堤防工程布置及主要建筑物设计Word文件下载.docx

1、 堤线布置与临夏县城乡近远期发展规划相结合，相互协调一致，避免工程重复建设和改造。 堤线与河势流向相适应，直线河段堤线尽量与洪水的主流线相平行，弯曲河段采取大弯就势、小弯取直的原则。保持河段两岸堤防间距大致相等，堤距应大于稳定河宽要求。大夏河双城至马九川段治导线布置表 表5-1岸别桩号弧长（m）半径（m）中心角备 注左岸左0+000左0+596直线段左0+596左0+78418828019凸弧段左0+784左1+244.5左1+244.5左1+319.675.121020凹弧段左1+319.6左2+226左2+226左2+47825242034左2+478左2+479.3左2+479.3左2+

2、717.6238.335039左2+717.6左4+401左4+401左4+513.6112.631左4+513.6左4+730左4+730左4+827.597.527左4+827.5左5+067.9左5+067.9左5+149.98222左5+149.9左5+455.9左5+455.9左5+645.4189.552左5+645.4左5+957.8左5+957.8左5+99941.211左5+999左6+783左6+783左6+88410128左6+884左7+201左7+201左7+36116044左7+361左7+502左7+502左7+78027857左7+780左8+715.5左8+7

3、15.5左8+842126.517左8+842左8+912续表5-1右岸右0+000右0+626右0+626右0+694.568.5右0+694.5右1+155右1+155右1+255100右1+255右1+575右1+575右1+974尹集电站引水枢纽防洪堤右1+974右2+146右2+146右2+356右2+356右2+357.3右2+357.3右2+644.3287右2+644.3右3+356右3+356右3+719尹集电站尾水防洪堤右3+719右4+316右4+316右4+466150右4+466右4+734右4+734右4+874140右4+874右5+114.4右5+114.4右5

4、+223.7109.3右5+223.7右5+529.7右5+529.7右5+656126.3右5+656右5+968.4右5+968.4右6+023.455右6+023.4右6+997右6+997右7+423兰郎公路防洪堤右7+683右7+92824567右7+928右8+801右8+801右8+943142 防治结合，堤线力求平顺，各堤段平缓连接，稳定河势，确保能顺利的通过设计洪水。 妥善处理好左右岸、上下游的关系，统一治理。 因地制宜，就地取材，节省投资。 防洪治理规划要与恢复和改善生态环境相结合。堤线平面布置宜顺直，转折处应用平缓曲线相连接。弯道最小容许半径要满足： 式中：Rmin堤线容

5、许最小弯道半径，m； B河道水面宽度，m。通过计算，大夏河双城至马九川段堤线最小弯道半径应大于210m。5.3.3造床流量及稳定河宽本设计中堤距指两岸堤线中心距亦即洪水治导线宽度。该指标直接关系到工程造价和防护效益。堤距确定主要考虑以下因素： 满足安全、通畅泄洪的要求； 充分考虑河相关系，不改变河型； 少占地或尽量不占地，权衡工程量与防护效益，达到经济上的合理性，统筹考虑各河段及其上、下游的行洪要求。防洪段导线宽度，下限应不小于造床流量下的稳定河宽，上限一般以河曲外包线或自然岸宽确定。冲积河流在水流与河床的长期相互作用下，能得以自由发展，经过水流与河床的自动调整，河床形态将与流域来水、来沙及河

6、床边界条件相适应。河道形态与水力泥沙因素及河床地质条件之间也存在着某种物理量关系。目前对造床流量的确定多用经验方法计算，有平摊水位法、多年平均洪峰流量法等。实际工作中国内一般都采用25年一遇的洪峰流量作为造床流量，本次计算采用2年一遇的洪峰流量作为造床流量。（1） 造床流量根据大夏河流域特征及基本资料情况采用2年一遇洪水设计洪峰流量，洪峰流量为121 m3/s。治理段从上游至下游依次分布有尹集电站、新集电站、兆兴电站、西川电站，4座电站引水流量相当，在21.2-22 m3/s之间，按最大引水流量22 m3/s考虑，电站引水流量占2年一遇洪水洪峰流量121 m3/s的18%，比例较大，分析最不利

7、状况，电站在遇2年一遇洪水时停止运行，即电站枢纽上游段与枢纽至尾水段流量不变，故本次整个治理河段双城至马九川段的造床流量均选121 m3/s，且不分段。（2） 稳定河宽阿尔图宁公式计算： 整治河宽（m）； 稳定河宽系数，本工程流域属下游河段，变化系数在1.01.1之间（中游1.0-1.1，下游1.1-1.7），综合考虑本次计算取1.7； 造床流量（m3/s），取50%频率年洪峰流量； 河床比降（）。用阿尔图宁公式计算的稳定河宽见表5-2。经上计算及现场踏勘与测量，河床为砾卵石，本次设计使河床即能满足防洪标准条件下的过水能力，又能满足工程建筑物安全、稳定的要求，规划防洪区段为河漫滩，修建防洪堤应

