锡盟镶黄旗新宝拉格河道防洪工程初步设计报告毕业论文

'锡盟镶黄旗新宝拉格河道防洪工程初步设计报告目录1综合说明......................................................11.1绪言........................................................11.2工程现状及存在的主要问题11.3水文11.4工程地质及测绘资料31.5工程任务与规模41.6工程设计52水文..........................................................72.1流域概况72.2气象82.3水文测站及资料情况92.4径流92.5洪水92.6泥沙122.7冰情123工程地质及测绘资料...........................................133.1区域地质133.2河道整治工程地质条件143.3堤基工程地质条件163.4天然建筑材料203.5结论及建议223.6测绘资料244工程任务和规模...............................................254.1自然及社会经济概况254.2防洪工程现状及存在的主要问题274.3防洪标准及工程规模274.4工程任务27III 4.5工程总体布局及工程方案比选确定274.6设计水面线295工程设计....................................................325.1设计依据325.2工程现状325.3堤防工程设计335.5.进口段挡土墙稳定计算445.6.基础处理465.6.1河道底部的基础处理465.6.2.挡土墙地基处理466.3过水路面基础处理48计算说明书......................................................501.河底宽及水深的计算............................................502.水面线推求....................................................523.超高计算......................................................574.防冲刷计算....................................................594.1不沖不淤校核595.渗流计算......................................................626.设计堤顶计算..................................................647.上游段挡土墙稳定计算..........................................657.1土压力计算657.2抗滑移稳定性验算667.3抗倾覆稳定性验算677.4地基承载力验算688.出口段的挡土墙稳定计算........................................688.1土压力计算698.2滑移稳定计算：698.3倾覆稳定性验算708.4承载力验算70新宝拉格镇防洪工程初步设计特性表III 序号及名称单位数量备注一、水文1、流域面积Km2226　2、河道长度km37.9　3、设计洪峰流量m3/s20020年一遇4、多年平均年径流万m30　二、主体工程新建堤防工程防洪标准　20年一遇　堤防型式　迎水面采用浆砌石重力式挡土墙，挡土墙后填筑马道，　长度合计km5.597　上游km3.516堤防桩号0+000～1+7583+824～4+777下游km2.081堤防桩号0+000～1+7583+824～4+777堤顶宽m浆砌石挡土墙0.7m，马道8m，边坡　浆砌石挡土墙临水面直立，背水面上游1:0.3，下游背水面1:0.4背水墙后马道边坡1：2　设计沟底高程1344.93～1315.63设计水位m1345.96～1318.64　设计土堤顶高程m1347.09～1320.12　浆砌石挡土墙基础深m上游1.12　下游1.41三、工程永久占地面积亩258.84　III 设计概况宝拉格河穿越镶黄旗宝拉格镇，河道长37.9km，为了保护宝拉格镇人民的生命财产安全，所以进行本次河道整治工程。本次设计的主要内容是：选定设计方案、设计河道横断面，推求水面线，进行河道堤防设计，河道中心线设计，河道护坡工程设计和栏杆、排水沟、伸缩缝等细部结构设计，过水路面设计等。本次设计的方法及过程有以下：选择断面形式，矩形断面水力试算，通过伯努利方程推求水面线高程，然后设计堤顶高度；为了规顺洪水河槽稳定堤岸，进行河道中心线设计，首先在平面图上粗拟中心线，然后对有折角的位置圆弧化修改，圆弧半径应取3—5倍的水面宽度；最主要的设计是护坡工程设计，由于断面采用矩形断面，故只进行挡土墙设计和校核，细部结构设计包括的主要内容有河道交叉建筑物的设计、栏杆设计、排水沟设计、伸缩缝设计，大大提高了该河段泄洪能力，减轻沿河两岸地区的防汛压力，河道将按20年一遇洪峰流量设计。关键词：河道中心线；矩形断面；水面线47 DesignoutlineThebaolageriverflowsacrossbaolagetown,xianghuangflagcounty.Thewatercourseofbaolageriveris37.9kmlong.Toprotectthelifeandpropertysecurityofbaolagepeople,wesetupthisdesignitem.Themainideaoftheitem:tochosetheplanofdesign,designthecross-sectionalofthewatercourse,workoutthelineofthesurfaceofwater,designthebandoftheriverandthecenterlineofwatercourse,andtheramp-protectionprojectdesign;Thedesignofdetailofhandrails,waterchannel,ext.Theprogressandmathodsofthisdesignarehereshown:tochosetheformofcross-sectionalandworkoutthepowerofwaterofrectanglecross-section,andusetheBernoulliequationtoworkoutthehightofthelineofwater,thentodesignthehightofthetopofdyke;Inordertobalancethedyke,Iwilldesignthecenterlineoftherivercourse,andthefirststepistoimitatethecenterlineinplanedrawings,thentomodifythepositionsthathaveangles.Theradiusofcircleisas3~5timeswideasthesurfaceofthewater.Themostimportantdesignistheramp-protectionproject,becauseoftherectanglecross-section,onlytodesignthewallblockedthedirt.Thedesigndetailincludesthebuildingsbuiltatthecrossofthewatercourse,thehandrail,thewaterwayandtheexpansionjoint.Havingdesignallofthoseproject,theflooddischargeoutletwillbeimprovedgreatly,aswellasreducethefloodpreventionpressureoneithersideoftheriver.Theriverchannelwillbedesignedinanassumethatevery20yearsitmeetsthepeakflow.Keywords:thecenterlineofwatercoursetherectanglecross-sectionthelineofthesurfaceofwater47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.1综合说明1.1绪言镶黄旗位于锡林郭勒盟西南部，地理坐标为东经113°22′～114°45′与北纬41°56′～42°45′之间，东部为正镶白旗，西部为苏尼特右旗，南部为化德县，北部为苏尼特左旗。镶黄旗辖1个苏木、2个镇、60个嘎查，6个居委会；48个浩特(自然村)。全旗总人口为27300人，其中城镇人口12226人，牧区人口15074人。新宝拉格镇是旗政府所在地，是全旗政治、经济、文化、交通、金融、贸易的中心。受特殊的地形地貌与气候条件影响，目前镶黄旗绝大多数河流都存在程度不同的洪涝灾害，成为制约地区经济社会发展的主要因素之一。频发的洪涝灾害，严重威胁到全旗人民生命财产安全，地区防灾形势十分严峻。旗政府非常重视防灾减灾问题，其中防洪工程作为重点之一，为保障地区经济快速发展，确保镶黄旗城镇的防洪安全，促进改革开放和社会主义现代化稳步前进，保证社会稳定、人民安居乐业，实现和谐社会，实施新宝拉格镇防洪工程势在必行，也是十分紧迫的。本工程保护对象是新宝拉格镇，保护范围2.34 km2，总户数2700户，总人口数1.1万人。根据《防洪标准》（GB50201—94），并参考《内蒙古自治区中小河流治理规划》，确定防洪标准为20年一遇洪水。1.2工程现状及存在的主要问题宝拉格河控制流域面积为226km2，河道长度为37.9km，河道比降约为7.5‰。宝拉格河流域海拔高程在1240m～1530m之间，为低山丘陵区，流域内植被覆盖差，水土流失严重，河床质有碎石、砂及砾。宝拉格河城区段河道总长度4.8km，上下游均为天然河道，其中桩号1+758m～桩号3+824m两岸堤防已经修建完毕。现状上游段河道不明显，河床多变，冲淤交错，每遇暴雨，洪水四散漫溢，下游段淤积严重，建筑物较多。为使洪水泄流畅顺，并与已有防洪设施平顺衔接，本次初设在已建浆砌石挡土墙防洪堤的上游需要新建防洪堤3.516km，下游新建防洪堤2.081km。1.3水文（1）气象47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.本区属于中温带干旱大陆性气候，四季分明，具有干旱、少雨、多风、严寒等气候特征。根据镶黄旗气象站1959～2006年气象资料统计分析，该区多年平均降水量268.0mm，降水年内分配极不均匀，主汛期6～9月份降水量约占全年降水量的76.1％。多年平均年蒸发量2235 mm，5月份蒸发量大，占全年17.0 ％；1月份蒸发量最小，占全年的1.2%。多年平均气温3.5 ℃，历年极端最高气温38.7℃，极端最低气温-35.9 ℃。该地区年内风大沙多，多年平均风速4.5 m/s，最大风速达27.0 m/s，最大风速相应风向WNW；多年平均汛期（6～9月）最大风速为14.2 m/s。土壤冻结期一般为6个月，最大冻土深度235 cm。（2）水文测站及资料系列新宝拉格沟流域内没有水文测站，属于无资料地区。其邻近流域不冻河上设有商都水文站，考虑二者同属内陆河流域，自然地理及下垫面特征相似，且该站具有较长的观测资料，故本次选用不冻河商都站作为本次设计的参证站。（3）径流由于本地区缺乏水文资料，径流计算采用全国第二次水资源调查评价“内蒙古自治区1956～2000年多年平均径流深等值线图”成果，经查图，新宝拉格河所处地区径流深小于5mm，按不产流考虑。（4）洪水新宝拉格河所处地区暴雨量级不大，但局部暴雨频发，暴雨多出现在6～9月份，主要集中在7～8月份，其特性为突发性强，强度大，笼罩面积小，历时短，一般主雨历时多在3～4h。新宝拉格沟洪水主要由暴雨形成，雨洪同期，其特点为峰高、量小、洪水历时短，一次洪水历时一般不超过24h。本次工程整治河段位于新宝拉格沟中游，控制断面选为整治河段进口和出口两个断面。工程控制河段设计洪水采用面积比法把商都水文站设计洪水换算到工程控制断面。整治河段进口处20年一遇洪峰流量126m3/s，24h洪量123万m3；整治河段出口处20年一遇洪峰流量200m3/s，24h洪量172万m3。整治河段在桩号0+646处有支沟汇入，支沟控制流域面积为1.07km2，设计洪水计算方法同上，20年一遇设计洪峰流量为6.91m3/s。下游各支沟通过现状预留的汇口汇入。（5）泥沙47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.商都水文站1962～2006年实测多年平均悬移质输沙量为6.7万t，多年平均含沙量为21.5 kg/m3，多年平均侵蚀模数为123.4 t/km2·年。由此推算新宝拉格沟多年平均悬移质输沙量为2.8万t。（6）冰情本区无冰情观测资料。据调查当地人员，河流封冻一般在11月上中旬，开河一般在翌年4月中旬，封冻天数约为150d，最大冰厚约为1.5m。1.4工程地质及测绘资料1.4.1工程地质1.4.1.1区域地质概况本区地形地貌主要由构造剥蚀地形及堆积地形组成。地层岩性由全新统洪冲积层的砂壤土、含细粒土砂、含细粒土砾及第三系上新统粉土粘土组成。工作区内地层属内蒙古草原分区的黄旗～赤峰小区，地层以第四系全新统、第三系上新统分布最广，其次为侏罗系上统及燕山期早期侵入岩分布于工作区附近的丘陵山区内。本区地下水类型分为基岩裂隙水及松散岩层孔隙潜水。勘察期间河道沟底水位埋深较大，工作区内水质分析成果表明，区内第四系松散层孔隙潜水，水化学类型以SO4-Na·Mg型水为主，水泥具腐蚀性。工作区物理地质现象不发育，河道受季节性洪水冲刷严重，长期受水流作用可能造成边坡失稳及严重的水土流失。1.4.1.2河道整治工程地质条件堤防岸坡桩号0+000～1+758段，表层岩性为第四系全新统洪冲积层（Q4pal）砂壤土，局部含少量砾石，下部为第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砾；堤防桩号3+850～4+777段，表层为第四系全新统人工堆积层（Q4s）填筑土，岩性为砂壤土，夹有建筑砖块及生活垃圾，下部为第四系全新统洪冲积层（Q4 pal）含细粒土砂。堤基桩号0+000～1+758段，上部为第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砾，局部夹有少量粘性土，下部为第三系上新统（N2）粉质粘土。1.4.1.3勘测结论及建议（1）本区一级构造单元属内蒙兴安岭华力西期地槽褶皱带，华力西晚期褶皱带属二级构造单元。本区地震动峰值加速度小于0.05 g，地震烈度小于Ⅵ度区。（2）河道两岸岸坡岩性为第四系全新统洪冲积层（Q4pal47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.）砂壤土，抗冲刷能力差，需建设护岸工程。（3）坝基的地基承载力评价，第四系全新统洪冲积（Q4pall）：砂类土层承载力特征值为180 kPa，建议值为180 kPa；砾类土层承载力特征值为320kPa，建议值为280 kPa。上第三系地层（N）：黏性土层承载力特征值为260kPa，建议值为240 kPa。坝基第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂为不液化土层。左右岸堤防段普遍存在渗漏问题。