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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。
注:
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