8、尽量不占用耕地，适当展宽堤距，既可降低堤高、又可减少投资，综合考虑本次设计稳定河宽定为70m，堤线沿两岸岸坎布置充分利用已有岸坎。大夏河稳定河宽计算成果表表5-2河段名称造床流量Q（m3/s）河床比降J糙率（n）河宽系数A断面河相系数图宁公式计算值（m）现状治理双城至马九川1210.00820.0331.711493020070本次设计堤线走向充分利用现有桥基防洪堤工程、支流出口防洪堤工程等，尽量做到左右岸、上下游兼顾，从现有河势出发，因势利导进行布置。5.4设计水面线推算5.4.1 河道分段根据河段地貌和河道特性，本次设计在大夏河河道上布测了26个河道横断面。由于本段河道建筑物较多，故本段河

9、道设计水面线推算分为四段，其中：第一段为槐树关河入河口尹集电站枢纽段；第二段为尹集电站枢纽新集电站枢纽段；第三段为新集电站枢纽西川电站枢纽段；第四段为西川电站枢纽后杨村大桥段。5.4.2洪峰流量选定大夏河双城至马九川段河道上有已建电站4座，最大引水流量22m3/s，占防洪河段10%洪水流量439 m3/s的5%，比例很小，而且对堤防工程而言，最不利情况是电站遇洪水时因某种原因停止运行，洪水全部由河道泄流，故大夏河双城至马九川段堤防设计时，洪峰流量不考虑电站引水流量，即选10%洪水流量为439 m3/s。5.4.3起调水位选定第一段由于尹集电站有库区，有一定的回水长度，经利用简易近似法分析计算，

10、库区回水长度为405.61m，枢纽位于5-5断面下游附近，故水面线计算以尹集电站溢流堰上游5-5断面为基准断面。以尹集电站溢流堰顶10年一遇洪水位推算至5-5断面处洪水位2033.32m为起调水位。第二段以新集电站溢流堰上游12-12断面为基准断面。以新集电站溢流堰堰顶10年一遇洪水位推算至12-12断面处洪水位2011.329m为起调水位。第三段由于西川电站库区淤积严重，库区内已无回水长度，故以溢流堰上游24-24断面为基准断面。以西川电站溢流堰顶10年一遇洪水位推算至24-24断面处洪水位1977.507m为起调水位。第四段以后杨村大桥为基准断面，以后杨村大桥10年一遇洪水位1969.49

11、9m为起调水位，并以下游南川灌区渠首10年一遇洪水位推算至后杨村大桥处水位做校核。5.4.4 水面线计算根据以上分别选定的基准断面及起调水位，采用能量方程，推求各防洪河段10%洪水流量为439 m3/s时各断面的水位高程。本工程水面线计算，按下列公式： （5.1）Z1、Z2上、下游断面水位高程（m）；1、2上、下游断面的动能修正系数；V1 、V2上、下游断面平均流速（m/s）；hf两断面之间的沿程水头损失，采用（5.2）式计算：hj局部水头损失； （5.2） （5.3）h1-弯道段的局部水头损失； （5.4.1） h2-河槽扩大的局部水头损失； （5.4.2）h3-汇流的局部水头损失； （5.

12、4.3）Q-设计洪峰流量（m3/s）；i-上、下游断面水力坡降；L-上、下游断面距离；V1、V2-上、下两端断面的平均流速；经计算，各断面的设计洪水位见表5-3-1、5-3-2、5-3-3、5-3-4。槐树关入河口尹集电站枢纽段水面线计算结果 表5-3-1 断面编号水位高程过水断面面积（m2）湿 周水力半径R平均流速V（m/s）平均水深h1-12043.21122.86276.1071.6143.5731.6942-22040.35132.82176.5841.7343.3051.8263-32038.24109.71675.4731.4543.891.5184-42036.5124.9137

13、6.2051.6393.5141.7215-52033.32179.26778.7762.2762.4492.43尹集电站枢纽新集电站枢纽段水面线计算结果 表5-3-2 过水断面面积（m2）水力半径R（m）平均水深h（m）6-62028.173128.82576.3931.6863.4081.7737-72023.163119.05975.9241.5683.6871.6438-82018.98121.79676.0561.6013.6041.689-92015.898113.44875.6541.53.8710-102014.707123.86176.1551.6263.5441.70711

