镇巴县县城防洪应急工程
初步设计报告
城固县水利工作队 二OO八年十月
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目 录
1综合说明 .............................................................................................. 1 2工程概况 .............................................................................................. 2
2.1自然概况 .................................................................................... 2 2.2气象............................................................................................. 3 2.3工程地质 .................................................................................... 4 2.4项目区社会经济情况 ............................................................... 5 2.5项目建设的必要性 ................................................................... 5 3工程设计 .............................................................................................. 5
3.1设计依据 .................................................................................... 5 3.2工程等级及设计标准 ............................................................... 6 3.3堤线布臵及堤型选择 ............................................................... 6 3.4堤顶高程 .................................................................................... 7 3.5堤防布臵 .................................................................................. 11 3.6堤防设计 .................................................................................. 11 3.7堤防稳定计算.......................................................................... 12 4工程施工 ............................................................................................ 13
4.1施工条件 .................................................................................. 13 4.2临时工程 .................................................................................. 14 4.3施工方法 .................................................................................. 14 4.4施工总体布臵.......................................................................... 14 4.5施工进度 .................................................................................. 15 5环境影响 ............................................................................................ 15 6建设管理 ............................................................................................ 15 7概算投资 ............................................................................................ 15
7.1编制依据 .................................................................................. 15 7.2投资概算 .................................................................................. 16 7.3资金筹措 .................................................................................. 16 8工程效益 ............................................................................................ 16
镇巴县县城防洪应急工程
初步设计报告
1综合说明
镇巴县位于陕西省南端，汉中市东南隅，镇巴县城地处汉江支流泾洋河谷地，东西由海拔1189m的安垭梁和海拔916.5m的黑虎梁形成长约3.2km宽约0.5km的带状谷坝。镇巴县泾洋河由东南向北穿城而过，210国道（西万公路）沿泾洋河而上，是陕西通往四川的重要门户。城区总面积4.7 km2，现状人口3.28万人。
泾洋河发源于大巴山支脉星子山，上游名捞旗河，自北向南流至高桥汇入水河沟折向西流，到庞家坝汇入小洋河，傍县城北流至西乡县青龙崖注入牧马河。镇巴境内河流长度54km，控制流域面积520 km2。城区河段长约3.5km，该河段左岸有小洋河、罗家河汇入。
目前泾洋河县城段防洪工程已初具规模，防洪河堤两岸总长约6.5公里，高5-7米，基本为浆砌石河堤。但泾洋河支流小洋河、罗家河原防洪河堤建于六七十年代，建设标准低，水毁严重，导致大部分河堤垮塌，防洪能力极弱，已不能抵御洪水。
本次县城防洪应急工程位于泾洋河支流小洋河右岸和罗家河左岸。工程新建堤防1309m，其中在小洋河右岸木桥村新建堤
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防529米，在罗家河左岸新建堤防780米。
项目区原堤防修建年代早，标准低，质量低劣，历年被洪水冲刷严重，导致大部分河堤跨塌，每遇暴雨，河水泛滥，常常酿成洪涝灾害，近几年来多次遭受洪水袭击，每次洪水都使房屋被毁，农田被淹。因此迫切需要修建县城防洪应急工程，以确保当地群众生命财产安全。
根据县城防洪应急工程设计，工程防护对象的等级为Ⅳ等，堤防工程的级别为4级，防洪标准为20年，堤防堤型采用重力挡土墙式，工程新建堤防1309m，主要工程量计有：砂砾石开挖24857 m3，砂砾石回填6580 m3，浆砌石13778 m3。主要材料量：水泥1283t,块石16258m3,砂子5441m3。
工程总投资454.78万元，计划建设工期3个月。工程建成后，可保护项目区1000余名群众生命财产及农田安全，对当地安全渡讯，经济发展作用显著，其经济、社会效益巨大。
2工程概况
2.1自然概况
泾洋河发源于大巴山支脉星子山，上游名捞旗河，自北向南流至高桥汇入水河沟折向西流，到庞家坝汇入小洋河，傍县城北流至西乡县青龙崖注入牧马河。镇巴境内河流长度54km，控制流域面积520 km2。城区河段长约3.5km，该该河段左岸有
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小洋河、罗家河汇入。
小洋河发源于大巴山支脉星子山西坡马龙洞。星子山主脊由北向东南，地势西北高东南低，属褶邹地形。流域内山岭纵列，形如梳齿，峰高谷深，沟溪交错。海拔多在700—1200米之间。小洋河上游河道狭窄，两岸陡峻，耕地、人口多分布在半山腰，下游较上游宽阔，山势略缓并间有平坝。小洋河发源于星子山，由东北向西南环绕再向西北汇入汉江二级支流泾洋河。河道全长12公里，流域面积63.7平方公里，平均比降33.4‰，
罗家河发源于青岗坪，由西向东北流至李家坪汇入泾洋河，河道全长9公里，流域面积28.5平方公里，平均比降55.8‰，多年平均径流量 0.8立方米/秒。
小洋河与罗家河流域内断层裂隙发育，石灰岩分布面广，河流上游岩溶、泉水出露多。 2.2气象
镇巴县地处北亚热带湿润气候区，并具有山地气候特征。气候温和，夏无酷暑，冬无严寒，据县气象局统计多年平均气温13.8℃，最低气温-10℃，最高气温37.8℃，多年平均最大风速11.44米/秒，最大风速22米/秒。
