【文章內容簡介】 層潛水主要補給來源是大氣降水入滲及河水補給，以人工開采，向河流下游排泄為主。地下水的水文地質特征見表31。蓄水段蓄水后，根據人字閘多年運行經驗推斷，對兩岸的浸沒影響較小。水文地質特征表表31時代含水層巖性富水性含水層厚度（m）水位埋深（m）涌水量（T/d）涌透系數（m/d）影響半徑（m）礦化度（g/L）水化學類型淺水層Q31中細砂富水141～7＞10009～23100～390＜SO4HCO3NaMgSO4HCO3CaMg根據場地的氣候條件及地層情況，該場地環(huán)境類別為I類，根據近年來水質分析資料，環(huán)境水對混凝土無腐蝕性。工程區(qū)內有NW推測隱伏斷層2條，未發(fā)現大的斷裂、褶皺構造,對工程影響不大。根據《中國地震峰值加速度區(qū)劃圖》(1／400萬)，《中國地震動反應譜特征周期規(guī)劃圖》(1／400萬)，根據《建筑抗震設計規(guī)范》GBS0021—2001附錄A，該場地抗震設防烈度為8度，設計基本地震加速度值為0．20g。3．5結論和建議1)根據勘察資料，單從承載力角度考慮，若橡膠壩壩基座落在②卵石層上，天然地基可滿足該構筑物的穩(wěn)定性要求。但該層滲透性較好，為防止壩基滲漏，建議采用高壓擺噴樁進行處理，處理深度不小于10．0m。2)各土層承載力特征值根據原位測試資料，結合當地經驗，各土層承載力特征值如下： ①—1粉質粘土 fk=1lOkpa ②卵石 fk=200kpa ③粉質粘土 fk=130kpa ④卵石 fk=250kpa ⑤粉質粘土 fk=160kpa ⑥卵石 fk=250kpa ⑦粉質粘土 fk=160kpa ⑧卵礫石 fk=230kpa3．6．1塊(片)石塊石從某縣城附近廣勝寺山區(qū)購買。出露地層多為三疊系中統(tǒng)二馬營組砂巖，巖性較堅硬，可滿足塊石料要求，儲量豐富，可滿足工程要求，開采和運輸條件較好。3．6．2混凝土粗骨料經地質調查，本區(qū)混凝土粗骨料缺乏，縣城工業(yè)與民用建筑所用混凝土粗骨料均是外購，建議本工程所需混凝土粗骨料外購。3．6．3混凝土細骨料工程區(qū)當地河灘沿岸中細砂儲量豐富，目前為當地民用建筑所用砂場。可作為混凝土細骨料。3．6．4 土石料工程區(qū)河道卵石儲量豐富，經篩選可滿足橡膠壩消力池、海漫底部要求，開采運輸條件較好。4工程任務及規(guī)模4．1當地社會經濟發(fā)展狀況某縣位于山西省南部的汾河中下游，隸屬臨汾市管轄，下轄16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。某縣土地資源、旅游資源、礦產資源豐寓，是山西省糧棉基地和重化工基地的重要組成部分。總人口72．3萬人，農業(yè)人口65．0萬人，國土總面積1563km2，總耕地面積97．14萬畝，灌溉面積46．14萬畝，主要種植糧食、棉花、油料及藥材等。據獺g年統(tǒng)計，糧食總產量26303．7萬公斤，棉花總產量4．2萬公斤，油料總產量219．5萬公斤，國內生產總值33．47億元，農業(yè)生產總值7．42億元，農民人均收入2661元。某縣城位于洪安澗河下游的南北兩岸，國家機關、工廠、企事業(yè)單位、學校及居民住宅小區(qū)分布密集，城內有山西省重點文物保護單位，即我國僅存的一座明代監(jiān)獄——蘇三監(jiān)獄和明代遷民的遺址一古大槐樹處。區(qū)內交通便利，南北向主要有霍侯一級公路，東西向沿洪安澗河有309國道，近幾年大力加強交通設施建設，目前已實現村村通油路；當地電力充足，保證率高。