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1、葫芦岛市五里河河道整治工程设计王 冬 梅 李强 吕 乃 文 杨林 葫 芦 岛 市 水 利 勘 测 设 计 院 125000防工程设计规范 GB50286 98 防洪堤等级 为 2 级 。 本 地 区 地 震 基 本 烈 度 为 6 级 。2.2堤 型 选 择 和 防 洪 堤 断 面 的 设 计2.2.1堤 型 选 择 根 据 五 里 河 整 治 区 内 建 筑 材 料 分 布 、埋藏数量、 工程地质及水文地质条件以及其他技术条件等进行了综合比较， 本次设 计拟定三种堤型 ： 方案为砂砾料均质土 堤 ； 方 案 为 挡 土 墙 结 合 砂 砾 料 均 质 土 堤 ； 方案为浆砌石挡土墙。 根据以
2、上三 种堤型方案， 从经济条件及技术可能性比 较 后 ， 各 方 案 优 缺 点 分 述 如 下 ：方案是砂砾料均质土堤 ： 具有投 资少， 所需劳力也少， 并可利用河道清淤 的砂砾料筑堤， 节省水泥。 同时均质堤有 施工方便， 容易控制质量， 适应基础变形 等优点且汛期宽度较大便于抢险。 缺点是 占 地 较 多 ， 不 利 于 城 市 景 观 布 置 。 方 案 是 挡 土 墙 结 合 砂 砾 料 均 质 土 堤 :工 程 投 资 与 方 案 相 近 ， 施 工 较 为 方 便 ， 占 地 少 ， 拆 迁 量 减 少 。 适 宜 城 市 景 观 布 置 。 方案是重力式浆砌石挡土墙 ： 工
3、程投资与方案相近， 施工较为方便， 占地 少 。 适 宜 城 市 景 观 布 置 。 综 上 所 述 ， 本 着 就 地 取 材 原 则 ， 结合 清 淤 以 利 于 行 洪 和 城 市 景 观 布 置 的 要求 ， 同 时 本 着 工 程 河 道 自 然 条 件 的 制 约 ， 根据实际情况， 沈山铁路桥至泰康桥段堤 型选择方案， 泰康桥至茨山北桥段堤型 选 择 方 案 。 故 推 荐 方 案 为 、 方 案 。2.2.2堤 防 断 面 设 计 (1) 方 案 堤 防 断 面挡土墙采用重力式浆砌石形式。 挡土 墙顶高程与各段亲水平台顶高程相同。 底 高程根据设计河底高程渐变， 具体为低于设
4、计 河 底 高 程 1.3m，下接 0.1m 的 碎 石 混 凝 土 垫 层 。 墙 顶 宽 0.6m， 底 宽 根 据 墙 高 度 渐 变 。 挡 土 墙 临 水 面 部 分 采 用 料 石 贴面。 全段挡土墙的贴面料石均为四层， 高 度 1.2m （ 为 计 灰 口 ） 。 贴 面 料 石 要 求 临 水面为净面， 其余五面为麻面。 砌筑时要求每隔两块料石加一块拉筋石。 亲水平台 宽度根据堤防高度渐变。 平台上的人行步道 不 小 于 6m ， 步 道 方 砖 采 用 透 水 生 态砖。压顶料石与人行道设 0.3 米宽草皮绿 化 带 。 每 隔 100m 设 花 岗 岩 石 板 踏 步 。堤
5、防墙脚线与人行道外边石间距大于 6m的 情况下， 边石至坡脚线间作为绿化带， 绿 化带形式根据宽度不同采用草皮或绿篱由建设方确定。 堤防边坡采用铰接式生态护 坡 ， 坡 比 1 ： 2 。 生 态 护 坡 后 植 草 。 堤 防 顶 作 为 防 洪 抢 险 路 。压 顶 料 石 每 隔 50m设 15cm 宽 排 水 口 。 (2) 方 案 堤 防 断 面 堤 身 采 用 梯 形 断 面 ， 浆 砌 块 石 ， 迎水 面 采 用 M15 水 泥 砂 浆 勾 缝 ， 基 础 采 用80cm厚抛石基床， 堤防外侧设置 3.5m宽人 行道， 采用防滑彩砖。2.2.3堤 顶 高 程 堤 顶 高 程 按
