游斷面水位，m；C——上下游斷面流速水頭，m；Hf、hj——上下游斷面之間沿程和局部水頭損失，m。將河道劃分為適宜河段，運(yùn)用能量基本方程式從下游向上游推算，計算成果見表4-2、表4-3、表4-4、表4-5，表中樁號均以右堤標(biāo)注為準(zhǔn)。表4-2天然狀態(tài)河道水面線計算成果表（五年一遇）斷面樁號斷面間距（m）水位（m）流速（m/s）0+0000129.08421.2490+400400128.32281.4820+900500127.99510.8141+100200127.72141.6231+400300127.41680.9151+900500127.02491.2842+100300126.19762.0732+400300125.38821.0922+700300125.24391.142+900200124.29192.533+000（一級壩址）100123.75011.373+400400123.32551.1213+700300122.86131.553+900200122.57551.3094+100200122.39631.3244+300200122.03281.8235+000（二級壩址）700121.30180.8365+300300121.18370.911表4-3整治后河道水面線計算成果表（五年一遇）斷面樁號斷面間距（m）設(shè)計水位（m）流速（m/s）0+0000128.901.820+400400128.141.940+900500126.812.101+100200126.581.061+400300126.421.131+900500125.522.312+100300125.211.972+400300124.831.932+700300124.362.082+900200124.062.043+000（一級壩址）100123.762.043+400400123.151.913+700300122.662.123+900200122.292.154+100200121.832.344+300200121.601.685+000（二級壩址）700121.101.335+300300119.802.49表4-4天然狀態(tài)河道水面線計算成果表（二十年一遇）斷面樁號斷面間距（m）水位（m）流速（m/s）0+0000130.051.7860+400400129.181.9870+900500128.571.1911+100200128.152.2391+400300127.931.3471+900500127.421.9062+100300126.602.722+400300126.011.582+700300125.841.6672+900200124.543.7873+000（一級壩址）100124.241.9673+400400123.871.6473+700300123.382.0783+900200123.141.814+100200122.941.934+300200122.532.5915+000（二級壩址）700121.931.2435+300300121.821.267表4-5整治后河道水面線及堤頂高程計算成果表（二十年一遇）斷面樁號斷面間距（m）設(shè)計水位（m）流速（m/s）0+0000129.492.3090+400400128.602.5730+900500127.472.4111+100200127.361.2311+400300127.191.4891+900500126.242.8252+100300125.962.4972+400300125.562.4742+700300125.062.6452+900200124.742.6223+000（一級壩址）100124.442.5783+400400123.872.463+700300123.342.7023+900200122.942.7634+100200122.353.1084+300200122.122.4195+000（二級壩址）700121.332.1995+300300120.512.55表4-6天然狀態(tài)河道水面線計算成果表（五十年一遇）斷面