通訊均已并入程控電話網，通訊快鍵。4．2工程建設的必要性1)經濟可持續(xù)發(fā)展的需要為使經濟可持續(xù)發(fā)展，近年來，某縣委、縣政府堅持以人為本，樹立和落實科學發(fā)展觀，圍繞“生態(tài)城”“旅游城”“文化城”的城鎮(zhèn)建設，加快了構建現代文明都市的步伐，不斷完善公共設施和城市功能。為將某縣營造成生態(tài)旅游城市的目標，迫切需要將毗鄰城區(qū)的洪安澗河加以徹底整治，改善旅游環(huán)境。2)提高居民生活水平和生活質量的需要洪安澗河在縣城的南邊穿過。前期已經治理的河段與未治理段形成鮮明的對比，為提高居民生活水平和生活質量迫切需要對河道治理向東延伸。3)改善生態(tài)環(huán)境的需要目前，洪安澗河穿城而過，污水基本得到治理，但未蓄水段垃圾堆放，使生態(tài)環(huán)境惡化，嚴重影響當地居民的身心健康。從“以人為本”、“人水和諧”的科學治水理念出發(fā)，只有將城區(qū)段蓄起水來，才能根治惡化的生態(tài)環(huán)境，達到改善局部小氣候、真正將某縣打造成一個天藍、水清、地綠、景美、人和自然和諧發(fā)展的生態(tài)旅游型城市的最終目的。4．3工程建設的可行性水環(huán)境整治是環(huán)境綜合治理的靈魂，某縣委、縣政府高屋建瓴，把洪安澗河整治工程作為實現藍天碧水工程的突破口，具有得天獨厚的優(yōu)勢。其一，山西省政府為徹底改變人居環(huán)境和投資環(huán)境，提出了“藍天碧水工程”的戰(zhàn)略，為洪安澗河改造創(chuàng)造了一個良好的楔機。其二，有某縣委、縣政府的高度重視和大力支持，為做好“水”這篇文章提供了根本保證。為了全面改善某縣的投資和生活環(huán)境，洪安澗河治理被列為某縣的重點基礎建設項目之一。政府的大力支持，給本工程的實施創(chuàng)造了條件。其三，經過水量平計算，洪安澗河的基流以及通過從霍泉調水可以滿足本工程蓄水段用水需求。減少了運行成本，為本工程的實施提供了基本條件。其四，洪安澗河改造的必要性和迫切性，以及由于改善投資環(huán)境所帶來的巨大商機和經濟效益，是做好“水”這篇文章的根本動力。其五，當地居民的覺悟和文化素質的提高，是做好“水”這篇文章的堅強后盾。某縣城兩岸的居民長期遭受“水質污染”造成的環(huán)境惡化之苦，對加速環(huán)境治理的目的和意義有了全面的認識。當地政府將采取污水統(tǒng)一進入污水處理廠，減少污染源，這也將會從根本上提高水環(huán)境的質量。其六，區(qū)內交通便利，南北有霍侯一級公路，東西有309國道，當地電力充足，保證率高。通訊均已并入程控電話網，通訊快鍵，給工程的實施和效益發(fā)揮，提供了基礎條件。4．4工程建設任務與范圍 根據縣委、某縣政府的要求和工程現狀，確定本工程建設的主要任務是：蓄水美化。通過在洪安澗河莊園橋上游設壩蓄水，美化了環(huán)境，改善了某縣城區(qū)段的水環(huán)境按照本工程的以上建設任務，確定工程的范圍和建設內容為：為改善洪安澗河城區(qū)段的水環(huán)境，在城區(qū)段興建一座長168．4m、高為2．5m的橡膠壩，形成壅水水面。4．5工程規(guī)模的確定在洪安澗河上設置一座橡膠壩，形成寬168．4m，長950m的蓄水池，蓄水后將形成15．6萬m’的水面。4．6水量平衡計算在設計斷面上游，僅在東莊站上游有引水渠道將水引向南垣灌區(qū)。從歷年的實測資料分析，一般年份灌區(qū)的引水量占到東莊站全部流量的50％左右，枯水年份引水量占60—75％，特枯年份可以引到90％。