据气象局实测资料，县城多年平均降水量1306.9毫米，雨量充沛，年际变化大，年最大降雨1970.6mm（1983年），年最小降雨789mm（1966年），年内分配不均，降雨多集中在7—9
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月，占全年降雨量的52%，5－10月降雨量占全年降雨量的73.4%。 2.3工程地质
本区位于四川台地边缘，属大巴山旋纽构造展布区，出露三迭系、震旦系地层。主要岩性为泥质灰岩，角砾岩等。区内构造线近南北，属川东弧行构造带的东翼，弧顶向西突出，形成大致平行的断裂和褶皱带。本区主要是司上－镇巴－渔渡弧形大断裂带，分布在东部，走向近于南北，受此影响，区域内岩石破碎，断层裂隙发育。
小洋河木桥段河岸为泥质灰岩，角砾岩。河的岩层走向大致与河流平行，褶皱裂隙发育，无不良地质现象。河床为第四系全新统厚层砂卵石层，层厚2－15m,下伏三叠系石灰岩。工程河段为微弯型河段，河床较陡，比降10－15‰。河床为不对称“U”型河床，床质直径为5－10cm卵石及少量砂组成，岸坡为第四系坡积，残积、崩积物及泥质灰岩、角砾岩组成。河床及岸边具有相对不透水性。
罗家河李家坪段右岸靠山体一带为厚层泥质灰岩，岩石坚硬，边坡稳定，左岸为砂卵石层，粒径5－10厘米，分选性较好，无胶结，厚度8－12米，无不良地质现象。
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2.4项目区社会经济情况
木桥村辖3个村民小组，总人口780人。总耕地面积666亩，其中水田308亩，旱地358亩。社会经济以农业为主，主产玉米、水稻、小麦、洋芋。2005年农民人均纯收入1456元。
李家坪总人口672人，总耕地面积413亩。社会经济以农业为主，主产玉米、小麦、洋芋。2005年农民人均纯收入1566元。
2.5项目建设的必要性
工程区原堤防建于上世纪六、七十年代，建设标准低，质量低劣，历年被洪水冲刷严重，导致河堤跨塌，且年久失修，每遇暴雨，河水泛滥，常常酿洪涝灾害，近几年来项目区多次遭受洪水袭击，每次洪水都使房屋被毁，农田被淹，严重制约着经济建设的发展和人民生活水平的提高，为确保当地群众生命财产及农田的安全，因此修建县城防洪应急工程十分必要。
3工程设计
3.1设计依据
(1)依据《堤防工程设计规范》(GB50286-98) (2)依据《防洪标准》(GB50201-94)
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(3)依据《水工挡土墙设计规范》(SL379－2007) (4) 依据《镇巴县县城防洪工程规划》（1999） 3.2工程等级及设计标准
依据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)表2.1.1、《防洪标准》表3.0.1，本工程防护对象的等级为Ⅳ等，堤防工程的级别为4级，防洪标准为20年。 3.3堤线布臵及堤型选择
3.3.1堤线布臵
堤线布臵应遵循的原则：
(1)堤线应与河势流向相适应，并与大洪水的主流大致平行。一个河段两岸堤防的间距应大致相等，不宜突然放大或缩小；
(2)堤线应力求平顺，各堤段平缓连接，不得用折线或急弯； (3)堤防工程应尽可能利用现有堤防和有利地形，修筑在土质较好，比较稳定的河岸上，留有适当宽度，尽可能避开软弱地基；
(4)堤线布臵在占压耕地、折迁房屋等建筑物少的地带，利于防汛抢险和工程管理。
3.3.2堤防堤距的确定
经实地勘测，小洋河木桥段河道平缓，比降在10－15‰之间，河道宽度在25－50米的之间。为使堤线平顺，新旧堤段平缓连接，根据上下游、左右应统筹兼顾的原则，小洋河木桥段新
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建河堤堤距确定为35—50米。
罗家河李家坪段河道较陡，平均比降22‰，河道宽度在26—50米的之间。为使堤线平顺，新旧堤段平缓连接，根据上下游、左右应统筹兼顾的原则，该段新建河堤堤距不小于26米。
河堤布臵详见堤防河堤工程平面布臵图。 3.3.3堤型选择
根据因地制宜，就地取材的原则，筑堤材料采用M7.5水泥砂浆砂块(片)石，采用重力挡土墙式堤身。 3.4堤顶高程
堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定，堤顶超高按《规范》(6.3.1)公式计算确定。
3.4.1设计洪水位 (1)洪水
泾洋河流域无水文站，无洪水观测资料，洪水计算只能采用《汉中地区实用水文手册》经验公式(6-1)推求。
Qp=CpFn
式中Qp—频率为P的设计洪峰流量(m3/s)；
Cp、n—频率为P的经验参、指数；
F—流域面积，小洋河木桥以上流域面积F=57.5km2；
罗家河李家坪以上流域面积F=26.5km2；
