河道治理工程設(shè)計論文
第一篇
1水面線計算的分析
1．1水面線計算方法的選擇
水面線計算是河道治理中的基礎(chǔ)性工作，對河道治理的工程量及造價有著直接的影響。根據(jù)河段的資料，水面線計算一般有以下幾種方法:1)恒定非均勻漸變流方程法。恒定非均勻漸變流方程法將治理河段劃分為若干個河段，逐段推求。在每一河段內(nèi)，根據(jù)實測的斷面資料、相應(yīng)的洪峰流量、控制斷面的“水位—流量”關(guān)系及各河段糙率等邊界條件進行求解。曼寧公式法將河道看作是體形規(guī)則的“天然渠道”，對于沿程較為規(guī)則的河段，該方法具有一定的適應(yīng)性，但是天然河道一般形態(tài)多變，因此，該方法的精度有限。3)水面比降法。水面比降法是一種粗略的類比法，通過調(diào)查河段近年的洪水位，確定水面的比降，再根據(jù)控制斷面推算整個河道的水面。該法只適用于資料缺乏的河段。河道治理設(shè)計中推薦采用恒定非均勻漸變流方程法，其余的兩種方法可作為一種粗略的校核。
1．2計算軟件的選擇
河道水面計算常用的軟件主要有:1)美國陸軍工程兵團水文工程中心開發(fā)的HEC—ＲAS軟件，該軟件以能量方程為基礎(chǔ)，可以計算一維恒定流和非恒定流河道水面線。2)荷蘭代爾夫特水力學所及有關(guān)機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的SOBEK軟件，該軟件以一維圣維南方程為基礎(chǔ)，計算河道水面線�，F(xiàn)以云南省彝良縣洛澤河角奎鎮(zhèn)附近的河道水面線計算為例，對以上兩種軟件進行對比分析。計算洪水標準為20年一遇，洪峰流量1621．00m3/s，河道為緩流，控制段選擇在下游，計算起始斷面水深為832．45m，河道糙率綜合取值為0．04。SOBEK軟件迭代初始水深為0．0m。
2河道防護形式的選擇
2．1傳統(tǒng)的河道防護措施
傳統(tǒng)河道防護多采用剛性防護措施，主要為漿砌石防洪墻、漿砌石(鋼筋混凝土)護坡等，結(jié)構(gòu)抗沖刷及破壞的能力強，能夠適應(yīng)較惡劣的自然環(huán)境。但傳統(tǒng)剛性防護很少考慮工程措施對生態(tài)環(huán)境的影響，阻斷了河道與外界的環(huán)境交流。
2．2現(xiàn)代河道防護措施
現(xiàn)代河道防護多采用生態(tài)防護措施，主要有植物護坡、格賓石籠、生態(tài)袋護坡、生態(tài)混凝土等措施。其優(yōu)點是在滿足工程結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，達到了河流與外界環(huán)境的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，實現(xiàn)了河道的持續(xù)發(fā)展。其缺點是生態(tài)防護措施的強度不大、抗沖刷能力較差，不適宜流速大的部位。
2．3河道防護形式的選擇
河道治理的目的不同，選擇的防護形式亦應(yīng)有所區(qū)別。防護形式的選擇應(yīng)“因地制宜”，充分考慮水力條件、天然建筑材料、施工、維護等因素，設(shè)計中應(yīng)充分體現(xiàn)“生態(tài)治理、親近自然”的理念，避免河道治理的“渠道化”，盡量不改變現(xiàn)有河道的走向及岸坡結(jié)構(gòu)，減少二次生態(tài)破壞。流速不大的河段，應(yīng)優(yōu)先采用生態(tài)防護措施，盡量避免防洪堤的新建，如必須新建則應(yīng)優(yōu)選生態(tài)護坡土堤。流量較大、流速較高的河段，應(yīng)首選防沖能力較強的防護結(jié)構(gòu)，沖刷較深的河段宜選擇剛性防護。
3結(jié)語
