巴音河(德令哈區(qū)段)河道治理工程

巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程設(shè)計(jì)總說(shuō)明巴音河發(fā)源于祁連山的古爾班安格爾，全長(zhǎng)326km，由東向西經(jīng)蓄積峽，澤令溝到黑石山水庫(kù)，貫穿德令哈市區(qū)，下游再由東向西通過(guò)郭里木戈壁鄉(xiāng)最終注入克魯可湖，流域面積7782km2。巴音河（德令哈市中心段）河道治理工程地處德令哈市中心，巴音河流域夏秋多暴雨，加之山區(qū)地面坡降陡，匯流時(shí)間短，來(lái)勢(shì)兇猛，以致造成洪水災(zāi)害，沖毀農(nóng)田、林木、房屋、橋梁、道路，管路及輸電線路等，使國(guó)家及人民生命財(cái)產(chǎn)受到嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，巴音河因暴雨洪水形成的災(zāi)害多次，造成450畝土地變成河灘，農(nóng)田無(wú)法耕種城市土地?zé)o法利用，并有680畝耕地受到洪水威脅，大洪水還危及德令哈火車(chē)站及鐵路２KM多，危害縣級(jí)公路20km，還有兩岸居民及工礦企事業(yè)單位數(shù)家時(shí)常受到洪水的危害，青新公路、德新公路、澀～寧～蘭輸氣管道、蘭西光纜及110kv輸電線路等國(guó)家重要設(shè)施也受到洪水的威脅及危害，平均每年抗洪搶險(xiǎn)耗費(fèi)的人力、財(cái)力折合人民幣高達(dá)500多萬(wàn)元，嚴(yán)重地制約著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。河岸坍塌嚴(yán)重，危及河道兩岸的居民，廠礦及國(guó)家重要設(shè)施，耕地等安全，同時(shí)嚴(yán)重影響了德令哈市的市容市貌，單靠黑石山水庫(kù)的調(diào)洪，還不能從根本上改觀洪水對(duì)德令哈市及兩岸的危害，河道兩岸為第四系膠結(jié)砂礫石，結(jié)構(gòu)比較松散，由于常年受洪水沖刷，河岸坍岸，河道變寬，侵占了道路和危機(jī)房屋，防洪壓力較大洪水季節(jié)需投入大量的人力、物力、財(cái)力進(jìn)行防洪搶險(xiǎn)。由于河道的沖刷變形，除對(duì)德令哈市的城市規(guī)劃造成一定的影響外，對(duì)下游青新公路、青藏鐵路、輸氣管道、光纜以及輸電線路等重要建筑物威脅極大，巴音河德令哈市中心段河道治理工程，正是鑒于以上情況修建兩岸防洪堤，使洪水納入河槽，避免亂沖刷，除保護(hù)區(qū)內(nèi)建筑物和居民生命財(cái)產(chǎn)安全外，還可利用兩岸修建綠化帶和河槽中的溢流壩增加綠地和水面面積，美化周邊環(huán)境，提高和改善居民的生活質(zhì)量，拓寬生活空間。市區(qū)環(huán)境的改善和對(duì)洪水有效的保護(hù)，還可改善投資環(huán)境，促進(jìn)區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，因此巴音河市區(qū)段的防洪治理是十分必要的，也勢(shì)在必行。巴音河河道總長(zhǎng) 326km，徑流主要以融冰融雪水補(bǔ)給為主，降水補(bǔ)給為次，屬混合補(bǔ)給型河流，多年平均流量38310.2m/s，年徑流量為3.2×10m。工程區(qū)段巴音河的區(qū)間來(lái)水為白水河，白水河在黑石山水庫(kù)下100m處匯入巴音河，其多年平均流量為3431.0m/s，年徑流量3154×10m。巴音河多年平均輸沙量為26.6萬(wàn)噸，主要輸沙量集中在7～8月份，僅這兩個(gè)月的輸沙量就達(dá)21.14萬(wàn)噸，占全年輸沙量的79.47%，5、6、9三個(gè)月輸沙量為4.75萬(wàn)噸，占全年輸沙量的17.86%，其余七個(gè)月的輸沙量?jī)H占全年輸沙量的 2.67%。根據(jù)河道的實(shí)際情況，根據(jù)工程區(qū)地質(zhì)、地形條件，結(jié)合工程具體情況，并根據(jù)新疆庫(kù)爾勒市孔雀河，西寧市北川河、西川河、湟水河等已建防洪堤的堤型來(lái)選擇合適的堤形，并通過(guò)方案比較，最終確定最優(yōu)的堤形。為了在河道形成水面，結(jié)合兩岸的園林城市景觀設(shè)計(jì)，擬在市中心柴達(dá)木橋至格爾木橋之間設(shè)置兩座擋水建筑物。另外，經(jīng)德令哈市統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)人行廊橋 1座。目 錄121.1水文..................................................................................................................................................21.1.1流域概況...............................................................................................................................21.1.2氣象......................................................................................................................................21.1.3水文......................................................................................................................................21.1.4泥沙......................................................................................................................................21.1.5其他......................................................................................................................................31.2工程地質(zhì).........................................................................................................................................31.2.1地形地貌特征.......................................................................................................................31.2.2河堤工程地質(zhì)條件...............................................................................................................31.2.3天然建筑材料.......................................................................................................................31.2.4結(jié)論......................................................................................................................................31.3工程任務(wù)及建設(shè)規(guī)模......................................................................................................................41.3.1地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況...............................................................................................................41.3.2工程建設(shè)的必要性...............................................................................................................41.3.3歷史洪水及災(zāi)情...................................................................................................................41.3.4防洪標(biāo)準(zhǔn)...............................................................................................................................41.3.5工程布置及建筑物...............................................................................................................42河道斷面計(jì)算.............................................................................................................................................62.1工程總體布置...................................................................................................................................62.1.1堤線布置...............................................................................................................................62.1.2防洪堤型選擇.......................................................................................................................62.1.3擋水建筑物型式選擇...........................................................................................................72.2河道防洪斷面及堤防型式選擇.......................................................................................................72.2.1行洪斷面設(shè)計(jì).......................................................................................................................72.2.2沖刷計(jì)算...............................................................................................................................72.2.3行洪斷面水力計(jì)算...............................................................................................................92.2.4河道縱斷面推算.................