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堤防设计说明书

镇巴县青水镇青水中学堤防工程

初步设计报告

镇巴县水利工作队

二O一二年四月

镇巴县青水镇青水中学堤防工程

初步设计报告

建设地点：

镇巴县青水镇

总投资：

35.22万元

设计单位：

镇巴县水利工作队

报告编写：

校核：

审定：

批准：

日期：

二O一二年四月

镇巴县青水镇青水中学堤防工程

初步设计报告

1综合说明

镇巴县青水镇青水中学堤防工程位于镇巴县西北部，距县城实际路程51公里。

青水中学位于河左岸，学校紧邻河道，该段河道在雨季水流量较大，急需修建青水中学堤防工程。

堤防工程位于青水镇青水河左岸，堤防总长168.3米，堤高5m，其中堤身高3.5m，基础深1.5m。

根据青水镇镇规划，工程防护对象的等级为Ⅳ等，青水镇清水中学堤防工程的级别为4级，防洪标准为10年，新建堤防堤型采用重力挡土墙式，浆砌石结构。

主要工程量有：

砂砾石开挖2362.33m3，砂砾石回填420.75m3，浆砌石936.63m3，抹面665.13m2。

工程总投资35.22万元。

计划建设工期1.5个月

工程建成后，提高了青水镇整体防洪能力，保证青水中学防洪安全，社会效益显著。

2工程概况

2.1流域概况

项目区内主要河流青水河支流，为山区河流，属嘉陵江水系，青水河发源于青水乡西沟村梧桐坝，由北向西南流入仁村乡徐家河和渔水河相汇出境入四川万源，全长69公里，流域面积422.2平方公里，平均比降10.41‰，多年平均径流10.73m3/s，青水镇以上流域面积89.2平方公里。

青水河上游河道狭窄，两岸陡峻，耕地、人口多分布在半山，下游较上游宽阔，山势略缓并间有平坝，人口多居住在沿河边，区内喀斯特地貌发育，流域内断层裂隙发育，石灰岩分布面广。

青水镇为矮山河谷平坝区，海拨多在500-2500米间。

2.2气象水文

青水镇属北亚热带湿润气候区，具有明显山地特征，气候温和，雨量充沛。

年平均气温13.8℃，极端最低气温-10℃，最高气温37.8℃，多年平均最大风速11.44米/秒，最大风速22米/秒。

多年平均降水量1250毫米，年内分配不均，降雨多集中在7—9月，占全年降雨量的52%，5—10月降雨量占全年降雨量的73.4%。

2.3工程地质

本区位于四川台地边缘，属大巴山旋纽构造展布区，出露三迭系、震旦系地层。

主要岩性为泥质灰岩，角砾岩等。

区内构造线近南北，属川东弧行构造带的东翼，弧顶向西突出，形成大致平行的断裂和褶皱带。

本区主要是司上――镇巴――渔渡弧形大断裂带，分布在东部，走向近于南北，受此影响，区域内岩石破碎，断层裂隙发育。

工程地处河谷平坝区，位于山洪冲积形成的滩地上。

基底0+000-0+025.0,0+103.6-0+168.3段以砂砾石为主，覆盖层在3—10米以上，0+025.0-0+103.6段主要为石灰岩。

该段河床为砂卵石和石灰岩岩层，无不良地质现象。

3工程设计

3.1设计依据

（1）依据《青水镇规划》

（2）依据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）

（3）依据《防洪标准》（GB50201-94）

（4）依据《水工挡土墙设计规范》（SL379－2007）

3.2工程等级及设计标准

该堤防工程防护对象为乡（镇），依据《堤防工程设计规范》（GB50286—98）表2.1.1、《防洪标准》表2.0.1，本工程防护对象的等级为Ⅳ等，堤防工程的级别为4级，确定堤防防洪标准为10年。

3.3堤线布置及堤型选择

3.3.1堤线布置

堤线布置应遵循的原则：

（1）河堤堤线应与河势流向相适应，并与大洪水的主流大致平行。

（2）堤线应力求平顺，各堤段平缓连接，不得用折线或急弯；

3.3.2堤型选择

根据因地制宜，就地取材的原则，新建堤防堤型采用重力挡土墙式，筑堤材料采用水泥砂浆砌石。

3.4堤顶高程

堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定，堤顶超高按《堤防工程设计规范》（6.3.1）公式计算确定。

