某河道防洪治理施工说明.docx
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某河道防洪治理施工说明
1项目概况
1.1工程地理位置
新疆生产建设兵团第六师芳草湖农场地处天山北麓准噶尔盆地南缘呼图壁河下游的冲积平原，海拔360—430m。
行政区划隶属新疆昌吉回族自治州呼图壁县。
辖区地理坐标东经86°27′00″～86°57′00″，北纬44°18′55″～44°53′00″。
南与呼图壁县的园户村乡、五工台乡、一一一团场相接，西北与一○六团场为邻，东南邻一○五团场，东北临古尔班通古特沙漠，西与玛纳斯、新湖农场以北五岔干渠为界。
南北长53km，东西宽38km。
场部东距自治区首府乌鲁木齐市112km,南距呼图壁县城42km，西距石河子市58km，呼克公路横穿总场西南部，甘莫公路纵贯总场西北部，场区主干道与呼克公路、甘莫公路、芳新公路相接，交通网络发达，场内分场与场部、连队与分场之间有柏油路相通，内外交通便利。
本次芳草湖农场河道治理工程位于芳草湖二场，起点为塔西河新湖防洪段12+200处，本次芳草湖河道12+200-34+675总体走向：
12+200-23+250段由西南向进入芳草湖二场，23+250-30+150段由南向北穿过芳草湖二场至甘莫公路，30+150-34+675由东向西至甘莫公路下涵洞，本次芳草湖河道末端34+675位于鹰湖水库上游甘莫公路下涵洞进口，洪水进入鹰湖水库。
芳草湖农场段河道全长22.475km，本次根据实际情况需要治理河道7.3km，即23+250-24+476、28+600-34+675段河道两侧加高加固防洪堤总长7.3km。
1.2工程概况
芳草湖河道上游自塔西河新湖段防洪治理工程12+200处开始，起始桩号12+200，河道末端至鹰湖水库上游甘莫公路下涵洞进口34+675，全长22.475km。
本次芳草湖农场防洪治理工程,12+200-23+250段河道为雀儿沟洪水，10年一遇18m³/s，该段河道满足行洪要求，本次不治理。
23+250-24+476、28+600-34+675为河道两侧现有已建防洪堤，该段堤防经过洪水虽然发挥了一定的防护效益，但目前堤防部分段落超高不够，大洪水时发生了洪水漫堤淹没渠道与农田，不能抵御洪水的侵蚀，本次在23+250-24+471、28+600-30+150原堤防上进行加高并采用雷诺护垫衬砌，本次治理按设计堤顶超高进行加高并采用雷诺护垫护坡，以满足该段堤防右侧安全行洪的要求；12+200-23+250段河道较浅，河床宽度约9-30m，较大洪水时洪水漫滩，使得上游洪水顺利通过该段泄入下游；经过水文分析结合外业测量及几次的行洪过程,可不需治理，即可满足设计频率下的行洪要求；34+675处为鹰湖水库上游甘莫公路下涵洞进口，该处涵洞为4孔箱涵，单孔尺寸为B×H=4m×1.8m,满足设计频率下过洪要求，芳草湖农场段河道洪水进入鹰湖水库。
1.3设计依据
1、《新疆兵团第六师重点地区中小河流近期治理建设规划》；
2、《塔西河新湖农场段防洪治理工程初设报告》，农六师设计院；
3、《新疆呼图壁县红山水库水文分析计算》，昌吉水文水资源勘测局，2003年；
5、《红山水库除险加固初设报告》，昌吉方汇设计院；
6、《大海子水库除险加固工程初步设计报告》；
7、《新疆呼图壁河河道防洪规划洪水水文分析计算》，昌吉水文水资源勘测局，2003年；
以上资料均已通过评审。
1.4设计采用的主要规范和标准
《防洪标准》（GB50201—94）
《水力计算手册》（第二版）
《河道整治设计规范》（GB_50707-2011）
《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL144—2006）
《堤防工程设计规范》（GB50246－2013）
