城区段河道治理工程方案

'目录前言41说明11.1基本情况11.1.1工程概况11.2水文41.3工程地质61.4工程任务和规模71.5工程设计81.6工程管理91.7施工组织设计101.8设计概算131.8.1编制依据131.8.2主要投资指标131.11节能设计141.12设计概算152水文152.1流域概况152.2河道概况202.3水文特征212.4设计流量224 2.5施工期设计流量363工程地质403.1区域工程地质条件及评价403.2项目区地质条件及评价433.3天然建筑材料443.4主要地质灾害444工程任务与规模454.1工程现状及存在问题454.2工程建设的必要性474.3工程任务484.4工程规模495工程设计515.1工程等别515.2设计依据515.3设计原则525.4工程设计535.5设计工程量696工程管理设计696.1管理现状696.2管理体制与管理机构696.3工程管理范围和保护范围704 6.4工程管理设施706.5管理规章制度717施工组织设计727.1施工条件727.2施工导流757.3施工布置757.4主体工程施工767.5其它767.7环境保护措施787.8工程管理设计807.8.1工程管理机构807.8.2工程管理范围和保护范围804 前言XX河位于确山县境内，属于淮河宿鸭湖水库上游臻头河上游的支流之一。发源于确山县瓦岗乡境内的群马山、回头山之间，东南流经碾盘沟折东至鬼柳林入石龙山水库，又东流经前常店、八里庄、五里山，绕确山县城北至XX店桥，东流经王庄、小陈庄至苗陶庄折向东北，至孙庄有八里岔水来会，流至吴桂桥有泥河汇入，在驻马店驿城区汇入臻头河，全长42km，控制流域面积215km2。XX河上游河道不明显，洪水漫流，中、下游为下切式河道，断面呈“U”型，迂回弯曲，没有堤防。上游西部山丘区降水多、降水强度大，加上特定的地质地貌（坡陡谷深）等下垫面条件，产流快，汇流急，洪峰来的较为迅猛。由山丘区到平原的过渡带很短，一旦山洪瀑发，直泻平原，而下游平原区河道内树障普遍，行洪糙率较大，行洪能力偏低，造成河道漫溢；支流涝水不能排出，带来大面积洪涝灾害。因此进行XX河综合治理是非常必要的。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，已明确列入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年设计纲要》和《水利发展“十一五”设计》。2008年中央1号文件明确指出“各地要加快编制重点地区中小河流治理规划，增加建设投入，中央对中西部地区给予适当补助,引导地方搞好河道疏浚。”为贯彻落实中央1号文件精神，抓住中小河流治理的大好机遇，针对重点地区洪涝问题突出的中小河流，以防洪保安为主要目标，编制《河南省驻马店市确山县XX河治理一期工程初步设计报告》，提出XX河治理的任务和建设方案。本报告在编写过程中得到了确山县4 水利局的大力支持，提供了大量的设计基础资料，提出了很多宝贵的意见，对报告的高质量的顺利完成有很大帮助，在此表示感谢。44 1说明1.1基本情况1.1.1工程概况XX河位于确山县境内，属于淮河宿鸭湖水库上游臻头河上游的支流之一。发源于确山县瓦岗乡境内的群马山、回头山之间，流经确山县城北部，穿越新阳高速公路、107国道、京广铁路及京珠高速公路，在驻马店驿城区汇入臻头河，全长42km，控制流域面积215km2。XX河上游河道不明显，洪水漫流，中、下游为下切式河道，断面呈“U”型，迂回弯曲，没有堤防。上游西部山丘区降水多、降水强度大，加上特定的地质地貌（坡陡谷深）等下垫面条件，产流快，汇流急，洪峰来的较为迅猛。由山丘区到平原的过渡带很短，一旦山洪瀑发，直泻平原，而下游平原区河道内树障普遍，行洪糙率较大，行洪能力偏低，造成河道漫溢；支流涝水不能排出，带来大面积洪涝灾害。本次设计治理陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至污水处理厂(K21+403)段为城区段河道，规划治理长度6.613km，其河道防洪标准不足20年一遇。1900年、1909年、1921年、1931年、1943年、1946年、1950年、1952年、1954年、1956年、1960年、1967年、1975年、1982年、1991年、1998年、2003年等多次发生洪水，造成河岸迎水顶冲处垮塌，造成多处险工段，险工段长度约1.58km，累计垮塌耕地面积220余亩，严重威胁耕地、桥梁、村庄及建筑物安全。2008年12月，确山县水利局组织编写了《确山县XX河城区段治理工程项目规划》。在现场测量成果基础上，结合河道多年来的运行情况，对河道防洪标准、整治等各方面进行综合规划。36 2011年4月，河南省沙颍河勘测设计院编写了《河南省确山县XX河治理初步设计报告》，2011年9月，河南省水利厅以《关于呈报<河南省驻马店确山县XX河治理工程初步设计报告（修订本）>的请示》(豫水行许字[2011]359号文)对初设报告进行了批复，批复中基本同意以上各主体工程的初步设计方案。本次初步设计是在《确山县XX河城区段治理工程项目规划》及《河南省确山县XX河治理工程初步设计专家审查意见》的基础上，根据现场测量和实地调查的成果进行的。1.1.2初步设计方案及审查意见1）工程治理总体方案《初设报告》提出，结合河道地形及河道纵横断面，本次设计岸线在顺应河势的前提下进行少量开挖，不搞大挖大填。整理疏挖主槽和对弯道险工进行护砌。2）河道水面线推求《初设报告》指出，利用已推出的各断面设计洪峰流量，采用天然河道水面线推算程序。经计算，治理段桩号14+790~21+403段20年一遇洪水位为87.70m~74.99m。审查基本同意河道水面线计算成果。3）河道纵横断面《初设报告》提出，陶楼西XX36 河拦河坝（k14+790）至铁路桥上游拦河坝（k17+952）段设计底宽36m，纵坡0.0026，距河底5m高设有戗台，戗台以下边坡1：2.5，以上边坡1：2.0，目前，部分河段主槽已有护砌；铁路桥上游拦河坝（k17+952）至污水处理厂拦河坝（k21+403）段设计底宽19.0m，纵坡0.00233，距河底5m高设4m宽戗台，戗台以下边坡1：2.5，以上边坡均1：2.0。审查认为基本同意河道纵横断面设计。4）护岸工程《初设报告》提出，本次设计拟在陶楼西XX河拦河坝（k14+790）至铁路桥上游拦河坝（k17+952）已建段，对已有护坡段在护坡顶部加高护砌至戗台，采用C20砼坡式护岸，护砌厚度10cm，护砌范围为设计原浆砌石岸顶至戗台，护坡在与戗台结合处设封顶，封顶宽度0.5m，埋深0.3m，防护长度1.3km；铁路桥上游拦河坝（k17+952）至污水处理厂拦河坝（k21+403）段为新修河段，左岸桩号（K18+490～K18+640、K18+740～K18+840、K19+200～K19+410、K19+500～K19+550、K19+930～K20+050、K20+340～K20+640、K21+100～K21+200），右岸桩号（K18+370～K18+470、K18+950～K19+100、K19+670～K19+870、K20+050～K20+150）弯段迎水顶冲段采用砼面板防护，防护长度共1.58km，护砌厚度10cm，护砌范围为设计河底至20年一遇洪水位以上0.5m，护坡在戗台两侧设基座，基座厚0.5m，埋深0.6m，坡脚处设基础，基础厚0.5m，埋深1.0m，护坡顶设封顶，封顶宽度0.5m，埋深0.3m。其余河段采用草皮护坡。审查基本同意护岸工程设计。5）排水涵管工程本次治理段河道为下切式河道，结合现状排水布置，拟在左岸桩号（K20+810、K21+345）、右岸桩号（K19+690、K20+297、K20+695）处共设置5座排水涵管，排水涵管设计排涝流量均采用2.56m3/s，采用内径100cm预制混凝土管。审查基本同意排水涵管工程设计。36 6)初设审查意见2011年9月，河南省水利厅以《关于呈报<河南省驻马店确山县XX河治理工程初步设计报告（修订本）>的请示》(豫水行许字[2011]359号文)对初设报告进行了批复，批复中基本同意以上各主体工程的初步设计方案。1.2水文1.2.1气候特征确山县地处亚热带向暖温带过渡地段，属大陆性季风型亚湿润气候。四季分明，雨量充沛，光热充足，给作物生长提供了优越的条件。据当地气象资料统计，多年平均降雨量为955.5mm。但降水集中，雨量时空分布不均，在年内分配上夏秋（6－9月）的降水量占全年降水量的60﹪。在年际分配上变差大，因此常出现旱涝交替的灾害性天气。多年平均气温15℃，月均最高气温为27.5℃（七月份），最低为1.3℃(一月份)。多年平均蒸发量为1300mm，年日照时数平均2082小时。确山县是河南省三大暴雨中心之一，1975年8月（5日～8日），受台风影响，竹沟一次降雨量962.5mm。1.2.2设计洪水本流域内及邻近地区无实测水位、流量资料。本次治理段控制断面以上流域面积92.19km2，根据《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44－2006，采用小流域推理公式法计算洪水。根据豫水办[2007]7号“河南省水利厅关于试行《河南省暴雨参数图集》（2005年版）的通知”的有关规定，洪水计算应分别同时按河南省水利设计院1984年编印的36 《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（以下简称《84图集》）和河南省水文水资源局2005年12月编制的《河南省暴雨参数图集》（以下简称《05图集》）查暴雨参数，并用“84图集”相配套的洪水查算图表推求洪水并对洪水计算成果进行合理性分析。确定本次XX河治理范围内，河道的防洪标准为20年一遇。XX河采用的各频率设计洪量及洪峰流量见表1-1。表1-1XX河采用的各频率洪量及洪峰流量成果表断面名称控制流域面积(km2)洪量（m3/s）（05图集）洪峰流量（m3/s）（05图集）5年一遇20年一遇5年一遇20年一遇陶楼西拦河坝66.11843.11559.44581056铁路桥拦河坝78.81986.71824.84821106污水处理厂拦河坝92.191137.82104.550711591.2.3施工期洪水XX河河河道开挖和险工治理等主体工程施工，主要安排在非汛期进行，根据施工分期要求，计算非汛期的分期设计流量。非汛期为10月～次年3月，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）表3.2.2导流建筑物洪水标准划分，确定施工期洪水重现期为5年。由于本流域没有实测的流量资料，本次计算参照附近流域瓦岗雨量站提供的1970年至1999年共30年的实测长系列非汛期降雨资料进行经验频率计算。XX河各断面非汛期5年一遇洪水总量和平均流量见表1-2。表1-2XX河非汛期各频率洪量及洪峰流量成果表36 断面名称流域面积(km2)洪量（104m3）（05图集）洪峰流量（m3/s）（05图集）5年一遇5年一遇陶楼西拦河坝66.11264.410.2铁路桥拦河坝78.81315.212.16污水厂拦河坝92.19368.814.231.3工程地质XX河流域地势是西高东低，西部为浅山丘陵区，地面高程在海拔100m以上，其中海拔在300m以上的山峰有5座，最高峰为小乐山、海拔490m，群山中还有不少小块平地，岗洼相间，沟壑纵横。东部为平原，地势较平坦，一般海拔为70～90m。工程区位于倾斜平原区内，地形开阔平缓，略向东北倾斜，地面高程约90~64m，地面坡降约2.4‰。XX河自西向东绕确山县城北至XX店桥，流经王庄、小陈庄至苗陶庄折向东北，河道坡降约1‰，河谷呈不规则的“U”型，河床两岸为阶地。工程区内地层为第四系中更新统、上更新统及全新统，现从老至新分述如下：1）中更新统（dlplQ2）坡洪积成因，岩性主要为重粉质壤土，局部夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。重粉质壤土：棕黄色、棕红色，有灰绿色斑点，硬塑~坚硬状态，土质不均，有较多灰绿色粉土团块，含黑色铁锰质结核及斑点，手感细腻，见铁锈浸染，局部含小砾石。局部夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。