生态河道治理施工组织设计

'目录第1章综合说明21.1绪言21.1.1项目来源21.1.2自然、地理概况21.1.3河流规划情况51.1.4防洪标准确定51.1.5治理段河道现状6第2章水文82.1概况82.1.1气象82.1.2基本任务82.1.3设计洪水分析82.1.4施工洪水112.1.5水位流量关系122.1.6泥沙122.1.7流域内人类活动情况132.2枯期设计洪水142.2.1枯期时段划分142.2.2依据站枯期设计洪水推求142.2.3治枯期设计洪水推求14第3章工程地质163.1工程地质163.1.1地形地貌特征163.1.2治理河段163.2堤基和堤岸173.2.1堤基分段173.2.2堤基持力层173.2.3岸坡稳定性173.2.4天然建筑材料183.3建筑物基础地质评价183.3.1取水口183.3.2农用桥19第4章工程任务和规模204.1概况204.1.1自然地理概况204.1.2社会经济概况204.2规划成果主要结论214.3河道现状及存在的问题214.3.1河道特性及河势分析214.3.2现状防洪能力分析254.3.3存在的主要问题264.4工程建设的必要性及任务26 4.4.1工程建设的必要性264.4.2工程建设任务274.5治理方案284.5.1指导思想和基本原则284.5.2防洪标准284.5.3治理范围284.5.4治理方案与治理任务分析284.6工程规模294.6.1治导线和堤距294.6.2设计水面线304.7排涝规划344.7.1排涝规划范围和排涝标准344.7.2基本原则344.7.3排涝分区及排涝流量344.7.4排涝工程规划36第5章工程布置及主要建筑物405.1设计依据405.1.1工程等级及建筑物级别405.1.2设计基本资料405.2工程总布置445.2.1堤线布置原则445.2.2堤线布置455.2.3堤距确定455.2.4排涝布置455.3治理方案选择455.3.1工程分段455.3.2堤型方案比较465.3.2.1堤型方案465.3.2.2堤型方案比较485.3.2.3堤型方案选择485.3.2.4护坡、护脚方案选择495.4堤防工程设计495.4.1堤顶高程确定495.4.1.1堤顶超高495.4.1.2防洪堤堤顶高程495.4.2基础埋置深度确定505.4.2.1基础埋置深度要求505.4.2.2平行河道冲刷深度计算505.4.2.3水流斜冲冲刷深度计算525.4.2.4基础埋置深度确定525.4.3堤型、护坡结构设计535.4.3.1断面拟定535.4.3.2生态措施535.4.3.3稳定及应力分析53 5.4.3.4堤基处理555.5其他建筑物555.5.1取水口改造设计555.5.1.1壅水高度计算555.5.1.2丁坝冲刷深度确定575.5.1.3丁坝稳定计算585.5.1.4丁坝过流能力计算595.5.1.5丁坝取水效果复核605.5.2农用桥设计615.5.2.1农用桥设计615.5.2.2农用桥结构计算615.5.2.3桥梁基础处理设计675.5.3河道疏浚工程675.5.4亲水平台设计685.6工程量70参考文献72致谢：73 云南省中小河流治理建设实施项目情况表项目基本情况项目名称云南省丘北县石葵河治理工程所在河流石葵河所在水系珠江流域所在县级行政区丘北县项目分类中小河流治理项目所在地流域面积（km²）283.01前期工作深度初设工程基本情况保护人口（万人）4.5保护面积（万亩）1.2受益面积（万亩）1.2建筑物级别5治理标准10年一遇工程综合治理长度（km）7.791（河长）工程量加固堤防治理长度(km)7.791土方开挖（万m³）3.94相应投资（万元）1639.64土方填筑（万m³）9.23生物措施（km）12.99草坪护坡（㎡）62997衬砌（km）12.99干砌块石（万m³）1.57单位长度投资（万元/km）126.22综合方量单位投资（万元/m³）0.011河道疏浚治理长度(km)5.29土方开挖（万m³）5.88相应投资（万元）96.04石方（万m³）0单位长度投资（万元/km）18.16综合方量单位投资（万元/m³）0.0016指标各项治理河长总和与综合治理河长之比1.0工程总投资（万元）2505.96人均保护投资（元/人）556.88保护面积亩均投资（元/亩）420.45受益面积亩均投资（元/亩）2088.3综合河长每延米填筑工程量（m³/m）375.45综合方量单位投资（元/m³）121.57综合河长单位投资（万元/km）321.651 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）第1章综合说明1.1绪言1.1.1项目来源根据《全国重点地区中小河流近期治理规划》及云南省水利厅《关于抓紧开展重点地区中小河流治理项目初步设计报告编制工作的通知》的要求，云南省丘北县石葵河工程被列为近期规划治理项目。丘北县属国家扶持的贫困县，项目位于丘北县温浏乡境内区，工程建设类型为保护基本农田防洪治理工程。1.1.2自然、地理概况丘北县位于云南省东南部，地理坐标：东经103°34′～104°45′、北纬23°45′～24°28′。东隔清水江与广南县毗邻，南与砚山县、开远市接壤，西隔南盘江同弥勒、泸西两县相望，北与师宗县、广西壮族自治区西林县衔接。县境内东西宽100km，南北长70.5km，总面积4997k㎡。境内居住着汉、壮、苗、彝、瑶、白、回等七种民族，少数民族人口共28．7万人，占总人口的62.52%，县人民政府驻锦屏镇，海拔1452米，距省会昆明市280km，距文山州府118km，对外交通较为便利。石葵河流经丘北县的双龙营镇和温浏乡，本项目仅对下游温浏乡境内的7.791公里的河道进行治理。其自然、地理概况具体如下。（1）温浏乡自然、地理概况温浏乡位于丘北县境东北部，地处东经104°25´45"，北纬24°17´16"。乡政府所在地距丘北县城70余公里。现在的温浏乡由原来的温浏乡和羊街乡组成，地处三省（云、桂、黔）五县（丘北、广南、西林、兴义、师宗）交界处，国土面积522.64平方公里，东隔清水江河与广南县者太乡相望，南与平寨乡接壤，西与双龙营镇相连，北靠师宗县高梁乡、广西西林县古障镇，辖温浏、花交、干石洞、石别、坝稿、令冲、石葵、羊街、革羊、坝达10个村委会119个自然村，主要居住着汉、壮、苗、瑶等四个民族，截止2011年底，全乡共有38658人，辖区内居住着汉、壮、苗、瑶等民族，少数民族人口20046人，占总人口的51.85%，农业人口38126人，占总人口的98.6%，属于典型的农业22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）大乡。全乡有耕地面积34453亩，其中：其中田7641亩，地26813亩，人均耕地面积0.9亩。粮食作物以玉米、水稻、小麦为主，经济作物以烤烟、花生、油菜等为主。全乡耕地有效灌溉面积为2272亩，有效灌溉率为6.59%。全乡年均积温5700℃，日均气温16℃，年降雨量1223毫米，平均相对湿度76%，无霜期270天，日照2060小时。温浏乡山川纵横，地势高低不平，立体气候明显。居于低热河谷区的石别、坝稿、坝达等五个村委会大部分村寨具有热资源优势，适宜种植冬早蔬菜、茶叶等，森林覆盖率为49%。矿产资源较为丰富，主要有铜、铁、锰、金等矿藏。灌区属亚热带高原季风气候，5～10月为雨季，受西南、东南暖湿气流控制，水汽充沛，降水占全年降水的80％以上。11～4月为旱季，受来自西北的干冷气流控制，空气干燥，降水稀少，降水仅占年降水的20％以下。区内干湿两季分明的特点，导致径流的年内分配不均，春旱突出。项目区为山区，主要土壤类型为红壤、石灰岩土、黄棕壤、水稻土和棕土。土壤中有机质含量2—3%，ph值5.6—7.5，土壤质地疏松，肥力一般，通气、透水性好，适合种植水稻、玉米、烤烟、冬早蔬菜等农作物。　（3）项目区自然、地理概况22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）石葵河整治段图1-1丘北县石葵河治理工程地理位置图石葵河位于丘北县境内东北部，北纬24°15′51″至24°13′58″，东经104°14′40″至104°30′41″，具体见丘北县石葵河治理工程地理位置图。石葵河属珠江流域西江水系清水江支流，石葵河流域西高东低，西部分水岭高程在1849～1772m之间，东部分水岭高程在1458m左右。石葵河河长44km，发源于双龙营镇文告村民委龙尾村，河流发源点高程1590m，流经龙营镇和温浏乡的文告、石葵、普乐、令冲、坝稿、石别，在石别村注入清水江，交汇清水江处高程为964m，总落差536m，径流面积283.07km²，径流量1.512亿立方米，最枯流量0.496m³/s，沿河灌溉面积1.2万亩。河道上、下游河床平缓，淤积严重，水灾频繁。中游段河床坡降大。石葵河流域年降水量为1050mm，年径流深450mm，河床坡降12.18‰，平均落差12.13m/km。22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）由于石葵河流经地段地势平缓，河道弯曲，河堤低矮，加上河道上取水、跨河建筑物较多，阻水严重，每年因洪涝灾害造成的经济损失达千万元，给沿河两岸的村民及农业发展带来严重影响，防洪排涝形势严峻。为减轻洪涝灾害造成的损失，保障区域人民群众的生命财产安全，降低洪涝灾害风险，为乡镇发展及沿河两岸的群众创造和谐的生存环境。本次河道治理根据《全国重点地区中小河流近期治理规划》及云南省水利厅《关于抓紧开展重点地区中小河流治理项目初步设计报告编制工作的通知》的要求，由于资金有限，本次设计石葵河治理河道分为2段（上段、下段）。其中，上段从从蚌格（0+0.000）—（3+821.000）至坝达，长3.821km；下段从普乐（12+632.000）至石别（16+602.000），长3.97km，设计治理总长7.791m。而此次毕业设计我分到的是下段(13+957.5-14+739.9)长782.4m;工程建设以保护沿岸群众生命财产安全及农田防洪排涝为目的，建设项目为拆除拦河坝10座，修建河道护堤12.99km、改造取水口5座、新建农用桥3座。工程实施后，根据丘北县乡镇发展规划，防洪保护面积21.642km²，保护人口4.5万人，保护农田1.2万亩及沿河两岸的公路、桥梁、灌渠和民用设施。设计概算总投资2505.96万元。1.1.3河流规划情况为加强中小河流治理作为国家公共服务重点工程防洪减灾的重要内容和水利建设的主要任务，以保障人民群众生命财产的安全为根本，以提高城乡防洪减灾能力为目的，以河道疏浚、堤岸防护等工程措施和防洪非工程措施为手段，通过加强重点地区中小河流的治理，提高防洪能力，保障区域防洪安全，促进人水和谐，支撑区域经济社会可持续发展。根据《丘北县中小河流防洪规划》，通过本项目的实施，使石葵河沿河两岸的村民和基本农田防洪能力得到提高，免遭洪水侵袭，减少洪灾损失，保障城镇公益设施、农田、交通道路、公共民用建筑、人民生命财产安全。通过项目的实施，使沿河地区得到有效保护，排除了洪涝灾害的影响，对当地社会经济的和谐发展起到积极的促进作用。1.1.4防洪标准确定根据防洪保护区内经济发展情况，参照国家《防洪标准》（GB50201-94）的有关规定，考虑政治、经济、社会等多方面因素，综合选定治理标准。丘北县石葵河防洪工程主要防洪保护对象为温浏乡石葵小型灌区的农田、沿河村庄及河流流经的基本农田。根据《丘北县中小河流防洪规划》，河流治理拟定分为二段：第一段从上蚌格0+000）至坝达（3+821.000）段止，根据《丘北县温浏乡土地利用总体规划（2010～2020年）》和《丘北县温浏乡城镇规划（2010～2025年22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文））》，该段是以农田和村庄保护为主，根据《防洪标准》（GB50201-94）的有关规定，综合确定该段防洪标准为10年一遇。第二段从普乐（12+632.000）至石别（16+602.000）段止，根据《丘北县温浏乡土地利用总体规划（2010～2020年）》和《丘北县温浏乡城镇规划（2010～2025年）》，该段是以农田和村庄保护为主，根据《防洪标准》（GB50201-94）的有关规定，综合确定该段防洪标准为10年一遇。1.1.5治理段河道现状石葵河上游区，地表植被覆盖率一般，水土流失严重，经调查，流域内土壤侵蚀模数500t/km²·a，大量泥沙淤积河床；还有一个很重要的原因是由于河道沿岸的温浏乡的农田灌溉用水完全依赖石葵河取水，两岸居住的农民按自然村在河道上随意修筑拦河坝10座，每到汛期，溪河洪水携带大量泥沙冲向下游坝区，沉积于河道内，造成河道淤积、河床抬高，有效行洪断面变窄，洪水极易漫堤成灾。图1-2淤积严重的河滩图1-3拦河坝阻塞河道图1-4拦河坝抬高河床1图1-5拦河坝抬高河床222 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）各治理段现状分述如下：第一段从上蚌格（0+000）至坝达（3+821.000）段止，河流从坝区穿过，地势平坦、开阔，现状河道平均坡降6‰，自然河堤高度1.5～2.0m，河床宽度14-24m，相当于2年一遇洪水标准。第二段从普乐（12+632.000）至石别（16+602.000）段止，河流从坝区穿过，地势平坦、开阔，现状河道平均坡降5.9‰，自然河堤高度2.0m，河床宽度19～24m据现场勘测，石葵河流经地段为山区，两岸均为自然土堤，河堤局部低矮，淤积严重，防洪标准低，决堤、漫堤现象十分普遍。设计治理段地方经济欠发达，无财力投入河道治理，现状仍属于原始自然河道状态，未实施过河堤护岸设施。经水文复核，石葵河大部份河段防洪标准不足5年一遇，多数为1～2年。每到汛期，洪水漫堤，河流两岸大片农田耕地被水淹沙盖，灾害造成粮食减产、农田地绝收、道路毁坏、通讯终断，渠道水毁、房屋倒塌。据统计，特大洪灾造成的直接经济损失可达1千万元右，灾害极为严重。石葵河洪灾统计见表4-1。22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）第2章水文2.1概况2.1.1气象丘北县属低纬度亚热带高原气候，气候温和湿润，雨量丰沛，区内水汽主要来自西南和东南暖湿气流，降水量具有明显的季节性，多集中于5～10月份，占全年降水量的84.2%，11～4月为旱季，受来自西北的干冷气流控制，空气干燥，降水稀少，降水仅占年降水的20％以下。