按工程所在分区，查表(6—8)参、指数为Cp=19.8、n=0.731，
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根据上式计算。
小洋河木桥Qp=5%=383m3/S 罗家河李家坪Qp=5%=217.3m3/S (2)设计洪水位
小洋河洪水计算断面选择在（0＋529m），罗家河洪水计算断面选择在河道（0＋164.4m），具体位臵见小洋河木桥、罗家河堤防工程平面布臵图，洪水位根据曼宁公式计算推求：
Q=1/nWR2/3i 1/2
式中Q—频率为P的设计洪峰流量m3/S；
n—河床糙率，根据实际调查，取n=0.05； w—过水断面(m2)； R—水力半径m；
i—水面比降，按实测小洋河木桥段河道比降i=10‰；罗家河李家坪段河床比降i=22‰；
通过计算当小洋河洪峰流量Qp=5%=383m3/s时，洪水位H=597.7m。
当罗家河洪峰流量Qp=5%=217.3m3/s时，洪水位H=677.66m。 3.4.2堤顶超高
堤顶超高按《堤防工程规范》(6.3.6)计算确定； Y=R+e+A (6.3.6) 式中Y—堤顶超高(m)；
R—设计波浪爬高(m)，可按附录C计算确定；
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e—设计风雍增水高度，按附录C计算确定； A—安全加高(m)，按本规范表2.2.1确定； (1)设计波浪爬高
设计波浪爬高按附录C.3.1—2式计算，当m=0.25＜1.25时， Rp=K△KvKpRoH
式中Rp—累积频率为P的波浪爬高(m)；
K△—斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型为砌石
护面按表C.3.1—1确定K =0.80；
Kv—经验系数，可根据风速V(m/s)、堤前水深d(m)、
加速度g(m/s2)组成的无维量V/gd，可按表C.3.1—2确定，采用内插Kv=1.283；
Kp—爬高累积频率换算系数，可按表C.3.1—3确定，
Kp取2.07；
Ro—无风情况下，光滑不透水护面(K△=1)、H=1m时的
爬高值，可按表C.3.1—4确定，查表得Ro=1.345；
H—堤前波浪的平均波高(m)，根据公式(C.1.1—1)计算得
小洋河H=0.07m，罗家河H=0.06m。 根据上式计算得小洋河Rp=0.20m，
罗家河Rp=0.17m。
(2)风雍水面高度
风雍水面高度在有限风区的情况下，按下式计算：
KV2F
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e= cosβ (C.2.1)
2gd 式中e—计算点的风雍水面高度(m)； K—综合摩阻系数可取K=3.6×10-6；
V—设计风速，按计算波浪的风速确定，根据镇巴县
气象局观测资料V取17.16m/s；
F—计算点逆风向量到对岸的距离，小洋河F取35m；
罗家河F取26m；
d—水域的均水深，根据调查d取3m；
β—风面与垂直于堤轴线的法线的夹角(度)。 根据上式计算得小洋河e=1×10-3m，
罗家河e=0.74×10-3m。
(3)安全加高
本堤防工程的级别为4级，查规范表2.2.1，安全加高值取0.6m。 (4)堤顶超高
断面处的堤顶超高按公式(6.3.1)计算，小洋河Y=0.8m。 罗家河Y=0.77m。 3.4.3 堤顶高程
堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定。经计算小洋河断面处设计洪水位为597.7m，堤顶超高为0.8m，则计算断面处的堤顶高程为598.5m。以该处堤顶高程按10‰比降确定小洋河木桥村堤防堤顶高程，详见河堤纵断面设计图。
罗家河0+164.4米处设计洪水位为677.66m，堤顶超高为
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0.77m，考虑现状道路高程，则计算断面处的堤顶高程为678.83m。以该处堤顶高程按22‰比降确定罗家河堤防堤顶高程，详见堤防纵断面设计图。 3.5堤防布臵
木桥村堤防布设于小洋河右岸，长529米，堤防比降采用河道实测比降10‰。位臵详见平面布臵图。
罗家河堤防布设于罗家河左岸，沿道路外侧布臵，长780米，堤防比降采用河道实测比降22‰。位臵详见平面布臵图。 3.6堤防设计
堤防堤型采用重力直墙式，小洋河堤基断面为矩形，宽2.2米，埋深2米，堤身断面为梯形，堤顶宽0.8米，底宽1.90米，高3.8米，迎水面坡比1:0.3，河堤采用M7.5水泥砂浆砌石，M10水泥砂浆抹面、勾缝。
罗家河堤防基断面为矩形，宽3米，埋深2米，堤身断面为梯形，顶宽0.8米，底宽1.85米，高3.5米，迎水面垂直，背水面坡比1:0.3，采用M7.5水泥砂浆砌石，M10水泥砂浆抹面、勾缝。详见罗家河段河堤横断面图。
