1、题 目：山区中小型河堤专项治理方案设计 专 业：工程管理 II目 录摘 要 .X本文结合壤塘县实际情况，从现场获取第一手资料。在结合当地多年来累计的施工经验编写有一定的产考价值。 .X第一章 11.1 工程建设依据 11.1.1 工程概况 11.2 工程建设的必要性 11.2.1 自然及社会经济概况 11.2.2 山洪灾害 21.2.3 工程区现状 41.3 工程任务及治理标准 41.3.1 工程任务 41.3.2 防洪标准 41.3.3 设计水平年 41.4 工程规模 41.5 堤线布置及堤距选择 51.5.1 工程区河流特性 51.5.2 堤线布置原则 51.5.3 稳定河宽计算说明 51
2、.5.4 堤距选择及确定的堤线布置方案 71.6 设计洪水水面线及冲刷计算 71.6.1 基本资料 71.6.2 计算方法 71.6.3 冲刷计算 91.7 排涝规划 111.8 清淤、疏浚规划 11第二章 122.1 工程等级与设计标准 122.2 设计基本资料 122.2.1 水文气象资料 122.2.2 工程地质及测绘资料 122.2.3 设计规程及规范 132.3 堤防工程总体布置 132.3.1 稳定河宽论证与堤距选择 132.3.2 堤线方案选择 142.3.3 堤型选择 142.3.4 建堤后河床变形及稳定分析 17III2.4 堤防结构设计 182.4.1 堤防断面结构 182
3、.4.2 堤顶超高及堤顶高程的确定 182.4.3 堤顶结构 192.4.4 堤防防冲刷设计 192.4.5 基底处理 202.4.6 堤防工程稳定计算 212.4.7 河堤防冲保护设计 222.4.8 抗冻设计 222.5 河道疏浚设计 222.5.1 河道疏浚设计 222.5.2 对疏浚料的处理 232.5.3 疏浚后的河道冲淤分析 232.6 穿堤建筑物及排涝工程设计 23致 谢 24参考文献 25西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 1IV摘 要本文结合壤塘县实际情况，从现场获取第一手资料。在结合当地多年来累计的施工经验编写有一定的产考价值。西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 11第
4、一章1.1 工程建设依据1.1.1 工程概况壤塘县城南堤防工程位于壤塘县壤柯镇杜柯河左岸。壤塘县与马尔康、阿坝州接壤，南与金川县毗连，西部和南与甘孜州色达县，炉霍县，道孚县相望，北邻青海省班玛县。县境内辖 1 镇、11 乡、60 个行政村，131 个村民小组。全县总人口 3.5 万人，其中农业人口 2.94 万人。县境东西横跨 89.6 公里，南北纵长 134.4 公里，全县总面积 6606.4903平方公里。平均海拔 3285 米，绝对无霜期仅 48 天，年降水量 763.19mm。县境内有大小河流及支流 422 条，则曲和足木足河是大渡河的主要支流，对长江源头的水源涵养起着重要作用。全县公
5、路主干线两条，分别为泽当至沃卡和泽当至曲松公路，经境内总长度190 km，另有县道 3 条 89km，乡道 9 条共 410 km，全县三乡一镇均通公路，油 路 通 乡 率为 100%。 已 通 公 路 的 建 制 村 27 个 ， 公 路 通 村 率 45%， 基本上形成辐射全县的公路网络。县境内气候主要特点是垂直分布明显，南湿北干，复杂多样的高原山地气候。受西风气流和西南季风气流影响，高原季风性气候十分显著，冬季干燥寒冷，长冬无夏，春秋短促相连，四季无明显之分，气温年差较小，日差较大。年均气温分布为南高北低，相差约 2-8。县城壤柯镇年均气温 4.8，7 月最高气温 29.4，最低-22.