区内干湿两季分明的特点，导致径流的年内分配不均，春旱突出。石葵河流域多年平均降水量为1050mm。由于受地形影响，降水量在全县分布随地形升高而增大规律明显，红旗水库坝址以上流域多年平均降水量为1274.0mm，普者黑以上为1203.8mm，下游清水江段为1000mm。清水江流域地形变化复杂，气候随海拔高程呈明显的垂直变化。在2000m以上的山地，气温较低；海拔在1400～1700m的地区，气候温和；低于1300m的地区，气温较高。据丘北县气象站历年实测资料统计，多年平均气温16.3℃，极端最高气温35.7℃；极端最低气温-7.6℃；多年平均日照2046小时。最热月为7月，平均气温达26.8℃；最冷月为1月，平均气温为3.2℃，年无霜期275天。年降水变化在670.9～1467.5mm之间，多年平均降水量为1178.2mm。2.1.2基本任务云南省丘北县石葵河丘北治理工程的治理标准为10年一遇（P=10%），因此要求分析P=10%、P=20%频率的设计洪水。2.1.3设计洪水分析（1）基本资料文山水文水资源分局先后在清水江流域设置了北桥水文站、格雷水文站、红旗水库专用站三个水文站，云南省气象局设立了丘北气象站，其站点资料可作为本次设计的依据。本次收集的水文气象资料概况见表2-1。22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表2-1水文气象资料概况表站 名集水面积Ｆ（km2）观测项目资料年限起止N（年）北桥水文站626水、流、降1959～1969、1976～197915格雷水文站3186水、流、降、蒸1970.4～2005.1236清水江水文站4156水、流、降、蒸2006.1～2011.126红旗水库专用站151水、流、降1961.1～2011.1251丘北气象站气象要素1957.1～2011.1255（2）设计洪水计算鉴于本流域实际资料条件，设计流域洪峰流量采用以下两种方法计算，经对比分析后选用。①格雷水文站、北桥水文站、红旗水库专用站洪峰流量实测值（插补延长值）和历史调查洪水，经地区综合后推求设计流域各防洪控制断面设计洪水（以下简称“地区综合法”）；见表2-2表2-2石葵河治理段设计洪峰流量成果表（地区综合法，采用）序号断面名称集水面积（km2）洪峰流量（㎡/s）　位置5%10%20%50%10+000185.510080.160.738.4中段治理起点21+239196.710382.362.439.51#取水坝31+257196.810382.362.439.5拟建1#桥42+221201.310483.163.040.0拟建2#桥52+702201.910483.363.140.02#取水坝63+821209.210684.664.240.7中段治理终点712+633239.511390.168.443.5下段治理起点814+045251.111592.170.044.53#取水坝914+804256.611693.070.744.9拟建3#桥1015+900264.011894.371.745.64#取水坝1116+523270.211995.372.446.15#取水坝1216+602270.811995.472.546.1下段治理终点②此次设计调查的石葵河历史洪水推求设计洪水（以下简称“历史洪水法”）。22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）此次设计选用成果见表2-3。表2-3石葵河治理段设计洪峰流量成果表（历史洪水法）序号断面名称集水面积（km2）洪峰流量（m3/s）位置5%10%20%50%10+000185.587.467.849.730.3中段治理起点21+239196.790.870.551.731.51#取水坝31+257196.890.970.551.731.5拟建1#桥42+221201.392.371.652.532.0拟建2#桥52+702201.992.471.752.632.02#取水坝63+821209.294.673.453.832.8中段治理终点712+633239.510480.358.935.9下段治理起点814+045251.110782.960.837.03#取水坝914+804256.610884.161.737.6已建3#桥1015+900264.011185.762.938.34#取水坝1116+523270.211287.163.838.95#取水坝1216+602270.811287.263.938.9下段治理终点表2-4两种方法P=10%各控制断面设计洪峰流量成果对比表序号断面名称P=10%洪峰流量（m3/s）相对误差（%）位置地区综合法历史洪水法10+00080.167.8-15.4中段治理起点21+23982.370.5-14.31#取水坝31+25782.370.5-14.3拟建1#桥42+22183.171.6-13.8拟建2#桥52+70283.371.7-13.92#取水坝63+82184.673.4-13.2中段治理终点712+63390.180.3-10.9下段治理起点814+04592.182.9-10.03#取水坝914+80493.084.1-9.6已建3#桥1015+90094.385.7-9.14#取水坝1116+52395.387.1-8.65#取水坝1216+60295.487.2-8.6下段治理终点22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）2.1.4施工洪水鉴于本流域实际资料条件，采用红旗水库专用站枯汛设计洪峰流量比值，移置到设计流域，推求设计流域枯期洪水。根据确定的分期时段，将红旗水库专用站实测枯期年最大洪峰流量系列进行经验频率计算，矩法初估统计参数，以P-Ⅲ型线型适线法确定统计参数，频率曲线见图2-1，结果见表2-4。本次设计采用的成果见表2-5。表2-5石葵河治理段枯期设计洪峰流量成果表序号断面年洪峰流量(㎡/s)枯期（12～4月）洪峰流量(㎡/s)5%10%20%5%10%20%10+0.0010080.160.725.420.315.321+23910382.362.426.120.915.731+25710382.362.426.120.915.742+22110483.163.026.421.115.852+70210483.363.126.421.115.963+82110684.664.226.921.516.1712+63311390.168.428.722.917.2814+04511592.170.029.223.417.6914+80411693.070.729.423.617.81015+90011894.371.730.023.918.01116+52311995.372.430.224.218.21216+60211995.472.530.224.218.2表2-6红旗水库专用站年及枯期设计洪峰流量成果表时段统计参数设计值(m3/s)均值(m3/s)CvCs/Cv5%10%20%年洪水14.70.56531.224.718.5枯期（12～4月）洪水2.350.663.57.926.264.65枯期洪水与年洪水的比值0.160　　0.2540.2540.25122 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）图2-1红旗水库专用站枯期洪峰流量频率曲线图2.1.5水位流量关系因治理河段部分河道较浅，一部分河段为一边傍山，而另一边地势开阔；一部分河段两边地势均开阔，当洪峰流量较大时会漫滩，故无法对现状水面线作定量分析；在可推求水面曲线的河段，采用水面曲线修订。2.1.6泥沙石葵河无实测泥沙资料，泥沙特征值根据由云南省水利厅、云南省水利水电科学研究院于2006年2月完成并出版的《云南省2004年土壤侵蚀现状遥感调查报告》中的图集查算。从《云南省2004年土壤侵蚀现状遥感调查报告》图中可看出，治理河段以上均为微度水土流失区（侵蚀模数小于500t/（km²·a））。根据流域森林植被，流域坡度、人类活动影响以及以后发展等多方面考虑，侵蚀模数取上限，为500t/（km²·a）。推移质按一般地区情况考虑，多年平均推移质输沙量占多年平均悬移质输沙量的比例β取为0.2，按一般情况取悬移质泥沙密度为1.3t/m³，推移质泥沙密度为1.6t/m³。22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）由此可计算出治理河段各控制断面泥沙值，成果见表2-7。表2-7各控制断面泥沙成果表序号断面名称位置含支流泥沙量多年平均输沙量（万t）多年平均输沙体积（万m³）悬移质输沙量推移质输沙量总输沙量悬移质输沙体积推移质输沙体积总输沙体积10+0.00中段治理起点7.731.559.285.950.976.9121+2391#取水口8.201.649.846.301.027.3331+257拟建1#桥8.201.649.846.311.037.3342+221拟建2#桥8.391.6810.076.451.057.5052+7022#取水口8.411.6810.106.471.057.5263+821中段治理终点8.721.7410.466.711.097.79712+633下段治理起点9.982.0011.987.681.258.92814+0453#取水口10.462.0912.568.051.319.36914+804已建3#桥10.692.1412.838.221.349.561015+9004#取水口11.002.2013.208.461.389.841116+5235#取水口11.262.2513.518.661.4110.071216+603下段治理终点11.282.2613.548.681.4110.092.1.7流域内人类活动情况河流沿途有几个小村落分布于河道两旁及半山腰，人类活动一般。流域内植被较好，水土流失现象不严重。近年来，经封山育林及采取综合水土保持措施，植被覆盖率得到一定提高，使水土流失进一步减轻。治理河段上游未建有水库等大的蓄水、引水、提水建筑物，但沿途分布有一些拦河坝和桥梁。河流虽穿过了一些村寨，但村寨面积所占治理河段流域面积的比例较小，其产汇流机制与山区河流相似，因此，本次洪水计算按山区河流计算方法计算。22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）2.2枯期设计洪水2.2.1枯期时段划分洪水分期的确定，首先遵循工期及清水江洪水季节的变化特性，结合工程设计施工要求划分。根据以上水文气象特征分析，清水江流域气候特点是干湿季节分明，雨季5月至11月的降水量占年降水量的90％，降水时空分布极不均匀。从洪水季节看，洪水与降水分布密切相关，一般发生在汛期5月中旬～11月下旬，考虑工程设计施工需要，分期不宜过细，把全年划分为汛期和枯期，故确定枯期洪水时段为12月1日～次年4月30日。2.2.2依据站枯期设计洪水推求鉴于本流域实际资料条件，采用红旗水库专用站枯汛设计洪峰流量比值，移置到设计流域，推求设计流域枯期洪水。根据确定的分期时段，将红旗水库专用站实测枯期年最大洪峰流量系列进行经验频率计算，矩法初估统计参数，以P-Ⅲ型线型适线法确定统计参数，频率曲线见图2-1，结果见表2-6。2.2.3治枯期设计洪水推求将该站枯期洪水占年洪水的比值移至设计流域，成果见表2-8。表2-8石葵河治理段枯期设计洪峰流量成果表序号断面年洪峰流量(m3/s)枯期（12～4月）洪峰流量(m3/s)5%10%20%5%10%20%10+0.0010080.160.725.420.315.321+23910382.362.426.120.915.731+25710382.362.426.120.915.742+22110483.163.026.421.115.852+70210483.363.126.421.115.963+82110684.664.226.921.516.1712+63311390.168.428.722.917.222 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表2-8石葵河治理段枯期设计洪峰流量成果表序号断面年洪峰流量(m3/s)枯期（12～4月）洪峰流量(m3/s)5%10%20%5%10%20%814+04511592.170.029.223.417.6914+80411693.070.729.423.617.81015+90011894.371.730.023.918.01116+52311995.372.430.224.218.21216+60211995.472.530.224.218.222 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）第3章工程地质3.1工程地质3.1.1地形地貌特征于云南省文山壮族苗族自治州丘北县。丘北县处于云南省东南部，位于东经103°34′～104°45′、北纬23°45′～24°28′之间。石葵河在丘北县东北部，属珠江流域西江水系清水江一级支流，发源于丘北县双龙营镇文告村民委员会龙尾村，流经丘北县温浏乡石葵、令冲、坝稿、石别，在石别村注入清水江，河长44km，径流面283.07km2。河道上、下游河床相对平缓，中游段河床坡降相对大。石葵河流域西高东低，河流发源点高程1500m，末端在石别村交汇于清水江，高程为964m，平均落差12.13m/km，总落差536m，河道平均坡降11.16‰。3.1.2治理河段石葵河上游段流域面积小，且规划了位单水库调洪削峰，洪水危害情况相对中下游轻。因此，从保护石葵河两岸农田及生命财产角度和从方便河两岸百姓进出考虑，对中、下游河段上蚌格—坝达、普乐—石别段进行治理。具体位置分布：上蚌格（0+000m）至坝达（3+821m），长3.821km，为治理的上段；普乐（12+632m）至石别（16+602m），长3.970km，为治理的下段。合计治理长度7.791km，同时涉及5个取水口的改造，3座农用农用桥的建设或改造。在治理的上段与下段间里程3+821—12+632m段河道狭窄，沿线分布农田及居住百姓少，洪水的危害及损失小，本次不作治理考虑。