14、-112013.573188.44879.2032.3792.332.55312-122011.329109.07575.4421.4464.0251.509新集电站枢纽西川电站枢纽段水面线计算结果表5-3-3 13-132007.823135.61676.7171.7683.2371.86314-142005.49118.49775.8971.5613.7051.63615-152003.632133.27476.6051.743.2941.83216-162001.008111.23175.5461.4723.9471.53817-171994.938120.93376.0141.5913

15、.631.66818-181993.344110.16475.4951.4593.9851.52419-191990.58156.66977.7162.0162.8022.1420-201987.445208.93680.152.6072.1012.81521-211981.566118.53575.8991.5623.70422-221978.483216.63880.5032.6912.0262.91323-231978.304242.06881.662.9641.8143.23424-241977.507149.57577.3811.9332.9352.05西川电站枢纽后杨村大桥段水面线

16、计算结果表5-3-4 25-251971.565112.4475.6051.4873.9041.55526-261969.499139.86176.9191.8183.1391.9195.5堤顶高程和冲刷深度计算5.5.1 堤顶高程计算堤顶高程由设计洪水位加堤顶超高确定，堤顶超高按下式计算。Y=Rp+e+A Y堤顶超高（m）；RP设计波浪爬高（m）；e设计风壅水面高度（m）；A安全超高（m），取0.5m。 设计波浪爬高Rp根据堤防工程设计规范（GB50286-98）中公式计算。=/其中风浪要素采用下列公式计算累积频率为p的波浪爬高（m）；斜坡的糙率渗透系数，根据护面的类型查表得0.9；经验系数

17、，由风速V、坡前水深d、重力加速度g所组成的无维量v/，其中：计算风速采用多年汛期最大风速平均值的1.5倍，即计算风速V=26.4m/s;爬高累积频率换算系数，对不允许越浪的堤防，爬高累积频率取2%，则查表得=2.07；堤前波浪的平均波高（m）；堤前波浪的波长（m）；计算风速为26.4m/s;风区长度（m）；m 护面迎水面坡比m=1.5。经计算，波浪爬高为0.57m。 风雍水面高度风雍高度；综合摩阻系数取3.6106；计算风速为26.4m/s；由计算点逆风向量到对岸的距离；水域平均水深为1.75m；风向与堤轴线的法线所成的夹角；=35。经计算，风雍水面高度为0.0042m。 安全超高A按堤防工

18、程设计规范（GB50286-98）规定，该段堤防为5级，不允许越浪的安全超高为0.5m。经以上计算，设计波浪爬高为0.57m，设计风雍水高度为=0.0042m，则堤顶超高取为1.1m。5.5.2 冲刷深度计算本次计算，采用堤防工程设计规范（GB5028698）中堤防冲刷深度计算公式，对工程区河段均按P=10设计洪水，进行冲刷深度计算。 水流平行于岸坡产生的冲刷按下式计算：hB局部冲刷深度（m），从水面线算起；hP冲刷处的水深（m）；Vcp平均流速（m/s）；V允河床面上允许不冲流速，为1.2（m/s）；n与防防洪堤坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4。经计算，水流平行于岸坡产生的冲刷深度结果

19、见表54。 水流斜冲护坡产生的冲刷按下式计算：hp从河底算起的局部冲深（m）；a水流流向与岸坡交角（度）；m防洪堤迎水面边坡系数，m=1.5；d坡脚处土壤的计算粒径（cm），对非粘性土，取大于15%（按重量计）的筛孔直径，该段d=71.6mm。Vj水流的局部冲刷流速，对无滩地河床，按下式计算。Q设计流量（m3/s）;W原河道过水断面面积（m2）；Wp河道缩窄部分的断面面积（m2）。经按斜冲计算，其结果见表54。大夏河属蜿蜒型河流，工程区内河道弯道较多且河流摆动较大，泄冲角度局部较大，根据计算结果，根据计算结果，平冲最大为深泓线以下0.440.79m，斜冲最大为河床线以下1.21.8m。为了安全起见，根据冲刷深度的计算成果及地质勘测，结合工程实践经验，将基底设计高程平冲段置于深弘线高程以下2.0m处，斜冲段置于深泓线以下2.5m处，基底高程计算结果见表5-5。平顺冲刷深度计算成果表表5-4断面号河床高程（m）设计水深（m）水面高程（m）深泓线高程（m）最大水深（hp）流 速（VCP）允许流速（V允）（V/V允）1/4（V/V允）1/4-1）hp冲刷深度hB备注12041.521.692041.022.19 3.57 1.2