【導(dǎo)讀】工程任務(wù)和規(guī)模······················································5. 工程設(shè)計及主要建筑物············································5

　　

【正文】 程規(guī)模 該工程遵循原則為統(tǒng)一規(guī)劃，兩岸兼顧，因勢利導(dǎo)，大彎就勢，小彎取直，力求堤線平順，各堤段平緩連接，不得采用折線或急彎，堤線的布置盡可能利用有利地形，布置在土質(zhì)較好、比較穩(wěn)定的灘岸上，同時盡可能避免大挖方或 大填方，堤線的布置盡可能避免與河爭地，滿足安全、通暢泄洪的要求并力求少占耕地，避免房屋等建筑物的拆遷。 該堤防工程在 ， 設(shè)計堤線長度 ,防護人口 9050人 ， 耕地 782畝 ，根據(jù)《防洪標準》 (GB5020194)規(guī)定，確定保護對象等級為Ⅳ等；按《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（ GB5028698） 規(guī)定， XXXX河 XX 鎮(zhèn) XX 堤防工程級別為 5 級 ，防洪標準按 10 年一遇洪水設(shè)計，設(shè)計洪峰 流量為 298m3/s。根據(jù) 《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062021）， 工程區(qū)地震動峰值加速度為 ， 地震反映譜特征值為 ，工程地震設(shè)防烈度為Ⅷ度。 33 5 河堤布置及建筑物 河堤的規(guī)劃布置 根據(jù)河道現(xiàn)狀地形、地質(zhì)條件，結(jié)合現(xiàn)有及擬建的建筑物位置、施工條件，兼顧上下游及左右岸各方利益，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較綜合分析后進行 布置。規(guī)劃治理河段，上游區(qū)域為農(nóng)田，下游為 XX 城區(qū)，河床極不穩(wěn)定，迂回曲折，沖刷嚴重，河寬大約在 30m至 60m之間，河床坡降在 至 之間，由于缺少統(tǒng)一規(guī)劃治理，部分河灘開墾為農(nóng)田，稍遇較大洪水，損失較為嚴重。 河道演變分析 河床演變的現(xiàn)象千變?nèi)f化，引起河床演變的原因也是 多種多樣各不相同，但是最根本的原因則為輸沙的不平衡。針對 XX河治理區(qū) 1/1000地形圖和現(xiàn)場踏勘調(diào)查分析，該河床的演變因素主要有下列三個方面 （一） 流域的產(chǎn)沙條件 XX河流域為黃土 丘陵 溝壑區(qū)，植被條件差，由于流域內(nèi)有大量的細沙泥沙被水流沖入河道，河水的含沙量很大，而且年內(nèi)徑流的分布不均勻，致使河床形態(tài)發(fā)生季節(jié)性變化。 （二）流量的大小和變化 XX 河流域 為溫暖干旱區(qū)， 河流量在年際和季節(jié)性變化較大，河流的水力條件是隨流量變化的，流量越大，水流加沙能力就越強，流量變化越大，泥沙運動和河床變形就越劇烈。 34 （三）河床的土質(zhì)和比降 XX河流域內(nèi)松散物質(zhì)顆粒細而量多，岸邊部分地段常有4m～ 15m的直立陡坎，易受洪水、風力和重力的侵蝕作用，水流來沙量大，河床抗沖刷能力較弱；該項目區(qū)地處 XX河流域的上游，河床比降較大為 ? 。 因此使得該項目區(qū)內(nèi)河道平面形態(tài)較為復(fù)雜，河槽窄深，灘槽高差較大，岸線極不規(guī)則，水面寬窄變化較大，在河道彎曲的地方，由于水流中環(huán)流的存在，造成河槽凸岸淤積，凹岸沖刷，使河床產(chǎn)生相應(yīng)的平面擺動。 河床穩(wěn)定和河相關(guān)系 河床穩(wěn)定程度同河床縱比降和水流對河床的泥沙 的作用有關(guān)，因此可以得出河床縱向穩(wěn)定與縱比降及泥沙粒徑的關(guān)系式為： 河床縱向穩(wěn)定系數(shù) Idf? 式中： f — 河床縱向穩(wěn)定系數(shù)，該值愈大，河床愈穩(wěn)定 ； d — 河床質(zhì)平均粒徑 (mm)，河段為 ； I — 河床比降，河段為 %0； 經(jīng)計算的河床縱向穩(wěn)定系數(shù) f =。該 河岸 縱 向?qū)佥^ 不穩(wěn)定范疇。 35 河床橫向穩(wěn)定程度可用下式說明 : 河岸橫向穩(wěn)定系數(shù) ? =B /Q ， 式中 ? — 河岸橫向穩(wěn)定系數(shù)，該值愈大，河床愈不穩(wěn)定 ； Q — 造床流量 m3/s； B — 造床流量時的河寬 m； J — 水面比降 (以 ? 