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1、 水利水电工程专业综合实训报告题目： 防洪堤工程设计 院（部）： 水利与环境工程学院 专业班级： 水工(专)13-6班 姓 名： 王一凡 学 号： 201397182 指导教师： 张钰娴 2015年12月18日目录1 概 况11.1工程概况11.2社会经济概况11.3自然条件11.4工程现状21.5工程建设的必要性31.6工程地质32工程设计52.1设计原则52.2确定堤防等级52.3设计洪水52.4水面线推求62.5堤防结构设计72.6护坡计算82.8堤防稳定设计103 施 工113.1 施工条件113.2堤防施工123.3施工布置及进度144工程预算144.1工程总投资144.2编制依据1
2、44.3基础单价145 经济评价155.1工程概论155.2经济分析16151 概 况1.1工程概况梅园村隶属于梅园镇，位于温州市西部，本次设计堤防修建在梅园河上，梅园河是梅园村村的一条大河，将汇入新开河。该河发源于长白山余脉老岭山脉北侧，流域内森林茂盛，多次生混交林。该河属山区性河流，两岸山峦迭障，海拔最高为730米，最低海拔为290米，河谷狭窄，落差大、水流急，平均坡降为15.0。梅园镇梅园村位于梅园河中下游，区段内河谷逐渐开阔，河道也变的比较平直，是宽浅式河槽，两岸多为耕地和村屯。耕地及居民区多分布在两岸高漫滩上，比较平缓，并连接成片，此次设计堤防的主要保护梅园镇梅园村的耕地及部分居民区
3、。本次设计堤防位于梅园河左岸，总长230米。1.2社会经济概况据调查，梅园镇梅园村现有耕地面积1480亩，人口为1074人。2012年农村经济总产值3378万，农村人均收入4130元，交通方便，乡级公路和“村村通”公路相连接。境内有木材、人参加工企业等。1.3自然条件1.3.1气候特征梅园河流域内雨量丰富，多年平均降雨量934毫米，降雨量年内分配差异较大，雨量多集中在汛期(69月)，占全年降雨的70%以上。该流域属温带大陆性季风气候，冬季比较寒冷，夏季温热多雨。极端最高气温37.7，极端最低气温-36.2，多年平均气温在6.0左右。无霜期为160天左右。多年平均陆面蒸发量780mm。长年风向多
4、为西南风，多年平均风速为1.43m/s，最大风速达22.0m/s。多年平均日照时数为2284小时，作物生长期日照时间1200h左右。多年平均冻土深1.5米。1.3.2河流特征梅园河是新开河支流之一，河道全长7.2km。此次修建的梅园河堤防位于该河下游，堤首以上流域面积13.5km2，河道落差大，水流急，洪水发生，多为暴涨陡落，历时很短，一般情况每次洪水过程为一至三天。梅园河流域，河床为粗砂及卵石组成，下层为坚硬的花岗岩，埋深24米。1.3.3历史洪水调查该河历史上发生过多次较大洪水。有资料可查得1985年和1995年，1995年最大洪峰流量为30立方米/秒，接近十年一遇。1.4工程现状该堤防为
5、新建堤防工程，由于近年来人参业的发展，当地水土流失现象十分严重，区段内河床多年淤积，致使河道水位抬高，发生洪水时严重威胁着沿岸人民的生命财产安全。多年来，由洪水造成的水土流失面积已达几十亩。2013年8月上旬，梅园境内普降暴雨，梅园河流域8小时降雨量达110毫米，河水暴涨，致使其沿岸多处堤段决口，除民用和公用设施遭到损坏外，尚有大面积耕地过水。1.5工程建设的必要性因本段堤防为梅园市梅园镇防洪系统的组成部分，是抵御洪水的重要屏障，是梅园市梅园镇梅园村人民的生命和财产的重要保障，堤后耕地是当地农民的主要生活来源，2012年8月洪水出现险情不断，迫使沿岸居民转移，同时造成70亩旱田受淹减产，甚至绝
