董家河村堤防工程初步设计报告

PAGEPAGE３４天水市麦积区石佛镇董家河村堤防工程初步设计麦积区石佛镇董家河村堤防工程初步设计报告1基本情况麦积区石佛镇董家河村位于石佛镇东部，东邻石佛沈家河村，西接樊家湾村，北靠清水县韩家坪村，南与渭红村隔水相连。华双公路横贯该村，交通便利。全村共有365户、1887人，大家畜114头，家禽3200只。总耕地面积2958亩,其中川地1500多亩,适宜多种作物生长，全村经济以养殖业和农业为主。农业以蔬菜种植为主产业，苹果为近年来的新兴产业。二0一四年人均纯收入2650元。项目区年均降雨量480．3毫米，年均气温12℃，全年无霜期211天，年平均日照时数2097，年蒸发量1420.2mm，平均海拔1135m。平均风速16m/s，最大冻土深61cm。石佛镇董家河村堤防工程位于渭河一级支流川儿河畔两岸，流域面积24.45平方公里，位于渭河北岸，发源于清水县土门乡蒲家滩。河床平均比降为2.69%。村民大部分居住于川儿河两岸，由于近几年来雨水偏多，加之河堤两岸年久失修，每年雨季一遇暴雨洪水，河水上涨，河道在此段蜿延弯曲，无规律流动，洪水肆意冲刷着沿河两岸，洪水直接威胁到该村365户、1887人的生命及财产安全。为了保障村民安全渡汛，2015年五月麦积区水务局勘测设计队技术人员经现场勘测，计划在石佛镇董家河村两岸新修堤防工程1911m,其中左岸新修958m,右岸新修953m,使洪水由北向南流入渭河，以保证村民安全渡汛。2工程现状及规划2.1工程现状由于工程区位于石佛镇董家河村段，集水面积较大，河床较陡，历年都有较大的洪水发生，因无稳固的防洪工程设施，每遇汛期，山洪暴涨，造成沿岸大片农田被淹，庄稼绝收，群众生活无法得到保障，对石佛镇董家河村村沿岸村民的生命财产构成严重威胁。因此修建该段堤防十分必要。麦积区石佛镇董家河村堤防工程符合国家扶贫投资建设项目。实施该项目也是当地群众多年来的迫切愿望。工程建成后，群众可以安居乐业。修建防洪堤的主要目的是保护设防区农田和村庄，本次工程设计防洪标准为十年一遇洪水，堤防地基为砂砾石，地质条件优越，堤线布置利用河滩地不占用耕地。堤防工程建设内容单一，技术操作简单，技术负责单位麦积区水利局有一支业务精强的专技队伍，且参与堤防建设项目的施工单位经验丰富，对项目的实施具有雄厚的技术、能力保障。2.2治导线布置石佛镇董家河村村民大部分居住于川儿河两岸，河堤塌陷，年久失修，每年雨季一遇暴雨洪水，河水上涨，河道在此段蜿延弯曲，无规律流动，洪水肆意冲刷着沿河两岸，洪水直接威胁到365户、1887人的生命及财产安全。根据堤线布置的原则，结合工程区河床现状及地形条件，适当考虑河相关系，不改变河型、水流、流速及流向等在防护区允许范围内，具有一定的安全性，堤线在不占用或尽量少占耕地的前提下，按沟道主流走向布置。为了保障村民安全度汛，治理段布置在石佛镇董家河村川儿河两岸，新修左岸堤防958m,布置桩号为0+958；右岸堤防953m,布置桩号为0+953，因此治导线随地形布设，主要为保护村民生命及财产安全。各段面桩号及高程如下表：各段面桩号及地面高程表2-1断面桩号（左岸）地面高程(m)河床最低点高程(m)断面桩号（右岸）地面高程(m)0＋0001147.231147.100＋0001149.100＋0501142.811141.500＋0501141.820＋1001136.721136.430＋1001136.500＋1501133.501133.200＋1501133.200＋2001132.101132.100＋2001132.700＋2501131.581131.320＋2501131.400＋3001132.101131.100＋3001131.100＋3501130.021130.020＋3501130.820＋4001128.821128.510＋4001129.280＋4501126.801126.400＋4501127.100＋5001126.011125.500＋5001125.700＋5501127.101125.300＋5501125.400＋6001125.521124.400＋6001124.600＋6501125.301124.010＋6501124.100＋7001125.501125.200＋7001125.200＋7501123.801123.520＋7501124.800＋8001122.651122.610＋8001123.800＋8501122.401122.120＋8501122.400＋9001122.051121.850＋8691122.100＋9581121.451121.400＋9531121.453设计水文气象资料3.1自然地理概况项目区位于石佛镇董家河村，华双公路横贯该村，交通便利。