其中在治理段范围内，上段左岸里程2+045m—2+220m，右岸里程0+531—0+646m、1+217—1+262m、1+760—1+832m段，计746m，下段左岸里程13+545m—14+084m，右岸里程13+240—13+476m、14+376—14+803m、15+153—15+93222 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）m段，计1981m，河边已冲刷出强至弱风化砂岩基岩，抗冲刷性较好，堤岸边田少，堤岸具有一定的抗冲刷性，淹没、冲刷危害小，不考虑处理，合计长2727m。实际治理长度段左岸长3646m，右岸3126m，下段左岸3431m，右岸长2528m。上、下段两岸治理河堤段合计总长12990m。3.2堤基和堤岸3.2.1堤基分段河道位于石葵河流域山间小坝子中部低洼处，为山前的冲洪积漂卵砾石砂堆积，厚度一般在2m以上，强透水，表层0.3～0.6m，松散至中密，抗冲刷性差，河道坡降陡，下切冲刷、淘蚀堤基，致使两岸河堤产生倾覆、倒塌，可能产生的情况较普遍，堤基为地质条件较差(C类)。包括上蚌格（0+000）至坝达（3+821m）段、普乐（12+632m）至石别（16+602m）段河堤。具体：左岸上蚌格至坝达段，里程0+000—2+045m、2+220—3+821m，长3646m，普乐至石别段12+632—13+545m、14+084—16+602m段，长3431m。总长7077m；右岸上蚌格至坝达段，里程0+000—0+531m、0+646—1+760m、1+832—3+697m，长3510m；普乐至石别段，右岸12+710—13+240m、13+476—14+376m、14+803—15+153m、15+932—16+602m，长2450m。总长5960m。表部一般有0.3—0.6m的沙壤土耕植土层，漂卵砾石砂厚度一般2m以上，下伏基岩，河堤堤基为双层结构(Ⅱ)。治理建议：①对未衬砌段的堤基防止河水冲刷、淘脚倒塌，建议堤身采用抗冲刷、淘蚀稳定的重力式低挡墙，且埋入堤基深度0.5-1.0m以上，对冲刷凹岸堤基可适当加深；②对堤基在压缩性差异较大的两层土体中存在基础不均匀沉降问题，如粘性土与漂卵砾石砂层，在结合部位应设置沉降缝。3.2.2堤基持力层整个治理河段左、右岸河堤堤基持力层为漂卵砾石砂，允许堤基承载力[R]=0.28～0.32MPa，地基承载力能满足设计要求，堤基以下漂砂卵砾石层厚度变化不大，建议堤基置于冲刷深度以下0.5～1m，总体来说漂砂卵砾石层作为持力层基本不存在堤基不均匀沉降变形问题。施工时若在漂卵砾砂层中局部夹有透镜状粘土层和粉砂质粘土层透镜体时，建议采取漂石、碎石或卵砾石置换压实处理，提高密实性及其地基承载力。22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）3.2.3岸坡稳定性在本次治理段均为自然河道，河堤坎低，雨季河堤与漫滩基本齐平，河道局部段仍冲刷摆动大。除河边靠山脚地段冲刷出砂泥基岩外，其余均为冲洪积漂卵砾石砂，结构松散，抗冲刷能力较差，岸坡稳定性较差。需选择合适的堤型固定河道，及衬砌形式，提高河堤的防冲性和洪水标准。基岩岸坡段主要靠山坡脚，冲刷出强至弱风化砂泥岩基岩，具有一定的抗冲刷性，堤岸相对稳定，原则上不考虑进行治理。3.2.4天然建筑材料粘土料：选择了Ⅰ、Ⅱ号粘土料场，为T2la砂泥岩风化的残坡积褐红色土砂质粘土层，质量满足要求，储量分别为13.5、12万m³，现有交通路经过，较方便。回填风化料：在Ⅰ、Ⅱ号粘土料场开采下部强风化的砂泥岩地层，厚度一般20~35m，质量满足要求，储量分别为90、96万m³，交通情况同粘土料。回填河滩砂砾石料：河道治理堤基开挖及清淤过程中，挖出大量的河滩砂砾石料，数量达在10.8万m³，可以充分利用作为堤身的回填垫层料，尽量做到治理段弃渣与回填料间挖填平衡，降低水保压力和工程投资。混凝土砂石料：由于开采石料需要办理采矿产证等手续，比较麻烦，工程采用直接从附近现有的石料场外购解决。工程选择了Ⅰ、Ⅱ号石料场供上、下游段采购拉运，料场岩性为灰岩层，质量好，料场储量分别大于5、10万m³，有一定的开采规模。河滩砂砾料获得率低，含泥量偏高，质量偏差，需筛洗后使用，储量估计0.75万m³。3.3建筑物基础地质评价3.3.1取水口根据河道两岸农灌分布情况，治理河段涉及5个取水口（坝）需改造保留，其中3号口位置及地质条件分述如下：22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）3号取水口：位于治理里程14+045m河道转弯处,为浆砌石圬工衬砌，浅坝挡水，坝高约1m。左岸为冲刷凹岸，河岸地形坡较陡，冲刷出强至弱风化砂岩基岩；右岸为淤积凸岸，堆积大量的冲洪积物漂卵砾石砂堆积，厚度在2m以上。现取水坝基本运行正常，维持现况，结合右岸保护农田河堤治理挡墙，使之兼有右坝肩导水墙之功能。取水口（坝）主要物理力学指标推荐值如下：河床冲洪积砂卵砾石层：i=1:1.5~1:2，γ=1.8~2.1g/cm3，C≈0，φ=28°~30°，[R]=0.28~0.32MPa。强至弱风化砂岩夹泥岩：i=1:0.5~1:0.75，γ=2.1~2.3g/cm3，C=0.10~0.15Mpa，φ=28°~30°，K=1.5~1.8，[R]=1~1.5MPa。3.3.2农用桥根据河道两岸农灌分布情况，治理河段涉及3个机耕桥需新建或改造，3号桥位置和地址条件分述如下：3号桥：位于治理里程14+804m处，现有石拱桥老桥，宽度窄，通过荷载低，不满足桥右侧坝稿村的机械车辆进出要求，需在原址重建农用桥。此河段较顺直，河道内均为第四系冲洪积砂卵砾石层，堆积较密实，厚度3m以上，产生地震液化的可能性不大。处理建议：新建桥基也仍落在卵砾石砂层，防止河水冲刷,桥基基础埋置深度1m以上，承载力f=280KPa。机耕桥地基岩土层主要物理力学指标推荐值如下：河床冲洪积砂卵砾石层：i=1:1.5~1:2，γ=1.8~2.1g/cm3，C=0，φ=28°~30°，[R]=0.28~0.32MPa。强至弱风化砂岩夹泥岩：i=1:0.5~1:0.75，γ=2.1~2.3g/cm3，C=0.08~0.15Mpa，φ=28°~30°，K=1.5~1.8，[R]=1~1.5MPa。22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）第4章工程任务和规模4.1概况4.1.1自然地理概况丘北县位于云南省东南部，地理坐标：东经103°34′～104°45′、北纬23°45′～24°28′。东隔清水江与广南县毗邻，南与砚山县、开远市接壤，西隔南盘江同弥勒、泸西两县相望，北与师宗县、广西壮族自治区西林县衔接。县境内东西宽100km，南北长70.5km，总面积4997平方km。07年末，全县总人口45.9万人。境内居住着汉、壮、苗、彝、瑶、白、回等七种民族，少数民族人口共28.7万人，占总人口的62.52%，县人民政府驻锦屏镇，海拔1452米，距省会昆明市280km，距文山州府114km。4.1.2社会经济概况丘北县辖锦屏镇、八道哨彝族乡、双龙营镇、曰者镇、腻脚彝族乡、新店(原冲头)彝族乡、舍得彝族乡、树皮彝族乡、官寨乡、平寨乡、天星乡、温浏乡共3镇9乡，下设99个村(居)民委员会，1251个自然村。全县总人口45.9万人。境内居住着汉、壮、苗、彝、瑶、白、回等七种民族，少数民族人口共28.7万人，占总人口的62.52％。全县耕地面积58.05万亩，其中：水田10.6万亩(含雷响田3.02万亩)、旱地47.45万亩。适宜种植粮食作物和烤烟、辣椒、莲藕、葡萄、薯蓣、三七等经济作物。2012年，丘北县实现粮食产量2.2亿公斤，收购烟叶37万担、烟农收入3.9亿元；种植辣椒45万亩、产值12亿元；种植万寿菊3.5万亩、产值6200万元；三七、蔬菜、水产养殖等产业发展迅速；肥猪出栏90万头、肉牛出栏11万头；实现农业总产值29.4亿元；工业总产值20.2亿元；普者黑旅游接待游客158万人（次）、旅游综合收入7.5亿元；实现外贸出口2323.5万美元。建设小水窖12470口，解决了5.48万人1.87万头大牲畜饮水安全问题；村庄规划529个，实现了村庄规划全覆盖。实现“农转城”22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）13518人。公益林建设4万亩、陡坡地生态治理1万亩、小流域治理35.14平方公里。普者黑生态环境得到保护治理，核心景区内垃圾统一收集处理。污水处理厂及配套管网建设基本完成。广播、电视覆盖率分别提高到92.6%和94%。人口自然增长率控制在6.7‰以内。新增农村劳动力转移2.5万人，城镇登记失业率4%。4.2规划成果主要结论按照《水利部关于印发中小河流治理工程初步设计指导意见的通知》（水规计【2011】277号）和《云南省水利水利厅关于强化重点中小河流治理前期工作管理要求的通知》（云水规计【2012】108号）要求。根据《文山州重点地区中小河流近期治理建设规划报告》，云南省水利厅文件《云南省水利厅关于进一步加快规划内中小河流整治项目全期工作的通知》（云水规计【2013】6号）：云南省丘北县石葵河治理工程一期列入全国重点地区中小河流近期治理建设规划中小河流名录表中。本工程为乡镇防洪，防洪标准为10年一遇，治理河段长7.3km，实施年限为2013-2014年，计划总投资为2506万元。4.3河道现状及存在的问题4.3.1河道特性及河势分析河道平面演变特性：根据中国人民解放军总参谋部测绘局1964年航测的1:50000地形图、云南省测绘局1982年出版的1:10000地形图、大理州水利电力勘察设计院2012年9月份实测的1:1000河道带状地形图。经分析比较，2001年以前河道的平面变形主要为人工裁弯改直，河道天然平面形态变化不大，主要为凹岸的冲刷淘蚀和支流汇口处的淤积，2000年以后由于石葵河两岸的农田依赖石葵河取水灌溉，取水坝都为沿岸村庄根据各村的需要建设拦河坝取水，取水口缺乏技术指导，布置凌乱，最小的灌溉面积仅为100亩左右，拦河坝随意布设；加之上游水土流失严重，大量泥沙淤积河床，取水坝上游淤积严重，大多拦河坝4-5年就因淤积失效而加高，因此，河床也随之淤积抬高，群众私自建设的拦河坝成为了石葵河溃堤、冲刷两岸农田的主要因素。河道纵横向演变分析：套绘丘北县水务局1986年3月实测的河道纵、横断面图（4个断面），和2012年9月实测的河道纵、横断面图（12个横断面），从以上各断面特征值对比分析，可得出如下结论：石葵河河道平面形态基本稳定，纵、横向河道演变趋势为淤积和局部冲刷。受灾非常严重；石葵河洪灾统计资料详见表4-1。22 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表4-1石葵河河温浏乡河段洪灾统计资料表年份洪灾面积（亩）受灾人口（人）死亡人口（人）倒塌房屋（间）减产粮食（kg）冲垮公路（m）经济损失（万元）受灾成灾19524671871401220001500221957200080015000185750025025195965026019503900020021.719621294518388257764050023.3196640016012002400060027.2197134513810352070045021.2197398639429585916080027.7197816706705010210020015024.11984924416277235544065031.6198523409369863514040150030.819881740896422028440050035.3199226001440300025294140200048.32001188068045203196000100033.820022280150824326186000250057.52003140755721282245490150036.920041841541964118320046.5200516523522208010780052.2200678976624362183800200062.12007709469256335210045.020081003963537368830080.5201110569563307530300105.822 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）石葵河流域洪灾频繁发生的原因主要有以下几点：（1）自然地理因素①洪灾源于暴雨，石葵河流域地区，影响暴雨的天气复杂，暴雨历时短，多为单一的非连续性暴雨。由于降雨具有在时空分布上的随机性和不均匀性，造成降水年际变化小，年内分布不均匀：枯季1～4、11～12月降水稀少，只占年降水量的15％；汛期5～10月降水丰富，占年降水量的85％，往往形成暴雨天气，造成洪灾。②由于河岸为砂土，结构松散，抗冲性差，遇洪水易坍塌，导致水土流失。③大部分无堤岸防护措施，堤脚掏刷严重。（2）人为因素①由于中下游两岸农田依赖石葵河取水灌溉，流域内人为的砌筑挡水坝较为严重，行洪时没有得到及时拆除，坝上游淤积严重，来年无法取水靠加高坝体抬高水位，致使河道淤积堵塞，河道过流能力降低，使原本防洪标准偏低河道洪灾更加恶化。③已建防洪堤段没有形成全面统一的、完整的防洪体系，再加上资金、人力、物力等方面有限，防洪工程多为临时性防洪、抢险应急措施工程，无法抵御标准洪水。（3）取水口现状石葵河治理河段内有10个取水口，控制灌溉面积为9085亩，经过现场踏勘，本次对治理段内5座取水口进行改造。具体情况见表4-2。