河道治理工程设计论文

时间:2017-12-07 编辑:卓芳 手机版

  第一篇

  1水面线计算的分析

  1.1水面线计算方法的选择

  水面线计算是河道治理中的基础性工作,对河道治理的工程量及造价有着直接的影响。根据河段的资料,水面线计算一般有以下几种方法:1)恒定非均匀渐变流方程法。恒定非均匀渐变流方程法将治理河段划分为若干个河段,逐段推求。在每一河段内,根据实测的断面资料、相应的洪峰流量、控制断面的“水位—流量”关系及各河段糙率等边界条件进行求解。曼宁公式法将河道看作是体形规则的“天然渠道”,对于沿程较为规则的河段,该方法具有一定的适应性,但是天然河道一般形态多变,因此,该方法的精度有限。3)水面比降法。水面比降法是一种粗略的类比法,通过调查河段近年的洪水位,确定水面的比降,再根据控制断面推算整个河道的水面。该法只适用于资料缺乏的河段。河道治理设计中推荐采用恒定非均匀渐变流方程法,其余的两种方法可作为一种粗略的校核。

  1.2计算软件的选择

  河道水面计算常用的软件主要有:1)美国陆军工程兵团水文工程中心开发的HEC—RAS软件,该软件以能量方程为基础,可以计算一维恒定流和非恒定流河道水面线。2)荷兰代尔夫特水力学所及有关机构联合开发的SOBEK软件,该软件以一维圣维南方程为基础,计算河道水面线。现以云南省彝良县洛泽河角奎镇附近的河道水面线计算为例,对以上两种软件进行对比分析。计算洪水标准为20年一遇,洪峰流量1621.00m3/s,河道为缓流,控制段选择在下游,计算起始断面水深为832.45m,河道糙率综合取值为0.04。SOBEK软件迭代初始水深为0.0m。

  2河道防护形式的选择

  2.1传统的河道防护措施

  传统河道防护多采用刚性防护措施,主要为浆砌石防洪墙、浆砌石(钢筋混凝土)护坡等,结构抗冲刷及破坏的能力强,能够适应较恶劣的自然环境。但传统刚性防护很少考虑工程措施对生态环境的影响,阻断了河道与外界的环境交流。

  2.2现代河道防护措施

  现代河道防护多采用生态防护措施,主要有植物护坡、格宾石笼、生态袋护坡、生态混凝土等措施。其优点是在满足工程结构安全的基础上,达到了河流与外界环境的协调统一,实现了河道的持续发展。其缺点是生态防护措施的强度不大、抗冲刷能力较差,不适宜流速大的部位。

  2.3河道防护形式的选择

  河道治理的目的不同,选择的防护形式亦应有所区别。防护形式的选择应“因地制宜”,充分考虑水力条件、天然建筑材料、施工、维护等因素,设计中应充分体现“生态治理、亲近自然”的理念,避免河道治理的“渠道化”,尽量不改变现有河道的走向及岸坡结构,减少二次生态破坏。流速不大的河段,应优先采用生态防护措施,尽量避免防洪堤的新建,如必须新建则应优选生态护坡土堤。流量较大、流速较高的河段,应首选防冲能力较强的防护结构,冲刷较深的河段宜选择刚性防护。

  3结语

  1)河道治理设计中推荐恒定非均匀渐变流方程法。根据实例计算,HEC—RAS软件计算结果更偏于安全一些,由于HEC—RAS软件运行费用远远低于SOBEK软件,且成果整理也较为简便,因此实际设计推荐采用HEC—RAS软件。2)河道治理应根据不同的治理目的,选择适宜的防护方案,在满足河道防洪安全的前提下,应大力推广和使用生态防护措施,促使人与自然和谐发展。

  作者:李伟 单位:中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司

  第二篇

  1工程存在的主要问题

  1)河道防洪标准低,水利设施不配套、老化失修严重现有河道整治工程主要是在上世纪六七十年代所建,防洪标准普遍很低,部分工程村各自为政,不能形成整体防洪体系。下游河段基本无防护工程。因资金投入严重不足,大部分防洪设施工程老化失修,行洪能力大大降低;洪水灌溉渠系及建筑物破损残缺,洪水灌溉功能逐渐丧生,洪水资源白白流失。洪水全部下泄,加大下游河道的行洪压力。现河道行洪能力很低,往往是小水小灾、大水大灾。