《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288－99））
《疏浚工程施工技术规范》（SL17-90）
2水文
本次芳草湖农场河道治理工程主要位于芳草湖农场二分场区域。
芳草湖农场段行洪河道自塔西河新湖农场段防洪治理工程12+200为芳草湖段防洪治理起点，下游至甘-莫公路，全长22.475km，本次防洪工程防护对象为公路、村镇及农田，12+200-23+250段防洪标准10年一遇洪水（P=10%），23+250-34+675段防洪标准20年一遇洪水（P=5%）。
根据不同地段防护要求，分别采用加高现有堤防、修建防洪堤、疏浚等措施，使上游雀儿沟河洪水和大海子泄洪通道洪水经过芳草湖农场行洪河道时，将洪水约束在芳草湖农场河道内，使其不泛滥从而达到防御洪水对芳草湖农场的威胁。
根据《新疆生产建设兵团第六师鹰湖水库除险加固工程初步设计报告》，对桩号23+250-34+675洪水的定位为：
“在上游有大海子水库及东河水库调节情况下，对芳草湖农场段防洪治理工程（桩号23+250-34+675）构成威胁的呼图壁河洪水主要为峰高量大的混合型洪水；雀儿沟洪水主要为成因相对单一的暴雨洪水，两河洪水类型不同，洪水成因不同；主要暴雨区海拔高程也不一样：
呼图壁河暴雨主要集中在2000m以上的中山区，而雀儿沟的暴雨区间位于海拔1000m-1500m之间的浅山地带，由于山区降水的垂直地带性、局地性差异，各河同时发生灾害性暴雨洪水的几率极小。
1996年呼图壁河发生有实测资料以来的最大洪水时，雀儿沟无洪水发生；2001年雀儿沟发生特大洪水719m3/s时，呼图壁河同期无明显洪水过程，加上河流上游均建于水库工程，可以对上游洪水进行有效调节，因此本次芳草湖农场段防洪治理河道23+250-34+675段设计洪水不考虑两河洪水叠加，取两者设计洪水较大者作为最终成果。
本次芳草湖农场段防洪治理工程23+250-34+675段按照《防洪标准》设计20年一遇，23+250处流量为20年一遇50m3/s。
3工程地质
3.1地质概况
3.1.1地形地貌
受区域构造等动力地质作用下，项目区所在塔西河流域地形地貌可划分为南部的剥蚀构造高、中山及低山丘陵区，山前冲洪积砾质平原区，北部细土平原区和风积平原四个一级地貌单元。
南部高山区海拔3500m以上，山势陡峻，终年积雪覆盖；向北为中高山及低山丘陵区，海拔600～3500m，由第三系泥岩、砂岩组成，在流水作用下，沟谷发育，地形起伏较大；各河流出山口后，携带大量碎屑物质在山前运移沉积，形成较大的冲洪积扇，这些冲洪积扇构成了广阔的山前冲洪积平原。
砾质平原位于低山丘陵区以北的冲洪积扇中上部，海拔460～600m，地势东南高西北低，地形平缓，自然坡降3‰～12‰；砾质平原以北为细土平原，地势南高北低，地形平缓，海拔350～460m，坡降0.5‰～3‰。
细土平原以北为由风力作用形成的古尔班通古特沙漠，地势由北向南倾斜，地形起伏不平。
项目区处于玛纳斯河、塔西河冲洪积平原中下游，主要表现为冲积平原地貌，地势东南高，西北低，整体地形由东南向西北缓倾，地形自然坡降平均1.58‰。
海拔高程413m～379m。
在流水作用下，区内古冲沟发育，冲沟两侧地形略有起伏。
3.1.2地层岩性
项目区处于塔西河流域冲洪积平原下游，区域水文地质条件受地质构造的控制，并与现代地貌相吻合，新构造运动的垂直上升，直接控制科山前平原区第四纪地层的发育和分布。
沉积了巨厚的第四纪松散沉积物，为地下水的赋存、运移提供了良好空间。
地层时代由地表至深部逐渐变老，勘察深度内地层主要为低液限粉土。
3.1.3水文地质条件
项目区位于北天山山前冲洪积扇的下缘冲洪积细土平原之上，地下水属第四系松散堆积层孔隙潜水和承压水。
地下水的形成、运移、消耗与地形地貌、地质构造、地层岩性等条件密切相关。