2）上更新统（alplQ3）：冲洪积成因，岩性为重粉质壤土36 ，局部夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。重粉质壤土（alplQ3）：褐黄色、黄色，结构较致密，见有针状小孔及白色钙质网纹，土质不均，局部粘粒含量较低，为中粉质壤土，含少量直径3~5cm的钙质结核，局部较富集，中间夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。分布于两岸的上部。3）全新统（alQ4）岩性为重粉质壤土、重粉质壤土。重粉质壤土：深灰~黑色，软塑~可塑状，夹有腐殖质和螺壳碎片。有异味，土质不均，局部为中粉质壤土和砂壤土。重粉质壤土：黄色、褐黄色，可塑，见白色网纹，土质不均，夹有较多粉粒团块及薄层细砂。4）人工堆积（Qs）堤身填土为素填土，多为就近取土，其岩性与附近地表土层相似。土质主要为重粉质壤土，局部夹中粉质壤土及粉质粘土。结构疏松，上部夹有碎砖渣及植物根。主要分布在K14+790~K15+140之间。据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程区地震动峰值加速度值为0.05g，地震基本烈度为Ⅵ度。1.4工程任务和规模根据XX河规划治理段目前存在的问题，本次河道治理一期工程的主要任务是：1）提高河道防洪能力河道清淤、疏浚6.613km，共需清表土7.8万m3，清淤4.57万m3，开挖土方42.51万m3，回填土方1.85万m3，草皮护坡16万m2。2）险工段处理36 对河道两侧险工段岸坡进行护砌，护砌范围为坡脚至设计水位以上0.5m。共需C20砼0.86万m3，土工布2.1万m2，模板2.1万m2。3）建筑物工程设计拟在左岸（桩号K20+810、K21+345）共设置2个穿堤涵、右岸（桩号K19+690、K20+297、K20+695）共设置3个穿堤涵。共需浆砌石20m3，砼涵管50m，土方开挖148m3，土方回填198m3，C20砼47m3。依据《防洪标准》及《城市防洪工程设计规范》要求，确山县城为IV等小城市，确定XX河规划范围内河段的治理标准为20年一遇。其主要防洪建筑物为4级，次要建筑物级别为4级。1.5工程设计1)堤防工程设计本次设计岸坡距设计河底5.0m高处设置戗台，戗台宽度不小于4m，戗台以下边坡为1：2.5，以上边坡为1：2.0。岸顶高度为设计20年一遇水位+1.2m安全超高。2）河道工程设计该段河道采用梯形断面。在充分利用现有堤岸的基础上，按河道工程布置原则向左岸或右岸按20年一遇洪峰流量扩挖。陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至铁路桥上游拦河坝（K17+952）为已建段，设计纵坡0.0026，河道底宽36m，临水坡高5m处设置戗台，戗台宽度不小于4.5m，戗台以下边坡为1：2.5，以上边坡为1：2.0，未护砌岸坡采用C20砼面板护岸，护砌厚度10cm，护砌范围为原浆砌石岸顶至戗台，在与戗台结合处设封顶，封顶宽度0.5m，埋深0.3m，戗台及上部边坡采用草皮护坡；铁路桥上游拦河坝（K17+952）至污水处理厂拦河坝（K21+403）段为新修河段，河道设计纵坡0.00233，底宽19.0m，距设计河底5m高36 处设置戗台，戗台宽度不小于4m，戗台以下边坡为1：2.5，以上边坡为1：2.0，弯段迎水顶冲段采用砼面板防护，护砌厚度10cm，护砌范围为设计河底至设计水位以上0.5m，护坡在戗台两侧设基座，基座厚度0.5m，埋深0.6m，坡脚处设基座，基座厚度0.5m，埋深1.0m，护坡与岸顶相交处设封顶，封顶宽度0.5m，埋深0.3m，其余河段采用草皮护坡，护坡范围为戗台以上整个岸坡。3）建筑物工程设计本次治理段河道为下切式河道，不存在新增堤防问题，但是考虑部分河段堤岸调整，及岸顶增设泥结碎石防汛道路的情况，结合现状排水渠的布置，拟在左岸（桩号K20+810、K21+345）设置2个穿堤涵、右岸（桩号K19+690、K20+297、K20+695）设置3个穿堤涵。穿堤涵采用预制混凝土涵管结构，涵管内径100cm，纵坡比较2/100，埋深1m，用M7.5浆砌石包砌基座，排水涵出口设C20砼导流渠，导流渠宽1m，深0.6m。1.6工程管理增设XX河工程管理处，隶属于确山县水利局，该机构主要负责XX河工程的运行管理、维修养护及水行政执法等工作，同时接受驻马店市水利局的检查监督和技术指导。确山县水利局为XX河河道管理机构1级机构，XX河工程管理处为2级管理机构。本次初步设计拟定的XX河河道管理范围为河道两岸岸顶线外5m，险工段河道管理范围为两岸岸顶线外10m。XX河安全保护区为两岸岸顶线外30m。36 河道保护区范围为：河道两侧确山县城区，沿岸村庄及基本农田，以及京广铁路、京珠高速公路、新阳高速公路、107国道等。该河道保护耕地面积2.0万亩，保护总人口14万人（其中保护城镇人口5.0万人）。根据堤防的长度，配备1台便携式带视频监视器的堤防探测仪，定期对堤防内部情况进行监测，发现问题及时处理。实现监测数据网上传输。采用先进的技术和设备，对险工险段进行汛期跟踪或定期监测，加强河道运行状况的评估，当影响河道安全时，应及时分析原因和采取对策。观测数据采用网上传输。遵照《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《中华人民共和国防汛条例》等法规，建立和健全相应的管理规章制度，以促进管理工作规范化、制度化，提高劳动生产率和管理水平。1.7施工组织设计1.7.1施工条件1）工程条件XX河位于确山县境内，属于淮河宿鸭湖水库上游臻头河上游的支流之一。XX河流域地势是西高东低，西部为浅山丘陵区，地面高程在海拔100m以上，其中海拔在300m以上的山峰有5座，最高峰为小乐山、海拔490m，群山中还有不少小块平地，岗洼相间，沟壑纵横。东部为平原，地势较平坦，一般海拔为70～90m。本次项目区工程治理范围：陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至污水处理厂拦河坝(K21+403)段为城区段河道，规划治理长度6.613km。工程区位于倾斜平原区内，地形开阔平缓，略向东北倾斜，地面高程约90~64m，36 地面坡降约2.4‰。XX河自西向东绕确山县城北至XX店桥，流经王庄、小陈庄至苗陶庄折向东北，河道坡降约1‰，河谷呈不规则的“U”型，河床两岸为阶地。工程主要内容为：河道拓宽疏浚、护岸。主体工程主要工程量为：土方开挖54.89万m3，土方填筑1.85万m3，混凝土0.86万m3。施工总工期为6个月。2）自然条件（1）气象确山县地处亚热带向暖温带过渡地段，属大陆性季风型亚湿润气候。据当地气象资料统计，多年平均降雨量为955.5mm。但降水集中，雨量时空分布不均，在年内分配上夏秋（6－9月）的降水量占全年降水量的60﹪。多年平均气温15℃，月均最高气温为27.5℃（七月份），最低为1.3℃(一月份)。（2）水文地质工程区内地层为第四系中更新统、上更新统及全新统，岩性主要是重粉质壤土、淤泥质重粉质壤土、局部夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。工程区地下水以第四系松散土类孔隙潜水为主。中上游地下水位埋深4～7m，高程63.2~83.0m，中下游地下水位埋深2.5～4.5m，高程61~63.0m。地下水总硬度279.25mg/L，属极硬水；矿化度M=0.506g/L，为淡水；PH值为7.5，为中性水；侵蚀性CO2含量为0，地下水水化学类型为HCO3·SO4—Ca·K+Na型。地表水总硬度259.23mg/L，属极硬水；矿化度M=0.468g/L，为淡水；PH值为6.9，为中性水；侵蚀性CO2含量为0。区内地表水及地下水对混凝土、混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。36 据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程区地震动峰值加速度值为0.05g，地震基本烈度为Ⅵ度。3）技术经济条件（1）对外交通条件确山县境内对外交通运输条件便利，拥有多条对外交通干线，包括新阳高速公路、107国道、京广铁路、京珠高速公路等。工程区内有村村通公路、乡间道路网便利，可直达项目区。（2）施工用水项目区上游段施工用水可直接抽取河水，中下游施工用水可打井抽取地下水，或就近由村庄接引。（3）施工用电项目区位于确山县城周边，XX河周边村庄距离较近，施工用电可就近由附近村庄接引。（4）施工通讯项目区位于确山县城周边，移动通讯讯号良好，可满足施工需求。4）主要建筑材料XX河治理一期工程所需的天然建筑材料主要是：土料、块石、碎石、砂等。土料：河道两侧土料丰富，质量能够满足筑堤要求，就近取土；块石、碎石均在确山县普会寺乡马沟村独山购买，质量和数量能够满足工程需要；砂：由确山县竹沟镇购买，质量和数量能够满足工程需要。其余建筑材料均由确山县城购买。1.7.2施工导流XX河整治工程采用草皮护坡、浆砌石护岸或砼面板护岸36 ，施工期选为11月至次年4月，导流标准采用非汛期5年一遇流量。施工初期采用原主河槽进行导流，开挖左侧主河槽；左侧主河槽开挖完成后，利用左侧主河槽进行导流，开挖右侧主河槽，开挖右侧主河槽时，可根据左侧主河槽水位，预留0.5m宽的土埂，防止河水流入右侧主河槽。1.7.3施工程序与施工方法1）河道疏浚拓宽工程主要施工程序为：测量放样清淤及土方开挖。河道清淤采用人工清淤，土方开挖采用反铲进行开挖配合8t自卸汽车运输。边坡开挖时遵从“自上而下，分层开挖”的原则，严禁“自下而上”、倒坡开挖。2）河道护坡及护岸工程主要施工程序为：削坡墙基开挖基础砌筑坡面铺筑（砌筑）。护岸基础采用反铲配合人工开挖，人工进行基础砌筑；浆砌石护岸采用人工砌筑，C20砼护面板采用人工浇筑。基槽回填在基础浆砌石满足强度要求后进行。坡面植草采用采用人工播撒草籽。1.8设计概算1.8.1编制依据1.国家计委计价格[2002]10号文颁发的《工程勘察设计收费管理规定》；36 2.河南省水利厅、河南省发展和改革委员会、河南省财政厅联合发布的豫水建[2006]52号文，《关于发布《河南省水利水电工程概算定额及设计概（估）算编制规定》的通知》。编制价格水平为2011年第一季度；人工预算单价：其中施工津贴采用4.5元/天，各人工单价为：工长5.18元/工时，高级工4.84元/工时，中级工4.15元/工时，初级工2.22元/工时。1.8.2主要投资指标工程概算总投资为：1849.74万元。工程部分总投资为1716.24万元，其中：建筑工程1163.89万元，临时工程66.44万元，独立费用404.18万元，基本预备费81.73万元。移民环境投资133.50万元，其中：施工占地补偿118.50万元，水土保持工程投资9.67万元，环境保护工程投资5.33万元。2水文2.1流域概况XX河位于确山县境内，地处东经113°53′～114°06′，北纬32°46′～32°51′之间，南临确山县城，东西贯穿新阳高速公路、107国道、京广铁路及京珠高速公路，流域面积为215km2。XX河地势是西高东低，西部为浅山丘陵区，地面高程在海拔100m以上，其中海拔在300m以上的山峰有5座，最高峰为小乐山、海拔490m，群山中还有不少小块平地，岗洼相间，沟壑纵横。东部为平原，地势较平坦，一般海拔为70～90m。XX36 河属淮河流域汝河水系，发源于确山县瓦岗乡境内的群马山、回头山之间，东南流经碾盘沟折东至鬼柳林入石龙山水库，又东流经前常店、八里庄、五里山，绕确山县城北至XX店桥，东流经王庄、小陈庄至苗陶庄折向东北，至孙庄有八里岔水来会，流至吴桂桥有泥河汇入，全长42km，控制流域面积215km2，原河道比降上游1/300、中游1/500~1/700、下游1/1000~1/2000，河道比降变化较大。该河流上游有小型Ⅰ类水库1座（石龙山水库）和小型Ⅱ类水库3座（郭湾、老虎洼、夏何庄水库），以防洪、灌溉功能为主。确山县河流水系图见图2-1。36 36 石龙山水库情况：该水库位于河南省驻马店市确山县境内，距确山县县城西10km，座落在臻头河支流XX河的上游。