聯(lián)發(fā)龍洲灣1號項目排洪工程施工圖設計總說明

聯(lián)發(fā)龍洲灣1號項目排洪工程施工圖設計總說明一、設計依據(jù)1、與建設方簽訂的設計合同。2、建設方提供的聯(lián)發(fā)龍洲灣1號項目工程范圍內的1：500地形圖。3、建設方提供的聯(lián)發(fā)龍洲灣1號項目的邊坡?lián)鯄Φ认嚓P資料。4、建設方提供的聯(lián)發(fā)龍洲灣1號項目工程勘察報告。5、建設方提供的本項目方案批復：巴南涉河〔2017〕20號。6、設計采用的主要標準及規(guī)范：⑴《防洪標準》（GB50201-2014）；⑵《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2017）；⑶《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》（SL303—2004）；⑷《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》（SL44-2006）；⑸《河道管理范圍內建設項目防洪評價報告編制導則》（試行、2004.8）；⑹《水利水電工程水文計算規(guī)范》（SL278-2002）；⑺《河道管理范圍內建設項目涉河建設方案及防洪評價報告編制規(guī)程（試行）（DBSL2-2012）；⑻《灌溉與排水工程設計規(guī)范》（GB50288-99）；⑼《水工擋土墻設計規(guī)范》（SL379-2007）；⑽《水利水電工程邊坡設計規(guī)范》（SL386-2007）；⑾《水工混凝土結構設計規(guī)范》（SL191-2008）。⑿《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50318-2017）⒀《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286－2013）二、工程概況重慶市巴南區(qū)聯(lián)發(fā)龍洲灣1號項目排洪工程改道河段全長252.0m，分為跌水段、明渠段及消力池段，工程起點坐標（X=50232.545,Y=62302.667），底板高程為296.22m，工程終點坐標（X=50401.696,Y=62210.309），底板高程為280.59m。三、上階段批復意見該工程滿足防洪要求。重慶市巴南區(qū)聯(lián)發(fā)龍州灣1號項目排洪工程位于重慶市巴南區(qū)龍州灣街道。本工程防洪標準選定200年一遇，符合《防洪標準》和《重慶市主城區(qū)防洪規(guī)劃報告（2006-2020）》要求。四、工程等別及洪水標準工程所在地位于巴南區(qū)，據(jù)《重慶市城區(qū)城市防洪規(guī)劃》、《防洪標準》(GB50201-2014)及《重慶市水利局關于加強全市河道管理工作的緊急通知》（渝水河[2010]70號）之規(guī)定，其工程區(qū)防洪標準為100年一遇。另根據(jù)重慶市水利局《關于加強全市河道管理工作的緊急通知》（渝水河<2010>70號）對于集雨面積小于2km2的河流或水系蓋箱涵或改道的，需會同城市規(guī)劃部門充分論證，在提高防洪標準1～2檔的原則下，嚴格審查，方可批準。綜上，原河道防洪標準為100年一遇，因本次工程河段涉及河道變道，故防洪標準提高一檔，定為200年一遇。根據(jù)《防洪標準》（GB50210—2014），本工程的堤防級別為1級，主要建筑物防洪堤為1級，臨時建筑物為3級。五、設計內容1、平面和縱剖面設計1）樁號G0+000.00～G0+017.50為跌水段，入口采用一字墻結構，兩端伸入河岸，其后設1#、2#跌水井，采用C25鋼筋混凝土豎槽結構形式，單井深6m，斷面尺寸2.0×2.0m，井壁厚為0.5m，底板厚為0.5cm。