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伏家镇索罗村安置区防洪河堤工程设计方案

2022-02-26 来源:客趣旅游网
伏家镇索罗村安置区防洪河堤工程设计方案

一、 项目概况

伏家镇索罗村三社安置区,位于索罗河西岸,为保护安置区59户231人的生命财产安全,以及保护农田、电力、通讯和道路等基础设施免受洪水的侵蚀,需修建高3米,长300米的防洪河堤。

二、索罗河流域概况

索罗河河堤工程距伏家镇政府3km,河堤全长300m。河流域索罗村段河谷相对开阔、滩地连片,可开发滩地资源丰富,利用流域丰富的光、热、水土资源,建成全县一流的高效农业开发区,增加农民收入,为群众脱贫致富打下坚实的基础。安置区右侧水沟为季节性河流,逢降暴雨河水暴涨。逢洪水暴发时,沟道左岸群众及良田受到极大威胁,严重影响着安置区人民生命和财产安全,同时也制约着经济的发展,成为心腹之患,为此安置区建设必须先建该堤防工程,彻底根治水患。

三、地形地貌、气象水文与自然地理概况

根据徽县气象站资料表明,工程区夏季炎热,冬季略寒。多年平均气温12℃,最热月平均气温24.5℃,最冷月平均气温3.21C,极端最高气温38.℃(1950年7月14日),极端最低气温—8.1C(1975年12月15日),多年平均降水量485.Omm,多年平均蒸发量1761.8mm,年日照时数1907h,多年平均风速1.5m/s,最大风速24.0m/s,无霜期210d,最大冻土深度18cm.

四、设计洪峰流量

索罗村河堤工程属小(2)型V等工程,其洪水设防重现期10年。本流域属无资料地区,设计洪水采用适宜小流域洪峰流量计算的“铁一院两所法\"

推理公式计算.由地形图量算得工程区主河道以上流域几何参数:集水面积F=4.3km2,主河槽长度L1=3.2km,主河槽平均坡降i=10.5%。,山坡平均长度L2=O.4km,山坡平均坡降I2=12%。。由《甘肃省暴雨洪水图集》和《甘肃省水文图集》有关图表查得流域1小时暴雨时h1=30mm,CV=0.72(Cs=3.5Cv,PⅢ曲线),暴雨衰减指数n1=0.65,n2=0.7。由流域下垫面特征,查有关图表,主河槽流速系数A1=0.363,坡面流速系数A2=0.02,暴雨损失参数R=1.18,rl=O.76。根据“铁一院两所法”简化公式计算原理,将上述各参数代入计算得,洪水设防重现期10年的设计洪峰流量Qm=6.2m³/s,造峰历时to=0.5h,2年一遇洪峰流量为1。6 m³/s.

五、工程地质 5.1工程区域内地质

工程区内为千枚岩、炭质千枚岩、砂岩、板岩夹薄、中厚层灰岩、白云质灰岩、泥灰岩等。其中板岩夹薄、中厚层灰岩、白云质灰岩、泥灰岩等广泛分布于迁出区。

5.2地质岩性

该工程位于索罗村安置区右岸,根据工程堤线踏勘,该河堤全部坐落在河床堆积层上,全部为洪积层堆,下伏为冲积成因砂卵石层(Q4al—Q42a1),卵石成分主要为灰岩、千枚岩、板岩,局部有中细砂透镜体。卵石直径为10—20厘米,分选性较差,与下伏硅质灰岩,深灰绿千枚岩(S2+3b1)不整合接触.该层允许承载力为[R]=30—40吨/米2,厚度为10—20m.

5.3建筑材料

建筑材料主要用料:砾石料、砂料、水泥及筑堤填土.砂料可就近采取嘉陵江砂石土。石料在工程区附近沟道采取。水泥按国家标准可在当地水泥厂购买。以上建筑材料储量、质量均可满足该工程需要。

六、 防洪标准确定 6.1工程等级及建筑物级别

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000),本工程属V等小(2)型规模,主次要建筑物均按五级设计。工程区地震基本烈度为Ⅷ度。本工程抗震按Ⅷ度设计。 6.2防洪标准

根据《防洪标准》(GB50201—94)2.0.1规定该工程防护区人少于20万人,防洪等级为Ⅳ级,防洪标准按十年一遇设计,不作校核。 6.3安全超高

根据《堤防工程设计规范》(GB50286—98)2.2.1规定,该工程为V等小(2)型,五级建筑物,设计不允许越浪,确定安全超高为0.8米。

七、工程布置及工程设计 7.1工程布置

根据现场原沟道形状,本次只在原地坎走向上修建河堤300m.工程布置原则为:

(1)、堤线布置与该地区的发展规划相结合,相互协调一致,避免工程重复建设。

(2)、堤线与河势流向相适应,并与洪水的主流线大致相平行。河段两岸堤防间距大致相等,堤距大于稳定河宽要求。

(3)、堤线力求平顺,各堤段平缓连接,尽可能利用现有堤防和有利地形。

(4)、堤身断面形式的选择要因地制宜,根据堤线两侧地形、地貌及建筑分布情况,选择合适的断面形式.