流域面积8.5km2，总库容245万m3,对应校核水位128.02m。调洪库容140万m3，兴利库容105万m3。最大坝高15m，坝长225m，坝顶宽4m，坝顶高程130.0m。溢洪道底高程125.0m，溢洪道最大下泄流量249.5m3/s。该水库工程等别为四等，工程规模为小（一）型。该水库1968年开始兴建，1970年大坝初步建成。1973年4月30日24小时降雨量160mm，由于溢洪道未作消能工程，溢洪道出水，致使溢道陡坡段靠坝一侧冲毁，后又进行修复。1975年8月驻马店发生特大洪水，水库漫坝失事，1976年对该水库进行了修复。1977、1978年相继对溢洪道进行了加宽加深，增设了消能工程。1988年对大坝进行了块石护坡，增设了斜拉闸门。经过3次不同年度的规划设计和加固，才形成目前现状的规模。现在水库为粘土均质坝，大坝长225m，坝顶高程130.0m，坝顶宽度3.4m，为粘土坝面，防浪墙高0.9m，主河槽坝高15m，溢洪道宽度28m，深度5m。石龙山水库基本情况见表2-1。36 表2-1石龙山水库基本情况表水库名称石龙山水库溢洪道型式宽顶堰曾用水库名称中店水库进口底高程125.0m所在省河南省堰顶宽度28m所在市驻马店市最大泄量249.5m3/s所在县确山县放水洞型式混凝土圆形有压管所在河流臻头河断面尺寸φ0.4(m)集雨面积8.5km2进口底高程118.5米水库所属部门或系统水利最大放水流量1.8m3/s建设时间开工日期1968工程效益有效灌溉面积2000亩竣工日期1970最大实灌面积1500亩大坝地理位置东经113°55′年供水能力万m3北纬32°48′年均养鱼产量0.5万kg工程总投资50万元管理情况管理体制集体累计加固投资35万元管理职工人数人历史最高水位127.6m其中技术人员人水文特征多年平均降水量986mm管理用房面积m2设计重现期50年确权土地面积亩校核重现期500年下游影响人口30000人实际防洪能力30年耕地5000亩水库特征总库容245万m3城镇6km确山县城调洪库容140万m3铁路7km京广铁路兴利库容105万m3公路0.3km新阳高速死库容1.5万m3安全鉴定鉴定与否已鉴定已淤积库容万m3鉴定时间2007年6月校核洪水位128.02m安全类别三类坝设计洪水位127.21m结论或问题防洪标准B汛期限制水位124.0m结构安全C正常蓄水位125.0m渗流安全B死水位m其它问题主坝坝型均质土坝加固情况所属区域最大坝高15m是否列入规划坝顶高程130m目前加固状况坝顶长度225m设计批准概算万元坝顶宽度4m是否批准立项坝基防渗型式加固投资万元副坝座数座已到位投资万元最大坝高m加固开工时间坝顶高程m计划完工时间总长度m已完成工程量%36 郭湾水库情况：郭湾水库位于驻马店市确山县XX河乡，控制洪汝河支流臻头河上游XX河，控流域面积1.3km2，总库容37.6万m3，是一座以防洪、灌溉为主，结合养殖等综合利用的小（二）型水库。老虎洼水库情况：老虎洼水库位于河南省驻马店市确山县XX河乡，淮河流域臻头河支沟上，控制流域面积为0.93km2，是一座以防洪、灌溉为主，结合养殖、水土保持于一体的小（二）型水库。夏何庄水库情况：位于驻马店市确山县瓦岗乡，控制淮河流域洪汝河水系臻头河支流XX河，流域面积0.73km2，总库容11万m3，是一座以防洪、灌溉为主，结合养殖等综合利用的小（二）型水库。2.2河道概况XX河河道迂回弯曲、过水断面小，两岸低洼易涝，沿岸无堤防，现有河道防洪能力不满足20年一遇设计洪水，历史上多次发生河道漫溢现象，给沿岸群众造成严重的经济损失，并严重威胁县城及107国道、京广铁路的安全。上世纪70年代以来，多次发生洪水，造成河岸迎水顶冲处垮塌，造成多处险工段，险工段长度左岸约0.62km，右岸约1.5km，累计垮塌耕地面积220余亩，严重威胁耕地、桥梁、村庄及建筑物安全。治理段内现有跨河建筑物包括：跨河桥梁6座（K15+467、K17+768、K18+189、K18+218、K18+230、K19+301）、拦污溢流坝4处（14+790、14+156、17+952、21+403）、渡槽1处（K20+790）、输气管道1处（19+980）。36 2.3水文特征2.3.1气象特征确山县地处亚热带向暖温带过渡地段，属大陆性季风型亚湿润气候。四季分明，雨量充沛，光热充足。据当地气象资料统计，多年平均降雨量为955.5mm。但降水集中，雨量时空分布不均，在年内分配上夏秋（6－9月）的降水量占全年降水量的60﹪。在年际分配上变差大，因此常出现旱涝交替的灾害性天气。多年平均气温15℃，月均最高气温为27.5℃（七月份），最低为1.3℃(一月份)。多年平均蒸发量为1300mm，无霜期为220～230天，年日照时数平均2082小时。2.3.2洪水特性上游西部山丘区降水多、降水强度大，加上特定的地质地貌（坡陡谷深）等下垫面条件，产流快，汇流急，洪峰来的较为迅猛。由山丘区到平原的过渡带很短，一旦山洪瀑发，直泻平原，而东部下游平原区河道内树障普遍，造成河道漫溢。该县是河南省三大暴雨中心之一，1975年8月（5日～8日），受台风影响，竹沟一次降雨过程共降雨962.5mm。由于受季风影响，降雨时空分布不均，其特点：一是年际变化大，年降水量最多达1807.3mm(1975年)，最少仅有降水465.9mm(1969年)。二是年内分布不均，6—9月份降水占全年的60％，冬季降水量偏少，一般只占年降水量的7％左右；三是暴雨强度大，最大日降水635mm(竹沟站)。36 2.4设计流量2.4.1设计洪水计算方法本流域内及邻近地区无实测水位、流量资料。本次治理段控制断面以上流域面积92.19km2，根据《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44－2006有关规定，对于小流域，可采用小流域推理公式法计算洪水。根据豫水办[2007]7号“河南省水利厅关于试行《河南省暴雨参数图集》（2005年版）的通知”的有关规定，洪水计算应分别同时按河南省水利设计院1984年编印的《河南省中小流域设计暴雨洪水图集》（以下简称《84图集》）和河南省水文水资源局2005年12月编制的《河南省暴雨参数图集》（以下简称《05图集》）查暴雨参数，并用“84图集”相配套的洪水查算图表推求洪水并对洪水计算成果进行合理性分析。2.4.2设计洪水标准确山县总人口51万，其中农村人口39.07万人，依据《防洪标准》（GB50201-94）要求，确山县城城市等级为四等，重要性为一般城镇，防洪标准为50~20年一遇。确定本次XX河治理范围内，河道的防洪标准为20年一遇。2.4.3基本资料1）水文测站和设计暴雨分区本次XX河治理段控制断面污水处理厂拦河坝(K21+403)以上控制流域面积F=92.19km2，主沟道长度L=21.403km。36 分别对石龙山水库、治理段起点陶楼西拦河坝（K14+790）以上、铁路桥上游拦河坝（17+965）以上、污水处理厂拦河坝(K21+403)以上各流域面积洪水进行计算。各断面流域特征值见表2-2。表2-2各断面流域特征值区间名称流域面积S（km2）干流长度L（km）平均比降J石龙山水库以上8.54.470.0123石龙山水库至陶楼西拦河坝57.6110.320.0031陶楼西拦河坝至铁路桥上游拦河坝12.73.160.0027铁路桥上游拦河坝至污水处理厂拦河坝13.383.450.0025根据《84图集》中河南省山丘区水文分区图本项目位于II区，因此本项目水文计算按II区进行计算。2)各分区设计暴雨①设计面雨量根据《84图集》附图和《05图集》附图，在流域重心处读得各时段点暴雨均值和相应的变差系数，以Cs=3.5Cv查PⅢ型曲线模比系数，计算设计频率点暴雨量，再根据流域面积查附图求得点面折减系数，计算面暴雨量。两图集查算成果见表2-3、表2-4。36 表2-3设计暴雨量计算成果表（84图集）时段点雨量均值Ht（㎜）变差系数CvCs=3.5Cv模比系数Kp设计频率点雨量Ht(㎜)点面折减系数α设计频率面雨量Hp（㎜）10min17.50.41.40K20=1.2822.40.817.9K5=1.7831.124.91h450.551.93K20=1.3460.30.8350.0K5=2.194.678.46h900.62.10K20=1.35121.50.86104.5K5=2.2198.0170.324h1200.652.28K20=1.35163.20.89145.2K5=2.3276.0245.6表2-4设计暴雨量计算成果表（05图集）时段点雨量均值Ht（㎜）变差系数CvCs=3.5Cv模比系数Kp设计频率点雨量Ht(㎜)点面折减系数α设计频率面雨量Hp（㎜）10min17.50.381.33K20=1.2722.20.817.8K5=1.7330.224.21h46.50.572.00K20=1.3562.80.8352.1K5=2.1499.682.66h860.752.63K20=1.38118.70.86102.1K5=2.51215.9185.624h1270.632.21K20=1.36172.80.89153.7K5=2.26287.0255.4②设计暴雨递减指数按照历时关系将n分为三段，1小时以下为n1，1～6小时为n2，6～24小时为n3。对每个计算频率均应用如下公式计算暴雨衰减指数n1P、n2P、n3P。36 其中：H10’P、H1P、H6P、H24P分别为同一设计频率年最大10分钟、1小时、6小时、24小时点雨量，α为暴雨点面折减系数。根据各计算时段的点雨量和点面折减系数，按暴雨递减指数计算公式计算，求得三种时段设计暴雨递减指数n1p、n2p、n3p，如表2-5、表2-6。表2-5暴雨递减指数成果表（84图集）设计频率（%）暴雨递减指数20%5%n1p0.4060.340n2p0.5690.548n3p0.7380.711表2-6暴雨递减指数成果表（05图集）设计频率（%）暴雨递减指数20%5%n1p0.3790.295n2p0.6050.528n3p0.6800.745③24小时设计雨型（1）24小时设计净雨36 24小时净雨R24（㎜）由《84图集》附图降雨径流关系P+Pa—R曲线中II线求得；6小时净雨R6由计算，H6p、H24p为同频率设计年最大6、24小时雨量。P24为24小时设计雨量，Pa为设计前期影响雨量，10~20年一遇，流域最大初损Imax=45㎜。则各设计频率净雨量计算成果如表2-7、表2-8。表2-7设计净雨量计算成果表（84图集）设计频率P24(mm)Pa(mm)P24+Pa(mm)R24(mm)R6(mm)P=20%145.2530.00175.2510777P=5%245.6430.0275.64200138.6表2-8设计净雨量计算成果表（05图集）设计频率P24(mm)Pa(mm)P24+Pa(mm)R24(mm)R6(mm)P=20%153.7230.00183.7211375P=5%255.4530.0285.45209151.9（2）24小时净雨时程分配采用“84图集”说明中表（3）分配比例分配，如表2-9、2-10。36 表2-9设计频率净雨时程分配成果表（《84图集》）频率R时段净雨（mm）合计789101112131415161718192021222324　分配比例（%）R6　　　　　81016441210　　　　　　　100R24～R6　6101212　　　　　　1612101066　1005年一遇R6　　　　　6.27.712.333.99.27.7　　　　　　　77.0R24～R6　1.83.03.63.6　　　　　　4.83.63.03.01.81.8　30.020年一遇R6　　　　　11.113.922.261.016.613.9　　　　　　　138.6R24～R6　3.76.17.47.4　　　　　　9.87.46.16.13.73.7　61.436 表2-10设计频率净雨时程分配成果表（《05图集》）频率R时段净雨（mm）合计789101112131415161718192021222324　分配比例（%）R6　　　　　81016441210　　　　　　　100R24～R66691010　　　　　　1410977661005年一遇R6　　　　　6.07.512.033.09.07.5　　　　　　　75.0R24～R62.32.33.43.83.8　　　　　　5.33.83.42.72.72.32.338.0分配比例（%）R6　　　　　81016441210　　　　　　　100R24～R6　6101212　　　　　　1612101066　10020年一遇R6　　　　　12.215.224.366.818.215.2　　　　　　　151.9R24～R6　3.45.76.96.9　　　　　　8.05.75.14.04.03.4　57.136 2.4.4设计洪水1）设计洪量设计洪量采用降雨径流关系，按24小时设计净雨量计算。