................................................................................................143防洪堤設(shè)計(jì)...............................................................................................................................................163.1方案一............................................................................................................................................163.1.1荷載及其組合.....................................................................................................................173.1.2荷載的計(jì)算.........................................................................................................................173.1.3穩(wěn)定計(jì)算.............................................................................................................................193.2方案二............................................................................................................................................203.2.1荷載計(jì)算.............................................................................................................................203.2.2穩(wěn)定計(jì)算.............................................................................................................................213.3方案比較........................................................................................................................................2241﹟閘壩的設(shè)計(jì)......................................................................................................................................234.1閘室的總體布置.............................................................................................................................234.1.1閘門(mén)的形式 234.1.2閘墩的設(shè)計(jì) 234.1.3閘室總寬度 234.1.4閘底板厚度與順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度的設(shè)計(jì) 234.1.5交通橋的設(shè)計(jì) 244.1.6工作橋的設(shè)計(jì) 244.2水閘的水利計(jì)算 244.2.1閘孔總凈寬 244.2.2消能、水躍計(jì)算 254.2.3消力池的設(shè)計(jì) 264.2.4海漫的設(shè)計(jì) 284.3防滲與排水設(shè)計(jì) 294.3.1防滲、排水體的布置 294.3.2滲流計(jì)算 304.3.3水利坡降線的修正 324.3.4滲透變形的驗(yàn)算 334.4閘室的地基計(jì)算 334.4.1荷載計(jì)算 334.4.2驗(yàn)算閘室的抗滑穩(wěn)定性 355 2﹟閘壩的設(shè)計(jì) 365.1閘室總布置 365.1.1閘門(mén)的設(shè)計(jì) 365.1.2閘墩的設(shè)計(jì) 365.1.3閘室總寬度 365.1.4閘底板厚度與順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度的設(shè)計(jì) 365.1.5交通橋的設(shè)計(jì) 365.1.6工作橋的設(shè)計(jì) 365.2水利計(jì)算 375.2.1閘孔總凈寬 375.2.2消能、水躍計(jì)算 375.2.3消力池的設(shè)計(jì) 385.2.4海漫的設(shè)計(jì) 395.3防滲、排水設(shè)計(jì) 405.3.1防滲、排水體的布置 405.3.2滲流計(jì)算 405.3.3水利坡降線的修正 415.3.4滲透變形的驗(yàn)算 425.4閘室的地基計(jì)算 425.4.1荷載計(jì)算 425.4.2驗(yàn)算閘室的抗滑穩(wěn)定性 436跨河人行廊橋設(shè)計(jì) 44結(jié)論 45致謝 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn) 46緒論緒論巴音河（德令哈市中心段）流域夏秋多暴雨，加之山區(qū)地面坡降陡，匯流時(shí)間短，來(lái)勢(shì)兇猛，以致造成洪水災(zāi)害，沖毀農(nóng)田、林木、房屋、橋梁、道路，管路及輸電線路等，使國(guó)家及人民生命財(cái)產(chǎn)受到嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，巴音河因暴雨洪水形成的災(zāi)害多次，造成450畝土地變成河灘，農(nóng)田無(wú)法耕種城市土地?zé)o法利用，并有680畝耕地受到洪水威脅，大洪水還危及德令哈火車(chē)站及鐵路２KM多，危害縣級(jí)公路20km，還有兩岸居民及工礦企事業(yè)單位數(shù)家時(shí)常受到洪水的危害，青新公路、德新公路、澀～寧～蘭輸氣管道、蘭西光纜及110kv輸電線路等國(guó)家重要設(shè)施也受到洪水的威脅及危害，平均每年抗洪搶險(xiǎn)耗費(fèi)的人力、財(cái)力折合人民幣高達(dá)500多萬(wàn)元，嚴(yán)重地制約著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。巴音河（德令哈市中心段）河道治理工程地處德令哈市中心，現(xiàn)狀河岸坍塌嚴(yán)重，危及河道兩岸的居民，廠礦及國(guó)家重要設(shè)施，耕地等安全，同時(shí)嚴(yán)重影響了德令哈市的市容市貌，單靠黑石山水庫(kù)的調(diào)洪，還不能從根本上改觀洪水對(duì)德令哈市及兩岸的危害，因此，加快巴音河的河道治理具有十分重要的意義。德令哈市是青海省海西州州府所在地，但比起內(nèi)地，經(jīng)濟(jì)較為落后，本工程實(shí)施后，不僅可提高德令哈市的防洪標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)，而且將極大地改善城市生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)可以改善地區(qū)投資環(huán)境，推動(dòng)市區(qū)建設(shè)，為全面促進(jìn)德令哈市經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。并可消除過(guò)去市民因河水污染造成的消極情緒，代之以積極向上、發(fā)展生產(chǎn)、安居樂(lè)業(yè)的欣欣向榮的精神風(fēng)貌，促進(jìn)了當(dāng)?shù)氐陌捕▓F(tuán)結(jié)。也可改變德令哈市區(qū)環(huán)境，美化我們賴(lài)于生存的生活空間，人工湖面的形成可增加空氣的相對(duì)濕度，改善地區(qū)小氣候。不但如此，而且還可減少進(jìn)入河道的泥沙流量，這對(duì)防止水土流失、增加綠化面積和水面面積，涵養(yǎng)水份，可起到相當(dāng)大的作用。通過(guò)綠化及美化設(shè)計(jì)，可成為德令哈市區(qū)的一道亮麗的風(fēng)景線。工程的建設(shè)不但可樹(shù)立起民族地區(qū)州府的形象，而且可改善各放大人民的娛樂(lè)生活條件，陶冶情操，減少酗滋事，保護(hù)好各族群眾生命財(cái)產(chǎn)及青新公路、青藏鐵路、澀北～西寧～蘭州輸氣管道、蘭州～西寧～拉薩的光纜及110kv線路等重要設(shè)施的安全，這對(duì)促進(jìn)民族地區(qū)的社會(huì)穩(wěn)定將起到積極作用。1青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程概述1.1水文1.1.1流域概況巴音河發(fā)源于祁連山的古爾班安格爾，全長(zhǎng) 326km，由東向西經(jīng)蓄積峽，澤令溝到黑石山水庫(kù)，貫穿德令哈市區(qū)，下游再由東向西通過(guò)郭里木戈壁鄉(xiāng)最終注入克魯可湖，流域面積 7782km2。1.1.2氣象工程區(qū)地處歐亞大陸，西南暖濕氣流由于受喜馬拉雅山阻隔，區(qū)內(nèi)干旱少雨，頗具高原大陸性氣候特點(diǎn)，其氣候特點(diǎn)主要是：空氣稀薄，光能豐富，冬長(zhǎng)暑短，雨熱同季，日較差大，年較差小，冬季長(zhǎng)而寒冷，夏季短而涼爽，還有大風(fēng)冰雹、沙塵暴等災(zāi)害性天氣。多年平均降水量186.9mm,多年平均蒸發(fā)量為2204.2mm。多年平均氣溫3.7oC，最大凍土深2.04m，平均風(fēng)速3.0m/s。1.1.3水文（1）徑流巴音河河道總長(zhǎng)326km，徑流主要以融冰融雪水補(bǔ)給為主，降水補(bǔ)給為次，屬混合補(bǔ)給型河流，多年平均流量10.2m383/s，年徑流量為3.2×10m。工程區(qū)段巴音河的區(qū)間來(lái)水為白水河，白水河在黑石山水庫(kù)下100m處匯入巴音河，其多年平均流量為33154×10431.0m/s，年徑流量m。2）洪水巴音河流域的洪水主要由暴雨形成，洪水過(guò)程具有山區(qū)河流陡漲陡落的特征，暴雨和洪水在時(shí)間上對(duì)應(yīng)性極強(qiáng)，洪水多出現(xiàn)在6～9月份。德令哈市段河道洪水經(jīng)蓄積峽后的天然地下水庫(kù)和黑石山水庫(kù)調(diào)洪，洪水過(guò)程略顯平緩，市段河道的洪水流量是由巴音河調(diào)節(jié)后流量加白水河流量而得。巴音河德令哈水文站在本工程區(qū)段內(nèi)其間無(wú)河流分岔，集水面積相同，可直接應(yīng)用水文站資料推求設(shè)計(jì)洪水。德令哈市區(qū)河道治理設(shè)計(jì)洪峰流量成果見(jiàn)表1—1。表1—1巴音河德令哈站洪峰流量成果表頻率（%）123.3白水河洪峰流量（m3/s）10479.862.3巴音河洪峰流量（3358297250m/s）河道治理洪峰流量（3462376.8312.3m/s）巴音河河道治理段按30年一遇設(shè)計(jì)，P=3.3%年份的設(shè)計(jì)洪峰流量為312.3m3/s。1.1.4泥沙巴音河多年平均輸沙量為26.6萬(wàn)噸，主要輸沙量集中在7～8月份，僅這兩個(gè)月的輸沙量就達(dá)21.14萬(wàn)噸，占全年輸沙量的79.47%，5、6、9三個(gè)月輸沙量為4.75萬(wàn)噸，占全年輸沙量的17.86%，2青海大學(xué)水電系概述其余七個(gè)月的輸沙量?jī)H占全年輸沙量的 2.67%。1.1.5其他工程區(qū)最大凍土深度 2.04m,平均風(fēng)速為 3.0m/s,年平均大風(fēng)日數(shù) 29.3天。1.2工程地質(zhì)1.2.1地形地貌特征巴音河位于柴達(dá)木盆地北部，發(fā)源于祁連山南麓的古爾班安格爾，上游地區(qū)河流在群山中曲折穿行，河谷狹窄，呈“