1)河道治理設(shè)計中推薦恒定非均勻漸變流方程法。根據(jù)實例計算，HEC—ＲAS軟件計算結(jié)果更偏于安全一些，由于HEC—ＲAS軟件運行費用遠遠低于SOBEK軟件，且成果整理也較為簡便，因此實際設(shè)計推薦采用HEC—ＲAS軟件。2)河道治理應(yīng)根據(jù)不同的治理目的，選擇適宜的防護方案，在滿足河道防洪安全的前提下，應(yīng)大力推廣和使用生態(tài)防護措施，促使人與自然和諧發(fā)展。
作者:李偉 單位:中國電建集團昆明勘測設(shè)計研究院有限公司
第二篇
1工程存在的主要問題
1）河道防洪標準低，水利設(shè)施不配套、老化失修嚴重現(xiàn)有河道整治工程主要是在上世紀六七十年代所建，防洪標準普遍很低，部分工程村各自為政，不能形成整體防洪體系。下游河段基本無防護工程。因資金投入嚴重不足，大部分防洪設(shè)施工程老化失修，行洪能力大大降低；洪水灌溉渠系及建筑物破損殘缺，洪水灌溉功能逐漸喪生，洪水資源白白流失。洪水全部下泄，加大下游河道的行洪壓力�，F(xiàn)河道行洪能力很低，往往是小水小災(zāi)、大水大災(zāi)。
2）侵占蠶食行洪河道，棄渣設(shè)障現(xiàn)象日趨嚴重近年來，受經(jīng)濟發(fā)展和人口增長影響，土地成為緊缺資源，多年不行洪的河道成為被侵占的對象。馬壁峪河鋪頭段、高渠段、西社段被企業(yè)建設(shè)生產(chǎn)圈占，縮窄行洪斷面，個別段幾乎堵死。下游河段多年不過水，大量被平整耕種，有河無槽。李老莊段、鋪頭段、三界莊段工業(yè)棄渣亂堆濫放，形成行洪障礙，部分河段無序開采河道砂石，不進行平整，擾亂河勢，阻塞主槽。對所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊的防洪安全，構(gòu)成了嚴重威脅。
3）跨河涉河建筑標準低，形成卡口和瓶頸跨河建筑有侯禹高速、侯西鐵路、禹門口引黃干渠、108國道和縣道管化線，西澗下游直穿縣城東區(qū)而過。其中高速路、鐵路可滿足50年一遇洪水通過，其它建筑不同程度地存在過水斷面小，水流不順暢的問題，個別建筑物甚至無排洪設(shè)施，形成行洪卡口和瓶頸，加劇了洪災(zāi)。
2工程規(guī)模及布置
2．1工程規(guī)模
馬壁峪稷山縣段一道分水口至入汾口地區(qū)涉及稷山縣城的25個村莊，人口6．25萬人，耕地4300hm2。沿線有許多大型企業(yè)，總資產(chǎn)6．6億元；禹門口提水工程總干渠、京太西光纜、侯禹高速公路、侯西鐵路、108國道均在本區(qū)從東向西穿過。根據(jù)馬壁峪河防護對象及《水利水電工程等級劃分及防洪標準》（SL252—2000）第2．1．1規(guī)定，本工程等別為Ⅳ等，建筑物級別為4級。根據(jù)《防洪標準》（GB50211－94），堤防工程鄉(xiāng)村段防洪標準為10年一遇，縣城段為20年一遇。
2．2工程布置
根據(jù)河道防洪總體規(guī)劃，按照“輕重緩急、統(tǒng)籌兼顧、分期實施”的指導(dǎo)思想，馬壁峪稷山縣段河道治理工程規(guī)劃范圍是從馬壁峪河峪口以下至西澗入汾口。本次河道治理總長度為8．93km。
�。�1）馬壁峪峪口段（0＋000～3＋150）此段河道治理起點為馬壁峪峪口以上，位于稷山縣與鄉(xiāng)寧縣交界處范坂旅游公路橋，終點為二道分水口，位于西社鎮(zhèn)的鋪頭村以南600m左右，全長3．15km。該段河道位于山區(qū)和洪積扇上部，縱坡較陡、河流順直、主槽較窄，河床砂卵石粒徑較大，河道左右兩側(cè)堤防均為漿砌石護堤，多處因淘刷失穩(wěn)，臨村堤防損毀較多，且河道內(nèi)由于亂挖亂倒垃圾，河道需進行疏浚后才能正常行洪。該段河道堤防工程防洪標準為10年一遇，設(shè)計洪峰流量124m3/s，一道分水口為中墩式隔堤，隔堤為漿砌石直墻結(jié)構(gòu)，根據(jù)堤防寬度自然分水，右側(cè)分水至稷山（大眾澗和西澗），左側(cè)分水至新絳，新絳一側(cè)主要功能為引洪灌溉，所以一道分水口下至二道分水口之間流量無變化；二道分水口位于一道分水口下游1．05km處，左側(cè)為大眾澗，右側(cè)為西澗，隔堤為漿砌石直墻，歷史上一直采用1∶3比例自然分洪進行引水灌溉。主要工程布置為堤防加固改造、分水口護砌及跨河建筑物。本次設(shè)計西澗河分洪流量仍采用1∶3比例，設(shè)計最大分洪流量為31．0m3/s；大眾澗根據(jù)堤防寬度采用自然分流，設(shè)計流量93．0m3/s。