從東莊站年徑流分析成果可知，50％、70％和90％年份的年徑流分別為3972293和860萬m3。根據實測資料東莊站下泄徑流分別為2000、700和100萬m3左右。治理河段蓄水池容量19．5萬m3，蓄水面積15．6萬m2，考慮到東莊站下游還有部分補水，所以，治理河段蓄水池在一般的枯水年份都可以保證蓄滿。5 工程布置及建筑物設計5．1工程等別和標準5．1．1 工程等別和建筑物級別依據《防洪標準》，某縣城屬四等城鎮(zhèn)，防洪標準為20～50年一遇洪水，本工程所在河道洪水設防標準為50年一遇。按《防洪標準》 (GB50201—94)，根據蓄水量確定蓄水工程的等別為V等，相應壅水壩按5級建筑物設計，次要建筑物、臨時工程按5級建筑物設計。5．1．2抗震設計烈度據《建筑抗震設計規(guī)范》 (GB500112001)及附圖《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》 (GBl8306—2001圖A1)及《中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖》 (GBl8306—2001圖趴)，工程區(qū)設計基本地震峰值加速度值為0．20g，相當于地震烈度日度。樞紐建筑物的抗震設防烈度確定為8度。5．1．3采用的主要設計標準(1)《防洪標準》GB50201—94；(2)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252—2000(3)《中華人民共和國防洪法》(1998年)；(4)《中華人民共和國河道管理條例》(1988年)；(5)《堤防工程設計規(guī)范》GB50286—98；(6)《橡膠壩技術規(guī)范》 (8L22798)；(7)《水工建筑物抗震設計規(guī)范》DL／T50732000(8)《水工混凝土結構設計規(guī)范》SL／T191—2008；(9)《水工建筑物抗冰凍設計規(guī)范》SL21l—2006；(10)《水工建筑物荷載設計規(guī)范》DL／5077—97。（11）《溢洪道設計規(guī)范》 (SL2532000)（12）《水閘設計規(guī)范》SL265—2001。5．2工程總體布置洪安澗河從某縣城的南邊自東向西橫穿而過，在平面上沿河道呈“S”型展布，橡膠壩位于莊園橋上游約250m，回水末端位于霍侯一級路下游約1．Okm處，蓄水長度950m。本工程治理的目的是對洪安澗河進行蓄水美化，是上一期蓄水工程的延續(xù)，橡膠壩長16日．4m，蓄水面積15．6萬m’，蓄水長度950m，橡膠壩泵房布置在北岸，廠房占地面積165m2。5．3河道水力學計算河道斷面型式為梯形，底寬160m，河道平均縱坡2．65％。1)河道過流能力計算本工程防洪標準為50年一遇，河道洪峰流量為2462m3／s，按明渠均勻流公式計算。Q=ACC=R1/6式中：Q——設計洪峰流量，m3/s；A——斷面面積，m2；C——謝才系數，m1/2/sR——不力半徑，m；I——水力坡降；N——河道糙率。2）河堤超高計算a）河堤超高河堤超高采用《堤防工程設計規(guī)范》（GB5028698）中公式計算：y=R+e+A式中：Y—堤頂超高，m；R—設計波浪爬高，m；E—設計風雍增水高度，m；A—安全加高，m。