6、3。年平均降水量 756.1mm，中部偏多，南北略少，510 月为雨季，降水量约占全年 90%。境内没有绝对无霜期，北部无霜期短仅 25 天，南部无霜期也仅 100-120 天。全县晴朗天气较多，全年日照时数 2670.43036h，0期间的日照时数 12881994h，农作物生长季节日照时数为 10251542h。冬天阳光充足，夏季雨量集中，干湿季节明显，气温和降水在垂直方向上也存在着明显差异。从河谷到高山，有明显的气候垂直变化，多为小区域气候。初雪最早出现在 9 月中旬，终雪最迟在 5 月上旬。海拔 3500m 以上地带，则全年霜雪不断。1.2 工程建设的必要性1.2.1 自然及社会经济概
7、况本工程保护区范围主要是壤塘县壤柯镇，壤塘县位于四川，其东北与马尔康，阿坝西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 22县接壤，南与金川县毗连，西部和南与甘孜州色达县，炉霍县，道孚县相望，北邻青海省班玛县。县境内辖 1 镇、11 乡、60 个行政村，131 个村民小组。全县总人口 3.35 万人，其中农业人口 27334 人。县境东西横跨 89.6 公里，南北纵长 134.4 公里，全县总面积6606.4903 平方公里。平均海拔 3285 米，绝对无霜期仅 48 天，年降水量 763.19mm。县境内有大小河流及支流 422 条，杜柯河和则曲河是大渡河的主要支流，对长江源头的水源涵养起着重要作用
8、。岗木达乡位于县境中部，距县府仅 3km，全乡面积约 1200 km2，人口 0.2 万人，辖阳陪、达日、章光、岗木达、明达、昂柯 6 个村委会。1.2.2 山洪灾害壤塘县城南堤防工程位于壤塘县壤柯镇，地处杜柯河流域，杜柯河流域洪水由暴雨形成，暴雨发生时间一般是 69 月，个别年份发生在 5 月底或 10 月初。整个杜柯河流域暴雨具有随流域海拔高程增加，暴雨量明显减小的趋势。据壤塘县气象站实测资料统计，历年最大 24 小时降雨量 54.8mm(1994 年)；杜柯河流域呈扇分布型，当发生暴雨时，各支沟洪水先后汇入杜柯河干流，干支流洪峰错锋。由于杜柯河流域植被较好，河床比降较陡，洪水的涨落过程比
9、较快，一次洪水过程 13 天。据地方志记载，2013 年 6 月 4日以来，壤塘县持续强降雨，部分乡镇出现暴雨天气且持续降雨，并伴有短时冰雹、雷暴等极端恶劣天气过程，截至 15 日 16 时，累计降水量达 185.9mm，为 1981 年以来同期最大水量。2013 年 6 月壤塘县发生 “6.13”洪灾，造成岗木达乡内道路、桥梁、耕地、棚圈受到严重损失。其中：昂柯村通村道路塌方 2 处约 200m3，导致昂柯村出入道路完全堵塞，经济损失约 3 万元。明达村境内县道路基多处塌方约 500m3；明达干沟 9 户牧场牛圈冲毁，牧道冲毁 4km。泽郎沟村道几乎完全冲毁，多处垮塌且损毁严重，车辆人员无法
10、通行。若尔盖寨后村路完全被泥石流冲毁。哈寨通村路多处垮塌，损毁严重，无法通行，153 沟牧道冲毁 6.5km。达日村境内房屋塌方 25 处达 300m3，村道垮塌 9 处，冲毁约 5.5km，牧道塌方和冲毁约 3km。章光村足木达寨寨内硬化路垮塌一处约 50m3，热窝寨寨内硬化路损毁3 处约 15m。则木达寨机耕道被淹 20m，301 段沟便桥冲毁 3 座，301 段沟村道冲毁一处，约 40m3。由于土壤水分饱和，加上持续强降雨迭加，造成杜柯河、则曲河河水暴涨，境内小流域水位普遍上涨，根据山洪预警非工程措施水位视频站监测：杜柯河壤柯镇段水位达到 2.1 米，超警戒水位 0.3 米，则曲河南木达
11、乡段水位 2.9 米，超警戒水位 0.9 米，超西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 33警戒水位持续 96 个小时，致使壤塘县 12 个乡镇均受到不同程度的洪涝和泥石流灾害。灾情情况汇报如下：一、受灾情况（1）农牧林业直接经济损失 954.8 万元，其中：农业方面，受损农作物 0.106 万亩，受灾 0.087 万亩，绝收 0.062 万亩，受损机耕道 7.8 公里；冲毁牧道 96 公里，冲毁棚圈30 个。林业方面，涉及综合林场危旧房改造、森林防火三期营房、物资储备库工程等受灾，需加固堡坎，沙化治理工程受灾 60 多亩，冲毁退耕还林地 1000 余亩、城镇绿化地20 余亩，苗圃进水受损。（2