属于渭河一级支流川儿河，流域面积24.45Km2，位于渭河北岸，发源于清水县土门乡蒲家滩。海拔1121.45-1149.10m，河床平均比降为2.69%。村民大部分居住于川儿河两岸，由于近几年来雨水偏多，加之河堤两岸年久失修，每年雨季一遇暴雨洪水，河水上涨，河道在此段蜿延弯曲，无规律流动，洪水肆意冲刷着沿河两岸，洪水直接威胁到该村365户、1887人的生命及财产安全。3.2气象治理河段流域属温带半干旱、半湿润气候，冬季雨雪少且寒冷时间长，春季升温快，冷暖变化大，夏季气温较高，降水集中，秋季降温较快。年内降雨分配不均匀，每年6—9月的降水量占全年的65%-69%，4—9月占全年的80%，年际变化较大，丰水年降水量约为枯水年的1.5倍，年极端降水量之差300-450mm，比值约为2倍。年均降雨量480．3毫米，年均气温12℃，全年无霜期211天，年平均日照时数2097，年蒸发量1420.2mm，平均海拔1083．9米。平均风速16m/s，最大冻土深61cm。3.3水文石佛镇董家河村川儿河属渭河一级支流，呈“S”型延伸，对称系数0.64。流域内无实测水文资料，依据相邻的天水市气象局麦积气象资料和实地调查推算，多年均侵蚀模数4290T/Km2。径流泥沙主要以洪水形式宣泄，长流水流量很小。工程设防区以上控制流域全长23.95Km，，流域面积24.45Km2，河道比降为2.69%，每遇暴雨洪水期，流速大、水流急、破坏力极强，多年平均降雨量为490mm。年平均径流量66.02万m3，十年一遇洪峰流量约89.15m3/s，径流深35㎜，属多泥少沙型渭河一级支流。3.4年径流3.4.1设计年径流计算石佛镇董家河村流域年径流由降雨补给，多以暴雨型出现，产流水量较多，据统计汛期水量占全年水量的75%，枯水期水量甚少，甚至断流。从渭河流域多年平均径流深图查得h查=35毫米，据调查该沟处十二——二月基本断流。又从多年平均十二——二月径流深图查得h深=2毫米，故多年平均径流量需进行深层地下水的修正。因为十二——二月径流量基本上是由深层地下水补给的，所以全年深层地下水的补给量可以用它的四倍进行估算。H=h查-4h深=35-4×2=27(毫米)W平=0.1h×F=0.1×27×24.45=66.02(万米3)h——修正后的多年平均径流深，以毫米计；h查——多年平均径流深，以毫米计；h深——多年平均十二——二月径流深，以毫米计；W平——多年平均径流量,以万米3计；F——集水面积，以Km2计。3.4.2年平均输沙量从多年平均侵蚀模数图查得G=12000(吨/公里2)求该河道的多年平均输沙量。Qs=0.0001GF=0.0001×12000×24.45=29.34(万吨)Qs——多年平均输沙量，以万吨计；G——侵蚀模数，以吨/公里2计。经以上计算得多年平均径流量为66.02万m3,多年平均输沙量29.34万吨。3.5设计洪水计算该工程设防标准为10年一遇，因此查得渭河洪峰流量经验公式表，P=10%时的洪峰流量模数q可依下列公式计算q=式中:q——洪峰流量模数（m3/s/km2）；F——集水面积，（km2）。经计算q10%=17.8/24.450.496=3.65（m3/s）Q10%=q10%F=3.65×24.45=89.15（m3/s）。经以上计算：十年一遇的洪峰流量为89.15m3/s。4工程地质与建筑材料4.1地质条件项目区位于渭河中下游三阳川盆地北缘山区，项目区出露的地层为第四纪黄土层，土层厚度在35一65m之间，为湿陷性黄土层，垂直节理发育。工程设计蓄水池位置地形坡度平缓，无不良物理地质现象，根据实验数据，该黄土层的天然容重为1.6t/m3，地基承载力为8一10T/m2。工程设防区处于沟道漫滩之上，沟道总体较为顺直，无分叉现象，两岸阶地高出沟床1—3m，现有沟床宽度为25—50m。工程设防区含水层厚度约5米左右，地下水水力坡度为20%，水质为HCO3--Ca2+·mg2+型水，对砼无侵蚀性，地下水属河床潜水。经挖探取样分析，该段平均粒径8.5mm。根据深坑资料分析，砾石层中没有软弱夹层，抗冲刷能力较好，堤防基础较稳固，无不良地质现象。4.2地质构造及地震工程区构造体系比较复杂。地貌从成因和形态来看，属秦岭山脉南缘的一部分，基岩上面为第三系甘肃红层，表层覆盖着第四系马兰黄土。河流不断侵蚀下切，形成梁状山地，梁状山地与沟谷平行成疏状地形，构成了两山之间有一沟，两沟之间有一山的地貌。根据《中国地震动峰值加速度区划图》(1：400万)，本区地震动峰值加速度为0.3g，相应地震基本烈度为Ⅷ度。区域构造稳定性较差。4.3水文地质条件本区地下水主要为沟谷潜水，主要赋存于沟道漫滩及I级阶地砂砾石层中。沟道漫滩的地下水埋深较深，一般为5～8m，I级阶地地下水埋深一般为7～10m，地下水主要接受大气降水补给。