勘察区南部的天山山脉5000m以上有终年积雪和现代冰川，较多的大气降水和夏季冰雪消融为地下水提供了充足的补给来源。
项目区巨厚的第四系松散堆积层组成，据物探资料，厚度达400m左右，其透水性好，山区基岩裂隙水出露形成的地表径流和冰雪融水及洪流出山口后沿在洪积扇切割的河谷下泄，并大量下渗，转化为地下径流，补给地下水。
冲洪积扇中、上部地形坡降相对较大，地层颗粒粗大，透水性强，距离长，是地下水的径流区；至冲洪积扇下缘，地形趋缓，地层颗粒变细，岩性主要为粉细砂、粉土，粘性土，地下水径流滞缓，水位抬高，以泉水的形式溢出地表最终以蒸发的形式进行排泄，为地下水的排泄区。
3.2天然建筑材料情况
3.2.1土料场
本次改建需要填筑土料，根据实地情况及在甲方的建议下，共勘察选用料场3处。
其中Ⅰ号料场位于该河道22+900东侧0.5km的荒地中，Ⅱ号料场位于该河道24+200段西侧0.1km的荒地中，Ⅲ号料场位于下蘑菇湖西南侧4.5km的荒地中。
号料场：
料场地表较平坦，荒地面积广阔，耐碱植物稀疏，盐渍化及次生盐渍化较轻，土料丰富。
料场主要土质为低液限粉土，其埋深0.4～3.0m，该层在本次勘察深度范围内未揭穿，该层为土黄色，刀切面粗糙，含水量14.1～16.3%，液限含水量26.2%，塑限含水量17.8%。
勘探期间该料场3.0m未见地下水位。
调查面积2400×100m2，控制面积4万m2，按取土厚度为2.0m计算，可取土料大于2万m3。
Ⅱ号料场：
料场地表较平坦，盐渍化及次生盐渍化较轻，土料丰富。
料场主要土质为低液限粉土，其埋深0.4～3.0m，该层在本次勘察深度范围内未揭穿，该层为土黄色，刀切面粗糙，含水量12.8～16.9%，液限含水量26.1%，塑限含水量17.9%。
勘探期间该料场3.0m未见地下水位。
调查面积2100×50m2，控制面积2万m2，按取土厚度为2.0m计算，可取土料大于2万m3。
Ⅲ号料场：
料场地表较平坦，盐渍化及次生盐渍化较轻，土料丰富。
料场主要土质为低液限粉土其埋深0.4～3.0m，该层在本次勘察深度范围内未揭穿，该层为土黄色，刀切面粗糙，含水量12.4～16.8%，液限含水量26.1～29.1%，塑限含水量17.8～19.7%。
勘探期间该料场3.0m未见地下水位。
调查面积1650×200m2，控制面积10万m2，按取土厚度为2.0m计算，可取土料大于11万m3。
表3-1土料场技术指标表
土场
技术指标
I号料场
II号料场
Ⅲ号料场
Ⅳ号料场
项目
试验值
评价
试验值
评价
试验值
评价
试验值
评价
塑性指数IP
7～17
8.1
合格
8.4
合格
8.4
合格
8.3
合格
液限WL
小于40%
26.2
合格
26.1
合格
26.1～29.1
合格
25.6
合格
粘粒含量（%）
10%～30%为宜
8.9
合格
8
合格
8
合格
8.5
合格
最大干密度（g/cm3）
1.8
合格
1.81
合格
1.81
合格
1.82
合格
天然含水量（%）
接近最优含水量试验值
14.1～16.3
合格
12.8～16.9
合格
12.4～16.8
合格
12.5～16.3
合格
渗透系数（cm/s）
压实后小于10～4
经验
合格
经验
合格
经验
合格
经验
合格
水溶盐含量（%）
小于3
0.083
合格
0.056
合格
0.057
合格
0.053
合格
有机质量（%）
小于5
目测
合格
目测
合格
目测
合格
目测
合格
PH值
大于7
7.9
合格
8.1
合格
8.1
合格
8.2
合格
土质重要参数综合评价：
基本合格
本次勘探土料大于13万m3，满足设计要求。
根据土料场的调查情况，建议：
1、甲方、设计、施工等各方应相互协调，对料场做出统一规划，使的料场的开采厚度与开采成本合理；2、料场表层土含有大量植物根系，应严禁上堤，料场清废厚度不应小于0.5m；3、建议施工时，在料场制备土料使之含水量接近最优含水量，再进行碾压。
