1、建筑工程设计河口段右岸堤防工程初步设计报告1综合说明1.1绪言XX县地处东经1034410424，北纬34553525之间。位于甘肃省定西市西南部，东依陇西，南连漳县、卓尼，西与临洮毗邻，北靠安定区。东西长60公里，南北宽56公里，总土地面积2065平方公里，耕地面积80.06万亩，最高海拔3941米（露骨山），最低海拔1930米（三合口）。全县总人口34万人，人多地少，经济基础薄弱，属我省贫困县之一。工程区位于渭河一级支流XX河上，距XX县城9.0km，距省城兰州183km。XX县XX河XX至河口段堤防工程，位于渭河上游川南支流XX河上，河道全长28公里，防护区段以上积水面积65.6km2。
2、本工程的主要任务是确保XX县XX河XX至河口段右岸村庄、农田等在设计洪水标准下不受洪水侵害，减少该区的洪灾损失，保障当地经济持续、稳定的发展。左岸正在修建河口至锹峪乡公路，路基沿XX河左岸临河布置，公路右侧（临河侧）采用浆砌石重力式挡土墙防护，经复核计算，其防洪标准满足本次设计要求，所以本次设计不再对左岸进行防护，只考虑修建右岸堤防工程。工程建成后可在设计洪水标准下，保护右岸人口1389人、耕地2366亩（河道现状见照片1、2）。2011年4月，受XX县工业集中区管理委员会委托，我公司编制了XX县XX河XX至河口段右岸堤防工程初步设计报告。照片1XX河河道现状（一）照片2XX河河道现状（二）1
3、.2水文气象1.2.1气象工程区地处西秦岭末端向北部黄土高原过渡区，为土石高山地带，高寒阴湿。根据XX气象站资料，该地区多年平均气温为5.7，最热月七月平均气温17.2，最冷月一月平均气温-7.5，极端最高气温为33.3，极端最低气温-23.3，多年平均降雨量525.7mm，多年平均蒸发量807.8mm，最大冻土深度为94cm，最大风速20m/s，年日照时数2421小时，年降雨日数114.6天。1.2.2洪水XX河流域的大洪水主要由大暴雨形成，工程河段没有实测资料，设计洪峰流量采用甘肃省暴雨特性研究推理公式、水科所和铁路部门小流域推理公式、“铁一院”公式、经验公式等间接法推求，并进行了洪水调查
4、。用各种方法推算的洪峰流量及洪调成果见表1-1。XX河洪峰流量计算成果表表1-1单位：m3/s频率P计算方法12510洪水调查205甘肃省暴雨特性研究233208173142推理公式18615810165“铁一院”公式236192140100经验公式1481218462采用值236192140100经以上四种计算结果比较及洪水调查验证，确定采用“铁一院”公式计算成果，XX河20年一遇设计洪峰流量为140m3/s。1.2.3分期设计洪水工程所在流域无实测洪水资料，施工洪水采用相应频率洪峰流量。1.2.4泥沙XX河流域没有实测泥沙资料。根据现场踏勘，该流域属黄土沟壑区，流域内植被较差，根据甘肃省地
5、表水资源中侵蚀模数图等值线，流域中心位置侵蚀模数5000t/km2。经计算防洪堤工程区悬移质年输沙量为32.8万t，根据河床组成情况，推移质近似按悬移质输沙量的20%计入，防洪堤工程区年总输沙量为39.4万t。1.3工程地质1.3.1工程地质条件概述工程区位于XX县城东南侧的XX河XX河口河谷段盆地中，区内河谷宽0.50.9km，河谷呈宽浅的“U”型，谷底由河床、河漫滩、级阶地、级阶地、级阶地组成；河谷两岸谷坡由级阶地和基座组成。XX河自南西向北东方向流经工程区，河床及漫滩宽60130m，水面宽110m，水深0.030.15m。区内锹峪两岸发育有七级阶地，级阶地为堆积阶地，级阶地为基座阶地。级
