1、桑植县河口乡沙洲村大沙洲过河通道设计说明桑植县水利水电勘测设计院二一五年一月院 长 ：总 工 ：设 总 ：勘测设计人员： 目 录设 计 说 明一、概述大沙洲过河通道位于桑植县马合口乡沙洲村沙坪组、沙洲组交界处，澧水中源大沙洲河上。该段河面宽阔，水流平缓，多年来，沿河两岸村民生产、生活，小孩上学全靠涉水过河，交通极为不便，该段还是沙坪组、天窝组通往外界的唯一通道。为方便当地民众生产生活，当地政府和村组强烈要求解决当地村民出行不便的现状，我公司受桑植县河口乡政府的委托对此过河通道进行测设。该过河通道的修建，将大大改善沙洲村沿河两岸一千多人的生产出行问题，对本地经济建设和发展有着十分重要的意义，更是
2、当地群众多年来的迫切愿望。二、工程等级根据水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000）查得，该过河通道工程等级为 V 等，主要建筑物、次要建筑物均按 5 级设计。三、设计依据1、 水利水电工程等级划分及洪水标准 （SL252-2000）2、 混凝土重力坝设计规范 （SL3192005）3、 水闸设计规范 （SL265-2001）4、 水工建筑物荷载设计规范 （DL5077-1997）5、 堤防工程设计规范 （GB50286-2013）四、水文气象、地质等情况1、水文气象资料1）水文资料大沙洲河流域内无水文测站，在澧水北源上设有凉水口水文站，控制流域面积 877km2，与大沙洲河流域
3、面积（71.35km2）相差太大，不适合作为参证站。因此，本次设计洪水的推求参照湖南省水利水电厅 1984年编制的湖南省暴雨洪水查算手册进行。大沙洲过河通道位于河口乡沙洲村境内，该河段总宽度 108.5m，常年水面宽 32.7m，河床底面高程 434.07m，河岸顶部高程 435.10m，上游耕地地面高程 437.03m，通道涵管埋设处以上控制集雨面积 71.35km2，流域长度 19.05km，流域坡降为 5.4。采用计算机编程，计算得 10 年一遇设计洪水 Q10 为 462.09m3/s，20 年一遇校核洪水 Q5 为 563.53m3/s。2）设计洪水位设计水面线的推算采用伯努里（Be
4、rnolli）能量方程试算法，水面线的推算中计入沿程水头损失，弯道、断面收缩、扩散以及各桥梁等阻水建筑物处局部水头损失。采用计算机编程计算得工程实施前相应 10 年一遇设计洪水位为 436.01 m，20 年一遇校核洪水位为 436.54 m。工程实施后水文分析及调洪演算（以河床底面高程 434.07m 为起算水位）采用计算机编程计算得 10 年一遇设计洪水（P=10%）时的相应水位为436.25m；20 年一遇校核洪水（P=5.0%）时的相应水位为 436.68m。通过以上计算成果可知，工程实施前后通道涵管处水位稍有抬高，20 年一遇校核洪水位 436.68m上游耕地地面高程 437.03m
5、，不会造成上游耕地淹没。3）气象资料大沙洲河流域地处亚热带地区，受季风影响很大，属亚热带季风温润气候，四季分明、气候温暖湿润。气候的形成，主要为太阳辐射、大气环流和地理因素及其相互作用的结果。在冬季，多为西伯利亚干冷气团所控制，北方寒流频频南下，造成干燥寒冷气候；夏季则为低纬海洋暖温气团所盘据，温高湿重；春夏之交，正处冷暖气流交替过渡地带，锋面和气旋活动频繁，造成阴湿多雨，天气多变。简言之，本区气候特性为：严寒酷暑期短，夏热期长；春湿多变，寒流频繁；雨季明显，夏秋多旱；四季分明，无霜期较长，垂直差异大，小气候明显。十二月至次年二月受寒潮影响，气温低。入春后，受西南湿润暖气影响，往往形成雨季。大
6、沙洲河流域邻近湖南省最大的暴雨中心八大公山，年最大 24 小时雨量 373.8mm，多年平均雨日 156d。流域内暴雨以气旋所在地造成的锋面暴雨出现机会最多，出现时间多为 58 月，暴雨范围一般属区域性，一次暴雨一般历时不超过三天。气温：多年平均气温 16.3，一月平均气温 4.6，七月平均气温27.3，极端最低气温-10.2(1997 年 1 月 30 日)，极端最高气温40.4(1971 年 7 月 26 日)，相差 50.6。降雨量：流域内雨量充沛，八大公山多年平均降水量 2196.1mm（凉水口站多年平均降水量 1701.0mm） ，但年内分配极不均匀，其中 410 月降水量占全年的