  2)侵占蚕食行洪河道,弃渣设障现象日趋严重近年来,受经济发展和人口增长影响,土地成为紧缺资源,多年不行洪的河道成为被侵占的对象。马壁峪河铺头段、高渠段、西社段被企业建设生产圈占,缩窄行洪断面,个别段几乎堵死。下游河段多年不过水,大量被平整耕种,有河无槽。李老庄段、铺头段、三界庄段工业弃渣乱堆滥放,形成行洪障碍,部分河段无序开采河道砂石,不进行平整,扰乱河势,阻塞主槽。对所在乡镇和村庄的防洪安全,构成了严重威胁。

  3)跨河涉河建筑标准低,形成卡口和瓶颈跨河建筑有侯禹高速、侯西铁路、禹门口引黄干渠、108国道和县道管化线,西涧下游直穿县城东区而过。其中高速路、铁路可满足50年一遇洪水通过,其它建筑不同程度地存在过水断面小,水流不顺畅的问题,个别建筑物甚至无排洪设施,形成行洪卡口和瓶颈,加剧了洪灾。

  2工程规模及布置

  2.1工程规模

  马壁峪稷山县段一道分水口至入汾口地区涉及稷山县城的25个村庄,人口6.25万人,耕地4300hm2。沿线有许多大型企业,总资产6.6亿元;禹门口提水工程总干渠、京太西光缆、侯禹高速公路、侯西铁路、108国道均在本区从东向西穿过。根据马壁峪河防护对象及《水利水电工程等级划分及防洪标准》(SL252—2000)第2.1.1规定,本工程等别为Ⅳ等,建筑物级别为4级。根据《防洪标准》(GB50211-94),堤防工程乡村段防洪标准为10年一遇,县城段为20年一遇。

  2.2工程布置

  根据河道防洪总体规划,按照“轻重缓急、统筹兼顾、分期实施”的指导思想,马壁峪稷山县段河道治理工程规划范围是从马壁峪河峪口以下至西涧入汾口。本次河道治理总长度为8.93km。

  (1)马壁峪峪口段(0+000~3+150)此段河道治理起点为马壁峪峪口以上,位于稷山县与乡宁县交界处范坂旅游公路桥,终点为二道分水口,位于西社镇的铺头村以南600m左右,全长3.15km。该段河道位于山区和洪积扇上部,纵坡较陡、河流顺直、主槽较窄,河床砂卵石粒径较大,河道左右两侧堤防均为浆砌石护堤,多处因淘刷失稳,临村堤防损毁较多,且河道内由于乱挖乱倒垃圾,河道需进行疏浚后才能正常行洪。该段河道堤防工程防洪标准为10年一遇,设计洪峰流量124m3/s,一道分水口为中墩式隔堤,隔堤为浆砌石直墙结构,根据堤防宽度自然分水,右侧分水至稷山(大众涧和西涧),左侧分水至新绛,新绛一侧主要功能为引洪灌溉,所以一道分水口下至二道分水口之间流量无变化;二道分水口位于一道分水口下游1.05km处,左侧为大众涧,右侧为西涧,隔堤为浆砌石直墙,历史上一直采用1∶3比例自然分洪进行引水灌溉。主要工程布置为堤防加固改造、分水口护砌及跨河建筑物。本次设计西涧河分洪流量仍采用1∶3比例,设计最大分洪流量为31.0m3/s;大众涧根据堤防宽度采用自然分流,设计流量93.0m3/s。

  (2)马壁峪西涧0+000~12+070该段河道长12.07km,位于汾河高阶地,受水流长期冲刷,形成明显河谷,主槽逐渐变宽,纵坡变缓。西涧进入西社村段,河道下切,形成明显的涤沟,该段河道上个别村有断断续续的护村坝和护岸工程,并建有多处灌溉进水退水建筑物和分水闸、节制闸等工程,由于多年未行洪,河道被缩窄挤占,且大部分河段没有设防,跨河桥涵大多不能满足设计洪水,建议沿河村镇尽快拆除重建,避免行洪阻水,造成损失。本次改造河道为0+000~2+800段,该段主要防护范围为乡村,防洪标准采用10年一遇,设计分洪流量为31.0m3/s,主要工程为河道拓宽、新建堤防2.8km,右岸堤防护砌200m,凹岸护砌600m。