6、阶地在两岸均较发育，阶面宽30250m，高出河床1.53m；级阶地在两岸呈连续分布，阶面宽20200m，高出河床410m；级阶地在两岸呈零星分布，高出河床1525m；级阶地零星分布于锹峪两岸谷坡地带，表面多为320m厚的马兰黄土覆盖。堤防工程布置于XX河两岸漫滩及级阶地前缘部位。区内XX河两岸小冲沟较发育，左岸发育较大的冲沟有：蛟龙沟。1.3.2堤线工程地质条件与评价河床及漫滩河段：5+1555+470、5+7006+200共计2段，总长815m，堤线沿XX河右岸河床及漫滩布置，河床及漫滩均由结构稍密的砂砾石组成，厚度约68m，透水性较强，局部漫滩表面覆盖有厚度小于2m松散砂土及人工砂砾石，漫
7、滩地下水埋深均小于0.31.8m，地下水水质良好，对普通混凝土结构不具腐蚀性。级阶地河段：0+0005+155、5+4705+700共计2段，总长5385m，堤线沿XX河右岸级阶地前缘及近前缘位置布置，地势较平坦，地层具二元结构：上部为薄层砂壤土，结构疏松，土层厚0.20.5m；下部为砂砾石，厚度约910m，透水性强，地下水埋深0.71.8m，地下水水质良好，对普通混凝土结构不具腐蚀性。旧河堤（土堤、路基）河段：5+981.616+200段，总长218.39m，堤线沿XX河右岸旧河堤布置，旧河堤堤顶宽24m不等，堤身为厚约1.12.0m不等的人工填筑砾石土覆盖于阶地砂砾石层上，迎水堤面为混凝土
8、，经现场勘测，堤基埋深约1.5m，冲蚀破坏严重，堤坝已不稳定，需进行拆除重建。该河段地下水位埋深为1.84.0m，地下水水质良好，对普通混凝土结构不具腐蚀性。拟建堤防工程堤身采用砂砾石填筑，混凝土或浆砌石护坡，堤顶宽3m，堤基砂砾卵石层无粉细砂等不良夹层，即在7度地震条件下不存在地基土地震液化问题；通过对河床砂卵砾石的取样分析，根据水利水电工程地质勘察范围附录M.0.2渗透变形判别标准，堤基砂砾石层具备产生变形的条件，渗透破坏形式为管涌，试验测得其平均临界水力坡度为0.16，本工程为小型工程，安全系数取1.5，经计算砂砾石的允许水力比降按0.100.12考虑，堤基还存在洪水冲刷及施工过程中存在
9、基坑涌水问题。建议：清除阶地及漫滩上部松散砂壤土层、砂砾石层，将堤基置于下部稍密的砂砾石层中，以砂砾石为堤基，其允许承载力0.4MPa，变形模数3040MPa，浆砌石/砂砾石摩擦系数0.55，护坡基础须置于洪水冲刷深度以下，洪水最大冲刷深度建议值2.0m。可通过加宽堤坝宽度防止堤基产生渗透破坏。冲沟左右岸须修筑防洪堤并与XX河防洪堤相接。施工过程中需采取排水措施，填筑堤身砂砾石时应分层碾压至密实状态，要求相对密度大于0.66，对旧堤需进行拆除重建。建议临时开挖边坡：水上1:1，水下1:1.251:1.5。1.3.3天然建筑材料及施工用水（1）砂砾石料工程区下游XX河河口与渭河交汇处有个体采砂厂
10、，可直接购买。砂砾石料储量丰富，日最大开采量约200m3/d，购买价为：砂子80元/m3，石子45元/m3，料场距工程区平均运距为3.5km。（2）块石料工程区附近范围内无块石料，本次选用块石料场位于XX县莲峰镇东南方向沟内，为原莲峰镇水泥厂采石场，水泥厂已停产，现块石料开采权属XX县慧达采石有限责任公司，大车便道已修至开采场，现开采块石粉碎成细骨料供铁路使用，块石料场距莲峰镇12km，为砂石便道，莲峰镇距工程区约20km，为柏油路面，总运距为33km，工程用料为成品料，去料场装运即可，装车后价格50元/m3，最大开采量约为1000m3/d。水泥、木材及其他材料从XX县城购买，平均运距9.0k