（2）馬壁峪西澗0＋000～12＋070該段河道長12．07km，位于汾河高階地，受水流長期沖刷，形成明顯河谷，主槽逐漸變寬，縱坡變緩。西澗進入西社村段，河道下切，形成明顯的滌溝，該段河道上個別村有斷斷續(xù)續(xù)的護村壩和護岸工程，并建有多處灌溉進水退水建筑物和分水閘、節(jié)制閘等工程，由于多年未行洪，河道被縮窄擠占，且大部分河段沒有設(shè)防，跨河橋涵大多不能滿足設(shè)計洪水，建議沿河村鎮(zhèn)盡快拆除重建，避免行洪阻水，造成損失。本次改造河道為0＋000～2＋800段，該段主要防護范圍為鄉(xiāng)村，防洪標準采用10年一遇，設(shè)計分洪流量為31．0m3/s，主要工程為河道拓寬、新建堤防2．8km，右岸堤防護砌200m，凹岸護砌600m。
（3）馬壁峪西澗桐下至入汾口（12＋070～16＋050）段該段河道長3．98km，位于汾河平原，屬典型蜿蜒堆積型河道，本次河道治理為縣城段13＋070～16＋050，長2．98km，由于該段河道主要防護對象為稷山縣城，所以防洪標準按20年一遇設(shè)計。洪峰流量為115m3/s。根據(jù)稷山縣城市規(guī)劃，該段已列入城市防洪規(guī)劃，規(guī)劃斷面采用半挖半填土質(zhì)斷面。主要工程為新建堤防5．96km；修建跨河建筑物及入汾涵閘。
3工程設(shè)計
3．1河道縱、橫斷面設(shè)計
治理段河道現(xiàn)狀因人為開挖及堆放垃圾呈不規(guī)則斷面，本次設(shè)計結(jié)合河道自然走勢與河槽斷面，計算斷面按天然河道寬度，新建堤防按梯形斷面計算。峪口段（0＋000～3＋150）河槽寬度25～80m，局部河槽較窄，其中750m長需要拓寬；西澗段0＋000～2＋800段河槽寬度15～20m，沿范家莊村河段行洪段面平均寬僅4m左右，河道需拓寬，拓寬段長950m；西澗段13＋070～16＋050段為新建梯形斷面土堤，河槽底寬30m、邊坡1∶2．5�？v斷基本維持原河道縱坡不變。
3．2河道堤防設(shè)計
3．2．1堤防布置
河道堤防布置主要根據(jù)洪水主流方向，宜彎則彎，宜直則直，沿河道兩岸布置規(guī)劃兩道堤防，河道轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于5倍水面寬度。峪口段（0＋000～3＋150）：河道總長3．15km，堤防改造總長4．76km，格賓石籠護岸150m，河道轉(zhuǎn)彎處采用格賓石籠護底，共4處，總長420m。由于局部河道行洪斷面較窄，需要按設(shè)計斷面拓寬。峪口段共三處，總長750m。西澗：二道分水口以下西澗0＋000～2＋800段左岸堤防護砌2．8km，右岸堤防護砌200m，河道轉(zhuǎn)彎處采用格賓石籠護底，共6處，總長600m；西澗13＋070～16＋050段開挖河槽，采用半挖半填梯形斷面，兩側(cè)新建土堤5．96km；入汾后開挖土渠至汾河主槽388m。西澗段沿范家莊村河段行洪段面平均寬僅4m左右，拓寬段共三處，總長950m。
3．2．2堤防高度確定