  (3)马壁峪西涧桐下至入汾口(12+070~16+050)段该段河道长3.98km,位于汾河平原,属典型蜿蜒堆积型河道,本次河道治理为县城段13+070~16+050,长2.98km,由于该段河道主要防护对象为稷山县城,所以防洪标准按20年一遇设计。洪峰流量为115m3/s。根据稷山县城市规划,该段已列入城市防洪规划,规划断面采用半挖半填土质断面。主要工程为新建堤防5.96km;修建跨河建筑物及入汾涵闸。

  3工程设计

  3.1河道纵、横断面设计

  治理段河道现状因人为开挖及堆放垃圾呈不规则断面,本次设计结合河道自然走势与河槽断面,计算断面按天然河道宽度,新建堤防按梯形断面计算。峪口段(0+000~3+150)河槽宽度25~80m,局部河槽较窄,其中750m长需要拓宽;西涧段0+000~2+800段河槽宽度15~20m,沿范家庄村河段行洪段面平均宽仅4m左右,河道需拓宽,拓宽段长950m;西涧段13+070~16+050段为新建梯形断面土堤,河槽底宽30m、边坡1∶2.5。纵断基本维持原河道纵坡不变。

  3.2河道堤防设计

  3.2.1堤防布置

  河道堤防布置主要根据洪水主流方向,宜弯则弯,宜直则直,沿河道两岸布置规划两道堤防,河道转弯半径不宜小于5倍水面宽度。峪口段(0+000~3+150):河道总长3.15km,堤防改造总长4.76km,格宾石笼护岸150m,河道转弯处采用格宾石笼护底,共4处,总长420m。由于局部河道行洪断面较窄,需要按设计断面拓宽。峪口段共三处,总长750m。西涧:二道分水口以下西涧0+000~2+800段左岸堤防护砌2.8km,右岸堤防护砌200m,河道转弯处采用格宾石笼护底,共6处,总长600m;西涧13+070~16+050段开挖河槽,采用半挖半填梯形断面,两侧新建土堤5.96km;入汾后开挖土渠至汾河主槽388m。西涧段沿范家庄村河段行洪段面平均宽仅4m左右,拓宽段共三处,总长950m。

  3.2.2堤防高度确定

  根据计算,马壁峪上游段河道最大水深堤顶超高值为1.0m,临堤防滩面较河槽最低处高1.0m,堤防最小埋深不小于1.5m。马壁峪西涧段入汾口处汾河堤顶高程355.5m,滩面高程350.0m,汾河20年一遇洪水位354.44m。为防止汾河洪水倒灌,马壁峪县城段堤防高度应满足汾河20年一遇洪水位。本次设计马壁峪县城段河道入汾口设计底高程350.94m,堤防高4.3m,堤顶高程355.24m,高于汾河20年一遇洪水位,满足防洪要求。

  3.2.3堤防结构设计

  本着“因地制宜、就地取材、经济实用、便于施工、满足防汛和管理的要求”的原则,考虑到河道易冲刷的特点,选用重力式挡土墙护堤结构,堤身采用M7.5水泥砂浆砌块石,堤防高1.3~2.0m,堤顶宽0.8m,背水面边坡1∶0.4,基础埋深1.5~2.0m,底宽1.7~2.2m。堤防每10m设一道伸缩缝,缝宽2cm,缝内夹聚乙烯闭孔板,临水侧2cm深采用1∶1∶4沥青水泥砂浆封口。河道转弯段堤防采用格宾石笼护底,堤防基础开挖后应严格夯实,使其相对密度不低于0.75,回填砂砾料压实相对密度不低于0.7。县城段土堤采用梯形断面,顶宽4.0m,内坡比1∶2.5,外坡比1∶2。