樁號斷面間距（m）水位（m）流速（m/s）0+0000130.20621.6320+400400129.3801.7540+900500128.77831.1081+100200128.39571.9791+400300128.12561.2651+900500127.5331.8192+100300126.9232.4562+400300126.1051.5352+700300125.87331.6512+900200124.94352.9943+000（一級壩址）100124.55521.7663+400400124.10641.5113+700300123.72641.7783+900200123.51231.5734+100200123.14951.7124+300200122.96372.1865+000（二級壩址）700122.33011.1245+300300122.21151.14表4-7整治后河道水面線及堤頂高程計算成果表（五十年一遇）斷面樁號流速(m/s)設(shè)計水位(m)設(shè)計河床高程(m)設(shè)計堤頂高程(m)0+0002.59130.50127.50132.000+4002.86129.83126.83131.330+9002.55129.00126.00130.501+1001.32128.67125.67130.171+4001.68128.17125.17129.671+9003.10127.33124.33128.832+1003.78127.00124.00128.502+4002.76126.50123.50128.002+7002.91126.00123.00127.502+9002.86125.67122.67127.173+000(一級壩址)2.86125.50122.50127.003+4002.76124.83121.83126.333+7003.02124.33121.33125.833+9003.08124.00121.00125.504+1003.35123.67120.67125.174+3002.73122.17120.33124.835+000(二級壩址)2.58122.17119.17123.675+3002.46121.67118.67123.174.4.3堤頂高程確定堤頂高程由設(shè)計水位加堤頂超高確定。Y=R+L+A式中Y——堤頂超高，m；R——設(shè)計波浪爬高，m；L——設(shè)計風(fēng)壅增水高，m；A

——安全加高，m。經(jīng)計算，堤頂超高取1.50m。4.4.4河道壅水影響分析天然狀態(tài)下河道寬闊，但河床灘大不平整，經(jīng)過興建堤防、整治河床，改變了河道泄流條件，需推算整治前后河道水面線，分析工程實(shí)施后對河道上游水位影響情況，從而采用補(bǔ)償措施，消除防洪不利影響。壅水影響包括兩個方面：現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)Qp=20%=2310m3/s及50年一遇設(shè)計洪水5140m3/s情況下對整治段上游河道水位壅高及壅長值。河道經(jīng)過整治，河底總趨勢降低約30—40cm，河道斷面規(guī)則，經(jīng)計算：鐵路橋處5年一遇過流2310m3/s情況下水位壅高0.18m，對上游影響長度348.34m；50年一遇過流量5140m3/s情況下水位壅高0.30m，對上游影響長度388.76m，故對整治段上游388.76m范圍堤防加高0.50m，不降低河道現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)。5工程設(shè)計5.1工程總布置右岸堤線以上下游橋臺為起止點(diǎn)，沿現(xiàn)狀河坎布置。左岸堤線上游以鐵路橋臺為起點(diǎn)沿現(xiàn)有河坎布設(shè)至三里河，左岸總趨勢總為平滑曲線，三里河口處于曲線中間，過三里河后按堤距650m控制平行右岸布設(shè)，在公路橋前以平順曲線連接至橋臺。