6、收，部分耕地被洪水冲毁，无法复垦，使部分农民最基本的生活来源受到威胁。洪水给沿岸居民的生产生活造成极大的不便，同时对人民的生命财产安全构成严重的威胁。通过该工程建设改善了农民的居住条件，减轻了农民对洪水的恐惧，使农民有一个安稳的生活环境，促进社会稳定。所以尽快修复本段堤防是十分必要的。1.6工程地质1.6.1区域地质概况由于本区受浑江太子河断陷带影响，长期受风化剥蚀而形成中低山，两岸山峦起伏，山顶高程6401230m，相对高差300m左右，山体陡峭。梅园河属典型山区地貌，其特点是地形起伏较大，河谷比较狭窄。1.6.2工程地质堤防建于高漫滩上，表层沙壤土厚0.51.0米，下层为23米厚的砂卵石，
7、深层为较坚硬的岩石，岩石强度可达2000kg/cm2，对于低坝来说地基可以满足渗稳要求。砂卵石地基：允许水力坡降：0.1；容许承载力：300kpa；渗透系数：k=40m/D；内摩擦角：321.6.3天然建筑材料本堤段内，混合料、砂石骨料场位于梅园河河口漫滩上，已有开采，存在一些采后弃坑、废料等。未开采部分估计储量仍可达3万立方米，可满足修建各建筑物各种骨料要求。（一）粗砂：肉红色，主要成份为火成岩，石英砂岩等，含有机质、泥质小于3%，质量较好，数量可以满足要求，运路1000左右米。（二）粗骨料：开采位于高漫滩上，各粒组含量如下：大于8厘米：20%2-8厘米：40%-60%中粗砂：20-30%
8、含泥量小于3%数量和质量可满足要求。（三）块石料：施工段附近有已开采料场，主要为石灰岩，层间裂隙较发育，灰白色，成材率较高，质量和数量可满足要求，运距5公里左右。总之，施工段内及附近所需各种天然建筑材料均可以满足要求。2工程设计2.1设计原则本次设计主要为新建堤防，通过堤防的断面设计，使其满足抗滑稳定要求，在保证堤距的条件下提高梅园河主河堤防的防洪能力。2.2确定堤防等级2.2.1防洪标准根据省政府及水利厅的有关规定，结合工程实际，确定该村堤防设计防洪标准为十年一遇洪水标准。2.2.2工程级别参照堤防工程设计规范（GB5028698）确定该段堤防为十年一遇洪水标准，其相应工程等级为5级。2.3
9、设计洪水2.3.1设计洪水计算方法由于该流域尚未设置水文观测站，设计洪水的推求只能在缺乏资料的条件下进行。为提高设计洪水成果精度，满足堤防工程设计要求，采用梅园省水利厅1981年编印的暴雨径流查算表进行洪水频率分析计算。并以1985年洪水调查计算成果进行了验证。成果精度较高，对控制断面以外区间洪水的推求，一是采取上下游断面洪峰流量移用法，如下游的流域面积差值不超过3%时，且中间无较大支流汇入或无人为分洪，滞洪设施的，将上下游断面的流量直接移用设计断面；二是根据各控制断面设计洪水成果，建立流域面积与洪峰流量关系曲线，然后借助关系曲线，查得各设计断面相当频率的设计洪水。2.3.2设计洪水计算设计洪
10、水计算主要根据水科所法进行计算，现以梅园河堤防堤首断面为例，该断面以上集水面积F13.5平方公里，断面以上河长7.2公里，计算十年一遇设计洪水。设计洪峰流量计算由于工程区间没有大的来水支流，所以工程以此流量进行设计。2.4水面线推求2.4.1水面线推算方法本次设计水面线推算方法是参照武汉水院编著的水力学，采用断面特性曲线法进行推算的。基本公式为：用图解法进行推算2.4.2糙率值的选择梅园河河道横断面较规整，为准确推求设计标准下的河道水面线，测量队于该河段新近施测了河道横断面，做为推算河道水面线的依据。设计河段河床由砂卵石组成，床面平整，河段顺直，水流较通畅。参照浑江干流防洪工程报告中所列的糙率