  3.2.4堤防稳定计算

  为确保河堤稳定,依据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)进行抗滑、抗倾稳定复核及地基应力计算。计算结果表明,堤防设计断面满足规范及地基承载力要求。

  3.3跨堤建筑物设计

  治理段跨堤建筑物共有1座漫水桥,8座穿堤涵管,1座涵闸。漫水桥是为了方便附近村庄村民通行而建,漫水桥结合河道过水断面,在河道主河槽底部埋设三根Φ800预应力混凝土管,管顶采用C20混凝土路面,宽5.0m。为使河道沿岸低洼处洪水顺利进入河道,需在各低洼处洪水入河口处设置穿堤涵管,治理段新建穿堤涵管共8座。涵管为φ600钢筋混凝土排水管,每节2m,管道接口形式为钢丝网水泥砂浆抹带接口,管基为现浇C15混凝土,宽90cm,高28cm。治理段河道入汾口(16+050)需设穿汾河堤涵闸1座,设计流量115m3/s。闸室位于汾河堤背水侧,采用采用现浇C25钢筋混凝土结构,基础采用5.0m灌注桩;穿堤涵洞长13m,结构采用现浇C25钢筋混凝土箱涵结构。闸门采用5孔3m×3.5m平板铸铁闸门,设LQ-2×5t手电两用螺杆式启闭机3套。

  4结论

  马壁峪稷山县段河道治理工程的实施,不仅提高了河道的防洪标准,保障了沿河村庄、工厂及农田的防洪安全,以及沿河居民的生命财产,而且对于改善当地生态环境,促进各行业的全面发展,对于维护社会的稳定,推进社会主义新农村建设,也起了积极作用,因此该项目是一项利国利民、费省效宏的工程。

  作者:畅海燕 单位:山西省运城市水利勘测设计研究院

  第三篇

  1河道、防洪堤现状

  1.1河道现状

  乌溪江(乌引渠首水利枢纽~崇文大桥)建有乌引渠首枢纽工程、柯山、柯达电站等水利工程。其中,乌引渠首枢纽至崇文大桥段河道的水资源时空分布变化很大,该段河道自然河川生态功能减弱,生物栖息地遭破坏,河道自净能力降低。且处于本段河道上的石室老大桥桥面高程较低且净跨不足,阻水严重,该桥梁目前已禁止通行。

  1.2防洪堤现状

  柯城区鲟鱼基地至石室老大桥防洪堤段建有浆砌卵石护岸,防洪标准低于10年一遇;石室老大桥至溪东埂上游段为河道土质岸坡;溪东埂段为原三江治理老堤。2005年9月自来水管道埋设于迎水坡,在迎水坡加直立式钢筋砼挡墙,挡墙顶为马道,防洪堤顶高程基本达到20年一遇标准。

  1.3存在问题

  (1)乌溪江下游段没有进行过系统整治,未形成标准的防洪体系,目前很多堤段存在土质岸坡未护砌和堤身不稳定以及堤脚的冲刷隐患,保护区防洪能力不足10年一遇标准。

  (2)现状河道萎缩严重,行洪能力逐步降低,弃渣和泥沙淤积侵占河道,桥梁阻水造成行洪障碍,使得上游城区段河道洪水位升高。

  (3)上游枢纽不弃水时,平时河道脱水,水量时空分布极其不均,河道的自然河川生态功能减弱,生物栖息地遭破坏,河道自净能力降低。

  (4)防洪设施建设滞后于保护区建设,防洪工程建设投入不足以及河道生态功能减弱,制约了保护区的经济和社会发展。

  2河道治理任务和规模

  衢州市乌溪江下游河道综合治理工程主要保护对象涉及柯城区石室乡、花园街道及其衢化等衢州市城区主要的工业区,并且通过加高加固、新建堤防、河道疏浚、河道清障等工程措施,使保护区防洪能力均达到20年一遇标准。在保证防洪安全的前提下,充分体现休闲、健身、生态和文化的功能。衢州市乌溪江下游河道综合治理工程的规模:共3段防洪堤,包括石室堤、张公祠堤、响春底堤,总长5km;治理河道总长4.5km,以及石室老大桥改造;拦水堰3座,其中江心洲尾拦水堰最大坝高1.9m,堰顶高程76.50m,张公祠拦水堰最大坝高1.0m,堰顶高程74.00m,石室下游拦水堰,堰高1.3m,堰顶高程72.2m。