第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂允许水力比降建议值为0.25，含细粒土砾的允许水力比降建议值为0.20，上第三系地层（N）粉质粘土的允许水力比降建议值为0.35。（4）均质土料场位于赛乌苏水库左坝端北，低山丘陵区，运距19.0～22.0 km。运距较远，局部地段路况较差，需修筑路基，以便运输。赛乌苏砂料场位于赛乌苏水库坝址南，赛乌苏村西，运距16.2～20.0 km。块石料场位于新宝拉格镇宝力图嘎喳少朗山，为中低山区，为剥蚀地貌类型。运距7.22～10.5 km，有乡间简易路相通，部分地段路况较差，需修筑路基。1.4.2测绘资料本次初设平面位置图采用内蒙古设计院2011年1月实测的1：2000地形图。该院同时对宝拉格河河道横断面进行了测量，横断面间距为100 m。地形图和横纵断面高程采用1985国家高程基准，坐标1954年北京坐标系。1.5工程任务与规模1.5.1工程任务新宝拉格镇防洪工程的任务是结合原有的防洪工程，新建两岸堤防，有效提高城镇防洪能力，保护新宝拉格镇内工矿企事业单位、基础设施及居民的生命财产安全。1.5.2工程规模本工程保护对象是新宝拉格镇，保护范围2.34 km2，总户数2700户，总人口数1.1万人。根据《防洪标准》（GB50201—94），并参考《内蒙古自治区中小河流治理规划》，确定防洪标准为20年一遇洪水，相应的堤防级别为4级。1.5.3工程布局宝拉格河城区段河道总长度4.8km，上下游均为天然河道，其中桩号1+758m～桩号3+824m两岸堤防已经修建完毕。为使洪水泄流畅顺，并与已有防洪设施平顺衔接，本次初设在已建浆砌石挡土墙防洪堤的上游新建防洪堤3.516km，下游新建防洪堤2.081km。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.1.5.3.1堤距比选根据新宝拉格镇城区整体规划，从美观角度和工程造价看，防洪工程不宜过高，从城市长远发展、增加土地使用效率来看，防洪工程占地不易过大，尤其是设计河段两岸均为城区，土地很宝贵，随着经济的快速发展，防洪标准可能会提高，行洪断面不宜过小。本次设计采用20 m、32 m主槽宽度进行分析计算，20 m宽主槽水深在2.7m左右，32 m宽主槽水深进口段在1.5 m左右，出口段水深在2.0 m左右。防洪工程20 m宽主槽水深较大，防洪工程高度大，不太美观，工程造价高，且行洪断面小，不利于以后提高防洪标准，但增加了当地土地使用效率；32 m宽主槽水深浅，挡土墙高度小，工程造价低，但占用土地多，现状城区已建2.07km堤防上游堤距32m，下游堤距32m，从与已建工程平顺衔接的角度考虑，再加上行洪流量不是很大，本次设计上下游河段堤距定为32m。有经济方面考虑方案1可以减少土地用量。但河流水位深，堤防顶高程较高，造价高，对以后随着城市发展防洪要求的提高而进行二次河道治理不利。有可能使河道无法在原来的基础进行加高处理。方案2.造价低，但土地用量大，但能和已建河道能有较好的衔接。已建河道宽度也为32m左右，而且考虑随着城市未来的发展经济实力的提高，城市面积的扩大，防洪要求会不断提高，所以在以后的防洪工程中可以在本设计基础上进行。安全稳定性也能达到指标。所以初步拟定选择方案2为重力式挡土墙，断面型式为矩形，设计堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定，顶宽0.7m，背水面面边坡上游1：0.3。下游背水面坡度为1:0.4，上游设1.12 m深的齿墙，下游设1.41m深的齿墙，齿墙宽背水面0.5 m。迎水面0.7m。1.6工程设计1.6.1堤防工程（1）堤型选择据《堤防工程设计规范》GB50286—98，堤防工程的型式按照因地制宜、就地取材的原则，根据堤防所在的地理位置、重要程度、坝址地质、筑堤材料、水流及风浪特性，本次设计结合已建堤防断面型式，确定宝拉格河堤防为复式断面，迎水面采用浆砌石重力挡土墙，挡土墙后填筑8m宽的马道。（2）设计堤顶高程47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.依据《堤防工程设计规范》GB50286-98，结合设计断面实际情况，确定迎水面的浆砌石重力式挡土墙设计顶高程。挡土墙后填筑8m宽的马道，马道设计顶高程与挡土墙设计顶高程齐平。本次设计按20年一遇洪水标准设计，根据设计洪峰流量、河道的糙率、横断面资料，采用伯努里方程推求设计水面线。堤顶超高计算采用《堤防工程设计规范》GB50286-98中有关公式计算。经计算比选，左右岸采用超高为上有断面1.3 m，下游为1.32m。左右岸设计堤顶高程详见表2-6-1。（3）堤身结构1）顶宽及边坡综合确定，河道设计底宽上下游段均为32m，迎水面采用浆砌石重力挡土墙，挡土墙后填筑6 m宽的马道，浆砌石重力挡土墙顶宽0.7 m，迎水侧边坡为直立式，背水面边坡上游1：0.3。下游背水面坡度为1:0.4，基础埋深1.0 m，前趾宽0.5 m，后趾宽0.5 m，马道设计顶高程与挡土墙设计顶高程齐平。马道边坡为1:0.2。2）堤顶防护考虑堤顶道路风蚀雨淋、防汛抢险及料场运输等要求，本次设计在堤顶铺设200mm厚的砂砾石，使堤防满足交通要求。3）堤防基础处理堤防的基础处理主要是对堤基无用层腐殖土的清除，从堤基的实际情况出发，确定清基厚度为30 cm，堤基基面清理范围在基面线外50 cm，清基土堆放至背水面堤脚外侧。本工程地基基础条件较好，持力层主要为砂土，局部地段存在粘土，且宝拉格河坡度较陡、行洪时间短，本次采用重力式浆砌石挡土墙，故堤基不作防渗处理。4）堤坡防护本次设计段河道流速2.77～3.13m/s，堤防为矩形断面形式，迎水面采用浆砌石重力式挡土墙，可以满足抗冲要求。重力式浆砌石挡土墙15m设置一道沉降变形缝，缝宽20mm，填充聚乙烯闭合泡沫板。宝拉格河流域地处中温带大陆性干旱季风气候区，降雨少，蒸发量大，气候干燥，风大历时长，降雨又多为暴雨，为了减少水土流失，安排土堤迎背水面边坡种草。5）堤脚防护47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.经计算，设计段河道最大冲深0.91m，堤脚需要进行防护处理，拟采用铅丝石笼防冲槽护砌，护砌厚度与齿墙深度一致，水平长度3.0m。（4）稳定计算根据工程情况，本次选取了挡土墙高度最大的1+705处断面作为最不利断面进行稳定计算。确定正常运行情况为河道无水运行的挡土墙，非常运行情况为挡土墙迎水面遭遇设计洪水为设计工况。计算结果表明，各工况下均能满足设计要求，重力挡土墙结构稳定，断面设计合理。1.6.2交叉建筑物本次设计治理河段沿途与众多道路相交，至上而下分别为外环路、那仁街、新宝拉格街、恩克路及宝格都路。外环路与河道交于桩号0+000处，交角为83.43°，此处已建过水路面，路面高程1344.49m，宽度13.6m，长度32m，需进行上下游防护，采用浆砌石护坡，坡度为1：3。河道桩号0+626处现状存在一处河道汇入口，现状河宽30m。根据水文计算，该汇入口20年一遇设计洪峰流量6.91m3/s。那仁街与治理河道交于桩号1+545处，此处已经修建宝拉格桥，跨度48m，宽25m，河底高程1332.90m，桥面高程1337.60m，底高程1336.03m。宝格都路与治理河道交于桩号3+824处，此处已经修建新泉桥，跨度46m，宽8m，河底高程1320.93m，桥面高程1323.82m，底高程1323.37m。宝格都路与治理河道交于桩号4+414处，此处为沥青路面，路面高程1319.30m，路宽10.5m，需修建过水路面。河道桩号4+370处，现状埋有两孔直径900mm的预制钢筋混凝土涵管，用来排放城区雨水，本次修建堤防需保留。经计算各建筑物过流能力均能满足20年一遇洪水标准。2水文2.1流域概况47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.新宝拉格沟位于锡林郭勒盟镶黄旗境内，属于锡林郭勒盟南部内陆河水系，是巴彦布拉格郭勒的一级支流。新宝拉格沟为季节性山洪沟，自南向北流经镶黄旗政府所在地新宝拉格镇后，折向西北，在阿尔上图附近汇入巴彦布拉格郭勒，详见图2-1-1。新宝拉格沟流域面积为226km2，河道长度为37.9km，河道比降约为7.5‰。新宝拉格沟流域海拔高程在1240m～1530m之间，为低山丘陵区，流域内植被覆盖差，水土流失严重，河床质有碎石、砂及砾。治理河段位于新宝拉格沟中游流经新宝拉格镇城区段，治理河段全长4.77km，进口断面控制流域面积为81.7km2。出口断面控制流域面积为124.8km2。图2-1-1巴彦布拉格郭勒水系图2.2气象本区属于中温带干旱大陆性气候，四季分明，具有干旱、少雨、多风、严寒等气候特征。根据镶黄旗气象站1959～2006年气象资料统计分析，该区多年平均降水量268.0mm，降水年内分配极不均匀，主汛期6～9月份降水量约占全年降水量的76.1％。多年平均年蒸发量2235 mm（20 cm蒸发皿），从蒸发量的年内分配情况看，5月份蒸发量大，占全年17.0 ％；1月份蒸发量最小，占全年的1.2%。多年平均气温3.5 ℃，历年极端最高气温38.7℃，极端最低气温-35.9 ℃。该地区年内风大沙多，多年平均风速4.5 m/s，最大风速达27.0 m/s，最大风速相应风向WNW；多年平均汛期（6～9月）最大风速为14.2 47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.m/s，全年8级以上大风最多60天。土壤冻结期一般为6个月，最大冻土深度235 cm。2.3水文测站及资料情况新宝拉格沟为内陆河，流域内没有水文测站，属于无资料地区。我区内陆河上控制流域面积小于1000km2且流域内地貌属于丘陵区的水文站点有乌兰花河活佛滩站、霸王河集宁站和不冻河商都站。活佛滩站控制流域面积为92.5km2,流域内地貌为大青山北麓土石山区丘陵区；集宁站控制流域面积为701km2，流域内地貌为台地丘陵区；商都站控制流域面积为543km2，流域内地貌为丘陵区。从控制流域面积来说，活佛滩站与本流域相差不大，但该站控制流域下垫面及产汇流条件与本流域明显不同；从资料条件来说，集宁站和商都站资料系列较长，活佛滩站资料系列较短；从下垫面及产汇流条件来说，商都站与本流域较为接近。综上所述，本次选用不冻河商都站作为本次设计的参证站。商都站设立于1956年7月，前身为许家村水文站；1959年上迁1000m到不冻河水库上游；1961年1月又上迁500m到郭家村附近，改名为不冻河水文站；1963年1月又上迁2500m到大南坊公社八大顷村，改名为商都水文站，控制流域面积为543km2。1963年以前由河北省水文局管理，1963年以后由内蒙古自治区水文总局管理至今。观测项目有降水，水位、流量、含沙量等，本次收集到该站1962～2006年系列资料。2.4径流由于本地区缺乏水文资料，径流计算采用全国第二次水资源调查评价“内蒙古自治区1956～2000年多年平均径流深等值线图”成果，经查图，新宝拉格沟所处地区径流深小于5mm，按不产流考虑。2.5洪水2.5.1暴雨洪水特性新宝拉格沟所处地区暴雨量级不大，但局部暴雨频发，暴雨多出现在6～9月份，主要集中在7～8月份，其特性为突发性强，强度大，笼罩面积小，历时短，一般主雨历时多在3～4h。新宝拉格沟洪水主要由暴雨形成，雨洪同期。其特点为峰高、量小、洪水历时短，一次洪水历时一般不超过24h。2.5.2参证站设计洪水商都站控制流域面积为543km247 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.，洪水系列为1962～2006年，系列年限为45年。洪水频率计算采用连续系列进行计算。设计洪水成果，见表2-5-2和图2-5-1～图2-5-2。商都站单站设计洪水成果表2-5-1站名项目均值CVCS/CV设计值（P=%）0.330.512510商都（四）Qm1101.62.512001080879686448286W241401.52.5140612701043823.2549.1360.4图2-5-1商都站洪峰流量频率曲线图图2-5-2商都站24h洪量频率曲线图2.5.3整治工程设计洪水47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.本次工程整治河段位于新宝拉格沟中游，控制断面选为整治河段进口和出口两个断面。工程控制河段设计洪水采用面积比法把商都水文站设计洪水换算到工程控制断面。面积比法计算公式为：式中：Qp，设为设计流域某频率设计洪水；Qp，参为参证流域某频率设计洪水；F设、F参分别为计算流域和大武口站洪水计算面积，km2；n1面积比指数，洪峰取为0.55（设计流域面积小于100km2时取为0.67），24h洪量取为0.79。依据上述计算方法计算新宝拉格沟设计洪水成果，见表2-5-2。整治工程控制断面设计洪水成果表表2-5-2控制断面控制流域面积（km2）项目不同频率设计值P=2%P=3.3%P=5%P=10%P=20%整治河段进口81.69洪峰（m3/s）19315612680.442.124h洪量(万m3)18415012380.744.2整治河段出口124.80洪峰（m3/s）30624620012766.724h洪量(万m3)25821017211361.8整治河段在桩号0+646处有支沟汇入，支沟控制流域面积为1.07km2，设计洪水计算方法同上，20年一遇设计洪峰流量为6.91m3/s。下游各支沟通过现状预留的汇口汇入。2.5.4分期洪水根据流域洪水特点及施工要求，分别计算汛期6～9月及非汛期10月至翌年5月洪水。汛期6～9月洪水直接采用前述成果，非汛期10月～翌年5月设计洪水计算方法同汛期设计洪水，仍以商都站为设计参证站，根据该站洪水系列，按连续系列考虑，分别计算出10月～翌年5月最大洪峰流量和一日洪量设计值。工程控制断面非汛期10月至翌年5月设计洪水计算是将商都站非汛期设计洪水成果按面积比法移用。分期设计洪水成果详见表2-5-3。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.非汛期（10月～翌年5月）设计洪水成果表2-5-3控制断面控制流域面积（km2）项目不同频率设计值P=5%P=10%P=20%整治河段进口81.69洪峰（m3/s）11.96.792.9424h洪量(万m3)17.212.38.61整治河段出口124.80洪峰（m3/s）18.410.54.5424h洪量(万m3)23.416.711.72.6泥沙商都水文站1962～2006年实测多年平均悬移质输沙量为6.7万t，多年平均含沙量为21.5 kg/m3，多年平均侵蚀模数为123.4 t/km2·年。由此推算新宝拉格沟多年平均悬移质输沙量为2.8万t。2.7冰情本区无冰情观测资料。据调查当地人员，河流封冻一般在11月上中旬，开河一般在翌年4月中旬，封冻天数约为150d，最大冰厚约为1.5m。47 3工程地质及测绘资料3工程地质及测绘资料3.1区域地质3.1.1地形地貌本区地形地貌主要由构造剥蚀地形及堆积地形组成。地层岩性由全新统洪冲积层的砂壤土、含细粒土砂、含细粒土砾及第三系上新统粉土粘土组成。3.1.2地层岩性工作区内地层属内蒙古草原分区的黄旗～赤峰小区，地层以第四系全新统、第三系上新统分布最广，其次为侏罗系上统及燕山期早期侵入岩分布于工作区附近的丘陵山区内。分述如下：3.1.3地质构造及地震3.1.3.1地质构造本区一级构造单元属内蒙兴安岭华力西期地槽褶皱带，华力西晚期褶皱带属二级构造单元。工作区及周边地区主要发育有4条断裂构造，分述如下：（1）赛乌素平移断层，长度15 km，延伸方向N45°E，倾角50～60°，上下盘地层均为侏罗系上统多伦组（J3d），岩石破碎形成铁染断层角砾岩、断层泥，具擦痕，碳酸盐岩脉延断层贯入，两侧地层产状相抵，上盘向西南位移。