地下水的矿化度0.8～1.3g/l，总硬度为72～94.5mg/l，PH值为7.6～8.1，属HCO3-—Ca2+＋Mg2+型水，对普通硅酸盐水泥不具侵蚀性。河水的矿化度0.9～1.6g/l，总硬度68.6～97.8mg/l，PH值为8.0～8.9，属HCO3-—Ca2+型水，对普通硅酸盐水泥不具侵蚀性。4.4天然建筑材料4.4.1块石料产地本工程拟用块石料工程区附近没有，可从其他采石场拉运，运距较远，因此尽量少采用块石料的原则，而多采用水泥及沙石料。4.4.2砼及砂浆粗细骨料产地本工程拟用砼及砂浆粗细骨料可在附近采砂厂购买,运距2.5㎞，储量丰富，砂砾石的天然密度1.96g/cm3，砂的平均粒径0.42mm，砾石软弱颗粒含量为4.25%，针片状含量6.28%，含泥量＜1%，粒度模数7.35，砂的含泥量＜2%，细度模数为3.4，质量完全能满足工程需要。4.4.3堤坝填筑料本着就地取材的原则，清除上部的亚粘土、人工堆积、垃圾及淤泥，尽量利用护堤工程的地基开挖砂砾料及沟道清障时下部的砂砾石料填筑堤体，砂砾石料相对密度达0.65，控制干容重不小于2.0g/cm3。砂砾石层厚度大于10m，运距近，开采便利，产地表层有厚约0.3～0.8m左右的冲积轻粉质壤土覆盖。4.5结论及建议4.5.1结论（1）工程区地震动峰值加速度为0.30g，地震动反应谱特征周期为0.35s，相当于地震基本烈度Ⅷ度；（2）防洪堤基础置于砂砾石层上，其允许承载力为0.25～0.35Mpa，砂砾石的渗透系数K=20～60m/d。（3）堤防地基的岩性为第四系全新统冲洪积砂砾石层，其允许承载力0.25～0.35Mpa，临时开挖边坡比1：1～1：1.5；（4）天然建筑材料均能满足工程所需。4.5.2建议防洪堤基础置于砂砾石层之上，砂砾石的渗透系数为K=40～80m/d，允许承载力[R]=0.4Mpa，堤基砂卵砾石层的允许水力坡降值j允=0.015。变形模量E0=45Mpa，开挖边坡比采用1：1.0～1：1.5，施工过程中需开挖导流槽排水。5工程任务和规模5.1工程任务工程区涉及石佛镇董家河村365户、1887人，，大家畜114头，家禽3200只及沿河道两岸村民房屋及农田的防洪度汛安全。本次设计新修堤防总长1911m。以防洪排洪，稳定水势，相对控制主流摆动，保护村庄、耕地。5.2工程规模按国家《防洪标准》（GB50201—94）的规定，防洪标准的设计洪水为10—20年一遇，根据当地社会经济发展情况，按保护区损失风险分析，拟定本段堤防采用10年一遇洪水标准设计。按《堤防工程设计规范》（GB50286—98）的规定，该段堤防工程级别为5级，根据《防洪标准》（GB50201—94）的规定，防护区等级为Ⅴ等。工程区属地震活动区，地震动参数为0.3g，相应地震烈度为Ⅷ度。6工程设计6.1设计依据《中华人民共和国防洪法》；《砌体工程施工质量与验收规范》（GB5023-2002）；《防洪标准》（GB50201—94）；《堤防工程设计规范》（GB50286—98）；《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）；《堤防工程管理设计规范》（SL171—96）；《水文调查规范》（SL196—97）；《水利水电工程水文计算规范》（试行）（SDL214—83）；《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44—93）；《堤防工程施工规范》（SL260—98）6.2河宽确定6.2.1造床流量造床流量是指多年的造床过程中对河槽的塑造与形成所起的作用最为突出的流量，一般认为，它既不是最大的洪峰流量，也不是经常存在的枯水流量。根据钱宁在《河床演变》一书中提出，造床流量约相当于2年（P=50%）一遇的洪水流量。也可近似的认为多年平均洪峰流量即相当于造床流量。本次采用多年平均洪峰流量。q平=式中:q平——洪峰流量模数（m3/s/km2）；F——集水面积，24.45（km2）。Q平=q平×F=1.60×24.45=39.11m3/s经计算，本次设计堤防段造床流量Q平=39.11m3/s。6.2.2稳定河宽根据阿尔图宁公式可求得稳定河宽，其公式如下：式中：B—河槽稳定宽度（m）；Q—造床流量（m3/s），Q=39.11m3/s；J—治理段河床比降；J=0.027；A—河相系数，经河型分析A取1.0～1.7；计算结果:B=12.9～21.91m即由阿尔图宁公式求得稳定河宽B为12.9～21.91m。6.2.3整治河宽根据水流阻力公式、连续方程与河相关系式联解可求得稳定河宽，其公式为：式中:B—稳定河宽（整治河宽）m；Q—造床流量（m3/s）；n—河床糙率，n=0.034ξ—断面河相系数，对于蜿蜒性河段一般为2—6，游荡性河段一般为20—40，过渡性河段为8—12。