【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)展的重點(diǎn)河段的防洪能力得到增強(qiáng)，區(qū)域內(nèi)人民生命財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的防洪安全保障問題得到初步解決。5工程設(shè)計(jì)根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201—94）及《堤防工程師設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286—98）中的規(guī)定，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)如表4—1，按20年重現(xiàn)期設(shè)防。表4—1分段防護(hù)等級(jí)防洪標(biāo)準(zhǔn)[洪水重現(xiàn)期（年）堤防級(jí)別治理段Ⅳ2041中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》GB5020194；2中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)SL4493《水利水電工程設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范》；3中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程水文勘測設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGC302002； 4中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB5028698；5中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》；6中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL3792007《水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范》等。根據(jù)現(xiàn)有堤防和河道建筑物工程水毀的各種經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，綜合考慮地質(zhì)條件，水流條件、施工條件、投資、管理運(yùn)行等方面的因素，按照因地制宜，就地取材的原則，確定治理規(guī)劃方案。河道整治工程主要包括堤防工程、河槽疏浚工程。以20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，堤防等級(jí)為4級(jí)。河道治理的目標(biāo)就是確定合理的治導(dǎo)線最終形成固定而平順的河床，使兩岸形成固定的河岸。治導(dǎo)線是否合理，直接關(guān)系到河道整治中工程規(guī)模，投資多少和整治后河流的穩(wěn)定情況，因此治導(dǎo)線的確定是河道規(guī)劃中一項(xiàng)重要內(nèi)容，本次河道治理治導(dǎo)線的規(guī)劃遵守了以下原則。因勢利導(dǎo)，順應(yīng)天然河流的流勢，尤其是比較穩(wěn)定的河段，它們是流域水沙和河床邊界長期作用的產(chǎn)物,是確定治導(dǎo)線的基本依據(jù)。河槽盡量順直，但應(yīng)遵循河流走勢的自然規(guī)律，保持必要的彎道，不強(qiáng)求裁彎取直。結(jié)合河道岸邊的特點(diǎn)，在可能的情況下盡量使河道依托在基巖、陡岸，以便減少工程量，降低工程投資。以河道主河堤間中心點(diǎn)和主要建筑物中點(diǎn)作為河道治理設(shè)計(jì)橫斷面的中心點(diǎn)。盡可能利用已建堤壩，節(jié)約投資，但已建工程影響到行洪要求時(shí)，應(yīng)予以拆除。河道縱坡設(shè)計(jì)和河道中心線的設(shè)計(jì)皆為河道整治規(guī)劃設(shè)計(jì)的重中之重，其設(shè)計(jì)的原則是：規(guī)劃的河道縱坡要和原河道縱坡基本一致，可以在局部地段進(jìn)行調(diào)整，使河道縱坡變化趨小，縱坡趨于更合理。河道縱坡設(shè)計(jì)要兼顧上下游，盡可能使河道縱坡變化小一些，較陡和較緩的坡段要給于適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以利水流平穩(wěn)過渡，避免出現(xiàn)流態(tài)發(fā)生大的不均勻性，以利于河床的相對穩(wěn)定。