表4-2取水口特性表序号里程取水口高程控制面积流量取水口位置K+mm(亩)m³/s11+2571109.674270.041左岸取水4200.041右岸取水22+701.61099.846250.06左右岸取水314+044.69905260.05左岸取水3260.031右岸取水415+899.69775000.05左右岸取水516+522.69754000.04左右岸取水72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）4.3.2现状防洪能力分析为分析河道的现状防洪能力，格局实测的横断面资料及水文分析确定的各频率洪峰流量、水文流量关系曲线，推算防洪治河的现状水面线，并与现状高程进行比较表4-3石葵河治理段现状防洪能力成果表断面标号里程现状堤防（岸坎）P=10%P=20%高程（m）km+m左岸右岸水位（m)左-水右-水水位（m)左-水右-水114+739.9984.65984.21985.53-0.88-1.32985.24-0.59-1.03214+690.1986.11985.22985.870.24-0.65985.580.53-0.36314+670.0986.43985.279860.43-0.74985.710.72-0.45414+649.7986.74985.31986.140.6-0.83985.850.89-0.54514+599.7986.63985.58986.480.15-0.89986.190.5-0.6614+549.7986.51985.86986.81-0.3-0.96986.52-0.01-0.67714+499.7986.78986.63987.19-0.41-0.56986.89-0.11-0.26814+449.7987.05987.4987.52-0.48-0.13987.23-0.180.17914+399.7987.32988.17987.86-0.550.31987.57-0.250.61014+376.0987.55988.51988.01-0.450.5987.73-0.170.781114+349.7987.83988.9988.18-0.350.72987.9-0.0711214+299.7988.35989.64988.52-0.171.12988.240.111.41314+274.2988.61990.01988.73-0.111.29988.440.171.571414+249.7988.87989.48988.89-0.030.58988.610.260.871514+199.7988.66988.38989.23-0.58-0.86988.95-0.29-0.581614+149.7988.82988.21989.63-0.81-1.42989.35-0.53-1.141714+099.7988.97988.05990.03-1.05-1.98989.75-0.77-1.71814+084.8989.02988990.15-1.13-2.15989.87-0.84-1.861914+045.0990.2989.59990.49-0.29-0.9990.2-0.01-0.612013+999.7990.69991.41990.89-0.20.52990.590.10.812113+957.5991.15989.9991.22-0.08-1.33990.930.22-1.0372 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）本次毕业设计，按50m一个断面计算，其中特征断面必须加进去；经过对本次毕业设计我负责的石葵河21个控制断面现状河道过水能力计算比较，石葵河治理段过水能力有的地段不能满足10年一遇洪水标准或5年一遇洪水标准，抗御洪水能力低，需进行堤防加高及堤岸防护处理。从表4-3、4-4可看出，绝大部分河段不满足设计洪峰流量的过流需要，有些河段为左岸均不满足，有些河段为右岸不满足，大部分是两岸均不满足对不满足设计洪峰流量过流需要的河段应进行治理。4.3.3存在的主要问题丘北县石葵河河道现状防洪能力不能满足10年一遇洪水标准，治理段两岸耕地密集，常年受洪水威胁，治理段河道现状主要存在以下问题：（1）由于流域内特定的自然、地理、环境、地质条件和人类活动等综合因素的影响，特别是支流上泥石流发育，水土流失严重，汛期支流带下的泥沙阻塞河道，造成河床变窄，洪水漫堤成灾；（2）因地方经济欠发达，无财力投入河道治理，石葵河河道现状仍属于原始自然河道状态，未实施过河堤护岸设施，因此，石葵河两岸均为自然土堤，河堤局部低矮，洪水漫堤现象十分普遍，两岸农田密集，严重危害农田；（3）河道沿岸的乡村农田灌溉用水完全依赖石葵河取水，在河段上随意修筑拦河坝取水，取水坝上游淤积严重，河床抬高，有效行洪断面变窄，洪水极易漫堤成灾。4.4工程建设的必要性及任务4.4.1工程建设的必要性葵河位于丘北县境内东北部，北纬24°15′51″至24°13′58″，东经104°14′40″至104°30′41″，具体见丘北县石葵河治理工程地理位置图。石葵河属珠江流域西江水系清水江支流，石葵河流域西高东低，西部分水岭高程在1849～1772m之间，东部分水岭高程在1458m左右。石葵河河长44km，发源于双龙营镇文告村民委龙尾村，河流发源点高程1590m，流经龙营镇和温浏乡的文告、石葵、普乐、令冲、坝稿、石别，在石别村注入清水江，交汇清水江处高程为964m，总落差536m，径流面积283.07km²，径流量1.512亿立方米，最枯流量0.496m³72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）/s，沿河灌溉面积1.2万亩。河道上、下游河床平缓，淤积严重，水灾频繁。中游段河床坡降大。石葵河流域年降水量为1050mm,年径流深450mm，河床坡降12.18‰，平均落差12.13m/km。据《丘北县县志》、《丘北县江河志》、《丘北县水利志》记载，建国以来石葵河历史上共出现大的洪水灾害12次，近十年来，由于人为的筑坝取水，抬高河床，加之近几年极端气候常常发生，单点暴雨频繁，水灾时有发生，几乎每隔2年就要有水患，淹没两岸的农田，虽然没有人员伤亡，但严重影响温浏乡河双龙营镇的经济发展。石葵河洪水灾害发生频繁，第一、是水文气象条件具有强烈的可变性，频频发生单点暴雨，雨量大、集中、侵蚀性强，破坏力大；第二、地形地貌、地质条件复杂，易形成洪涝灾害；第三、自然植被及生态环境遭到破坏，水土流失严重；第四、两岸支流纵横交错，洪水冲向对岸，相互顶托，发生横向流动，形成多弯，致使洪涝灾害频繁；第五、石葵河整个河段从未治理过，河堤一直为自然河堤，迎水面无防护措施，无系统流域规划，防洪建设资金投入较少，均处于被动防洪状态。综上所述原因，石葵河主要存在有防洪基础薄弱、防洪标准不足5年一遇，河道冲刷严重等突出问题。每年汛期洪涝灾害频繁，直接威胁沿岸乡村居民生命财产安全，造成农田被冲，基础设施遭到破坏，经济损失巨大，已成为制约丘北县经济发展的瓶颈，发展与防洪的矛盾日见突出。石葵河治理完成后，将使石葵河防洪治理工程在丘北县境内基本形成完整的防洪体系，这是非常必要的。4.4.2工程建设任务根治理段防护区现状和社会经济发展情况，结合当地已建工程措施，治理段主要是通过工程措施和植物措施抵御洪水灾害和水土流失；此次毕业设计，我负责13+957.5-4+739.9，长度为782.4m.具体措施表4-4表4-4工程措施明细表序号里程工程措施114+399.70-14+739.90左岸护岸，右岸基岩出露，不做处理214+084.80-14+376.00左右岸护岸313+957.50-14+045.00左岸基岩出露，不做处理，右岸护岸414+045.00坝上游清淤，取水口进行改造，增设冲砂设施72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）4.5治理方案4.5.1指导思想和基本原则丘北县石葵河治理工程是按照《云南省重点地区中小河流近期治理建设规划》的规划原则，并结合治理河段的河道特性、洪灾损失情况确定工程的治理原则为：“以筑堤御洪，固土防冲为主，坚持干支流、左右岸、上下游兼顾，水沙兼治，以治水为主，工程措施与生物措施相结合，因势利导，束水归槽，控制水流，改善干支流交汇口情况，增强河道自身造床能力。4.5.2防洪标准石葵河防洪治理工程目的是保护河流两岸的村庄和农田，保护区人口4.5万人，控制灌溉面积1.2万亩，按照《堤防工程设计规范》（GB50286-98）、《防洪标准》（GB50201-94）的有关规定，参照《全国重点地区中心河流近期治理规划》的要求，考虑当地的经济、社会、环境和洪灾损失情况等多方面因素并结合当地的实际情况，综合确定丘北县石葵河治理工程防洪标准为10年一遇，治理工程的等别为Ⅴ等，永久建筑物级别为5级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。4.5.3治理范围本次毕业设计我负责的是下段13+957.5-14+739.9，其中护岸左堤线长655.1m，护岸右堤线长418.5m；4.5.4治理方案与治理任务分析石葵河治理河段长7.3km，实施年限为2013-2014年，计划总投资为2506万元。本设计石葵河河道治理设计河道长度7.791km，设计投资2505.96万元。经过综合分析治理方案与治理任务满足石葵河规划要求。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）4.6工程规模4.6.1治导线和堤距治导线是造床流量下河道走向和中轴线，是确定治理建筑物河堤的依据，是治河工程布置的首要任务，也是治河工程成败的关键。丘北县石葵河现状河道处于一个相对稳定的状态，根据河流的河势、水流、演变规律、地形、地质条件，结合现有建筑物的位置、施工条件进行综合考虑分析。本次综合治理，结合石葵河的河道特性，治导线的布置基本沿原河道走向，从治理起点上水头开始，自上而下，依照现在河道的基本流势及河势控制的两个基本准则，绘出整治河床的中心线，即为中水期的治导线。（2）河道纵坡的确定天然状态下的河道，由于河宽变化的影响，河底面会出现高低不平的冲淤形状。经过人工治理后的河道，平面形态要比天然状态下的平顺得多，其冲淤变化也相对较小。而河道的治理，是要将整个治理段纳入一个系统内考虑，治理后的河道水面线，不能出现较大的起伏，整段河道流态应是平顺的，故河底坡降是决定河道流态的一个重要因素。天然状态下的河道，由于河宽变化的影响，河底面会出现高低不平的冲淤形状。经过人工治理后的河道，平面形态要比天然状态下的平顺得多，其冲淤变化也相对较小。而河道的治理，是要将整个治理段纳入一个系统内考虑，治理后的河道水面线，不能出现较大的起伏，整段河道流态应是平顺的，故河底坡降是决定河道流态的一个重要因素。为减少河道开挖、填筑量，降低工程造价，并考虑治理后河道底坡的自愈性，依据自然底坡拟定。（3）河道设计底宽确定①造床流量确定目前确定造床流量的方法很多，有马卡维也夫法、平滩流量法、洪水频率法、输沙能力法等，且各种方法的适用性不同，一般选用河水满槽时的流量或水位达到河滩边高度时的流量作为造床流量。因石葵河属小河流，本次设计造床流量的确定，采用洪水频率法，即钱宁先生在《河床演变学》中提出的造床流量大约相当于2年（P=50％）的洪水流量，根据水文分析计算，下段13+957.5-14+739.9流量Q=44.37～44.88m³/s。②稳定河宽确定72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）稳定河宽采用阿尔图宁公式计算：式中：A—稳定河宽系数；Q—造床流量，m³/s；J—河道比降；根据各段造床流量及比降，稳定河宽计算见表4-5。4-5稳定河宽计算成果表断面位置（km+m）比降流量(m³/s)稳定河宽系数A稳定河宽设计水面宽度b`(m)14+739.900.0067544.88116.3817.8914+690.100.0067544.85116.3817.8914+670.000.0067544.83116.3817.8914+649.700.0067544.82116.3717.8914+599.700.0067544.79116.3717.8914+549.700.0067544.76116.3617.8914+499.700.0067544.72116.3517.4614+449.700.0067544.69116.3517.4614+399.700.0067544.66116.3417.4614+376.000.0067544.64116.3417.7614+349.700.0067544.62116.3417.7614+299.700.0067544.59116.3317.7614+274.200.0067544.58116.3317.8414+249.700.0067544.56116.3217.8414+199.700.0079444.53115.8017.6914+149.700.0079444.49115.7917.6914+099.700.0079444.46115.7917.6914+084.800.0079444.45115.7817.6914+045.000.0079444.43115.7816.5513+999.700.0079444.40115.7716.6313+957.500.0079444.37115.7716.63由表4-5可知，设计水面宽度，满足稳定河宽要求4.6.2设计水面线（1）起始水位的确定：根据确定设计的堤距及洪峰流量。此次毕业设计我选择14+739.9为起调断面,所选择的断面所在地河床稳定，具有良好稳定水位—72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）流量关系，起调断面水位关系见表4-6、图4-1.表4-614+739.9起调断面水位流量关系表水位(m)983.55983.59984.09984.59985.09985.59986.09986.23流量(m3/s)00.13510.3831.2760.8698.51143.95158.05图4-114+739.9起调断面水位流量关系曲线图（2）河道糙率的确定：根据《水力计算手册》第三章水力学表3-6-1、3-6-2的有关参数，结合治理后的河道断面形状、衬砌方式，结合治理后的河道断面形状、衬砌方式，采用综合糙率法，综合糙率计算公式如下：式中：。（3）水面线的推求石葵河设计水面线采用能量方程推求,公式为:式中：z1、z2—上游断面和下游断面的水面高程或水位；、—上游断面和下游断面的流速水头；v—断面平均流速；—动能修正系数；72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）—此河段水流的沿程水头损失和局部随头损失。河槽扩大的局部水头损失汇流的局部水头损失弯道的局部水头损失沿程水头局部水头损失ξ——局部水头损失系数，根据《水力计算手册》P369页，由于断面逐渐扩大的ξ取值-0.3C——谢才系数；R——水力半径；各控制断面水面线成果见表4-7、4-8。