11、m，用汽车直接运输到工地。汽运吨公里0.419元，装卸费5元/t，采购保管费2.5%。（3）堤身填筑料堤身填筑料可就近使用堤内河床及漫滩砂砾石，砂砾石混合料储量丰富，大部分须水下开采，粗略估计可用总储量大于100万m3。各项指标均满足规范质量技术要求，满足设计用量要求。砾、砂储量远超过设计用量，砂砾石料储量丰富，满足混凝土粗、细骨料及堤身填筑料的工程需求，开采时应将漫滩局部表层覆盖的砂土剥除，堤身填筑料采用级配良好的天然砂砾石，开采混凝土骨料后的弃料不得用于堤身填筑料，应在堤基保护范围以外开采砂砾石料，不得因采料而影响堤基防渗和堤身稳定。（4）施工用水工程区水资源较为丰富，施工用水水源为XX河
12、水，河水水质好，取样化验河水水化学类型为HCO-Ca2+型，地下水较丰富，水化学类型为HCO-Ca2+型及HCO-Ca2+-Na+型，矿化度0.430.81g/l，为淡水；PH值7.398.31，呈弱碱性。满足施工用水要求，但在雨水季节，河水含泥砂量大，需沉淀处理后使用。生活用水可开采利用地下水，地下水水质好，可满足生活用水要求。1.4工程任务和规模1.4.1工程现状及存在的问题XX县XX河XX至河口段右岸堤防工程堤线长6.2km，沿岸为锹峪乡、清源镇的管辖范围，共有XX、裕丰、河口、锹甲铺4个村，居民1389人，耕地面积2366亩。工程区左岸为新建堤防，正在建设中，右岸仅有218.39m旧堤
13、（桩号5+981.616+200段，总长218.39m），为附近村民集资修建，始建于上世纪90年代初期，为砼护面，厚度1015cm，基础埋深约0.81.5m，经复核计算，堤顶高程不满足本次设防要求，且堤防质量差，破损严重，需拆除重建。工程区河道右岸一直未建完善的防洪设施，耕地阶坎与河道高程相差较小，每逢暴雨河水涨起，河道两岸连片农田均有不同程度的灾害损失，洪水灾害发生十分频繁。据调查，1996年6月14日晚洪峰流量205m3/s，淹没农田254亩，树木被冲走，塌陷房屋17间，XX人行桥桥板被冲走4块，桥墩也受到损坏；1994年5月份、1981年7月份、1976年不同程度的发生洪水灾害，冲走农作
14、物，造成的直接经济损失达约10万元。存在的主要问题：（1）工程区防洪设施不完善，洪水灾害严重。工程区左岸堤防正在建设中，右岸仅有218.39m旧堤，为附近村民集资修建，经复核计算，堤顶高程不满足本次设防要求，且堤防质量差，破损严重，渭河属季节性河流，全年水量主要集中在夏、秋季，每逢降暴雨，河水就会暴涨，洪峰来临时具有峰高量大，历史短等特点，对河岸冲刷摆动很突出，致使洪水冲蚀沿线耕地的情况较为严重，沿岸耕地界限也在不断地变化，距河岸较近范围内只能种植低产作物。（2）盲目筑护岸，围堤造田，致使河道束窄，行洪断面减小。工程区内由于统一的流域治理规划未落实，河道沿岸村民与何争地的现象较为严重，村民在河
15、滩开垦种地，每遇汛期就会被洪水冲毁、淹没，讯后当地村民继续围垦造田，往往是投劳多，收获少，与河争地的现象较为严重。（3）统一的流域治理规划未落实，未形成完善的防洪体系。工程区左岸、国道“316”线XX河大桥下游段已建有部分堤防工程，但和右岸不能形成完整的防洪体系，防洪的整体效益不能充分发挥。1.4.2工程建设的必要性XX河右岸共有村民276户，人口1389人，耕地2366亩，沿岸耕地土壤肥沃，雨水充足，具有种植农作物和药材等优势，2009年全区农民人均纯收入1880元，人均占有粮320公斤，农户主要以小麦、中药材种植为主，但由于区内洪水灾害爆发频繁，洪灾造成的损失严重，临河100m范围内耕地种