在断面河相系数上分析应为游荡性下接过渡性河段，经分析研究后该段断面河相系数取12为宜；J—本次规划段河床比降，此段为2.69%；则：B=30.03m。由阿尔图宁公式求得稳定河宽B为12.9～21.91m，由水流阻力公式、连续方程与河相关系式联解求得整治河宽B为30.03m，鉴于工程治理段为游荡性河段，沟势开阔，纵深较大，且前缘坡度急剧趋缓，考虑到与现有村级公路的平缓相接与防洪护基安全，为充分利用沟道现状，结合项目区特点，本次设计初步拟定工程治理段稳定河宽由理论计算为30.0m。6.3设计洪水水面曲线计算此河段水流为恒定非均匀流，因此洪水水面线计算可采用伯努力方程式，公式如下：基本资料：设计洪峰流量：Q10%=89.15m3/s；河床糙率：n=0.034。采用应用程序计算，各断面河床水面线设计洪水水面线计算结果如表6—1。以右岸为典型断进行水面曲线演算，各断面水位经适配线调坡后高程见纵断面设计图。石佛镇董家河村堤防治理段设计洪水水面线(P10%)计算表(QP10%=89.15m3/s,n=0.034，i=0.0269)表6-1断面护堤桩号（右岸）河床最低点高程（m）设计洪水位Z（m）过水面积ω（m2）湿周X(m)平均流速V（m/s）水力半径R（m）谢才系数cⅠ—Ⅰ0+1501133.201134.0625.8431.723.450.8128.42Ⅱ—Ⅱ0+3001131.101131.9525.6231.693.480.8128.38Ⅲ—Ⅲ0+4501126.401127.2425.3331.673.520.8028.33Ⅳ—Ⅳ0+6001124.401125.2425.1831.713.540.7928.31Ⅴ—Ⅴ0+7501123.521124.3625.2531.683.530.8028.32Ⅵ—Ⅵ0+8501122.121122.9725.4031.693.510.8028.356.4堤顶高程的确定堤顶高程由下式计算确定：Y=R+e+A其中：Y—堤顶超高（m）；R—设计波浪爬高（m）；e—设计风壅水面高（m）；A—设计风壅水面高（m）；①确定风浪爬高：风浪爬高根据《堤防工程设计规范》GB50286—98提供波浪爬高计算公式进行计算：当m＜1.5时，可按下式计算：h爬=3.2×K×h波×tgθh波=0.0208V5/4×B1/3当m=1.5～5.0时，可按下式计算：计算确定：式中：RP—累积频率下的波浪爬高（m）；K△—斜坡的糙率及渗透性系数，根据护面类型查规范中表C·3·1—1，砼及砼板护面K△=0.9；砌石护面K△=0.75～0.80；KV—经验系数，可根据历年汛期最大平均风速V（m/s）（此处历年汛期最大平均风速为12m/s，按规范乘以1.5系数，则最大风速为18m/s），堤前水深d(m)为0.85m，重力加速度g（m/s2）组成的无维量=2.03，可查规范中表C·3·1—2确定KV=1.08；KP—爬高累积频率换算系数，可按规范中表C·3·1—2确定，本次设计不允许越浪，则KP=2.07；m—斜坡坡率；砼护坡m=1.5，浆砌石护坡m=1；—堤前波浪的平均波高，可用公式式中：V—计算风速12.3m/s;—平均波周期（s）;g—重力加速度（9.81m/s2）;经计算得：=0.14(m)L—堤前波浪的波长（m），查规范表C·1·3—2中查得L=2.14；经计算R爬=0.61m。②风壅水面高度e：风壅水面高度可按规范GB50286—98中规定公式计算：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；V—设计风速，按计算波浪的风速确定，V=18m/s；F—由计算点逆风向量到对岸的距离(m)，川儿河洪峰多由夏秋季形成，夏秋季季风多为东南风,F=500m；d—水域的平均水深，d=0.85m；β—风向与垂直于堤轴线的法线夹角（度）,β=45°；③安全加高A：安全加高根据《堤防工程设计规范》和《防洪标准》规定，该段堤防为5级，弯道段安全加高值为0.5m。Y=0.61+0.025+0.5=1.165m④确定堤顶高程及比降: 将以上各参数值带入即得: Y=R+e+A=Z水面＋1.14根据各断面堤顶高程及治理后河床发育演变规律,利用外包线概化求得治理段相应桩号堤顶高程(堤顶高程详见表6-2)。