12、）交通运输业直接经济损失 2137.297 万元。其中：冲毁路基 28 处，累计 21270余立方米；泥石流、山体垮塌 53 处，累计 37250 余立方米；受损村道桥、涵洞 19 座，县城 2 座便桥被冲毁。（3）水利设施直接经济损失 1063 万元。全县堤防损坏 17 处，长度 2.07 公里。（4）、电力设施损失约 190 万元。全县 10KV 线路发生倒杆断线 41 处，涉及 12.5公里，存在严重隐患线路 63 处，涉及 18 公里，共涉及台区 109 个；35KV 线路存在严重隐患线路 3 处，涉及 0.9 公里；章光电厂进水口、引水渠、溢洪道多处出现垮塌，备用电杆损失 30 根。
13、（5）移动通信损失约 20 万元。洪灾导致传输光缆受损 5 公里，杆路倾斜、倒杆共计 70 根。（6）所学校围墙、堡坎、排水沟、储水池等受损共计 123 万元。（7）市政设施损失 100 万元。绿化带被冲毁损失 800 余米，堡坎垮塌 3 处，路灯线路、井盖、围栏等多处损失。（8）国家文物单位损失约 350 万元。中壤塘确尔基寺出现塔身开裂渗水，塔顶出现垮塌现象，约损失 150 万元。茸木达棒托寺大经堂顶多处出现渗水、积水，破坏墙体壁画 300 平方米，约损失 200 万元。（9）13 座寺庙不同程度存在地质灾害和安全隐患，经济损失共计 22 万元。(10)基层政权设施损失 20 万元，涉及
14、12 个村村级活动室、围墙、坝子等。(11)农户房屋受损约 300 万元，房屋进水 161 户，受损 56 户。洪灾不仅给壤塘县壤柯镇人民生命财产造成重大损失，而且严重影响到壤塘县壤柯镇的建设发展。在现状行洪区状况下难以约束洪水，规划河流两岸防洪安全无保障，漫流状的洪水十分不利于防洪排涝治理，威胁河流两岸人民群众生命财产安全，防洪形势西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 44极为严峻。为确保规划河流两岸群众不受洪水威胁，保障河流两岸人民群众生命财产安全，推动壤塘县地方经济的发展，维护藏区社会稳定，对规划河流进行整治势在必行。1.2.3 工程区现状经现场踏勘，壤塘县城南堤防工程位于壤塘县壤柯镇，
15、整个河段左岸有县道桑珠路通过，杜柯河流经壤柯镇时由于地形因素影响，在工程河段形成折弯河道，河道宽窄不一，部分河道较窄，最窄处仅为 26m，河床基本为砂卵石堆积层。洪水期对左岸侵蚀严重，加之集雨区域上下游暴雨径流冲蚀产生的泥沙、卵石冲入河道，致使河道逐年淤积，导致河道行洪能力逐年降低，每年汛期均会产生不同程度的洪涝灾害。工程区已建部分公路挡墙，但由于遭受洪水多年冲刷，基础已经被掏空，部分已经出现垮塌。1.3 工程任务及治理标准1.3.1 工程任务本工程任务是根据四川省发改委和四川省水利厅联合召开的“加快四川省水利基础设施建设工作会议”和“藏区会议精神”的要求，依照防洪法，结合尕古玛沟水情特点和城
16、镇建设，因地制宜地兴建防洪堤。因此本工程的任务是：城市防洪及改善城区生态环境。通过工程实施，最终确保壤塘县壤柯镇人民生命财产得到保护，改善地方基础设施，维护社会安定，促进壤塘县国民经济和旅游环境的快速发展。1.3.2 防洪标准（1）保护对象根据防洪工程建设布局，拟建的防洪工程的保护区为壤塘县壤柯镇整个城镇，保护该地房屋、耕地、企业不受洪水干扰，以牧业带动经济发展，快速提高人民生活水平。（2）防洪标准本次工程保护壤塘县壤柯镇城镇。根据防洪标准（GBS020194）、堤防工程设计规范（GB50286-2013）和四川省水利厅关于印发四川省重点地区中小河流治理项目初步设计报告编制大纲（试行）的通知（
17、川水发【2011】3 号）的规定，按保护对象的重要性，结合本工程河段的实际情况，本工程保护区的防洪标准确定为 20 年一遇洪水，堤防为 4 级堤防，主要建筑物为 4 级建筑物。1.3.3 设计水平年结合规划及壤塘县的发展要求，本工程基准年为 2014 年，设计水平年为 2020 年。西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 551.4 工程规模壤塘县城南堤防工程位于壤塘县壤柯镇杜柯河左岸，旁边有县道桑珠路通过，综合治理河道长度 2800m，新建堤防合计 2800m，分为两段,分别为城南上游段 600m 和城南下游段 2200m,上游段位于壤塘县城中位置，下游段位于壤柯镇起于人行桥，止于额尔吉古大桥
18、以上 650m，河道疏浚 2800m。1.5 堤线布置及堤距选择1.5.1 工程区河流特性杜柯河为大渡河的主要支流之一，发源于青海省达日县倒尔娘山麓以北，自西北向东南流经达卡乡、吉卡乡、知钦乡、年龙乡，进入四川省壤塘县境内，流经上杜柯乡、岗木达乡，沿途接纳乌吉沟、热基沟、修沟、竹柯沟等大小支沟，流至壤塘县城，转向南流，经吾依乡，于草坡下游与色曲河汇合后称绰斯甲河，折向东南，沿 317 国道经石里乡、蒲西乡，转向西进入金川县境内，经二尕里乡、观音桥镇、木尔宗乡，于白湾乡可尔因与足木足河汇合后称大金川，在丹巴纳入小金川后始称大渡河。杜柯河全流域面积 6802km2，多年平均流量 70.8m3/s，