24小时设计洪量用下式计算：W24=1000RF（m3）式中：F—流域面积（km2）；R—24小时净雨深（㎜），由各设计断面洪量见表2-11。表2-11各断面洪量计算成果表断面名称流域面积(km2)洪量（104m3）（84图集）洪量（104m3）（05图集）5年一遇20年一遇5年一遇20年一遇石龙山水库8.591.0170.096.1177.7陶楼西拦河坝66.11707.41322.2747.01381.7铁路桥拦河坝78.81843.31576.2890.61647.1污水处理厂拦河坝92.19986.41843.81041.71926.82）区间设计洪峰流量由于上游石龙山水库为小（I）型水库，对20年一遇洪水有削峰作用，计算洪水时应予考虑。因此本次设计洪水计算时，按石龙山水库溢洪道下泄洪水过程线与区间洪水过程线延时叠加，求得设计洪水。根据流域面积，采用推理公式计算。基本公式为：36 式中：—设计洪峰流量（m3/s）—洪峰径流系数；—洪峰汇流历时（h）；F—流域面积（km2）；L—干流长度（km）；J—干流平均坡降；S—设计最大1小时雨量平均强度，即设计频率1h的面雨量（mm/h）；n—设计暴雨递减指数，τ<1小时取n1；τ=1～6小时取n2；τ=6～24小时取n3；μ—平均入渗率，μ=4mm/h计；m—汇流参数，m=1.96。经计算，得各区间设计洪峰流量计算成果，如表2-12。表2-12各区间设计洪峰流量计算成果表区间名称流域面积(km2)洪峰流量（m3/s）（84图集）洪峰流量（m3/s）（05图集）5年一遇20年一遇5年一遇20年一遇石龙山水库以上8.5150248156258石龙山水库至陶楼西拦河坝57.61450827458896陶楼西拦河坝至铁路桥上游拦河坝12.7171289179301铁路桥上游拦河坝至污水处理厂拦河坝13.38172291180307经比较，《84图集》与《05图集》各频率设计洪量、洪峰流量差别均在10%以下，《05图集》计算20年一遇设计洪量和洪峰流量成果略大于《84图集》计算成果。因此，依据河南省水利厅豫水办【2007】7号文，36 从安全角度考虑，本次设计采用《05图集》的计算成果。3）设计洪水过程线（1）石龙山水库下泄洪水过程线由于石龙山水库刚进行过除险加固，本次设计拟引用石龙山水库调洪计算成果，沿用其20年一遇设计洪水下泄流量过程线作为石龙山水库上游区间洪水过程线，石龙山水库下泄洪水过程线见表2-13。表2-13石龙山水库下泄洪水过程线时段流量（m3/s)70810.5912.51014.51117.51238.51350.51484.5152381661.51743.51819.51915.52013.52111.5229.5238.5240（2）各区间洪水过程线采用概化等腰三角形方法计算各区间设计洪水过程线。①由降雨径流关系查算出24小时设计净雨量R24，并计算24小时设计洪量W24。计算成果见表2-11。②以设计暴雨递减指数n2，n3为参数查《84图集》36 表（3）24小时净雨概化时程分配表，计算逐时净雨。计算成果见表2-10。③将设计洪峰（主峰）Qm和τ，对应τ时段的最大平均净雨强度，绘出概化等腰三角形，其顶高为Qm，底宽为2τ。④列表计算出主峰τ前后各个τ时段的净雨量Rτ，因τ不够整时段，按小时平均分配取值。以各个时段的净雨平均强度计算各次峰的洪峰流量Qi=0.278(Rτ/τ)F(m3/s)，按等腰三角形对应于净雨过程绘于图上，叠加绘出24小时洪水过程线。过程线量算的洪量应与净雨计算的W24相等。各区间3600s洪水过程线见表2-14～2-16。表2-14石龙山水库至陶楼西拦河坝（K14+790）洪水过程线时段设计频率流量（m3/s)5年一遇20年一遇60.0712.50.0824.830.5934.265.41040.891.61149.9109.31264.0153.11397.1210.014222.5494.315458.2895.916232.5509.517117.1235.51S80.3163.41959.6107.52047.284.32139.268.42233.760.12330.743.42425.122.4113.736 表2-15陶楼西拦河坝至铁路桥上游拦河坝（K17+952）洪水过程线时段设计频率流量（m3/s)5年一遇20年一遇700.086.810.499.518.01010.520.51112.223.4216.737.91322.852.41439.097.915179.0301.01624.953.61720.442.11S14.925.11911.217.3209.315.3217.812.5227.412.0236.48.1240036 表2-16铁路桥上游拦河坝至污水处理厂拦河坝（K21+403）洪水过程线时段设计频率流量（m3/s)5年一遇20年一遇75.987.20.0910.018.71011.322.31111.926.31217.939.21322.954.51437.095.015180.0307.01626.958.21722.345.51S15.928.21911.619.52010.116.4218.213.1227.812.8237.09.0245.80.036 4）各断面设计洪峰流量石龙山水库为小一型水库，对5年一遇洪水具有拦蓄作用，本次设计不考虑5年一遇下泄洪水，仅考虑20年一遇下泄洪水。各断面洪峰流量采用各区间洪水过程线与石龙山水库下泄洪水过程线叠加的方式计算。各断面设计洪峰流量见表2-17。表2-17XX河各频率洪峰流量成果表断面名称控制流域面积(km2)洪峰流量（m3/s）（05图集）5年一遇20年一遇陶楼西拦河坝66.114581056铁路桥拦河坝78.814821106污水处理厂拦河坝92.1950711595）成果合理性分析参照本流域内石龙山水库除险加固工程水文计算成果，20年一遇设计洪峰流量265m3/s，与本次计算结果258m3/s相差很小。石龙山水库除险加固工程已得到省水利厅的批复并已实施，因此其水文计算成果可靠，经过比较可知本次设计水文参数与其基本相当，查算正确，本次设计水文计算成果合理、可靠。XX河采用的各频率设计洪量及洪峰流量见表2-18。表2-18XX河采用的各频率洪量及洪峰流量成果表断面名称控制流域面积(km2)洪量（m3/s）（05图集）洪峰流量（m3/s）（05图集）5年一遇20年一遇5年一遇20年一遇陶楼西拦河坝66.11843.11559.44581056铁路桥拦河坝78.81986.71824.84821106污水处理厂拦河坝92.191137.82104.5507115936 2.5施工期设计流量XX河河河道开挖和险工治理等主体工程施工，主要安排在非汛期进行，根据施工分期要求，计算非汛期的分期设计流量。非汛期为10月～次年3月，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）表3.2.2导流建筑物洪水标准划分，确定施工期洪水重现期为5年。由于本流域没有实测的流量资料，本次计算参照附近流域瓦岗雨量站提供的1970年至1999年共30年的实测长系列非汛期降雨资料进行经验频率计算。2.5.1设计降雨计算根据工程施工总体安排，XX河河道施工期均为非汛期，因此，由实测观测资料，选取1970~1999年历年非汛期实测最大24小时降雨量的分析系列，进行经验频率计算，暴雨经验频率计算成果表见2-19。按配线法推求理论频率，根据计算结果绘制理论频率曲线，最大24小时降雨频率曲线图见图2-1。36 表2-19非汛期最大24小时降雨量经验频率计算表序号年份降雨量(mm)排序后Ki(Ki-1)2P=m/(n+1)年份降雨量(mm)1197036.7198368.51.730.533.232197133.4198065.91.660.446.453197258.8197258.81.480.239.684197329.8199458.61.480.2312.905197433.5198554.11.370.1316.136197548.7197752.71.330.1119.357197619.6199549.61.250.0622.588197752.7197548.71.230.0525.819197845.2199048.71.230.0529.0310197922.9198746.51.170.0332.2611198065.9197845.21.140.0235.4812198143.4198143.41.100.0138.7113198236.7199942.21.060.0041.9414198368.5197036.70.930.0145.1615198417.8198236.70.930.0148.3916198554.11992360.910.0151.6117198635.7198635.70.900.0154.8418198746.5199135.50.900.0158.06191988291993350.880.0161.2920198926.9197433.50.850.0264.5221199048.7197133.40.840.0267.7422199135.5199831.20.790.0570.9723199236197329.80.750.0674.19241993351988290.730.0777.4225199458.6198926.90.680.1080.6526199549.6199726.30.660.1183.8727199619.9197922.90.580.1887.1028199726.3199619.90.500.2590.3229199831.2197619.60.490.2693.5530199942.2198417.80.450.3096.77平均值　39.6　39.6　　　合计　1188.8　1188.8　　　36 36 依据计算结果绘制的理论频率曲线查得：5年一遇的设计降雨为50.29mm。2.5.4施工期洪水①施工期净雨与洪量24小时净雨量由洪水图集P+Pa—R曲线求得，设计前期雨量，水库水文分区属V区，Imax=45mm。24小时设计洪量用下式计算：W24=1000×R24×F查《84》图集可知，施工期净雨为40.0mm。各断面洪水总量和平均流量见表2-20。表2-20XX河非汛期各频率洪量及洪峰流量成果表断面名称流域面积(km2)洪量（104m3）（05图集）洪峰流量（m3/s）（05图集）5年一遇5年一遇陶楼西拦河坝66.11264.410.2铁路桥拦河坝78.81315.212.16污水厂拦河坝92.19368.814.233工程地质3.1区域工程地质条件及评价3.1.1地形地貌XX河流域75 地势是西高东低，西部为浅山丘陵区，地面高程在海拔100m以上，其中海拔在300m以上的山峰有5座，最高峰为小乐山、海拔490m，群山中还有不少小块平地，岗洼相间，沟壑纵横。东部为平原，地势较平坦，一般海拔为70～90m。XX河地势是西高东低，西部为浅山丘陵区，地面高程在海拔100m以上，其中海拔在300m以上的山峰有5座，最高峰为小乐山、海拔490m，群山中还有不少小块平地，岗洼相间，沟壑纵横。东部为平原，地势较平坦，一般高程为70～90m。工程区位于倾斜平原区内，地形开阔平缓，略向东北倾斜，地面高程约90~64m，地面坡降约2.4‰。XX河自西向东绕确山县城北至XX店桥，流经王庄、小陈庄至苗陶庄折向东北，河道坡降约1‰，河谷呈不规则的“U”型，河床两岸为阶地。3.1.2地层岩性工程区内勘察揭露地层为第四系中更新统、上更新统及全新统，现从老至新分述如下：1）中更新统（dlplQ2）坡洪积成因，岩性主要为重粉质壤土，局部夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。