根據(jù)計算，馬壁峪上游段河道最大水深堤頂超高值為1．0m，臨堤防灘面較河槽最低處高1．0m，堤防最小埋深不小于1．5m。馬壁峪西澗段入汾口處汾河堤頂高程355．5m，灘面高程350．0m，汾河20年一遇洪水位354．44m。為防止汾河洪水倒灌，馬壁峪縣城段堤防高度應(yīng)滿足汾河20年一遇洪水位。本次設(shè)計馬壁峪縣城段河道入汾口設(shè)計底高程350．94m，堤防高4．3m，堤頂高程355．24m，高于汾河20年一遇洪水位，滿足防洪要求。
3．2．3堤防結(jié)構(gòu)設(shè)計
本著“因地制宜、就地取材、經(jīng)濟實用、便于施工、滿足防汛和管理的要求”的原則，考慮到河道易沖刷的特點，選用重力式擋土墻護堤結(jié)構(gòu)，堤身采用M7．5水泥砂漿砌塊石，堤防高1．3～2．0m，堤頂寬0．8m，背水面邊坡1∶0．4，基礎(chǔ)埋深1．5～2．0m，底寬1．7～2．2m。堤防每10m設(shè)一道伸縮縫，縫寬2cm，縫內(nèi)夾聚乙烯閉孔板，臨水側(cè)2cm深采用1∶1∶4瀝青水泥砂漿封口。河道轉(zhuǎn)彎段堤防采用格賓石籠護底，堤防基礎(chǔ)開挖后應(yīng)嚴格夯實，使其相對密度不低于0．75，回填砂礫料壓實相對密度不低于0．7�？h城段土堤采用梯形斷面，頂寬4．0m，內(nèi)坡比1∶2．5，外坡比1∶2。
3．2．4堤防穩(wěn)定計算
為確保河堤穩(wěn)定，依據(jù)《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286－98）進行抗滑、抗傾穩(wěn)定復(fù)核及地基應(yīng)力計算。計算結(jié)果表明，堤防設(shè)計斷面滿足規(guī)范及地基承載力要求。
3．3跨堤建筑物設(shè)計
治理段跨堤建筑物共有1座漫水橋，8座穿堤涵管，1座涵閘。漫水橋是為了方便附近村莊村民通行而建，漫水橋結(jié)合河道過水斷面，在河道主河槽底部埋設(shè)三根Φ800預(yù)應(yīng)力混凝土管，管頂采用C20混凝土路面，寬5．0m。為使河道沿岸低洼處洪水順利進入河道，需在各低洼處洪水入河口處設(shè)置穿堤涵管，治理段新建穿堤涵管共8座。涵管為φ600鋼筋混凝土排水管，每節(jié)2m，管道接口形式為鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹帶接口，管基為現(xiàn)澆C15混凝土，寬90cm，高28cm。治理段河道入汾口（16＋050）需設(shè)穿汾河堤涵閘1座，設(shè)計流量115m3/s。閘室位于汾河堤背水側(cè)，采用采用現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用5．0m灌注樁；穿堤涵洞長13m，結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆C25鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)。閘門采用5孔3m×3．5m平板鑄鐵閘門，設(shè)LQ－2×5t手電兩用螺桿式啟閉機3套。
4結(jié)論
馬壁峪稷山縣段河道治理工程的實施，不僅提高了河道的防洪標準，保障了沿河村莊、工廠及農(nóng)田的防洪安全，以及沿河居民的生命財產(chǎn)，而且對于改善當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，促進各行業(yè)的全面發(fā)展，對于維護社會的穩(wěn)定，推進社會主義新農(nóng)村建設(shè)，也起了積極作用，因此該項目是一項利國利民、費省效宏的工程。
作者:暢海燕 單位:山西省運城市水利勘測設(shè)計研究院
第三篇
1河道、防洪堤現(xiàn)狀
1.1河道現(xiàn)狀
烏溪江（烏引渠首水利樞紐～崇文大橋）建有烏引渠首樞紐工程、柯山、柯達電站等水利工程。其中，烏引渠首樞紐至崇文大橋段河道的水資源時空分布變化很大，該段河道自然河川生態(tài)功能減弱，生物棲息地遭破壞，河道自凈能力降低。且處于本段河道上的石室老大橋橋面高程較低且凈跨不足，阻水嚴重，該橋梁目前已禁止通行。