考慮到近年來，降雨偏少，沒有發(fā)生過較大的洪水，河道多數(shù)是淤積，而不是下切的情況，在設(shè)計(jì)縱坡時(shí)，盡可能不要填方或少數(shù)地點(diǎn)填方，挖深一般控制在2m左右。、。河道縱坡變化起始端不允許放在彎道內(nèi)，盡可能遠(yuǎn)離彎道。河道設(shè)計(jì)采用明渠均勻流公式計(jì)算出設(shè)計(jì)水深。計(jì)算結(jié)果見表5—1。計(jì)算公式：式中：Q——河道設(shè)計(jì)洪水流量（m3/s）； ω——河道過水?dāng)嗝娣e（m2）； C——謝才系數(shù)； n——過水?dāng)嗝娌诼?，河床為砂礫或卵石組成，底坡較均勻n=； R——水力半徑； I——河道縱坡；根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》，堤頂高程為設(shè)計(jì)水深加堤頂超高確定。堤頂超高按計(jì)算公式為：Y=R+e+A式中：Y ——堤頂超高（m）Rp——設(shè)計(jì)波浪爬高（m）e——設(shè)計(jì)風(fēng)壅增水高度（m）A——安全加高，根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50286—98）， 。公式采用：河壩內(nèi)坡比m=≤，Rp =K△KvKpR0（—2）進(jìn)行計(jì)算。 式中：K△——斜坡的糙率及滲透性系數(shù)，—1 K△=Kv——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可根據(jù)風(fēng)速V=13（m/s）、水深（m）、重力加速度g=（m/s2）組成的無維量V/—2得：d= Kv = d= Kv =Kp——爬高累積頻率換算系數(shù)，據(jù)和累計(jì)頻率查表求得。R0——無風(fēng)情況下,光滑不透水護(hù)面(K△=1)、=1m時(shí)的爬高值，—4確定。查表得：R0=——堤前波浪的平均坡高（m）式中：d——水深（m）V——計(jì)算風(fēng)速（m/s），取13m/sF——風(fēng)區(qū)長度（m），取60mg——重力加速度，經(jīng)計(jì)算d= = d= =d== d==＜：Kp= 計(jì)算得：d===d=== 計(jì)算公式：() 式中：e——計(jì)算點(diǎn)的風(fēng)壅水面高度（m）；K——綜合壅阻系數(shù)，可取K=106；V——設(shè)計(jì)風(fēng)速，按計(jì)算波浪的的風(fēng)速確定, V =13m/s；F——計(jì)算點(diǎn)逆風(fēng)向量到對岸的距離(m)，取60m；d——水域平均水深；β——風(fēng)向與垂直于壩軸線法線的夾角，取45176。將以上數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算得：d=，風(fēng)雍水面高度為：e=d=，風(fēng)雍水面高度為：e=西山段，d=，Y=++= m桑家會(huì)段，d=，Y=++= m取Y=。堤高=設(shè)計(jì)水深+堤頂超高。計(jì)算結(jié)果見下表 表 52河段設(shè)計(jì)水深（m） 堤頂超高（m）堤高（m）桑家會(huì)段西山段、壩基埋深水流平行于岸邊的沖刷計(jì)算。計(jì)算公式采用《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（） 式中：hB——局部沖刷深度（m），從水面算起；hp——沖刷處的水深（m）；Vcp——平均流速（m/s）；V允——河床面上允許不沖流速（m/s）。河床按小卵石考慮，查《水力計(jì)算手冊》表2110，取Vh=。n——與防護(hù)岸坡在平面上的形狀有關(guān)，一般取n=1/4。計(jì)算結(jié)果見表53河壩沖刷深度計(jì)算(水流平行于岸坡)工程名稱沖深 (m)局部沖刷深hB (m)沖刷處水深hp (m)Vcp (m/s)V允 (m/s)nVcp/V允(Vcp/V允)^n－1西山段 桑家會(huì)段 基礎(chǔ)深度的確定基礎(chǔ)埋深應(yīng)為計(jì)算局部沖刷深度加上安全深度。即：H基= h沖深B+△，安全深度△可取2～2. 5m，各段河壩的基礎(chǔ)確定見表5—4壩基埋深表表54工程名稱沖深（m）△基礎(chǔ)埋深西山段桑家會(huì)段、壩型、結(jié)構(gòu)漿砌石堤防型式為重力式，共規(guī)劃堤防工程4800m，其中:西山段堤防長1000 m，桑家會(huì)堤防3800 m， m，迎水坡直立,背水坡1:，具體結(jié)構(gòu)尺寸詳見附圖。 . 4穩(wěn)定計(jì)算(以桑家會(huì)村段為例進(jìn)行計(jì)算)土壓力計(jì)算土壓力Pa2=1/2γH2KaB （《土力學(xué)》P103）式中：H—壩后回填土高度，取H=。 γ—壩后回填土容重，取γ=B —計(jì)算長度，取B=Ka—主動(dòng)土壓力系數(shù)，Ka=tg2(35176。Φ/2)=Φ—回填土摩擦角，取Φ=35176。 壩體受力計(jì)算，具體計(jì)算結(jié)果見表55。地基應(yīng)力驗(yàn)算 式中：——河壩基底應(yīng)力的最大值或最小值（kpa）；ΣG——作用在河壩上全部垂直于水平面的荷載（kN），ΣG= ，ΣM——作用于河壩上全部垂直于水平面平行前墻墻面方向形心軸的力矩之和（kNm）。ΣM=m；A——河壩基底面的面積（m2），A=；W——河壩基底面對于基底面平行前墻墻面方向形心軸的截面矩（m3）， B=1= , W=1=＜［σ］=25t/m2　地基滿足要求。 抗滑驗(yàn)算： 式中：Kc——河壩沿基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f ——河壩基底面與地基之間的摩擦系數(shù)，；ΣG——同上，ΣG= ，ΣH——作用于河壩上全部平行于基底面的荷載（kN），ΣH= kN；=［Ke］=—，抗滑滿足要求。 抗傾驗(yàn)算 式中：K0——河堤抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)；ΣMv——對河堤基底前趾的抗傾覆力矩（kNm），ΣMv= kNmΣMH——對河堤基地前趾的傾覆力矩（kNm），ΣMH= kNm。=［Ko］=—, 抗傾穩(wěn)定滿足要求。重力式壩穩(wěn)定分析計(jì)算表表55受力名稱符號(hào)計(jì)算式作用力(T)對O點(diǎn)力臂對O點(diǎn)力矩對A點(diǎn)力臂對A點(diǎn)力矩垂直力水平力↗↖↗↖→←自重G1 　　 　　 G2(1/2) 　　 　　 土重W1(1/2) 　　 　 　 土壓力Pa2(1/2)　 　 　 　Σ　　 　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本次設(shè)計(jì)基本維持原河床彎道，只對局部地段稍作調(diào)整，并保證彎道半徑不小于５倍水面寬。此次河道整治工程設(shè)計(jì)共有彎道3處。彎道橫向水位差是水流在彎道內(nèi)作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，引起的橫斷面上凹岸與凸岸水位之差，計(jì)算公式采用《水力計(jì)算手冊》P565公式進(jìn)行計(jì)算。 式中：Δh——彎道橫向水位差（m）B——彎道水面寬度 (m)R——彎道斷面中心線的曲率半徑(m)v——斷面中心平均流速（m/s）具體計(jì)算見表56。計(jì)算公式采用《水力計(jì)算手冊》P566公式進(jìn)行計(jì)算： 式中：——最大沖深值（m）（從水面算起）；——計(jì)算斷面平均水深（m）；=ω/B，其中：ω為過水?dāng)嗝婷娣e（m2） B為河面寬（m）——凹岸曲率半徑（m）。具體計(jì)算見表57。 式中：α——彎道弧度對應(yīng)的園心角。 R——圓弧半徑。具體計(jì)算見表58。 伸縮縫砌石河堤每50m設(shè)一條伸縮縫，伸縮縫用瀝青木板塞縫。堤后排水河堤后設(shè)兩排排水管，、排水管口設(shè)反濾料。 對河道治理范圍內(nèi)河床進(jìn)行清淤疏浚，清淤疏浚工程遵守了以下原則。河道行洪能力達(dá)到20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)河道清淤要盡量與上下游進(jìn)、出口河段平順連接，盡量維持河道自然坡度。不對河道作過多挖填，不過大改變河道自然縱坡。對河道內(nèi)部分地段進(jìn)行裁彎取直，疏浚后的河底高程需滿足現(xiàn)有橋梁基礎(chǔ)的防護(hù)。對河道內(nèi)已有的但未經(jīng)河道管理部門及防汛部門批準(zhǔn)的影響行洪的建筑物予以拆除。堤頂防洪道路布置在河堤兩側(cè),道路寬5m，，路面與堤頂同高。由于堤防兩岸是居民區(qū)，堤防工程較高，為了安全。彎道橫向水位差計(jì)算表(假定平均流速發(fā)生在斷面中線，比能與斷面為定值時(shí)的橫向水位差)表56序號(hào)樁號(hào)Δh流速v (m/s)v2gv2/g彎曲方向中心線半徑R(m)水面寬B(m)1+B2/12R21/⑨編號(hào)　?、佗冖邰堍茛蔻撷啖幄?0+000　　　　　　　　　　20+210左30060 30+290右20060 40+890右420