  3工程布置及建筑物设计

  3.1工程布置

  工程建设内容主要包括:张公祠防洪堤、张公祠拦水堰、石室老大桥段的溪东堰和石室老大桥段的河道疏浚。

  3.1.1防洪堤布置

  堤线布置应遵循以下原则:

  (1)堤线与河势流向相适应,并与大洪水主流线大致平行;

  (2)堤线力求平顺,各堤段平缓连接,尽量不用折线或急弯;

  (3)堤线布置尽量减少拆迁和占地;

  (4)结合现有堤防设施、地形、防洪抢险、维护管理等因素,并根据城市总体规划,综合考虑上下游,左右岸的关系,统筹兼顾,局部服从全局。张公祠堤总长2.31km,自响春底村尾山体处开始,沿乌溪江左岸原堤防而下,经鲟鱼养殖场至石室老大桥桥头与修建后桥墩连接。该段堤防沿乌溪江左岸老堤防布置,防洪堤轴线与老堤防轴线重合,过石室老大桥桥墩后经美丽健乳业有限公司,与溪东埂老堤连接,该段堤防为新建堤,堤防沿乌溪江左岸布置,轴线与河岸线基本重合。为满足最小堤距,同时使河势稳定,避免洪水直冲对岸石室堤,石室老大桥上游段长300m岸线须退后,最大退后宽度50m。

  3.1.2拦水堰布置

  (1)溪东堰布置可研阶段初拟三个堰址,即济源溪汇合口下游100m处、济源溪汇入口、济源溪汇入口上游50m处等三个位置,推荐济源溪汇入口上游50m堰址。本阶段考虑到设计河段位于乌溪江下游河道,将堰址设在济源溪出口下游能使济源溪的水资源得以充分合理利用,因此本次不推荐济源溪汇合口上游堰址。而济源溪汇入口下游100m处堰址,堰造价较高,且施工不便,本次从造价及施工方面考虑,故本阶段推荐济源溪汇入口堰址。(2)张公祠堰布置为增加水面,使右岸山体座落于水中,山水呼应。在深潭下游处修筑拦水堰,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

  由于该段堤防正常水位以上考虑适当的绿化,以便与城市景观相协调。结合控制投资、就地取材、外型美观的原则,经过对衡重式、缓坡式、复合式三种断面形式进行分析比较,缓坡式断面虽然占用土地较复合式断面多,由于该段堤防沿线无村庄,工程占地涉及较少房屋拆迁,政策处理难度小,对整个工程的进度没有影响。经综合比较,该段堤防适合采用缓坡式断面形式。

  3.2.2河道疏浚

  乌溪江下游现状河道萎缩严重,行洪能力逐步降低,弃渣和泥沙淤积侵占河道致使局部河道流向改变,影响河势稳定,沿线村民向河道倾倒垃圾、违章建筑等侵占河道现象日渐增多。自响春底村尾开始,经石室老大桥,至柯山电站尾水出口处这段河道,应按相关条例进行河道清障及河道疏浚。对存在防洪隐患石室老大桥进行扩建,同时对上下游段滩地清障,有效提高河道行洪能力。

  3.2.3拦水堰工程

  (1)溪东堰结构设计乌溪江下游河道现状局部坡度较陡,局部坡度达到2%,洪水时局部流速大,对河床的冲击力非常大,同时河道采砂致使滩地减少,而上游有两个大型水库的拦截致使砂砾来源少,对河势稳定影响较大。为进一步稳定河势同时兼顾河道生态,在柯山电站尾水渠上游100m(济源溪出口处下游)修筑拦水堰,堰型采用叠石宽顶堰,固定堰顶高程72.20m,堰长197.1m,固定堰体采用C20砼,堰体顶面及下游面采用叠石叠砌,堰体基础至中风化层。