表4-7石葵河设计水面线计算成果表(P=10%)序号桩号（km+m）P=10%底宽(m)流速V水位(m)设计渠底高程(m)设计水面线(m)设计堤顶高程(m)114+739.9014.002.90985.53983.55985.24986.13214+690.1014.002.90985.87983.89985.58986.47314+670.0014.002.90986.00984.02985.71986.60414+649.7014.002.90986.14984.16985.85986.74514+599.7014.002.90986.48984.50986.19987.08614+549.7014.002.90986.81984.83986.52987.41714+499.7013.502.92987.19985.17986.89987.79814+449.7013.502.92987.52985.51987.23988.12914+399.7013.502.92987.86985.85987.57988.461014+376.0012.602.97988.01986.01987.73988.611114+349.7012.602.97988.18986.18987.90988.781214+299.7012.602.97988.52986.52988.24989.121314+274.2012.603.00988.73986.69988.44989.3372 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表4-7石葵河设计水面线计算成果表(P=10%)序号桩号（km+m）P=10%底宽(m)流速V水位(m)设计渠底高程(m)设计水面线(m)设计堤顶高程(m)1514+199.7012.603.20989.23987.26988.95989.831614+149.7012.603.20989.63987.65989.35990.231714+099.7012.603.20990.03988.05989.75990.631814+084.8012.603.20990.15988.17989.86990.751914+045.0012.603.14990.49988.48990.20991.092013+999.7012.603.18990.89988.84990.60991.492113+957.5012.603.18991.22989.18990.93991.82表4-8石葵河设计水面线计算成果表(P=20%)序号桩号（km+m）P=20%底宽(m)流速V水位(m)设计渠底高程(m)设计水面线(m)设计堤顶高程(m)114+739.9014.002.65985.24983.55985.24985.84214+690.1014.002.65985.58983.89985.58986.18314+670.0014.002.65985.71984.02985.71986.31414+649.7014.002.65985.85984.16985.85986.45514+599.7014.002.65986.19984.50986.19986.79614+549.7014.002.65986.52984.83986.52987.12714+499.7013.502.67986.89985.17986.89987.49814+449.7013.502.67987.23985.51987.23987.83914+399.7013.502.67987.57985.85987.57988.171014+376.0012.602.71987.73986.01987.73988.331114+349.7012.602.71987.90986.18987.90988.501214+299.7012.602.71988.24986.52988.24988.841314+274.2012.602.74988.44986.69988.44989.041414+249.7012.602.74988.61986.86988.61989.211514+199.7012.602.92988.95987.26988.95989.551614+149.7012.602.92989.35987.65989.35989.951714+099.7012.602.92989.75988.05989.75990.351814+084.8012.602.92989.87988.17989.86990.471914+045.0012.602.88990.20988.48990.20990.802013+999.7012.602.91990.59988.84990.60991.192113+957.5012.602.91990.93989.18990.93991.5372 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）4.7排涝规划4.7.1排涝规划范围和排涝标准防洪堤一经建成，堤外农田雨季排水的原有通道将发生变化，为防止堤外洪水漫溢成涝，防洪规划需考虑堤外雨季的排涝问题。本河道排涝计算分水田排涝和旱地排涝。本次按五年一遇（P=20%）设计暴雨分析排涝模数。石葵河上段、下段排涝范围与防洪整治的范围一致，为石葵河分水岭共7.791km的河段，治涝主要为农田排涝。根据《灌溉与排水工程设计规范》的有关规范，确定农田的排涝标准为：5年一遇24小时暴雨，水田三天排至耐淹水深，旱地二日排干。山洪沟采用10年一遇洪水标准。4.7.2基本原则在排涝规划布局中，应根据规划区的河流分布，地形地势特点，充分利用容泄区和地形条件，遵循“高水高排、低水低排、分区排水、尽量自留”的基本原则。要根据地形条件，合理布置排水口，使涝水就高就近自流排出；还要利用地形，尽量自流排水；同时，由于石葵河两岸坝区现状农田的灌排设施已相对比较完善，在布设排涝口时，应充分利用现有的排水设施。总之，应根据规划区实际情况，因地制宜布置排水系统。4.7.3排涝分区及排涝流量(1)排涝分区本次排涝规划涉及石葵河上段和下段分水岭共7.791km河段，根据治理段的地形条件，共规划分成11个排涝分区，其中左岸6个、右岸5个分区。各片区排涝面积按坡面、水田、旱地三种类型来考虑。根据石葵河坝区耕地利用情况，水田和旱地的比例按40:60来考虑。各个分区排涝面积见表4—9、4-10，排涝分区图见4-2、4-3。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表4—9上段排涝分区面积表河段排涝分区里程面积（km2）备注水田旱地合计左岸左10+000-1+2800.320.480.80左21+128-2+5900.290.440.73左32+590+3+8210.831.252.08小计1.442.163.60右岸右10+000-2+0600.240.360.60右22+060-3+8210.741.111.85小计0.981.472.45合计2.423.636.05表4—9下段排涝分区面积表河段排涝分区里程面积（km2）备注水田旱地合计左岸左412+632-13+7300.350.530.88左513+730-15+7400.280.420.70左615+740-16+6020.320.480.80小计0.951.432.38右岸右312+632-13+7300.30.450.75右413+730-15+3150.781.171.95右515+315-16+6020.270.410.68小计1.352.033.38合计2.33.455.75(2)排涝流量根据水文计算的排涝模数，相应排涝标准，水田为0.21/s/km²，旱地为0.26m³/s/km²，计划定的各片区面积，计算各片区的排涝流量成果表见表4-10表4—10上段排涝流量成果表河段排涝分区里程流量（m³/s）备注水田旱地合计左岸左10+000-1+2800.070.120.19左21+128-2+5900.060.110.17左32+590+3+8210.170.320.50小计0.300.560.86右岸右10+000-2+0600.050.090.1472 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）右22+060-3+8210.160.290.44小计0.210.380.59合计0.510.941.45表4—10下段排涝流量成果表河段排涝分区里程流量（m³/s）备注水田旱地合计左岸左512+632-13+7300.070.140.21左613+730-15+7400.060.110.17左715+740-16+6020.070.120.19小计0.200.370.57右岸右412+632-13+7300.060.120.18右513+730-15+3150.160.300.47右615+315-16+6020.060.110.16小计0.280.530.81合计0.480.901.384.7.4排涝工程规划（1）上段排涝规划上段左岸排水面积3.6km2共规划3个排洪（涝）系统由2个天然溪沟和2号支流组成，排涝水拟分块排除。上段右岸排水面积6.05km2共规划2个排洪（涝）系统由1个天然溪沟和1号支流组成，排涝水拟分块排除。（2）下段排涝规划下段左岸排水面积2.38k㎡共规划3个排洪（涝）系统由3个天然溪沟组成，排涝水拟分块排除。下段右岸排水面积5.75k㎡共规划3个排洪（涝）系统由2个天然溪沟和3号支流组成，排涝水拟分块排除。各个区排涝口特性见表4-11、4-12。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表4—11上段段各个区排涝口特性表河段排涝分区里程流量（m³/s）备注左岸左10+4600.19天然溪沟左22+0600.17天然溪沟左33+6240.502号支流右岸右11+2800.14天然溪沟右22+5900.441号支流表4—12下段段各个区排涝口特性表河段排涝分区里程流量（m³/s）备注左岸左413+2850.21天然溪沟左515+3150.17天然溪沟左616+2600.19天然溪沟右岸右313+4850.18天然溪沟右414+6700.473号支流右515+7400.16天然溪沟72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）4-2图丘北县石葵河治理上段规划排涝分区示意图72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）4-3图丘北县石葵河治理下段规划排涝分区示意图72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）第5章工程布置及主要建筑物5.1设计依据5.1.1工程等级及建筑物级别石葵河防洪治理工程目的是保护河流两岸的村庄和农田，保护区人口4.5万人，控制灌溉面积1.2万亩，按照《堤防工程设计规范》（GB50286-98）、《防洪标准》（GB50201-94）的有关规定，参照《全国重点地区中心河流近期治理规划》的要求，考虑当地的经济、社会、环境和洪灾损失情况等多方面因素并结合当地的实际情况，综合确定丘北县石葵河治理工程防洪标准为10年一遇，治理工程的等别为Ⅴ等，永久建筑物级别为5级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。5.1.2设计基本资料（1）特征水位对文山水文水资源分局的北桥水文站、格雷水文站（清水江水文站）、红旗水库专用站三个水文站，进行分析评价得到丘北气象站与历年最大1h、6h、24h降雨量资料基本可靠、具有一致性和代表性。详见第二章2.2基本资料。年设计洪水治理标准采用10年一遇（P=10%）标准，计算常年洪水（P=50%）。考虑施工组织设计的需要，施工期洪水标准提供P=5％（20年一遇）、P=10％（10年一遇）、P=20％（5年一遇）三个频率的枯期洪水，以供选择。详见第二章2.3年设计洪水。枯水期设计洪水分期的确定，首先遵循工期及清水江洪水季节的变化特性，结合工程设计施工要求划分。根据以上水文气象特征分析，清水江流域气候特点是干湿季节分明，雨季5月至11月的降水量占年降水量的90％，降水时空分布极不均匀。从洪水季节看，洪水与降水分布密切相关，一般发生在汛期5月中旬～11月下旬，考虑工程设计施工需要，分期不宜过细，把全年划分为汛期和枯期，故确定枯期洪水时段为12月1日～次年4月30日，详见第二章2.4枯水期设计洪水72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）（2）地基特性及设计参数1)岩土体工程地质特征根据现场坑探勘查，河岸、河床发育成漫滩和Ⅰ级阶地，成分为漂石、砂卵砾石、砂土夹有少量孤石，坑探揭露厚一般2m以上，未见架空现象和软弱夹层，为强透水层，为孔隙含水透水层；J允=0.1～0.2，存在管涌变形问题。下伏砂岩、粉砂岩、泥岩基岩地层，为弱～中等透水。基岩主要在河边出露。①岩（土）区物理力学性质砂卵砾石、漂石层夹有孤石，岩性成分不均匀，不存在架空，中～高压缩性，其中砂卵砾石层相对密度Dr=0.42～0.68，允许承载力[R]=0.22～0.35Mpa。第四系冲洪积层存在压缩变形及不均匀沉陷问题。强、弱风化砂质泥岩湿抗压强度为20～30Mpa、天然密度2.5～2.6g/cm3、软化系数0.6～0.65。②环境水对混凝土腐蚀评价根据2012年10月2日取的二组水样试验结果，按《水利水电工程地质勘察规程》（GB50287—99）“附录G：环境水对混凝土腐蚀性评价”，结论两组水样均无腐蚀，具体见表5-1。表5-1河水及地下水水样腐蚀性评价成果整理表腐蚀性类型腐蚀性特征判定依据腐蚀程度界限指标备注分解类HCO3-含量=4.7、2.38(mmol/L)无腐蚀HCO3->1.07S1=5.2、S2=2.7PH=7.80、7.7无腐蚀PH>6.5S1=7.5、S2=7.7侵蚀性CO2含量=0(mg/L)无腐蚀CO2<15S1=S2=0分解结晶复合类Mg2+含量=23.8、9.11(mg/L)无腐蚀Mg2+<1407S1=13、S2=10结晶类SO42-含量=194.5、100(mg/L)无腐蚀SO42-<327S1=25、S2=322)渗透稳定性评价渗透性：冲洪积层根据简易抽水试验计算，第四系冲洪积层中等透水，渗透系数k=5.8×10-3～2.4×10-2cm/s。