（2）朝龙恩格其平移断层，长度约6 km，延伸方向N45°W，倾角近直立，上下盘地层均为侏罗系上统多伦组（J3d），具有断层角砾岩，有擦痕，两侧地层产状较大，角闪闪长玢岩脉延断层贯入，安山岩强绿泥石化。（3）阿龙敖包头正断层，长2.5 km，延伸方向为N45°E，断层面倾角40°，上下盘地层均为侏罗系上统多伦组（J3d），具有1 m宽的张性断层角砾岩。（4）苏孟敖包平移断层，长度约为2 km，延伸方向为N40°W，上下盘地层均为侏罗系上统多伦组（J3d），具有3 m宽的断层角砾岩，两侧地层产状较乱，切断了赛乌素断层。3.1.3.2地震据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度小于0.05 g，地震烈度小于Ⅵ度区，详见图3-1-1及3-1-2。47 3工程地质及测绘资料3.1.4水文地质条件新宝拉格镇属于干旱地区，为季节性降雨补给性河流，天然径流量随降雨变化而异。年径流量主要集中在6～9月，一般占全年降水量的60%，尤以7～8月间径流为最多，约占全年径流量的50%左右，多年径流深5 mm。本区地下水类型分为基岩裂隙水及松散岩层孔隙潜水。基岩裂隙水，基岩节理和风化裂隙发育，接受大气降水补给，以径流形式排泄补给河水及河谷平原孔隙潜水，含水较贫乏，分布于河谷两岸。松散岩层孔隙潜水，主要分布在河谷漫滩，接受大气降水及山区侧向径流补给。径流条件好，自上游向下游运移，排泄于山前倾斜平原，含水较丰富。勘察期间河道沟底水位埋深较大，在布设的8个钻孔的15 m钻探深度内均未见水位，在ZK1号钻孔附近的民井测得地下水位埋深为17.80 m。丰水期时，新宝拉格河内有流动水量，干沟的北部、东部形成四条小支沟，雨后洪水由支沟汇入干沟，四条支沟长度为300～700 m，宽度10 m左右，深度1.0～3.0 m，镇内的洪水由排水管进入干沟。据工作区内民井取水的水质分析成果，区内第四系松散层孔隙潜水，水化学类型以SO4-Na·Mg型水为主，全盐含量2.26～2.27 g/L，总硬度44.30～45.47德国度，pH值8.3，矿化度2.060～2.070 g/L。水质分析成果见表3-1-1。按照《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录G环境水对混凝土腐蚀评价方法，对本次勘察采集的2组地下水水样，做混凝土腐蚀性评价。评价结果表明，地下水对水泥具有强腐蚀性。3.1.5物理地质现象工作区物理地质现象不发育。仅新宝拉格河头部及尾部未进行护岸工程段，河道受季节性洪水冲刷严重，长期受水流作用可能造成边坡失稳及严重的水土流失。3.2河道整治工程地质条件新宝拉格河全长4.8 km，于2003年开始的河道治理工程中完成了桩号1+758至3+824段的护岸工程。本次镶黄旗新宝拉格镇防洪工程的勘察工作，主要是对新宝拉格河两岸未进行护岸工程的河道进行勘察。本次工作沿新宝拉格河河道左岸布设勘探孔，共布设钻孔8个，钻孔间距300～400 47 3工程地质及测绘资料m，河道桩号0+000至1+758段布设钻孔6个，河道桩号3+824至4+777段内布设钻孔2个，钻孔深度均为15 m。河道沿线地貌单元属河漫滩，地形较平坦，地面高程为1319.3～1351.0 m。3.2.1岸坡工程地质条件3.2.1.1岸坡现状桩号0+000～1+758段内，河道蜿蜒曲折，岸坡受水流冲蚀作用明显，无植被覆盖，水土流失严重。两岸岸坡高1.0～3.0 m，向下游岸坡高度增大，岸坡坡角近直立，河段宽度约20 m。桩号3+850至4+777段内，由桩号3+850向下游河道逐渐变宽，无植被覆盖，水土流失严重。两岸岸坡高2.0～2.5 m，坡角为60～80°。河道宽20～30 m，向下游河道逐渐变宽。3.2.1.2岸坡地层岩性3.2.1.2.1桩号0+000～1+758段岸坡地层岩性据钻探资料，左右两岸岸坡高1.00～3.00 m，岩性叙述如下：右岸堤防段岩性：堤防桩号0+000～1+758段，表层岩性为第四系全新统洪冲积层（Q4pal）砂壤土，黑黄色、黄色，干，局部含少量砾石，含植物根系，厚度较小，一般厚度0.5 m。下部为第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砾，黄色，干～稍湿，稍密，砾石含量占40%～60%，砾径一般2～3 cm，砾为角砾，砂含量占30%～50%，砂主要成分为石英、长石，局部夹有少量粘性土，该层厚度为2～3.6 m。左岸堤防段岩性与右岸相同。3.2.1.2.2桩号3+824～4+477段岸坡地层岩性右岸堤防段岩性：堤防桩号3+824～4+477段，表层为第四系全新统人工堆积层（Q4s）填筑土，岩性为砂壤土，夹有建筑砖块及生活垃圾，厚度一般为1.0～1.8 m。下部桩号3+850～4+236段为第四系全新统洪冲积层（Q4 pal）含细粒土砂，黄色，干～稍湿，稍密，其中砾石含量占25%～30%，砾径一般0.5 cm，最大1 cm，砂含量占60%～65%，砂主要成分为石英、长石，局部夹有少量粘性土，该层厚度为3.8 m；桩号4+236至4+726段为含细粒土砾:灰白色、黄色、黄白色，稍密，干～稍湿。砾石含量占60%～70%，砾径一般0.5 cm，最大1 cm，颗粒较均匀砂含量占20%～30%，砂主要成分为石英、长石，局部夹有少量粘性土，砂砾石层中夹有0.20～0.30 m白色中砂一层。底部砾石颗粒不均匀，最大砾径为10～12 cm，磨圆较好。左岸堤防段岩性与右岸相同。47 3工程地质及测绘资料左右岸岸坡及坝基各土层物理性质指标见表3-2-1～3-2-3。3.2.1.3 岩土物理力学性质（标准值）本次勘察工作开展期间正值冬季，部分现场试验测定地层的物理力学指标的工作无法完成，因此部分岩土物理力学指标选取经验值进行评价。根据室内土工试验资料。第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砾的物理力学指标（经验值）为：天然含水量w=17.0%，天然密度ρ=1.99 g/cm3，干密度ρd=1.69 g/cm3，比重Gs=2.66，孔隙比e=0.570，孔隙率n=36.30%，渗透系数K=7.48×10-3 cm/s。第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砂的物理力学指标（经验值）为：天然含水量w=19.0%，天然密度ρ=1.97 g/cm3，干密度ρd=1.65 g/cm3，比重Gs=2.64，孔隙比e=0.600，孔隙率n=37.48%，渗透系数K=4.10×10-3 cm/s，抗剪强度（直接快剪试验）：粘聚力c=0kPa，内摩擦角φ=32～36°。3.2.1.4岸坡稳定性评价（1）左右岸岸坡岩性主要为人工填筑土、含细粒土砾及含细粒土砂，其粘粒含均小于《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251-2002中质量指标所要求的10～30%之间。（2）含细粒土砂及含细粒土砾渗透系数为4.10×10-3 cm/s～7.48×10-3 cm/s，呈中等透水性，不符合《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251-2002中质量指标要求。（3）据本次勘察岸坡坡角分别为60～80°及近直立。依据《中小型水利水电工程地质手册》一般经验允许边坡值为18～26°，故岸坡边坡是不稳定的。综上所述，河道左右岸岸坡不满足质量指标要求，边坡不稳定，据本次勘察，岸坡岩性为含细粒土砂、含细粒土砾及人工回填含生活垃圾的填筑土，抗冲刷能力差，需建设护岸工程。3.3堤基工程地质条件3.3.1地貌、地层岩性根据本次钻探资料，左右岸堤防堤基地层主要为第四系全新统洪冲积地层（Q4pal）及第三系上新统地层（N2）。现对左右两岸堤基地层岩性分述如下。3.2.1.1桩号0+000～1+758段坝基地层岩性47 3工程地质及测绘资料据钻探资料，两岸坝基地层均为两层，岩性叙述如下：右岸堤防段岩性：堤防桩号0+000～1+758段，上部为第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砾，黄色，干～稍湿，稍密，砾石含量占40%～60%，砾径一般2～3 cm，砾为角砾，砂含量占30%～50%，砂主要成分为石英、长石，局部夹有少量粘性土，该层厚度为2～3.6 m。下部为第三系上新统（N2）粉质粘土，棕红色，硬塑，稍湿～湿，局部有灰色钙质胶结，该层厚度较大，区测成果揭露该层最大厚度165.53 m，本次勘察钻孔未揭露该层。左岸堤防段岩性与右岸相同。3.3.1.2桩号3+824～4+477段坝基地层岩性右岸堤防段岩性：堤防桩号3+824～4+477段，第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砂，黄色，干～稍湿，稍密，其中砾石含量占25%～30%，砾径一般0.5 cm，最大1 cm，砂含量占60%～65%，砂主要成分为石英、长石，局部夹有少量粘性土，该层厚度为3.8 m；桩号4+236～4+726段为含细粒土砾，灰白色、黄色、黄白色，稍密，干～稍湿。砾石含量占，60%～70%，砾径一般0.5 cm，最大1 cm，颗粒较均匀砂含量占20%～30%，砂主要成分为石英、长石，局部夹有少量粘性土，砂砾石层中夹有0.20～0.30 m白色中砂一层，底部砾石颗粒不均匀，最大砾径为10～12 cm，磨圆较好。下部岩性为上第三系（N）粉质粘土，棕红色，硬塑，稍湿～湿，局部有灰色钙质胶结，该层厚度较大，区测成果揭露该层最大厚度165.53 m，本次勘察钻孔未揭露该层。左岸堤防段岩性与右岸相同。3.3.2坝基地质结构分类在最大钻探深度15 m内，左右岸坝基地层上部为第四系全新统洪冲积地层（Q4pal），下部为第三系上新统地层（N2）。现根据《堤防工程地质勘察规程》SL188-2005附录C表C.0.2对左右岸堤防堤基土层地质结构进行分类。附录C表C.0.2堤基地质结构分类表类地质结构特征亚类单一结构(Ⅰ)堤基由一类土体或岩体组成粘性土单一结构Ⅰ1粗粒土单一结构Ⅰ2双层结构(Ⅱ)堤基由两个类土(岩)组成上厚粘性土下粗粒土Ⅱ1上薄粘性土下粗粒土Ⅱ2上粗粒土下粘性土Ⅱ347 3工程地质及测绘资料多层结构(Ⅲ)堤基由两类或两类以上的土(岩)组成，呈互层或夹层、透镜状等的复杂结构堤基表层为粗粒土Ⅲ1堤基表层为薄粘性土Ⅲ2堤基表层为厚粘性土Ⅲ3右岸坝基地层分类：桩号0+000～1+758段堤基属双层结构（Ⅱ3）上粗粒土下粘性土亚类；3+824～4+777段堤基属双层结构（Ⅱ3）上粗粒土下粘性土亚类。左岸坝基地层分类：桩号0+000～1+758段堤基属双层结构（Ⅱ3）上粗粒土下粘性土亚类；3+824～4+777段堤基属双层结构（Ⅱ3）上粗粒土下粘性土亚类。3.3.3岩土物理力学性质根据室内土工试验资料。第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砾的物理力学指标（标准值）为：天然含水量w=17.0%，天然密度ρ=1.99 g/cm3，干密度ρd=1.69 g/cm3，比重Gs=2.66，孔隙比e=0.570，孔隙率n=36.30%，渗透系数K=7.48×10-3 cm/s。第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砂的物理力学指标（标准值）为：天然含水量w=19.0%，天然密度ρ=1.97 g/cm3，干密度ρd=1.65 g/cm3，比重Gs=2.64，孔隙比e=0.600，孔隙率n=37.48%，渗透系数K=4.1×10-3 cm/s，抗剪强度（直接快剪试验）：粘聚力c=0kPa，内摩擦角φ=32～36°。第三系上新统地层（N2）粉质粘土的物理力学指标（标准值）为：天然含水量w=22.56%，天然密度ρ=2.07 g/cm3，干密度ρd=1.69 g/cm3，比重Gs=2.71，饱和度Sr=98.56，塑限指数Ip=20.95，渗透系数K=7.65×10-6 cm/s，抗剪强度（直接快剪试验）：粘聚力c=44.47 kPa，内摩擦角φ=14.38°，压缩系数av0.1～0.2=0.25 MPa-1，压缩模量Es0.1～0.2=6.64 MPa-1。3.3.4 坝基稳定性评价3.3.4.1地基承载力评价根据野外标准贯入击数及圆锥重型动力触探击数，经查《工程地质手册》（第四版）附表4-5-70和附表3-2-21得承载力：第四系全新统洪冲积（Q4pal）砂类土层承载力特征值为180 kPa，建议值为180 kPa；砾类土层承载力特征值为320kPa，建议值为280 kPa。第三系上新统地层（N2）47 3工程地质及测绘资料粘性土层承载力特征值为260kPa，建议值为240 kPa。3.3.4.2地震液化评价左右岸堤防堤基地层岩性上部为第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂及含细粒土砾，下部为第三系上新统地层（N2）粉质粘土。根据《水利水电工程地质勘察规范》GB50487-2008附录P及《工程地质手册》（第四册）进行堤基土层液化判别。丰水期时，坝基第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂可视为饱和砂性土，且本区属地震动峰值加速度小于0.05 g，地震烈度小于Ⅵ度区，因此，无需进行砂土液化判别和相关地基处理，该层可视为不液化土层。3.3.4.3堤基渗漏评价根据本次最大钻探在15.00 m深度内，左右岸坝基地层岩性上部第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂及含细粒土砾，下部为第三系上新统地层（N2）粉质粘土。含细粒土砂的渗透系数为K=4.1×10-3 cm/s，含细粒土砾的渗透系数为K=7.48×10-3 cm/s，均呈中等透水性，该层在左右堤防段均分布稳定连续，因此左右岸堤防段普遍存在渗漏问题。3.3.4.4渗透稳定性评价堤基土的渗透变形判别，依据《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）附录D进行，评价如下：1）渗透变形类型判别细粒土与不均匀系数不大于5的粗粒土的渗透变形为流土。坝基第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂及含细粒土砾，为粗粒土且不均匀系数为20.59～484.54，大于5，渗透变形类型为管涌型。第三系上新统地层（N2）粉质粘土，根据颗分曲线属于细粒土，故渗透变形类型为流土型。2）临界水力比降按照《堤防工程地质勘察规程》（SL188-2005）附录D，各土层临界水力比降采用下列公式计算：式中Jcr——土的临界水力比降；Gs——土粒比重；n——土的孔隙率（%）。47 3工程地质及测绘资料经计算第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂的临界水力比降为1.03，含细粒土砾的临界水力比降为1.06；第三系上新统地层（N2）粉质粘土的临界水力比降为1.00。计算结果见表3-3-1。表3-3-1临界水力比降计算成果时代成因岩性比重孔隙率（%）临界水力比降Q4pal含细粒土砂2.6437.501.03含细粒土砾2.6636.301.06N粉质粘土2.6137.891.003）允许水力比降安全系数取2，则堤基第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂允许水力比降J允许=0.52，含细粒土砾的允许水力比降J允许=0.53，第三系上新统地层（N2）粉质粘土的允许水力比降为J允许=0.50。结合工程经验，第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂允许水力比降建议值为0.25，含细粒土砾的允许水力比降建议值为0.20，上第三系地层（N）粉质粘土的允许水力比降建议值为0.35。