1.2防洪堤現(xiàn)狀
柯城區(qū)鱘魚基地至石室老大橋防洪堤段建有漿砌卵石護岸，防洪標準低于10年一遇；石室老大橋至溪東埂上游段為河道土質(zhì)岸坡；溪東埂段為原三江治理老堤。2005年9月自來水管道埋設(shè)于迎水坡，在迎水坡加直立式鋼筋砼擋墻，擋墻頂為馬道，防洪堤頂高程基本達到20年一遇標準。
1.3存在問題
�。�1）烏溪江下游段沒有進行過系統(tǒng)整治，未形成標準的防洪體系，目前很多堤段存在土質(zhì)岸坡未護砌和堤身不穩(wěn)定以及堤腳的沖刷隱患，保護區(qū)防洪能力不足10年一遇標準。
（2）現(xiàn)狀河道萎縮嚴重，行洪能力逐步降低，棄渣和泥沙淤積侵占河道，橋梁阻水造成行洪障礙，使得上游城區(qū)段河道洪水位升高。
�。�3）上游樞紐不棄水時，平時河道脫水，水量時空分布極其不均，河道的自然河川生態(tài)功能減弱，生物棲息地遭破壞，河道自凈能力降低。
（4）防洪設(shè)施建設(shè)滯后于保護區(qū)建設(shè)，防洪工程建設(shè)投入不足以及河道生態(tài)功能減弱，制約了保護區(qū)的經(jīng)濟和社會發(fā)展。
2河道治理任務(wù)和規(guī)模
衢州市烏溪江下游河道綜合治理工程主要保護對象涉及柯城區(qū)石室鄉(xiāng)、花園街道及其衢化等衢州市城區(qū)主要的工業(yè)區(qū)，并且通過加高加固、新建堤防、河道疏浚、河道清障等工程措施，使保護區(qū)防洪能力均達到20年一遇標準。在保證防洪安全的前提下，充分體現(xiàn)休閑、健身、生態(tài)和文化的功能。衢州市烏溪江下游河道綜合治理工程的規(guī)模：共3段防洪堤，包括石室堤、張公祠堤、響春底堤，總長5km；治理河道總長4.5km，以及石室老大橋改造；攔水堰3座，其中江心洲尾攔水堰最大壩高1.9m，堰頂高程76.50m，張公祠攔水堰最大壩高1.0m，堰頂高程74.00m，石室下游攔水堰，堰高1.3m，堰頂高程72.2m。
3工程布置及建筑物設(shè)計
3.1工程布置
工程建設(shè)內(nèi)容主要包括：張公祠防洪堤、張公祠攔水堰、石室老大橋段的溪東堰和石室老大橋段的河道疏浚。
3.1.1防洪堤布置
堤線布置應(yīng)遵循以下原則：
�。�1）堤線與河勢流向相適應(yīng)，并與大洪水主流線大致平行；
�。�2）堤線力求平順，各堤段平緩連接，盡量不用折線或急彎；
（3）堤線布置盡量減少拆遷和占地；
�。�4）結(jié)合現(xiàn)有堤防設(shè)施、地形、防洪搶險、維護管理等因素，并根據(jù)城市總體規(guī)劃，綜合考慮上下游，左右岸的關(guān)系，統(tǒng)籌兼顧，局部服從全局。張公祠堤總長2.31km，自響春底村尾山體處開始，沿烏溪江左岸原堤防而下，經(jīng)鱘魚養(yǎng)殖場至石室老大橋橋頭與修建后橋墩連接。該段堤防沿烏溪江左岸老堤防布置，防洪堤軸線與老堤防軸線重合，過石室老大橋橋墩后經(jīng)美麗健乳業(yè)有限公司，與溪東埂老堤連接，該段堤防為新建堤，堤防沿烏溪江左岸布置，軸線與河岸線基本重合。為滿足最小堤距，同時使河勢穩(wěn)定，避免洪水直沖對岸石室堤，石室老大橋上游段長300m岸線須退后，最大退后寬度50m。
3.1.2攔水堰布置
（1）溪東堰布置可研階段初擬三個堰址，即濟源溪匯合口下游100m處、濟源溪匯入口、濟源溪匯入口上游50m處等三個位置，推薦濟源溪匯入口上游50m堰址。本階段考慮到設(shè)計河段位于烏溪江下游河道，將堰址設(shè)在濟源溪出口下游能使?jié)聪乃Y源得以充分合理利用，因此本次不推薦濟源溪匯合口上游堰址。而濟源溪匯入口下游100m處堰址，堰造價較高，且施工不便，本次從造價及施工方面考慮，故本階段推薦濟源溪匯入口堰址。（2）張公祠堰布置為增加水面，使右岸山體座落于水中，山水呼應(yīng)。在深潭下游處修筑攔水堰，堰高1.0m左右，正常水位抬升至74.0m。