6、 50年 一 遇 设 计 洪 水 位 加 超高确定。 堤顶超高按下式计算确定:1 工 程 概 况葫 芦 岛 市 地 处 辽 宁 省 西 部 ， 南 临 渤 海 ， 西 与 河 北 省 山 海 关 接 壤 ， 东与辽宁锦州 市 毗 邻 ， 为关外第一市， 占据着独特的区位 优势， 处于东北、 华北两大经济带的交汇 处 ， 是 环 渤 海 经 济 圈 的 中 心 ， 是连结东北与 关内的咽喉要地。 地理坐标位于东经 119121 2102， 北纬 39594 112之 间 。 全 市 总 面 积 10415km 2 ， 海 岸 线 长258km。五 里 河 是 穿 越 我 市 城 区 最 主 要
7、的 一 条 河流，流域总面积为 157.7 平方公里，主河道全长 35.9 公里， 河道比降为 2.81，该河发源于连山区寺儿堡镇境内。 五十年 一遇洪峰流量 1091 立方米 / 秒， 二十年一遇 洪 峰 流 量 755 立 方 米 / 秒 。葫芦岛市防洪标准低、 不适应城市发 展需要。 市区内的五里河流量较大， 并在历史上多次发生洪水灾害。 部分河段弯弯曲 曲 ， 宽 窄 不 一 ， 河 底 凸 凹 不 平 ， 水 流 不畅， 五里河有部分堤防， 堤防设计标准有 55 0 年不等，河段内部分公路、铁路桥 阻 水 。 本 项 目 范 围 从 沈 山 铁 路 桥 至 茨 山 北桥 ， 河 道
8、全 长 4650m ， 两 岸 新 建 堤 防9300m，堤 防 等 级 为 2 级，防 洪 标 准 为 50 年 一 遇 。 2 工 程 布 置 及 主 要 建 筑 物2.1工 程 等 级 及 建 筑 物 级 别 根 据 葫 芦 岛 市 城 市 防 洪 规 划 确定的标准， 本段河道治理达到 50年一遇防洪 标 准 ， 堤 防 工 程 等 级 为 2 级 。 按 堤Y=R+e+A （ 1）式 中 ： Y 堤 顶 超 高 ， m;R 设 计 波浪 爬 高 ， m; e 设 计 风 雍 增 水 高 度 ， m， 设计水位中已包括风雍增水高度， 不另计算 ； A 安 全 加 高 ， m 。经过计算
9、， 二种堤型堤顶超高分别为1.20m 和 1.12m。2.2.4堤 岸 冲 刷 深 度 计 算 当水流平行岸坡时， 冲刷深度按下式计 算 ：（ 2 ）式中 ： h 为从水面算起的局部冲刷B深 度 ， m ；h 为 冲 刷 处 的 水 深 ， m ；pV 为 主 河 槽 平 均 流 速 ， m/s； V 为 d p 河床面的允许冲刷流速， m/s； n为与防护 岸 坡 的 平 面 形 状 有 关 的 系 数 。 经 计 算 ， h =4.23m.B2.3自 动 翻 板 闸 设 计2.3.1总 体 布 置 在 五 里 河 上 泰 康 桥 至 茨 山 北 桥 全 段 形成水面， 设计修建五道翻板闸。
10、 翻板闸基础 采 用 前 铺 盖 - 闸 底 板 - 消 力 池 - 海 漫 的 工程形式。 闸板推荐采用定型产品， 每扇下转第 29 页摘 要葫芦岛市五里河防洪标准低、 洪水风险大， 不适 应 城 市 发 展 需 要 。 文 中 分 析 了 河 流 基 本 情 况， 通过方案对比， 选定了堤型， 进而设计防 洪 堤 断 面 和 水 力 自 动 翻 板 闸 ， 并 说 明 了 河 道 水 量 、 水 质 和 泥 砂 特 点 。关 键 词河 道 整 治 ;水 力 自 动 翻 板 闸 ;防 洪 堤约 280m， 宽 约 70 110m， 厚 约 3.20m，产状为 2570 190。 铅锌矿矿物组
11、合有方 铅矿、 闪锌矿 、 磁黄铁矿、 黄铁矿、 少量黄 铜矿、 褐铁矿及白钨矿 、 锡矿等。 脉石矿物 有石榴石、 阳起石 、 绿泥石、 透闪石、 绿帘 石、 石英 、 萤石、 方解石等。 铅锌矿石的结 构 包 括 ： 自 形 半 自 形 晶 粒 结 构 ， 他 形 粒 状 结构， 交代残余结构 ， 乳浊状结构 、 交代熔 蚀 结 构 等 ； 构造主要为浸染状、 条带状和块 状构造。4 控 矿 构 造 条 件 分 析4.1 容 矿 构 造 分 析 矿区矽卡岩型铅锌矿， 呈契型状， 产于中泥盆统东岗岭组灰岩、 白云质灰岩与 下 部 隐 伏 岩 体 交 代 反 应 形 成 的 矽 卡 岩 中 ，