  (2)张公祠堰结构设计为进一步稳定河势,同时兼顾河道生态增加水面,使右岸山体座落于水中,山水呼应。在深潭下游处修筑拦水堰,堰高1.0m左右,正常水位抬升至74.0m。设计拦水堰长224m,高1.0m,顶宽2.0m,堰体面层采用叠石砌筑,为防止堰下水流对河床的冲刷,在拦水堰上下游侧均铺排大块石,厚度0.5m,起防冲消能作用,上游侧长度5m~8m,宽178m,下游侧长度10m~12m,宽220m。

  4结语

  文章根据乌溪江下游衢州段河道的地质、水文、气候等因素,主要从乌溪江下游河道治理工程的任务、规模及主要工程的布置和建筑物的设计方面进行论述,经过比较分析,提出了相应的治理思路和工程措施,能达到较好的防洪效益和社会效益,并将对社会经济持续法展起到积极的促进作用。

  作者:鲁文俊 汪新文 单位:浙江省衢州市水利工程质量与安全监督站

  第四篇

  1工程概况

  大野口河位于甘州区南部山区,干流出山后流经甘州区花寨乡柏杨树村,在出山口16+500处与左岸祁连山北麓浅山区的季节性河流红沟石河、珠山河及大苦水河汇合后折向东流,最终流经甘州区碱滩镇后汇入山丹河,干流全长56.13km,流域总面积160.0km2。流域内有花寨乡、龙渠乡和大满镇3个乡镇。花寨乡距城区40km,地势东南高西北低,海拔高程在1810m~2300m之间。龙渠乡和大满镇距城区20km,地势西南高东北低,海拔高程在1560m~1680m之间。本次大野口河河道治理工程的主要任务是通过对大野口河干流出山后0+000~1+500段、16+500~25+500段及其左岸支流红沟石河、珠山河和大苦水河采取防治洪水灾害的工程措施,减少致灾因素及减缓致灾因素向不利方向演变的趋势,建立和完善防灾减灾体系,提高防御洪水灾害的能力,减少洪水灾害导致的人民生命财产的伤害和损失,促进和保障大野口河流域沿岸及下游人口、资源、环境和经济社会的协调发展。

  2大野口河河道治理工程防洪堤堤身结构设计

  2.1防洪堤基础埋深、堤顶宽度、堤坡、堤岸上防护等设计

  根据计算,大野口河桩号0+000~1+500段基础冲刷深度为0.46m~0.7m,16+500~25+500段基础冲刷深度为0.04m~1.99m;大苦水河基础冲刷深度为0.32m~1.17m;珠山河基础冲刷深度为0.08m~0.97m;红沟石河基础冲刷深度为0.28m~0.7m。根据工程地质资料,防洪堤基础埋深不得小于最大冻土深度。因此,大野口河及其支流新建防洪堤的基础埋深确定为:大野口河桩号0+000~1+500段防洪堤基础埋深1.6m,16+500~25+500段防洪堤基础埋深2.0m;大苦水河0+000~5+000段防洪堤基础埋深2.0m;珠山河0+000~3+020段防洪堤基础埋深1.6m;红沟石河0+860~3+925段防洪堤基础埋深1.6m。堤顶宽度应根据堤身稳定、管理维护、施工、交通要求确定。按照《堤防工程设计规范》(GB50286-98),5级堤防顶宽不宜小于3m,结合工程实际,设计堤顶宽取3.0m,砂砾石路面,堤顶向临水侧倾斜,坡度为2%。堤坡根据堤防等级、结构、堤高、填筑材料等条件,采用坡式防洪堤,经计算确定防洪堤临水坡边坡1∶1.5,背边坡1∶1.25。混凝土板护面厚度为0.18m,设计基底取0.20m,坡顶取0.15m。

