【導讀】嶗山區(qū)沙子口前登瀛排澇工程（一期）。青島市水利勘測設計研究院有限公司。證書：水利乙級編號：A137017397

　　

【正文】 代入數(shù)據(jù)計算得， 前登瀛 和嶺西 現(xiàn)狀排水干渠 過流 能力 分別 為 Q＝ m3/s和 Q＝ m3/s。 5 年一遇前登瀛和嶺西排水干渠洪峰流量分別為 Q＝ 和 Q＝ ， 現(xiàn)狀 排澇能力嚴重不足。 排水渠 縱 、 橫斷面 縱斷面 排水渠縱斷面主要受沿線地形和地質(zhì)條件控制。本工程渠道 軸線同原軸線，渠道 縱比降取地面比降，為 1/1000，其中與嶗山路涵洞銜接段 。 橫斷面 經(jīng) 現(xiàn)場調(diào)研，排水渠 上游段地勢相對開闊， 布置受到電線桿、道路和廠房 等嶗山區(qū)沙子口前登瀛排澇工程初步設計 28 建筑物的 限制 ，應盡量縮小斷面。 排水渠上游段 與甲方共同調(diào)研認為，為節(jié)省用地并減少與周邊建筑物的沖突 ， 方便施工 ，排水渠采用漿砌塊石梯形渠道，重力式擋墻襯砌 ，邊坡系數(shù) m=（坡向迎水側(cè)） ，糙率系數(shù) n=。 渠道下游 段，由于左岸分布很多企業(yè)，為滿足交通要求在企業(yè)交通路與 09 大道之間采用漿砌塊石蓋板涵。 排水渠入黃家河處河底高程為 ， 為防淤積， 排水渠 出口底高程略高于河底高程，取設計末端渠底高程為 。 渠道過流能力計算同前， 得 干 渠底寬 ，過流水深 ，分干渠底寬 ，過流水深 。 嶗山區(qū)沙子口前登瀛排澇工程初步設計 29 5 工程布置及 建筑物 設計依據(jù) 依據(jù)的主要規(guī)程、規(guī)范 《水利水電工程初步設計報告編制規(guī)程》（ SL 6192021）； 《城市防洪工程設計規(guī)范》（ GB/T508052021）； 《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522021）； 《防洪標準》（ GB5020194）； 室外排水設計規(guī)范（ GB 500142021） 《河道整治設計規(guī)范》（ GB 507072021）； 《堤防工程設計規(guī)范》（ GB502862021）； 《水工擋土墻設計規(guī)范》（ SL3792021）； 《水工混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》（ SL1912021）； 《水工建筑物抗震設計規(guī)范》（ DL50732021）； 1 《水利水電工程施工組織設計規(guī)范》（ SL3032021）； 1 《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)程》（ SL2512021） ； 1其他有關規(guī)范及規(guī)程。 相關基本資料 青島市 水 利勘測設計研究院有限公司 2021 年測量的 登瀛洼排水渠 1:500地形圖； 青島市水利勘測設計研究院有限公司 2021 年編制的《 嶗山區(qū) 沙子口 前登瀛排澇 工程項目建議書 》 ； 青島市水利勘測設計研究院有限公司 2021 年編制的 《嶗山區(qū)黃家河河道清淤工程初步設計》 。 