水位线及堤顶高程计算表表6-2护堤桩号（右岸）河床最低点高程（m）设计洪水位Z（m）堤顶高程（m）0+1501133.201134.061135.200+3001131.101131.951133.090+4501126.401127.241128.380+6001124.401125.241126.380+7501123.521124.361125.500+8501122.121122.971124.116.5河道冲刷深度计算及堤基高度确定（1）护堤冲刷深度计算护堤较为直顺，冲刷计算根据《堤防工程设计规范》（GB50286—98）中规定，水流平行于岸坡产生的冲刷公式计算，公式如下：式中：hB—局部冲刷深度（m），从水面起算；hP—冲刷处的水深(m),以近似设计水位最大深度代替；VCP—各断面平均流速（m/s）V允—河床面上允许不冲流速(m/s)；根据地质选择级配；2—20mm占30%，V允=1.3m/s；2mm以下占70%，V允=0.75m/s；此段河床允许不冲流速V允=0.92m/s；n—与防护岸坡在平面上的形状有关，一般取n=1/4。设计洪水（P10%）各断面冲刷深度计算表表6-3位置断面护堤桩号冲刷处的最大水深平均流速从设计水面算起的局部冲刷深度深泓线至河床冲刷处深度(m)深泓线以下埋置深度hp（m）Vcp(m/s)hB(m)(m)(m)董家河村Ⅰ—Ⅰ0+1500.863.452.840.631.44Ⅱ—Ⅱ0+3000.853.482.850.651.41Ⅲ—Ⅲ0+4500.843.522.870.641.33Ⅳ—Ⅳ0+6000.843.542.860.591.34Ⅴ—Ⅴ0+7500.843.532.880.661.37Ⅵ—Ⅵ0+8500.853.512.870.601.40（2）弯曲段局部冲刷深度:上、下游项目区治理段均设置弯道段，水流的横比降及局部堤线存在一定夹角，形成局部斜冲水流局部冲刷。因此采用斜冲水流计算局部冲刷:23tg&/2Vj2△hp= ×-30d 1＋m2g其中：△hp—从河底算起的局部冲深（m）;&—水流流向与岸坡的平交角（度）;Vj—水流的局部冲刷流速;d 河床颗粒粒径，取10cm;m 防护建筑物迎水面边坡系数取为1.5。其中水流的局部冲刷流速Vj计算:Q12ηVj= × B1×H11＋ηB1—河滩宽度,从河槽边缘至坡脚距离（m）;Q1—通过河滩部分的设计流量（m3/s）;H1 河滩水深（m）;η 水流流速分配不均匀系数;根据&角确定如下表水流流速分配不均匀系数&-η表表6-4&≤15°20°30°40°50°60°70°80°90°η11.251.51.752.002.252.502.753.00则石佛镇董家河村治理段治理段局部冲刷深度计算如下表:石佛镇董家河村治理段局部冲刷深度的计算表6-5断面桩号&Vj△hp0+36030°3.352.050+46040°3.42.03⑶河堤基础埋置高程计算：Z基=Z水面－△hp－&其中:Z水面—断面处水面高；△hp—一般冲刷深度。&—安全加深，直、曲线段&=0.5。按上述公式计算各断面基础高程，然后点绘，再用外包线法，并考虑大致与堤顶线平行，确定基础埋置高程及纵比降。具体详见下表：基础埋置高程计算表表6-6断面桩号Z水面△hp&Z基0+1501134.062.340.51131.220+3001131.952.350.51129.100+4501127.242.370.51124.370+6001125.242.360.51122.380+7501124.362.380.51121.480+8501122.972.370.51120.10⑷防洪河堤高度的确定：河堤高度H=Z顶－Z基堤顶高程及基础高程表表6-7护堤桩号（右岸）河床最低点高程（m）地面高程（m）设计洪水位Z（m）堤顶高程（m）基础高程（m）河堤高度（m）0+1501133.201133.501134.061135.201131.223.980+3001131.101132.101131.951133.091129.103.990+4501126.401126.801127.241128.381124.374.010+6001124.401125.521125.241126.381122.384.000+7501123.521123.801124.361125.501121.484.020+8501122.121122.401122.971124.111120.104.01经上表计算,概化后本工程堤身高度为4.00m。6.6堤防护坡材料的方案比较堤防工程护坡材料的可选方案一般有:浆砌石护坡和混凝土护坡。（1）技术比较从地质承载力与抗滑移、抗倾覆的角度分析考虑，浆砌石比砼密实度大，强度高，但浆砌块石硬度大于C15砼硬度，因此M10浆砌石比C15砼抗冲性能强。两种材料方案比较表表6-8项目浆砌石护堤混凝土护堤施工要求需要修整边坡需要修整边坡、支模用电要求不用电需要用振捣器施工工艺复杂简单所用材料砌石砼运距远近工程造价高低（2）单位堤长护坡经济比较从工程经济、合理、可行的原则分析考虑，单位堤长护坡工程造价即是经济分析比较的主要指标。