V”型谷，水流湍急，平均比降

1/75

。至蓄積峽以下河床逐漸開(kāi)闊，尤其是黑石山水庫(kù)壩址以下，河流繞行于山前平原之中，河谷呈“

U”型谷，平均比降

1/100

～1/200，兩岸發(fā)育有不對(duì)稱(chēng)的Ⅱ級(jí)階地，其中Ⅰ級(jí)階地為基座階地，Ⅱ級(jí)階地為堆積階地。工程區(qū)地層主要有震旦亞界達(dá)肯大板群片巖、花崗巖及混合巖。第四系沖洪積亞砂土、砂礫卵石、人工堆積砂礫卵石及坡積碎石土、碎塊石及生活垃圾、建筑垃圾，區(qū)內(nèi)沖擊與洪積地層中存在孔隙潛水，水量較為豐富，受大氣降水及基巖裂隙水補(bǔ)給。根據(jù)

1983年水質(zhì)分析，河水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕。區(qū)內(nèi)除沖溝外，沒(méi)有其它對(duì)工程有影響的物理地質(zhì)現(xiàn)象。根據(jù)

1990

年版

1/400

萬(wàn)《中國(guó)地震基本烈度區(qū)劃圖》，該區(qū)地震基本烈度為

7度。1.2.2河堤工程地質(zhì)條件（1）左岸河堤工程地質(zhì)條件從巴音河Ⅰ級(jí)階地河灘上通過(guò)，地形平坦、開(kāi)闊，表層有1～2.0m厚的第四系全新統(tǒng)（Q4）沖積砂卵礫石層下部為第四系更新統(tǒng)（Q3）沖～洪積砂卵礫石層。河堤基礎(chǔ)應(yīng)深入水位2.0～3.0m，Q4a1a1-p1層。和Q32）右岸河堤工程地質(zhì)條件大部分沿巴音河現(xiàn)代河床及河灘上通過(guò)，河床、河漫灘上部為沖積砂卵礫石層，下部巖性與臺(tái)地一致，為第四系上更新統(tǒng)沖～洪積砂卵礫石層，河堤基礎(chǔ)應(yīng)置于河水位以下2.0～3.0m。1.2.3天然建筑材料混凝土粗細(xì)骨料可在沿河一帶的砂石料廠中選取。該料場(chǎng)細(xì)骨料含泥量高，除需洗泥外，其它指標(biāo)與儲(chǔ)量均滿(mǎn)足規(guī)范要求，運(yùn)距 0.2～1.5km。1.2.4結(jié)論1.2.4.1根據(jù)1990年版1/400萬(wàn)《中國(guó)地震基本烈度區(qū)劃圖》，工程區(qū)地震基本烈度為７度。1.2.4.2該區(qū)除沖溝外，未見(jiàn)其它影響工程的物理地質(zhì)現(xiàn)象。1.2.4.3建筑物地基為Q3或Q4的砂卵礫石層；其允許承載力［R］＝0.3～0.35MPa，內(nèi)摩擦角ψ＝33～35度，允許水力坡降取0.1～0.12。由于砂卵礫石的抗沖刷能力差，河堤基礎(chǔ)應(yīng)低于河水位2.0～3.0m，開(kāi)挖邊坡取1：1～1：1.25。1.2.4.4工程所用天然建筑材料可在沿河漫灘及I、II級(jí)階地上選取。1.2.4.5施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)施工地質(zhì)工作，以便對(duì)情況核實(shí)。1.2.4.6根據(jù)《中國(guó)季節(jié)性?xún)鐾翗?biāo)準(zhǔn)凍深線圖》，該區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍深為2.04m青海大學(xué)水電系3青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程1.3工程任務(wù)及建設(shè)規(guī)模1.3.1地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況德令哈市位于柴達(dá)木盆地北緣，市區(qū)東西長(zhǎng)約 4km,南北寬約 6km,市屬面積為 32401km2,為青海省海西州州府所在地 ,是海西州政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。巴音河中段由北向南穿市而過(guò)。市區(qū)面積為25km2，人口約

6萬(wàn)余人，是一個(gè)以農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)畜半成品加工為主的新興城市，

1998

年實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總產(chǎn)值為

17929萬(wàn)元，農(nóng)牧民人均純收入

2073元，城鄉(xiāng)居民儲(chǔ)蓄存款

25434

萬(wàn)元，各類(lèi)畜牧存欄數(shù)

24.7

萬(wàn)頭（只），適齡母畜達(dá)

48%，半細(xì)毛羊改良基地改良山羊

8.5萬(wàn)余只，年產(chǎn)山羊絨

30余噸，且有青藏鐵路通過(guò)。青新鐵路橫跨巴音河，交通十分便利。國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目澀北—西寧—蘭州輸氣管道，蘭州—西寧—拉薩的光纜，以及烏蘭—德令哈

110kv

線路等重要建筑物由此經(jīng)過(guò)。近年來(lái)德令哈市人民的生活水平得到了極大的改善，全市上下呈現(xiàn)出一片欣欣向榮、繁榮昌盛的景象。1.3.2工程建設(shè)的必要性德令哈是海西州蒙古族藏族自治州的首府，是全州政治、經(jīng)濟(jì)、科技、文化中心，是在改革開(kāi)放中崛起的一座高原新城 ,是瀚海戈壁中一顆翠綠的璀璨明珠。巴音河（德令哈市中心段）河道治理工程地處德令哈市中心，河道兩岸為第四系膠結(jié)砂礫石，結(jié)構(gòu)比較松散，由于常年受洪水沖刷，河岸坍岸，河道變寬，侵占了道路和危機(jī)房屋，防洪壓力較大洪水季節(jié)需投入大量的人力、物力、財(cái)力進(jìn)行防洪搶險(xiǎn)。由于河道的沖刷變形，除對(duì)德令哈市的城市規(guī)劃造成一定的影響外，對(duì)下游青新公路、青藏鐵路、輸氣管道、光纜以及輸電線路等重要建筑物威脅極大，巴音河德令哈市中心段河道治理工程，正是鑒于以上情況修建兩岸防洪堤，使洪水納入河槽，避免亂沖刷，除保護(hù)區(qū)內(nèi)建筑物和居民生命財(cái)產(chǎn)安全外，還可利用兩岸修建綠化帶和河槽中的溢流壩增加綠地和水面面積，美化周邊環(huán)境，提高和改善居民的生活質(zhì)量，拓寬生活空間。市區(qū)環(huán)境的改善和對(duì)洪水有效的保護(hù)，還可改善投資環(huán)境，促進(jìn)區(qū)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，因此巴音河市區(qū)段的防洪治理是十分必要的，也勢(shì)在必行。1.3.3歷史洪水及災(zāi)情巴音河流域夏秋季節(jié)多暴雨，白水河流域地面坡降陡峻，洪水匯流時(shí)間短，來(lái)勢(shì)兇猛，給人民生命財(cái)產(chǎn)威脅極大。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)， 1997年白水河發(fā)生特大洪水沖毀了白水河上一座梯級(jí)電站，淹沒(méi)了黑石山水庫(kù)和巴音河二級(jí)站廠房，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。1.3.4防洪標(biāo)準(zhǔn)按照防洪標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合德令哈市總體規(guī)劃。按照“統(tǒng)一規(guī)劃 ,分期實(shí)施、保護(hù)重點(diǎn)、兼顧一般”的原則，本次河道治理主要設(shè)計(jì)原則為：1）依原河道態(tài)勢(shì)進(jìn)行河道治理。對(duì)河道狹窄行洪不暢的地段在不影響當(dāng)?shù)貥?gòu)筑物的情況下，進(jìn)行整治疏浚，按設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)泄洪。（2）沿河道兩岸修筑堤防，將城市防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到 30年一遇，并與德令哈市城市規(guī)劃相協(xié)調(diào)。1.3.5工程布置及建筑物1.3.5.1設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)水利廳項(xiàng)目建議書(shū)審查意見(jiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。4青海大學(xué)水電系概述1.3.5.2工程等別根據(jù)國(guó)家《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB5201—94），城市應(yīng)根據(jù)其社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位的重要性或非農(nóng)業(yè)人口的數(shù)量分為四個(gè)等級(jí)。德令哈市屬一般城市，非農(nóng)業(yè)人口少于 20萬(wàn)人，城市等級(jí)定為Ⅳ等，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50～20年一遇，取 30年一遇洪水設(shè)計(jì)。再根據(jù)國(guó)家《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （GB50286—98）的規(guī)定：堤防工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)防護(hù)區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)較高防護(hù)對(duì)象的防洪標(biāo)準(zhǔn)確定， 當(dāng)防洪標(biāo)準(zhǔn)小于 50年且大于等于