3.2主要建筑物
3.2.1防洪堤
由于該段堤防正常水位以上考慮適當?shù)木G化，以便與城市景觀相協(xié)調(diào)。結(jié)合控制投資、就地取材、外型美觀的原則，經(jīng)過對衡重式、緩坡式、復(fù)合式三種斷面形式進行分析比較，緩坡式斷面雖然占用土地較復(fù)合式斷面多，由于該段堤防沿線無村莊，工程占地涉及較少房屋拆遷，政策處理難度小，對整個工程的進度沒有影響。經(jīng)綜合比較，該段堤防適合采用緩坡式斷面形式。
3.2.2河道疏浚
烏溪江下游現(xiàn)狀河道萎縮嚴重，行洪能力逐步降低，棄渣和泥沙淤積侵占河道致使局部河道流向改變，影響河勢穩(wěn)定，沿線村民向河道傾倒垃圾、違章建筑等侵占河道現(xiàn)象日漸增多。自響春底村尾開始，經(jīng)石室老大橋，至柯山電站尾水出口處這段河道，應(yīng)按相關(guān)條例進行河道清障及河道疏浚。對存在防洪隱患石室老大橋進行擴建，同時對上下游段灘地清障，有效提高河道行洪能力。
3.2.3攔水堰工程
（1）溪東堰結(jié)構(gòu)設(shè)計烏溪江下游河道現(xiàn)狀局部坡度較陡，局部坡度達到2%，洪水時局部流速大，對河床的沖擊力非常大，同時河道采砂致使灘地減少，而上游有兩個大型水庫的攔截致使砂礫來源少，對河勢穩(wěn)定影響較大。為進一步穩(wěn)定河勢同時兼顧河道生態(tài)，在柯山電站尾水渠上游100m（濟源溪出口處下游）修筑攔水堰，堰型采用疊石寬頂堰，固定堰頂高程72.20ｍ，堰長197.1ｍ，固定堰體采用C20砼，堰體頂面及下游面采用疊石疊砌，堰體基礎(chǔ)至中風化層。
�。�2）張公祠堰結(jié)構(gòu)設(shè)計為進一步穩(wěn)定河勢，同時兼顧河道生態(tài)增加水面，使右岸山體座落于水中，山水呼應(yīng)。在深潭下游處修筑攔水堰，堰高1.0m左右，正常水位抬升至74.0m。設(shè)計攔水堰長224m，高1.0m，頂寬2.0m，堰體面層采用疊石砌筑，為防止堰下水流對河床的沖刷，在攔水堰上下游側(cè)均鋪排大塊石，厚度0.5ｍ，起防沖消能作用，上游側(cè)長度5m～8ｍ，寬178ｍ，下游側(cè)長度10m～12ｍ，寬220ｍ。
4結(jié)語
文章根據(jù)烏溪江下游衢州段河道的地質(zhì)、水文、氣候等因素，主要從烏溪江下游河道治理工程的任務(wù)、規(guī)模及主要工程的布置和建筑物的設(shè)計方面進行論述，經(jīng)過比較分析，提出了相應(yīng)的治理思路和工程措施，能達到較好的防洪效益和社會效益，并將對社會經(jīng)濟持續(xù)法展起到積極的促進作用。
作者:魯文俊 汪新文 單位:浙江省衢州市水利工程質(zhì)量與安全監(jiān)督站
第四篇
1工程概況
大野口河位于甘州區(qū)南部山區(qū)，干流出山后流經(jīng)甘州區(qū)花寨鄉(xiāng)柏楊樹村，在出山口16+500處與左岸祁連山北麓淺山區(qū)的季節(jié)性河流紅溝石河、珠山河及大苦水河匯合后折向東流，最終流經(jīng)甘州區(qū)堿灘鎮(zhèn)后匯入山丹河，干流全長56.13km，流域總面積160.0km2。流域內(nèi)有花寨鄉(xiāng)、龍渠鄉(xiāng)和大滿鎮(zhèn)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)�；ㄕl(xiāng)距城區(qū)40km，地勢東南高西北低，海拔高程在1810m～2300m之間。龍渠鄉(xiāng)和大滿鎮(zhèn)距城區(qū)20km，地勢西南高東北低，海拔高程在1560m～1680m之間。本次大野口河河道治理工程的主要任務(wù)是通過對大野口河干流出山后0+000～1+500段、16+500～25+500段及其左岸支流紅溝石河、珠山河和大苦水河采取防治洪水災(zāi)害的工程措施，減少致災(zāi)因素及減緩致災(zāi)因素向不利方向演變的趨勢，建立和完善防災(zāi)減災(zāi)體系，提高防御洪水災(zāi)害的能力，減少洪水災(zāi)害導(dǎo)致的人民生命財產(chǎn)的傷害和損失，促進和保障大野口河流域沿岸及下游人口、資源、環(huán)境和經(jīng)濟社會的協(xié)調(diào)發(fā)展。