19、河道全长 284km，其中干流在四川境内长约 105km，天然落差（县界 3595m色曲汇口 3015m）580m，河道平均比降为5.52。1.5.2 堤线布置原则据 GB502862013堤防工程设计规范的规定，结合已建堤防工程的实际，堤线布置应遵循如下原则：1、全面规划，统筹安排，标本兼治，综合治理，上下协调，左右岸兼顾，防治结合；2、坚持疏导，以泄为主的原则，因势利导，归顺河道，增加河床的行洪能力；3、因地制宜，不同的保护对象采取不同的防护标准和防护方式。重点保护地区河段，一般耕地防冲不防淹，对地势较高，河岸相对稳定地段不设防；对保护对象少且靠山较稳定河岸地段以生态治理为主；4、工程建设
20、尽量少占耕地，在留足行洪断面，确保行洪安全的原则下，可以利用部分河滩地，为生产和乡镇建设提供可贵可利用土地资源，达到治理促开发；5、工程布置与壤塘县建设协调配合，正确处理好堤防工程与交通、居民点排水的关系；西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 666、堤线布置应使河道水流平顺，堤距选择应满足安全行洪能力的要求。1.5.3 稳定河宽计算说明1）、基本资料及分析河道地形和计算断面资料我院于 2014 年 12 月对城南堤防工程河段进行了按 l：1000 比例地形测量。天然河道糙率的确定河道水力计算中的糙率 n 的确定尤其重要，由于河床形态多种多样而且复杂。床面本身的阻力及河道形态阻力均难以直接求得
21、。在将水流作为一元水流处理时。所有不确定因素均包括在糙率 n 值中。糙率 n 值的确定通常采用河段的水位、流量、水面比降等资料通过水力学公式反求，实际上糙率 n 值足一个表征河道综合阻力系数。根据河道组成，水流条件情况，杜柯河的糙率 n 值，主要集中在 0.050.06。建堤后河段计算糙率取值为 0.030.04。河道比降成果杜柯河全流域面积 6802km2，多年平均流量 70.8m3/s，河道全长 284km，其中干流在四川境内长约 105km，天然落差（县界 3595m色曲汇口 3015m）580m，河道平均比降为5.52，最大比降 13，工程河段平均比降为 7。2）、稳定河宽计算堤防工程
22、建设之后河段水流流态和河相关系受工程建设影响有一定改变，从河流动力学与河床演变学来看，可能发生河床再造床过程，论证色尔古莲花岛堤防工程的合理堤距，需首先分析河段稳定河宽，即要求建堤后的堤距大于或者等于这个宽度。采用经验公式计算该段河流稳定河宽：)(1/3/21/6jnQKB式中：B稳定河宽（m）；KK=1/10030/33Q造床流量（m 3/s），2 年一遇；n-糙率j能坡。造床流量选取河段两年一遇（P=50%）设计流量，即 Q=452m3/s，河道比降 J= 7，经计算，河段稳定河宽为 37m。本次工程尽量沿河岸布置，由于原河道部分宽度极窄，无西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 77法满足
23、稳定河宽的计算标准，经过常年的运行，河道基本没出现大的突变，说明在造床对河宽的影响较小，河床基本趋于稳定状态，不会发生较大的河床演变现象。 本次堤防建后河宽为 26m-68m，基本维持原河道流势。1.5.4 堤距选择及确定的堤线布置方案1）、堤距选择根据河流形势分析和现场调查，并考虑到保护范围，原河道水面河宽 2668m，根据河床稳定计算，稳定河宽平均值为 37m，由于本河道右岸为高山，左岸为县道公路，无法对部分极窄地段进行扩宽处理，故本次尽量靠岸边布置，维持原河道的行洪能力，对部分淤积地进行疏浚处理，堤距选择为 2668m。2）、堤线布置根据地形及河道形势，结合工程地质条件，新建防洪堤基本沿
24、着原河岸布置，新建堤防总长 2800m，上游段 600m，下游段 2200m。1.6 设计洪水水面线及冲刷计算1.6.1 基本资料（1）设计洪水计算成果根据拟定的防洪标准，本工程按 20 年一遇（P=5%）洪水设计，工程河段设计洪水流量 Q=898m3/s，据此计算（P=5%）设计洪水水面线。（2）河道地形及断面资料防洪堤所属工程河段河道长 2800m。为计算各河段洪水水面线，根据河道情况，上游段布设 6 个断面，下游段共布设了 22 个大断面，平均 100m 设置一个大断面。（4）起算控制水位上游段和下游段分别拟定一个起推断面，起算控制断面分别选在下游 CS 断面，根据水文专业提供的该断面处