30年時(shí)，堤防工程的級(jí)別為

3級(jí)。依據(jù)《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （CJJ50-92），防洪建筑物級(jí)別根據(jù)城市等別及其在工程中的作用和重要性劃分為四級(jí)。德令哈市城市等級(jí)為Ⅳ等，則主要建筑物為 4級(jí)，次要建筑物為 4級(jí)。1.3.5.3工程總體布置及建筑物設(shè)計(jì)巴音河德令哈市市區(qū)段河道治理工程位于市內(nèi)，上游段起自于黑石山水庫(kù)下游尾水處，下游終止于平原村附近，河道總治理長(zhǎng)度 11.0km，由于受洪水常年沖刷河谷極不規(guī)則，寬窄不一，河道寬度80～300m，天然比降為 1/190～1/300。本次河道綜合整治工程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容為市中心段左右岸共3.1km

河堤，即柴達(dá)木橋上游約

730m至農(nóng)場(chǎng)引水口處，其中左岸已建防洪堤長(zhǎng)

1029.1m（Z0+528.7

～Z1+557.8

），拆除無(wú)埋深防洪堤

208.1m（Z0+528.7

～Z0+736.8

），新建防洪堤長(zhǎng)

736.8m（Z0+000～Z0+736.8

），總長(zhǎng)

1557.8m；右岸已建防洪堤長(zhǎng)

1093.6m（Y0+437.2

～Y1+530.8

），新建防洪堤長(zhǎng)437.2m（Y0+000～Y0+437.2），總長(zhǎng)1530.8m。另外，在平原村附近沖掏很?chē)?yán)重急需防洪治理的 1000m河岸。在河道兩岸防洪堤與濱河?xùn)|、西路之間進(jìn)行園林景觀設(shè)計(jì)。為全市各族人民提供良好的居住環(huán)境，在市中心段河道設(shè)置兩座擋水建筑物，梯級(jí)擋水建筑物將使巴音河道市區(qū)段長(zhǎng)年形成水面，夏季水面綠波蕩漾，配以水上游樂(lè)項(xiàng)目，將成為市民休閑娛樂(lè)的好去處。由于當(dāng)?shù)厥县S富，防堤采用

75#漿砌石仰斜式重力擋墻護(hù)坡，堤高

5.4～5.7m，按抗沖刷深度要求防洪堤基礎(chǔ)埋深在河床床面以下

2.0m

處。為行人安全和便于運(yùn)行管理，

在防洪堤堤頂設(shè)置大理石防護(hù)欄。1.3.5.4防堤修建對(duì)自然和社會(huì)環(huán)境的影響評(píng)價(jià)1）對(duì)自然環(huán)境的有利影響治河工程實(shí)施后，改變往河內(nèi)傾倒垃圾習(xí)慣、工業(yè)和生活污水統(tǒng)一規(guī)劃，減少對(duì)河道的排放，減少了水環(huán)境污染、垃圾污染、美化城市環(huán)境、凈化空氣。2）對(duì)自然環(huán)境的不利影響工程實(shí)施過(guò)程中的棄土、三廢的排放、臨時(shí)占地等在短期內(nèi)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響，但只要加強(qiáng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一計(jì)劃，這些不利影響可以防止和減免。3）對(duì)社會(huì)環(huán)境的有利影響本工程實(shí)施后，不僅可提高德令哈市的防洪標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)，而且將極大地改善城市生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)可以改善地區(qū)投資環(huán)境，推動(dòng)市區(qū)建設(shè)。為全面促進(jìn)德令哈市經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)，促進(jìn)當(dāng)?shù)氐陌捕▓F(tuán)結(jié)。5青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程河道斷面計(jì)算2.1工程總體布置2.1.1堤線布置堤線布置遵循“防洪堤與疏浚相結(jié)合，工程措施與非工程措施相結(jié)合，河道治理與綜合治理相結(jié)合”的原則，結(jié)合本工程的特點(diǎn)布置。2.1.1.1堤線布置原則1）防洪堤要保證河道有足夠的行洪斷面，以利于宣泄洪水，同時(shí)保護(hù)河床穩(wěn)定。2）堤線布置順應(yīng)河勢(shì)，并與洪水的主流呈大致平行，堤距不突然放大或縮小，不大改變天然水流狀態(tài)。3）堤線應(yīng)力求平順，合理考慮與已建防洪堤平順連接，不采用大折角或急彎。4）堤防布置應(yīng)強(qiáng)調(diào)投資與效益相適應(yīng)，局部利益與全部利益相結(jié)合的原則。2.1.1.2河道寬度確定通過(guò)對(duì)巴音河各段的穩(wěn)定河床、自然淘刷現(xiàn)象的廣泛調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)踏勘，結(jié)合河床實(shí)際寬度及管理要求，確定河床的行洪寬度為：柴達(dá)木橋上游段自然河床寬度 100～130m，設(shè)計(jì)行洪寬度平均為80m；柴達(dá)木橋至農(nóng)場(chǎng)引水樞紐段自然河床寬度 100～150m，設(shè)計(jì)行洪寬度由 80m漸變?yōu)?00m；德令哈市城市道路規(guī)劃外環(huán)南路至其下游 1350m段（平原村位于該段），自然河床寬度 250～300m，設(shè)計(jì)行洪寬度平均為 200m。經(jīng)核算后，認(rèn)為各段的行洪寬度符合巴音河行洪及管理要求，并兼顧了德令哈市城市美化、和諧統(tǒng)一的整體效果，也符合巴音河的水文特征、地質(zhì)條件和跨河大橋的行洪寬度。2.1.1.3堤線布置巴音河（德令哈市中段）河道綜合整治工程從柴達(dá)木橋上游約 730m始，經(jīng)柴達(dá)木橋、格爾木橋至農(nóng)場(chǎng)引水樞紐為止，南北長(zhǎng)約 1.5km。堤線布置從河道安全泄洪和美化城鎮(zhèn)景觀角度出發(fā)，基本沿河道現(xiàn)有走向布置，盡量保證河道原有的形狀，舍彎取直，保持河道順暢。河堤處有公路橋等重要建筑物，未發(fā)現(xiàn)文物遺址，做好防洪堤與大橋的銜接工作。2.1.2防洪堤型選擇在防洪堤設(shè)計(jì)中，本次設(shè)計(jì)根據(jù)工程區(qū)地質(zhì)、地形條件，結(jié)合工程具體情況，并根據(jù)新疆庫(kù)爾勒市孔雀河，西寧市北川河、西川河、湟水河等已建防洪堤的堤型，斷面運(yùn)行情況進(jìn)行分析比較，初步擬定巴音河防洪堤的堤型：一種為仰斜式漿砌石擋土墻，另一種為懸臂式鋼筋砼擋土墻。按照因地制宜，就地取材的原則，根據(jù)工程所處的位置、建筑材料、施工條件、工程造價(jià)等因素綜合比較確定，推薦采用仰斜式漿砌石擋土墻，該堤型具有開(kāi)挖量小，便于施工和質(zhì)量控制、土壓力小、不涉及大量工程占地和房屋拆遷，造價(jià)相對(duì)較小等優(yōu)點(diǎn)，主要適用于堤前無(wú)灘地，水域較狹窄，沖刷較嚴(yán)重等地段，與本地段的自然情況相符合，在已建的防洪堤工程中廣泛采用，是較為理想的堤型。6青海大學(xué)水電系河道斷面計(jì)算2.1.3擋水建筑物型式選擇為了在河道形成水面，結(jié)合兩岸的園林城市景觀設(shè)計(jì)，擬在市中心柴達(dá)木橋至格爾木橋之間設(shè)置兩座擋水建筑物。為防止壩前淤積，本階段擋水建筑物采用可打開(kāi)全部閘門(mén)泄洪沖沙的閘壩型式和可坍壩泄洪沖沙的橡膠壩型式，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較二者各有千秋。閘壩方案泄洪沖沙效果較好，使用壽命長(zhǎng)，容易維修，施工工藝簡(jiǎn)單，啟閉平臺(tái)和檢修平臺(tái)可做為人行橋可供游人通行，適用于高寒地區(qū)，可節(jié)省部分工程投資。缺點(diǎn)在于汛期運(yùn)行管理比較不便。橡膠壩方案沖沙效果也可以，施工工期快，運(yùn)行管理方便，工程造價(jià)相對(duì)較低，但高寒地區(qū)受紫外線影響容易老化，不易維修，使用壽命短，由于城市規(guī)劃需要專(zhuān)門(mén)修建人行廊橋，增加工程投資，一年四季需要經(jīng)常維護(hù)。據(jù)了解閘壩方案工程總投資為