工程等別和標準 工程等別 和建筑物級別 嶗山區(qū)沙子口前登瀛排澇工程初步設計 30 （ 1） 根據(jù)《防洪標準》（ GB50201－ 94）、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522021） 和 《 城市防洪 工程設計規(guī)范》（ GB/T 508052021）， 本 工程 排澇標準為 5 年一遇， 規(guī)模為?。?2）型，工程等別為 Ⅴ 等，主要建筑物級別為 5級，次要建筑物級別為 5 級 ，臨時建筑物級別為 5 級。 （ 2） 暗涵 交通橋設計標準 根據(jù)《公路橋涵設計通用規(guī)范》（ JTG D60－ 2021）， 暗涵按照 交通橋荷載標準公路－Ⅱ級 設 計 。 抗震設計 烈度 工程場區(qū) 地震基本烈度為 Ⅵ 度， 設計基本地震加速度值為 ，地震動反應譜特征周期為 。 根據(jù)《中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國地震動反應譜特征周期區(qū)劃圖》，該區(qū)抗震設防烈度為 Ⅵ 度。 根據(jù)《水工建筑物抗震設計規(guī)范》，其抗震設防類別為乙類，采用基本烈度作為設計烈度，可不進行抗震計算。 主要設計參數(shù) 水的重度： 10kN/m3； 混凝土的重度： 25kN/m3； 混凝土強度設計值： C30 混凝土，軸心抗壓強度設計值 ；軸心抗拉強度設計值 ； 混凝土的彈性模量： ； 混凝土的泊松比： 。 渠線 選擇 目前 前登瀛 和嶺西已建排水渠，兩社區(qū)獨立排水，互不干擾。排水渠分別沿09 大道東輔路東、西兩側(cè)平行布置，向南直接排入黃家河。排水渠比較順直，位于地勢較低處， 排水快捷， 渠線布置基本合理。 根據(jù)計算，前登瀛和嶺西排水渠斷面尺寸均不滿足排水要求，需進行改造提高排水能力。在充分利用現(xiàn)有工程的原則下， 渠道 渠線有兩種布置方案。 嶗山區(qū)沙子口前登瀛排澇工程初步設計 31 方案一：維持原渠線 原渠線布置基本合理，行政區(qū)劃明晰，便于管理。因此，可維持現(xiàn)有排水 格局 ，分別在原渠線位置改造排水渠 ，擴大過水斷面，提高排水能力 。 方案二 ：合 建 排水渠 分建 排水渠雖然便于管理，但 相比 合 建 排水渠 ， 存在 工程量大，投資較高，占地多 和 下游 地勢狹窄 段不便 布置 等問題 。經(jīng)嶗山區(qū)發(fā)改 、 水利部門以及前登瀛和嶺西 兩 社區(qū)領導現(xiàn)場調(diào)研后認為， 借改造機會，合建前登瀛和嶺西東部排水渠是比較合理的方案 。 前登瀛排水渠 中下游 沿線受電線桿，廠房和道路 阻礙較 多，改造 施工 難度大 ，而嶺西 排水渠 情況 相對簡單。因此，將前登瀛排水渠在東輔路北頭 通過涵洞 穿過東輔路， 并入嶺西 渠道 ， 利用改造后的嶺西排水渠統(tǒng)一排 水 入黃家河 。排水渠下游靠近 09 大道擋墻段，為避免 施工 破壞基礎，渠線適當 往東平移 ，將渠道布置于 東輔路下。 綜上所述，排水渠采用合建方案 。 渠線上游段 位于 原前登瀛排水渠處， 距嶗山路約 45m，平行于嶗山路；匯流后，渠線沿原嶺西排水渠布置，位于新建 09大道和東輔路之間，下游段位于東輔路下 。 建筑物型式 排水方式 登瀛洼排水渠以汛期排水為主，日常排水為輔。根據(jù)黃家河 5 年一遇水位 和登瀛洼地面高程比較 分析，登瀛洼地勢低，不 能 滿足自排 條件。 登瀛洼 是嶗山區(qū)重點發(fā)展的區(qū)域 之一 ， 總體規(guī)劃尚未制定完成 ，進行大規(guī)模治澇工程條件不成熟 。但目前登瀛洼澇災頻發(fā)，群眾反映強烈，排澇治理已 經(jīng)迫在眉睫。 