  2.2防洪堤堤身结构设计

  根据以上计算成果,以大野口河桩号18+500处防洪堤横断面作为典型断面,对防洪堤堤身结构设计进行经济方案比较。该处断面设计洪水深为1.0m。方案一:砂砾石堤身,现浇C15砼护面防洪堤按照就地取材的原则,堤身设计为砂砾石堤身,梯形断面,堤顶宽3.0m,堤内、外坡比为1∶1.5,堤身高2.0m,基础埋深2.0m。内坡及封顶采用现浇C15/F100/W4砼护面,护面砼厚度从底到顶由0.2m变为0.15m;封顶宽0.5m,厚0.15m,砼护面沿纵向方向每4m设置一道伸缩缝。方案二:砂砾石堤身,C15细粒砼砌石护面堤身设计为砂砾石堤身,梯形断面,堤顶宽3.0m,堤外坡比为1∶1.5,堤身高2.0m,基础埋深2.0m。内坡及封顶采用现浇C15/F100/W4细粒砼砌石护面,护面砼厚度为0.35m;封顶宽0.5m,厚0.3m,砌石护面沿纵向方向每8m设置一道伸缩缝。经过比较:方案一具有结构轻巧,抗冲击、抗冻胀性较强,施工简单快捷,施工工艺先进,工程质量易保证,当地砼材料丰富,工量小,造价低的特点;方案二具有结构简单,有一定的抗冻胀、抗泥石流冲击性能,施工方便,但采用人工砌筑,质量不易控制,结构断面大,工程量大,块石材料缺,工程造价高的特点。因此,本工程把方案一作为推荐方案。根据方案比选结果,本次大野口河河道治理工程防洪堤堤身设计为砂砾石堤身,梯形断面,堤顶宽3.0m,临水边坡为1∶1.5,背水边坡为1∶1.25,堤身高1.29m~2.51m,其中:大野口河桩号0+000~1+500段防洪堤设计堤身高度1.25m~1.32m,桩号16+500~25+500段防洪堤设计堤身高度2.0m~2.51m;大苦水河桩号0+000~5+000段防洪堤设计堤身高度1.29m~1.55m。堤身内坡采用现浇C15砼护坡,护坡厚度由0.2m变为0.15m,封顶宽50cm,厚0.15m。基础垂直埋深1.6m~2.0m,其中:大野口河桩号0+000~1+500段垂直深度为1.6m,桩号16+500~25+500段垂直深度为2.0m;大苦水河桩号0+000~5+000段垂直深度为1.6m;红沟石河和珠山河垂直深度为1.6m。基础与护面为同一坡比,现浇C15砼浇筑。砼护面及基础沿纵向方向每4m设置一道伸缩缝。

  3大野口河河道治理工程抗滑稳定计算分析

  坝体填筑材料为重量大的砂砾石,属非粘性土,需对坝体进行抗滑稳定分析。根据地质资料,防洪堤的堤身为砂砾石,由于防洪堤各段分布地层相近,堤身断面变化不大,故选择其中的典型断面进行稳定计算,砂卵石物理力学指标见表2。由于无粘性土坡滑动面近似平面,运用滑楔法分析其稳定性。采用河海大学编制的边坡稳定分析程序Slope。由于临水侧有混凝土面板防护,主要分析背水侧边坡稳定。考虑以下几种工况:

  (1)正常运行情况(稳定渗流期),背水侧堤坡的边坡稳定和设计洪水位骤降期的临河侧堤坡稳定。因为k/μV>60,说明洪水下降缓慢,所以不需进行上游坡的水位降落稳定计算。规范要求5级堤防正常运用期安全系数不小于1.1。

  (2)非常运行情况下,施工期的背水侧堤坡和多年平均水位遭遇地震的背水侧堤坡稳定,规范要求安全系数不小于1.05。边坡稳定安全系数(背水侧,边坡1∶1.5)成果见表3。从表3计算结果可以看出当边坡取1∶1.5时,可以满足抗滑稳定要求。

  4结语

  本工程建成以后,将有效提高工程所在河段堤防防洪能力,保护有效耕地面积约5.82万亩,人口约3.74万人,产生多年平均防洪效益为310万元。工程的经济评价指标为:经济内部收益率9.94%,大于8%的社会折现率;经济净现值592万元,效益费用比为1.18。各项指标均满足规范要求。综上所述,该项目技术可行,经济评价指标优越,具有较好的经济、社会和生态效益,工程实施后,将有效改善灌区防洪现状,提高防洪能力,为灌区农业稳步发展和西部大开发创造一个安定的自然环境。

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