計 )； 經(jīng)計算的河床縱向穩(wěn)定系數(shù) ? =,治理段 河岸橫向?qū)佥^不穩(wěn)定范疇。 造床流量時，河寬與平均水深關(guān)系為； HB?ζ 式中 B — 造床流量時的河寬 m； H — 造床流量的平均水深 m； ζ 與河型有關(guān) ， 蜿蜒性河段 ζ 值較小，游蕩性河段 ζ值較大，治理段 ζ 為 ，因此 XX 河治理段為游蕩性河段。 河灣在自然條件下往往是不斷變化和發(fā)展的，比較穩(wěn)定的河灣的河床形態(tài)比較規(guī)則，根據(jù)經(jīng)驗，穩(wěn)定河灣的曲率半 36 徑與河寬有下列關(guān)系； R1=（ 7～ 8） B； R2=（ 5～ 7） B； R3=； R1 緊接過度段的曲率半徑， R2 中間的曲率半徑， R3 彎頂?shù)那拾霃剑?B 為該 段的河寬。 經(jīng)上述分析計算，該河段 屬 縱 向 、 橫向較 不 穩(wěn)定范疇 ，河段為游蕩性河段，治理段經(jīng)長時間沖淤而成，因此該河段為沖淤平衡段。 造床流量及穩(wěn)定河寬 造床流量是一種虛擬的單一流量，其造床作用基本上與多年流量過程的綜合造床作用相當。它不等于最大洪水流量，也不等于枯水流量，而是流量較大且歷時較長、造床作用最大的流量；目前確定造床流量的方法多為經(jīng)驗方法， 有平灘水位法、多年平均洪峰流量和 。實際工作中多采用 年一遇洪峰流量 作為造床流量， 治理段多年平均洪峰流量 150 m3/s， 年一遇的洪峰 流量為 80m3/s。 經(jīng)對幾種方法分析比較，確定治理段選用 年一遇洪峰流量 80m3/s作為造床流量。 穩(wěn)定河寬大多采用計算法和統(tǒng)計分析法，本設(shè)計采用計 37 算法，用河相關(guān)系式、水流阻力公式和水流連續(xù)公式三式聯(lián)解法和阿爾圖寧公式法做計算比較，統(tǒng)計分析法做校核。 （ 1）三式聯(lián)解法 該方法應(yīng)選擇水流較穩(wěn)定，河勢順暢，具有代表性河段進行計算。 河相關(guān)系式 ??hB 水流阻力公式 21321 JhnV? 水流連續(xù)公式 BhVQ? 聯(lián)解上式得 113212 ???????????JQnh? 22?hB? 公式中 Q 為造床流量， n 為河床糙率， J 為代表性河段比降， ? 為河相系數(shù)， V 為流速， h 為水深， B為穩(wěn)定河寬。 經(jīng)計算的 XX 河段穩(wěn)定河寬 B=35m。 （ 2）阿爾圖寧公式法 穩(wěn)定河寬 B=ξ ； 式中： Q— 造床流量 (m3/s)； J— 河床比降； 38 ξ — 穩(wěn)定河寬系數(shù) ,穩(wěn)定沙質(zhì)河段為 ～ ，不穩(wěn)定河段為 ～ ； 根據(jù)河道演變分析治理段取穩(wěn)定河寬系數(shù)ξ為 ，經(jīng)計算的 XX 河段穩(wěn)定河寬 B=38m。 根據(jù)統(tǒng)計該治理區(qū)的代表性河段，治理段 現(xiàn)狀 平均河寬42m；三式聯(lián) 解法得穩(wěn)定河寬 B=35m；阿爾圖寧公式法得穩(wěn)定河寬 B=38m。比較分析上述三種方法，三式聯(lián)解法所得的穩(wěn)定河寬較小，而阿爾圖寧公式法和實際統(tǒng)計代表性河寬較相近 。 工程區(qū)河道為游蕩性河段，主河槽在河床上自由擺動，遷徒無常，因此，堤距選擇在大于穩(wěn)定河寬的基礎(chǔ)上，充分考慮現(xiàn)有河勢及下游已建堤防工程的銜接， 通過技術(shù)經(jīng)濟比較 治理段堤距不小于 40m 布置。 治理段下游已建河堤 堤距 為45m。 堤線布置 (1)河堤堤線的布置應(yīng)與河勢流向相適應(yīng)，并與大洪水的主流線大致平行，河段兩岸堤防的間距或一岸高 地一岸堤防之間的距離應(yīng)大致相等，不宜突然放大或縮小。 39 (2)遵循統(tǒng)一規(guī)劃，兩岸兼顧，因勢利導(dǎo)，大彎就勢，小彎取直的原則，力求堤線平順，各堤段平緩連接，不得采用折線或急彎。 (3)堤線的布置盡可能利用有利地形，布置在土質(zhì)較好、比較穩(wěn)定的灘岸上，同時盡可能避免大挖方或大填方。 (4)堤線的布置盡可能避免與河爭地，滿足安全、通暢泄洪的要求并力求少占耕地，避免房屋等建筑物的拆遷。 