6447.54

萬(wàn)元；橡膠壩方案工程總投資為

6175.07

萬(wàn)元。兩方案總投資相差 272.47萬(wàn)元。通過(guò)以上技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較和征求建設(shè)單位的意見(jiàn)，本階段設(shè)計(jì)推薦閘壩方案為宜。2.2河道防洪斷面及堤防型式選擇2.2.1行洪斷面設(shè)計(jì)根據(jù)行洪斷面的水力計(jì)算以及對(duì)巴音河德令哈市區(qū)各段的穩(wěn)定河寬 ,自然淘刷現(xiàn)狀的廣泛調(diào)查 ,按自然河床現(xiàn)狀及

1:1000

地形帶狀圖在盡量保持順暢的原則下確定了各段行洪寬度

,樁號(hào)

Z0+000(Y0+000)

～柴達(dá)木橋段行洪寬度為

80m,

柴達(dá)木橋～格爾木橋段行洪寬度由

80m漸變?yōu)?/p>

100m。按設(shè)計(jì)洪峰流量 312.3m3/s 計(jì)算洪水水位。然后在計(jì)算中結(jié)合河床床質(zhì)情況、顆粒組成及《水力計(jì)算手冊(cè)》確定河床設(shè)計(jì)糙率為 0.033。2.2.2沖刷計(jì)算根據(jù)河床床質(zhì)顆分資料河道泥砂粒經(jīng)在 0.05～60mm之間,泥砂粒經(jīng)按河床床質(zhì)的平均粒徑計(jì)算 ,即15.4mm。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50286-98及《水力計(jì)算手冊(cè)》中的有關(guān)公式進(jìn)行沖刷深度計(jì)算。柴達(dá)木橋上游段：平均流速Vcp=Q=Q=312.3=2.42m/s⑴A(bmh)h(760.41.68)1.68由規(guī)范查得V允----河床面上允許不沖流速（m/s）為：1.67m/s。n⑵局部沖刷深度：h沖=hp+[Vcp/V允-1]式中：h沖---局部沖刷深度（m）；hp----沖刷斷面處的水深（m），近似以設(shè)計(jì)深度計(jì)算；V----平均流速（m/s）；cp7青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程V允----河床面上允許不沖流速（m/s）；n----與防護(hù)岸坡在平面上的形狀有關(guān)的系數(shù)，一般取n=1/4；代入數(shù)據(jù)得：h沖=1.68+[2.421/4/1.67-1]=1.43m最大沖深值：H沖=[λQ/(Bd1/3√g((Vs-γ)/γ)]6/7式中：H沖---最大沖深值（m）；Q----流量（m/s）;B----水面寬度（m）；d----河床質(zhì)平均粒經(jīng)（m）；γs、γ----分別為河床砂、水的重率（T/m3）;λ----系數(shù)、受河彎水流及土質(zhì)影響，可由下式計(jì)算：λ3.61（d/H）;⑶0H0----直段平均水深（m）；e----自然對(duì)數(shù)的底取2.7183。故λ=0.64e3.61（15.4103/1.68）=0.217B=b+2mh=76+20.41.68=77.344m代入得：H沖=[0.217312.3]6/7(7620.41.68)(1.54103)1/39.8((2.651)/1)=1.72m同理：柴達(dá)木橋至格爾木橋段：平均流速Vcp=Q=Q=2.21m/sA(bmh)h由規(guī)范查得V允----河床面上允許不沖流速（m/s）為：1.28m/s。h沖=hp+[Vcpn/V允-1]=1.45+[2.211/4/1.28-1]=1.40mλ=0.64e3.61（15.4103/1.45）=0.251B=b+2mh=76+20.41.45=98.16m代入得：H沖=[0.251312.3]6/7=1.59m98.160.11544.02表2-1沖刷深度計(jì)算表依據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》項(xiàng)目（平順段）《水力計(jì)算手冊(cè)》（彎道）計(jì)算公式pcpn允-1]沖=[λQ/(Bd1/3s-γ)/γ)]6/7h=h+[V/VH√g((V柴達(dá)木橋上游段1.431.72柴達(dá)木橋至1.401.59格爾木橋段8青海大學(xué)水電系2河道斷面計(jì)算表2-2巴音河河道斷面計(jì)算堤名底寬加大水比降加大流超高堤高邊坡系深量數(shù)流速屬性b(m)h(m)13⊿h(m)H(m)mV(m/s)Q(m/s)柴達(dá)木761.681/300312.30.802.480.42.42橋處格爾木橋處971.451/300312.30.802.250.42.212.2.3行洪斷面水力計(jì)算2.2.3.1試算---圖解法求水深：對(duì)柴達(dá)木橋上游段取設(shè)計(jì)寬度為76米，假設(shè)一系列h值，代入公式計(jì)算相應(yīng)的值Q，并繪成h--Q曲線，然后根據(jù)已知流量，在曲線上即可查出要求的h值。圖2.1河道斷面圖圖中：B-----河道寬度；b-----河道底寬；m----坡度；h-----水深。取h=1.5m此時(shí)的斷面水力要素為：A=（b+mh）h⑷式中：A---過(guò)水?dāng)嗝娣e；b---河道底寬；m---邊坡系數(shù)；h---水深；則A=（76+0.41.5）1.5=114.9m2濕周X=b+2h1m2=76+21.510.42=79.23m水力半徑 R=A=114.9=1.45m79.239青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程按曼寧公式計(jì)算謝齊系數(shù)：C=1R1/6=11.451/6=32.24m1/2/sn0.033由流量公式Q=ACRi得：Q=114.932.241.451=-257.54m3/s300同理：當(dāng)h=1.6m時(shí)A=（b+mh）h=（76+0.4×1.6）×1.6=122.624m2X=b+2h 1 m2=76+2×1.6× 1 0.42=79.45mR= A=122.624=1.54m79.45C=1R1/6=11.541/6=32.56m1/2/sn0.033Q=ACRi=122.62432.561.541=286.06m3/s300當(dāng)h=1.7m時(shí)：A=（b+mh）h=（76+0.41.7）1.7=130.35m2X=b+2h1m2=76+21.710.42=79.66mR=A=130.356=1.636mX79.66C=1R1/6=11.6361/6=32.89m1/2/sn0.0331Q=ACRi=130.356 32.89 1.636300當(dāng)h=1.8m時(shí)：

=316.61m3/sA=（b+mh）h=（76+0.41.8）1.8=138.096m2X=b+2h1m2=76+21.810.42=79.88mR=A=138.096=1.73mX79.8810青海大學(xué)水電系2河道斷面計(jì)算C=1R1/6= 1 1.731/6=33.20m1/2/sn0.033Q=ACRi=138.09633.201.731300