3.2.2砂石料场
本工程所需的垫层砂砾石计划从呼图壁县砂场购买，该砂厂储量丰富，且已形成较大的开采规模，运输和开采条件较好，至工程区运距为60km。
砂砾石其各项指标均满足规范要求，详见表3-2。
表3-2砂砾石质量评价表
砂砾石级配
良好
不均匀系统
71.3
曲率系数
0.28
击实最大干密度
2.2—2.3g/cm3
最优含水量
4-5%
4工程任务和规模
4.1河道现状
本次芳草湖农场段防洪治理工程重点保护耕地和公路，芳草湖二场场部及连队。
12+200-23+250段现状
12+200-23+250段河道现状天然泄洪沟，泄洪沟深约2m-4m，满足10年一遇洪水过流，本次该段不治理。
23+250-24+476段现状
23+250-24+24+000段两岸堤防超高不够，两侧均为耕地，该段不能满足20年一遇，24+000-24+476段左侧堤防超高不够，左侧为耕地，右侧天然大漫滩。
24+476-28+600段现状
24+476-28+600段为天然大坑，周围为芦苇和红柳滩，两岸有天然堤防，完全可以抵御20年一遇50m³/s洪水。
28+600-31+150段现状
28+600-30+150段建有堤防超高不够，两侧均为耕地，不能满足20年一遇50m³/s洪水。
30+150-34+675段现状
30+150-34+675段建有堤防超高不够，左侧为耕地，右侧为甘莫公路及输电线路，不能满足20年一遇50m³/s洪水。
鹰湖水库：
本次芳草湖洪水末端进入鹰湖水库。
鹰湖水库位于新疆昌吉州呼图壁县境内，呼图壁河及雀儿沟河下游，地理坐标在北纬44°33′54″～44°34′17″,东经86°30′06″～46°31′38″之间，西邻新湖总场，北接芳草湖一场八连，南邻芳新路，东接芳草湖一场七连，距呼图壁县约53km,距新湖8km，距芳草湖总场10km。
鹰湖水库是一座以灌溉、兼顾防洪的平原水库，由第六师水管处管理。
本次芳草湖农场河道末端进入鹰湖水库,芳草湖雀儿沟洪水和大海子泄洪通道洪水进入鹰湖水库，经过水库调节后泄入下游沙漠。
4.2工程任务
项目建设的主要任务是对芳草湖农场雀儿沟洪水和大海子泄洪通道行洪河道险段与重点防治段进行系统改造，以根治洪水灾害，确保引水渠道、主要耕作区及农场人民生命财产安全。
芳草湖湖农场行洪河道总长22.475km，本次采用加固、加高现有堤防，疏通行洪河道等综合工程措施对其中的7.3km河道的险段与重点防治段进行整治。
4.3工程规模
4.3.1防洪的保护对象
芳草湖农场防洪治理段保护对象是芳草湖总场场部、芳草湖二场场部、芳草湖农田、甘莫公路、桥梁、10KV输电线路。
保护区人口15671人。
4.3.2防洪标准
防洪标准是按照本报告的治理范围，结合保护区的具体情况，根据《防洪标准》（GB50201-94）规定。
本次防洪工程保护对象主要为乡村，具体对象连队、耕地、芳草湖二场场部、输电线路及甘莫公路。
根据《防洪标准》本次防护区人口合计15671人，人口小于20万人，耕地面积也小于30万亩，工程等级为Ⅳ等，防洪标准为10-20年（重现期），根据防护人口及耕地数量和保护对象，参照流域规划中对防护区洪水标准的确定，选定河道12+200-23+250段设计洪水10年一遇洪峰流量为18m³/s，23+250-34+675段河道设计洪水20年一遇洪峰流量为50m³/s。
根据《堤防工程设计规范》（GB50286—2013）规定，该堤防工程级别为4级。
防洪标准见表。
表4-1芳草湖农场防洪标准
序号
桩号
治理工程位置
保护区情况
防洪标准
（一遇/年）
1
12+200-23+250
芳草湖二场
二场干渠、耕地、连队、10KV输电线路
10
2
23+250—34+675
芳草湖二场
总场和分场场部、连队、耕地、10KV输电线路、甘莫公路
20