，1#跌水井位于樁號G0+000～G0+003.5，頂部高程為296.22m，底部高程為290.22m，跌水高度為6m，1#跌水井后為平坡，該段長度為6m，平坡后接2#跌水井；2#跌水井位于樁號G0+009.50～G0+011.50，頂部高程為291.22m，底部高程為286.22m，跌水高度為6m，2#跌水井后為平坡段箱涵，長度為6m，底板高程為286.22m。2）樁號G0+017.50～G0+246.697為明渠段，該段河道比降為25‰，起點高程286.22m，終點高程為280.59m，采用C25鋼筋混凝土矩形結構形式，截面尺寸2.0×1.7m（寬×高），邊墻厚度0.3m，底板厚度0.3m，底板下設0.1m厚C15砼墊層及0.1m厚碎石墊層，明渠段每8m設1個伸縮縫。3）樁號G0+236.697～G0+246.697為消力池，本次設計為底流消能，采用C25鋼筋混凝土結構形式，消力池長度10m（含消能坎0.5m），池深0.5m，邊墻高度2.5m，邊墻厚度0.3m，底板厚度0.3m，底板高程為280.59m。工程末端至下游堰河的排洪設計，將由渝興公司委托具有相關資質的單位進行。渝興公司承諾下游排洪設施將與本次改道工程順滑銜接，設計過流能力包含本工程排泄的7.34m3/s的洪峰流量，且渝興公司負責修建的排洪設施將早于本次改道工程實施。2、消能計算改道河段200年一遇設計洪水最大下泄流量Q=7.34m3/s，陡槽末端水深h1=0.569m，流速v1=6.45m/s。消力池計算梯步末端水深d1=0.569m，末端流速6.45m/s，躍前水深為0.569m，求其共軛水深h2：式中——收縮斷面弗勞德數(shù)；h1——收縮斷面水深，m；v1——收縮斷面流速，m/s。判斷水躍型式的條件：h2＞ht，遠離式水躍h2=ht，臨界水躍h2＜ht，淹沒式水躍其中：ht下游水深(m)。若發(fā)生遠離式水躍，則需要修建消能工，否則不需要。計算成果見表3.2-6。判斷水躍型式計算成果表收縮斷面水深(m)躍后水深(m)下游水深(m)水躍型式是否建消能工0.5691.931.13遠離水躍需要注：因下游龍洲灣匯流排水方案處于初步設計階段，暫無詳細斷面數(shù)據(jù)，故本次計算下游水深選取渠道寬2.0m，流量7.34m3/s的臨界水深作為下游水深。③計算消力池池深計算消力池出口水面落差ΔZ公式：計算消力池深度d公式：d=σ*h2-ht-ΔZ其中：σ水躍淹沒系數(shù)(又稱為安全系數(shù))。自由水躍躍長Lj計算公式：Lj=6.9*(h2-h1)=11.63m消力池池長計算公式：L=0.8Lj=9.3m計算成果見下表。消力池計算成果表單寬流量q(m3/s/m)收縮斷面水深(m)躍后水深(m)池長(m)消力池池深(m)7.340.5691.939.30.43工程上取池深0.5m，消力池長9.5m。消力池邊墻高度：1.93+0.5=2.43m，取2.5m。3、設計洪水計算本項目采用推理公式法和瞬時單位線法計算設計洪水，并采用重慶市巴南區(qū)暴雨強度公式計算進行對比。設計洪水計算方法如下：（1）推理公式法推求設計洪水集雨面積F：采用1：10000航測圖量取；河長L：河流源頭至工程河段末端河長，采用1：1萬航測圖量算；河流平均比降J：采用公式計算，式中hi、li采用1：1萬航測圖查算而得；流域形狀系數(shù)θ：；產(chǎn)流參數(shù)μP：盆地丘陵區(qū)計算公式μP==KP4.85F-0.19計算，式中KP由Cv=0.18，Cs=3.5Cv查P-III型曲線KP值表而得。匯流參數(shù)m：采用盆地丘陵區(qū)綜合公式：當1<θ<30時，m=0.40θ0.204。雨力Sp：采用手冊推薦公式Sp=進行計算。洪峰系數(shù)ψ：ψ=1-1.1匯流時間，：=，=（2）綜合瞬時單位線法推求設計洪水1）產(chǎn)流參數(shù)流域平均暴雨損失量If，查《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》（以下簡稱手冊）中的綜合分區(qū)圖，設計流域屬2區(qū)，If=25～40mm，由于本次工程流域為源頭河，故暴雨損失量較小，取If=30mm計算，流域平均穩(wěn)定入滲率，查《手冊》綜合分區(qū)圖=0.80mm/h。