25、水位流量关系曲线，得出上游段 20 年一遇的控制水位为3253.91，下游段 20 年一遇洪水在该位置处的水位为 3186.52m。1.6.2 计算方法天然河道中的水流一般为渐变非均匀流，动水压强分布可近似的看成与静水压强分布相同，在河道坡降较小时，水面高程就等于代表位置水头和压力水头之和的测压管水头，此时，水流的能量方程可表示为如下形式：西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 88式中：Z 水面高程；a动能修正系数；V断面平均流速；g重力加速度；he断面间的能量损失；下标 1代表下游段面，下标 2代表上游断面。两断面间能量损失 he 包括摩阻损失和断面放大或收缩能量损失。能量损失可表示为：式中
26、：L断面间距；Sf摩阻坡度；C断面放大或缩小能量损失系数。两断面间摩阻坡度 Sf 可用上下游断面摩阻坡度的几何平均值计算：某断面摩阻坡度可用曼宁公式计算：式中：n 糙率，建堤前 0.05，建堤后 0.04；R断面水力半径。2）、计算步骤河道中水流通常为缓流，所以水面线的计算是从下游向上游逐断面进行的，最下游断面的水位由已知的水位流量关系确定，然后向上游进行计算。计算过程采用试算法，步骤如下：西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 99 假定上游断面的水位 根据已知的下游水位和假定的上游水位，分别计算出上下两断面的各水力要素； 根据步骤计算的结果计算出（2）式中 he； 把步骤的计算结果代入（1）
27、式，计算出 Z。 比较计算出的 Z2 与步骤中的假定的水位是否一致或满足计算精度要求，如果不满足则重复至步，直到满足要求。3）、设计水面线推求本工程附近无长时间系列水位流量资料，因此只能采用实测比降，根据河床质组成，分析确定糙率等参数，用水力学方法建立水位流量关系。通过对论证河段进行分段，对各断而的河底高程进行实测并应用上面的公式，就可以推求论证河段的洪水水面线。根据论证河段建筑物的防洪标准，求得工程河道段（P=5%）各断面设计洪水面线成果表。结果表明，设计洪水情况下，建堤后较建堤前水面线抬高-0.110.34m，表明堤线布置较为合理，满足行洪要求。1.6.3 冲刷计算本次设计对城南堤防工程冲
28、刷，参照 GB50286-2013堤防工程设计规范附录 D.2的规定计算水流对堤基产生的冲刷深度。（1）计算公式1）顺坝及平顺护岸冲刷深度 h 按下式计算:（附录 D.2.2-1）（附录 D.2.2-2）式中：h B-局部冲刷深度（m）；H0-冲刷处的水深（m）；Ucp近岸垂线平均流速（m/s）；Uc 泥沙起动流速（m/s）；n-与防护岸坡在平面上的形状有关，取 n= 1/41/6；-水流流速不均匀系数，根据水流流向岸坡交角 角查表采用。2）Uc 的计算应符合下列规定：1h0ncpsUH2cp西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 1010黏性和砂质河床：（附录 D.2.1-5）卵石河床：（附录
29、 D.2.1-6）式中：d50床沙的中值粒径（m）,d50=20mm；H0 -行近水流水深（m）；s、泥沙与水容重（KN/m3)。（2）计算结果壤塘县城南堤防工程产生的冲刷深度计算成果见表 4.3、4.4。表 4.3 工程上游段堤基冲刷深度计算成果表流量 冲刷水深 平均流速 启动流速 冲刷深度断面编号(m3/s) (m) (m/s) (m/s) (m)CS11 898 4.58 6.94 1.4 2.4CS13 898 4.81 6.44 1.3 2.3CS15 898 4.64 6.23 1.3 2.2表 4.4 工程下游段堤基冲刷深度计算成果表流量 冲刷水深 平均流速 启动流速 冲刷深度断
30、面编号(m3/s) (m) (m/s) (m/s) (m)CS1 898 6.59 5.03 1.4 2.5CS2 898 5.82 5.97 1.3 2.6CS3 898 4.71 8.58 1.3 2.8CS4 898 5.12 10.3 1.32 3.4CS5 898 5.52 7.61 1.33 3.1CS6 898 5.53 8.5 1.33 3.3CS7 898 6.15 7.67 1.36 3.3CS8 898 6.29 7.01 1.36 3.2CS9 898 5.71 8.58 1.34 3.3CS10 898 6.36 7.56 1.36 3.4CS11 898 6.71
