2022年防洪设计方案研究报告 .pdf
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1、目录1前言 21.1 设计缘由2 1.2 设计依据2 2水文 32.1 流域简况3 2.2 气象 3 2.3 水文基本资料4 2.4 设计洪水计算 错误!未定义书签。2.5 设计洪水成果 错误!未定义书签。3防洪工程设计 53.1 工程等级和标准5 3.2 工程区现状5 3.3 设计方案5 3.4 下村川河主河道防洪工程设计6 3.5 厂区北侧沿公路3 条支沟防洪工程设计10 4施工组织设计 114.1 施工条件 11 4.施工导流11 4.施工方法12 4.施工场地布置12 5工程管理 135.1 管理机构13 5.2 保护和管理范围13 精选学习资料 - - - - - - - - - 名
2、师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页5.3 工程管理13 6环境影响评价 146.1 环境影响分析14 6.2 环境保护措施14 6.3 结论 15 7 工程投资概算 167.1 编制说明16 7.2 投资概算结果18 8结论 239.附件 23精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页1 前言1.1 设计缘由交口县县城污水处理工程工程是由交口县清环污水处理有限责任公司投资新建的日处理9000m3的城市污水处理工程,其中一期工程规模为6000m3。该工程采用改良氧化沟+混凝土过滤工艺,排水体制采用
3、截流式合流制,出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准一级标准A 类,年消减COD1724.67吨,BOD2627.37吨。厂址位于下村川河的中上游,交口县城下游约4.5km 腰庄村段的干流上,紧邻国道,厂址以上控制流域面积 174.7km2。由于污水处理厂占用河道过水断面,缩窄河道,使其过流能力减小,影响沿岸村庄及污水处理厂的防洪。受交口县清环污水处理有限公司的委托,由我院承担交口县下村川河腰庄村段防洪工程设计。1.2 设计依据1)防洪标准 GB50201-94 2) 水利水电工程设计洪水计算规范SL44-2006;3) 水利水电工程水文计算规范SL278-2002;4) 最新公路桥涵设计施
4、工标准图集5)公路小桥涵手册;6)涵洞;7)山西省暴雨洪水计算实用手册;8)重力式挡土墙 95SJ008(一)。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24 页2 水文2.1 流域简况下村川河为汾河的三级支流,段纯河的西源,河流长度为60km ,流域面积为273.75km2。该河位于交口县东南部,发源于交口县城关镇的化圪垛,由北向南经过县城到交口村折向东南,到回龙秦王岭汇入回龙河,东行至双池村附近与大麦郊河汇合后称段纯河。下村川河流域西北高东南低,海拔高程在9502100m之间,西北部属于土石山区,东南部属于黄土丘陵沟壑区,河谷
5、多为石灰岩和河卵石。交口县城污水处理厂位于下村川河的中上游,交口县城下游约4.5km 的干流上,紧邻国道,厂址以上控制流域面积174.7km2,河道长度 17.62km,流域平均宽度9.91km,河道纵坡 20.25,河床底部及两岸为奥陶系石灰岩,漏水严重。2.2 气象根据山西省地面气候资料,交口县气象站1977-2000 年多年平均气温 7.0 ,极端最高气温34.1 (1995 年 7 月 5 日),极端最低气温-23.1 (1980 年 1 月 30 日),多年平均降水量569.9mm ,多年平均蒸发量 1678.2mm (20cm蒸发皿),最大冻土深98cm ,年最大平均风速 20.0
6、m/s 。气象资料成果见表2-1。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页交口县站气象特征值表表 2-1 月份气温()降水量( mm )蒸发量(mm )风速( m/s)最大冻土深度(cm )平均最高最低平均最大日平均最大一月-7.0 13.8 -23.1 4.5 8.1 55.7 2.6 16.7 0 二月-4.5 19.8 -22.0 7.3 9.3 65.8 2.5 14.7 0 三月0.9 22.4 -18.5 19.1 19.7 109.7 2.4 19.3 0 四月8.6 30.6 -8.5 26.0 34.3
7、 213.8 2.7 20.0 10 五月14.1 32.6 -2.8 42.2 46.8 264.5 2.5 16.7 29 六月18.0 33.2 3.0 75.4 58.3 237.5 2.0 18.0 58 七月19.7 34.1 7.4 138.8 102.6 191.5 1.6 16.7 88 八月18.1 30.8 5.4 134.4 124.2 156.7 1.5 17.0 97 九月13.1 32.6 -1.5 64.9 58.3 128.1 1.5 13.0 98 十月7.4 25.7 -10.2 40.6 50.0 115.7 1.9 18.0 92 十一月0.7 20.