3=348.16m/s表2-3水深----流量表h/mA/m2X/mR/m3C/（m1/2/s）Q/（m/s）1.5114.9079.231.4532.24257.541.6122.6279.451.5432.56286.061.7130.3679.661.6432.89316.611.8138.1079.881.7333.20348.16由上表繪出h---Q曲線如圖2.2圖2.2水深----流量圖從曲線查得：當(dāng)Q=312.3m3/s時(shí)，h=1.68m。對(duì)柴達(dá)木橋至格爾木橋段：取設(shè)計(jì)寬度為97m當(dāng)h=1.3m時(shí)：A=（b+mh）h=（97+0.421.3）1.3=126.776mX=b+2h1m2=97+21.310.42=99.80mR=A=126.776=1.27mC=1R1/6=11.271/6=31.53m1/2/sX99.80n0.0331Q=ACRi=126.776 31.53 1.27300

3=260.08m/s11青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程當(dāng)h=1.4m時(shí)：A=（b+mh）h=（97+0.41.4）1.4=136.58m2X=b+2h1m2=97+21.410.42=100.02mR=A=136.58=1.37mC=1R1/6=11.371/6=31.94m1/2/sX100.02n0.033Q=ACRi=136.58 31.94 1.37

1

3=294.80m/s300當(dāng)h=1.5m時(shí)：A=（b+mh）h=（97+0.41.5）1.5=146.40m2X=b+2h1m2=97+21.510.42=100.23mR=A=146.40=1.46mC=1R1/6=11.461/6=32.28m1/2/sX100.23n0.033Q=ACRi=146.40 32.28 1.46

1

3=329.68m/s300當(dāng)h=1.6m時(shí)：A=（b+mh）h=（97+0.41.6）1.6=156.224m2X=b+2h1m2=97+21.610.42=100.45mR=A=156.224=1.56mC=1R1/6=11.561/6=32.63m1/2/sX100.45n0.033Q=ACRi=156.22432.631.561=367.59m3/s300表2-4水深流量表23h/mA/mX/mR/mC/（m1/2/s）Q/（m/s）1.3126.77699.801.2731.53260.081.4136.58100.021.3731.94294.801.5146.40100.231.4632.28329.681.6156.224100.451.5632.63367.5912青海大學(xué)水電系河道斷面計(jì)算由上表繪出 h---Q曲線如圖 2.3：圖2.3水深流量圖從曲線查得：當(dāng)Q=312.3m3/s時(shí)，h=1.45m。2.2.3.2防洪堤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩岸防洪堤為75#漿砌石重力擋墻式。設(shè)計(jì)條件分正常和非正常情況,根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算，確定其斷面尺寸為：頂寬0.5m，迎水面坡比采用1：0.4，背水面坡比采用1：0.2，經(jīng)沖刷深度計(jì)算，基礎(chǔ)埋深自床石以下2.5m,河道標(biāo)準(zhǔn)斷面參見(jiàn)相關(guān)圖紙。為了防止墻后地下水對(duì)堤體的危害，在河槽設(shè)計(jì)洪水位和多年平均正常水位以上15cm，每隔2.5m各設(shè)排水管一道，墻后回填碎石（或300g/m2無(wú)紡反濾布）用為排水過(guò)濾料。根據(jù)規(guī)范要求，河堤每12m設(shè)沉降縫一道，并做防滲處理，縫寬2cm。為防沖刷，在河道彎曲段擋墻腳處拋大塊石防沖。在水流作用下，防護(hù)工程護(hù)腳塊石保持穩(wěn)定的抗沖粒徑按下式計(jì)算：d=V2/C2×2g×（γs-γ）/γ《堤防工程技術(shù)匯編》P73頁(yè)d—折算直徑（m），按球型折算；V—水流流速（m/s）；C—石塊運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定系數(shù)，水平庫(kù)坡C=0.9；γ，γ—為石塊和水的重率，可取為2.65KN/m3和1KN/m3。s經(jīng)計(jì)算抗沖粒徑為30cm，采用粒徑為30cm塊石。2.2.3.3 防洪堤高度確定（1）堤頂超高計(jì)算巴音河實(shí)測(cè)河道比降為 0.4%～5.3%，取其各河段一定范圍內(nèi)的平均值，作為此段河道的穩(wěn)定比降。經(jīng)分析，治理河道的穩(wěn)定比降取

1/300

。巴音河河道的天然河床主要由礫石加砂組成，防洪堤建成后河道糙率比天然糙率有所降低，結(jié)合《水利計(jì)算手冊(cè)》中天然河道糙率

n值表，確定河道天然糙率為

n=0.033。防洪堤采用混凝土和漿砌石兩種方案進(jìn)行計(jì)算，參考《水利計(jì)算手冊(cè)》中天然河道糙率

n值表，無(wú)抹灰的混凝土護(hù)面n=0.017，漿砌石護(hù)面

n=0.025。經(jīng)分析計(jì)算后，取綜合糙率為

n=0.033

。因本工程堤防工程的級(jí)別為

3級(jí)，則不允許越浪安全加高值取

0.7m

為宜。根據(jù)《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （CJJ50-92）的規(guī)定，本工程防洪主要和次要建筑物級(jí)別均為 413青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程級(jí)，堤頂高程應(yīng)按設(shè)計(jì)洪水位加堤頂超高確定。其計(jì)算公式為：Y=R+e+A式中：Y--堤頂超高；R—設(shè)計(jì)波浪爬高；e—設(shè)計(jì)風(fēng)壅增加高度；A--安全加高，取 0.7m。由氣象資料可知，工程區(qū)夏秋季節(jié)多東南風(fēng)，風(fēng)速較小，波浪爬高及風(fēng)壅增高不大，兩項(xiàng)合計(jì)值取10cm，加上安全加高 0.7m，最后確定堤頂超高為 0.8m。（2）基礎(chǔ)埋深（沖刷深度）確定通過(guò)對(duì)巴音河自然淘刷現(xiàn)狀的廣泛調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)踏勘，取該河道最大沖刷深為 1.5m。根據(jù)河床床質(zhì)顆分資料河道泥砂粒經(jīng)在 0.05～60mm之間,泥砂粒經(jīng)按河床床質(zhì)的平均粒徑計(jì)算 ,即15.4mm。根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB50286-98及《水力計(jì)算手冊(cè)》中的有關(guān)公式進(jìn)行沖刷深度計(jì)算。通過(guò)計(jì)算，確定直段和彎曲段沖刷深度均約為

1.5m。依據(jù)國(guó)家頒發(fā)的《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》中《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》