31、7.51 1.37 3.572.055014.05 16.67dHddHUsc 7150508.1dHgUsc西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 1111CS12 898 6.14 9 1.36 3.5CS13 898 6.86 6.44 1.38 3.2CS14 898 5.87 5.41 1.34 2.4CS15 898 5.35 6.96 1.32 2.7CS16 898 4.05 10.36 1.3 2.8CS17 898 5.79 5.6 1.35 2.5CS18 898 4.82 4.88 1.31 1.9CS19 898 4.13 6.35 1.3 2CS20 898 3.68
32、 9.61 1.26 2.4CS21 898 5.05 8.67 1.32 3.1CS22 898 5.53 8.01 1.34 3.1CS23 898 5.8 7.55 1.34 3.1CS24 898 5.04 9.58 1.31 3.2CS25 898 5.27 5.61 1.33 2.3CS26 898 5.27 6.5 1.33 2.6CS27 898 5.21 5.98 1.33 2.4CS28 898 5.24 6.18 1.33 2.4CS29 898 4.19 9.48 1.28 2.7CS30 898 4.98 5.37 1.32 2.1CS31 898 5.05 5.59
33、 1.32 2.2CS32 898 4.29 6.03 1.29 2CS33 898 3.7 10.09 1.26 2.3由表 4.3、4.4 可以看出，河岸堤基最大冲刷深度为 3.50m，基础埋置深度应大于计算冲刷深度以下 0.5-1.0m。本次设计基础埋置于碎卵砾石层下 3.0m-4.0m，满足冲刷要求。1.7 排涝规划由于保护区均处于河谷地带，堤防修建以后，保护区内将形成封闭圈，保护区内的涝水需通过工程措施排出，因此，排涝是十分必要的，根据防洪标准(GB50201-94)及农田排水工程技术规范(SL/T4-1999)的规定，选择排涝标准为 5 年一遇。由于防护区内紧邻县道公路，且公路高程
34、高于堤顶高程，山坡集水直接由公路排水沟排出，可将公路以上来水拦截，故本次排涝未做分析计算。1.8 清淤、疏浚规划堤防与疏浚相结合是河道整治工程的基本原则。本工程河段内均有少量淤积滩地，影响河道的行洪能力，危及堤防安全，故本次设计考虑对部分河床进行疏浚，以保证足够的行洪断面，确保行洪畅通。该工程段目前淤积现象相对比较轻，河道护岸损坏严重。本次规划通过对该河道护西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 1212岸、回填等措施，结合河道疏浚可恢复和增加河道行洪能力，减轻沿河防洪压力。河道疏浚范围与堤防工程河段基本一致，疏浚段主要分布在新建堤防起点和终点附近，对整个河段进行疏浚处理，本次治理疏浚工程量为
35、15000m。本次设计，按照“挖河心、固河岸、消除倒滩水、稳定河势”的基本原则，拟对本工程河段中分布的淤积段进行重点疏挖。疏挖河道底宽，按相应设计堤防宽度作为控制宽度，开挖边坡为 1:4。本次疏浚长 2800m，上游段 600m，下游段 2200m,共计 18600m3。第二章2.1 工程等级与设计标准防洪治理标准的高低，取决于防洪保护范围的重要性，历史洪灾情况及万一洪水泛滥可能造成的后果，以及可能采取的防洪措施等条件。本工程保护范围壤塘县壤柯镇城镇。根据中华人民共和国防洪标准（GB50201-94）和堤防工程设计规范（GB50286-2013）规定，确定工程防洪标准为 20 年一遇，堤防级别
36、为 4 级，主要建筑物为 4 级，次要建筑物和临时建筑物均按 5 级设计。2.2 设计基本资料2.2.1 水文气象资料1、设计洪水成果城南堤防设计洪峰流量：Q=898m 3/s（p=5%）2、气象资料多年平均气温：4.7极端最高气温：29.4极端最低气温：-22.3多年平均降雨量：756.1mm多年平均风速：1.5m/s最大风速：14m/s3、设计洪水位（P=5%）城南堤防上游段设计水位：3253.70m3257.40m城南堤防下游段设计水位：3190.71m3204.29m西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 13132.2.2 工程地质及测绘资料 根据中国地震动参数区划图（GB18306-