3.3.4.5抗冲刷评价依据各土层物理性质指标，根据工程地质类比法，经查《中小型水利水电工程地质》（第二版）表12-8及表12-9，堤基土层边坡允许不冲刷平均流速见表3-3-2。表3-3-2堤基土层的允许不冲刷平均流速时代成因岩性水流平均深度（m）0.41235≥10平均流速(m/s)Q4pal砂壤土0.15～0.200.20～0.300.25～0.400.30～0.450.40～0.550.45～0.65Q4pal含细粒土砾0.50～0.650.60～0.750.70～0.800.75～0.900.85～1.000.95～1.20N2粉质粘土0.700.850.951.103.4天然建筑材料依据设计要求，各种天然建筑材料需求量为：均质土料：27.0×104 m3混凝土用细骨料：2.4×104 m3混凝土用粗骨料：1.8×104 m347 3工程地质及测绘资料块石料：9.0×104 m3本次勘察依据设计需求量2倍进行详查。3.4.1赛乌苏土料场料场位于赛乌苏水库左坝端北，低山丘陵区，地势有起伏，地面高程1232.75～1240.00 m。运距19.0～22.0 km。运距较远，局部地段路况较差，需修筑路基，以便运输。料场分布面积500×500 m2，地层岩性在上部为第四系全新统风积堆积(Q4eol)含砂低液限粘土及粉土，灰黄色，稍湿，可塑，厚度2.60～3.31 m；下部为第三系上新统低液限粘土，棕红色，稍湿，可塑，揭露厚度0.28～0.45 m，土质分布均匀稳定。勘察期间未揭露地下水位，料场为水上开采。3.4.1.1筑坝均质土料采用赛乌苏水库坝址区土料场上部，分布面积25.0×104 m2，岩性为含砂低液限粘土，局部含粉土质砂。料场表层分布0.25～0.58 m粉土，为无用层，有用层平均厚度2.27 m，储量计算采用平均厚度法，有用层储量为56.75×104 m3。均质土料质量评价，土料天然含水量稍低外，其余试验指标均符合质量技术要求。在施工中需增加土料含水量使其达到最优含水量。建议碾压最大干密度1.79～1.80 g/cm3。3.4.1.2防渗土料采用赛乌苏水库坝址区土料场下部，防渗土料埋藏深度在2.75～2.96 m，岩性为低液限粘土，土层分布稳定，较均一，有用层平均厚度0.33 m，其颗粒组成及物理力学指标详见表3-4-2。储量计算采用平均厚度法，有用层储量为0.67×104 m3。质量评价，除土料天然含水量偏低外，其余试验指标均符合质量技术要求。防渗土料工程需求量较少，开采中结合均质土料开采而利用，运距较远，可以用做筑坝防渗土料。在施工中需加湿土料使其达到最优含水量，建议碾压干密度1.76～1.78 g/cm3。3.4.2赛乌苏砂料场3.4.2.1开采条件和测量方法料场位于赛乌苏水库坝址南，赛乌苏村西，运距16.2～20.0 km。地貌类型为侵蚀堆积河漫滩，地势平坦。交通便利，有乡间砂石路相通，局部地段路况较差。需修筑部分路基。47 3工程地质及测绘资料料场分布面积450×50 m2，地层岩性为第四系全新统冲积堆积层(Q4al)，表层分布1.50～1.55 m厚粉土，含有植物根系，为无用层，下部为含砾级配良好砂，灰黄色，分选性一般，砂以中细砂为主，矿物成分为石英、长石。砾石粒径0.5～2.0 cm居多，母岩成份为花岗岩、玄武岩等，中等磨圆度。揭露厚度4.66～4.68m。地下水埋深在1.85 m左右。3.4.2.2质量和储量评价储量计算采用平均厚度法，分水上及水下分别计算。有用层平均厚度：水上为0.32 m，水下为2.81 m，含砂率66%，水上及水下净砂储量5.55×104 m3，满足设计需求。质量评价为砂的各项试验指标均符合质量技术要求，储量丰富，可以用做混凝土用细骨料。3.4.3少朗山石料场3.4.3.1开采条件和测量方法料场位于新宝拉格镇宝力图嘎喳少朗山，为中低山区，为剥蚀地貌类型。运距7.2～10.5 km，有乡间简易路相通，部分地段路况较差，需修筑路基。料场分布面积180×100 m2，天然露头10～25 m。岩性为花岗闪长岩，灰白色，中粒结构，块状构造，岩石新鲜致密，完整性好，呈块状结构。表层分布2.2～3.7 m强风化层，为无用层，下部为弱风化—微风化，岩石质地良好。岩石矿物成份主要以钾长石、斜长石、石英为主，含少量铁质元素，初判岩石中无二氧化硅火山玻璃、方解石等碱性成份。3.4.3.2质量和储量评价储量计算采用平行断面法，有用层厚度10.0 m，有用层储量为18.0×104 m3。质量评价，其试验指标符合质量技术要求，储量丰富，可以用做筑坝砌石。块石料场石料可在混凝土用粗骨料缺乏时，人工轧制，料源选用石料块石。原岩试验项目符合质量技术要求。料源储量丰富，可以用做混凝土用粗骨料。3.5结论及建议（1）本区一级构造单元属内蒙兴安岭华力西期地槽褶皱带，华力西晚期褶皱带属二级构造单元。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度小于0.05 g，地震烈度小于Ⅵ度区。（2）河道两岸岸坡岩性为第四系全新统洪冲积层（Q4pal47 3工程地质及测绘资料）砂壤土、含细粒土砂、含细粒土砾及粉土质砾。河道左右岸岸坡均不满足质量指标要求，边坡不稳定，据本次勘察，岸坡岩性为含细粒土砂、含细粒土砾及人工回填含生活垃圾的填筑土，抗冲刷能力差，需建设护岸工程。（3）左右坝基岩性：上部为第四系全新统洪冲积层（Q4 pall）含细粒土砂、含细粒土砾，下部岩性为第三系上新统（N2）粉质粘土。右岸坝基地层分类：桩号0+000～1+758段堤基属双层结构（Ⅱ3）上粗粒土下粘性土亚类；3+850～4+726段堤基属双层结构（Ⅱ3）上粗粒土下粘性土亚类。左岸坝基地层分类：桩号0+000～1+758段堤基属双层结构（Ⅱ3）上粗粒土下粘性土亚类；3+850～4+726段堤基属双层结构（Ⅱ3）上粗粒土下粘性土亚类。（4）坝基的地基承载力评价，第四系全新统洪冲积（Q4pall）：砂类土层承载力特征值为180 kPa，建议值为180 kPa；砾类土层承载力特征值为320kPa，建议值为280 kPa。上第三系地层（N）：黏性土层承载力特征值为260kPa，建议值为240 kPa。地震液化评价，坝基第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂为不液化土层。堤基渗漏评价，左右岸堤防段普遍存在渗漏问题。渗透稳定性评价，坝基第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂及含细粒土砾，渗透变形类型为管涌型。第三系上新统地层（N2）粉质粘土，渗透变形类型为流土型。临界水力比降，第四系全新统洪冲积（Q4pal）含细粒土砂允许水力比降建议值为0.25，含细粒土砾的允许水力比降建议值为0.20，上第三系地层（N）粉质粘土的允许水力比降建议值为0.35。（5）均质土料场位于赛乌苏水库左坝端北，低山丘陵区，地势有起伏，地面高程1232.75～1240.00 m。运距19.0～22.0 km。勘察期间未揭露地下水位，料场为水上开采。在施工中需增加土料含水量使其达到最优含水量。砂料场位于赛乌苏水库坝址南，赛乌苏村西，运距16.2～20.0 km。交通便利，有乡间砂石路相通，局部地段路况较差。需修筑部分路基。地层岩性为第四系全新统冲积堆积层(Q4al)，表层分布1.50～1.55 m厚粉土，含有植物根系，为无用层，下部为含砾级配良好砂，灰黄色，分选性一般，砂以中细砂为主，矿物成分为石英、长石。砾石粒径0.5～2.0 cm居多，母岩成份为花岗岩、玄武岩等，中等磨圆度。揭露厚度4.66～4.68m。地下水埋深在1.85 m左右。砂的各项试验指标均符合质量技术要求，储量丰富，可以用做混凝土用细骨料。47 3工程地质及测绘资料块石料场位于新宝拉格镇宝力图嘎喳少朗山，为中低山区，为剥蚀地貌类型。运距7.22～10.5 km，有乡间简易路相通，部分地段路况较差，需修筑路基。岩性为花岗闪长岩，灰白色，中粒结构，块状构造，岩石新鲜致密，完整性好，呈块状结构。试验指标符合质量技术要求，储量丰富，可以用做筑坝砌石。块石料场石料可在混凝土用粗骨料缺乏时，人工轧制，料源选用石料块石。原岩试验项目符合质量技术要求。料源储量丰富，可以用做混凝土用粗骨料。3.6测绘资料本次初设平面位置图采用我院2011年1月实测的1：2000地形图。我院同时对宝拉格河河道横断面进行了测量，横断面间距为100 m。地形图和横纵断面高程采用1985国家高程基准，坐标1954年北京坐标系。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.4工程任务和规模4.1自然及社会经济概况4.1.1自然概况镶黄旗位于锡林郭勒盟西南部，地理坐标为东经113°22′～114°45′与北纬41°56′～42°45′之间，东部为正镶白旗，西部为苏尼特右旗，南部为化德县，北部为苏尼特左旗。全旗行政区域总面积为4960km2，南北宽度89km，东西长度113km，全旗可利用草场面积4400km2，占总面积的88.71%。镶黄旗旗政府所在地为新宝拉格镇，当地对外交通便利，且以公路运输为主，南通化德、康保、张北，张家口，西通土木尔台，东边经过正镶白旗、太仆寺旗通往锡林浩特。镶黄旗深居内陆，地处干旱荒漠草原区，地表水主要以大气降水补给为主，属内陆河流域水系。流域内干谷、旱沟较多，没有地表性河流，只有南部丘陵区降雨较多，沟谷发育，从而形成一些季节性河流。宝拉格河属于锡林郭勒盟南部内陆河水系，是巴彦布拉格郭勒的一级支流。宝拉格沟为季节性山洪沟，自南向北流经镶黄旗政府所在地新宝拉格镇后，折向西北，在阿尔上图附近汇入巴彦布拉格郭勒。4.1.2社会经济概况镶黄旗辖1个苏木、2个镇、60个嘎查，6个居委会；48个浩特(自然村)。全旗总人口为27300人，其中城镇人口12226人，牧区人口15074人。新宝拉格镇是旗政府所在地，是全旗政治、经济、文化、交通、金融、贸易的中心，全镇有五所学校、两座医院、二十八家企事业单位和三十多个党政机关、群众团体，是以发展畜牧产品加工和建材工业为主的牧区城镇。当地石材丰富，为认真落实工业向园区集中的要求，在新宝拉格镇东1公里处规划建设石材加工园区，总规划面积为8平方公里，可容纳中小型花岗岩石材加工企业100家以上。目前园区《总体规划》正在由资质部门进行评审，按照规划入驻石材加工企业要达到60家，安装锯石机600台套，年开采荒料30万立方米，加工板材47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.500万平方米；二期工程入驻石材加工企业要达到100家，安装锯石机1000台套，年开采荒料50万立方米，加工板材1000万平方米。同时，在巩固、提高普通板材等现有产品的基础上，大力开发异型板材、碑石、精雕艺术品、艺术装饰品等精深加工产品。目前园区建设已初具规模，首期开发面积为4平方公里，水、电、路、通讯、绿化等“五通一平”工程基本完成。目前，引进企业31家，其中矿山已开采企业17家，加工厂开工投产企业13家，全年开采荒料12.8万立方米，加工板材342.6万平方米，实现产值36815万元，占镶黄旗工业总产值的45％，主导产业为扩充经济总量起到了积极的作用。受特殊的地形地貌与气候条件影响，目前镶黄旗绝大多数河流都存在程度不同的洪涝灾害，成为制约地区经济社会发展的主要因素之一。频发的洪涝灾害，严重威胁到全旗人民生命财产安全，地区防灾形势十分严峻。旗政府非常重视防灾减灾问题，其中防洪工程作为重点之一，提高城镇防洪能力势在必行。4.1.3流域防洪规划对本工程的要求宝拉格河是较早开发治理的河流，也是洪灾最为严重的河流。2008年城镇扩建，新建了东城区，宝拉格河穿城而过，城区段约为4.8km。目前城区已建的2km堤防满足不了防洪要求，按照《内蒙古自治区中小河流治理规划》，新宝拉格镇防洪工程防洪能力应该达到20年一遇洪水标准，规划新建堤防5.8km（两侧堤防）。4.1.4历史洪水及灾情近四十年以来，新宝拉格镇曾经多次发生洪水灾害。1964年当地发生山洪，镇内街道、居民住宅、机关单位、商店多处进水，造成房屋倒塌，经济损失近百万元。1989年6月28日宝拉格河发生洪水，洪水溢出城区段，水位接近太平桥桥面，冲毁人工草场3.0万亩，冲毁房屋20多间，造成危房50多间，损失树木上百棵，冲毁公路700米，直接经济损失达500多万。4.1.5工程建设的必要性镶黄旗属温带干旱区，年降水量虽少，但70%以上的降水集中在7、8、9三个月份，降水强度大，历时短，且境内地形、地貌复杂，主河上游多丘陵沟壑，植被较少，河道坡度较陡，河道下游为平原区，河道坡度较缓。由于下游河道淤积，过水断面面积逐年减小，汛期山洪爆发极易产生洪水灾害。特别是新宝拉格镇，多年来工农业生产和居民安全已经多次遭受危害，损失巨大。随着镶黄旗城镇化提高，城镇规模会不断加大，洪灾损失会越来越大，所以修建堤防，疏浚河道，提新高新宝拉格镇的防洪标准，保障地区经济快速发展，确保镶黄旗城镇的防洪安全，是关系到镶黄旗改革开放和社会主义现代化稳步前进，关系到社会稳定、人民安居乐业等国计民生的大事。因此，处于保证当地居民生命、财产安全，实现和谐社会，实施该工程势在必行，也是十分紧迫的。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.4.2防洪工程现状及存在的主要问题宝拉格河控制流域面积为226km2，河道长度为37.9km，河道比降约为7.5‰。宝拉格河流域海拔高程在1240m～1530m之间，为低山丘陵区，流域内植被覆盖差，水土流失严重，河床质有碎石、砂及砾。宝拉格河城区段河道总长度4.8km，上下游均为天然河道，其中桩号1+758m～桩号3+824m两岸堤防已经修建完毕。现状上游段河道不明显，河床多变，冲淤交错，每遇暴雨，洪水四散漫溢，下游段淤积严重，建筑物较多。为使洪水泄流畅顺，并与已有防洪设施平顺衔接，本次初设在已建浆砌石挡土墙防洪堤的上游新建防洪堤3.516km，下游新建防洪堤2.081km。4.3防洪标准及工程规模防洪标准是根据防护对象的重要程度来确定的。根据《防洪标准》（GB50201—94），城市应根据其社会经济地位的重要性或非农业人口的数量划分等级，一般城镇，非农业人口≤20万，防洪标准为50～20年一遇洪水。本工程保护对象是新宝拉格镇，保护范围2.34 km2，总户数2700户，总人口数1.1万人。根据《防洪标准》（GB50201—94），并参考《内蒙古自治区中小河流治理规划》，确定防洪标准为20年一遇洪水，相应的堤防级别为4级。4.4工程任务新宝拉格镇防洪工程的任务是结合原有的防洪工程，新建两岸堤防，有效提高城镇防洪能力，保护新宝拉格镇内工矿企事业单位、基础设施及居民的生命财产安全。4.5工程总体布局及工程方案比选确定4.5.1工程布局原则（1）新宝拉格镇防洪工程应与城区总体规划相协调，认真贯彻相关法律、法规及相关标准和规范。（2）工程要上下游、左右岸统筹兼顾，在满足行洪要求的条件下，尽量利用已有工程措施，同时兼顾地形、地貌条件，做到少占地、少拆迁，尽量少工程量。（3）在满足行洪要求和尽量少工程量情况下，整治工程要美观，和城市整体建设相配套。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.4.5.2工程布局宝拉格河城区段河道总长度4.8km，上下游均为天然河道，其中桩号1+758m～桩号3+824m两岸堤防已经修建完毕。为使洪水泄流畅顺，并与已有防洪设施平顺衔接，本次初设在已建浆砌石挡土墙防洪堤的上游新建防洪堤3.516km，下游新建防洪堤2.081km。4.5.3方案比选根据新宝拉格镇城区整体规划，从美观角度和工程造价看，防洪工程不宜过高，从城市长远发展、增加土地使用效率来看，防洪工程占地不易过大，尤其是设计河段两岸均为城区，土地很宝贵，随着经济的快速发展，防洪标准可能会提高，行洪断面不宜过小。