經(jīng)嶗山區(qū)發(fā)改、 水利和有關社區(qū)領導現(xiàn)場調(diào)研認為，應立足現(xiàn)狀，有條件解決登瀛洼排澇問題，避免投入大量資金后與 總體 規(guī)劃 不協(xié)調(diào) ，同時 還 應使本次工程 在后續(xù)規(guī)劃中 繼續(xù)發(fā)揮效益。 根據(jù) 近期澇災特點， 各方共同認為，按照不考慮黃家河 洪水 和 高潮位頂托，改造排水渠道，使 登瀛洼 滿足 5 年一遇 排澇標準 是 合理 的 。 因此， 排水方式為自排。 嶗山區(qū)沙子口前登瀛排澇工程初步設計 32 本次工程建成后，后期 規(guī)劃 墊高地面 只能使 渠道 排水更加順暢， 不會影響到排水 功能的發(fā)揮 。 排水建筑物型式 登瀛洼 地勢平坦，出口 底 高程受到限制， 適宜 采用 渠道 排水 。 渠道 上游段 受地面建筑物 影響較 少，采用明渠 。 下游段因分布多家企業(yè)，為滿足交通要求，排水渠穿道路段采用暗渠。 土渠邊坡較緩，占地較多， 一般 采用 漿砌石 或混凝土 襯砌穩(wěn)定邊坡 ，為降低造價，本工程采用漿砌石襯砌 。 襯砌 型式通常有護坡式和重力式 兩種 。護坡式工程量小，投資省，應用比較普遍；重力式穩(wěn)定，耐久性強，不易受冰凍影響。 護坡式襯砌邊坡坡比為 1:1，護坡厚 ；重力式襯砌迎水側(cè)坡比為 1:，背水側(cè)直立，頂寬 。 渠道底寬和渠深根據(jù)過流能力計算確定 ，護坡式渠道底寬 ，深 ， 頂寬 ； 重力式渠道底寬 ，深 ，頂寬 。 表 明渠 結(jié)構(gòu)型式比較表 結(jié)構(gòu)型式 項目名稱 單位 數(shù)量 單價 投資 護坡式 土方挖運 2km m3 20 土方開挖 m3 4 土方回填 m3 8 M10甲級亂石護坡 m3 350 方塊石護面 m3 750 C25壓頂 m3 740 拋石基礎 m3 150 碎石反濾 m3 140 小計 重力式 土方挖運 2km m3 20 土方開挖 m3 4 土方回填 m3 8 M10甲級亂石擋墻 m3 350 方塊石護面 m3 750 C25壓頂 m3 740 嶗山區(qū)沙子口前登瀛排澇工程初步設計 33 結(jié)構(gòu)型式 項目名稱 單位 數(shù)量 單價 投資 拋石基礎 m3 150 碎石反濾 m3 140 小計 通過上表比較可見，護坡式比重力式襯砌 投資省 ， 但占用 土地 較多 ，增幅 達%，東輔路基本被阻斷 。 而且梯形渠道比較寬淺， 護坡結(jié)構(gòu)不能承重，下一步區(qū)域治理墊高地面時，無論是封蓋渠道還是繼續(xù)放坡，處理起來都比較麻煩 。而重力式襯砌無論是封蓋還是加高都比較方便。 因此 ， 本次設計 上游 明渠段推薦采用 重力 式襯砌。 暗渠通常有砌石蓋板涵和箱涵兩種型式 。蓋板涵兩岸為重力式擋墻， 墻頂厚，頂部布置 C30 鋼筋砼臺帽， 擋墻迎水面坡比為 1:，背水面直立 ， 蓋板采用 預制 鋼筋砼 空心 簡支板 ，厚 ， 長 。 蓋板涵底寬 ，凈高 。箱涵采用 C30 現(xiàn)澆鋼筋砼方涵，凈寬 ，壁厚 ，凈高 。 表 暗渠結(jié)構(gòu)型式比較表 項目名稱 單位 數(shù)量 單價 投資 土方挖運 m3 20 土方開挖 m3 4 土方回填壓實 m3 8 M10甲級亂石擋墻 m3 350 C30臺帽 m3 1030 拋石基礎 m3 150 碎石反濾 m3 140 C25預制鋼筋砼板 m3 1150 鋼筋制安 噸 6500 小計 土方挖運 m3 20 土方開挖 m3 4 土方回填 m3 8 C25鋼筋砼方涵 m3 960 鋼筋制安 噸 6500 3965 嶗山區(qū)沙子口前登瀛排澇工程初步設計 34 項目名稱 單位 數(shù)量 單價 投資 拋石基礎 m3 150 1137 小計 通過上表比較可見 ，方涵施工基坑開挖較窄，方便施工。