基岩类比经验表浅层强风化岩体透水率q＞20Lu，中等透水，渗漏较严重，弱风化岩体透水率q＜20Lu，弱透水。渗透变形：①石葵河为季节性河流，洪枯流量变幅大，洪水期水位高于河床2～3m，卵砾石砂层渗透系数K=5～21m/d，地表水渗透侵蚀砂卵砾石、砂土层一定高程，形成水头。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）②砂卵砾石、砂土层级配较均一，不存在架空现象，颗粒粒径差别大。洪水期堤内外有1～2m的水头差，滞留时间短，其余时间河道属于两岸的排泄区，水头差小。分析认为砂卵砾石不会产生渗透渗流变形、破坏问题，强风化岩体不存在渗透变形问题。1)堤基强度及抗震稳定性评价①根据《水利水电工程地质勘察规规范》（GB50487—2008）中有关土层地震液化判别的规定。由于石葵河河床两岸主要为砂卵砾石层，粉土、粉细砂层为上覆的耕植土层，厚度0.3～0.5m，基本在水位之上，不存在地震液化问题。故只对漂卵砾石砂层地震液化初判，目测河床砂卵砾石P5=20～30%，平均值P5=27.53%小于30%，即河床砂卵砾石层不存在地震液化问题。②堤基承载能力漂卵砾石砂层轻便触探试验测定击数N10=18～30cm/10cm，中等～较密实，高—中压缩性。承载力[R]=0.22～0.35Mpa，砂卵砾石层自然休止角33°～35°，水下为29°～31°，故河水涨落时，由于静水压力及水位滞后性，砂卵砾石层产生斜向推力，可使上部结构失稳。下伏砂泥岩基岩，岩石弱风化，完整性较好，[R]=0.8～1.2Mpa，作为河堤，强风化岩体不存在压缩变形及堤基沉陷。建议：堤基开挖后注意及时保护，防积水、暴晒，开挖后及时填筑。2)抗滑稳定性评价堤身的抗滑稳定主要取决于堤基土体的的强度，堤身漂卵砾石砂层中等～较密实，自然休止角33°～35°，水下为29°～31°，抗滑稳定性较差，河水冲蚀可使上部结构失稳。下伏砂泥岩基岩，岩石较坚硬，不会产生深层及表层滑动，整体上抗滑稳定性较好。岩层面缓倾角节理对堤基的抗滑稳定不起控制作用，其影响较小。3)堤基开挖边坡稳定性及涌水基坑主要在第四系漂卵砾石砂松散层中，清挖1～1.5m深，基本处于地下水位以下，透水性强，与地表水贯通性好，存在基坑涌水问题。涌水量采用公式：q=K×M1×H/(2b+M1)计算，渗透系数K＞13.5m/d(根据工程类比)，经计算，基坑单宽涌水量q＞81m3/d·m。河道枯季水量少，便于基坑抽水、降水。基坑涌水主要是护脚齿槽基坑开挖过程中的涌水。开挖边坡稳定性差。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）堤基基坑开挖于基岩强弱风化岩体的建议堤基基坑深0.5～1.0m，由于岩土透水性小，富水性差，不会出现基坑涌水问题。开挖深度＜5m，对临时开挖边坡影响不大，开挖边坡总体上为稳定性较差。根据堤基的岩性及工程特性，分析类比其物理力学指标，参数见如下。（1）地质建议参数：耕植沙壤土：i=1:0.75～1:1，γ=1.6～1.9g/cm3，C=5～15Kpa，φ=20°～25°，K＞2。漫滩、Ⅰ级阶地漂石、卵砾石砂：i=1:1~1.25，γ=1.8～2.2g/cm3，C≈0，φ=26°～30°，[R]=0.3～0.4MPa。河床冲洪积砂卵砾石层：i=1:1.5～1:2，γ=1.8~2.1g/cm3，C≈0，φ=25°～28°，[R]=0.28～0.32MPa。右岸14+376—14+739.9河道靠山脚，堤基为强至弱风化砂岩基岩，单一结构(Ⅰ)γ取2.5g/cm3；左岸里程13+957.5—14+739.9，及右岸里程13+957.5—14+376段堤基主要为卵砾石砂层，厚度一般2m以上，表部一般有0.3—0.6m的沙壤土耕植土层，下伏基岩，河堤堤基为双层结构(Ⅱ)，γ取2.0g/cm3。（3）建筑材料特性及设计参数①对治理河段堤岸非基岩段，防止河水进一步冲刷、淘脚，堤岸倒塌、塌岸，堤身底部迎水面采用抗冲刷、淘蚀稳定的重力式低挡墙防冲硬化处理，堤基埋深1m，对冲刷凹岸堤基可适当加深；②岸边用干砌块石进行护坡1:1.5，水的重度取9.81kN/m3,护面块石的重度取26.5kN/m3，设计波长取22.6m，设计波高取2m③基坑开挖坡比：水上1：1.25，水下1：1；3号取水口：位于治理里程14+045m河道转弯处,为浆砌石圬工衬砌，浅坝挡水，坝高约1m。左岸为冲刷凹岸，河岸地形坡较陡，冲刷出强至弱风化砂岩基岩；右岸为淤积凸岸，堆积大量的冲洪积物漂卵砾石砂堆积，厚度在2m以上。现取水坝基本运行正常，维持现况，结合右岸保护农田河堤治理挡墙，使之兼有右坝肩导水墙之功能。（4）地震设防烈度工程区附近未有活动性断裂存在，也未有构造活动的温泉出露，根据DL/T5335-2006《水电水利工程区域构造稳定性勘察技术规程》分析，工程区区域构造稳定性较好。根据GB18306—2001《中国地震动参数区划图》，本工程区的地震动峰值72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）加速度为0.05g，工程区建筑物地基为中硬场地，地震动反应谱特征周期为0.45s，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。（5）主要设计参数1）安全系数土堤的抗滑稳定安全系数应该根据堤防工程设计规范GB50286-98，2.2.3确定，当工程级别为5级时，正常运用条件下安全系数为1.10，非正常运行情况下安全系数为1.052）规定的安全加高根据堤防工程设计规范GB50286-98，2.2提防工程的安全加高值应根据堤防工程的级别和防浪要求，石葵河工程级别为5级，不允许越浪的安全价高值为0.6m（5）主要技术标准和文件（1）云水规计【2009】288号文《云南省水利厅云南省财政厅关于转发全国重点地区中小河流近期治理建设规划的通知》；（2）水利部、财政部文件水规计【2011】277号关于印发《中小河流治理工程初步设计知道意见》的通知；（3）《防洪标准》（GB50201-94）；（4）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；（5）《堤防工程设计规范》（GB50286-98）；（6）《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）；（7）《丘北县石葵河小型灌区可行性研究报告》;（8）《水利水电工程初步设计报告编制规程》。5.2工程总布置5.2.1堤线布置原则1)河道两岸堤线应与河势流向相适应，并与洪水的主流线大致平行；2)堤线应力求平顺，各堤段平缓连接；3)尽量不缩小现有提防的堤距，给今后的发展留有余地；4)河道内阻水建筑物应及时清除；5)要做到堤线布置与当地总体规划相一致；72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）1)做到与交通绿化相一致；5.2.2堤线布置石葵河河道治理应根据堤线的选择原则和治导线的布置确定，有堤段堤线走向基本维持现状河道走向不变，对局部弯道进行调整；无堤段按照堤线选择原则进行拟定，对宽窄不匀的河段进行局部调整。5.2.3堤距确定由于丘北县为山区县，大部分农田均集中在石葵河两岸，两岸土地利用率较高，根据堤距确定的原则结合工程现状，本次治理河段采用单一河床断面形式。堤距按主河槽控制，基本按原河宽17～20m控制。5.2.4排涝布置此次河道治理以打造天然生态河道为根本目的；通过对河道进行整治，恢复河道原来面貌；通过河道的疏浚、筑堤等工程措施，使河道满足设计防洪标准；岸堤保护工程及相应的排涝设施应兼顾上下游、左右岸的关系，按照规划指导实施，不得任意改变河水流向，采用工程措施与非工程措施相结合，完善河道防洪体系。5.3治理方案选择5.3.1工程分段（1）治理分段情况本次设计采用50m一个断面，再加上特征对面，进行分段分析处理。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）5.3.2堤型方案比较5.3.2.1堤型方案（1）方案一：对石葵河河道治理岸采用干砌块石-草皮护坡防洪堤，即底部采用抗冲刷的浆砌石块石，岸边采用干砌块石护岸，10年一遇水位以上采用1:1.5的草皮贴坡护坡，结构图如图5-1图5-1河堤结构图（2）方案二：采用占地面积较小的重力式浆砌块石防洪堤，堤顶高程根据地面要求确定，结构图如图5-272 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）图5-2河堤结构图（2）方案三：采用砂卵石+草皮护坡防洪堤，主要河道护岸设计断面以沙卵石低坎+草坡护坡，坎顶高程根据实际情况确定；图5-2河堤结构图72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）5.3.2.2堤型方案比较堤型方案比较见表5-2表5-2堤型方案比较方案干砌块石-草皮护坡防洪堤重力式浆砌块石防洪堤砂卵石+草皮护坡防洪堤结构特点堤底按平冲深度以下0.5-1m进行M7.5浆砌石护脚，400mm的干砌块石护岸，按照10年一遇水位进行衬砌，坡度为1:1.5，再加0.6m的安全超高，超高部分采用草皮护坡，坡度为1:1.5堤底按平冲深度以下0.5-1m采用M7.5浆砌石护脚，按照设计堤顶高程，进行重力式衬砌堤底按平冲深度以下0.5-1m进行M7.5浆砌石护脚，400mm的砂砾卵石护岸，按照10年一遇水位进行衬砌，坡度为1:1.5，再加0.6m的安全超高，超高部分采用草皮护坡，坡度为1:1.5建筑造型梯形断面与当地的地形配合，显得美观大方矩形断面形式，美观，但是造价高梯形断面与当地的地形配合，显得美观大方，但是造价相对较高工工期较短较长较短5.3.2.3堤型方案选择本工程对干砌块石-草皮护坡防洪堤、重力式浆砌块石防洪堤、砂卵石+草皮护坡防洪堤三种堤型进行了比较，根据石葵河治理段所处的地理位置、占地、重要程度、堤址地质、筑堤材料、水流特性、施工条件、运用和管理要求、环境景观、工程造价等因素，结合当地的实际情况，经过技术经济比较综合确定选用干砌块石-草皮护坡防洪堤。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）5.3.2.4护坡、护脚方案选择经综合分析比较，最终确定选择浆砌块石+草皮护岸方案，选择M7.5浆砌石护脚护脚方案详见图5-1；丘北县石葵河治理工程13+957.5-14+739.9分段设计一览明细表5-3表5-3河岸设计明细表里程工程措施14+399.7-14+739.9左岸干砌块石+草皮护岸，右岸基岩出露，不做处理14+084.80-14+376.0左右岸干砌块石+草皮护岸13+957.5-14+045.00左岸基岩出露，不做处理，右岸干砌块石+草皮护岸5.4堤防工程设计5.4.1堤顶高程确定5.4.1.1堤顶超高根据《堤防工程设计规范》GB50286-98和《城市防洪工程设计规范》CJJ50-92，堤顶高程的确定按设计水面线高程加堤顶安全超高、风浪爬高、风壅水高，即Y=R+A+e式中：Y—堤顶超高(m)；R—设计波浪爬高(m)；A—安全加高(m)；e—设计风壅增水高度(m)。本工程设计防洪标准为10年一遇，相应堤防工程级别为级，取安全超高A=0.5m,由于工程区风速较小，波浪爬高及风壅增高不大，两项合计取值10cm,加上安全超高0.5m,最后确定堤顶高程为0.6m。5.4.1.2防洪堤堤顶高程本次设计采用设计河底高程加十年一遇的水位，再加安全超高0.6m确定防洪堤顶高程，堤顶高程计算结果见表5-4。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表5-4防洪堤顶高程表序号断面(km+m)设计渠底高程(m)水位(m)堤顶高程(m)114+739.90983.55985.53986.13214+690.10983.89985.87986.47314+670.00984.02986.00986.60414+649.70984.16986.14986.74514+599.70984.50986.48987.08614+549.70984.83986.81987.41714+499.70985.17987.19987.79814+449.70985.51987.52988.12914+399.70985.85987.86988.461014+376.00986.01988.01988.611114+349.70986.18988.18988.781214+299.70986.52988.52989.121314+274.20986.69988.73989.331414+249.70986.86988.89989.491514+199.70987.26989.23989.831614+149.70987.65989.63990.231714+099.70988.05990.03990.631814+084.80988.17990.15990.751914+045.00988.48990.49991.092013+999.70988.84990.89991.492113+957.50989.18991.22991.825.4.2基础埋置深度确定5.4.2.1基础埋置深度要求右岸14+376—14+739.9河道靠山脚，堤基为强至弱风化砂岩基岩，单一结构(Ⅰ)左岸里程13+957.5—14+739.9，及右岸里程13+957.5—14+376段堤基主要为卵砾石砂层，厚度一般2m以上，表部一般有0.3—0.6m的沙壤土耕植土层，下伏基岩，河堤堤基为双层结构(Ⅱ)，根据石葵河堤基的实际地质情况，结合提防工程设计规范GB50286-98可知，软弱地基的固结可以采用砂石、土工织物，或者两者两者结合使用时砂石垫层厚度t=0.5~1.0m之间，碎石和砾石垫层t>1.0m;5.4.2.2平行河道冲刷深度计算冲刷深度根据防洪堤线的平顺程度不同，采用不同的计算公式进行计算：72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）平顺地段河道堤线平顺地段，河堤与河道主流方向基本一致，水流平行河道对岸边或河底的冲刷深度按如下公式计算：式中hb—一般冲刷深度（m）；n—平面形状系数，n=1/4～2/3；vh—河床允许不冲流速（m/s），查《水力计算手册》取vh=0.9～1.35（m/s）；vp—主河槽计算水位时的平均流速（m/s）；hp—一般冲刷后水深（m）；沿河道进行控制断面的冲刷深度计算，计算结果见表5-5。