单位堤长护坡经济比较表表6-9护坡材料坡顶厚（m）坡底厚（m）单价（元/m3）坡比单位工程量（m3）单位造价（元）C15砼0.150.30431.491：1.51.41626.89浆砌石0.400.65411.671：1.53.281350.28经单位堤长护面工程造价分析比较，M10浆砌石护面单位造价1350.28元/m，高于C15砼护面单位造价626.89元/m，可降低单位造价成本723.39元/m。综合以上分析比较:方案Ⅰ（M10浆砌石护面）：单位造价较高，工程量大，需要较多的劳力，体力劳动较大等。该工程石方采用量大，运距较远，不便开采。方案Ⅱ（C15砼护面）：单位造价较低，渭河河滩砂石料开采方便，部分建筑材料可就地取材，外表美观等。强度低于浆砌石，但对于该堤防工程而言，强度及抗冲性能满足要求。因此选择C15砼护面作为董家河堤防工程护坡护面材料是可行的。6.7河堤护坡断面结构尺寸因当地砂石料充裕，水泥运输方便，C15砼护面造价低，该河堤基础及护坡均采用C15砼型式，堤身背面夯填砂砾石。堤高4.0m,顶宽3.0m，迎水面边坡坡比采用1∶1.5、背水面边坡坡比均采用1∶1。堤顶C15砼护坡宽度为0.30m，坡顶设置0.2m厚，0.3m宽的C15砼压顶。护坡顶厚0.15m，护坡底厚0.30m，基础底宽0.8m，基底厚度0.50m。开挖线预留1.0m，1：1开挖线，为消除温度应力（堤脚至基座）每20m留伸缩缝一条，用沥青砂板充塞。河床线以上护坡高1.8m，河床线以下护坡高1.5m，基础高0.50m，0.2m厚压顶，总堤高为4.00m。详见堤身结构断面图。6.8临时工程该工程临时工程有：施工导流槽土石方开挖1500m3，修施工工料棚20㎡。7工程管理7.1管理机构的设置本工程为社会公益性项目，工程建成后，按照工程管理范围和保护范围，由麦积区河道管理所和董家河村村委会共同管理。董家河村选配工程看护管理人员。7.2工程管理办法按《水法》、《防洪法》和《河道管理条例》制定工程管理办法。（1）在工程保护范围内禁止任何单位及个人取土石和开荒种地等破坏植被的不法行为。（2）在工程管理范围内的工程和设施必须严加保护，任何单位和个人不得侵占，破坏和偷盗。（3）工程管理机构受防汛指挥部门指挥做好防汛工作。7.3工程管理范围和保护范围7.3.1工程管理范围工程管理范围，包括工程及其设施的建筑场地和管理用地。(1)主体工程包括：基础、堤身、堤帽等。(2)附属工程设施包括：交通、通信设施、测量控制点、里程桩、水准尺及其他维护管理设施等。(3)生产区包括：设备材料防汛物资仓库，维修车间、砂石料场及生活福利设施等。(4)护堤地：护堤地纵向布置与堤防走向一致，并从堤线两端向外延伸到堤端20-30m，横向宽度，应从堤防内向外坡脚线开始起算，按5m计。7.3.2工程保护范围堤防工程保护范围按规范要求横向宽度在背水侧，从护堤地边界线以外算起，按宽度50m划定为工程保护范围，临水侧的保护范围按国务院颁发的《河道管理条例》有关规定执行。7.4交通、通讯、观测及其他管护设施7.4.1交通设施工程设防段对外对内交通方便，本次堤防设计考虑交通要求，设计为堤路结合，堤顶宽度设计为3.0m，以满足交通和通讯要求。7.4.2通讯设施该工程区通信设施完好。7.4.3防汛预报及工程观测为了监测、了解堤防及其它工程运行和安全状况，为防洪抢险服务，需对近岸河床的冲淤变化进行观测。做好记录档案工作，为工程管理、防洪抢险决策等提供科学依据。7.4.4生物工程及其它维护管理设施工程管理中应重视水土保持，水土保持对防治洪水灾害具有很大的作用，生物措施可结合堤防工程进行两岸绿化，增加植被，加强生态建设，美化环境。主要设置护堤林带，护堤草坡等项目。护堤林带栽种在堤防背水侧护堤地范围内，护堤草坡用于背水坡，种植根系发育，生命力强，耐旱、耐碱的草种。8施工组织设计8.1施工条件石佛镇董家河村堤防工程治理段，工程区地势开阔，易于进行施工临建布置，交通也十分便利。本工程生产及生活用水可选用董家河村人饮工程用水，施工用电从石佛镇董家河村左岸大约20m的10KV高压供电线路直接“T”接。本工程所需水泥从麦积区水泥厂购买，其它建筑材料可从麦积城区或石佛镇采购。8.2天然建筑材料 工程用砂石料可从工程区下游附近的渭河滩采购，运距近，储量丰富，质量完全能满足工程需要。8.3施工导流本工程根据水工设计及建筑物的布置情况，工程治理段需开挖导流槽的方法进行施工。根据基坑开挖情况，进行排水。开挖导流槽1500m3。8.4主体工程施工土方开挖：采用机械挖土，农用车运输，开挖土石方大部分用于夯填，其余用于回填，土方夯填：利用就近的开挖弃料，采用机械平整及夯实。土方回填：利用就近的开挖夯填余料及沟道清障土石方，采用机械回填。该堤防工程主要采用梯形砼型式，砼施工主要采用支模浇筑，人工养护。