為使該河段形成經(jīng)常水面，美化環(huán)境，調(diào)節(jié)小氣候，給群眾提供一個游玩休憩場所，在樁號3＋000（右堤樁號）處修建一級橡膠壩，在5＋000處修建二級橡膠壩，在左堤4+990~5+269段設(shè)中心島一座，處設(shè)在左堤1+740處設(shè)一座進(jìn)水閘引外河水入內(nèi)河、4+955處設(shè)一座退水閘退內(nèi)水入外河。根據(jù)該整治段上下游鐵路橋和公路橋均已存在的現(xiàn)狀，此次整治對兩橋附近現(xiàn)狀堤線不做改變，對橋孔過流寬度不做改變，僅在原堤防基礎(chǔ)上加高至設(shè)計堤頂高程，結(jié)合水面線推求及堤線平順連接需要，漸變段連接長度擬定為1450米。為不影響過流面積，在增設(shè)中心島段將左岸堤防適當(dāng)北移，為了保持兩橋現(xiàn)狀，在橋梁影響范圍內(nèi)堤防不進(jìn)行護(hù)砌，僅對其加高至設(shè)計堤頂高程，以防水流漫溢。5.2河床整治表5-1河床整平土方計算表斷面樁號計算平均高程整治高程開挖深度回填深度斷面寬度挖方填方余方外運(yùn)mmmmmmmm0+000127.99127.500.4490019800000+400127.60126.870.7375827667000+900126.36126.000.3659010980001+400125.54125.000.5454016200001+900124.59124.370.225406600002+400124.05123.500.5554016500002+900123.29122.750.4454013200003+400121.58121.870.195400570003+900120.95121.000.055400150004+400120.23120.150.085402400004+900119.25119.350.105900325005+156118.74118.870計（m3）1133470150000983470由于原河道水流散亂，主流蜿蜒，通過興建堤防束水入槽，需對河床進(jìn)行整治，挖高填低，保持上下游銜接平順，河道開闊，泄流通暢。根據(jù)現(xiàn)有河道斷面結(jié)合堤線布置，設(shè)計河寬650～900m，比降1/600，河底高程127.50～119.17m，共需河床土方平整113.35萬m3，土方開挖外運(yùn)98.35萬m3。5.3堤防設(shè)計5.3.1堤身斷面型式比選根據(jù)河道水流特性及地質(zhì)情況，結(jié)合開發(fā)目標(biāo)，擬定三種斷面進(jìn)行比選。方案一：右岸堤身采用河床開挖砂土填筑，外邊坡（迎水側(cè)）1：2.5，內(nèi)邊坡（背水側(cè)）1：2.0，堤頂寬6.00m，外邊坡采用預(yù)制六邊形混凝土塊護(hù)砌，坡腳采用漿砌石齒墻防沖。左岸堤身亦采用河床開挖砂土填筑，外邊坡1：2.5，內(nèi)邊坡1：2.0，外邊坡采用預(yù)制六邊形混凝土塊護(hù)砌，坡腳采用漿砌石齒墻防沖。堤頂寬10.00m，上設(shè)綠化帶和硬化人行道。內(nèi)邊坡采用草皮護(hù)坡，距堤頂1.50m設(shè)交通道，交通道寬20.00m，采用混凝土路面。方案二：右岸同方案一。左岸堤身采用河床開挖砂土填筑，外邊坡1：2.0，內(nèi)邊坡1：2.0，外邊坡在堤頂以下1.50～3.50m處設(shè)親水平臺，平臺寬2.50m，平臺以下采用預(yù)制六邊形混凝土塊護(hù)砌，坡腳采用漿砌石齒墻防沖，以上采用混凝土格柵護(hù)坡，格柵內(nèi)植草皮。堤頂及內(nèi)坡同方案一。方案三：左岸堤身采用河床開挖砂土填筑，內(nèi)外邊坡均為1：2.0，外邊坡在堤頂以下1.50～3.50m處設(shè)親水平臺，平臺寬2.50m，平臺以下采用防洪墻型式，防洪墻臨水側(cè)用粗料石錯落堆砌，背水側(cè)采用塊石砌筑。以上采用混凝土或漿砌砌石格柵護(hù)坡，格柵內(nèi)植草皮。堤頂及內(nèi)坡同方案一。右岸外邊坡（迎水側(cè)）設(shè)馬道，寬1.5米，高程同左岸一致，馬道以下采用預(yù)制六邊形混凝土塊護(hù)砌，以上護(hù)砌型式同左岸。