37、2001），工区地震动峰值加速度为0.1g，相应地震基本烈度为度，地震动反应谱特征周期为 0.4s。构成本堤防堤基持力层为碎（卵）砾石层。土层主要物理力学指标见表 5-1。表 5-1 土体物理力学指标建议值表抗剪强度 边坡比水上 水下天然密度 干密度 内摩擦角凝聚力压缩模量项目指标名称 g/cm3(tg) kPa MPa渗透系数cm/s允许坡降允许承载力MPa 临时 永久 临时 永久碎（卵）砾石 2.23 2.142830 03040210-2810-20.120.150.300.40 1:1.251：1.51:1. 51：1.75用于堤身填筑的碎（卵）砾石 湿 =18.9KN/m3， 饱 =
38、20.5KN/m3， 浮 =10.5KN/m3，渗透系数 9.010-2cm/s，C=0kPa，=28302.2.3 设计规程及规范（1）水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000；（2）水利水电工程设计洪水计算规范SL442006；（3）堤防工程设计规范GB502862013；（4）水工混凝土结构设计规范SL1912008；（5）水工建筑物抗冻冰设计规范SL2112006；（6）砌体结构设计规范GB50032001；（7）建筑地基基础设计规范GB50072002；（8）水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)；（9）水利水电工程环境影响评价技术导则（HJ/T88-2003）
39、；（10）水利建设项目经济评价规范(SL72-94)；（11）四川省水利厅关于印发四川省重点地区中小河流治理项目初步设计报告编制大纲（试行）的通知（川水发【2011】3 号文）；（12）国家现行其他规程规范和技术标准。西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 14142.3 堤防工程总体布置2.3.1 稳定河宽论证与堤距选择本次设计稳定河宽主要采用河相关系理论公式计算，经验算后工程河段的稳定河宽为 37.00m，本次工程设计河道过水宽度因为受两岸条件限制，基本保持原河道宽即为26-68m。本工程实施后，洪水归槽，河道流速有所变化，流速变化幅度较小。本工程区河段纵比降较缓，同时河床质为碎卵砾石，水流
40、对河床的冲刷影响微弱。在造床流量和平滩流量状态下，河道水面线较天然情况会有所变化，在部分河道会有所降低，部分河道有所雍高，水面线变化更趋于平稳，有利于河道行洪。且已在确定堤顶高程时加以考虑，不会影响河道行洪。因此，本堤防修建后，河床将基本保持原有稳定性和河势。修建堤防的同时，通过对其局部河段进行疏浚开挖，使得河床平整，河道纵坡连续，有利于河道水流均匀，有利于河道行洪。因此，堤防的建设对该段河道的行洪能力没有不利影响。2.3.2 堤线方案选择 本工程河段内有公路、桥梁，本次工程主要堤线基本是按照河岸线布置，沿公路边线布置挡墙，最终形成封闭。2.3.3 堤型选择根据堤防布置河段的地形地质条件和当地
41、天然建筑材料的实际情况，以及河道冲刷计算成果，为不影响河道的行洪能力，尽可能不占用河道断面，不改变河道走势；为节约投资，在保证安全稳定的前提下，针对不同的河段采用不同的断面形式，同时其结构型式要尽可能适应建筑物区地形地质条件，达到使工程安全可靠、便于施工等目的。本阶段选取了三种堤防型式进行方案比较：方案一：重力式挡墙堤型；方案二：衡重式挡墙堤型；方案三：斜坡式堤型西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 1515表 5-2 堤型方案投资比较表(取 1m 长堤防)编号 名称 单位 方案一 方案二 单价1 砂卵砾石开挖 m 118 105 15.392 砂卵石填筑 m 41 48 26.473 砂卵石
42、回填（护脚） m 5.2 5.2 274 铅丝笼压脚 m 2 2 1205 堤身 C20 埋石砼 m 10.64 8.72 4006 堤身 M7.5 浆砌石 m 10.33 11 2587 20cmC20 砼（路面）（20cm） m 0.15 0.37 4088 10cm 碎石垫层（路面）(10cm) m 0.08 0.18 2009 C20 砼（路肩石） m 0.12 0.12 44810 5cmPVC 排水管 m 5 6 2511 沥青杉板 22 21 12512 草皮护坡 9 9 3513 土工布 0.5 0.5 4214 1.2m 砼栏杆 m 1 1 20015 土建投资 元 1374