表3-1矩形水利断面计算表方案一水利要素20年一遇洪峰流量m3/s底宽m水深m整治河段进口0+626汇入口前126221.90+626会入口后132.9222.0方案二整治河段进口0+626汇入口前126321.50+626会入口后132.9321.5整治河段出口200322.0方案一设计采用20 m、32 m主槽宽度进行分析计算，20 m宽主槽水深在2.7m左右，32 m宽主槽水深进口段在1.5 m左右，出口段水深在2.0 m左右。防洪工程20 m宽主槽水深较大，防洪工程高度大，不太美观，工程造价高，且行洪断面小，不利于以后提高防洪标准，但增加了当地土地使用效率；方案二32 m宽主槽水深浅，挡土墙高度小，工程造价低，但占用土地多，现状城区已建2.07km堤防上游堤距32m，下游堤距32m，从与已建工程平顺衔接的角度考虑，再加上行洪流量不是很大，本次设计上下游河段堤距定为32m。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.有经济方面考虑方案1可以减少土地用量。但河流水位深，堤防顶高程较高，造价高，对以后随着城市发展防洪要求的提高而进行二次河道治理不利。有可能使河道无法在原来的基础进行加高处理。方案2.造价低，但土地用量大，但能和已建河道能有较好的衔接。已建河道宽度也为32m左右，而且考虑随着城市未来的发展经济实力的提高，城市面积的扩大，防洪要求会不断提高，所以在以后的防洪工程中可以在本设计基础上进行。安全稳定性也能达到指标。所以初步拟定选择方案2为重力式挡土墙，断面型式为矩形，设计堤顶高程按设计洪水位加堤顶超高确定，顶宽0.7m，背水面面边坡上游1：0.3。下游背水面坡度为1:0.4，上游设1.12 m深的齿墙，下游设1.41m深的齿墙，齿墙宽背水面0.5 m。迎水面0.7m。目前，东城区已经开始扩建，外环路、那仁街和宝拉格桥已经修建完毕。随着城市的发展，对城市河道景观的要求会越来越高。综合考虑城市防洪安全、城市美观、城市以后的发展及与现有工程衔接等因素，本次推荐采用方案二。4.6设计水面线4.6.1计算方法采用《水力计算手册》推荐的河道水面线推算公式，即伯努里方程：式中：、—上游断面水位、流速；、—下游断面水位、流速；—两断面间水头损失；—沿程水头损失；—沿程摩阻坡降（平均比降）；、—两断面平均流速、流速系数；—平均水力半径；—两断面间距；—局部水头损失；—局部损失系数；47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.、—上、下断面动能修正系数4.6.2地形资料及参数选取（1）纵、横断面本次地形资料采用内蒙古设计院于2011年1月施测的沟道及两岸1：2000地形图，同时施测沟道纵横断面图，横断面间距为100 m，横断面30条；施测纵断面长4.7 km。地形图和横断面端点坐标为1954年北京坐标系统，高程为1985年国家高程基准。水面线推算时，桩号0+000～1+758、3+824～4+477河段采用的纵、横断面均为设计断面，横断面形式设计为矩形断面，0+000～1+758河段河道底宽为32m，3+824～4+477河段河道底宽也为32m。（2）设计流量整治河段有支流汇入，分两段计算设计流量。支流汇入前河段（0+000～1+758）20年一遇设计洪峰流量为132.9m3/s；支流汇入后河段（3+824～4+477）20年一遇设计洪峰流量为200m3/s。（3）参数选取糙率选取：综合考虑本次设计的河道整治工程，糙率选为0.040。动能修正系数、均选为1.0；桥梁处局部水头损失系数依据墩型选取，圆头墩取为0.18，方头墩取为0.35。（4）起始断面水位河道水流按缓流考虑，以下游河道断面作为起始断面，按曼宁公式计算起始断面水位。4.6.3计算成果根据伯努力能量方程推算水面线，设计水面线成果，见表4-6-1。新宝拉格河设计水面线成果表表4-6-1桩号h(m)流段长L河底高程设计水位b(m)A(m2)Pω（湿周）(m)R(m)nC(m)Q(m/s)ν(m/s)v均0+0001.50001344.4931345.9632.0048.0035.001.370.04026.35132.902.770+1041.4851041343.7131345.2032.0047.5234.971.360.04026.31132.902.802.780+2041.4701001342.9631344.4332.0047.0434.941.350.04026.27132.902.832.810+3041.4561001342.2131343.6732.0046.5934.911.330.04026.23132.902.852.840+4041.4441001341.4631342.9132.0046.2134.891.320.04026.20132.902.882.860+5051.4701011340.7131342.1832.0047.0434.941.350.04026.27132.902.832.8547 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.0+6261.4601211339.8051341.2732.0046.7234.921.340.04026.24132.902.842.830+7281.4521021339.0401340.4932.0046.4634.901.330.04026.22132.902.862.850+8171.446891338.3731339.8232.0046.2734.891.330.04026.20132.902.872.870+9051.442881337.7131339.1532.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+0061.4421011336.9551338.4032.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+1061.4421001336.2051337.6532.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+2051.442991335.4631336.9032.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+3071.4421021334.6981336.1432.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+4071.4421001333.9481335.3932.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+5061.442991333.2051334.6532.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+5451.442391332.9131334.3532.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+6141.442711332.3801333.8232.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+7051.442911331.6981333.1432.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.881+7581.442531331.3001332.7432.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.883+8241.993661321.4001323.3932.0063.7835.991.770.04027.50200.003.143.013+8941.993701321.0501323.0432.0063.7835.991.770.04027.50200.003.143.143+9941.9931001320.5501322.5432.0063.7835.991.770.04027.50200.003.143.144+0941.9301001320.0501321.9832.0061.7635.861.720.04027.37200.003.243.194+1911.994971319.5651321.5632.0063.8135.991.770.04027.50200.003.133.194+3001.9951091319.0201321.0232.0063.8435.991.770.04027.51200.003.133.134+4141.9961141318.4501320.4532.0063.8735.991.770.04027.51200.003.133.134+5831.9971691317.6051319.6032.0063.9035.991.780.04027.51200.003.133.134+6461.998631317.2901319.2932.0063.9436.001.780.04027.51200.003.133.134+7772.0001311316.6351318.6432.0064.0036.001.780.04027.52200.003.133.1347 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.5工程设计5.1设计依据（1）法律、法规[1]《中华人民共和国水法》2002年10月1日起施行；[2]《中华人民共和国防洪法》，1998年1月1日起施行；[3]《中华人民共和国河道管理条例》；[4]《中华人民共和国水土保持法》；[5]《内蒙古自治区水工程管理保护办法》；[6]《内蒙古自治区水工程管理和保护范围划定标准》；[7]其他有关的法律、条例。（2）执行的技术标准、规程、规范[1]《水电工程可行性研究报告编制规程》，DL/T5020—2007；[2]《防洪标准》GB50201-94；[3]《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000；[4]《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2006；[5]《堤防工程设计规范》GB50286－98；[6]《堤防工程施工规范》SL260-98；[7]《堤防工程管理设计规范》SL171-96；[8]《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001；[9]《水工挡土墙设计规范》SL379-2007；[10]《堤防工程地质勘察规程》SL/T188-96；[11]其他有关的规程和规范。5.2工程现状宝拉格河控制流域面积为226km247 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.，河道长度为37.9km，河道比降约为7.5‰。宝拉格河流域海拔高程在1240m～1530m之间，为低山丘陵区，流域内植被覆盖差，水土流失严重，河床质有碎石、砂及砾。宝拉格河城区段河道总长度4.8km，上下游均为天然河道，其中桩号1+758m～桩号3+824m两岸堤防已经修建完毕，河道横断面型式与本次设计采用的断面型式完全相同。现状上游段河道不明显，河床多变，冲淤交错，每遇暴雨，洪水四散漫溢，下游段淤积严重，建筑物较多。为使洪水泄流畅顺，并与已有防洪设施平顺衔接，本次初设在已建浆砌石挡土墙防洪堤的上游新建防洪堤3.516km，下游新建防洪堤2.081km。5.3堤防工程设计5.3.1工程设计标准与等级本工程保护对象是新宝拉格镇，保护范围2.34 km2，总户数2700户，总人口数1.1万人。根据《防洪标准》（GB50201—94），并参考《内蒙古自治区中小河流治理规划》，确定防洪标准为20年一遇洪水，相应的堤防级别为4级。5.3.2堤防布置原则①沟道走向布置应符合水流流态要求，行洪宽度合理，堤线应与河道大洪水主流线大致平行，两岸上下游堤距应协调，不宜突放或缩小。②堤线应力求平顺，各堤线平缓连接。③防洪沟弯曲段，要采取较大弯曲半径，避免急转弯及折线。④尽可能利用现有堤防和有利地形，防洪堤尽可能避免软弱地基、强透水地基，修筑在较好的土质上。⑤堤线应布置在拆迁房屋及其他建筑物少，占地小并有利于防洪抢险和工程管理。5.3.3堤线布置本次初设从河道已建工程开始向上下游安排工程，安排新建堤防5.597 km，其中左岸2.886 km，右岸2.71km。已建堤防为桩号1+758～3+824，新建堤防上游段为0+000～1+758，下游段为3+824～4+777。根据设计堤线，堤线与外环路交汇处桩号0+000建有40m的过水路面，堤线桩号0+626处存在山洪汇入口，沟宽30m，沟长200m，堤线与那仁街交汇处桩号1+545已建宝拉格桥，跨度48m，宽25m，堤线与宝格都路交汇处桩号4+414需修建过水路面。5.3.4堤型选择据《堤防工程设计规范》GB50286—98，堤防工程的型式按照因地制宜、就地取材的原则，根据堤防所在的地理位置、重要程度、坝址地质、筑堤材料、水流及风浪特性、施工条件、工程造价等因素确定。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.本次设计结合已建堤防断面型式，确定宝拉格河堤防为复式断面，迎水面采用浆砌石重力挡土墙，挡土墙后填筑8m宽的马道。5.3.5设计堤顶高程的确定依据《堤防工程设计规范》GB50286-98，结合设计断面实际情况，确定迎水面的浆砌石重力式挡土墙设计顶高程设计水深加上堤顶超高。挡土墙后填筑8m宽的马道，马道设计顶高程与挡土墙设计顶高程齐平。（1）设计水位本次设计按20年一遇洪水标准设计，根据设计洪峰流量、河道的糙率、横断面资料，采用伯努里方程推求设计水面线，设计成果见表4-7-1。（2）堤顶超高堤顶超高计算采用《堤防工程设计规范》GB50286-98中有关公式计算：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）。①风壅增水高度(e)风壅增水高度在有限区的情况下，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；　V——设计风速（m/s）；　F——风区长度（ｍ）；　ｄ——水域平均水深（ｍ）；　β——风向与垂直于堤轴线的法线的夹角（度）。②波浪爬高（R）（1）波浪爬高47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.按照《堤防工程设计规范》附录C中公式C.3.1，当m<1.25时，波浪爬高按下式计算：(3-4)式中：—累积频率为p的波浪爬高；—斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型按《堤防工程设计规范》表C.3.1确定，可查取=0.75；—经验系数，可根据v（m/s）、堤前水深d(m)，重力加速度g(m/s2)组成的无维量v/，按《堤防工程设计规范》表C.3.1-2确定；v/=4.80，故查取=1.28；—爬高累积频率换算系数，可按《堤防工程设计规范》表C.3.1-3确定，对不允许越浪的堤防爬高累积频率取2%；故查取=2.07；m—斜坡坡率，本设计采用矩形断面，故采用m=0；—堤前波浪的平均波高，可按《堤防工程设计规范》公式C.1.2-1确定，公式见下；L—堤前波浪长度。可由平均波周期确定。