綜合比較，方案三在滿足防洪及交通前提下整加了親水平臺，并且護(hù)岸型式新穎，體現(xiàn)現(xiàn)代水利特征，故選取方案三做為推薦護(hù)岸型式。5.3.2堤坡穩(wěn)定計算堤防為砂土填筑，邊坡穩(wěn)定按非粘性土計算，公式如下：K=Wcosα*tgβ/(Wsinα)=tgβ/tgα式中K——計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；[K]——抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，1.15；W——堤坡土體重量，kN；α——堤坡與水平面夾角，度；β——回填砂土內(nèi)摩擦角，度。經(jīng)計算，K＝1.23>[K]＝1.15，堤坡抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。5.3.3護(hù)岸設(shè)計根據(jù)所選堤身結(jié)構(gòu)，右岸外邊坡（臨水側(cè)）采用預(yù)制六邊形混凝土護(hù)砌，內(nèi)邊坡（背水側(cè)）為草皮護(hù)坡。左岸為復(fù)式斷面，外邊坡臺地以下采用復(fù)合式擋土墻護(hù)岸，臺地以上采用預(yù)制混凝土格柵護(hù)坡，格柵內(nèi)植草皮。(1)混凝土護(hù)坡厚度計算t=ηH(rL/(rb-rBm))0.5式中t——混凝土護(hù)面板厚度，m；η——系數(shù)；H——計算波高，m；r——水容重，kN/m3；L——波長，m。rb——混凝土容重，kN/m3；B——沿斜坡方向長度，m；m——斜坡坡率，度。經(jīng)計算，t＝0.08m，護(hù)坡厚度采用0.10m。(2)坡腳沖刷深度計算hB=hp+[(Vcp/V允)n-1]式中hB——局部沖刷深度，m；hp——沖刷處水深，m；Vcp——平均流速，m/s；V允——河床面上允許不沖流速，m/s；n——與防護(hù)岸坡在平面上形狀有關(guān)系數(shù)。經(jīng)計算，t＝1.12m，基礎(chǔ)埋深采用1.20m。(3)擋土墻穩(wěn)定計算主要對擋土墻進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定計算。K＝∑M抗/∑M傾式中K——抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)；∑M抗——抗傾覆力矩，kN.m；∑M傾——傾覆力矩，kN.m。經(jīng)計算，K＝1.72>[K]＝1.45，滿足規(guī)范要求。(4)堤身結(jié)構(gòu)左岸：堤身采用砂土填筑，表層需用砂土和粘性土拌和料回填，以利于草皮生長，回填厚度1.00m，拌和比例初擬砂土30％、粘土70％，在施工中需做土工試驗(yàn)合理確定拌和比例，較大幅度減小粘土膨脹率?；靥钌巴料鄬γ芏炔恍∮?.65，粘土壓實(shí)度不小于0.94。內(nèi)外邊坡比均為1：2.0，外坡堤頂以下1.50～3.50m設(shè)親水平臺，平臺寬2.50m，平臺高程結(jié)合橡膠壩布置確定，上設(shè)華圃及人行道，平臺以下為Mu60M7.5漿砌石復(fù)式防洪墻，防洪墻深入河床以下1.20m以防沖刷，平臺以上為坡式護(hù)岸，采用C15混凝土或漿砌砌石格柵護(hù)砌，格柵內(nèi)植草皮。堤頂寬10.00m，在堤沿設(shè)城墻狀防浪墻，墻高0.90m，為磚砌結(jié)構(gòu)，依墻設(shè)1.00m寬人行道，堤頂中間部分為4m寬人行道，并作防汛之用，兩側(cè)為綠化帶，植垂柳及各種景觀植物，堤內(nèi)坡比1：2.0，采用草皮護(hù)坡，堤頂以下1.50m設(shè)交通道路，路寬20.00m，為C20混凝土路面，下設(shè)0.10m厚碎石墊層。右岸：堤身采用砂土填筑，表層仍用砂土和粘性土拌和料回填，以利于草皮生長，回填厚度1.00m，砂土和粘性土拌和料各項(xiàng)指標(biāo)要求同左岸。外邊坡馬道上下坡比均為1：2.5，采用20.00cm厚C20混凝土框格和40.00cm厚M7.5漿砌石襯砌，護(hù)坡每隔15.00m設(shè)一道伸縮縫，縫寬2.00cm，內(nèi)嵌瀝青砂板。