浆砌石工程：砂浆采用机械拌和，架子车人工运输，手工砌块石，人工养护。8.5施工总进度计划根据本工程施工特点，工程建设总工期为六个月，包括施工准备工期、主体工程工期及竣工收尾工期，另外，工程筹建期可于工程开工前由建设单位负责解决对外交通、施工电源、工程占地等工作。8.6施工进度计划根据工程规模，施工条件，经综合平衡安排，工程总建设工期为六个月，计划从2015年9月1日开工，2016年4月30日竣工，包括施工准备期、主体工程施工期和工程完工期。期间12月至一月由于太冷可暂时停工。2015年9月1日至11月30日完成左岸堤防施工。2015年9月1日至9月30日为施工准备期，2015年10月1日至2015年10月20日完成土场土样试验、土场排水，施工测量放线及施工道路，2015年10月20日至10月30日完成清基、机械削坡土方，2015年11月1日至11月10日完成坡面整形、夯实工程，2015年11月10日至11月30日完成脚槽、基础及护坡砼浇筑工程。2016年2月1日至4月30日完成右岸堤防施工。2016年2月1日至2月28日为施工准备期，2016年3月1日至2016年3月20日完成土场土样试验、土场排水，施工测量放线及施工道路，2016年3月21日至3月30日完成清基、机械削坡土方，2016年4月1日至4月10日完成坡面整形、夯实工程。2016年4月11日至4月30日完成脚槽、基础及护坡砼浇筑工程。9环境影响评价9.1防洪工程对环境的主要不利影响（1）基础开挖对环境的影响防洪堤基础开挖过程中，部分泥沙直接进入河流，增加河流的泥沙含量。（2）施工噪声对环境的影响施工期间，建筑材料的运输和施工机械将会对周边居民产生一定影响。针对上述不利影响，工程实施过程中一方面通过合理调配，尽量做到挖填平衡，减少对植被的破坏；同时，加强施工组织及管理，减少噪音污染，可将上述因素对环境的影响降至最低限度。9.2结论防洪工程在施工期对环境的不利影响是短暂和轻微的，而工程对环境的有利影响是长远和显著的。10投资概算10.1编制原则甘肃省水利厅、甘肃省发展和改革委员会甘水规计发[2013]1号文颁发的《甘肃省水利水电工程设计概（估）算编制规定》和《甘肃省水利水电建筑工程概算定额》编制。10.2定额依据依据甘肃省水利厅甘水规计发[2013]1号文《甘肃省水利水电工程设计概（估）算编制规定》进行编制。建筑工程及施工机械台时费采用甘肃省水利厅“甘水规计发[2013]1号文颁发的《甘肃省水利水电建筑工程概算定额》进行编制，该工程为初步设计，建筑定额扩大5%。10.3基础单价10.3.1人工工资该工程地处麦积区境内，属一类地区，基本工资标准为工长590元/月，高级工545元/月，中级工435元/月，初级工305元/月，经计算初级工4.64元/工时，中级工为5.97元/工时，高级工为7.10元/工时，工长为7.57元/工时。10.3.2施工机械台班费：执行甘肃省水利厅甘水规计发[2013]1号文颁发的《甘肃省水利水电建筑工程概算定额》。10.3.3措施费标准取费均以直接费为基数，建筑工程取3.4%。10.3.4间接费标准本工程属小(二)型工程，取费均以人工费为基数，一般土方工程13％，石方及砂石备料工程16％，砼工程60％，其他工程39％。机械化施工的土方工程以直接费为基数，间接费标准为6%，机械化施工的石方工程间接费标准为8%。10.3.5利润按直接工程费与间接费之和的7％计算。10.3.6税金按直接费、间接费、计划利润之和的3.28％计算。10.3.7其他费用其他费用包括五部分，建设单位管理费按建筑工程和临时工程之和的1.5%计算，工程监理费按建筑工程和临时工程之和的1.5%计算，勘测设计费按建筑工程和临时工程之和的3.0%计算，工程保险费按建筑工程和临时工程之和的4.5‰计算，工程招标业务费按建筑工程和临时工程之和的0.7%计算。10.3.8主要外调材料供应方式及概算单价工程所需水泥、钢材、木材三大主要材料分别按下述方式供应。①水泥：采用2014年第四季度市场调节价，水泥选用天水市麦积水泥厂产品，供应方式采用厂家汽车直接运至工地仓库，水泥工地概算单价为：32.5普通硅酸盐级水泥420元／T。②钢材：采用2014年第四季度市场调节价加汽车运至工地仓库运费以及保管费等。工地概算价为：钢筋4600元／T。③木材：采用2014年第四季度市场调节供应价加汽车运至工地仓库运费以及保管费等。每m3概算单价为：板枋木1871元／m3，原木1962元／m3。10.3.9砂石料单价：砼粗细骨料及块石均来自渭河料场，拖拉机运至施工现场，经分析计算，块石110元/m3，砂子120元/m3，石子90元/m3。