表5-5石葵河平行河道冲刷深度计算一览表里程S(km+m)土基a指数冲刷处的水深hp(m)平均流速Vcp(m/s)查值不冲流速V允(m/s)计算不冲流速V允(m/s)Vcp/V允护岸n指数冲刷深度ΔhB(m)备注14+739.900.251.982.900.850.963.040.250.6314+690.100.251.982.900.850.963.040.250.6314+670.000.251.982.900.850.963.040.250.63汇流14+649.700.251.982.900.850.963.040.250.6314+599.700.251.982.900.850.963.040.250.6314+549.700.251.982.900.850.963.040.250.6314+499.700.252.022.910.850.963.040.250.65弯道14+449.700.252.022.920.850.963.050.250.6514+399.700.252.022.920.850.963.050.250.6514+376.000.252.002.950.850.953.090.250.65右岸第二段衬砌终点14+349.700.252.002.970.850.953.120.250.6614+299.700.252.002.970.850.953.120.250.6614+274.200.252.032.980.850.963.120.250.67弯道14+249.700.252.033.000.850.963.140.250.6714+199.700.251.983.100.850.953.260.250.68弯道14+149.700.251.983.200.850.953.370.250.7014+099.700.251.983.200.850.953.370.250.7014+084.800.251.983.200.850.953.370.250.70左岸第二段衬砌起点14+045.000.252.013.170.850.953.320.250.703号取水口13+999.700.252.053.160.850.963.300.250.71弯道13+957.500.252.053.180.850.963.320.250.7172 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）5.4.2.3水流斜冲冲刷深度计算河道弯曲地段，河堤与河道主流方向不一致，堤基受水流冲刷严重，按水流斜冲防护岸坡条件考虑，冲刷深度按《堤防工程设计规范》附录D.2中公式（D.2.2-2）计算，见下面公式：式中Δhp—从河底算起的局部冲刷深（m）；α—水流流向与岸坡交角（度）；m—防护建筑物迎水面边坡系数；d—坡脚处土壤计算粒径（cm）。对非粘性土，取大于15%（按重量计）的筛孔直径；Vj—水流的局部冲刷流速（m/s）。土壤计算粒径根据河床泥沙确定为0.02。选择弯道断面进行冲刷深度计算，计算结果见表5-6。表5-6局部冲刷深度一览表桩号（km+m）水流流向与岸坡交角α防护建筑物迎水面边坡系数m坡脚处土壤计算粒径d(m)设计流量Q河滩宽度B1水流流速分配不均匀系数β河滩水深h1滩地河床vjΔhp14+499.7020.000.800.0293.2513.501.252.023.814.0814+274.2020.001.500.0295.4812.601.252.034.143.3314+199.7030.001.500.0298.4312.601.501.984.747.2313+999.7030.001.500.0297.2612.601.52.054.536.545.4.2.4基础埋置深度确定根据石葵河的实际堤底地质情况与提防工程设计规范GB50286-98附录A与及所算的冲刷深度，最终确定此次治理段基础埋深为1.5m72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）5.4.3堤型、护坡结构设计5.4.3.1断面拟定（1）河道纵坡确定河道的纵坡采用高程差与里程差之比，结合各个断面的实际情况去取值，在满足过流能力的前提下，基本达到没有填方，挖方量尽量尽量最少，13+957.5-14+199.7纵坡i=0.00794,14+249.7-14+739.9纵坡i=0.00675。（1）河道堤坡确定结合地形图上的实际河宽，通过瑞典条分法计算边坡的稳定性，最终选择河道治理岸的坡堤为干砌块石加草皮护坡，坡度为1/1.5（2）堤顶宽度确定根据堤防工程设计规范，堤顶宽度选择3m。（4）堤身断面设计此次设计堤身断面形式为梯形断面5.4.3.2生态措施（1）护坡护脚材料生态措施此次河道治理的护坡采用草皮护坡，路边种树，达到生态绿化的目的；（1）植物措施河道两边沿路面种植绿色植物5.4.3.3稳定及应力分析（1）土堤稳定计算此次设计，采用瑞典条分法计算,结合土力学课本，采用公式：72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）分别选取三个特征对面，圆心采用4.5H法确定，每个断面又分别选取三个圆心（O1、02、03）和三个特征水位，分别是，P=10%的设计水位，水位骤降1m，和枯水位，经过计算，最终安全系数Fs都大于1.1，符合安全要求。计算简图见图5-1，计算结果见表5-5。图5-4瑞典条分法计算简图表5-7计算结果一览表桩号（km+m）计算工况天然重度γ天（KN/m3）浮重度γ`（KN/m3）土的内摩擦角ψ抗滑稳定安全系数Kc水位圆心编号计算值规范允许值14+739.9正常水位12010341.1861.1522010341.15132010341.206水位骤降1m12010341.1041.0522010341.1132010341.105枯水位12010341.3451.0522010341.27232010341.42314+274.2正常水位12010341.2421.1522010341.38332010341.153水位骤降1m12010341.1191.0522010341.29532010341.123枯水位12010341.3821.0522010341.83732010341.28172 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表5-7计算结果一览表桩号（km+m）计算工况天然重度γ天（KN/m3）浮重度γ`（KN/m3）土的内摩擦角ψ抗滑稳定安全系数Kc水位圆心编号计算值规范允许值14+045正常水位12010341.3881.1522010341.2332010341.155水位骤降1m12010341.2951.0522010341.15432010341.105枯水位12010341.521.0522010341.49232010341.2975.4.3.4堤基处理此次设计对13+957.5-14+045，14+199.7-14+249.7，14+349.7-14+670里程段进行清淤5.5其他建筑物5.5.1取水口改造设计根据当地取水情况，比较滚水坝、拦河闸、丁坝等几种取水口，最终确定3号取水口（14+045）形式为丁坝，因为丁坝具有用材少，造成泥沙淤集较少等优点。进行丁坝计算时，应先考虑取水是否满足用水要求，因此必须进行壅水计算，一般壅水高度不低于底板高程，其次进行冲刷计算，确定坝体埋深。之后进行稳定计算，最后确定过水是否满足要求。5.5.1.1壅水高度计算丁坝壅水应该考虑计算式是在枯水期计算，壅水高度跟两岸用水有关，按下公式计算：72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）式中：△Z---丁坝壅水高度(m)；Q---通过丁坝孔口流量(m3/s)；---流速系数；对垂直流向的丁坝Ψ值取0.75~.85，与流向成锐角的丁坝Ψ值可取0.85~0.90，Ψ可取0.85；ε---侧收缩系数，与丁坝缩窄断面比及坝头形状有关。ε值可取0.8，缩窄显著者，ε值取0.7。---坝孔口平均宽度(m)h---孔口处的平均水深，可近似用下游水深计算；V0---行近流速（m/s），其流速水头为计算结果见表5-8。表5-8丁坝壅水计算过流水深h12gQ通过丁坝孔口流量(m3/s)流速系数ε侧收缩系数В坝孔口平均宽度(m)h2孔口处的平均水深V行近流速（m/s）Z0.39319.6217.60.850.810.6360.5432.890.598由表可以得出壅水高度△Z>过流水深h,壅水满足取水要求。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）5.5.1.2丁坝冲刷深度确定（1）枯水期丁坝冲刷深度按照《堤防工程设计规范》（GB50286-98）73页的计算公式和方法进行计算，计算公式：式中：———冲刷深度（m）；V0———丁坝坝前行近流速(m/s)；K1———与丁坝在水流法线上投影长度L有关的系数；K2———与丁坝坡率m有关的系数；α———水流轴线与丁坝轴线的交角；当上挑丁坝α>90°时，应取tan=1；g———重力加速度(m/s2)；d———床沙粒径(m)。计算结果见表5-9。表5-9枯水期丁坝冲刷深度计算成果表g法线上投影长度L（m）水流与坝的夹角a(°)V丁坝边坡坡率mK1K2床沙粒径d(mm)冲刷深度△h(m)9.810.636451.761.50.4150.7410.020.49（2）设计洪水位下冲刷深度公式：72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）式中：hsm———淹没丁坝的冲刷深度（m）；hs———非淹没丁坝的冲刷深度(m)；k———淹没丁坝折冲系数；———淹没丁坝的坝上水深(m)；H0———设计水位(m)。计算结果见表5-10。表5-10设计洪水位下冲刷深度计算成果表丁坝前水深H(m)Q设计(m3/s)丁坝边坡坡率坝前流速v0(m/s)坝高(m)淹没坝长(m)坝上水头△h(m)设计水深H0(m)丁坝折冲系数K非淹没丁坝冲刷深度hs冲刷深度计算(m)2.00892.11.53.145110.6361.0082.0010.750.4870.3635.5.1.3丁坝稳定计算（1）墙身自重的计算：G=r0×v式中：G----建筑物自重；r0---构成建筑物材料的容重；v----建筑物的体积；（2）水压力的计算式中：A----受压平面的面积；hC----受压平面的形心在液面以下的铅垂深度。（3）墙前墙后计算水重的计算：G=r×v式中：G---水重；r---水容重；v---水体积。(4)扬压力的计算：72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）G=r(H1+H2)B式中：G---扬压力；H1---坝前水深；H2---坝后水深；B---坝底宽度；r---水容重。计算结果见表5-11表5-11丁坝稳定计算水重坝前G坝后水重G坝自重G扬压力水压力PP水平P竖直抗滑系数K4.550.7016126.5630.4421.5221.523.09根据表5-9，可知丁坝满足抗滑稳定的规范要求。5.5.1.4丁坝过流能力计算计算丁坝首先应判断堰型，根据设计知丁坝过水孔只有一个，而且孔宽18.4m,而由上面水力计算知道行近水头高度，流量系数查水力手册得m为0.335，侧收缩系数按无底坎查水利手册知道σ为1，过流计算公式如：式中：b——每孔净宽；n——闸孔孔数；H0——包括行近流速水头的堰前水头，即H0=H+；V0——行近流速；m——自由溢流的流量系数，它与堰型、堰高等边界条件有关；——侧收缩系数。计算结果见表5-12。72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表5-12过流能力计算坝孔口过流计算枯水期流量（m3/s)堰宽σ(m)堰顶水头H(m)σ/H侧收缩系数过水断面n过水断面宽b(m)堰前水头H0(m)流量系数m2g过流流量Q(m3/s)P=20%17.610.641.0110.531116.161.130.35519.6230.52由上表可以看出过流流量大于设计流量，满足过流要求。5.5.1.5丁坝取水效果复核新建丁坝后改变了原河流的流态，需对丁坝进行水力计算和取水效果进行复核。（1）稳定计算参考土力学课本3号取水口的抗滑稳定按照重力坝抗滑稳定进行计算:式中：∑w—接触面以上的总铅直力；∑P—接触面以上的总水平力；U—作用在接触面上的扬压力；f—接触面间的摩擦系数。 表5-13取水口稳定计算表工况流量Q（m³）上游水深h1（m）下游水深h2（m）上游水压力P1下游水压力P2扬压力U摩擦系数f坝体自重抗滑安全系数规范安全系数设计水位92.102.081.0013.844.919.370.5030.801.45≥1.1枯水位17.60.750.251.590.220.890.5024.007.84≥1.05（2）取水效果参考水力学课本，对3号取水口取水效果进行计算72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）此次设计保证枯水期（12-4月）P=20%时候能取到水，计算结果见表5-14表5-14枯水期取水口取水效果分析表建筑物里程（km+m）底坡i过水断面面积（m2）舍齐系数C水力半径R(m)取水量流量（m3/s）设计流量(m3/s)P=20%取水水深（m）设计水深(m)3号取水口14+0450.0079414.3423.830.6825.1117.60.7551.75由表5-14可知，丁坝的设计满足枯水期能取到水，取水效果较好。