2）匯流參數(shù)根據(jù)設計流域的位置，查《手冊》綜合瞬時單位線匯流參數(shù)分區(qū)圖屬2區(qū)即：m1,10=2.7061F0.1386J-0.358(F/L2)-0.3434n=3.7012(F/L2)-0.0473J-0.1389b=1.0505-0.2664logFn=3.7012(F/L2)-0.0473J-0.1389m1,i=m1,10(Ri/10)-b其中Ri——凈雨強度3）設計雨型根據(jù)《手冊》查設計雨型綜合分區(qū)圖為Ⅳ1（江北以上）區(qū)。（3）城市暴雨強度計算根據(jù)《室外排水設計規(guī)范》（GB50014-2006），雨水流量應按下列公式進行計算：式中：—雨水設計流量（L/s）；—徑流系數(shù)，根據(jù)工程區(qū)匯水面積上的地面覆蓋情況和降雨強度的大小，由于本工程河段上游大部分集雨區(qū)城市化程度較低，本次設計取=0.45；F—匯水面積（hm2）；q—設計暴雨強度（L/s·hm2）。根據(jù)重慶市城鄉(xiāng)建設委員會發(fā)布的《關于發(fā)布重慶市主城區(qū)暴雨強度修訂公式的通知》（渝建[2013]625號）及附件，由于本工程屬于重慶市巴南區(qū)，故暴雨強度q采用巴南暴雨強度公式計算：(L/s?104m式中：q——設計暴雨強度[L/(s·hm2)]；t——降雨歷時（min）；P——設計重現(xiàn)期（a）；降雨歷時應按下列公式計算：t=t1+t2式中：t——降雨歷時（min）；t1——地面集水時間（min），視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定，一般采用5～15min，本工程取15min；t2——管渠內雨水流行時間（min），本工程主要集雨區(qū)管渠很少，故取0；將以上暴雨參數(shù)資料用推理公式法以及瞬時單位線法計算水文控制斷面處的設計洪水及工程處設計洪水，同時采用城市暴雨強度公式進行對比分析，控制斷面洪水比較成果表如下：設計洪水計算成果比較表單位：m3/s斷面資料計算方法P(%)（m3/s）0.51.02.035.010.020.0原張家溝河口斷面以上巴南氣象站推理公式14.012.611.210.29.37.96.3瞬時單位線13.312.010.69.78.97.56.0手冊查值推理公式13.612.210.99.99.17.66.1瞬時單位線13.011.710.49.58.77.35.9暴雨強度公式11.810.409.99.18.67.66.7改道河段工程末端斷面以上巴南氣象站推理公式7.346.65.95.45.04.23.4瞬時單位線7.06.35.65.14.74.03.2手冊查值推理公式7.16.45.75.24.84.13.3瞬時單位線6.86.25.55.04.63.93.2暴雨強度公式7.16.55.95.55.24.64.0從上表可知，各斷面推理公式法成果均比瞬時單位線法大很多。推理公式法在各中小型水利工程中應用廣泛，而綜合瞬時單位線推求的設計洪水綜合因素較多，參數(shù)確定較困難，其概化后的參數(shù)與設計流域存在一定差異，其計算成果誤差較大，故不推薦采用瞬時單位線法結果。推理公式法兩種參數(shù)成果相差不大，但從工程安全角度考慮，推薦采用較大值即巴南氣象站暴雨參數(shù)推理公式法推算成果。同時，與暴雨強度公式計算結果比對可以看出，巴南氣象站暴雨參數(shù)推理公式法計算的結果略大，考慮到工程區(qū)域集雨面積很小，暴雨強度公式適應性相對較差，小流域中推理公式計算的邊界條件易于滿足，計算參數(shù)物理概念較清楚，計算成果較符合實際，其推求的設計洪水成果比較適合中小流域暴雨洪水計算，故本次從工程設計偏安全角度考慮，最終采用巴南氣象站暴雨參數(shù)下推理公式法計算成果。由于工程河段大部分集雨面積處于上游段，且坡降較陡，不利于城市化開發(fā)利用，本次不對洪水進行加大處理。