坡腳為Mu60M7.5漿砌石齒墻，頂寬0.40m，底寬1.00m，高1.20m。齒墻每隔15.00m設(shè)一道伸縮縫。內(nèi)邊坡（背水側(cè)）坡比1：2.0，采用草皮護(hù)坡。5.3.4中心島設(shè)計根據(jù)有關(guān)規(guī)劃要求，在老公路橋上游河道中心線位置布置一座中心島，中心島形狀設(shè)計為船形，頂部長650m，寬36m，頂部高程與同河道段面的兩岸堤頂高程相同，其中，島上游樁號4+990，頂部高程125.50m，下游樁號5+269，頂部高程124.57m。中心島采用砂土填筑，表層需用砂土和粘性土拌和料回填，以利于草皮生長，回填厚度1.00m，拌和比例初擬砂土30％、粘土70％，回填砂土相對密度不小于0.65，粘土壓實(shí)度不小于0.94。中心心島四周邊坡斷面型式與相同位置河道左岸堤防斷面，在河道常水位處設(shè)親水平臺，平臺寬2.50m，平臺上下坡比均為1：2.0，平臺以下為Mu60M7.5漿砌石復(fù)式防洪墻，防洪墻深入河床以下1.20m以防沖刷，平臺以上為坡式護(hù)岸，采用C15混凝土或漿砌砌石格柵護(hù)砌，格柵內(nèi)植草皮。5.4建筑物設(shè)計工程范圍內(nèi)主要建筑物：兩級橡膠壩、兩座涵閘、一座橋梁。建筑物放在二期工程中實(shí)施，故在此僅作簡要敘述，將其特征參數(shù)列出。一級橡膠壩：位于樁號3+000（左堤樁號），壩長650m，壩底板高程為122.80m，壩頂高程為125.80m，壩高3.00m，底板高出河床0.30m，洄水長度1980m。二級橡膠壩：位于樁號5+000（左堤樁號），壩長726m，壩底板高程為119.57m，壩頂高程為122.57m，壩高3.00m，底板高出河床0.40m，洄水長度2000m，和一級壩水位相銜接。本次規(guī)劃時也考慮了建一級及二級橡膠壩方案比較：如果建一級橡膠壩，為了保持較遠(yuǎn)的洄水長度，二級壩壩頂高程為125.80m，壩高為6m，此處堤頂高程為130.3m，二級壩方案堤頂高程為123.41m，一級壩方案比二級壩方案堤高增加6.9m，填方量及護(hù)堤工程增加較多，投資也大幅度增加，且目前在砂基河道上建6m高橡膠壩技術(shù)并不成熟，而3m左右高的橡膠壩技術(shù)成熟，單位投資也較合理，運(yùn)行管理方便，利于防洪。因此推薦二級橡膠壩方案。進(jìn)水閘：為涵洞式，滿足內(nèi)河引水要求，包括進(jìn)口段、閘室段、洞身段和出口段，進(jìn)口位于外河側(cè)，閘室設(shè)在進(jìn)口，閘孔凈尺寸2.00×2.00m。退水閘：為涵洞式，滿足內(nèi)河退水要求，閘孔凈尺寸2.00×2.00m，進(jìn)口位于內(nèi)河側(cè)，閘室設(shè)在出口。橋梁：為左岸堤下公路穿三里河所設(shè)，橋總長120.00m，單跨跨度20.00m，共六跨，橋?qū)?0.00m。上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板，下部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土鉆孔灌注樁。6施工組織設(shè)計6.1施工條件對外交通：項(xiàng)目臨近魯山縣城，距城區(qū)2.00km，治理河段上下游均有公路通至工地，交通便利。供水供電：沙河常年不斷流，水資源豐富，施工及生活用水可就近解決，施工用電可從縣城引進(jìn)。建筑材料：河道內(nèi)卵石及砂料豐富，級配均勻，經(jīng)篩分后可用于工程建設(shè)，其他建筑材料可從縣城購買。氣候條件：工程所在地域氣候溫和，四季分明，多年平均氣溫15.0°C，年內(nèi)降雨多集中在6～9月份，因而施工安排在非汛期。6.2施工導(dǎo)流堤防工程安排在枯水季節(jié)施工，河床以上受洪水影響很小，但基礎(chǔ)在河床1.00m以下，須填筑圍堰。圍堰選擇土石圍堰，梯形斷面，內(nèi)外邊坡1：1.5，臨水側(cè)坡面鋪設(shè)厚塑料膜上壓砂土袋做為防滲層?；娱_挖后隔一段距離設(shè)集水井，用潛水泵集中抽排。