5.3.4 規(guī)定，基礎(chǔ)埋深要求在沖刷線以下

0.5～1.0m

的規(guī)定，通過(guò)計(jì)算和調(diào)查結(jié)果的綜合分析，

結(jié)合本工程實(shí)際情況，確定基礎(chǔ)自河床床面以下埋深為 2.0m。3）防洪堤高度確定由設(shè)計(jì)水深、堤頂超高和基礎(chǔ)埋深確定防洪堤高度。2.2.4河道縱斷面推算河道綜合整治長(zhǎng)度約為1.5Km，分格爾木橋以上左、右岸；河道防洪堤治理長(zhǎng)度為4.09Km，其中格爾木橋以上左、右岸之和3.1Km，平源村段約1.0Km，比降平均為1/300。河道縱斷面相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表表2-5河道縱斷面推求表樁號(hào)地面高程河床設(shè)計(jì)堤頂設(shè)計(jì)堤底設(shè)計(jì)水面線高比降備注高程高程高程程0+0002982.02980.62984.302978.602982.280.0033起點(diǎn)0+1002982.012980.342984.042978.342982.020.00330+2002981.172980.082983.782978.082981.760.00330+3002980.812979.822983.522977.822981.600.00330+4002980.172979.562983.272977.572981.680.00330+5002979.772979.302983.012977.312981.680.00330+6002979.362979.042982.752977.052981.680.00330+7002978.942978.782982.492976.792981.680.00330+798.062978.812978.492982.202976.502981.680.00331#壩址14青海大學(xué)水電系2河道斷面計(jì)算樁號(hào)地面高程河床設(shè)計(jì)堤頂設(shè)計(jì)堤底設(shè)計(jì)水面線高比降備注高程高程高程程0+898.062978.772978.222981.872976.232980.150.00330+998.062978.282977.962981.552975.972980.150.00331+098.062978.362977.692981.222975.702980.150.00331+198.062977.822977.392980.892975.442980.150.00331+288.452977.412977.192980.602975.202980.150.00332#壩址1+388.452977.452976.922980.272974.932978.380.00331+500.532977.502976.642979.912974.642978.090.0033終點(diǎn)表2-6河道左岸Z0+782.8-Z1+557.8段水面曲線推求表樁號(hào)地面高程河床設(shè)計(jì)堤頂設(shè)計(jì)堤底設(shè)計(jì)水面線高比降備注高程高程高程程Z0+782.82986.392978.602982.402976.602980.250.0033Z0+799.42985.512978.502982.202976.502980.250.00331#壩址Z0+931.82978.502978.172981.972976.172979.680.0033Z1+078.82979.002977.742981.542975.742979.550.0033Z1+282.82986.392977.202980.602975.202977.950.00332#壩址Z1+331.82978.602977.012980.812975.012977.760.0033Z1+557.82976.502976.352980.152974.352977.650.0033表2-7河道右岸Y0+000-Y0+741.8段水面曲線推求表樁號(hào)地面高程河床設(shè)計(jì)堤頂設(shè)堤底設(shè)計(jì)水面線比降備注高程計(jì)高程高程高程Y0+0002983.362980.602984.302978.602982.300.0033Y0+081.82981.942980.392984.092978.392982.100.0033Y0+175.82980.802980.152983.852978.152981.840.0033Y0+220.82980.802980.032983.732978.032981.730.0033Y0+361.82980.202979.672983.372977.672981.360.0033Y0+562.82982.702979.162982.862977.162980.840.0033Y0+741.82981.402978.702982.402976.702980.040.003315青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程防洪堤設(shè)計(jì)3.1方案一防洪堤采用仰斜式漿砌石擋土墻如圖 3.1所示：.4.2:01:0.5已建河堤1反濾料:010011:11003000回填砂礫石150圖3.1仰斜式漿砌石擋土墻示意圖仰斜墻坡度愈緩，主動(dòng)土壓力愈小，但為了避免施工困難，墻背坡不宜緩于 4：1現(xiàn)設(shè)計(jì)為 5：1，墻面坡應(yīng)盡量與墻背坡平行，現(xiàn)設(shè)計(jì)為： 4：1。當(dāng)墻身高度超過(guò)一定限度時(shí)，基底壓應(yīng)力往往是控制截面尺寸的重要因素。為了使地基壓應(yīng)力不超過(guò)地基許可承載力，在墻底加設(shè)墻趾臺(tái)階，加設(shè)墻趾臺(tái)階對(duì)擋土墻抗傾穩(wěn)定也是有利的。墻趾高

h和墻趾寬

a的比例設(shè)計(jì)為

4：1，a值常不小于

20cm，現(xiàn)設(shè)計(jì)為

50cm。墻后地下水位較低，墻底寬約為墻高的

0.6～0.7

倍，墻頂寬一般用

30～50cm，現(xiàn)設(shè)計(jì)為

50cm。尺寸如圖

3.2：圖3.2 墻趾示意圖16青海大學(xué)水電系防洪堤設(shè)計(jì)3.1.1荷載及其組合荷載的分類(lèi)及組合在不同工作條件下，作用于擋土墻上的荷載為：⑴擋土墻及填土自重；⑵土壓力；⑶水壓力；⑷浮托力；⑸地震力；荷載組合⑴基本組合：由基本荷載組成。這種基本荷載是在擋土墻正常條件下， 經(jīng)常起作用的荷載， 上述1～項(xiàng)荷載均屬于這一類(lèi)，也是設(shè)計(jì)情況下考慮的荷載組合。⑵特殊組合：由基本荷載與非常情況下起作用的特殊荷載（地震力）組成。上述（ 5）項(xiàng) 屬于特殊荷載。圖

3.3

荷載簡(jiǎn)圖圖中：

G1---

墻身自重；

G2---

墻后土重；

G 3---

墻前水重；

E-----

土壓力；W---

水壓力；

U-----

浮托力；3.1.2荷載的計(jì)算⑴土壓力的計(jì)算由于擋土墻小于 5米，墻后又有良好的排水條件，故按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算主動(dòng)土壓力：EAX=mxnxH2⑸EAY=mynyH2⑹式中：EAX，EAY------分別為主動(dòng)土壓力的水平分力和垂直分力（噸力/米）；m，m-------分別為墻背垂直時(shí)，主動(dòng)土壓力的水平分力和垂直分力的計(jì)算系數(shù)（噸力/米）；xynx，n--------分別為墻背傾斜時(shí)，主動(dòng)土壓力的水平分力和垂直分力的影響系數(shù)；yH-----擋土墻高度（米）查水工設(shè)計(jì)手冊(cè)[7]表得：mx=0.223my=0.073nx=0.72ny=0.48所以EAX=0.2230.7242=2.56噸力/米EAY=0.0730.4842=0.56噸力/米青海大學(xué)水電系17青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程⑵墻身自重的計(jì)算體積V=（0.5+1.38）3.7/21+（0.7+1.38+0.5）11+（0.7+1.38+0.5-1+0.5）1/2=7.098m3G=r0v式中：G----建筑物自重；r0---構(gòu)成建筑物材料的容重；v----建筑物的體積；G=23 7.098=163.3KN⑶墻后土重的計(jì)算G=r0 v式中：G----建筑物自重；r0---構(gòu)成建筑物材料的容重；v----建筑物的體積；(0.70.70.23.7)3.7v211.221Gr0v171.22120.757KN⑷水壓力的計(jì)算PrhcA⑺式中：A----受壓平面的面積；h----受壓平面的形心在液面以下的鉛垂深度；CA=3.23m2C；；h=H/2=1.615mP=101.6153.23=52.16KN；PX=48.43KN；PY=19.4KN；⑸墻前水重的計(jì)算：V=（2.584+0.7）×3.23/2×1=5.30m3G=rv=10×5.30=53KN⑹浮托力的計(jì)算：G=rv（8）式中：G---浮托力；r---水的容重；v---建筑物水下部分的體積；v=（0.7+1.38+0.5-1+0.5）1/21=1.04m3G=10 3.62=36.2KN⑺墻后土重的計(jì)算G=r v18青海大學(xué)水電系3防洪堤設(shè)計(jì)式中：G---浮托力；r---土的容重；v---墻后土的體積；v=（0.7+0.7-0.23.7）3.7/21=1.221m3G=rv=171.221=20.757KN⑻地震力的計(jì)算：Pa=（1+3k）E （9）P a---

地震時(shí)作用在擋土墻墻背上的土壓力；E---

無(wú)地震時(shí)的土壓力；k---

水平向地震系數(shù)，當(dāng)?shù)卣鹆讯葹?/p>

7度時(shí)，

k=0.025

；P ax=（1+3 0.025）

25.6=27.52KN；PAy=（1+3 0.025）

5.6=6.02KN；3.1.3穩(wěn)定計(jì)算防洪堤穩(wěn)定計(jì)算內(nèi)容包括：抗滑穩(wěn)定和抗傾穩(wěn)定計(jì)算兩種情況。⑴抗滑穩(wěn)定抗滑穩(wěn)定按下式計(jì)算：Kc=f∑W/∑P（10）式中：Kc--抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；f—摩擦系數(shù)，取 0.48；W—作用于建基面上的全部垂直力之和；P--作用于建基面上的全部水平力之和。正常情況下：Kc=f∑W/∑P0.485.616319.45310.420.75725.648.43=1.63非正常情況下：Kc=f∑W/∑P=0.485.616319.45310.420.7576.02=1.2225.648.4327.52⑵抗傾穩(wěn)定K0WV（11）PHWV1.651.55（正常運(yùn)行條件下）K0WVK01.561.45（非正常運(yùn)行條件下）PHPH式中：K0——抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)；WV ——作用于建基面上的全部垂直力傾覆力矩之和；19青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程PH——作用于建基面上的全部水平力傾覆力矩之和；3.2方案二采用懸臂式鋼筋混凝土擋土墻，墻體自身穩(wěn)定性主要依靠底版上的填土重量來(lái)保證，其主要特點(diǎn)是厚度小，自重輕，屬輕型結(jié)構(gòu)，如圖3.5：0.27.30.8522 .0.03圖3.5臂式鋼筋混凝土擋土墻示意圖由圖可知：懸臂式擋土墻由立板與底版兩部分組成。為了便于施工，立板內(nèi)側(cè)（墻背）做成垂直面，外側(cè)（墻面）可做成 15：1～20：1坡面。底板做成變厚度，底面做成水平，頂面自立板處向兩邊傾斜。立板頂部厚度一般不小于 15厘米，以便澆筑混凝土，在此設(shè)計(jì)為 20cm，底版靠立板處的厚度常取為墻高的 1/10～1/12，現(xiàn)設(shè)計(jì)為 25cm，底板前趾及后趾處厚度一般不小于 20cm，現(xiàn)設(shè)計(jì)為 20cm。底板寬度B一般取為擋土墻高度 H的0.6～0.8倍，現(xiàn)設(shè)計(jì)為 3m，在墻后伸出的底板稱(chēng)內(nèi)底板，在墻前伸出的底板稱(chēng)外底板。外底板的長(zhǎng)度