11、取值范围，确定设计河段的综合糙率n0.03。2.4.3堤顶高程的确定堤顶超高Y=R+e+A式中：Y堤顶超高 R波浪爬高 e 风壅水面高度 A安全加高经计算R+e =0.1米安全加高A，根据堤防工程设计规范（GB5028698）中的规定，A取0.5米。所以堤顶超高Y=0.5+0.1=0.6米由此可推算出水面线及堤顶线高程并列表如下：桩 号0+0000+3000+6000+800水面线高程105.40100.9096.4093.60设计堤顶高程106.00101.5097.0094.00此成果与1985年洪水调查结果比较验证，基本符合10年一遇洪水标准。2.5堤防结构设计堤顶宽根据堤防工程设计规范
12、（GB5028698）中的规定，5级堤防顶宽不小于3.0米，结合实际情况确定堤顶宽为3.0米。堤身用砂卵石夹壤土填筑，护坡采用混凝土预制板，板块尺寸为606012cm。根据堤防等别、筑堤材料、堤身结构，确定梯形断面土堤的迎水坡为1：2.0，背水坡1：2.0。迎水面采用混凝土预制板护坡，趾脚采用浆砌石结构。由于当地填筑料级配较好，自身可以起到反滤作用，故不单独设反滤层，为保证工程质量和施工方便板块下设卵石垫层。2.6护坡计算1、护坡厚度土堤迎水面采用混凝土预制板护坡，根据设计规范附录D.3.1公式计算波浪下护坡厚度：式中：K1系数，预制板K1=0.266 rb块石的重度（kn/m3） r水的重度
13、（kn/m3） H计算波高，d/L=5.50/7.21=0.76，H=1.9*0.234=0.444m L波长，L=7.21m M斜坡坡率，m=2.0计算：t=0.115m。2、抗冲粒径在水流作用下，护坡工程板块的抗冲粒径（附D.3.41）式中：d折算直径（m） S板块体积 V流速，v=3.76m3/s C板块稳定系数，C=1.2 rs板块重率，rs=2.4kn/m3 r水重率， r=1.0kn/m3计算得到板块折算直径，d=0.21m根据公式（附D.3.42）：通过折算板块体积不得小于0.015m3，即正方体板块边长为24cm，所以确定护坡板块的最小边长不得小于0.45m。根据波浪及抗冲要求
14、，设计预制板厚0.12m。3、趾脚计算趾脚采用浆砌石结构,迎水边采用1:0.4斜坡、背水坡采用直立式,顶宽为0.6米,底宽1.32米，趾脚由埋深由防冻、冲刷、稳定因素确定;当地最大冻深为1.50米, 增加0.3米保护层,基础埋深应不小于1.80m;堤防工程设计规范(GB50286-98)D.2.2水流斜冲公式计算d=0.25cm颗粒,V=3.76米/秒,冲掏深度为:增加0.3米保护层,水流斜冲处基础埋深大于1.30米;顺水流冲刷深度为：深度为0.1m,水流顺水冲处基础埋深应大于1.60米。设计趾脚埋深1.80米。4、反滤计算：由于当地筑堤材料为砂砾料，其透水性和级配较好，在本设计中，迎水坡考虑水位骤降情况下及波浪作用下土料反滤，保护土坝填筑土料中粒径小于5mm以下部分，根据填筑料场土料级配，换算出小于5mm土料的级配曲线，d15=0.4mm,d85=3.5mm。全粒径土料级配曲线查出的D15=8mm，D15/d85=2.294，D