5.5.2农用桥设计此次设计里程13+957.5至14+739.9，总长度为782.4m，河道治理范围内没有桥梁，按照导师要求，我选择设计3号农用桥（14+804）5.5.2.1农用桥设计里程为14+804处河床的宽度为23m，结合石葵河周边村庄和居民的情况，参考《公路桥涵设计通用规范JTGD60—2004》规范中给出的桥梁标准净跨拟定新建农桥采用3*8m的简支板桥，上部采用现浇钢筋混泥土实心板，下部结构采用装柱式桥墩，加强基础强度，桥的总跨径为24m，共设置3跨。据当地的具体情况本次设计的农桥结构型式为现浇钢筋混凝土简支板桥采用HRB335钢筋和C25混凝土，桥面板宽4m，桥面板厚450mm。查阅《公路桥涵设计通用规范JTGD60—2004》、《公路规范JTJ021—89》等。结合石葵河周边村庄和居民的情况，由于缺少一般农桥汽车重量的资料即根据《公路规范JTJ021—89》规范选取汽-15级载重汽车G=150KN,汽车外形7×2.5m。轮距1.8m轴距4.0m，前轴作用荷载50KN，后轴作用荷载为100KN,钢筋混凝土容重γ=25KN/m³；根据规范规定人群荷载取q=3.5KN/㎡。在汽车行进方向上假设汽车车轮上的集中力在作用在桥板面上有多种情况；5.5.2.2农用桥结构计算（1）农用桥设计参数72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）新建桥梁的设计参数分别为：桥梁全长24m,净跨劲L0=8m，总跨劲为L=24m，计算跨劲L=7.98m，因此桥主要是机耕用，上部按单行车道计算,桥面宽度为4m，桥面板厚450mm，两边分别留有250mm，设置栏杆和扶手。根据《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）选择汽-15级载重汽车G=150KN，汽车外形7×2.5m。轮距1.8m、轴距4.0m，前轴作用荷载50KN，后轴作用荷载为100KN,钢筋混凝土容重γ=25KN/m³；根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)规定人群荷载取q=3.5KN/㎡，图5-4汽车平面尺寸（2）农用桥过水能力计算对治理以后河道上，现状桥梁进行过流能力校核：式中：Q—20年一遇洪峰流量（m³/s）；σs—淹没系数；ε—测收缩系数；m—流量系数,取0.32~0.385;n—桥孔数；—单孔净宽（m）；72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）H0—上游水深（m）。新建农桥过流能力复核成果详见表5-15。表5-15现状河道新建农桥过流能力分析表建筑物里程（km+m）结构形式净宽（m）过流能力（m³/s）断面设计流量Q（m³/s）P=20%（m³/s）P=10%（m³/s）P=5%（m³/s）3号桥14+804钢筋混凝土简支板桥24142.5670.789.3116由表5-15可看出，各断面设计流量下的过流能力满足要求。（3）农用桥结构计算1）荷载组合情况：根据桥梁设计通用规范农用桥的荷载组合分别有：可变荷载计算、永久荷载计算(钢筋混凝土简支板的自重)和偶然荷载2）可变荷载计算在汽车行进方向上假设汽车车轮上的集中力在作用在桥板面上有多种情况；①面上只有一张车，汽车后轴恰好作用在跨中图5-5计算简图根据结构力学求得该图示的弯矩M1=F1×L=25×4=100KN•m，剪力V=F2=50KN72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）①同理可得桥面上有两张车时的不同情况下的弯矩和剪力，具体详见表5-16。表5-16汽车在不同情况下的最大弯矩和剪力表编号后轴距支座端点处的距离L(m)最大荷载1#汽车2#汽车弯矩M（KN•m)剪力V(KN)14m（距右支座）12556.2522m（距右支座）8m（距右支座）1005032m（距右支座）7m（距右支座）128.12559.37545m（距右支座）6.5（距右支座）126.5645.31（备注：表中所计算的弯矩和剪力只是单跨简支板）根据上表分析得出汽车的最大弯矩设计值Ms=128.125KN•m，最大剪力V汽max=59.375KN，计算时选取最大剪力和最大弯矩情况，即情况3计算：人群荷载q=3KN/㎡，计算以每延米定；人群作用在桥面上的均布荷载标准值q人=3.5KN/㎡×1m=3.5KN/m；根据结构计算简图求得：支座反力:F1=F2=0.5×q×l=0.5×3.5×8=14KN72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）最大弯矩M1max=×q×l2=×3.5×82=28KN•m最大剪力V人max=14KN3）永久荷载计算假设板的宽b=1000mm;厚h=450mm标准值gk=bhγ=1×0.45×25=11.25KN/m最大弯矩M2max=×g×L2=×11.25×82=90KN•m最大剪力V自max=45KN4）荷载效应组合计算根据规范选取可变荷载汽车的分项系数为γ1=1.2；永久荷载及钢筋混凝土结构的结构系数γd=1.05；即弯矩设计值Ms得Ms=γ1M汽max+γd(M1max+M2max)=1.2×128.125+1.05×（28+90）=277.65KN•m最大剪力设计值=1.2×59.375+1.05×（14+45）=133.2KN5）主、次梁正截面配筋率计算①根据所给资料查阅《水工钢筋混凝土结构》附录1结构环境类别确定该农桥的环境类别为二类，安全级别为Ⅱ级，查《水工钢筋混凝土结构》表2-7选取钢筋混凝土结构构件的承载力安全系数K=1.20；查《水工钢筋混凝土结构》附录4二类环境条件下取保护层厚c=25mm；a=c+10(厚板);桥板厚h=450mm；b值取每一延米计算。a=c+10=25+10=35mm截面有效高度h0=h-a=450-35=415mm;根据公式：αs─系数；k─承载力安全系数，取1.2；Ms─弯矩设计值，按荷载效应基本组合或偶然组合计算；72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）fc─混凝土轴心抗压强度设计值，查表取fc=11.9N/mm²；h0─截面有效高度；b─矩形截面宽度，按每一延米计算；根据公式：As─钢筋截面面积；b─矩形截面宽度，按每一延米计算；fc─混凝土轴心抗压强度设计值，查表取fc=11.9N/mm²(附录2表1)；ξ─相对界限受压区计算高度；fy─钢筋抗拉强度设计值，查表HRB335钢筋取fy=300N/mm²(附录2表2)；h0─截面有效高度；415mm经计算得：As=2946.64mm²；查表选用HRB335钢筋25@170；②腹筋计算查阅相关资料得出由公式：Vc─截面受剪承载力；b─矩形截面宽度，按每一延米计算；h0─截面有效高度；ft─混凝土轴心抗拉强度设计值，查表取C25砼的ft=1.27N/mm²；计算得：查《钢筋混凝土结构设计规范》得HRB335钢筋的最小配筋率为72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）对于HRB335钢筋，配筋率应满足：As─钢筋截面面积；S─钢筋间距，查表拟定S=200mm；b─矩形截面宽度，按每一延米计算；ρs─配筋率；则：查表：HRBB335钢筋12@200满足要求；5.5.2.3桥梁基础处理设计根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007），当基底只承受中心荷载时：式中：N—作用在基底的合力的竖向分力；A—基础底面积；[δ]—地基土修正后的允许承载力。3号农用桥坐落在漂卵砾石砂，允许堤基承载力[R]=0.28～0.32MPa，采用钢筋混凝土基础。考虑洪水冲掏影响，基础应坐落在地面1.5m下。根据桥梁基础地基承载力计算，本工程边墩采用钢筋混凝土条形基础，共两台，下台尺寸，上台尺寸，中墩采用钢筋混凝土条形基础，共两台，下台尺寸m，上台尺寸m。5.5.3河道疏浚工程（1）河道清淤72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）首先，人类活动使石葵河的流速降低，河道行洪宽度束窄，河床抬升，从而降低河道中水流夹沙能力，减轻冲刷的同时，加剧河道淤积，加速主槽淤积；其次，石葵河水量年际、年内变化较大，丰枯相差悬殊，水位暴涨暴落；汛期洪峰高、量大，挟带泥沙量大，河道发生漫滩淤积，主槽冲刷，泥沙下移；枯水时期、水沙通过主槽，造成主槽淤积；基于石葵河目前河槽没有治理，河道易摆动形成险工段，高水位大流量极易出险，对石葵河进行清淤疏浚，既可减轻泥沙对石葵河下游河道的淤积，增加行洪断面的泄洪能力；又可利用清淤泥沙充填两岸堤防，并可结合河道下游河槽治理，消除险工，稳定河势。最后在满足行洪要求、保护两岸农田和灌溉要求的同时，做到尽量挖填平衡，就地取材，节省工程量和治理造价。根据河道现状的测量和实地勘察，石葵河上治理段13+957.5至14+739.9淤积量少，但在建有取水坝和农桥等交叉建筑物处，泥沙淤积量较大，河床较高，清淤厚度较大，其他地方清淤量较少。经过现有和以往河床高程、河床纵坡的对比，合理确定了设计河床高程，设计河床以上为进行清淤，疏浚后使河床平顺，在设有取水坝的地方重点清淤对象，对于不规则不满足冲砂要求的取水坝进行废除重建，新建取水坝详见该报告取水建筑物。在取水口处的河道清淤量要根据实际情况而定。为了实现整个河道治理工程的挖填平衡，减少工程造价，对河道疏浚后产生的淤沙或淤泥做以下处理：河道中清理出的淤泥往往是较好的生态肥沃土壤，根据具体土质，适合作物生长的淤泥，可以投入周边农田，促进植物生长，减少化学肥料的使用；对于不适合作物生长的较大粒径的淤沙，能满足两岸提防填土要求标准的，可以进行提防回填土，不满足要求的将其运至弃渣场进行处理。（2）拓挖根据河道现状的测量和实地勘察，结合设计水面底宽及过水宽度要求，石葵河上治理段13+957.5至14+739.9处，拓宽的工程量并不大，满足尽量少缩窄河床和拓宽河床的原则。5.5.4亲水平台设计此次设计在治理段13+957.5至14+739.9处，我选择在里程为14+549.7左岸设置一座亲水平台，主要用于农业生产，结合石葵河周边村庄和居民的情况，选择石葵河的亲水平台亲水踏步方式，即：采用硬质阶梯式踏步下到水面，阶梯宽0.372 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）m，长度方面可根据河道规模和功能分区，设置为3m。亲水踏步可适应不同季节的水位变化，使游人亲近水面，提供戏水、垂钓的场所。其断面图如下：图5-6清水平台剖面图图5-7清水平台平面图72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）5.6工程量表5-17工程量计算表序号项目名称单位数量备注一提防工程　　　1M7.5浆砌石m³2013　2浆砌块石m³766.133砂石垫层m³351.34C25压顶砼m³1553土方开挖m³70.6　4土方回填m³212.27　二3号取水口（丁坝）　　　1土方开挖m³25.7　2土方回填m³8.7　3M7.5浆砌石m³33　4C20砼m³59　5碎石垫层m³3　三农桥　　　1挖方m3112.77　2填方m323.9　3C25混凝土m3355.21　4M7.5浆砌石m372　5扶手L=8m,φ=0.1m根66立柱L=0.85M,φ=0.1m根427栅栏L1=0.485，φ=0.025m根3968栅栏L2=1280，φ=0.025m根1089圆环L=0.2985m，R=0.0475m，φ=25根21672 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）表5-17工程量计算表序号项目名称单位数量备注10预埋钢板0.2*0.15*0.01块4211预埋钢筋L=0.75，φ=0.014根8412钢筋kg6606　四亲水平台1C15混泥土m³0.6092M7.5浆砌石m³0.561五河道疏浚　　　1开挖m³26496.53　72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）参考文献[1]GB50201-94.防洪标准[S].[2]CJJ50-92.城市防洪工程设计规范[S].[3]GB50286-98.堤防工程设计规范[S].[4]GB50707-2011.道路与桥梁设计规范[S].[5]GB50707-2011.河道整治设计规范[S].[6]SL188-2005.堤防工程地质勘察规程[S].[7]SL379-2007.水工挡土墙设计规范[S].[8]武汉水利电力学院水力学教研室.《水力计算手册》.[M].北京水利电力出版社，1983,6.[9]孙东坡，丁新求.《水力学》[M].郑州：黄河水利出版社，2009.8.[10]叶国铮，姚玲森，李秩民，等.《道路与桥梁工程概论编著》[M].北京：人民交通出版社，2006.2.（重印2007.8）[11]杨进良.《土力学》[M].北京：中国水利水电出版社，2009.[12]河海大学.《水工钢筋混凝土结构学》.[M].北京：中国水利水电出版社，2009.[13]林继镛.《水工建筑物》[M].北京：中国水利水电出版社，2006.72 云南农业大学水利水电工程专业2010级本科生毕业设计（论文）致谢：岁月如歌，光阴似箭，本次毕业设计已经接近尾声，四年的大学生活即将结束。经历了找工作的喧嚣与坎坷，我深深体会到了写作论文时的那份宁静与思考。回首四年的求学历程，对那些引导我、帮助我、激励我的人，我心中充满了感激。首先要感谢我的毕业设计指导老师老师，由于还未参加到实际的水工设计工作中去，经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，本次设计是在老师亲切关怀和一起工作的同学的支持下完成的，从设计定题到定稿，无不倾注了老师大量的心血。在毕业设计期间导师对我的谆谆教导，点拨迷津，让人沐浴春风，同时老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在此我对老师表示深深的谢意。其次我还要感谢我的母校大学。在这里，有治学严谨，孜孜不倦的老师们教授我知识，使我成为一名具有一定专业技能的人才；有温馨、活泼的舍友、同学，是他们在生活和学习中支持、帮助着我，使我愉快充实地度过了我的大学生活。最后感谢云南农业大学四年来对我的大力栽培。72'