4.3.3防洪工程的总体布置
本次芳草湖农场防洪治理的起点为塔西河新湖农场段防洪治理工程12+200处，起点桩号12+200至鹰湖水库上游甘莫公路下涵洞34+675。
在整个河段的治理上，首先考虑保证重要工程、较大城镇等险工段的防洪安全，其次安排保护范围较大的农田村庄安全。
本次行洪区芳草湖二场位于呼图壁河流域，塔西河在出山口后配合水库调蓄其来水量大量引入灌区，塔西河洪水对项目区不构成威胁。
本次芳草湖农场防洪治理段受洪水威胁的主要是雀儿沟河、呼图壁河的洪水。
其中12+200-23+250段主要是上游红山水库下泄雀儿沟河洪水，34+675为本次防洪治理段的末端即鹰湖水库上游甘莫公路下涵洞进口，该处过洪涵洞经改建为四孔B×H=4m×1.8m的箱涵，由于23+250处两河洪水不叠加，取较大者，该过洪涵洞满足经大海子泄洪通道下泄的呼图壁河洪水进入鹰湖水库的过洪要求，因此本次防洪治理段23+250-34+675主要治理的是大海子水库泄洪通道下泄的呼图壁河洪水。
针对雀儿沟洪水和呼图壁洪水危害，经过多年的防洪实践和调查研究情况，本次防洪治理确定防洪工程的总体布局是：
12+200-23+250段河道均为天然泄洪沟，宽度10-30m之间，深度在2-4m之间，满足10年一遇的雀儿沟洪水在原有河道顺利通过，本次工程不治理；23+250-24+476段超高不够，该段河道两侧有农田、公路、输电线路、渠道，过洪能力不足，该段河道加高原有堤防，采用雷诺护垫护坡；24+476-28+600该段河道宽度在20-100m，深度在2.5-3m，该段过洪断面满足将设计洪水泄入下游，固该段本次不做工程；28+600-30+150段下蘑菇湖段，原有堤防两侧有耕地、有连队道路、连队住户去，过洪能力不足，该段河道加高原有堤防，采用雷诺护垫护坡；30+150-34+675段堤防超高不够，过洪能力不足，本次仅加高原有堤防；34+675甘莫公路下涵洞，现状为四孔B×H=4m×1.8m的箱涵，满足雀儿沟河、大海子泄洪通道的洪水汇合后进入鹰湖水库的过洪要求，本次不做改建。
4.3.4工程规模
根据《防洪标准》（GB50201-94）结合芳草湖防洪保护对像，芳草湖总场人口1.78万人，人口小于20万属一般城镇，保护对像芳草湖二场耕地面积3.2万亩，本次防洪工程设防标准12+200-23+250按10年一遇设计，23+250-34+675按20年一遇设计，本次防洪工程等别为Ⅳ等，主要建筑物堤防为四级，次要建筑物为5级。
本次芳草湖河道总长22.475km，河道治理长度22.475km。
通过采取加高堤防及加固堤防的工程措施本次工程长度总计7.3km，河道12+200-23+250按10年一遇洪水设计行洪流量为18m3/s，河道23+250-34+67按20年一遇洪水设计行洪流量为50m3/s。
5工程选址、工程总布置及主要建筑物
5.1工程等别和标准
根据《防洪标准》（GB50201-94），本次防洪段12+200-23+250防洪对像主要河道两岸耕地，根据工程重要性该段设计防洪标准按10年一遇设计；防洪段23+250-34+675防洪对像芳草湖总场场部、甘莫公路、二场场部及连队、耕地，根据工程重要性该段设计防洪标准，芳草湖总场场部及二场人口合计15460人，本区保护范围内防护区人口小于20万人，耕地面积也小于30万亩，防洪标准按20年一遇设计。
本次防洪工程为Ⅳ等，主要建筑物为4级，防洪标准按10-20年一遇设计。
5.2工程选址
堤线布置应根据防洪规划、地形、地质条件，河流变迁，结合现有及拟建建筑物的位置、施工条件、已有工程状况以及征地、行政区划等因素，经过综合分析后确定。
堤线与河道流向相适应，并与大洪水的主流线大致平行。
堤线平顺，各堤段平缓连接，不得采用急弯或折线。
充分利用现有工程现状和有利地形，留有适当宽度的滩地。
本次芳草湖河道12+200-34+675总体走向：