3.4.1设计洪水位

（1）洪水

青水河流域无水文站，无洪水观测资料，洪水计算采用《汉中地区实用水文手册》经验公式（6-1）推求。

Qp=CpFn

式中Qp—频率为P的设计洪峰流量（m3/s）；

Cp、n—频率为P的经验参、指数；

F—流域面积

按工程所在分区，查表（6—8）参、指数为Cp=12.82、n=0.7212，根据上式计算。

QP=10%=326.96m3/S

（2）设计洪水位

洪水计算断面选择在学校上游0+168.3m米处，洪水位根据曼宁公式计算推求：

Q=1/nWR2/3i1/2

式中Q—频率为P的设计洪峰流量m3/S；

n—河床造率，根据实际调查，取n=0.04；

w—过水断面（m2）；

R—水力半径m；

i—水面比降，按实测河床比降取i=5‰；

通过计算当洪峰流量Qp=10%=326.96m3/s时，洪水位H=1054.28m。

3.4.2堤顶超高

堤顶超高按《堤防工程设计规范》（6.3.6）计算确定；

Y=R+e+A（6.3.6）

式中Y—堤顶超高（m）；

R—设计波浪爬高（m），可按附录C计算确定；

e—设计风雍增水高度，按附录C计算确定；

A—安全加高（m），按本规范表2.2.1确定；

（1）设计波浪爬高

设计波浪爬高按附录C.3.1—2式计算，当m=0.63＜1.25时，

Rp=K△KvKpRoH

式中Rp—累积频率为P的波浪爬高（m）；

K△—斜坡的糙率及渗透性系数，根护面类型为砌石护面按表C.3.1—1确定K=0.80；

Kv—经验系数，可根据风速V（m/s）、堤前水深d（m）、加速度g（m/s2）组成的无维量V/gd，可按表C.3.1—2确定，采用内插Kv=1.19；

Kp—爬高累积频率换算系数，可按表C.3.1—3确定，Kp取2.07；

Ro—无风情况下，光滑不透水护面（K△=1）、H=1m时的爬高值，可按表C.3.1—4确定，查表得Ro=1.45；

H—堤前波浪的平均波高（m），根据公式（C.1.1—1）计算得H=0.07m。

根据上式计算得Rp=0.20m

（2）风雍水面高度

风雍水面高度在有限风区的情况下，计算值较小可忽略不计。

（3）安全加高

本堤防工程的级别为4级，查规范表2.2.1，安全加高值取0.5m。

（4）堤顶超高

堤顶超高按公式（6.3.1）计算，Y=0.6m。

（5）堤顶高程

洪水计算断面处河堤堤顶高程为1055.58m。

以该处堤顶高程按6.7％比降确定该段河堤堤顶高程，详见河堤纵断面设计图。

3.5堤防布置

堤防工程位于青水河青水中学段左岸，堤防总长168.3米。

堤防比降采用河道比降6.7％。

为保证汛期安全，河道宽度不得小于12米。

3.6堤防设计

新建堤防168.3m

断面：

河道比降较下游陡，洪水淘刷深度较大，该段防洪堤基础埋深设计1.5米，防洪堤采用重力斜墙式，堤基断面为矩形，底宽2.15米，堤身断面为梯形，顶宽0.6米，底宽1.85米，高3.5米，迎水面和背水面都放坡，坡比分别为1：

0.5，1：

0.14。

河堤采用M7.5水泥砂浆砌石，M10水泥砂浆抹面、勾缝；详见图纸。

河堤回填：

河堤背水面回填到操场外小路地面齐平，河堤迎水面回填到现状河床高程。

回填采用砂砾石并夯实。

河堤每10米设一变形缝。

河堤设排水孔两排，水平间距3m，竖直间距1.5m，排水孔尺寸10×10厘米，呈品字形布置。

3.7河堤稳定计算

（1）抗滑稳定计算（设计洪水时）按公式

Kh=

计算

式中Kh-抗滑稳定安全系数；

∑W一作用于墙体上的全部垂直力的总和（KN）；

∑P一作用于墙体上的全部水平力的总和（KN）；

f一底板与堤基之间的摩擦系数；f查《堤防工程规范》表4取f=0.45。

经计算：

Kh=1.58>1.2,满足《堤防工程规范》要求

（2）抗倾稳定计算（设计洪水时）按公式

Kq=

计算

式中Kq一抗倾稳定安全系数；

∑Mv一抗倾覆力矩（KN.m）；

∑Mh一倾覆力矩（KN.m）。

经计算:

Kq=1.59>1.4,满足《堤防工程设计规范》要求。

（3）基底压应力计算（设计洪水时）

并满足以下条件，即

p

pmax

1.2

，pmin

式中pmax.min一基底的最大和最小压应力（KPa）；

F一基地面积（B×1，B为基底宽度）；

e一偏心距；

P一作用于基底的总垂直力;

p一基底的平均压力

一地基土的容许承载力

经计算：

137.23KPa

σmax、min＝＜［R］=200KPa

7.223KPa

满足《堤防工程设计规范》要求。

4工程施工

4.1施工条件

本工程位于青水中学公路边，距县城51公里。

项目区紧临青水中学，施工用水、用电方便。

工程施工以人工施工为主，小型机械为辅，工程施工条件较好，施工计划工期1.5个月。

本工程所用建筑材料水泥由施工单位在镇巴县城采购，所用砂、块（片）石在附近砂石场采购，完全可满足工程需要。

4.2临时工程

临时工程包括临时房屋、施工供电工程。

临时房屋：

租赁工地附近民房。

施工供电：

就近从低压电网下线临时架设输电线路。

4.3施工方法

河堤基础采用机械开挖，可将开挖的砂砾石用做回填砂料利用。

浆砌河堤基础及堤身采用人工施工，按《堤防工程施工规范》SL260-98及相关规范进行施工，河堤边浆砌边回填并夯实。

4.4施工总体布置

由于工程规模小、工期短，施工用电、用水、交通方便。

整个施工场地集中，施工用房租用附近居民住房。

施工和生活用水量少，可使用当地居民生活用水。

施工用电可从就近的低压电网上接用。

5环境影响

由于该工程规模小，并且建设在河滩地上，开挖量小，弃碴少，不会造成水流失，对当地不会造成环境影响。

6工程预算

6.1编制依据

工程预算主要依据陕西省发改委以陕计项目[2000]1045号文颁发的《陕西省水利水电工程概预算编制办法及费用标准》（以下简称“2000编制办法及费用标准”）、《陕西省水利水电建筑工程预算定额》（2000版）、施工机械台班费执行陕西省水利厅以陕水计[1996]140号文颁发的《陕西省水利水电工程施工机械台班费定额》等规定进行编制。

6.2投资预算

工程静态总投资35.22万元，总投资35.22万元。

其中：

建筑工程费29.26万元，临时工程0.28万元，其他费用4.0万元，预备费1.68万元。