D1---D/B=0.15

～0.3

，現(xiàn)設(shè)計(jì)為

80cm。3.2.1荷載計(jì)算⑴土壓力的計(jì)算：現(xiàn)擋土墻的高度為 5米，墻后有良好的排水條件，可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算主動(dòng)土壓力：2EAX=mxnxHEAY=mynyH2查水工設(shè)計(jì)手冊(cè) [7]表得：mx=0.199my=0.073nx=0.45ny=0.75所以EAX=0.1990.4542=4.60噸力/米EAY=0.0730.7542=1.369噸力/米20青海大學(xué)水電系防洪堤設(shè)計(jì)⑵墻身自重的計(jì)算G=rv0體積V=[33.7(3.70.253.70.2)0.8(3.70.253.70.2)2]122=1.37m3式中：G----建筑物自重；r---構(gòu)成建筑物材料的容重；0v----建筑物的體積；G=24.5 1.37=33.656KN⑶墻后土重的計(jì)算G=r0 v(3.70.253.70.2)2=17×2=118.15KN⑷水壓力P=51.52KN⑸墻前水重的計(jì)算：v 0.8 3.23 2.584m3G rv 25.84KN⑹浮托力的計(jì)算：v1.37(3.73.23)0.21.276m3Grv12.76KN⑺墻后土重計(jì)算G17(3.70.253.70.2)2rv2118.5KN⑻地震力的計(jì)算：Pa=（1+3k）EPa---地震時(shí)作用在擋土墻墻背上的土壓力；E---無(wú)地震時(shí)的土壓力；k---水平向地震系數(shù)，當(dāng)?shù)卣鹆讯葹?度時(shí)，k=0.025；P=（1+30.025）25.6=27.52KN；axPAy=（1+30.025）5.6=6.02KN；3.2.2穩(wěn)定計(jì)算防洪堤穩(wěn)定計(jì)算內(nèi)容包括：抗滑穩(wěn)定和抗傾穩(wěn)定計(jì)算兩種情況。荷載組合正常情況下：設(shè)計(jì)洪水位情況非常情況下：工程完建情況和基礎(chǔ)沖刷、洪水驟降至多年平均流量、計(jì)入地震荷載情況兩種。⑴抗滑穩(wěn)定抗滑穩(wěn)定按下式計(jì)算：正常情況下：Kc=f∑W/∑P21青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程8.7633.565118.1525.8412.76=0.4814.348.43=1.43非正常情況下：Kc=f∑W/∑P182.9729.417=1.23=0.4815.378.03⑵抗傾穩(wěn)定K0WV1.571.55（正常運(yùn)行條件下）K0WV1.481.45（非正常運(yùn)行條件下）PHPH3.3方案比較按照因地制宜，就地取材的原則，根據(jù)工程所處的位置、建筑材料、施工條件、工程造價(jià)等因素綜合比較確定，推薦采用仰斜式漿砌石擋土墻，該堤型具有開(kāi)挖量小，便于施工和質(zhì)量控制、土壓力小、不涉及大量工程占地和房屋拆遷，造價(jià)相對(duì)較小等優(yōu)點(diǎn)，主要適用于堤前無(wú)灘地，水域較狹窄，沖刷較嚴(yán)重等地段，與本地段的自然情況相符合，在已建的防洪堤工程中廣泛采用，是較為理想的堤型。22青海大學(xué)水電系1﹟閘壩的設(shè)計(jì)1﹟閘壩的設(shè)計(jì)4.1閘室的總體布置4.1.1閘門(mén)的形式根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)為平面閘門(mén)，它可以封閉很大跨度和水頭的孔口，閘門(mén)啟動(dòng)迅速，操作簡(jiǎn)單可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造安裝；宜用在深水孔口上。閘門(mén)厚度的設(shè)計(jì)：根據(jù)規(guī)范，閘門(mén)厚度設(shè)計(jì)為 20cm。4.1.2閘墩的設(shè)計(jì)閘室采用 10孔閘門(mén)，有9個(gè)中墩，兩個(gè)邊墩，均采用鋼筋混凝土實(shí)體型式， 為使過(guò)閘水流平順，側(cè)向收縮小，過(guò)流能力大，閘墩上游側(cè)采用半圓形，下游側(cè)采用流線形。中墩的設(shè)計(jì)：根據(jù)規(guī)范，閘門(mén)槽深取為 0.2m，工作閘門(mén)槽寬 0.4m，檢修閘門(mén)槽深 0.2m，工作閘門(mén)與檢修閘門(mén)之間的凈距為 2.0m。根據(jù)規(guī)范：閘墩高度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)洪水位加相應(yīng)安全超高，現(xiàn)設(shè)計(jì)閘墩高度為為 2.0個(gè)m。閘墩寬設(shè)計(jì)為 1m。邊墩的設(shè)計(jì)：邊墩寬設(shè)計(jì)為 40cm即0.4m，高度一般高出水面 1～1.5m，設(shè)計(jì)為 3.0m。4.1.3閘室總寬度L=nl+（n-1）d=107+91=79m（12）式中：n----閘孔數(shù)；l----每孔閘門(mén)寬（計(jì)算如后所述）；d----閘墩厚度4.1.4閘底板厚度與順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度的設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)范，底板厚度取為閘孔凈寬的1/6～1/8，即d=（1/6～1/8）l（13）=（1/6～1/8） 7=1.2～0.875m取d=1m表4-1 閘室順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度與上下游最大水位差的比值表地基土質(zhì)閘底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度/上下游最大水位差碎石土和礫(卵)石1.5～2.5砂土和砂壤土2.0～3.5粉質(zhì)壤土和壤土2.0～4.0粘土2.5～4.5根據(jù)閘室地基土質(zhì)的情況,閘底板下多為巖石、砂卵礫石,閘底板順?biāo)鞣较虻拈L(zhǎng)度為L(zhǎng):L=3.5Hmax（14）=3.5×(2981.72-2980.15)=5.5m≈6m23青海大學(xué)水電系青海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)：巴音河（德令哈市區(qū)段）河道治理工程4.1.5交通橋的設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)范：長(zhǎng)： 6m+1.3m=7.3m 厚：0.2m交通橋每米重：7.30.2-0.420.2+70.20.2）25=39.5KN≈40KN4.1.6工作橋的設(shè)計(jì)工作橋每米重量取為交通橋的 1/8左右，約為 5KN，鋼筋混凝土容重為 24-25KN/m3。4.2水閘的水利計(jì)算4.2.1閘孔總凈寬在正常設(shè)計(jì)水位下，出閘水流屬堰流。P=1.5m；H02.422=2981.68-2978.49-1.5+=1.999m；29.8h=2980.15-2978.22-1.5=0.43m；sH=2981.68-2978.49-1.5=1.69m；寬頂堰的流量系數(shù)m取決于堰頂?shù)倪M(jìn)口形式和堰的相對(duì)高度P/H，因?yàn)殚l頂入口為直角，所以m=0.32+0.01計(jì)算得m=0.34

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