12+200-23+250段由西南向进入芳草湖二场，23+250-30+150段由南向北穿过芳草湖二场至甘莫公路，30+150-34+675由东向西至甘莫公路下涵洞，本次芳草湖河道末端34+675位于鹰湖水库上游甘莫公路下涵洞进口，洪水进入鹰湖水库。
堤线的位置基本沿老河堤线。
5.2.1防洪治理河道治导控制线
本次防洪治理段河道起点12+200为塔西河新湖农场段防洪治理工程12+200处，全长22.475km，为方便叙述，在平面图上沿河道主流方向沟底中心用导线编制桩号。
1、河道稳定河宽计算
确定合理的河床宽度，对保证泄洪和两岸安全非常重要，河道整治宽度一般不宜太窄，避免束缩水流加大流速，冲刷两岸堤防。
苏联学者阿尔图宁整理大量中亚细亚冲积扇河流的资料，得到稳定河宽与造床流量及比降的关系为：
B=ξ
式中：
B—稳定河段水面宽度（m）；
Q—造床流量，相当于频率P=10%的洪水流量（m3/s）；
J—河床比降；
ξ—系数，根据阿尔杜林资料，山区河段ξ=0.75～0.9，山麓河段ξ=1.0～1.1，下游河段ξ=1.1～1.7。
根据我国资料，黄河高林以上游荡性河段ξ=2.23～5.41，高林以下游荡性河段ξ=1.43～2.07，长江中游蜿蜒型河段ξ=0.64～1.15。
在本报告中，系数参照国内及区内现有资料，同时根据本河道的实际情况，在选取系数ξ值时，一般不宜过大，且不小于1，除考虑不同的河道的具体特点外，还要符合我区平原区河道宽浅这一特性。
本次工程区河道属微弯顺直型河段，参考当地河道ξ=2。
河段稳定宽度计算表见表5-1。
表5-1芳草湖农场防洪河段稳定河宽计算表
河段
河床纵坡
（J）
造床流量
（m3/s）
J0.2
Q设0.5
系数ξ
稳定河宽
计算值
（m）
河道实际宽度
（m）
稳定河宽
设计值
（m）
12+200-13+700
0.0023
18
0.30
4.24
2
28.48
9-13
29
13+700-14+950
0.00087
17.9
0.24
4.23
2
34.64
13-15
35
14+950-16+000
0.00095
17.8
0.25
4.22
2
33.94
13-15
35
16+600-18+300
0.0026
17.6
0.30
4.20
2
27.59
13-14
28
18+300-21+850
0.0031
17.4
0.31
4.17
2
26.49
15-28
28
21+850-22+700
0.0044
17
0.34
4.12
2
24.41
18-45
28
22+700-29+250
0.0044
50
0.34
7.07
2
41.86
20-85
42
29+250-34+675
0.00052
41
0.22
6.40
2
58.11
20-30
59
2、治导控制线的制定原则
根据有关资料和当地河道整治的实践经验，通过计算初步确定了本次芳草湖防洪河段的稳定宽度，但具体确定各河段的整治宽度时应遵循因地制宜，合理规划的原则。
河道整治宽度力求接近河道稳定宽度，但同时要考虑适应宣实际情况，不能占用耕地，还要考虑整治工程的合理控制。
芳草湖防洪治理工程重点治理段23+250-24+476、28+600-34+675现状河床宽达20-35m,均小于计算稳定河宽，河道两岸均为耕地，现有河床不能满足过洪，按稳定河宽新建堤防占用耕地，造成投资较大，综合考虑，将现有堤防加高，采用衬砌形式护坡，可以满足过洪。
因此，可不必对河道扩宽，可利用现有河床堤防做为治导控制线，进行整治加固，保证设计洪水顺畅通过。
治导控制线的规划原则是力求与天然河道主河槽相适应，统一规划，尊重历史，兼顾左右岸。
本次河道治理，沿原河道堤线进行控导，治导控
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