最終采用的洪水成果見下表：設計洪水計算成果表斷面資料計算方法P(%)（m3/s）0.5123.3351020原張家溝河口斷面以上巴南氣象站推理公式14.012.611.210.29.37.96.3改道河段工程末端斷面以上7.346.65.95.454.23.44、壅水分析計算（1）控制段水深計算控制段為無坎款頂堰，堰頂最大水深為臨界水深，臨界水深計算公式如下：式中：dk—臨界水深，m；Q—溢洪道下泄流量，7.34m3/s；B—該斷面處凈寬，2.0m。計算得臨界水深為dc為1.13m。（2）明渠段水深計算棱柱體明渠恒定非均勻漸變流水面曲線—逐段試算法采用漸變流基本微分方程，為因漸變流中局部損失很小，可以忽略，即取=0，并令=1，上式可寫成：式中：將上式微分方程寫成差分方程，針對一短的流段，把水力坡度用流段內平均水力坡度代替，則有，此式是逐段試算法計算明渠段水面曲線的基本公式。(3)轉彎段橫向水面高差計算根據(jù)溢洪道設計規(guī)范，急流彎道外墻水面與泄槽中心線水面高差△h按以下公式進行計算：式中：△h——由彎道離心力及急流沖擊波共同作用形成的外墻水面與中心線水面的高差；K——超高系數(shù)，取1.0;Rc——彎道軸線半徑，m。（4）消力池消力池以躍后水深為計算值。梯步末端水深d1=0.569m，末端流速6.45m/s，躍前水深為0.569m，求其共軛水深h2：式中——收縮斷面弗勞德數(shù)；h1——收縮斷面水深，m；v1——收縮斷面流速，m/s。判斷水躍型式的條件：h2＞ht，遠離式水躍h2=ht，臨界水躍h2＜ht，淹沒式水躍其中：ht下游水深(m)。經(jīng)計算躍后水深為1.93m。六、主體施工方法鋼筋混凝土工程的施工工序：測量放線→土石方開挖→鋼筋安裝及混凝土澆注→土石回填→完工驗收等，中間其他附屬結構施工。（1）土石方明挖土方開挖采用1.6～2.0m3液壓反鏟直接開挖。石方開挖采用手風鉆鉆孔、人工裝藥爆破，1.6～2.0m3液壓反鏟裝10-15t自卸汽車出渣，局部輔以人工開挖。開挖料直接就近堆放，用于后期地塊平場回填，運距0～500m。（2）土石方填筑本工程施工所采用的石料和砂（礫）石料質量，應符合SL251-2000《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》的要求。本工程土石方填筑必須保證填筑質量，堤身填筑料分為開挖利用料和棄渣利用料兩部分，開挖利用料采用2.0m3挖掘機挖裝10t自卸汽車轉運0.05～0.1km，推土機推運平料。料場開采料采用2.0m3挖掘機挖裝10t自卸汽車運輸（綜合運距0.05～0.1km）至填筑點卸料，推土機平料，人工灑水，16t振動碾碾壓。（3）混凝土澆筑混凝土澆筑主要為跌水井、明渠及消力池澆筑，采用商品混凝土，由6m3混凝土臥罐運輸車運輸至施工點。料斗至倉面水平及垂直運輸采用串筒、溜槽與人力抬運相結合的方式入倉，砼澆筑采用人工平倉，50型或75型插入式振搗器搗實。模板采用組合鋼模板，混凝土澆筑應符合相關技術規(guī)范要求。（4）基底應按設計要求鋪設，必須注意平整。（5）鋼筋制安鋼筋采用機械加工，人工焊接。鋼筋質量及焊接應符合相關技術規(guī)范要求。（6）土石回填本工程施工所采用的石料和砂（礫）石料質量，應符合SL251-2000《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》的要求。本工程土石方填筑必須保證填筑質量，堤身填筑料分為開挖利用料和棄渣利用料兩部分，開挖利用料采用2.0m3挖掘機挖裝10t自卸汽車轉運0.05～0.1km，推土機推運平料。料場開采料采用2.0m3挖掘機挖裝10t自卸汽車運輸（綜合運距0.05～0.1km）至填筑點卸料，推土機平料，人工灑水，16t振動碾碾壓。（7）施工棄渣工程棄土與地塊房屋建設棄土同步集中處理，不得向河道棄土，以盡量減少對河道的阻水、壅水、挑流作用，施工完畢后，原開挖料可用于河道原貌恢復，剩余棄土棄渣運至指定地點統(tǒng)一處理