与由下公式计算：(3-5)(3-6)式中：—平均波高，m；—平均波周期，s；V—计算风速，取历汛期的1.5倍即14.21.5=21.3m/s；F—风区长度，取500m；d—水域的平均水深，本次初设取桩号3+824到桩号4+477：水深取2.0m；桩号0+000到1+758。水深取1.5m。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.g—重力加速度，取9.81m³/s。将上值带入3-5及3-6公式，经计算得，出口段：＝0.22m，=2.1s。进口段：=0.21m，=2.06s根据与L之间的公式关系，可试算得到L：(3-7)经试算出口段：L=6.61m。进口段：L=6.86m由、、、m、、L等各要素数值，故波浪爬高：进口段：=0.751.291.240.21=0.26m出口段：=0.751.291.240.22=0.27进口段累计频率频率2%下的波浪爬高为0.5m。出口段累计频率频率2%下的波浪爬高为为0.52m。（2）安全加高参照《防洪工程工程设计规范》表2.3.1确定，建筑物级别为四级的土堤防洪墙工程，安全超高取0.8m。（3）堤顶超高为：进口段：Y=R+e+A＝0.8+0+0.5=1.3m，出口段：Y=R+e+A=0.8+0.52=1.32m故矩形断面堤顶高度为：上游：1.3+1.5=2.8m下游：1.32+2.0=3.32m（3）设计堤顶高程新宝拉格河两岸堤防设计堤顶高程详见表2-6-1。5.3.6.设计水面线推求采用《水力计算手册》推荐的河道水面线推算公式，即伯努里方程：式中：、—上游断面水位、流速；、—下游断面水位、流速；47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.—两断面间水头损失；—沿程水头损失；—沿程摩阻坡降（平均比降）；、—两断面平均流速、流速系数；—平均水力半径；—两断面间距；—局部水头损失；—局部损失系数；、—上、下断面动能修正系数现状水面线推求根据设计的渠底高程及设计水位进行推求。根据所给资料求出河底的设计渠底高程，本设计中河道宽度为22m，n为0.040.i为0.0075，通过的流量最大取215.42m³/s,渠道末端水深采用设计水深2.7m，采用逐段试算法进行水面线推求。具体计方法如下：判别水面线类型，取下游首段的一个过水断面。求出其临界水深1.69m<正常水深2.1m。底坡属于缓坡。根据水力学公式求出A=b(i=1、2、3、、、、、各流段水深)计算流速水头根据=，其断面比能就为：同理计算下一个流段水深得出，然后再计算出水力坡度J，湿周X，断面比能差。5.3.7河道中心线设计中心线也称作整治线，是指河道经过整治后在设计流量下的平面轮廓，描述的是一种流路，给出了流路的大体平面位置，而不是某河段固定不变的水边线，中心线是确定工程布置的依据，也是确定河道整治工程的工程量及投资估算的基础。因此，中心线的拟定应在满足河道整治总体目标的前提下，根据整治河段的河势变化情况综合确定。(一)中心线确定原则47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.根据河道整治的总体目标，结合河道实际情况，在拟定规划中心线时，遵循以下原则：(1)满足整治流量、整治河宽及排洪河槽宽度的要求，同时河湾要素平面几何尺度要比较适宜，控导河势能力要强。(2)充分利用现有工程及高滩陡坎，以减少工程量，节省工程投资，使现有工程和人工节点充分发挥作用，并为施工和管理创造有利条件。(3)尽量利用现状流路，以便修建工程，当河湾发展不理想，并有进一步恶化现象时，可采用工程措施进行改善。(4)统筹考虑上下游、左右岸，流路的规划设计应充分考虑两岸的利益、工程设施尽可能在河道内修建，以减少工程占用良田。(5)较大支流汇入处，应充分考虑干支流流路的协调，防止由于支流入汇而干扰破坏规划流路现象的发生。整治段规划中心线布置见1/1000工程平面布置图。(二)规划中心线成果根据河道整治参数及中心线确定原则，结合河道河势现状和沿河支流及沟道汇入情况，整治段宝拉格河段（桩号0+000.0）至（桩号4+477），分俩段，共规划河湾处。河湾处特征点指标值见下表3-8。表3-8河湾特征点指标值圆弧弧长角度半径(mm)187.778.98°58000270.7140.52°58000（三）规划中心线合理性分析由于规划中心线的诸参数来源于现状河道主流线，且又是现状河道中的稳定河湾和直河段也在拟定中心线时得到利用，因而，规划中心线成果反映在造床作用下天然河道比较稳定的外形，其河湾个数、弯曲率、弯道半径及中心角的变化范围等控制河道平面轮廓的主要参数与现状河道相近，因局部河段河湾发展不够理想，且有可能在大洪水时自由裁弯，因而在拟定中心线时，通过裁弯取顺，归顺流路。从1/1000布置图上看出，规划中心线相邻河湾间的迎溜、导溜、送溜关系良好，基本能达到有效地控导主流，稳定河势。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.5.3.8河道护坡工程设计（1）顶宽及边坡新宝拉格河堤防为矩形断面形式，迎水面采用浆砌石重力挡土墙，依据《堤防工程设计规范》GB50286－98规定，3级及以下堤防堤顶宽度不宜小于3 m，本次根据防汛、管理、施工、构造及其它要求确定马道宽为8.0 m，背水侧边坡1：2。综合确定，河道设计底宽上下游段均为32m，迎水面采用浆砌石重力挡土墙马道后修建马道。浆砌石重力挡土墙设计顶高程等于设计水位加上安全超高，顶宽0.7m，迎水侧边为直立，背水侧边坡上游1:0.3，下游1:04，基础埋深上游1.12 m，下游1.41m，前趾宽0.5 m，后趾宽0.7 m，马道设计顶高程与挡土墙设计顶高程齐平。（2）堤顶防护考虑堤顶道路风蚀雨淋、防汛抢险及料场运输等要求，本次设计在堤顶铺设200mm厚的砂砾石，使堤防满足交通要求。河道边坡护砌设计从技术可行、经济合理的角度出发，同时考虑防渗要求，参照和借鉴已有河道治理经验，结合镶黄旗自身特点，进行方案比较。（3）过水断面护砌方案对河道边坡护砌型式采用浆砌石护砌，新宝拉格河道坡降陡流速大，河床粉质土壤，耐冲力差，为减小河床变形，强化岸坡，顺畅宣泄洪水，通常水利工程护坡型式常采用的有草皮护坡、浆砌石护坡和混凝土护坡等三种型式。草皮护坡工程其优点是工程造价低，绿地面积大，施工简单，符合生态环境的要求，同时两岸可与花卉结合景观可设计为许多种不同的造型，易达到一河一景的目标；但其缺点是防冲能力差，当河道满断面行洪时，糙率大。浆砌石护坡其优点是护坡型式较稳定，防冲能力相对较强，其缺点是工程造价稍高，护砌型式不太美观。混凝土护坡，其优点是护坡型式稳定，抗冲能力强，造型美观，较适用于坡高岸陡的河段；其缺点是工程造价高。经过综合比较，河道采用矩形浆砌石挡土墙设计。(4)堤脚防护为防止堤脚被洪水淘刷而引起塌陷，对堤脚采取防冲措施，通过计算局部冲刷深度来确定具体的防冲护砌范围。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.式中：hB——局部冲刷深度（m）；hP——冲刷处的水深（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）；5.3.9标准断面设计根据上述横断面水力计算及堤顶超高设计结果，并考虑到两岸护坡衬砌，确定标准设计断面如下。主河道标准断面：上游河底宽为32m，20年一遇设计水深1.5m，下游河底宽32.0m，20年一遇设计水深2.0m，浆砌石挡土墙迎水侧边坡直立，背水侧边坡1：0.3，河底坡度桩号0+000号到1+758号为7.5/1000；，出口段定为5/1000具体尺寸见图3-7、3-8所示。图3-7进口段河道标准断面图（单位：cm）图3-8出口河道标准断面图（单位：cm）47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.5.4.0细部结构设计5.4.1栏杆设计新宝拉格河穿城而过，河道治理后形成市区的一处亮丽的滨河景观带，为居民提供了散步纳凉的好去处，从而提高城市品味和魅力。但鉴于经济考虑新宝拉格河道左岸是城市主要分布区，而右岸主要是农田，再对安全方面的考虑应该在河道左岸堤顶内侧设置防护栏杆，另外出于经济考虑，本设计采用装配式不锈钢河道景观护栏，护栏设计为预制部件后装配整体。各部件尺寸及材料：立柱采用高标号C30混凝土，两柱子之间距离为2.11m，柱子高1.07m，截面尺寸为17cm×17cm。柱子四角设4φ12纵筋，每隔150mm设置φ8的一级箍筋，两柱间采用管件装配成横栏，中间为耐风化材质的钢化玻璃填充同时兼做景区广告栏，长44cm，宽35cm，美观大方，两边各嵌入管件1.5cm。立柱底端预留26.0cm钢筋头，通过浇筑和混凝土底座形成一个整体，有效增加了护栏的稳定性，底座底部边长19cm，顶部边长30cm，高19cm。5.4.2排水孔设计浆砌石挡土墙每隔2.5m设一孔水孔，排水孔采用浆砌石砌孔里面采用PVC管，排水孔入口设置反滤层。河道排水孔布置在断面处，分两层，第一层距河底1.00m，第二层距河底线2.00m，两层呈梅花状交错布置。5.4.3伸缩缝设计河道两岸护坡沿纵向每隔15m设伸缩缝，缝宽5cm，沥青砂浆填缝，缝两侧铺设油毡层。挡土墙表面都用水泥砂浆勾缝。5.4.4交叉建筑物设计本设计河道上有三处交叉建筑物设计，已建过过水路面处，经过水能力校核满足要求。初步拟定在桩号为4+414处建一过水路面，由于通往镇上的一条沥青混凝土路穿河而过。必须在过水路面。但由于河面较宽所以需对其进行过水能力验算初步拟定尺寸并进行方案比较。5.4.5跨河桥梁宝拉格河现状经过4座桥梁，宝拉格桥、车轮桥、太平桥和新泉桥。水位雍高值47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.ΔZ=0.03m，桥净空值取0.3m，对桥梁的现状过流能力进行了复核，桥梁的过流能力验算成果详见表5-4-8。桥孔的过流能力采用《水力计算手册》中7-3-33式计算。公式如下：Q=μω式中：ω——桥孔过水总面积，当忽略水流出桥孔的水面回升，对矩形桥孔有ω=BhO；B——桥孔底的总净宽；ΔZO——上游壅高水头；ΔZ——水面壅高值；——上游渠道行近流速水头；μ——流量系数。经验证，4座桥的现状过流能力均能满足防洪设计要求。具体见表5-4-1。宝拉格河桥涵过流能力复核表5-4-1桥名宽×高最大过流能力设计流量交叉公路名称是否满足行洪要求m×mm3/sm3/s宝拉格桥48×3.1376126那仁街满足车轮桥48×4.0525200新宝拉格街满足太平桥34×2.74212200恩克路满足新泉桥46×2.44252200宝格都路满足5.4.6过水路面（1）过水路面工程设计①路面结构组成本设计采用水泥混凝土路面，路面结构由一层面层、两层基层组成。②路拱坡度路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件，按《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）规定，本次设计水泥混凝土路面路拱坡度为10%。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.③路基边坡过水路面的路基边坡定为1:3.0。④各层结构设计本次路面结构设计采用《公路工程技术规范》（JTJ001-97）中的路面推荐结构，并参考现状公路的实际情况，确定设计各层厚度为：水泥混凝土面层厚15 cm；基层为4%的水泥碎石，厚15 cm，底基层为5.5%的水泥碎石，厚30 cm，底基层在两侧各加宽0.25 m。⑤路基浆砌石护坡为防止水流冲淘新建路基边坡，对过水路面造成威胁，本次新建的过水路面上下游路基均设0.4cm厚的浆砌石护坡，并设1m高的齿墙。（2）压实度要求为了保证路面的质量，针对路基、路面结构层的材料提出明确的压实标准。①路基压实度要求根据交通部标准《公路路基设计规范》和《公路路基施工技术规范》中规定，三级公路路基采用重型击实试验法的最大干密度的压实度，见表5-4-3。路床、路基最小强度和压实度要求（重型）表5-4-3填挖类型路面底面起计的深度范围(cm)填料最小强度（CBR）（%）压实度（%）路床上路床0～306≥95下路床30～804≥95路堤上路堤80～1503≥94下路堤＞1502≥92零填及路堑0～306≥9530～804≥95②基层、底基层的压实度要求根据交通部标准《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）及《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）对路面的基层和底基层规定的压实标准，均以重型击实试验法的最大干密度为标准干密度，要压实度如下：a、基层基层为4%的水泥碎石，水泥的初凝时间大于4h，终凝时间在6h以上，在最佳含水量时进行碾压，压实度为98%，压碎值≤35%。47 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.b、底基层底基层为5.5%的水泥碎石，压实度为96%；各种无机结合料稳定细粒土压实度为95%；填隙碎石，固体体积率压实度不小于83%。压碎值≤40%。5.5.进口段挡土墙稳定计算5.5.1墙后回填土的选择根据土压力理论分析可知，不同的土质对应的土压力是不同的。挡土墙设计中希望土压力越小越好，这样可以减小墙的断面，节省土石方量，从而降低造价。（1）理想的回填土。卵石、砾砂、粗砂、中砂的内摩擦角较大，主动土压力系数小，则作用在挡土墙上的土压力就小，从而节省工程量，保持稳定性。因此上述粗颗粒土为挡土墙后理想的回填土。本设计采用此类型的填土，且回填土粘聚力等于零，墙后填土分层夯实，以提高填土质量。（2）可用的回填土。细砂、粉砂、含水量接近最佳含水量的的粉土、粉质粘土和低塑性粘土为可用的回填土，如当地无粗颗粒，外运不经济。（3）不宜采用的回填土。凡软粘土、成块的硬粘土、膨胀土和耕植土，因性质不稳定，在冬季冰冻时或雨季吸水膨胀将产生额外的土压力，导致墙体外移，甚至失去稳定，故不能用作墙的回填土。5.5.2.挡土墙的计算参数选择设置仰斜式挡墙，挡土墙的具体资料见表3.5所示。表3.5挡土墙设计资料表项目砂土重度地基土重度地基承载力特征值填料与墙背间摩擦角粘土内摩擦角砂土内摩擦角粘土重度浆砌石块容重粘土黏聚力单位（kN/m3）（kN/m3（kPa）（°）（°）（°）kN/m3）kN/m3）（kPa）参数19.719.92401814.383620.72344.4747 Error!Notextofspecifiedstyleindocument.根据当地的填土高度选择挡墙高度为H=2.8m，顶宽度B=0.7m；底宽为1.53m。齿墙宽度：墙背取0.7m。墙面取0.5m。选取1:0.3的墙背坡度，则a=-120°同时图中所示的挡墙顶至土路肩最外缘的水平距离b=7.3m，垂直距离a=2.8m。进口段的冲刷深度为0.62m。根据《挡土墙设计规范》挡土墙底部深入冲刷深度以下0.5m—1.0m。本设计取0.5m。根据《挡土墙设计规范》A.0.6中指出当挡土墙后填土为斜面时，其计算挡土墙后的主动土压力采用如下公式：──填土高度为H、填土面为水平面计算的主动土压力强度(kPa)；H──挡土墙高度(m)；47 6.基础处理5.6.基础处理5.6.1河道底部的基础处理5.6.1.1河道底部的地质基础资料河道在河岸0.5m以下下部位为第四系全新统洪冲积层（Q4pal）含细粒土砾，黄色，干～稍湿，稍密，砾石含量占40%～60%，砾径一般2～3 cm，砾为角砾，砂含量占30%～50%，砂主要成分为石英、长石，局部夹有少量粘性土，该层厚度为2～3.6 m。左岸与右岸相同。右岸堤防段岩性：下部桩号3+850～4+236段为第四系全新统洪冲积层（Q4 pal）含细粒土砂，黄色，干～稍湿，稍密，其中砾石含量占25%～30%，砾径一般0.5 cm，最大1 cm，砂含量占60%～65%，砂主要成分为石英、长石，局部夹有少量粘性土，该层厚度为3.8 m；桩号4+236至4+726段为含细粒土砾:灰白色、黄色、黄白色，稍密，干～稍湿。