8、8 -17.9 12.7 29.0 79.9 2.4 17.0 0 十二月-4.6 14.8 -23.0 4.1 12.7 59.4 2.6 15.7 0 全年7.0 34.1 -23.1 569.9 124.2 1678.2 2.2 20.0 98 2.3 水文基本资料厂区所在流域无水文测站,属无资料地区,设计洪水采用山西省暴雨洪水计算实用手册(以下简称手册)计算。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 24 页3 防洪工程设计3.1 工程等级和标准根据污水处理厂厂区的重要性,主要防洪建筑物等级为等4级,污水处理厂厂区防洪标准
9、为五十年一遇。根据业主提供的有关基础资料,本区建筑抗震设防烈度7度,设计基本地震加速度值为0.15g。3.2 工程区现状工程区现状:厂址位于下村川河的中上游,交口县城下游约4.5km腰庄村段的干流上,紧邻国道,厂址以上控制流域面积174.7km2。厂址区坐北朝南,整个区域较为平坦,地势由西北向东南方向渐渐降低。厂址区北侧为交口孝义公路东西向通行,沿公路有三条支沟汇入;厂址区南侧基本沿距边山22m的平行线布置。3.3 设计方案本次防洪工程的任务是,设计洪水来临时下村川河以及附近三条支沟的洪水不冲厂区建筑物以保证厂区安全,此外还应保证周边村庄满足防洪要求。通过现场勘察并结合厂区的布置情况,本防洪工
10、程设计方案为:(1)在下村川河主河道沿厂区南侧(河道左侧)修筑浆砌石导流坝,使河道水流沿着南侧边山流向下游;(2)对厂区北侧沿公路的三条支沟进行整治,并修筑浆砌石城门洞型涵洞使水流垂直穿过厂区汇入南侧主河道。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页3.4 下村川河主河道防洪工程设计下村川河主河道防洪工程主要包括:1.950M 浆砌石导流坝工程; 2.导流口拓宽河槽工程; 3. 河道清淤及右岸边山整修工程。3.4.1 导流坝工程经现场查勘并结合污水处理工程的相关资料可知,污水处理厂厂区南侧基本沿距边山22M的平行线布置,由
11、此可确定导流坝厂区段的走向为沿厂区南侧边界布置。导流坝总长为950M ,其中厂区段300M ,向上游延伸 180M ,向下游延伸 470M ,坝型为浆砌石坝。1. 导流段河道纵坡设计为减少土方挖填量,设计纵坡原则上尽量与地面情况保持一致。导流段河道上下游高差为4.75M,由此可确定河道设计纵坡为5。2. 导流坝段河道水力计算因河道分段长度远远大于河道水深,故水深按明渠均匀流公式计算。河道底宽按厂区段作为控制,有效底宽按18M考虑。其它地段与厂区段依河道走势衔接,尽量使上下游水流能平顺衔接。水力计算公式:RiACQ式中: Q设计流量( m3/s );A过水断面面积( m2);C谢才系数,611R
12、nC;R水力半径( m );i 河道纵坡;n新建土质河床,取n=0.023。当河道水深为3M时,可通过的流量为256.52m3/s ,能保证五十年一遇洪峰 231m3/s 通过。计算结果见表 3-1。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页表 3-1 下村川河厂区段河道水力计算表位置流量纵坡流速水深底宽左边坡右边坡底糙率厂区段Q I v H B m1 m2 n0 256.52 0.005 4.67 3 18 0.1 0.1 0.026 左糙率面积左湿周右湿周湿周右糙率水力半径谢才系数n2 A x1 x2 x n R C
13、0.024 54.9 3.01 3.01 24.03 0.03 2.28 43.72 3. 导流坝堤顶高程计算堤顶高程为设计水位加堤顶超高,堤顶超高计算公式如下:Y=R+e+A 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)。以上各项计算方法如下:波浪要素确定:5 . 02)(9 .13VHgVTg45. 3min)(168VTgVgt式中H平均波高( m);T平均波周期( s); V计算风速( m/s); F风区长度( m); d水域的平均水深 (m); g重力加速度( 9.81m/s); tmin风浪达到稳定状态的最小风时(s)。7 .0
14、245.027.0227.013.00018.07.013.0VgdthVgFthVgdthVHg精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页经计算得:H=0.162,T=1.75 风壅增水高度:设计风壅增水高度按下式计算: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; 风向与垂直于堤轴线的法线的夹角(度)。经计算得: e=0.0025m。波浪爬高 Rp:由于 m 1.25 ,所以波浪爬高按下式计算:Rp=KKvKpRoH 式中: Ro无风情况下,光滑不透水护面K=1、H=1m 时的爬高值