43、4 13144 表 5-3 堤型方案投资比较表(取 1m 长堤防)编号 名称 单位 方案三 单价1 砂卵砾石开挖 m 58 15.39 2 砂卵石填筑 m 0 26.47 3 块卵石回填（护脚） m 6 27.00 4 铅丝笼压脚 m 3 120.00 5 堤身 C20F150 砼 m 11 400.00 6 20cmC20F150 砼（路面） m 0.5 408.00 7 10cm 碎石垫层（路面) m 0.3 200.00 8 C20F150 砼（路肩石） m 0.12 448.00 9 5cmPVC 排水管 m 3 25.00 10 沥青杉板 13 125.00 11 草皮护坡 6 35
44、.00 12 土工布 0.5 42.00 13 1.2m 青石栏杆 m 1 30014 土建投资 元 8365 方案一（重力式堤）西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 1616方案二（衡重式堤）方案三（斜坡式堤）西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 1717表 5-3 堤型方案优缺点比较表经技术方案和投资比较可以看出，方案一和方案二投资接近，方案一施工方便，维护简单，方案二施工难度大，但稳定性好，方案三投资小，占地多。根据工程实际情况，不同河段采用最经济安全的堤型，经过比较后，上游段 600m因为河滩地宽阔，为与已建堤衔接，采用投资小的方案三（斜坡式堤）；工程下游段2200m 由于紧挨县道，受
45、地理限制，加上背后填土较高，为保证工程安全，采用抗冲能力好的方案二（衡重式堤）。2.3.4 建堤后河床变形及稳定分析本治理河段防洪堤工程堤线布置与河势流向基本相适应，防洪河段建堤后，该河段的河宽为 2668m，与现状河道宽度基本保持不变，不会改变河床的稳定趋势。建堤后，项目 方案一（重力式） 方案二（衡重式） 方案三（斜坡式）主要优点1、结构简单，施工方便；2、维护简单；3、对基础承载力要求介于衡重式及斜坡式之间1、工程占地面积相对较小，节约用地面积；2、抗冲刷能力较强；1、工程投资小2、对基础要求比较低；主要缺点1、工程稳定性较差；占地面积大2、投资高1、堤脚冲刷后，防洪墙抗倾覆能力较差；2
46、、对地基承载力要求高；3、投资高1、工程占地面积大2、抗冲刷能力弱工程投资 13744 元/米 13144 元/米 8365 元/米结 论 技术缺点少，投资高 技术缺点较多，投资 大 占地多，投资小西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 1818河流经过一段时间的自动调整后，河道将恢复原来的平衡状态，定性来说，本河段是基本稳定的，不会发生较大的河型转化和河道变迁的情况。2.4 堤防结构设计2.4.1 堤防断面结构壤塘县城南堤防工程综合治理河道长度 2800m，工程位于杜柯河左岸，新建堤防合计长为2800m，上游段 600m，下游段 2200m。根据杜柯河工程河段的特点，经技术经济比较，根据地形、
47、地势以及河势稳定情况，不同河段采用不同的堤型。上游段 600m 经比较后采用斜坡式堤，堤身采用 C20F150 砼，迎水面坡比为 1:1，背水面坡比为 1:0.8，堤顶宽 0.3m，堤顶铺设 3.0m 宽 0.2m 厚的 C20F150 砼路面，路边设30cm40cm 路缘石，面坡墙趾高 0.6m，宽 0.6m，底板置于中密砂卵石层上，墙后回填砂卵石，背后铺填 30cm 厚种植土进行草皮护坡，坡内设 =5cmPVC 排水管，堤顶设 1.2m青石栏杆，堤脚采用块卵石回填，再用铅丝笼压脚。下游河段 2200m 采用衡重式堤型，衡重式挡墙堤身下部 4m 采用 C20F150 埋石砼，4m以上的部位采
48、用 M7.5 浆砌石，挡墙顶宽 0.5m，堤顶铺设 3.0m 宽 0.2m 厚的 C20F150 砼路面，路边设 30cm40cm 路缘石，本次设计墙高 7.8m10.3m，承重台宽为 1.3m-1.6m，上墙背坡比为 1:0.4，下墙背坡比为 1:0.25，迎水面坡比 1:0.05，面坡墙趾高 1.0m，宽0.5m，底板置于中密砂卵石层上，墙后回填砂卵石，背后铺填 30cm 厚种植土进行草皮护坡，坡内设 =5cmPVC 排水管，堤顶设 1.2m 砼栏杆，堤脚采用块卵石回填，再用铅丝笼压脚。壤塘县城南堤防工程上游段纵横断面图详见城南-可研（上）-水工-26。壤塘县城南堤防工程下游段纵横断面图详见城南-可研（下）-水工-1229。2.4.2 堤顶超高及堤顶高程的确定1、堤顶高程堤顶高程为设计洪水位加堤顶超高，根据 GB50286-2013堤防工程设计规范确定堤顶高度。堤顶超高按以下公式计算：Y=R+e+A式中 y：堤顶超高，m；R：波浪爬高，m；e：风壅水面高度，m；西南交通大学网络教育毕业设计（论文）