重粉质壤土：棕黄色、棕红色，有灰绿色斑点，硬塑~坚硬状态，土质不均，有较多灰绿色粉土团块，含黑色铁锰质结核及斑点，手感细腻，见铁锈浸染，局部含小砾石。局部夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。2）上更新统（alplQ3）：冲洪积成因，岩性为重粉质壤土，局部夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。75 重粉质壤土（alplQ3）：褐黄色、黄色，结构较致密，见有针状小孔及白色钙质网纹，土质不均，局部粘粒含量较低，为中粉质壤土，含少量直径3~5cm的钙质结核，局部较富集，中间夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。分布于两岸的上部。3）全新统（alQ4）岩性为重粉质壤土、重粉质壤土。重粉质壤土：深灰~黑色，软塑~可塑状，夹有腐殖质和螺壳碎片。有异味，土质不均，局部为中粉质壤土和砂壤土。重粉质壤土：黄色、褐黄色，可塑，见白色网纹，土质不均，夹有较多粉粒团块及薄层细砂。4）人工堆积（Qs）堤身填土为素填土，多为就近取土，其岩性与附近地表土层相似。土质主要为重粉质壤土，局部夹中粉质壤土及粉质粘土。结构疏松，上部夹有碎砖渣及植物根。主要分布在K14+790~K15+140之间。3.1.3地质构造与地震工程区处位于中朝准地台华熊台缘坳陷区与华北坳陷区交界处，新构造分区属于豫皖断块区，区内构造线走向为北西向或北西西向，断裂构造以北西（或北西西）向为主，此为北东（或北东东）向。北西向（或北西西向）断裂为主要断裂，规模较大，主要断裂有栾川—确山—固始深断裂、驻马店—息县大断裂。北东（或北东东）向断裂，主要发育在驻马店—淮滨凹陷的中部和东部。据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程区地震动峰值加速度值为0.05g，地震基本烈度为Ⅵ度。75 3.1.4水文地质条件3.1.4.1地下水类型及补迳排条件工程区地下水以第四系松散土类孔隙潜水为主。除丰水期河水补给地下水外，其它时间地下水补给河水。勘探期间，在河的中上游测得地下水位埋深4～7m，高程63.2~83.0m。在河的中下游测得地下水位埋深2.5～4.5m，高程61~63.0m。地下水主要大气降水及地下水侧向迳流补给，以侧向迳流形式向下游排泄。地下水动态类型为大气降水入渗-径流型。3.1.4.2土体渗透性本次勘察期间，对各土层作了室内渗透试验，各土层的渗透性见表3-1。试验结果表明：各土体均为弱透水。表3-1各土层的渗透试验成果表土体单元序号时代成因土名试验方法统计组数渗透系数k（cm/s）透水性等级范围值平均值①Qs重粉质壤土室内13.20E-05弱透水②alQ4重粉质壤土室内22.7E-05~2.9E-052.8E-05弱透水③alQ4重粉质壤土室内42.7E-05~7.2E-054.7E-05弱透水④alplQ3重粉质壤土室内42.4E-05~3.1E-052.75E-05弱透水3.1.4.3水化学特征为了解工程区水化学特征，对河水和地下水各取一组水样进行水质简分析及侵蚀CO2分析。地下水总硬度279.25mg/L，属极硬水；矿化度M=0.506g/L，为淡水；PH值为7.5，为中性水；侵蚀性CO275 含量为0，地下水水化学类型为HCO3·SO4—Ca·K+Na型。地表水总硬度259.23mg/L，属极硬水；矿化度M=0.468g/L，为淡水；PH值为6.9，为中性水；侵蚀性CO2含量为0，地下水水化学类型为HCO3·SO4—Ca·K+Na型。据水质分析成果，按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）进行评价，区内地表水及地下水对混凝土、混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。3.2项目区地质条件及评价场区地貌简单，岩性较单一。地层分布较稳定。以粘性土均一结构为主。第②层重粉质壤土（alQ4）承载力标准值100kPa，第③层重粉质壤土（淤泥质）（alQ4）承载力标准值80kPa，第④层重粉质壤土（alplQ3）承载力标准值120kPa，第⑤层重粉质壤土（dlplQ2）承载力标准值150kPa。护砌时基础基本上位于第④层重粉质壤土（alplQ3）上，承载力较高，局部位于第②、③层上，承载力较低。河道疏浚开挖后，组成边坡及坡脚的主要土层为第④层重粉质壤土（alplQ3），承载力较高，在河流弯道及岸坡较陡地段，受水流的冲刷，岸坡稳定性较差。局部地段组成岸坡的土层为第②层重粉质壤土（alQ4）和第③层重粉质壤土（淤泥质）（alQ4），坡脚位于第③层重粉质壤土（淤泥质）（alQ4）上，各土体单元强度较低，岸坡稳定性较差。3.3天然建筑材料XX河治理一期工程所需的天然建筑材料主要是：土料、块石、碎石、砂等。75 土料：河道两侧土料丰富，质量能够满足筑堤要求，就近取土；块石、碎石均在确山县普会寺乡马沟村独山购买，质量和数量能够满足工程需要；砂：由确山县竹沟镇购买，质量和数量能够满足工程需要。其余建筑材料均由确山县城购买。3.4主要地质灾害XX河河道K14+790~K17+952段已经进行处理。河道剖面比较规则，有浆砌石护坡，岸坡稳定。桩号K17+952以下河段河道宽窄不一，岸坡不规则，岸坡岩性为第四系全新统及上更新统重粉质壤土。在河流弯道及岸坡较陡地段，受水流的冲刷，岸坡有坍塌现象。左岸桩号K19+340~K19+540、K20+290~K20+490、K21+390~K21+460；右岸桩号K18+890~K19+090、K19+640~K19+840、K20+090~K20+140岸坡坍塌比较严重。4工程任务与规模4.1工程现状及存在问题4.1.1工程现状XX河上游河道不明显，洪水漫流，中、下游为下切式河道，断面呈“U”型，迂回弯曲，没有堤防75 。上游西部山丘区降水多、降水强度大，加上特定的地质地貌（坡陡谷深）等下垫面条件，产流快，汇流急，洪峰来的较为迅猛。由山丘区到平原的过渡带很短，一旦山洪瀑发，直泻平原，而下游平原区河道内树障普遍，行洪糙率较大，行洪能力偏低，造成河道漫溢；支流涝水不能排出，带来大面积洪涝灾害。本次设计治理陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至污水处理厂拦河坝(K21+403)段为城区段河道，规划治理长度6.613km，其河道防洪标准不足20年一遇。1900年、1909年、1921年、1931年、1943年、1946年、1950年、1952年、1954年、1956年、1960年、1967年、1975年、1982年、1991年、1998年、2003年等多次发生洪水，造成河岸迎水顶冲处垮塌，造成多处险工段，险工段长度约1.62km，累计垮塌耕地面积220余亩，严重威胁耕地、桥梁、村庄及建筑物安全。4.1.2存在问题随着确山县经济发展步伐的加快，要求城区内的河段不仅在行洪能力上有所提高，而且要求沿岸面貌有所改观。XX河作为城区内一条主要的排洪河道，一直没有系统治理，现在主要存在以下几个问题：1）防洪标准低XX河上游河道不明显，洪水漫流，中、下游河道断面呈“U”型，迂回弯曲。河道内植障现象普遍，导致行洪断面逐年递缩，行洪糙率较大，行洪能力偏低，河道淤积严重，常造成河道漫溢。现状河道过水能力不足730m3/s，现有防洪标准不足20年一遇，需进行扩宽疏浚，部分河段需要裁弯取直。由于河道迂回弯曲，土质疏松且岸坡较陡的迎流顶冲处河堤崩塌形成险工段，需要进行护岸处理。2）河道中下游污染严重75 河道两岸尚未进行系统的截污治理，工业和生活污水随意排放入河，致使污水横流、污染严重，两岸群众深受其害，苦不堪言。4.2工程任务根据上述存在的问题，本次河道治理一期工程的主要任务是：1）提高河道防洪能力结合XX河现状及地形条件，通过水文计算，在满足设计洪峰流量的前提下，合理确定河道断面，并根据设计河道断面及纵坡，疏浚河道，伐除河道内的树木，拓宽河道主河槽，提高河道的行洪能力，从而提高河道的防洪能力。河道清淤、疏浚6.613km，共需清表土7.8万m3，清淤4.57万m3，开挖土方42.51万m3，回填土方1.85万m3，草皮护坡16万m2。2）险工段处理对河道两侧险工段岸坡进行护砌，护砌范围为坡脚至设计水位以上0.5m。本次设计拟在陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至铁路桥上游拦河坝(K17+952)已建段，采用C20砼面板护岸，护砌厚度10cm，护砌范围为原浆砌石顶至戗台，护岸在与戗台结合处设设封顶，封顶宽度0.5m，深0.3m，防护共长度1.3km，需砼2348m3。铁路桥上游拦河坝(K17+952)至污水处理厂拦河坝（K21+403）段为新修河段，左岸桩号（K18+490～K18+640、K18+740～K18+840、K19+200～K19+410、K19+500～K19+550、K19+930～K20+050、K20+340～K20+640、K21+100～K21+200）防护长度共1.3km，需C20砼0.21万m375 ；右岸桩号（K18+370～K18+470、K18+950～K19+100、K19+670～K19+870、K20+050～K20+150）弯段迎水顶冲段采用砼面板防护，防护长度共0.55km，需C20砼0.11万m3。3）建筑物工程设计拟在左岸（桩号K20+810、K21+345）共设置2个穿堤涵、右岸（桩号K19+690、K20+297、K20+695）共设置3个穿堤涵。共需浆砌石20m3，砼涵管50m，土方开挖148m3，土方回填198m3，C20砼47m3。4.4工程规模4.4.1治理范围本次XX河河道治理一期工程的治理范围为：陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至污水处理厂拦河坝(K21+403)段，规划治理长度6.613km。4.4.2治理标准XX河下游有确山县城、京广铁路、京珠高速，新阳高速、107国道、保护区包括2.0万亩耕地、14万人，防洪位置非常重要，依据《防洪标准》GB50201-94，确山县城为四等小城市，确定XX河规划范围内河段的治理标准为20年一遇。4.4.3工程等别依据《防洪标准》GB50201-94要求，确山县城为IV等小城市，其主要防洪建筑物为4级，次要建筑物级别为4级。75 5工程设计5.1工程等别XX河河道治理一期工程的治理范围为：陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至污水处理厂拦河坝(K21+403)段，规划治理长度6.613km。XX河下游有确山县城、京广铁路、京珠高速，新阳高速、107国道、保护区包括2.0万亩耕地、14万人，防洪位置非常重要，依据《防洪标准》GB50201-94，确山县城为IV等小城市，确定XX河规划范围内河段的治理标准为20年一遇。依据《防洪标准》GB50201-94要求，其主要防洪建筑物为4级，次要建筑物级别为4级。5.2设计依据5.2.1规范性文件1）水利部办公厅《关于做好重点地区中小河流治理规划编制工作的通知》（办规计[2008]211号）；2）水利部、财政部关于印发《全国重点地区中小河流近期治理建设规划》的通知（水规计[2009]497号）；3）财政部、水利部关于印发《全国重点地区中小河流近期治理项目管理暂行办法》的通知（财建[2009]819号）；4）《河南省中小河流治理项目建设管理实施办法》（豫财建【2010】513号）；5）《河南省水利厅《关于加强水利基本建设项目审查工作的通知》（豫水计[2007]139号）；75 6）《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）及有关编制规定；7）河南省水利厅关于印发《河南省水利基本建设项目勘察规划设计专家库管理办法（试行）》的通知（豫水计[2007]62号）；8）河南省水利厅关于发布《水利水电工程建设项目设计审批程序管理办法》的通知（豫水计[2005]162号）。