16、多收少，极大地影响当地居民发展经济的积极性，且耕地面积在洪水的冲蚀下逐年递减。沿岸居民要求修建防护工程的呼声很高，限于资金问题，给当地政府的工作造成巨大的压力。因此，修建XX河XX至河口段右岸堤防工程十分必要。1.4.3工程任务和规模1）工程任务根据本工程的实际情况，确定本工程建设的任务时必须统筹兼顾，在充分认识河段水情特点、水势变化规律的前提下，依照防洪法和防洪标准，采取堤防与沟道治理相结合，堤防与当地建设相结合，完善防洪体系，保证河道行洪宽度，提高河道整体防洪能力，确保工程防护区的设计洪水标准下不受洪水侵害，促进当地经济的可持续发展。工程建设的主要任务是：在XX县XX河XX至河口段右岸修建
17、防洪工程，保护河道右岸居民和沿岸土地不被洪水侵吞。本次设计右岸堤防长度共计6.2km，上起XX村对岸高阶地，起点对岸高程与堤顶设计高程齐平，下至河口村国道“316”线大桥，与桥墩防护段相接。已修建道路路涵14处。2）工程规模本工程主要防护对象为河道右岸居民和沿岸耕地在设计洪水情况下不受洪水侵害，设计堤线长度6.2km。防护人口1389人，耕地2366亩，根据防洪标准（GB50201-94）规定，确定保护对象等级为等，选定该工程防洪标准为20年一遇洪水，相应洪峰流量为140m3/s，按堤防工程设计规范（GB50286-98）规定，该堤防工程级别为4级。1.5工程布置及主要建筑物1.5.1工程总体
18、布置工程总设计右岸堤防长度6.2km，上起XX村对岸高阶地，起点地面高程与堤顶设计高程齐平，桩号5+981.616+200段为附近村民集资修建，需拆除重建，共计218.39m，下至河口村国道“316”线大桥，与桥墩防护段相接。根据拟定的工程堤线布置原则，结合现状堤防存在的问题、地形条件及稳定河宽的要求等因素，在不影响河势和满足堤距要求的情况下，右岸堤线尽量靠岸边高低布置，以左岸在建堤防为制导线，与左岸以70m控制堤距并平行布置，堤身考虑修建在土质好、比较稳定的滩岸上，在河道明显变窄的河段，采取展宽堤距或考虑清除障碍，是上下游河道堤线平顺，各堤段平缓连接。1.5.2建筑物设计（1）堤防工程设计本
19、次设计采用重力式挡土墙防洪形式，挡土墙后用碾压砂砾石填充，顶宽3.0m。重力式挡土墙护面材料采用M10水泥砂浆砌块石，顶部宽度为0.5m，墙踵长度0.1m，厚度0.4m。沿堤身设纵向伸缩变形缝，每10m设一道，缝宽3cm，用闭孔塑料板填缝。本次设计对原有旧堤防拆除重建，断面设计同新建堤防断面。（2）穿堤建筑物设计排水建筑物设计右岸桩号0+310、0+755、1+066、1+272、1+723、1+778、2+252、2+543、2+774、2+989、3+762、5+143、5+470、5+787处为排水沟，需修建排水穿堤设施，排水穿堤建筑物采用100cm预制砼管，进口端设沉砂池，采用C15砼
20、浇筑，底为1.01.5m。详见涵管设计图。护栏设计为防止人、畜发生危险，右岸堤顶设置防护栏，栏高1.2m，采用购买仿大理石栏杆。1.5.3设计计算（1）重力式挡土墙的稳定设计重力式挡土墙的稳定计算根据堤防工程设计规范（GB50286-98）附录F公式F.0.4、F.0.5分别进行抗滑稳定和抗倾稳定计算。经计算，重力式挡土墙抗滑、抗倾稳定满足要求，计算成果如表1-2。重力式挡土墙稳定计算成果表表1-2工况正常情况非常情况设计洪水位设计洪水位骤降期多年平均水位遭遇地震抗滑安全系数2.151.211.11规范值Kc1.21.21.05抗倾安全系数2.181.711.46规范值Ko1.451.451.