河堤迎水面、背水面采用砂砾石回填并夯实。河堤迎水面回填到河堤拔台高程，河堤背水面回填到原地面高程。为保障行洪安全，将原河道内的弃渣开挖、运走。
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堤防每10米设一变形缝，并作防渗处理。
堤防设排水孔两排，排水孔尺寸10×10厘米，呈品字型布臵。
3.7堤防稳定计算
(1)抗滑稳定计算(设计洪水时) F∑W
按公式Kc= 计算 ∑P
式中Kc—抗滑稳定安全系数；
∑W—作用于墙体上的全部垂直力的总和(KN)； ∑P—作用于墙体上的全部水平力的总和(KN)； f —底板与堤基之间的摩擦系数；f查《小型水电站》(天津大学)表11-1得：f=0.45
经计算：小洋河堤防Kc=1.89
罗家河堤防Kc=1.36
均大于1.15，满足《堤防工程规范》要求 (2)抗倾稳定计算(设计洪水时) ∑MV
按公式Ko= 计算 ∑MH
式中Ko—抗倾稳定安全系数; Mv—抗倾覆力矩(KN.m); MH—倾覆力矩(KN.m)。 经计算，小洋河堤防Ko=2.13
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罗家河堤防Ko=1.53
均大于1.40，满足《堤防工程设计规范》要求。 (3)基底压应力计算(设计洪水时) ∑G ∑M 按公式6max.min= ± 计算 A ∑W
式中：6wax.min—基底的最大和最小压应为(Kpa);
∑G—垂直荷载(KN); A—底板面积(m2);
∑M—荷载对底板形心轴的的力矩(KN.M); ∑W—底板的截面系数(m3)。
经计算：小洋河堤防σmax=100.2Kp
σmin=10.3kpa
罗家河堤防6max=149Kpa
6min=17.2kpa
均小于[σ]=200kpa ，满足《堤防工程设计规范》要求。
4工程施工
4.1施工条件
本工程位于县城附近，施工用水、用电、道路方便。施工用房租工地附近民房或建工棚,施工用电就近从低压电网下线临时架设输电线路，施工以人工施工为主，小型机械为辅，工程施工条件较好，施工工期计划3个月。
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本工程所用建筑材料水泥由施工单位在镇巴县城采购，所用砂、块(片)石在附近砂石场采购，可完全满足工程需要。 4.2临时工程
临时工程包括施工导流，基槽排水，临时房屋，施工供电工程：
施工导流：采用明渠导流槽导流，小洋河堤防工程导流槽长600米，罗家河堤防工程导流槽长1200米，槽内铺彩条布防渗。
基槽排水：采用水泵抽水。
临时房屋：租工地附近民房或建工棚。
施工供电：就近从低压电网下线临时架设输电线路。 4.3施工方法
按《堤防工程施工规范》SL260-98及相关规范进行施工。 河堤基础采用机械开挖，浆砌河堤基础及堤身采用人工施工，施工应按照相关规范要求进行。河堤完工后应按设计要求进行回填夯实。 4.4施工总体布臵
由于工程规模小、工期短，交通方便,整个施工场地集中，施工用房租用附近居民住房或建工棚。施工用水量少，可使用
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河水。施工用电可从当地低压电网下线临时架设输电线路。 4.5施工进度
依据本工程的实际情况及施工条件，拟从2009年3月至2009年5月为建设期，计划工期3个月。
5环境影响
由于该工程规模小，并且建设在河滩地上，开挖量小，弃碴少，不会造成水流失，对当地不会造成环境影响。
6建设管理
由镇巴县水利局为该工程的项目法人单位。按照“招投标制、监理制、合同制”要求进行建设管理。在项目建设管理过程中，严格项目建设程序，严格质量管理，对项目建设过程实行全过程管理。
7概算投资
7.1编制依据
(1)陕西省计委陕计项目[2000]1045号文件颁发的《陕西省水利水电工程概(预)算编制办法及费用标准》；
(2)陕西省计委陕计项目[2000]1045号文件颁发的《陕西省水利水电建筑工程预算定额》；
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(3)施工机械台班费定额采用陕西省水利厅陕水发[1996]140号文颁布的《陕西省水利水电工程施工机械台班费定额》。 7.2投资概算
工程静态总投资454.78万元，其中：建筑工程费386.26万元，临时工程费18.58万元，其他费用28.18万元，基本预备21.66万元，投劳27884个工日。 7.3资金筹措
本工程概算总投资454.78万元，需请求国家投入400万元，县财政及群众投劳共计54.78万元。
8工程效益
工程建成后，可保护工程区内1000余人群众生命财产及农田安全。对当地安全渡讯，经济发展作用显著，其经济、社会效益巨大。
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