2大野口河河道治理工程防洪堤堤身結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1防洪堤基礎(chǔ)埋深、堤頂寬度、堤坡、堤岸上防護等設(shè)計
根據(jù)計算，大野口河樁號0+000～1+500段基礎(chǔ)沖刷深度為0.46m～0.7m，16+500～25+500段基礎(chǔ)沖刷深度為0.04m～1.99m；大苦水河基礎(chǔ)沖刷深度為0.32m～1.17m；珠山河基礎(chǔ)沖刷深度為0.08m～0.97m；紅溝石河基礎(chǔ)沖刷深度為0.28m～0.7m。根據(jù)工程地質(zhì)資料，防洪堤基礎(chǔ)埋深不得小于最大凍土深度。因此，大野口河及其支流新建防洪堤的基礎(chǔ)埋深確定為：大野口河樁號0+000～1+500段防洪堤基礎(chǔ)埋深1.6m，16+500～25+500段防洪堤基礎(chǔ)埋深2.0m；大苦水河0+000～5+000段防洪堤基礎(chǔ)埋深2.0m；珠山河0+000～3+020段防洪堤基礎(chǔ)埋深1.6m；紅溝石河0+860～3+925段防洪堤基礎(chǔ)埋深1.6m。堤頂寬度應(yīng)根據(jù)堤身穩(wěn)定、管理維護、施工、交通要求確定。按照《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-98），5級堤防頂寬不宜小于3m，結(jié)合工程實際，設(shè)計堤頂寬取3.0m，砂礫石路面，堤頂向臨水側(cè)傾斜，坡度為2%。堤坡根據(jù)堤防等級、結(jié)構(gòu)、堤高、填筑材料等條件，采用坡式防洪堤，經(jīng)計算確定防洪堤臨水坡邊坡1∶1.5，背邊坡1∶1.25。混凝土板護面厚度為0.18m,設(shè)計基底取0.20m，坡頂取0.15m。
2.2防洪堤堤身結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)以上計算成果，以大野口河樁號18+500處防洪堤橫斷面作為典型斷面，對防洪堤堤身結(jié)構(gòu)設(shè)計進行經(jīng)濟方案比較。該處斷面設(shè)計洪水深為1.0m。方案一：砂礫石堤身，現(xiàn)澆C15砼護面防洪堤按照就地取材的原則，堤身設(shè)計為砂礫石堤身，梯形斷面，堤頂寬3.0m，堤內(nèi)、外坡比為1∶1.5，堤身高2.0m，基礎(chǔ)埋深2.0m。內(nèi)坡及封頂采用現(xiàn)澆C15/F100/W4砼護面，護面砼厚度從底到頂由0.2m變?yōu)?.15m；封頂寬0.5m，厚0.15m，砼護面沿縱向方向每4m設(shè)置一道伸縮縫。方案二：砂礫石堤身，C15細粒砼砌石護面堤身設(shè)計為砂礫石堤身，梯形斷面，堤頂寬3.0m，堤外坡比為1∶1.5，堤身高2.0m，基礎(chǔ)埋深2.0m。內(nèi)坡及封頂采用現(xiàn)澆C15/F100/W4細粒砼砌石護面，護面砼厚度為0.35m；封頂寬0.5m，厚0.3m，砌石護面沿縱向方向每8m設(shè)置一道伸縮縫。經(jīng)過比較：方案一具有結(jié)構(gòu)輕巧，抗沖擊、抗凍脹性較強，施工簡單快捷，施工工藝先進，工程質(zhì)量易保證，當?shù)仨挪牧县S富，工量小，造價低的特點；方案二具有結(jié)構(gòu)簡單，有一定的抗凍脹、抗泥石流沖擊性能，施工方便，但采用人工砌筑，質(zhì)量不易控制，結(jié)構(gòu)斷面大，工程量大，塊石材料缺，工程造價高的特點。