本設(shè)計針對治理段現(xiàn)狀和防護范圍，根據(jù)河道的地形、地質(zhì)條件，水文泥沙特性，河床演變特點，沖刷變化規(guī)律等自然因 素和兩岸的居民區(qū)、村莊、農(nóng)田社會因素進行綜合分析，上下游、左右岸統(tǒng)籌兼顧整體布置河堤。本設(shè)計工程布置選用了兩個布置方案，并對兩個方案進行了經(jīng)濟比較和量化分析 : 第一方案共布置河堤 ，其中 兩岸均進行全線防護 ，從 XX，即河道中心樁 1+230 處開始 ， 至 西河匯合口 河道中心樁 5+400 處結(jié)束 ， 左岸布置 ，右岸布置 。 本治理段各堤段堤首及堤末均為自然弧線段，根據(jù)具體地形深入兩岸邊； XX 河段左岸 0+000～ 0+020 為自然弧線段河堤 堤首，深入河岸陡坎 2m，在左岸 0+670～ 0+715 為自然弧線段，與已建過水路面平順銜接，左岸 0+715～ 0+740 為 40 自然弧線段深入河道左岸陡坎，左岸 3+710～ 3+770 為自然弧線段 河堤末端 ； XX 河段右岸 0+000～ 0+024 為自然弧線段河堤 堤首，深入河岸陡坎 10m，在右岸 0+957～ 0+980 為自然弧線段，與已建過水路面平順銜接，右岸 0+980～ 1+000 為自然弧線段深入河道右岸陡坎，右岸 4+097～ 4+180 為自然弧線段 河堤末端 ，與 2021年批復(fù)建設(shè)的已建河堤向銜接 。 XX 河段右岸 3+280 處，由于該處洪峰流量較大，排洪涵管不能滿足排洪要求，因此在 3+280 處開口，排洪溝口寬約15m。 治導(dǎo)線 布置 見 XX河段表 51。 第二方案針對 XX 河河勢，從 XX 以西 ，即河道中心樁 0+900 處開始 ， 至 西河匯合口 河道中心樁 5+400 處結(jié)束 ， 布置河堤 ， 其中左岸布置 ，右岸布置 。 本方案與第一方案有兩處不同，一處在河堤堤首段本方案在河道中心樁 0+900至 1+530的河段內(nèi)比第一方案多布置河堤 ，另一處在河堤堤首左岸 0+000 處從左岸 2+167開始至 3+114 結(jié)束，右岸 2+392開始至 3+366 結(jié)束為河道改線段，其它各段均與第 一方案相同。 第一方案 盡可能避免大挖方或大填方，占用農(nóng)戶土地面積為 11 畝，新增土地面積 為 212 畝，凈增地面積為 201 畝 ，土方挖運投資較小，土方開挖 m3。 第二方案 河道改線 41 長 670m，占用農(nóng)戶土地面積為 31 畝，新增土地面積為 223畝， 凈增地面積為 192 畝， 改線段土方挖運投資較大，土方開挖 萬 m3。 經(jīng)過方案經(jīng)濟技術(shù)比較分析，占地較少，拆遷較小，的第一方案作為推薦方案。 方案對比表 項 目 名 稱 單位 第一方案 第二方案 河道防護范圍 km 河堤保護人口 個 9050 9220 河堤保護面積 畝 782 931 河堤新增面積 畝 212 223 河堤占地面積 畝 11 31 新開河道段開挖土方 萬 m3 本設(shè)計依據(jù) XX 對 XX 河縣城及上下游谷川區(qū)域段的整體治理規(guī)劃情況，采取分批分段治理的治理方式， XXXX 河 XX段堤防工程 ，已于 2021 年批復(fù)建設(shè) ，本設(shè)計 XX 河段4+180 處與 XX 段堤防工程右岸堤首銜接，堤底高程和堤頂工程 采用 10m漸變至 已建堤防高程，河寬漸變至已建河堤寬度，XX 段堤防工程穩(wěn)定河寬 45m。 表 51 河堤各堤段線型規(guī)劃表 流域 名稱 河岸 樁號 河堤長度（ m） 線型 弧線要素 備注 半徑（ m） 圓心角 （176。 ?） 42 牛 谷 河 左岸 0+000～ 0+020 20 弧線 堤首段 0+020～ 0+82 62 直線 0+082～ 0+174 92 弧線 200 2606 0+174～ 0+340 166 直線 0+340～ 0+444 104 弧線 120 4907 0+444～ 0+486 42 直線 0+486～ 0+670 184 弧線 150 7009 0+670～ 0+715 45 弧線 0+715～ 0+740 25 弧線 0+740～ 0+877 137 弧線 120 4646 0+877～ 0+938 61 直線 0+938～ 1+003 65 弧線 80 463 1+003～ 1+088 85 直線 1+088～ 1+303 215 弧線 120 10220 1+303～ 1+440 137 直線 1+440～ 1+555 115 弧線 80 8130 1+555～ 1+656 101 直線 1+656～ 1+715 59 弧線 260 1248 1+715～ 1+898 183 直線 1+898～ 2+109 211 弧線 150 8032 2+109～ 2+167 58 直線 2+167～ 2+322 155 弧線 90 9840 2+322～ 2+417 95 直線 2+417～ 2+513 96 弧線 80 6806 2+513～ 2+559 46 直線 續(xù)表 51 河堤各堤段線型規(guī)劃表 流域 名稱 河岸 樁號 河堤長度（ m） 線型 弧線要素 備注 半徑（ m） 圓心角 （176。 ?） 牛 谷 河 左岸 2+559～ 2+660 101 弧線 80 7151 2+660～ 2+795 135 直線 2+795～ 2+973 178 弧線 80 12638 2+973～ 3+040 67 直線 3+040～ 3+114 74 弧線 80 5258 43 3+114～ 3+216 102 直線 3+216～ 3+364 148 弧線 120 7036 3+364～ 3+545 181 直線 3+545～ 3+710 165 弧線 140 6723 3+710～ 3+770 60 弧線 堤末段 右岸 0+000～ 0+024 24 弧線 堤首段 0+024～ 0+351 327 直線 0+351～ 0+461 110 弧線 240 3149 0+461～ 0+627 166 直線 0+627～ 0+765 138 弧線 160 4907 0+765～ 0+791 26 直線 0+791～ 0+902 111 弧線 80 7854 0+902～ 0+957 55 直線 0+957～ 0+980 23 弧線 0+980～ 1+000 19 弧線 1+000～ 1+042 43 直線 1+042～ 1+105 62 弧線 120 2927 1+105～ 1+192 87 直線 1+192～ 1+289 97 弧線 120 4603 1+289～ 1+375 85 直線 1+375～ 1+518 144 弧線 80 10220 1+518～ 1+655 137 直線 1+655～ 1+827 172 弧線 120 8130 1+827～ 1+927 100 直線 1+927～ 1+995 67 弧線 300 1248 續(xù)表 51 河堤各堤段線型規(guī)劃表 流域 名稱 河岸 樁號 河堤長度（ m） 線 型 弧線要素 備注 半徑（ m） 圓心角 （176。 ?） 牛 谷 河 右岸 1+995～ 2+178 184 直線 2+178～ 2+334 156 弧線 110 8032 2+234～ 2+392 58 直線 2+392～ 2+617 225 弧線 130 9840 2+617～ 2+712 95 直線 2+712～ 2+760 48 弧線 40 6806 44 2+760～ 2+805 45 直線 2+805～ 2+856 51 弧線 40 7151 2+856～ 2+991 135 直線 2+991～ 3+257 266 弧線 120 12638 3+257～ 3+280 23 弧線 3+280～ 3+295 15 弧線 3+295～ 3+331 36 直線 3+331～ 3+366 35 弧線 40 5003 3+366～ 3+458 92 直線 3+458～ 3+556 98 弧線 80 7036 3+556～ 3+737 181 直線 3+737～ 3+960 223 弧線 180 7037 3+960～ 4+011 51 直線 4+011～ 4+097 86 弧線 120 4053 4+097～ 4+180 83 直線 堤末段 其它建筑物布置 XX 河治理段有已建過水 路面 2 處，其中一處為張家莊至李家溝的跨河交通要道，與 XX 河段河堤左岸 0+715 和右岸0+980 處相交，另一處為潘家大莊通往縣城公路的跨河要道，與河堤左岸 2+133 和右岸 2+332 處相交，相交處需布置堤路交叉建筑物；區(qū)域內(nèi)有橫穿河道農(nóng)路，為了方便兩岸交通，需布置堤路交叉建筑物。本設(shè)計布置 5 處堤路交叉建筑物，分別在右岸 0+25左岸 1+508— 右岸 1+69左岸 1+508—右岸 1+83左岸 2+133— 右岸 2+332，左岸 3+538— 右岸3+755處各布置堤路交叉建筑物一座。 45 考 慮兩岸居民的排污和排洪問題，河堤設(shè)有穿堤或堤頂排洪涵管 12 座， XX 河段在左岸 0+24 1+2 1+51 2+112+53 3+41 3+735，右岸 0+490、 1+29 1+9 2+343+520處各設(shè)一 排 洪涵 管 。 6 工程設(shè)計 設(shè)