15、(m),按(GB50286-98)表 C.3.1-4,取 Ro=1.34;K斜坡的糙率及渗透系数,根据护面类型取0.8;Kv经验系数;m斜坡坡率, m=ctg ,取 m=0.4;Kp爬高累积频率换算系数,可按(GB50286-98)表 C.3.1-3 确定,对不允许越浪的堤防,爬高累积频率宜取2%。经计算得 Rp=0.33m。安全加高 A:按规范 (GB5028698)表 2.1.1,1 级堤防不允许越浪的堤防安全加高 A=0.6m。所以 Y=R+e+A=0.955m。取 Y=1.0m。由此可确定导流坝坝高为4M 。4. 导流坝结构cos22gdFKVe精选学习资料 - - - - - - -
16、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 24 页综合以上分析计算,最终确定导流坝结构型式为:坝顶宽度1.0M,坝底宽度为2.2M,迎水面设计边坡为1:0.1,背水面设计边坡为 1:0.2 ,地面以上坝高为4M ;基础埋深为2M ,宽 2.2M,坐落在砂卵石层上。导流坝采用M7.5 水泥砂浆浆砌石砌筑,M10 水泥砂浆勾缝,每15M设一道伸缩缝,缝内用沥青油毡填充。5. 冲深计算水流平行于河堤产生的冲刷按堤防工程设计规范式(D2.2-1)计算:()1cpnBpVhhV允式中: hB局部冲刷深度( m ),从水面算起;hp冲刷处的水深( m );Vcp平均流速( m/s)
17、;V允河床面上允许不冲流速(m/s),取 1.5 m/s ;n与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取n=1/4。经计算,河堤最大冲深h=0.57m。3.4.2 导流口河槽拓宽工程河道导流后,导流口段有山体凸出,影响河道行洪,为此需对凸出山体进行挖除整修,以使上下游水流平顺衔接。经测算开挖方量为1.1 万方,大部分为石方开挖。3.4.3 导流段河道清淤及右岸边山整修工程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 24 页为保证导流段河道过流顺畅,需对原河床进行清淤,平均清理厚度为 1M ,清淤量约为14960 方。此外还应对右岸边山表
18、面松散体进行清除,清除厚度按1M考虑,清除方量约为4750方。3.5 厂区北侧沿公路3 条支沟防洪工程设计为保证北侧沿公路3 条支沟来水不对污水处理厂厂区及周边村庄造成威胁,本次设计结合现场实际情况埋设满足过流要求的涵洞,垂直从厂区以下通向导流段主河道。3 座涵洞均为浆砌石城门洞型结构,其中1 号涵洞长 52M ,2 号涵洞长 90M ,3 号涵洞长 73M 。2 号涵洞较大,洞底净宽2M ,直墙高1.3M,上部拱圈为半圆形,内半径为 1M ,外半径为1.3M,基础厚度为0.8M,底宽 6M ;1 号、3 号涵洞断面型式相同,洞底净宽1.5M,直墙高1.1M,上部拱圈为半圆形,内半径为 0.7
19、5M,外半径为 1.05M,基础厚度为0.6M,底宽 4.5M;其它详细尺寸见涵洞设计图。涵洞基础均坐落于砂卵石层上,基础采用毛石砌筑,侧墙及拱圈采用块石砌筑,砌筑部分均采用M7.5 水泥砂浆,勾缝采用M10 水泥砂浆,每 15M设一道伸缩缝,缝内用沥青油毡填充。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 24 页4 施工组织设计4.1 施工条件工程地处河川平地,施工场地平坦,河谷地带属新生界松散堆积物,主要为冲洪积物,之下为砂砾层,厚度在数M至数十 M不等。下村川河流属暖温带大陆性季风气候区,其基本特征是:春季干旱多风,气温回升
20、快,夏季炎热多雨,历时短;秋季天气凉爽,温差较大;冬季寒冷干燥,历时较长。工程区紧临交口孝义公路,交能便利,施工用水不大,可利用下村川河河水解决,工地配备一定容量的水箱,用潜水泵抽水到水箱来满足施工用水的要求。施工用电由于电量不大,用电主要靠自备电源柴油发电机。4.施工导流本工程为河道整治工程,工期安排在主汛期前完成,施工期的小洪水从现状河道内排走,在导流坝起始点上游30M处筑临时围堰,以防止施工期的小洪进入施工现场。围堰用河道淤积土填筑,密实度不小于 90% 。施工时先进行河道土方开挖,包括河道清障或河道开挖以及基坑开挖,后进行河坝砌筑, 这样部分河床可作为料场堆放块石和砂子,以尽可能减少施
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