根據《堤防工程設計規(guī)范》（GB5028698），河堤級別為2級，，，b）彎道最大橫向水面差計算洪安澗河城區(qū)段平面上為一轉彎段，彎道半徑630m，最大橫向水面差按《溢洪道設計規(guī)范》（SL2532000）中經驗公式計算：式中：△h—彎道外側水面與中心線水面的高差，m；b—彎道寬度，150mv—斷面流速，m/sr0—彎道中心線曲率半徑，630m；K—超高系數。因此。根據水力學復核結果。5．4橡膠壩的設計5．4．1 壩型的選擇及布設原則本工程的治理宗旨是，在滿足河道防洪要求的基本前提下，達到美化環(huán)境的目的。因此，壅水建筑物型式的選擇，既滿足在非汛期蓄水，又要在汛期不礙行洪。通過對工程投資、運行靈活、外形美觀等方面綜合考慮，參照國內其它城市蓄水美化工程經驗，確定壅水建筑物采用橡膠壩型式。根據業(yè)主提出的治理范圍和要求，結合本工程的具體情況，橡膠壩布置要滿足下列基本原則。①不降低原有河道行洪能力②不采用礙洪建筑物；③采用全槽蓄水，汛期全部或部分塌壩運行。橡膠壩位置根據河道縱坡，布置在莊園橋上游約250m處座蓄水池，蓄水面積15．6萬m2，蓄水長度950m。5．4．2 橡膠壩壩高的確定橡膠壩高度根據河底縱坡及業(yè)主要求的蓄水長度確定為2．5m，壩址布置于距莊園橋上游250處，壩軸線垂直于河道，壩長為168．40m。橡膠壩回水長度950m。橡膠壩主要設計參數見表5—1。橡膠壩工程特性表表51項目橡膠壩指標橡膠壩壩高（m）橡膠壩壩長（m）壩袋內壓比壩袋安全系數8錨固結構型式直線錨固結構型式螺栓錨固充排水方式動力充排5．4．3 橡膠壩壩袋設計根據國內橡膠壩的技術水平，設計采用充水式；橡膠壩袋的骨架材料，采用錦綸，鞏布，防水材料采用合成氯丁膠，以氯丁膠為主料的橡膠壩袋，這種壩袋抗老化、抗脆化、變形、強度等各項指標都能達到國家規(guī)范要求?？紤]到本工程的特點及美觀要求，采用壩袋構料為氯磺化聚乙稀為主料的彩色橡膠壩袋，具體顏色可由業(yè)主在選擇壩袋時確定。根據《橡膠壩技術規(guī)范》，結合本工程情況，橡膠壩設計內外壓比為1．4，安全系數為8．0。5．4．4 橡膠壩水工設計1)橡膠壩基礎橡膠壩采用鋼筋混凝土筏式基礎，為減小壩袋磨損，基礎頂面比河床高0．2m，根據基礎內管道埋設要求，厚度為1．2m。根據壩袋坍落窩度和上下游施工檢修要求，在順水流方向，確定底板長度10m。2）邊墻設計邊墻采用鋼筋混凝土重力式擋土墻結構，頂寬1．0m，臨水側邊坡1：1．5，底寬7．0m。3)滲透穩(wěn)定性設計根據水閘設計規(guī)范，為滿足橡膠壩滲透穩(wěn)定性，延長橡膠壩的滲徑，在橡膠壩底板下設高壓擺噴樁防滲帷幕，深lOm，有效厚度0．2m，滲透系數小于AXl06m／s。在橡膠壩上游不設鋪蓋，只設格賓石籠擴底，橡膠壩及消力池段采用C25鋼筋混凝土結構，在橡膠壩和消力池之間設伸縮縫，縫間設橡膠止水帶，縫內填充中密度閉孔泡沫板。4)消能、防沖設計橡膠壩下游采用底流消能，經計算，消力池池深取0．6m，池長12m，尾檻寬0．5m，消力池與橡膠壩底板間由1：4的斜坡連接，在消力池后設長20m的格賓石籠海漫防護，石籠厚1．0m。①消能設計消力池深d的計算消力池的池深d按下式計算。d=qh2h1△2式中：d——池深，m；а——水躍淹沒度，可取а=1．05；h2——池中發(fā)生臨界水躍時的躍后水深，mht——消力池出口下游水深，m；△Z——消力池尾部出口水面跌落，m；Q——流量，m3／s；b—消力池水度，m；φ—消力池出品段流速系靈敏，；經計算。消力池池長計算消力池的池長按下式計算。L=（h2h1）Lk=式中：L—自由水躍的躍長，m；Lk—池長，m。計算結果：消力池不也長12m。②消力池底板厚度計算消力池底板厚度按《水閘設