5.2.2规范标准1）《防洪标准》GB50201-94；2）《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000；3）《堤防工程设计规范》GB50286-98；4）《堤防工程管理设计规范》SL171-96；5）《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002；6）《水工混凝土结构设计规范》SL/T191-96；7）《砌体结构设计规范》GB50003-2001；8）《水利水电工程设计工程量计算规定》SL328-2005；9）《城市防洪工程设计规范》CJJ50-92。5.2.3有关文件和资料1、《确山县XX河城区段治理工程项目规划》（确山县水利局）2008年12月。2、《确山县XX河城区段治理一期工程初步设计阶段地质勘察报告》（河南华北水利水电勘察设计有限公司）2011年3月。75 5.3设计原则（1）适应确山县快速发展的需要，服从城市总体规划，满足防洪的要求；（2）充分利用现有河道与堤防，坚持因地制宜、分段治理的原则，并协调好道路、管网间的相互关系；（3）防洪除涝治理与环境保护相协调；（4）合理设计工程布局。5.4工程设计5.4.1工程治理总体方案依据河道堤防工程现状、堤防防洪标准、《确山县XX河城区段治理工程项目规划》报告，本次项目区工程治理范围：陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至污水处理厂拦河坝(K21+403)段，规划治理长度6.613km。1)堤岸布置及岸距设置XX河为下切式河道，通过清淤、扩挖主河槽完全能够满足20年一遇防洪标准，因此本次治理设计，不设堤防。本次岸线布置设计，依据规划阶段的成果，结合现有建筑物的位置，已有工程状况及征地拆迁等因素来确定。布置时所遵循的原则：1）尽量利用原有堤（岸）线，满足河道行洪断面。2）与河势流向相适应，并与大洪水的主流线大致平行。3）岸线力求平顺，各岸段平缓连接，不采用折线或急弯。4）尽量少占压耕地、少拆迁房屋，利于防汛抢险和工程管理。75 本次设计综合考虑了上述原则，尽量利用原河道形成的滩地，需拓宽的部位综合考虑河岸走向，在岸线平顺的前提下尽量减少开挖工程量，使工程投资最优化。根据岸线布置原则，根据实际地形条件，岸距为85m。2）堤岸设计本次设计岸坡距设计河底5.0m高处设置戗台，戗台宽度不小于4m，戗台戗台以下边坡1:2.5，戗台以上边坡为1:2.0。3）岸顶高程本次初步设计，根据《堤防工程设计规范》GB50286-98中的规定，河道堤防设计堤顶高程为设计洪水位加堤顶超高，本次项目区设计洪水位为20年一遇洪水位，而堤顶超高按下式计算：式中：Y—堤顶超高，m；R—设计波浪爬高，m；e—设计风壅增水高度m；A—安全加高（m），取0.5m。本次设计取m=2.5，设计波浪爬高R可按下式计算：式中：Rp—累积频率为p的波浪爬高（m）；KΔ—斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型选用；KV—经验系数，可根据风速、堤前水深、重力加速度的值选用；Kp—爬高累积频率换算系数；m—斜坡坡率；75 —堤前波浪的平均波高（m）；L—堤前波浪的波长（m）；设计风壅增水高度e可按下式计算：式中：e—计算点的风壅水面高度（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；F—由计算点逆风向量到对岸的距离（m）；d—水域的平均水深（m）；β—风向与垂直于堤轴线的法线的夹角（度）；风浪要素可按下列公式计算确定：波长L可按下式计算：风壅水面高度和波浪爬高的计算工况为20年一遇洪水遭遇汛期最大风速的平均值：计算时河道取设计水深，风速取值七级风速（13.9m/s～17.1m/s）,设计计算风速取值为15.5m/s，风区长度取值为400m，水域的平均水深7.0m，重力加速度为9.81m/s2，经由上述公式联合计算，可以得到有关风浪的要素如下：75 波浪的平均波高为：，波长为：。取，,可以求出风壅水面高度为：。草皮护坡，查表C.3.1-1（《堤防工程设计规范》GB50286-98）,取斜坡的糙率及渗透性系数；根据计算，由内插法查表C.3.1-2（《堤防工程设计规范》GB50286-98），取经验系数；本项目区堤防不允许越浪，爬高频率取2%，根据计算，查表C.3.1-3（《堤防工程设计规范》GB50286-98），取爬高累积频率系数，经由计算可得到波浪爬高为：。本次设计堤防为4级，不允许越浪，查表2.2.1（《城市防洪设计规范》CJJ50-92）可以得到安全加高值为：。由公式（5.4.1）可以求出岸顶超高为：；综合考虑各种因素，决定取岸顶超高为。岸顶高程为断面处水面线高度+岸顶超高。5.4.2河道工程设计5.4.2.1河道工程布置根据本项目区河道现状行洪能力分析成果和现状河道走向，本段河道工程布置原则如下：1）河道走向基本维持现状，局部河段根据地形、地物和排水沟情况适当调整，以使河道水流顺畅；2）基本维持现状河道纵坡，对局部高滩高坎或阻水建筑物进行清除，保持河道纵坡平顺；75 3）现状本项目区河段，断面窄小，需进行扩挖，以满足行洪要求；4）尽量降低河道设计水面线，以利于两岸涝水自排。5.4.2.2河道断面设计1）现状河道过流能力复核（1）拦河坝过流能力复核现状河道内建有4座溢流坝，陶楼西拦河坝（K14+790）处河道设计断面底宽36m两侧边坡1：2，距设计河底5m高处设置戗台，戗台宽度4.5m，戗台以上岸高3.5m。溢流坝设计高度3.5m，顶长50m，顶厚3.0m。根据溢流坝的设置形式，按实用堰自由出流复核溢流堰的过流能力。实用堰流量计算公式为：式中：Q—流量，m3/s；σs—淹没系数，取1.0；ζ—侧收缩系数，取1.0；B—堰顶长度，取53m；m—流量系数，取0.46；H0—堰顶水头，m。经计算，该断面最大过流能力为1207m3/s>20年一遇最大洪峰流量1026m3/s，满足防洪要求。（2）河道过流能力复核本次治理段河道在铁路桥以下河道为天然河道，河道断面呈“U”75 字形，过流能力复核时任选一断面计算断面过流能力。现状河道纵坡比降约为1.3‰，底宽约5m，顶宽最小处约33m，渠深约8m。渠道断面过流能力按下式计算：式中：Q—流量，m3/s；A—过流面积，m2；C—谢才系数；R—水力半径；i—河道比降。经计算，该断面最大过流能力为730m3/s<20年一遇洪峰流量，不满足防洪要求。2）河道断面设计本项目区依据实测河道横断面图及数据，本着尽量少挖方或不挖方、使城区涝水尽量满足自排、河道满足设计行洪的原则，治理以清淤挖槽为主，以现状河道纵坡为依据，适当调整，以此确定河道设计河底纵坡和设计河底高程。陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至铁路桥上游拦河坝（K17+952）为已建段，设计纵坡0.0026，河道底宽36m，距设计河底5m高处设置戗台，戗台宽度不小于4.5m，戗台以下边坡1:2.5，戗台以上边坡为1:2.0；铁路桥上游拦河坝（K17+852）至污水处理厂拦河坝（K21+403）段为新修河段，主河槽根据5年一遇除涝流量，结合河道两岸地形，通过水文计算方法推理河道水面线，在满足20年一遇防洪标准的前提下，尽量减小开挖和回填工程量，确定XX河河道最小的合理底宽。新修河段设计设计纵坡0.00233，河道底宽19m，距设计河底5m高处设置戗台，戗台宽度不小于4m，戗台以下75 边坡为1：2.5，戗台以上边坡均1：2.0。3）设计水位按照河道洪水设计标准，主河槽按5年一遇排涝标准设计，堤（岸）顶高程按20年一遇防洪标准设计。5年一遇除涝和20年一遇防洪河道水面线分别见表5-1、表5-2。75 表5-120年一遇河道水面线计算断面Qz1z2h1b1m1m2b2nfz1fz214+7901056.0087.7082.865.036.02.52.561.0　88.45　14+956　87.3682.435.036.02.52.561.0　87.9788.4515+156　86.9181.915.036.02.52.561.0　87.4687.9715+356　86.4281.395.036.02.52.561.0　86.9787.4615+556　85.9680.875.036.02.52.561.0　86.5286.9715+756　85.6180.355.036.02.52.561.0　86.1586.5315+956　85.3679.835.036.02.52.561.0　85.8686.1516+156　85.2079.315.036.02.52.561.0　85.6485.8616+356　85.0978.795.036.02.52.561.0　85.4785.6416+556　85.0278.275.036.02.52.561.0　85.3585.4716+756　84.9877.755.036.02.52.561.0　85.2685.3516+956　84.9577.235.036.02.52.561.0　85.1985.2617+1561106.0084.9376.715.036.02.52.561.00.03　85.1917+156　83.0476.715.036.02.52.561.0　83.42　17+352　82.9776.225.036.02.52.561.0　83.3083.4217+552　82.9375.705.036.02.52.561.0　83.2183.3017+752　82.9075.185.036.02.52.561.0　83.1483.2117+9521106.0082.8874.665.036.02.52.561.00.03　83.1417+952　81.1674.665.019.02.52.544.0　81.77　18+203　80.5874.085.019.02.52.544.0　81.3081.7718+403　80.1273.615.019.02.52.544.0　80.8481.3018+603　79.6573.145.019.02.52.544.0　80.3780.8418+803　79.1872.685.019.02.52.544.0　79.9080.3719+003　78.7272.215.019.02.52.544.0　79.4479.9019+203　78.2571.755.019.02.52.544.0　78.9779.4419+403　77.7971.285.019.02.52.544.0　78.5178.9775 续表5-120年一遇河道水面线计算断面Qz1z2h1b1m1m2b2nfz1fz219+603　77.3270.815.019.02.52.544.0　78.0478.5119+803　76.8570.355.019.02.52.544.0　77.5878.0420+003　76.4169.885.019.02.52.544.0　77.1477.5820+203　76.0069.425.019.02.52.544.0　76.7277.1420+403　75.6268.955.019.02.52.544.0　76.3276.7220+603　75.2968.485.019.02.52.544.0　75.9776.3220+803　75.0468.025.019.02.52.544.0　75.6775.9721+003　74.8467.555.019.02.52.544.0　75.4275.6721+203　74.6967.095.019.02.52.544.0　75.2775.4221+4031159.0074.9966.625.036.02.52.561.00.03　75.27表5-25年一遇河道水面线计算断面Qz1z2h1b1m1m2b2nfz1fz214+790458.0085.8482.862.9836.02.52.550.9　86.1286.5514+956　85.4182.432.9836.02.52.550.9　85.6086.1215+156　84.8981.912.9836.02.52.550.9　85.0885.6015+356　84.3781.392.9836.02.52.550.9　