【文章內容簡介】 發(fā)展的重點河段的防洪能力得到增強，區(qū)域內人民生命財產和經(jīng)濟社會發(fā)展的防洪安全保障問題得到初步解決。5工程設計根據(jù)《防洪標準》（GB50201—94）及《堤防工程師設計規(guī)范》（GB50286—98）中的規(guī)定，設防標準如表4—1，按20年重現(xiàn)期設防。表4—1分段防護等級防洪標準[洪水重現(xiàn)期（年）堤防級別治理段Ⅳ2041中華人民共和國國家標準《防洪標準》GB5020194；2中華人民共和國國家標準SL4493《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》；3中華人民共和國行業(yè)標準《公路工程水文勘測設計規(guī)范》JTGC302002； 4中華人民共和國國家標準《堤防工程設計規(guī)范》GB5028698；5中華人民共和國行業(yè)標準《城市防洪工程設計規(guī)范》；6中華人民共和國水利行業(yè)標準SL3792007《水工擋土墻設計規(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)驗教訓，綜合考慮地質條件，水流條件、施工條件、投資、管理運行等方面的因素，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年一遇洪水標準設計，堤防等級為4級。河道治理的目標就是確定合理的治導線最終形成固定而平順的河床，使兩岸形成固定的河岸。治導線是否合理，直接關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，因此治導線的確定是河道規(guī)劃中一項重要內容，本次河道治理治導線的規(guī)劃遵守了以下原則。因勢利導，順應天然河流的流勢，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物,是確定治導線的基本依據(jù)。河槽盡量順直，但應遵循河流走勢的自然規(guī)律，保持必要的彎道，不強求裁彎取直。結合河道岸邊的特點，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和主要建筑物中點作為河道治理設計橫斷面的中心點。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，應予以拆除。河道縱坡設計和河道中心線的設計皆為河道整治規(guī)劃設計的重中之重，其設計的原則是：規(guī)劃的河道縱坡要和原河道縱坡基本一致，可以在局部地段進行調整，使河道縱坡變化趨小，縱坡趨于更合理。河道縱坡設計要兼顧上下游，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?shù)恼{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，在設計縱坡時，盡可能不要填方或少數(shù)地點填方，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，盡可能遠離彎道。河道設計采用明渠均勻流公式計算出設計水深。計算結果見表5—1。計算公式：式中：Q——河道設計洪水流量（m3/s）； ω——河道過水斷面積（m2）； C——謝才系數(shù)； n——過水斷面糙率，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)《堤防工程設計規(guī)范》，堤頂高程為設計水深加堤頂超高確定。堤頂超高按計算公式為：Y=R+e+A式中：Y ——堤頂超高（m）Rp——設計波浪爬高（m）e——設計風壅增水高度（m）A——安全加高，根據(jù)《堤防工程設計規(guī)范》（GB50286—98）， 。公式采用：河壩內坡比m=≤，Rp =K△KvKpR0（—2）進行計算。 式中：K△——斜坡的糙率及滲透性系數(shù)，—1 K△=Kv——經(jīng)驗系數(shù)，可根據(jù)風速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)和累計頻率查表求得。R0——無風情況下,光滑不透水護面(K△=1)、=1m時的爬高值，—4確定。查表得：R0=——堤前波浪的平均坡高（m）式中：d——水深（m）V——計算風速（m/s），取13m/sF——風區(qū)長度（m），取60mg——重力加速度，經(jīng)計算d= = d= =d== d==＜：Kp= 計算得：d===d=== 計算公式：() 式中：e——計算點的風壅水面高度（m）；K——綜合壅阻系數(shù)，可取K=106；V——設計風速，按計算波浪的的風速確定, V =13m/s；F——計算點逆風向量到對岸的距離(m)，取60m；d——水域平均水深；β——風向與垂直于壩軸線法線的夾角，取45176。將以上數(shù)據(jù)代入公式計算得：d=，風雍水面高度為：e=d=，風雍水面高度為：e=西山段，d=，Y=++= m桑家會段，d=，Y=++= m取Y=。堤高=設計水深+堤頂超高。計算結果見下表 表 52河段設計水深（m） 堤頂超高（m）堤高（m）桑家會段西山段、壩基埋深水流平行于岸邊的沖刷計算。計算公式采用《堤防工程設計規(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《水力計算手冊》表2110，取Vh=。n——與防護岸坡在平面上的形狀有關，一般取n=1/4。計算結果見表53河壩沖刷深度計算(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 桑家會段 基礎深度的確定基礎埋深應為計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，各段河壩的基礎確定見表5—4壩基埋深表表54工程名稱沖深（m）△基礎埋深西山段桑家會段、壩型、結構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，桑家會堤防3800 m， m，迎水坡直立,背水坡1:，具體結構尺寸詳見附圖。 . 4穩(wěn)定計算(以桑家會村段為例進行計算)土壓力計算土壓力Pa2=1/2γH2KaB （《土力學》P103）式中：H—壩后回填土高度，取H=。 γ—壩后回填土容重，取γ=B —計算長度，取B=Ka—主動土壓力系數(shù)，Ka=tg2(35176。Φ/2)=Φ—回填土摩擦角，取Φ=35176。 壩體受力計算，具體計算結果見表55。地基應力驗算 式中：——河壩基底應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)定分析計算表表55受力名稱符號計算式作用力(T)對O點力臂對O點力矩對A點力臂對A點力矩垂直力水平力↗↖↗↖→←自重G1 　　 　　 G2(1/2) 　　 　　 土重W1(1/2) 　　 　 　 土壓力Pa2(1/2)　 　 　 　Σ　　 　　 　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本次設計基本維持原河床彎道，只對局部地段稍作調整，并保證彎道半徑不小于５倍水面寬。此次河道整治工程設計共有彎道3處。彎道橫向水位差是水流在彎道內作曲線運動時，引起的橫斷面上凹岸與凸岸水位之差，計算公式采用《水力計算手冊》P565公式進行計算。 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）具體計算見表56。計算公式采用《水力計算手冊》P566公式進行計算： 式中：——最大沖深值（m）（從水面算起）；——計算斷面平均水深（m）；=ω/B，其中：ω為過水斷面面積（m2） B為河面寬（m）——凹岸曲率半徑（m）。具體計算見表57。 式中：α——彎道弧度對應的園心角。 R——圓弧半徑。具體計算見表58。 伸縮縫砌石河堤每50m設一條伸縮縫，伸縮縫用瀝青木板塞縫。堤后排水河堤后設兩排排水管，、排水管口設反濾料。 對河道治理范圍內河床進行清淤疏浚，清淤疏浚工程遵守了以下原則。河道行洪能力達到20年一遇防洪標準。設計河道清淤要盡量與上下游進、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。對河道內部分地段進行裁彎取直，疏浚后的河底高程需滿足現(xiàn)有橋梁基礎的防護。對河道內已有的但未經(jīng)河道管理部門及防汛部門批準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,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的橫向水位差)表56序號樁號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　?、佗冖邰堍茛蔻撷啖幄?0+000　　　　　　　　　　20+210左30060 30+290右20060 40+890右420