因此，本工程把方案一作為推薦方案。根據(jù)方案比選結(jié)果，本次大野口河河道治理工程防洪堤堤身設(shè)計為砂礫石堤身，梯形斷面，堤頂寬3.0m，臨水邊坡為1∶1.5，背水邊坡為1∶1.25，堤身高1.29m～2.51m，其中：大野口河樁號0+000～1+500段防洪堤設(shè)計堤身高度1.25m～1.32m，樁號16+500～25+500段防洪堤設(shè)計堤身高度2.0m～2.51m；大苦水河樁號0+000～5+000段防洪堤設(shè)計堤身高度1.29m～1.55m。堤身內(nèi)坡采用現(xiàn)澆C15砼護坡，護坡厚度由0.2m變?yōu)?.15m，封頂寬50cm，厚0.15m�；A(chǔ)垂直埋深1.6m～2.0m，其中：大野口河樁號0+000～1+500段垂直深度為1.6m，樁號16+500～25+500段垂直深度為2.0m；大苦水河樁號0+000～5+000段垂直深度為1.6m；紅溝石河和珠山河垂直深度為1.6m�；A(chǔ)與護面為同一坡比，現(xiàn)澆C15砼澆筑。砼護面及基礎(chǔ)沿縱向方向每4m設(shè)置一道伸縮縫。
3大野口河河道治理工程抗滑穩(wěn)定計算分析
壩體填筑材料為重量大的砂礫石，屬非粘性土，需對壩體進行抗滑穩(wěn)定分析。根據(jù)地質(zhì)資料，防洪堤的堤身為砂礫石，由于防洪堤各段分布地層相近，堤身斷面變化不大，故選擇其中的典型斷面進行穩(wěn)定計算，砂卵石物理力學指標見表2。由于無粘性土坡滑動面近似平面，運用滑楔法分析其穩(wěn)定性。采用河海大學編制的邊坡穩(wěn)定分析程序Slope。由于臨水側(cè)有混凝土面板防護，主要分析背水側(cè)邊坡穩(wěn)定�？紤]以下幾種工況：
�。�1）正常運行情況（穩(wěn)定滲流期），背水側(cè)堤坡的邊坡穩(wěn)定和設(shè)計洪水位驟降期的臨河側(cè)堤坡穩(wěn)定。因為k/μV>60，說明洪水下降緩慢，所以不需進行上游坡的水位降落穩(wěn)定計算。規(guī)范要求5級堤防正常運用期安全系數(shù)不小于1.1。
（2）非常運行情況下，施工期的背水側(cè)堤坡和多年平均水位遭遇地震的背水側(cè)堤坡穩(wěn)定，規(guī)范要求安全系數(shù)不小于1.05。邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)（背水側(cè)，邊坡1∶1.5）成果見表3。從表3計算結(jié)果可以看出當邊坡取1∶1.5時，可以滿足抗滑穩(wěn)定要求。
4結(jié)語
本工程建成以后，將有效提高工程所在河段堤防防洪能力，保護有效耕地面積約5.82萬畝，人口約3.74萬人，產(chǎn)生多年平均防洪效益為310萬元。工程的經(jīng)濟評價指標為：經(jīng)濟內(nèi)部收益率9.94％，大于8％的社會折現(xiàn)率；經(jīng)濟凈現(xiàn)值592萬元，效益費用比為1.18。各項指標均滿足規(guī)范要求。綜上所述，該項目技術(shù)可行，經(jīng)濟評價指標優(yōu)越，具有較好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益，工程實施后，將有效改善灌區(qū)防洪現(xiàn)狀，提高防洪能力，為灌區(qū)農(nóng)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展和西部大開發(fā)創(chuàng)造一個安定的自然環(huán)境。
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