10.4总投资该工程概算总投资191.73万元，其中建筑工程169.35万元，临时工程1.07万元，其他费用12.18万元（其中：建设单位管理费2.56万元，监理费2.56万元，勘测设计费5.11万元，工程保险费0.77万元，工程招标业务费1.19万元），预备费9.13万元。10.5工程量、材料量及工日（1）工程量：土石方开挖9865.65m3，土石方填筑22600.02m3，浆砌石6.90m3，砼3360.36m3。（2）材料量：水泥840.54T，砂子1815.51m3，石子2790.83m3，块石7.45m3。（3）工日量：工长365.42工日，高级工574.06工日，中级工6280.32工日，初级工34669.8工日。10.6附表表1总概算表表2建筑工程概算表表3临时工程及其他费用概算表表4主要工程量汇总表表5主要材料量汇总表表6主要工日数量汇总表附表1单价汇总表附表2砼单价计算表附表3主要材料预算价格汇总表11工程经济评价本次堤防治理工程主要是以保护沿岸农田及村庄、乡镇企业安全为主的防洪工程。工程区涉及石佛镇董家河村1187人，2958亩良田，以及周边村民及学校。工程效益主要体现为两方面：一是工程建成后减少群众对抗击洪水的投入；二是10年一遇洪水淹没线以下2958亩农田淹没损失的免除效益；三是工程建成后保护区的2958亩土地价值的增值效益。11.1年防洪效益B（1）减少当地群众抗击洪水的投入B1：据调查沿岸群众每年用于抗击洪水的财力、人力折合投资达6.0万元。（2）年减免洪灾损失B2:工程建成后10年一遇设防标准下免遭洪水淹没的土地为2958亩,按工程运行期40年计算可淹没2次，每亩损失按700元计算，则年损失为:B2=2958×700×2/40=10.35万元。（3）防护区土地增值效益B3：当地农民在没有防洪工程的前提下，耕地及种植高产作物的积极性不高，工程建成后，2958亩耕地为旱涝保收高效粮田，以每亩增值80元计，则土地价值的增值效益为B3=23.66万元。故工程年防洪效益B=B1+B2+B3=39.91万元。11.2工程费用工程费用包括工程投资和堤防运行费两部分，工程投资K=191.73万元，年运行费按本投资的2%计，则年运行费C=3.83万元。11.3经济评价指标1）、评价的计算依据根据国家计委颁发的《建设工程国民经济评价参数》第三版和《水利建设项目经济评价规范》规定，社会折现率为8%，防洪效益增长率2%，计算基准期选在施工期未，工程经济使用年限为40年，计划施工期半年。2）、效益费用现值折算工程投资现值折算：KO=191.73(F/P，8%，0.5)=207.07（万元）工程运行费现值折算：CO=3.83（P/A，8%，40）=3.83×11.925=45.72（万元）工程效益现值折算：BO=39.91（P/A，8%，40）=475.91（万元）3）、经济评价指标（1）工程效益费用比RO：RO=BO/（CO+KO）=475.91/252.80=2.29＞1（2）工程净效益现值GO:GO=BO－（CO+KO）=223.16（万元）＞0（3）动态投资低偿年限T动：T动=－Ln（1－ai）/Ln（1＋i）a=K/NK—工程造价191.73万元N—工程投入运行后年平均净效益（万元），f=2%a=191.73/46.43=3.39T动=-Ln（1－4.4×0.08）/Ln1.08=4.12＜10年（4）工程内部收益率I：试算B(P/A，I，40)=K（F/P，I，0.5）＋C（P/A，I，40）时I=13.4%＞8%11.4结论综上所述，该河堤的修建，可确保董家河村村民和村支部等单位及居民的生命财产安全。为了保障村民安全渡汛，还可保护沿岸耕地安全，本堤防治理工程，技术可行、经济合理、防洪效益显著，工程各项经济评价指标，均符合国家计委《建设项目经济评价方法与参数》的要求，符合项目区自身特点与广大村民意愿，有较好的群众基础，具有极为显著的经济、社会效益与潜在的辐射带动作用，随着工程的建成，为麦积区石佛镇提供安全的农业开发建设用地的同时，将带来更大的社会效益。建议尽快立项建设，使工程早日发挥效益。12附件附件：1.工程设计概算1份；2.工程设计图纸1套。目录TOC\o"1-2"\h\z\u1基本情况 １2工程现状及规划 ２2.1工程现状 ２2.2治导线布置 ２3设计水文气象资料 ４3.1自然地理概况 ４3.2气象 ４3.3水文 ５3.4年径流 ５3.5设计洪水计算 ６4工程地质与建筑材料 ７4.1地质条件 ７4.2地质构造及地震 ７4.3水文地质条件 ８4.4天然建筑材料 ８4.5结论及建议 ９5工程任务和规模 ９5.1工程任务 ９5.2工程规模 ９6工程设计 １０6.1设计依据 １０6.2河宽确定 １０6.3设计洪水水面曲线计算 １２6.4堤顶高程的确定 １３6.5河道冲刷深度计算及堤基高度确定 １６6.6堤防护坡材料的方案比较 １９HYPE