21、35（2）堤身稳定计算本次设计工程区防洪堤最大堤高4.32m（地面以上2.65m）。填筑砂砾石料的天然密度为2.12g/cm3，浆砌石与砂砾石的摩擦系数0.66，粘聚力为0。计算工况：正常情况：设计洪水位不稳定渗流期背水侧堤坡。非常情况：多年平均水位时遭遇地震的背水侧堤坡。堤身稳定采用土石坝边坡稳定分析程序分析计算，成果见表1-3。堤身稳定计算成果表表1-3工况正常情况非常情况设计洪水位不稳定渗流期多年平均水位遭遇地震安全系数1.211.10规范值K1.21.1各种工况下，安全系数均满足规范要求。（3）渗流计算XX河洪水是由局部暴雨造成，据水文资料分析，干流洪水过程多以单峰为主，中小洪水历时一
22、般较短，峰型尖瘦。洪水回落时间很短，难以形成稳定渗流，故按不稳定渗流计算，经计算，其结果满足稳定要求。1.6工程施工1.6.1施工条件本工程为堤防工程，工程区位于XX县城南侧9.0km处。工程区内地势平坦，场地开阔，便于施工场地及生活区规划布置。工程区对外交通方式为公路运输，国道“316”线、梁锹公路穿过工程区，对外交通条件较为便利。工程区施工可用XX河河道水，水源条件便利，水质符合施工用水的要求。施工用电从工程区右岸附近的村庄接引0.38KV电源，备用30KW柴油发电机。本工程所需钢材、水泥、木材及其他材料从XX县城购买，平均运距9.0km。1.6.2施工导流工程区位于XX河下游段，根据近几
23、年来XX河来水的实际情况，非汛期河道水量较小。所以，本工程施工结合工程区段XX河来水的实际情况，尽量选择汛前、讯后苦水季节施工，需布置临时围堰1.0km，围堰防洪标准为5年一遇，采用草袋堆置，为梯行断面，顶宽2.0m，高2.0m，坡比11。1.6.3料场选择堤身填筑料可就近使用堤内河床及漫滩砂砾石，砂砾石混合料储量丰富，大部分需水下开采，粗略估计可用总储量大于100万m3。各项指标均满足规范质量技术要求，满足设计用量要求。工程区下游XX河河口与渭河交汇处有个体采砂厂，可直接购买。砂砾石料储量丰富，日最大开采量约200m3/d，购买价为：砂子80元/m3，石子45元/m3，料场距工程区平均运距为
24、3.5km。工程区附近范围内无块石料，块石料可在XX峡口水库上游大岘沟内开采，距工程区约33km，开采较困难，运距较远。岩性为厚层灰岩，岩石致密坚硬，储量丰富，需在陡崖处炸取，按平均开采厚度30m及40%50%的开采成品率估算，储量大于20万m3，满足设计用量要求。1.6.4主体工程施工本工程施工工艺较为简单，为保证工程施工进度，控制工程投资，主体工程采用以机械为主、人工为辅的施工方案。砂砾石开挖采用人工配合1m3挖掘机开挖，8t自卸汽车拉运，局部边角部位则由人工挖装，机动三轮车运输，干净的砂砾石就近堆放，作为筑堤采料，质量差的砂砾石料作为回填料。砂砾石填筑采用人工配合74kw推土机推运、平整
25、，14t振动碾碾压，铺料厚度为25cm30cm，狭窄、边角部位辅以人工平整，蛙式打夯机夯实，并应通过现场碾压试验确定辅料厚度。填筑过程中卸料、铺料、碾压三个工序采用流水作业，填筑顺序由下而上，要求压实相对密度大于0.66。浆砌石施工：块石料由自卸汽车运至施工点，砌石工程施工采用水泥砂浆拌合机拌料，架子车运输，人工砌筑、勾缝，按照先下层、后上层，先角石、后中石，先沿子石、后腹石的顺序进行，砌筑时缝口砌紧，底部应垫稳填实，严禁架空，不得叠砌和浮塞。本工程防洪堤由于基础位于河道深槽以下，所以施工时，基坑涌水量较大，需要采用潜水泵抽排基坑涌水，以保证干地施工。1.6.5施工进度计划安排本工程建设总工期
26、12个月，准备期1个月，主体工程施工期10个月，竣工收尾1个月。1.6.6主要工程量及技术指标主要建筑物工程量为：砂砾石开挖总量为89486m3，砂砾石夯、回填总量为123936m3，浆砌石13640m3，现浇砼565m3。主要材料用量：水泥567t，砂子2527.3m3，石子459.5m3，块石15877.0m3，需总劳力66850个工日。1.7工程永久占地本工程永久占地为45亩，其中耕地面积2.3亩、林地1.2亩，其余均为河滩荒地，工程建成后可恢复耕地68亩，不涉及人口搬迁和房屋拆建。根据XX县人民政府部门意见，本工程永久占地由当地有关部门统一组织安排，具体协商妥善解决村民被占地后的有关问