12、 位 于 许 家 山 背 斜 轴 部 ， 矿 体 产 状 （ 2570 190）基 本 与 地 层 的 产 状 一 致 ， 这 充 分 说明矿区的荣矿构造为许家山背斜形成过 程 中 轴 部 虚 脱 产 生 的 剥 离 空 间 。容 矿 构 造 对 于 内 生 矿 床 最 有 利 的 是 背 斜 构 造 ， 其有利的成矿部位是背斜的轴部、 与背斜伴生的断裂和破碎带等。 背斜的轴部产生的虚脱部位易形成马鞍状矿体。 本 矿区许家山背斜形成过程中在轴部伴生一 条近南北向断层， 并对背斜轴部地层产生错动破坏作用， 而仅仅残留断层上盘中泥 盆统东岗岭组灰岩、 白云质灰岩 ； 并 且 由 于矿区地层倾角5
13、23， 特别是背斜顶部（轴部） 宽阔平坦， 似有穹隆构造特征， 因 此， 背斜轴部产生的虚脱产生的剥离空间很 小 。 所以本矿区矿体形态表现为楔型状。4.2 导 矿 构 造 分 析 导矿构造中， 张扭性或压扭性断裂均是有利的导矿构造。 矿区中共发育三条断 层 ， 其 中 只 有 F2 正 断 层 对 成 矿 是 最 有 利 的导矿构造。 许家山背斜是向南西倾伏的背 斜 ， F2 正 断 层 是 许 家 山 背 斜 派 生 断根 据 公 式 ： L L L （ 3 ）k 1 j式 中 ： L 从 堰 坎 到 收 缩 断 面 的 距1离； L 消 力 池 内 的 水 跃 长 度 。j经 计 算 ，
14、 消 力 池 长 度 为 10m 。2.3.3海 漫 长 度 的 确 定根 据 公 式 ：式 中 ： q 海 漫 起 点 处 的 单 宽 流 量 (m3/s.m)； H 上 下 游 水 位 差 ； K 河 床土质系数 ； 该式适用于内。=19 的范围计 算 后 取 海 漫 长 度 为 10m 。2.3.4 水量、 水质、 泥砂分析 水 量 分 析 五 里 河 没 有 水 文 观 测 站 ， 根 据 辽宁省水文手册 ， 工 程 所 在 地 多 年 平 均 径 流 深 110mm， 多 年 平 均 径 流 1452 104m3， 每年四月至六月一般为枯水季。 水量分析采用 46 月的来水量计算，
15、多年平均情况 下采用临近乌金塘代表站， 46 月年径流 占 7.3%， 径 流 量 为 106 104m3。五 里 河 是 季 节 性 河 流 ， 汛 期 水 量 大 ， 非 汛期水量小。 根 据 橡 胶 坝 的 使 用 情 况 ， 我 们 选择来水量较小的三个月 （4 6 月） 进行计算， 按多年平均来水量和损失水量进行 平衡分析， 结果是损失水量大于来水量， 满足不了景观要求， 损 失 水 量 中 包 括 蒸 发 量 、 渗 漏 量 、 上游农业用水量， 河流附近的工业 用水量。 因此， 建议翻板闸建成后， 在枯水季节来临之前蓄水， 并在五里河上流建设 一 座 地 下 库 ， 蓄 水 量
16、在 30 万 m3 以 上 ， 这 样 蓄 水 水 量 才 能 得 到 保 证 。 水 质 分 析 五里河修建污水截流工程后， 将两岸污水由暗管截走， 使河水达到地面水 IV类标 准 ， 可 满 足 游 船 、 戏 水 要 求 。 泥 沙 分 析 五里河河流长度较短， 通过与临近水文站绥中站的相关分析， 初步估算多年平 均 含 沙 量 为 0.55kg/m3。五 里 河 多 年 平 均 悬移质年输沙量为 39.42 104t，推移质输沙量根据周边类似经验按推悬比1 0% 计 五里河多年平均推移质年输沙量为3 .94104t，每 年 悬 移 质 输 沙 集 中 在 7、 8 两个月， 约占年输沙量的 90%， 悬移质中值粒径 为 0.23mm， 泥沙流失不甚严重， 属于少沙 河道。翻板闸建成后，预计