6.3施工方法6.3.1基礎(chǔ)開挖防洪墻及護(hù)坡齒墻埋置較深，其基礎(chǔ)宜開挖成梯形斷面，開挖邊坡不宜太陡，清基范圍應(yīng)超出設(shè)計邊線0.50m。如果基礎(chǔ)透水性強(qiáng)，需在基礎(chǔ)輪廓線外側(cè)設(shè)排水明溝，并設(shè)集水井集中抽排，在施工過程中應(yīng)進(jìn)行經(jīng)常性排水。6.3.2土砂方回填修筑堤防所需進(jìn)行回填時，應(yīng)將接觸面表層淤泥、腐殖土、雜草、泥炭及雜物清除干凈，并需分層回填夯實(shí)，回填砂土相對密度不小于0.65。所有開挖、清除出來的料物廢渣均應(yīng)運(yùn)到指定場地堆放，如砂土料質(zhì)量不符合要求，不得與筑堤土料混雜。鋪料時應(yīng)控制鋪土厚度及粒徑，施工控制尺寸一般應(yīng)通過壓實(shí)試驗(yàn)確定，在無試驗(yàn)資料情況下，確定采用履帶式拖拉機(jī)壓實(shí)，鋪料厚度不超過25.00cm，土塊最大粒徑不超過8.00cm。當(dāng)靠邊坡鋪土?xí)r，應(yīng)超出設(shè)計邊線30.00cm。施工作業(yè)面應(yīng)加強(qiáng)統(tǒng)一管理，作業(yè)面必須做到統(tǒng)一鋪土、統(tǒng)一碾壓，并應(yīng)預(yù)備足夠的平土員和平土機(jī)具平整作業(yè)面，嚴(yán)禁出現(xiàn)界溝，每個分段作業(yè)面長度不應(yīng)小于100.00m。分段填筑時，各段應(yīng)設(shè)立標(biāo)志，以防漏壓、欠壓，上下層分段位置應(yīng)錯開。采用履帶式拖拉機(jī)機(jī)械壓實(shí)，拖拉機(jī)的行走方向應(yīng)平行堤軸線，分段、分片碾壓時，相鄰兩工作面碾跡的搭接寬度：當(dāng)平行堤軸線方向時為0.50m、垂直堤軸線方向時為3.00m，對機(jī)械碾壓不到的死角，應(yīng)輔以夯具進(jìn)行夯實(shí)。履帶拖拉機(jī)采用進(jìn)退錯距法壓實(shí)工藝，碾跡套壓寬度0.10m。采用人工夯實(shí)時，應(yīng)采用連環(huán)套打法夯實(shí)，夯壓夯1/3，行壓夯1/3；分段分片夯壓時，夯跡搭接寬度0.10m。堤身全斷面填筑完畢時，應(yīng)削坡清理拍打平實(shí)。堤身分段施工及堤身與其他土坡相接時，垂直堤軸線方向的接縫，應(yīng)以不陡于1：3斜坡相接。雨季施工：下雨前及時壓實(shí)作業(yè)面表層松土，并把作業(yè)面做成中央凸起向兩側(cè)微傾，以利雨水排放。下雨時或在雨后不得踐踏堤面，禁止車輛通行，雨后填筑面經(jīng)晾曬處理后方可施工。6.3.3砌石工程漿砌石采用座漿砌筑的方法，要求塊石新鮮、無風(fēng)化、堅(jiān)硬、密實(shí)，最薄厚度不小于25.00cm，塊石表面干凈無雜物。對于土質(zhì)地基，砌筑前應(yīng)先將地基夯實(shí)，并在地基面上鋪一層3～5cm厚的稠砂漿，然后再安放石塊，砌筑時應(yīng)保證坐漿飽滿，填搗密實(shí)，表面平整。工程完工后，須經(jīng)常灑水養(yǎng)護(hù)，在砌體未達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%時，砌體前后不得回填土料等。對于迎水面的砌石工程，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范要求施工，做到“穩(wěn)、緊、實(shí)、平”，自身穩(wěn)定，底部密實(shí)，接縫緊密，表面平整。6.3.4混凝土工程砼應(yīng)按設(shè)計要求的配合比嚴(yán)格控制材料配比量。采用機(jī)械拌制和運(yùn)輸，砼的拌和時間應(yīng)根據(jù)坍落度試驗(yàn)確定，一般不宜少于1.5分鐘。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，從拌成到開始澆筑，以不超過45分鐘為宜，超過者作為廢料處理。砼的入倉溫度一般控制在5～25℃，夏季施工當(dāng)外界氣溫