7.2工程设计 7.2.1稳定河宽确定 (一)堤线走向

堤线布置在索罗河右岸,在留有足够的河床宽度的基础上,以保护安置区居民生命财产安全,确定河堤堤线。该工程河道总长300m,基本保持了原河道走势,起点位于安置区东北角,末端位于安置区活动场地,大弯就势,小弯截直,保证河流流势不变。

(二)稳定河宽确定 1。稳定河宽计算

AQ0。5

(1)采用阿尔图宁公式 B=-—

J0.2

式中B - 稳定河宽 ;

Q- 造床流量,采用QP=50%, Q1=1。6m3/s;

J— 河道比降,为26‰;

A—稳定河宽系数,一般为1。0~1.7,取1。7;

经计算,B1=4。46m。

Qnξ5/3

(2)采用水流阻力公式B=〔—-——〕6/11

J1/2

B— 稳定河宽;

Q— 造床流量,采用QP=50%,分别为Q1=1。6m3/s, J— 河道比降,为26‰;n—河床糙率,取0.042;

ξ—河相系数,对于蜿蜒性河段一般为2~4,游荡性河段一般为20~40,过渡性河段一般为8~12。本河段为过渡性河段,因此ξ取8;

经计算,B1=4。11m。 2.稳定河宽的确定

根据阿尔图宁公式计算上游段河道稳定河宽为4.46m,根据水流阻力公式计算上游段河道稳定河宽为4.11m.经调查工程区河段现状稳定河宽上游一般为3~4m,故确定稳定河宽为4。5m,算结果见表5-1.

稳定河宽计算成果表 表5—1

河道 造床流名称 量Q 索罗河 1.6 河床 河相 比降J 系数ξ 26‰ 8 河床 糙率n 0.042 阿尔图水流阻现状 设计采 宁公式 力公式 河宽 用值 4。46 4。11 3-4 4。5

7.2.2水面曲线

根据十年一遇设计洪水为6。3m3/s,稳定河宽为4.5m,河道水流为恒定非均匀流,因此采用伯努力方程式计算河道水面曲线.

公式如下:

α2V20.5 α1V10.5

Z2+———=Z1+—-—+hf+hj

2g 2g

式中:Z1和Z2— 分别为下断和上断面的水头;

α2V20.5和α1V10。5- 分别为下断和上断面的行进水头;

hf和hj— 分别为上下断面之间的沿程水头损失和局部水头损失。 各断面河床设计洪水水面线经计算后,结果见下表5—2.

河堤水面曲线计算表 表5—2

设计洪 桩 号 谢才 最大 湿周 比降 糙率 水水位 线高程 流量面积 半径 水深流速 系数 水深 X(m) i n 32E(m) (m) Q(s/m) W(m) R(m) h(m) V(m/s) C (m) 989.20 988.05 987。59 986.45 985.25 984.11 982.73 6.3 6。3 6.3 6。3 6.3 1.60 1.59 1.59 1.58 1。60 0。29 1.21 0.30 1.2 3。93 3。95 3.96 3.99 3.94 5.936 19.42 0。026 0.042 1。61 5.92 19.43 0。026 0.042 1。60 深泓 设计 过水水力平均平均 0+000 0+050 0+100 987。04 0+150 986。13 0+200 984.56 0。25 1。39 0.22 1。62 0.25 1.43 6。224 18。95 0。026 0.042 1。79 6.592 18.45 0。026 0.042 2。02 6。288 18。88 0。026 0。042 1.83 0+250 983。07 0+300 981。52 981.32 979。92 6.3 6.3 1.60 0。26 1。35 3。94 3.95 6。16 19.06 0.026 0.042 1。75 5.92 19。43 0。06 0。042 1。60 1。59 0。30 1。2 7.2.3冲刷深度

冲刷度的计算采用《堤防工程设计规范》P66D2。2—1和P67D2.2-2式分别计算平顺段和斜冲]段堤防冲刷深度。

(1)水流平行岸坡产生的冲刷可按下式进行计算: VCP

HB=hp + [(--)n —1] hp

VH

式中 HB- 为局部冲刷深度(m),从水面算起;

hp- 冲刷处的水深(m),以近似设计水位处的最大水深代替; n — 系数、与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取n=1/4; VH - 河床面上允许的不冲流速(m/s),根据地质级配选样计算

各河段VH =1。25s;

VCP—建堤后计算水位时河槽平均流速 (m/s);

将各控制断面的流速及最大水深代入上式计算结果见表5-2。 (2)水流斜冲防护坡产生的冲刷可按《规范》D2.2—2式:

23tg(a/2)Vj2

△hp=———-——— -30d

√(1+m2)g

式中 △hp— 从河底算起的局部冲深(m)

a - 水流流向与岸坡交角(度) m — 防洪建筑物迎水面边坡系数

d — 堤坡脚土壤计算粒径(m),对非粘性土壤取大于15%(按

重量)的筛孔直径,d=2。5~3.6cm

Vj— 水流的局部冲刷流速,可用建堤后过设计流量的平均流

速值.