27、题，按国家有关规定，结合地方政府部门意见，由当地政府进行安排和补偿。1.8环境保护设计XX县XX河XX至河口段右岸堤防工程建设实施后，将减免洪水灾害带来的社会经济损失。工程建设对环境的不利影响，主要集中在施工期，采取相应的工程措施、水保措施和环保措施后，可减免、减少其影响，施工结束后，影响将消除。该工程实施对环境的有利影响是显著的、长久性的，不利影响是局部的、暂时的。因此，从环境保护的角度分析，该工程的建设是可行的。1.9工程管理1.9.1管理机构和人员编制本工程为社会公益性项目，管理机构应以精简高效为原则，合理设置职能机构或管理岗位，尽量减少非生产人员。工程建成后，按照工程管理范围和保护范围
28、，由XX县水务局负责管理，不另增设机构和人员。1.9.2工程管理范围和保护范围工程管理范围包括主体工程、附属工程设施、生产生活区和护堤地等。保护范围横向宽度在背侧从护堤地边界线以外起，按宽度50m划定为工程保护范围。1.9.3生产生活用房生产生活区包括办公用房、设备材料防汛物资仓库、维修车间及生活福利设施等，本工程管理机构为XX县水利局，不另设人员和生产生活设施。1.9.4运行管理费用测算经测算，本工程年运行费为42.28万元。1.10设计概算1.10.1编制说明（1）依据甘水发2009424号文关于颁发甘肃省水利水电工程设计概（估算编制规定）的通知编制本工程设计概算。（2）建筑工程采用甘水规
29、字199641号文颁发的甘肃省水利水电建筑工程概算定额；机械台班定额，执行甘水规发199641号文颁发的甘肃省水利水电工程施工机械台班费定额，并根据甘水发2009424号文对其一类费用乘以1.15进行调整，二类费用按本工程标准及能源价格计算。（3）外购材料采用2011年第2季度市场调节价。1.10.2工程投资根据编制原则，结合本工程的实际情况，经计算分析该工程总投资810.21万元，其中：建筑工程648.11万元，临时工程47.52万元，其他费用75.99万元，预备费38.58万元。1.11经济评价该堤防工程属于社会公益性质建设项目，工程效益主要为防洪效益，无明确财务收入，所以经济评价只进行国
30、民经济评价，不做财务评价。本项目按社会折现率8%计算，主要国民经济评价指标为：按动态投资计算时，项目经济内部回收率10.07%，高于社会折现率8%，经济净收益现值(当=8%时)为19.00万元，经济效益费用比1.15，大于1.0。1.12结论及建议1.12.1（1）XX县XX河XX至河口段堤防工程防护人口1389人，保护耕地2366亩。工程防护对象等别为等，主要建筑物级别为4级，洪水设计标准为P=5%，相应洪水流量为140m3/s。工程区地震动峰值加速度为0.15g，相应的地震基本烈度为度，地震动反应谱特征周期为0.45s，本工程地震设防烈度按7度考虑。（2）该工程防护段为XX县XX河XX村至
31、河口段右岸，设计右岸堤防长度共计6.2km。（3）工程区位于XX县城东南侧的XX河河谷盆地区，堤防工程地处河床、漫滩及级阶地前缘部位，工程地质、水文地质条件良好，天然建筑材料丰富。（4）工程施工期安排在枯水期，导流时段为当年10月翌年7月。总工期为12个月，主体工程施工期为10个月。主要工程量为：砂砾石开挖总量为89486m3，砂砾石夯、回填总量为123936m3，浆砌石13640m3，现浇砼565m3。主要材料用量：水泥567t，砂子2527.3m3，石子459.5m3，块石15877.0m3，需总劳力6.69万个工日。（5）根据编制原则，结合本工程的实际情况，经计算分析该工程投资810.21万元，其中：建筑工程648.11万元，临时工程47.52万元，其他费用75.99万元，预备费38.58万元。（6）该工程属于社会公益性质的建设项目，工程效益主要为防洪效益，无明确财务收入，所以经济评价只进行国民经济评价，不做财务评价。经计算，主要国