砾石含量占60%～70%，砾径一般0.5 cm，最大1 cm，颗粒较均匀砂含量占20%～30%，砂主要成分为石英、长石，局部夹有少量粘性土，砂砾石层中夹有0.20～0.30 m白色中砂一层。底部砾石颗粒不均匀，最大砾径为10～12 cm。左岸与右岸相同。由以上地质资料分析需要对河道底部做有效的地基处理，由于河道底部大部分地方为砂砾石，其防冲刷性较好，所以对于挡土墙俩侧做铅丝石笼护岸。铅丝护笼沿挡土墙内侧布置，其宽度为3m。深度为挡墙基础深度。5.6.2.挡土墙地基处理5.6.2.1清基工程本工程清基30cm，清基土均需要弃除，采用103kw推土机推20m，1m3挖掘机装土，10T自卸汽车运5km至弃渣场。47 6.基础处理5.6.2.2土方开挖由1m3挖掘机挖装土，开挖的土料中44.9%土料就近堆放（已包含围堰用土），准备就近回填；52.1%的土料由10T自卸汽车运3.5km至3+824～4+777段需土处；剩余的3%土料由10T自卸汽车运5km至弃渣场堆放。5.6.2.3土方回填基础回填、墙后填土及堤防填土利用开挖土方，由103kw推土机将就近堆放的土料回推至基坑内，并摊平，由13.5 T振动碾压实，其中靠近建筑物部位采用人工平土，2.8kw蛙式打夯机夯实，然后用刨毛机刨毛，并作整坡压实及削坡处理。对渠堤填筑工程的质量要求：堤身填筑应严格按照《堤防工程施工规范》SL1260-98执行。①分段作业面按一段200 m考虑；②作业面应分层统一铺土、统一碾压，并配备人员或平土机具参与整平，严禁出现界沟；③相邻施工段的作业面应均衡上升；④碾压后要按规范要求分段分层取样做试验，确保达到设计干密度；⑤在施工前要做碾压试验，确定合理的施工参数，最优含水率、最大干密度、碾压遍数、碾压厚度等；⑥堤身填筑应预留6 ％的沉降高度；⑦堤身全断面填筑完毕后，应作整坡压实及削坡处理，并对堤身两侧地面的坑洼进行铺填整平。5.6.2.4浆砌石工程直接购买块石料由自卸汽车运至工地，胶轮车运块石，0.4m347 6.基础处理搅拌机拌制砂浆，人工入仓。石块间缝距为80～100mm，要求大面朝下，块石间形成上大下小缝隙，以利灌浆。要求分层灌砌，层高300～500mm，上下层面石和腹石间应错缝砌筑，亦不能形成通缝，外表面应平整顺直。砂浆配合比、工作性能等，应按设计标号通过试验确定。砂浆常温拌成后应在3～4h内使用完毕，如使用过程中发现泌水现象，应在砌筑前再次拌合。具体要求按《浆砌石坝施工技术规定》SD120-84施工。5.6.2.5堤顶泥结碎石工程堤防填筑完成后，需在堤顶铺设一层泥结碎石，以满足交通要求。由机械铺料，洒水车洒水，机械搅拌，12～15T内燃压路机机压实，118kw自行式平地机平地。全部工序需在水泥终凝前完成，碾压完毕立即做密实度试验，若试验结果达不到标准应重新进行碾压。6.3过水路面基础处理6.3.1水泥碎石路基工程宝格都路过水路面路基为水泥碎石，共两层，底层厚30cm，上层厚15cm。由机械铺料，洒水车洒水，机械搅拌，12～15T内燃压路机机压实，118kw自行式平地机平地。全部工序需在水泥终凝前完成，碾压完毕立即做密实度试验，若试验结果达不到标准应重新进行碾压。6.3.2水泥混凝土工程宝格都路过水路面铺设水泥混凝土，厚15cm，混凝土骨料由料场直接运至工地，现场设0.4m3混凝土搅拌机拌制混凝土，拌制好后由8T自卸汽车运至施工区，12～15T内燃压路机机压实。6.3.3预制混凝土管工程在本过水路面附近原有一条雨水管线，由于工程因素，需要重新布线。该工程由12T汽车起重机吊管，人工配合安装。47 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计第二部分设计计算书53 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计计算说明书1.河底宽及水深的计算新宝拉格河道通过水文资料显示，入口段的设20年一遇计洪峰流量为126m3/s,桩号1+626处有支沟汇入。20年一遇设计洪峰流量为6.9m3/s，所以上游段统一按132m3/s的流量进行设计，出口段20年一遇的设计洪峰流量为200m3/s，具体的计算有曼宁公式进行计算(3-1)式中：Q—渠道设计流量（m3/s）；A—渠道过水断面面积（m2）；R—水力半径（m），，X为湿周；i—渠道纵比降；具体计算成果见表2-1-1矩形水力断面计算b底宽/mh设计水深/mX湿周/mA过水面积m²R水利半径/mn糙率C谢齐系数i纵比降Q/(m³/s)321.0034.0032.000.940.0424.750.007566.5381.1034.2035.201.0325.1277.6891.2034.4038.401.1225.4689.4641.3034.6041.601.2025.78101.8381.4034.8044.801.2926.07114.7841.5035.0048.001.3726.35128.2811.6035.2051.201.4526.61142.3071.7035.4054.401.5426.86156.8441.8535.7059.201.6627.20179.5682.0036.0064.001.7827.52203.3462.1036.2067.201.8627.72219.7592.2036.4070.401.9327.91236.6052.2536.5072.001.9728.00245.18653 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计2.3036.6073.602.0128.09253.8712.3536.7075.202.0528.18262.6572.4036.8076.802.0928.26271.5442.4536.9078.402.1228.35280.5302.5037.0080.002.1628.43289.6142.5137.0280.322.1728.44291.4422.5237.0480.642.1828.46293.2742.5337.0680.962.1828.48295.1102.5437.0881.282.1928.49296.9502.5537.1081.602.2028.51298.7942.5637.1281.922.2128.53300.6412.5737.1482.242.2128.54302.4922.5837.1682.562.2228.56304.3472.5937.1882.882.2328.57306.206221.0024.0022.000.9224.6444.9471.1024.2024.201.0025.0052.3951.2024.4026.401.0825.3360.2401.3024.6028.601.1625.6468.4631.4024.8030.801.2425.9277.0471.5025.0033.001.3226.1885.9741.6025.2035.201.4026.4395.2301.7025.4037.401.4726.67104.8021.8025.6039.601.5526.89114.6751.9025.8041.801.6227.09124.8392.0026.0044.001.6927.29135.2832.1026.2046.201.7627.48145.9962.2026.4048.401.8327.66156.9682.3026.6050.601.9027.83168.1902.4026.8052.801.9727.99179.6542.5027.0055.002.0428.15191.3522.6027.2057.202.1028.30203.2752.7027.4059.402.1728.44215.41853 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计2.水面线推求采用《水工设计手册》推荐的河道水面线推算公式，即伯努里方程：(3-2)式中：、——上游断面的水位（m）、流速（m/s）；、——下游断面的水位（m）、流速（m/s）；——两断面间水头损失（m），；——沿程水头损失（m），；——沿程摩阻坡度，，为河道纵比降；——两断面流距（m）；——局部水头损失（m），，为局部水头损失系数。以此类推，河道水面线推求成果见表2-2-1。河道水面线高程序号桩号河段长/mi现状河床高程/m设计水深/m设计流量m³/s设计水位/m10+00000.00751346.61.5132.91348.120+1041001344.21.491345.6930+2041001342.91.481344.3840+3041001342.21.471343.6750+4041001340.91.461342.3660+5051011340.301.451341.75汇入口0+6261211339.001.441340.4480+7281021341.301.431342.7390+817891337.601.421339.02100+905881337.201.411338.61111+0061011339.001.41340.4121+1061001338.501.391339.89131+205991335.401.381336.78141+3071021334.501.371335.8753 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计151+4071001334.101.361335.46161+506991333.401.351334.75171+545391333.201.341334.54181+614711331.901.331333.23191+705911331.301.321332.62201+758531331.001.311332.31213+824661321.002.02001323223+89470　1321.401.951323.35233+994100　1320.801.941322.74244+094100　1320.201.931322.13254+19197　1319.801.921321.72264+300109　1320.301.911322.21274+414114　1319.301.91321.2284+583169　1317.301.891319.19294+64663　1316.901.881318.78304+777131　1316.101.871317.97工程建成后20年一遇洪水水面线结果桩号水深(m)设计底高程（m）左岸地面高程（m）右岸地面高程（m）设计水位（m）底宽(m)糙率流量(m/s)流速(m/s)0+0001.5001344.491346.701346.941345.96320.040132.902.770+1041.4851343.711345.801345.801345.20320.040132.902.800+2041.4701342.961345.201345.101344.43320.040132.902.830+3041.4561342.211344.401344.401343.67320.040132.902.850+4041.4441341.461343.801343.701342.91320.040132.902.880+5051.4701340.711344.201343.201342.18320.040132.902.830+6261.4601339.811341.701342.701341.27320.040132.902.840+7281.4521339.041341.101341.701340.49320.040132.902.860+8171.4461338.371340.701341.201339.82320.040132.902.870+9051.4421337.711339.801340.201339.15320.040132.902.881+0061.4421336.961339.301339.801338.40320.040132.902.881+1061.4421336.211339.401338.901337.65320.040132.902.881+2051.4421335.461338.101338.301336.90320.040132.902.881+3071.4421334.701336.801337.301336.14320.040132.902.881+4071.4421333.951336.201336.801335.39320.040132.902.881+5061.4421333.211336.101336.201334.65320.040132.902.881+5451.4421332.911337.401337.601334.35320.040132.902.881+6141.4421332.381335.401335.301333.82320.040132.902.881+7051.4421331.701334.901334.801333.14320.040132.902.881+7581.4421331.301333.801334.501332.74320.040132.902.8853 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计3+8241.9931321.401323.301323.701323.39320.040200.003.143+8941.9931321.051323.101321.101323.04320.040200.003.143+9941.9931320.551322.201321.101322.54320.040200.003.144+0941.9301320.051321.501320.501321.98320.040200.003.244+1911.9941319.571321.101319.801321.56320.040200.003.134+3001.9951319.021320.401319.501321.02320.040200.003.134+4141.9961318.451318.401318.901320.45320.040200.003.134+5831.9971317.611317.801317.701319.60320.040200.003.134+6461.9981317.291316.701317.501319.29320.040200.003.134+7772.0001316.641316.101316.201318.64320.040200.003.1353 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计现状水面线推求及设计河底高程计算表2-2-2桩号h(m)流段长L河底高程设计水位b(m)A(m2)Pω（湿周）(m)R(m)nC(m)Q(m/s)ν(m/s)v均αν22g(m)J=v2/(C2R)h沿F（起点总能量）F（终点总能量）误差底坡i0+0001.50001344.4931345.9632.0048.0035.001.370.04026.35132.902.770.391346.350.7500%0+1041.4851041343.7131345.2032.0047.5234.971.360.04026.31132.902.802.780.400.00820.861345.601344.74-1.6110+2041.4701001342.9631344.4332.0047.0434.941.350.04026.27132.902.832.810.410.00850.851344.841343.99-1.6070+3041.4561001342.2131343.6732.0046.5934.911.330.04026.23132.902.852.840.410.00880.881344.081343.21-1.6340+4041.4441001341.4631342.9132.0046.2134.891.320.04026.20132.902.882.860.420.00900.901343.331342.43-1.6580+5051.4701011340.7131342.1832.0047.0434.941.350.04026.27132.902.832.850.410.00870.881342.591341.71-1.6220+6261.4601211339.8051341.2732.0046.7234.921.340.04026.24132.902.842.830.410.00871.061341.681340.62-1.9670+7281.4521021339.0401340.4932.0046.4634.901.330.04026.22132.902.862.850.420.00890.911340.911340.00-1.6750+8171.446891338.3731339.8232.0046.2734.891.330.04026.20132.902.872.870.420.00900.801340.241339.44-1.4730+9051.442881337.7131339.1532.