河堤冲刷深度计算表 表5—3

桩 号 0+000 0+050 0+100 0+150 0+200 0+250 0+300 冲刷深度 HB冲刷处最大水深 平均流速 允许流速 (m) hp(m) Vcp m/s V允(m/s) 平冲 斜冲 1.61 3.93 1.25 2。14 1.60 3。95 1.25 2。13 1.79 3。96 1.25 2。39 2。02 3.99 1.25 2。70 1。83 3.94 1.25 2。44 1。75 3.94 1。25 2.33 1。60 3。95 1。25 2.13

7。2。4基础埋置深度确定

基础深度应由冲刷深度加安全裕度决定,最后确定见表5-4 7.2。5顶高程确定

(1)堤顶高程确定采用公式:

Z顶=Z水面+Y

式中: Z顶- 堤顶高程(m);

Z水面— 设计水面高程(m); Y— 堤顶超高(m) ;

(2)波浪爬高计算采用《堤防工程设计规范》公式: Rp= K△KvKpR0H

式中: Rp— 累积频率为p的风浪爬高(m);

R0— 无风情况下的爬高值(m),R0=1.35;

K△- 斜坡的糙率及渗透性系数,根据规范中表C。3.1—1,

浆砌石板护面K△=0。8;

Kv— 经验系数,根据规范中表C。3。1-2, Kv=1.16;

Kp— 爬高累计频率换算系数根据规范表C。3.1—3,

Kp=2.07;

m— 斜坡率m=0。30;

H— 堤前波浪的平均高度H=0.11 (m);

分别取段计算,得Rp=0.28m,确定Rp=0.30m。

(3)风壅水面高度计算采用《堤防工程设计规范》公式: KV2F

e= —-— cosβ

2gd

式中:e— 计算点的风壅水面高度(m);

K- 综合摩擦系数,取K=3.6×10-6; V— 设计风速24m/s;

F— 由计算点逆风向量到对岸的距离(m)60m; d— 水域的平均水深(m)1.89m;

β—风向与垂直于堤轴线的法向夹角(度)

经计算风壅水面高度≈0。01m。 (4)堤顶超高计算采用公式:

Y=R+e+A

式中:Y- 堤顶超高(m);

R— 设计波浪爬高(m); e— 设计风壅增水高度(m);

A— 安全加高(m),根据规范表2.2。1,本工程堤防工程等级

Ⅴ级, 安全加高值取0.5m;

经计算堤顶超高Y=0。5+0。01+0.3=0.81m。设计取0。8m. 因此堤顶高程= Z水面+0.8(m)。

计算成果见表5—4。

堤顶及基础高程计算表 5-4

设计洪 桩号 水位 (m) (m) (m) (m) (m) 高程 高程 深度 (m) (m) (m) (m) 堤顶 深泓线 冲刷 河宽水深高程总高最大 基础 堤身 0+000 989.20 990.00 987.59 2.14 4。5 1。61 985.70 4。30 0+050 988.046 988.85 986。446 2.13 4.5 0+100 987.04 987.84 985.25 2。39 4.5 0+150 986。126 986。93 984。106 2.70 4.5 0+200 984.558 985。36 982.728 2。44 4.5 0+250 983.074 983。87 981。324 2.33 4。5 0+300 981.52 982。32 979.92 2。13 4.5

7.2.6堤身断面设计

堤型选择按因地制宜、就地取材的原则,根据堤段所处地位置、工程现状、堤基地质、建筑材料、施工条件、工程造价等因素综合比较确定。参照已有工程的成功经验,该堤型选用浆砌石护坡式断面,护堤为路堤结合,基础宽0。86米,深0。60米,上部堤身边坡为1:0.5,浆砌块石厚平均0.5米,高4.3米,顶宽0。5m,堤背采用砂砾夯填土扩背.

八、工程概算 1、编制依据

1。6 984.55 4.30 1.79 983。54 4.30 2.02 982。63 4。30 1.83 981.06 4。30 1.75 979.57 4。30 1.6 978.02 4.30 依据甘肃省水利厅甘水规发(1992)15号文颁发的《甘肃省水利水电工程概(估)算编制办法及费用标准》以及甘肃省水利厅、发展和改革委员会,发[2002]608号文《甘肃省以工代赈小(二)型水利工程概(估)算费用构成及计算标准》计算本工程各项费用。其它材判价格以现行市场价格为准.石方工程25。99元/工日,土方工程24。45元/工日,砼浇筑工程27。46元/工日. 2、概算投资

经计算,本工程总投资为36。1万元.

徽县伏家镇索罗村安置区防洪河堤工程概

编号 工程(项目)名称 单位 数量 单价(元) 人工费 一 1 2 3 4 5 合计 砂砾土开挖 砂土夯填 m m m 333其 材料费 199.96 机械使用费 其它费用 0.11 0.06 0.22 0.35 300。00 2499 2319 939。80 18.00 739.80 16。34 13。83 295.44 335.44 6.00 13.74 11.66 45。74 M10水泥砂浆砌块石 m C20混凝土压顶 细部构造 m m 3344。57 226。50 7.80

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