84.5885.0815+556　83.9180.873.0436.02.52.551.2　84.1484.5815+756　83.5480.353.1936.02.52.551.9　83.7984.1415+956　83.3079.833.4736.02.52.553.3　83.5483.7916+156　83.1579.313.8436.02.52.555.2　83.3683.5416+356　83.0678.794.2736.02.52.557.3　83.2483.3616+556　83.0278.274.7536.02.52.561.0　83.1683.2416+756　82.9877.755.2336.02.52.561.0　83.0983.1675 续表5-25年一遇河道水面线计算断面Qz1z2h1b1m1m2b2nfz1fz216+956　82.9577.235.7236.02.52.561.0　83.0483.0917+156482.0082.9376.716.2236.02.52.561.00.03　83.0417+156　81.0176.714.3036.02.52.557.5　81.19　17+352　80.9776.224.7536.02.52.561.0　81.1181.1917+552　80.9375.705.2336.02.52.561.0　81.0481.1117+752　80.9075.185.7236.02.52.561.0　80.9981.0417+952482.0080.8874.666.2236.02.52.561.00.03　80.9917+952　78.9174.664.2519.02.52.540.2　79.15　18+203　78.3374.084.2519.02.52.540.3　78.6979.1518+403　77.8673.614.2519.02.52.540.2　78.2278.6918+603　77.4073.144.2619.02.52.540.3　77.7678.2218+803　76.9372.684.2519.02.52.540.3　77.2977.7619+003　76.4672.214.2519.02.52.540.2　76.8277.2919+203　76.0071.754.2519.02.52.540.3　76.3676.8219+403　75.5371.284.2519.02.52.540.2　75.8976.3619+603　75.0770.814.2619.02.52.540.3　75.4475.8919+803　74.6470.354.2919.02.52.540.5　75.0075.4420+003　74.2169.884.3319.02.52.540.6　74.5875.0020+203　73.8369.424.4119.02.52.541.1　74.1974.5820+403　73.5068.954.5519.02.52.541.7　73.8774.1920+603　73.3068.484.8219.02.52.544.0　73.5973.8720+803　73.0968.025.0719.02.52.544.0　73.3473.5921+003　72.9267.555.3719.02.52.544.0　73.1573.3421+203　72.8167.095.7219.02.52.544.0　73.0573.1521+403507.0072.9366.626.3136.02.52.561.00.03　73.055.4.2.3险工段处理1）堤岸冲刷深度计算（1）水流平行于岸坡产生的冲刷深度计算75 根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98附录D，水流平行于岸坡产生的冲刷可按下式计算：式中：hB—局部冲刷深度（m），从水面起算；hp—冲刷出的水深（m），以近似设计水位最大深度代替；Vcp—平均流速（m/s）；V允—河床面上允许不冲流速（m/s），重粉质壤土取0.8；n—与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4。根据河道断面设计和河道水面线计算可知：河道设计底宽19m，设计水位最大深度约7m，平均流速为4.14m/s。经计算，hB=7.51m。河床冲刷深度约0.5m。（2）水流斜冲防护岸坡产生的冲刷根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98附录D，水流斜冲防护岸坡产生的冲刷可按下式计算：式中：Δhp—从河底算起的局部冲深（m）；α—水流流向与岸坡交角（度），取25°；m—防护建筑物迎水面边坡系数，取2.5；d—坡脚处土壤计算粒径（cm），取8cm。Vj—水流的局部冲刷流速（m/s）。Vj可按下式计算：75 式中：Q—设计流量（m3/s）；W—原河道过水断面面积（m2）；Wp—河道缩窄部分的断面面积（m2）。经计算，Vj=4.14m/s，局部冲深Δhp=1.61m。因此，对迎水顶冲段堤岸防护是必要的。2）险工段处理方案本次设计拟在陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至铁路桥上游拦河坝(K17+952)已建段，采用C20砼面板护岸，护砌厚度10cm，护砌范围为原浆砌石顶至戗台，护岸在与戗台结合处设设封顶，封顶宽度0.5m，深0.3m，护砌长度共1.3km；铁路桥上游拦河坝(K17+952)至污水处理厂拦河坝（K21+403）段为新修河段，左岸桩号（（K18+490～K18+640、K18+740～K18+840、K19+200～K19+410、K19+500～K19+550、K19+930～K20+050、K20+340～K20+640、K21+100～K21+200））弯段迎水顶冲段采用砼面板防护，防护长度1.3km，右岸桩号（K18+370～K18+470、K18+950～K19+100、K19+670～K19+870、K20+050～K20+150）弯段迎水顶冲段采用砼面板防护，防护长度共0.55km，护砌厚度10cm，沿岸线方向长3m，沿岸坡方向宽2m，砼板接缝宽8cm，用无砂砼填充，缝底部铺设40cm宽300g/m2的反滤布，护砌范围为设计河底至设计水位以上0.5m，护岸在戗台两侧设基座，基座厚度0.5m，埋深0.6m，坡脚处设齿墙，齿墙厚度0.5m，埋深1.0m，护岸顶部设封顶，封顶宽度0.5m，深0.3m；其余河段5年一遇除涝水位以上采用草皮护坡。3）岸坡稳定分析本次土堤抗滑稳定计算分75 别计算正常情况：稳定渗流期临水侧岸坡，设计洪水位骤降期的临水侧岸坡；非正常情况：施工期的临水侧岸坡。a．计算方法本次土堤抗滑稳定计算采用瑞典圆弧滑动法。计算公式如下：①稳定渗流期抗滑稳定安全系数可按下式计算：②水位降落期抗滑稳定安全系数可按下式计算：③施工期抗滑稳定安全系数可按下式计算：式中：b—条块宽度（m）；W—条块重力（kN）；W1—在堤坡外水位以上的条块重力（kN）；W2—在堤坡外水位以下的条块重力（kN）；Z—堤坡外水位高出条块底面中点的距离（m）；u—稳定渗流期堤身或堤基中的空隙压力（kPa）；ui—水位降落前堤身的空隙压力（kPa）；β—条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角（度）；γW—水的重度（kN/m3）；—土的抗强度指标（kN/m3,度）；75 b．计算参数本次地勘提供了饱和快剪指标，根据本次地质勘察报告的推荐值，岸坡土体内摩擦角为13.0，凝聚力为28.5Kpa。c．计算成果岸坡抗滑稳定计算成果见表5-3。表5-3稳定计算安全系数成果表部位运行工况安全系数计算结果规范允许值临水侧岸坡稳定渗流期临水侧岸坡1.571.15设计洪水位骤降期的临水侧岸坡1.351.15施工期的临水侧岸坡1.281.05d．抗滑稳定分析根据《堤防工程设计规范》GB50286-98中的规定，4级土堤的抗滑稳定安全系数不应小于：正常情况1.15，非常情况1.05。由岸坡稳定计算成果可知，岸坡在正常情况下安全系数均大于1.15，满足规范要求；在非常情况下安全系数均大于1.05，满足规范要求。在各种计算工况下，岸坡抗滑稳定性均满足要求。5.4.3建筑物工程设计5.4.3.1排水涵设计本次治理段河道为下切式河道，结合现状排水渠的布置，拟在左岸（桩号K20+810、K21+345）共设置2个穿堤涵、右岸（桩号K19+690、K20+297、K20+695）共设置3个穿堤涵。1）排水涵设计流量75 本次治理河段两岸排水涵，排涝洪峰流量采用平原区排水模数公式计算，公式如下：式中：Qm—设计洪峰流量（m3/s）；R—设计净雨深（mm）；F—流域面积（km2）；K—峰量关系综合系数，选取K=0.045；Α—超过河道排水标准的洪峰流量折减系数，如河道规划达到5年一遇治理标准，则α分不同标准采用如下：5年一遇为1.0，10年一遇为0.9，20年一遇为0.8。本次设计时，按照5年一遇计算每一座排水涵的排涝流量，每座排水涵的排涝流域面积基本相等，采用上面的公式进行计算时，每一座排水涵闸的排涝流量基本相等。排水涵设计指标表排水涵位置Rα控制面积设计标准设计流量m3/sK19+690（右）11310.352.06K20+297（右）11310.452.56K20+695（右）11310.452.56K20+810（左）11310.452.56K21+345（左）11310.452.56根据每座穿堤排水涵闸的排涝面积，经过计算，每座穿堤排水涵闸的排涝流量均不超过2.56m3/s。2）穿堤排水涵布置本次穿堤排水涵工程的布置原则：75 ①排水涵中心线尽量与堤外排涝渠道中心线一致；②建筑物布置尽量紧凑合理，结构形式简洁，协调美观；③便于施工和运行；④为满足地基承载力和沉降要求，排水涵结构布置选用整体性强、刚度大的结构型式；⑤尽量采用新技术、新工艺、新材料。按照上述原则，左岸（桩号K20+810、K21+310）和右岸（桩号K20+100）共设三个排水管涵、右岸（桩号K19+660、K20+770）共设置两个盖板涵。具体设计方案如下：2、盖板涵承载力复核该涵洞（4级建筑物）中的现浇混凝土实心板，二类环境，计算跨度L。=5m混凝土重度为22kN/m3，混凝土强度等级为C20，HPB235级钢筋，钢筋混凝土的重度为252kN/m3。复核定板厚3.5m和选配的钢筋是否满足要求。查《建筑结构》教材附表可知混凝土轴心抗拉强度fc=14.3N/mm2HPB235钢筋强度设计值为fy=210N/mm2混凝土结构构件承载力安全系数K=1.151)拟定尺寸取b=1000mm，根据梁式板构造规定（h≥L。/35），假定板厚h=350mm。2）内力计算板的自重标准值350*1/1000*25=8.7kN/m土的自重标准值1000*1/1000*13=13kN/m总的自重标准值gk=8.7+13=21.7kN/m75 弯矩计算值M=1.05gkL。2/8=1.05*21.7*52/8=71.2kN/m3）配筋计算取as=30mmh=350mm则h0=h-as=350-30=320mmαs=KM/fcbho2=1.15*71.2*106/14.3*1000*3202=0.06ζ=1-（1-2αs）1/2=0.06＜0.85ζb=0.522，不会发生超筋破坏As=ζbh0fc/fy=0.06*1000*320*14.3/210=1308mm2ρ=As/（bh0）=1308/（1000*320）=0.41%〉ρmin=0.2%说明不会发生少筋破坏，并在板的常用配筋率0.4%-0.8%范围内，所以拟定板厚h=350mm合理。2、盖板涵根据现场实际情况，右岸K19+660盖板涵设计为底宽4.5m，深1.8m，纵坡0.5%，两边采用M7.5浆砌石挡墙，底板为20cm厚的C20砼，盖板为厚0.35m的C30钢筋砼盖板，盖板涵出口采用4.5m宽导流渠，渠深为1m，用C20混凝土浇筑；右岸K20+770盖板涵设计为底宽4.5m深1.5m，纵坡为0.5%，两边采用M7.5浆砌石挡墙，底板为20cm厚的C20砼，盖板为厚0.35m的C30钢筋砼盖板，盖板涵出口采用4.5m宽导流渠，渠深为0.8m，用C20混凝土浇筑。