但蓋板涵節(jié)省投資，工作面狹窄處可以通過鋼板樁支護進行。 因此 ， 本次設計 下 游 暗涵 段推薦采用 砌石蓋板涵 。 工程 總 布置 前登瀛排水工程位于前登瀛社區(qū)南部登瀛洼，北起嶗山路，南至黃家河，東靠 09 大道，西接前登瀛和小河東分界路，排澇面積約 400 畝。 排水工程為排水渠系，位于地塊西側(cè)地勢較低處 ，由干渠、分干渠和支渠組成 ，各渠道采用 M10 漿砌塊石明渠或蓋板涵。 干渠呈南北方向， 利用改造后的嶺西排水渠， 布置于 09 大道及其輔路之間， 上游接嶗山路排水涵洞，下游排入黃家河。 分干渠 平行于嶗山路，呈東西方向 布置， 沿途匯入 3 條排水支渠 。各支渠上接嶗山路排水涵洞， 下游匯入分干渠。 本次一期工程范圍為渠道下游段，樁號 0+200~0+761，治理長度 561m，其中暗渠 161m，明渠 400m。 排水渠設計 縱斷設計 排水渠出口端河底高程為 ，為防淤積，排水渠出口底高程 取 。渠道 沿線地面比降約為 %，因此排水渠設計渠道縱比降 取 i=%，其中與嶗山路涵洞銜接段 6m 長 比降為 %。 橫斷設計 受用地和地形限制， 為盡量縮窄斷面 并提高沖淤能力 ， 排水渠道采用重力式護 砌，結(jié)構(gòu)型式為 M10 漿砌塊石重力式擋墻，糙率系數(shù)為 。 明渠段 墻頂寬度 ，迎水側(cè)坡比為 1:，背水側(cè)直立，基礎埋深 ，墻頂采用 C30 素砼壓頂，厚 ，寬 。 墻體距離墻底 處設 φ 100PVC排水 管 ，排水管入口側(cè)包 150g 土工布一層并布置碎石反濾，反濾層分兩層，單嶗山區(qū)沙子口前登瀛排澇工程初步設計 35 層厚度 ， 靠土層粒徑為 d=1~5mm， 背土層粒徑為 d=5~20mm。 渠道深度和底寬根據(jù)過流要求 等因素 計算確定。 表 明渠段 渠道 設計要素表 明渠 級別 渠長（ m） 渠深（ m） 渠底寬（ m） 坡比 支 渠 分干渠 干 渠 由于企業(yè)交通要求，在干渠 0+375， 0+465， 0+505 和 0+567 位置布置蓋板涵 4 座，寬度均為 8m。 暗渠段墻頂寬度 ，迎水側(cè)坡比為 1:，背水側(cè)直立，基礎埋深 ，墻頂采用 C30 鋼筋砼臺帽，厚 ，寬 。墻體距離墻底 處設 φ 100PVC排水管，排水管入口側(cè)包 150g 土工布一層并布置碎石反濾，反濾層分兩層，單層厚度 ，靠土層粒徑為 d=1~5mm，背土層粒徑為 d=5~20mm。 蓋板采用 C30預制鋼筋砼空心板， 荷載按照 交通橋荷載標準公路－Ⅱ級設計，板厚 ，寬。 表 暗 渠段渠道設計要素表 明渠 級別 渠長（ m） 渠 凈 深（ m） 渠底寬（ m） 坡比 干渠 地基處理 根據(jù)地質(zhì)勘查成果，砌石擋墻基礎坐落在雜填土層上， 由于 性質(zhì)不穩(wěn)定，承載力低， 部分含大量有機質(zhì)， 不能作為 基礎 持力層。 根據(jù)以往工程經(jīng)驗，渠道擋墻地基處理采用 先挖除 雜填土再 拋塊石 夯填 ， 拋石重量 50～ 150kg，厚 。 拋石寬度 至 擋墻基礎外 。經(jīng)處理后拋石 相對 密實