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.801339.581338.78-1.4641+0061.4421011336.9551338.4032.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.921338.821337.90-1.6811+1061.4421001336.2051337.6532.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.911338.071337.16-1.6641+2051.442991335.4631336.9032.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.901337.331336.42-1.6471+3071.4421021334.6981336.1432.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.931336.561335.63-1.6971+4071.4421001333.9481335.3932.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.911335.811334.90-1.6641+5061.442991333.2051334.6532.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.901335.071334.16-1.6471+5451.442391332.9131334.3532.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.361334.781334.42-0.6491+6141.442711332.3801333.8232.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.651334.241333.60-1.1811+7051.442911331.6981333.1432.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.831333.561332.73-1.51453 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计1+7581.442531331.3001332.7432.0046.1434.881.320.04026.19132.902.882.880.420.00910.481333.161332.68-0.8823+8241.993661321.4001323.3932.0063.7835.991.770.04027.50200.003.143.010.500.00680.451323.891323.45-9.7160.5000%3+8941.993701321.0501323.0432.0063.7835.991.770.04027.50200.003.143.140.500.00730.511323.541323.03-0.8643+9941.9931001320.5501322.5432.0063.7835.991.770.04027.50200.003.143.140.500.00730.731323.041322.31-1.2344+0941.9301001320.0501321.9832.0061.7635.861.720.04027.37200.003.243.190.530.00790.791322.511321.73-1.3174+1911.994971319.5651321.5632.0063.8135.991.770.04027.50200.003.133.190.500.00760.731322.061321.33-1.1894+3001.9951091319.0201321.0232.0063.8435.991.770.04027.51200.003.133.130.500.00730.801321.521320.72-1.3424+4141.9961141318.4501320.4532.0063.8735.991.770.04027.51200.003.133.130.500.00730.831320.951320.11-1.4024+5831.9971691317.6051319.6032.0063.9035.991.780.04027.51200.003.133.130.500.00731.231320.101318.87-2.0774+6461.998631317.2901319.2932.0063.9436.001.780.04027.51200.003.133.130.500.00730.461319.791319.33-0.7734+7772.0001311316.6351318.6432.0064.0036.001.780.04027.52200.003.133.130.500.00730.951319.131318.18-1.60553 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计3.超高计算依据《堤防工程设计规范》GB50286-98，结合设计断面实际情况。设计堤顶高程=20年一遇设计洪水位+堤顶超高。堤顶超高按下式计算确定。Y=R+e+A(3-3)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)，设计洪水中已包括风雍增水高度因素，故不另计算；A—安全加高(m)。（1）波浪爬高按照《堤防工程设计规范》附录C中公式C.3.1，当m<1.25时，波浪爬高按下式计算：式中：—累积频率为p的波浪爬高；—斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型按《堤防工程设计规范》表C.3.1确定，可查取=0.75；—经验系数，可根据v（m/s）、堤前水深d(m)，重力加速度g(m/s2)组成的无维量v/，按《堤防工程设计规范》表C.3.1-2确定；v/=4.80，故查取=1.28；—爬高累积频率换算系数，可按《堤防工程设计规范》表C.3.1-3确定，对不允许越浪的堤防爬高累积频率取2%；故查取=2.07；m—斜坡坡率，本设计采用矩形断面，故采用m=0；—堤前波浪的平均波高，可按《堤防工程设计规范》公式C.1.2-1确定，公式见下；L—堤前波浪长度。可由平均波周期确定。与由下公式计算：71 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计(3-5)(3-6)式中：—平均波高，m；—平均波周期，s；V—计算风速，取历汛期的1.5倍即14.21.5=21.3m/s；F—风区长度，取500m；d—水域的平均水深，本次初设取桩号3+824到桩号4+477：水深取2.0m；桩号0+000到1+758。水深取1.5m。g—重力加速度，取9.81m³/s。主要计算过程见表2-3-1桩号0+000到1+758桩号3+824到4+477平均水深(m)d1.50平均水深(m)d2.00最大风速(m/s)v21.30计算风速(m/s)v21.30等效风区长度(m)F500等效风区长度(m)F500平均波高(m)H0.21平均波高(m)H0.22平均波周期(s)T2.06平均波周期(s)T2.10最小风时(s)tmin302.64最小风时(s)tmin323.47堤前水深(m)d1.50堤前水深(m)d2.00平均波长(m)L6.61平均波长(m)L6.865.554.81斜坡糙率渗透性系数K△0.75斜坡糙率渗透性系数K△0.75经验系数Kv1.29经验系数Kv1.29R01.24堤坡坡度系数m0.00堤坡坡度系数m0.00平均波浪爬高(m)R0.2771 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计平均波浪爬高(m)R0.26H/d0.112H/d0.143累计频率2％下的波浪爬高(m)Rp0.52累计频率2％下的波浪爬高(m)Rp0.50风向与堤轴线法线夹角(弧度)β0.00风向与堤轴线法线夹角(弧度)β0.00壅水高度(m)e0.000壅水高度(m)e0.000安全超高(m)A0.80安全超高(m)A0.80堤顶超高(m)Y1.32堤顶超高(m)Y1.30Kβ0.76堤顶超高(m)yKβ1.004.防冲刷计算4.1不沖不淤校核不冲不於校核采用设计流量计算V=Q设/A(3-2)A=B×h设式中：V——设计流量时的流速（m/s）；A——设计流量时的过水面积（m2）；B——底宽（m）；分别代入各设计段设计水位、流量、底宽计算流速；河道进口段：V上=Q设/(B×h设)=132.9/(32.00×1.5)=2.77m/s河道出口段：=Q设/(B×h设)=200/(32.00×2.00)=3.13m/s71 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计北方渠道为了保证良好的冬情，一般流速应大于0.5—0.6m/s,才能使河道不易结冰。表3-2浆砌石不冲流速砌石浆砌石单层/(m³/s)2.5—4.0双层/(m³/s)3.5—5.0浆砌石料/(m³/s)4—6河床底部均质无粘性土中卵石1.8—2.2注：表格中的不冲流速对应R=1m时的不冲流速当R≠1时对应流速须乘以，对应取1/2—1/5。本次设计取1/4,对应的不冲流速如下表3-3进口段浆砌石不冲流速调整R=1.0R=1.37/m系数流速/(m³/s)系数流速/(m³/s)1.02.50.252.744.3355.4166.49所以对应流速比较2.7m/s1.30U的取值见土力学课本挡土墙基底的摩擦系数表6-4。71 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计8.3倾覆稳定性验算求出作用在挡土墙上诸力对墙趾O点的力臂：自重W的力臂：将挡墙的截面分为一个矩形和一个三角形分别计算自重：=38.18KN/m，==53.45KN/m墙体自重=1.412.923=94.05KN/m如图所示，得各自力臂=2/31.0=0.67m.=1+0.50.7=1.35m.。=2.9/2-0.7=0.7m应用公式可得抗倾覆稳定安全系数：(4.1.3-6)Eax=Easin(－δ)=55.2（4.1.3-7）Eaz=Eacos(－δ)=40.41（4.1.3-8）xf=b-zcot=2.9-0.63=2.27（4.1.3-9）zf=z-btan0（4.1.3-10）式中：z——土压力作用点与墙踵的高度（m）；x0——挡土墙重心与墙趾的水平距离（m）；b——基底的水平投影宽度（m稳定计算：8.4承载力验算1.作用在基础底面上总的竖向力：N=++=38.18+53.45+94.05+40.41=226.06KN/m2.合力作用点与墙前趾O点的距离：71 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计=0.72m3.偏心距：(B=1.7m)4.基底边缘力：5.要求满足下列公式：由于基底为碎石土，密实状态下，基底的承载力f=240kPa.所以〈f=240kPa基底平均应力及最大。对于行洪期的挡土墙稳定计算方法及原理跟上面相同，由于当地径流深度为5mm，所以挡土墙背后的水压力可以忽略不计，挡土墙底部深入河底较深，扬压力对于挡土墙的稳定影响较小，河道中的动水压力与墙体背面的主动土压力作用方向相反，所计算的倒的抗滑抗倾覆稳定系数均小于无行洪期的挡土墙稳定系数，所以这地方不再做详细计算。71 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计致谢大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师牟献友老师，感谢各位系的老师的关心和帮助。从这次毕业设计中让我学到了很多东西，对以后的工作中的基本技能有了很大的进步。 最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。 71 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计 参考文献（1）法律、法规[1]《中华人民共和国水法》2002年10月1日起施行；[2]《中华人民共和国防洪法》，1998年1月1日起施行；[3]《中华人民共和国河道管理条例》；[4]《中华人民共和国水土保持法》；[5]《内蒙古自治区水工程管理保护办法》；[6]《内蒙古自治区水工程管理和保护范围划定标准》；[7]其他有关的法律、条例。（2）执行的技术标准、规程、规范[1]《水电工程可行性研究报告编制规程》，DL/T5020—2007；[2]《防洪标准》GB50201-94；[3]《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000；[4]《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2006；[5]《堤防工程设计规范》GB50286－98；[6]《堤防工程施工规范》SL260-98；[7]《堤防工程管理设计规范》SL171-96；[8]《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001；[9]《水工挡土墙设计规范》SL379-2007；[10]《堤防工程地质勘察规程》SL/T188-96；[11]其他有关的规程和规范。71 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计毕业设计图集锡盟镶黄旗新宝拉格河道防洪工程初步设计学院：水建院专业：农业水利工程姓名：袁邦建学号：090615171 内蒙古锡盟镶黄旗新宝拉格镇防洪工程初步设计71'