3、预制混凝土涵管布置预制混凝土涵管内径100cm，纵坡比较2/100，埋深1m，用C15混凝土包裹基座，排水涵出口设C20砼导流渠，导流渠宽1m，深0.5m。（2）排水涵过流能力复核排水涵采用钢筋混凝土预制无压涵管，涵管纵坡i=2%，取糙率n=0.015，设计流量=2.56m3/s。涵管水深通过如下公式试算求得：75 初步确定涵管内径=1.0m，经试算,当正常水深为=0.72m时：=2.55m3/s,与=2.56m3/s相符，排水涵尺寸满足排涝要求。5.5设计工程量设计工程量根据上下游两个相邻的断面的平均面积乘以断面间距求得。主体工程主要工程量为：土方开挖54.89万m3，土方填筑1.85万m3，混凝土0.86万m3。6工程管理设计6.1管理现状XX河无专门的管理结构，确山县水利局的接受市水利局的委托，代管XX河河道，组织维修养护及监督检查等工作。6.2管理体制与管理机构确山县XX河河道的正常运用，直接关系到整个城区的防洪安全，因此城区河道工程为纯公益性工程，承担该工程管理的单位为非盈利的事业单位。增设XX河工程管理处，隶属确山县水利局，该机构主要负责XX河工程的运行管理、维修养护及水行政执法等工作，同时接受驻马店市水利局的检查监督和技术指导。75 XX河工程管理处现下设行政办公室、防汛办公室、河道管理科等科室，共有职工8人，其经费来源主要是确山县财政事业拨款和市水利局下拨的河道工程岁修经费。6.3工程管理范围和保护范围6.3.1管理范围依据河南省《河道管理条例》实施办法的相关规定，有堤防的河道，其管理范围为两岸堤防之间的水域、沙洲、滩地（包括可耕地）、行洪区、两岸堤防及护堤地。无堤防的河道，其管理范围根据历史最高洪水位或者设计洪水位确定。一般堤防安全保护区不小于30m。本次初步设计拟定的XX河河道管理范围为河道两岸岸顶线外5m，险工段河道管理范围为两岸岸顶线外10m。XX河安全保护区为两岸岸顶线外30m。6.3.2保护范围河道保护区范围为：河道两侧确山县城区，沿岸村庄及基本农田，以及京广铁路、京珠高速公路、新阳高速公路、107国道等。该河道保护耕地面积2.0万亩，保护总人口14万人（其中保护城镇人口5.0万人）。6.4工程管理设施6.4.1电力、通讯、观测设施1）电力、通讯设施75 本次XX河河道治理工程位于城区段，电力、通讯设施齐全，能够满足工程管理的需要。2）观测设施（1）堤防观测为维护城区堤防工程安全，需对堤防隐患进行观测。在堤防安全监测中，为使观测更简捷、方便，规划采用先进的观测设施。根据堤防的长度，配备1台便携式带视频监视器的堤防探测仪，定期对堤防内部情况进行监测，发现问题及时处理。实现监测数据网上传输。（2）河道观测为控制城区河道险工险段的发展，随时掌握河道水流流态及河势变化等情况，要制定河道观测制度，规范河道观测内容，以保证河道运行安全。采用先进的技术和设备，对险工险段进行汛期跟踪或定期监测，加强河道运行状况的评估，当影响河道安全时，应及时分析原因和采取对策。观测数据采用网上传输。6.4.2管理单位生产、生活设施本次XX河河道治理工程位于城区段，距离确山县水利局较近，因此管理单位的生产、生活设施均为确山县水利局现有设施，不再新建。6.5管理规章制度75 遵照《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》、《中华人民共和国防汛条例》等法规，建立和健全相应的管理规章制度，以促进管理工作规范化、制度化，提高劳动生产率和管理水平。XX河河道调度规程由其性质、任务和有关技术标准制定。工程主管部门根据工程的技术指标，制定安全、合理、可操作性强的规章制度，如值班责任制度、检查维修制度、资料管理制度等，并按照制度要求进行工程的日常调度管理。同时，要制定特殊调度规程，以便于遇到特殊情况时调度运用。在汛期，工程调度运用必须服从防汛指挥机构的统一指挥。当工程出现险情征兆时，工程管理部门应立即报告上级主管部门，并采取相应的抢救措施。75 7施工组织设计7.1施工条件7.1.1工程条件1）工程条件XX河位于确山县境内，属于淮河宿鸭湖水库上游臻头河上游的支流之一。XX河流域地势是西高东低，西部为浅山丘陵区，地面高程在海拔100m以上，其中海拔在300m以上的山峰有5座，最高峰为小乐山、海拔490m，群山中还有不少小块平地，岗洼相间，沟壑纵横。东部为平原，地势较平坦，一般海拔为70～90m。本次项目区工程治理范围：陶楼西XX河拦河坝（K14+790）至污水处理厂拦河坝(K21+403)段为城区段河道，规划治理长度6.613km。工程区位于倾斜平原区内，地形开阔平缓，略向东北倾斜，地面高程约90~64m，地面坡降约2.4‰。XX河自西向东绕确山县城北至XX店桥，流经王庄、小陈庄至苗陶庄折向东北，河道坡降约1‰，河谷呈不规则的“U”型，河床两岸为阶地。工程主要内容为：河道拓宽疏浚、护岸。主体工程主要工程量为：土方开挖54.89万m3，土方填筑1.85万m3，混凝土0.86万m3。施工总工期为6个月。7.1.2自然条件（1）气象75 确山县地处亚热带向暖温带过渡地段，属大陆性季风型亚湿润气候。据当地气象资料统计，多年平均降雨量为955.5mm。但降水集中，雨量时空分布不均，在年内分配上夏秋（6－9月）的降水量占全年降水量的60﹪。多年平均气温15℃，月均最高气温为27.5℃（七月份），最低为1.3℃(一月份)。（2）水文地质工程区内地层为第四系中更新统、上更新统及全新统，岩性主要是重粉质壤土、重粉质壤土、局部夹卵石和中粗砂薄层或透镜体。工程区地下水以第四系松散土类孔隙潜水为主。中上游地下水位埋深4～7m，高程63.2~83.0m，中下游地下水位埋深2.5～4.5m，高程61~63.0m。地下水总硬度279.25mg/L，属极硬水；矿化度M=0.506g/L，为淡水；PH值为7.5，为中性水；侵蚀性CO2含量为0，地下水水化学类型为HCO3·SO4—Ca·K+Na型。地表水总硬度259.23mg/L，属极硬水；矿化度M=0.468g/L，为淡水；PH值为6.9，为中性水；侵蚀性CO2含量为0。区内地表水及地下水对混凝土、混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程区地震动峰值加速度值为0.05g，地震基本烈度为Ⅵ度。7.1.3技术经济条件1）对外交通条件确山县境内对外交通运输条件便利，拥有多条对外交通干线，包括新阳高速公路、107国道、京广铁路、京珠高速公路等。工程区内有村村通公路、乡间道路网便利，可直达项目区。2）施工用水75 项目区上游段施工用水可直接抽取河水，中下游施工用水可打井抽取地下水，或就近由村庄接引。3）施工用电项目区位于确山县城周边，XX河周边村庄距离较近，施工用电可就近由附近村庄接引。4）施工通讯项目区位于确山县城周边，移动通讯讯号良好，可满足施工需求。7.2施工导流XX河整治工程采用草皮护坡、浆砌石护坡或砼面板护坡，施工期选为11月至次年4月，导流标准采用非汛期5年一遇流量。各断面洪水总量和平均流量见表9-1。表9-1XX河非汛期各频率洪量及洪峰流量成果表断面名称流域面积(km2)洪量（m3/s）（05图集）洪峰流量（m3/s）（05图集）5年一遇5年一遇陶楼西拦河坝66.11264.410.2铁路桥拦河坝78.81315.212.16污水处理厂拦河坝92.19368.814.23施工初期采用原主河槽进行导流，开挖左侧主河槽；左侧主河槽开挖完成后，利用左侧主河槽进行导流，开挖右侧主河槽，开挖右侧主河槽时，可根据左侧主河槽水位，预留0.5m宽的土埂，防止河水流入右侧主河槽。7.3施工布置75 各施工各施工段独立进行施工布置，自成体系。各工区均通过堤顶道路与现有县、乡公路连通。通过堤顶道路修建场内临时道路，连通施工作业面、石料堆放场、土料场和生活办公区等。如工区上、下游有宽滩地，则石料堆放场布置在河滩或者临河堤肩，靠近作业面处；如宽滩地离工区较远，则布置在背河堤防保护区内。各种建筑材料，用汽车运输到工地堆放场。生活办公用房布置在背河堤防保护区或者近工区的河滩内。土料场尽可能布置在近工区的河滩内，以减少占压耕地。工程用水，直接由河内抽取。施工用电以电网供电为主，以就近10kv农用电网“T”接至工地，经降压后供施工及生活用电；每工区自备1台50kw的移动式柴油发电机。7.4主体工程施工7.4.1河道整治工程河道疏浚拓宽工程主要施工程序为：测量放样清淤及土方开挖。河道清淤及土方开挖均采用反铲挖掘机进行开挖配合8t自卸汽车运输。边坡开挖时遵从“自上而下，分层开挖”的原则，严禁“自下而上”、倒坡开挖。7.4.2险工处理工程河道护坡及护岸工程主要施工程序为：削坡墙基开挖基础砌筑坡面铺筑（砌筑）。护岸基础采用反铲配合人工开挖，人工进行基础砌筑；C20砼护面板采用人工浇筑。75 基槽回填在基础混凝土满足强度要求后进行。坡面植草采用采用人工播撒草籽。7.5其它施工过程中应注意环境保护，主体工程完工后，要进行水土保持的恢复。其它未尽事宜，应严格按照现行施工规范进行。7.6水土保持防治措施目标：新增的水土流失量得以及时有效的控制、水土流失强度恢复到工程前原来水平并有所改善、植被率不低于现状水平、生态环境有所改善。范围：弃土弃渣区、取土场外边界、地表及植被扰动区等。原则：贯彻“预防为主、全面规划、综合防治、因地制宜、加强管理、注重效益”的水土保持方针，坚持防治结合、恢复为主、生态优先、经济实用的原则。1）堆弃渣区工程弃渣尽可能外运，利用移挖作填，减少费用。对不能利用或受条件限制多余的土石方，根据统一规划，就近选择低洼荒地，集中弃渣，工程总弃渣量53.02万m3。要求施工中土、石分弃，其中土渣沿弃渣场上游堆放，这样不但防止土渣流失，同时便于工程结束后弃土的重新利用。施工完成后，需要对自然堆放形式的弃渣坡面放缓处理，结合渣场自然地形情况，坡面放缓至1：1.2-1：1.5。最后，对弃渣场表面进行摊平、压实。75 2）、施工生活区施工生活区，在建设期间，采取土地平整，绿化和临时排水措施。施工结束后，进行场地清理、土地整治，根据城市建设的需要进行地面硬化或覆土绿化。3）、生产、生活及工程管理区生产、生活及工程管理区，主要采取园林绿化措施。4）、场内外施工道路场内外施工道路不存在弃渣量，也不存在开挖边坡问题。因此，场内外公路主要采取排水措施和植树种草措施。7.7环境保护措施1）水环境保护设计保护标准：根据工程治理范围，水质保护目标确定为《地表水环境质量标准》GB3838-2002的III类标准，施工期排入河道的污水执行《污水综合排放标准》GB8978-1996二级标准。污染源及其环保措施：本工程施工期污染源主要来自砂石骨料加工冲洗、砼拌和、浇注、养护及施工人员，污染物主要为细沙、粪便、油类漂浮物等。泥沙悬浮物的生产废水较易沉淀，可设沉沙池进行处理；施工人员粪便可集中设化粪池进行处理；油类漂浮物可设隔油池进行处理。2）环境空气质量保护为防止粉尘污染伤害施工人员的身体健康，除为施工人员配备防尘口罩外，还应加强对燃油机械的维护保养、采用无铅汽油、配备洒水车、尽量利用电力作为施工机械的能源、合理调配机车。75 在工区道路两边和施工场地设置警示牌；对易燃易爆物品的储存、运输应按有关部门的规定加强管理，以防不测事故的发生；在施工和生活区设立医疗卫生防疫点，对生活用水每周进行一次检验和消毒。定期组织群众进行灭鼠灭害工作。3）噪声防护施工过程中应控制噪声源，尽量选用运行中产生噪声强度小的施工机械设备，将噪声强度大的作业尽量安排在白天进行；对交通噪声的防护，首先规划好运输线路，尽量避开村庄、学校、施工生活区和办公区、居民区，行驶时要严格限制其行车速度，少鸣喇叭等，把噪声减到最低限度。4）固体废弃物处理固体废弃物及生活垃圾及时清理，固体弃物可运至附近废水沟或洼地进行卫生填埋处理，保持和周围环境的一致性，对施工区生产、生活垃圾，要定期清理和消毒，选择合适地点集中起来加以掩埋。5）对人群健康的保护加强安全卫生知识宣传教育，在道路两边和施工场地，设立警示牌，严格限制车速，对易燃物品的运输、储存和搬运应按国家和部门的有关规定严格加强管理，以防不测事故的发生。在施工区设立医疗卫生室，对施工人员进行体检和卫生防疫工作，生活用水要采用地下水供水，严禁用XX河河水，对供水水质进行检测、消毒；对食堂工作人员要定期体检，发现疾病及时治疗，并调离食堂，以防传染，配备灭害灵等杀虫剂，定期开展沙虫灭鼠工作。75'