7、85.2%，尤其以 67 月最为集中，最高的 1980 年 67月降水量达 1198.5mm，占全年降水量的 44.8%；最大日降水量达273.2mm（1969 年 7 月 3 日） ，最大年降水量为 3687.2mm（1998 年） ，最小年降水量为 1686.0mm（1994 年） 。全年降雪日数在 715 天左右。湿度：历年平均相对湿度 79%；蒸发量：历年平均蒸发量 1014.7mm；多年平均风速：1.4 m/s，瞬时最大风速：20m/s（1963 年 8 月 17 日）；多年平均日照数：1297h。2、工程地质资料工程位于在大地构造上位于谷罗山廖家村向斜构造中。区内地质构造以褶皱为主
8、，断裂构造不甚发育，区域上的谷罗山廖家村向斜经凉水口、两河口，延伸至廖家村。南北长 71km,东西宽 12km。构造线呈北东向展布，整个工程分布于该向斜构造中部，岩层总体倾向北西，倾角 2187，向斜轴部岩层产状稍为平缓，两翼岩层稍陡，局部直立、甚至倒转。区内发育二条区域性大断裂构造，西边一条断裂始于谷罗山,经凉水口、两河口，延伸到廖家村；东边一条从山羊溪延伸到打鼓泉。两条断层均为压扭性阻水断层，属非全新活动断层。挽近期区内整体间歇性抬升为主，地震活动较微弱，城区附近虽有区域性活动断裂通过，但历史上未发生过强烈地震，构造上乃属相对稳定地块。根据 GB18306-2001 版 1/400 万中国
9、地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图确定，本区地震动峰值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应地震基本烈度为度。区内不良地质现象主要表现在岩体风化和岸坡冲刷。区内大部分为灰岩，外露呈中化性，河床大部分区域为中风化性灰岩，石灰岩抗风化能力差，一般强风化深度 512m，风化强烈区容易形成小型崩塌体。根据现场地质查看的情况，该河段砂卵石覆盖层较厚，但河床两岸基础裸露，砂卵石覆盖层厚约 50cm。五、工程设计过河通道设计采用多孔等截面钢筋砼管结构。全段长 37.7m、宽4.0m、高 4.0m，涵管埋设轴线与水流方向基本正交。1、断面设计通道长 37.7 米，顶
10、部高程 435.1m，底部高程 431.1m，通道路面为20cm 厚现浇 C20 钢筋砼，路面宽 4.0m。下部埋设 21 根 1000mm C20 钢筋砼预制管，壁厚 100mm，间距 1500mm（管道中心） ，涵管采用 20 钢筋锚固且深入基岩不小于 600cm，通道设伸缩缝 2 条，缝宽 2cm。详见设计图。2、涵管基础通道铺设涵管基础需开挖至微风化岩基，并嵌入基岩 100200mm，涵管底面设计高程为 433.5m，与原河床底面高程基本一致，管基座高度为2.4m，采用“金包银”结构，中间为 M7.5 浆砌块石，外包 C15砼垫层厚度为 500mm，施工时可结合实际情况进行调整。详见设
11、计图。3、通道坝体应力及稳定计算参照混凝土重力坝设计规范 （SL3192005）和水闸设计规范（SL265-2001）的规定及通道的实际情况，对以下 2 组荷载组合进行了计算。基本组合：正常蓄水位静水压力+泥沙压力+坝体自重+扬压力+浪压力；特殊组合：校核洪水位静水压力+泥沙压力+坝体自重+扬压力+浪压力。由于通道坝体太矮，只作抗滑稳定计算，不作应力计算。混凝土与岩石的摩擦系数 f 取 0.55。河床部分坝体的计算成果见下表。溢流段坝体稳定成果表抗滑稳定系数 kc计算值 要求值设计洪水位 1.11 1.05校核洪水位 1.08 1.0正常水位 1.13 1.05过河通道工程量见下表：过河通道主要工程量表计 算结 果荷 载组 合项目名称 砂卵石开挖 （m 3） 石方开挖 （m 3） 现浇 C15砼（m 3）M7.5浆砌石（m 3） 现浇 C20砼（m 3）DN1000砼管（m）钢筋制安（kg）大沙洲过河通道 3081.33 75.4 264.75 213.34 26.16 84 1395.94
