联发龙洲湾1号项目排洪工程施工图设计总说明

联发龙洲湾1号项目排洪工程施工图设计总说明一、设计依据1、与建设方签订的设计合同。2、建设方提供的联发龙洲湾1号项目工程范围内的1：500地形图。3、建设方提供的联发龙洲湾1号项目的边坡挡墙等相关资料。4、建设方提供的联发龙洲湾1号项目工程勘察报告。5、建设方提供的本项目方案批复：巴南涉河〔2017〕20号。6、设计采用的主要标准及规范：⑴《防洪标准》（GB50201-2014）；⑵《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2017）；⑶《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）；⑷《水利水电工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）；⑸《河道管理范围内建设项目防洪评价报告编制导则》（试行、2004.8）；⑹《水利水电工程水文计算规范》（SL278-2002）；⑺《河道管理范围内建设项目涉河建设方案及防洪评价报告编制规程（试行）（DBSL2-2012）；⑻《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）；⑼《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）；⑽《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）；⑾《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）。⑿《城市排水工程规划规范》（GB50318-2017）⒀《堤防工程设计规范》（GB50286－2013）二、工程概况重庆市巴南区联发龙洲湾1号项目排洪工程改道河段全长252.0m，分为跌水段、明渠段及消力池段，工程起点坐标（X=50232.545,Y=62302.667），底板高程为296.22m，工程终点坐标（X=50401.696,Y=62210.309），底板高程为280.59m。三、上阶段批复意见该工程满足防洪要求。重庆市巴南区联发龙州湾1号项目排洪工程位于重庆市巴南区龙州湾街道。本工程防洪标准选定200年一遇，符合《防洪标准》和《重庆市主城区防洪规划报告（2006-2020）》要求。四、工程等别及洪水标准工程所在地位于巴南区，据《重庆市城区城市防洪规划》、《防洪标准》(GB50201-2014)及《重庆市水利局关于加强全市河道管理工作的紧急通知》（渝水河[2010]70号）之规定，其工程区防洪标准为100年一遇。另根据重庆市水利局《关于加强全市河道管理工作的紧急通知》（渝水河<2010>70号）对于集雨面积小于2km2的河流或水系盖箱涵或改道的，需会同城市规划部门充分论证，在提高防洪标准1～2档的原则下，严格审查，方可批准。综上，原河道防洪标准为100年一遇，因本次工程河段涉及河道变道，故防洪标准提高一档，定为200年一遇。根据《防洪标准》（GB50210—2014），本工程的堤防级别为1级，主要建筑物防洪堤为1级，临时建筑物为3级。五、设计内容1、平面和纵剖面设计1）桩号G0+000.00～G0+017.50为跌水段，入口采用一字墙结构，两端伸入河岸，其后设1#、2#跌水井，采用C25钢筋混凝土竖槽结构形式，单井深6m，断面尺寸2.0×2.0m，井壁厚为0.5m，底板厚为0.5cm。，1#跌水井位于桩号G0+000～G0+003.5，顶部高程为296.22m，底部高程为290.22m，跌水高度为6m，1#跌水井后为平坡，该段长度为6m，平坡后接2#跌水井；2#跌水井位于桩号G0+009.50～G0+011.50，顶部高程为291.22m，底部高程为286.22m，跌水高度为6m，2#跌水井后为平坡段箱涵，长度为6m，底板高程为286.22m。2）桩号G0+017.50～G0+246.697为明渠段，该段河道比降为25‰，起点高程286.22m，终点高程为280.59m，采用C25钢筋混凝土矩形结构形式，截面尺寸2.0×1.7m（宽×高），边墙厚度0.3m，底板厚度0.3m，底板下设0.1m厚C15砼垫层及0.1m厚碎石垫层，明渠段每8m设1个伸缩缝。3）桩号G0+236.697～G0+246.697为消力池，本次设计为底流消能，采用C25钢筋混凝土结构形式，消力池长度10m（含消能坎0.5m），池深0.5m，边墙高度2.5m，边墙厚度0.3m，底板厚度0.3m，底板高程为280.59m。工程末端至下游堰河的排洪设计，将由渝兴公司委托具有相关资质的单位进行。渝兴公司承诺下游排洪设施将与本次改道工程顺滑衔接，设计过流能力包含本工程排泄的7.34m3/s的洪峰流量，且渝兴公司负责修建的排洪设施将早于本次改道工程实施。2、消能计算改道河段200年一遇设计洪水最大下泄流量Q=7.34m3/s，陡槽末端水深h1=0.569m，流速v1=6.45m/s。消力池计算梯步末端水深d1=0.569m，末端流速6.45m/s，跃前水深为0.569m，求其共轭水深h2：式中——收缩断面弗劳德数；h1——收缩断面水深，m；v1——收缩断面流速，m/s。判断水跃型式的条件：h2＞ht，远离式水跃h2=ht，临界水跃h2＜ht，淹没式水跃其中：ht下游水深(m)。若发生远离式水跃，则需要修建消能工，否则不需要。计算成果见表3.2-6。判断水跃型式计算成果表收缩断面水深(m)跃后水深(m)下游水深(m)水跃型式是否建消能工0.5691.931.13远离水跃需要注：因下游龙洲湾汇流排水方案处于初步设计阶段，暂无详细断面数据，故本次计算下游水深选取渠道宽2.0m，流量7.34m3/s的临界水深作为下游水深。③计算消力池池深计算消力池出口水面落差ΔZ公式：计算消力池深度d公式：d=σ*h2-ht-ΔZ其中：σ水跃淹没系数(又称为安全系数)。自由水跃跃长Lj计算公式：Lj=6.9*(h2-h1)=11.63m消力池池长计算公式：L=0.8Lj=9.3m计算成果见下表。消力池计算成果表单宽流量q(m3/s/m)收缩断面水深(m)跃后水深(m)池长(m)消力池池深(m)7.340.5691.939.30.43工程上取池深0.5m，消力池长9.5m。消力池边墙高度：1.93+0.5=2.43m，取2.5m。3、设计洪水计算本项目采用推理公式法和瞬时单位线法计算设计洪水，并采用重庆市巴南区暴雨强度公式计算进行对比。设计洪水计算方法如下：（1）推理公式法推求设计洪水集雨面积F：采用1：10000航测图量取；河长L：河流源头至工程河段末端河长，采用1：1万航测图量算；河流平均比降J：采用公式计算，式中hi、li采用1：1万航测图查算而得；流域形状系数θ：；产流参数μP：盆地丘陵区计算公式μP==KP4.85F-0.19计算，式中KP由Cv=0.18，Cs=3.5Cv查P-III型曲线KP值表而得。汇流参数m：采用盆地丘陵区综合公式：当1<θ<30时，m=0.40θ0.204。雨力Sp：采用手册推荐公式Sp=进行计算。洪峰系数ψ：ψ=1-1.1汇流时间，：=，=（2）综合瞬时单位线法推求设计洪水1）产流参数流域平均暴雨损失量If，查《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》（以下简称手册）中的综合分区图，设计流域属2区，If=25～40mm，由于本次工程流域为源头河，故暴雨损失量较小，取If=30mm计算，流域平均稳定入渗率，查《手册》综合分区图=0.80mm/h。2）汇流参数根据设计流域的位置，查《手册》综合瞬时单位线汇流参数分区图属2区即：m1,10=2.7061F0.1386J-0.358(F/L2)-0.3434n=3.7012(F/L2)-0.0473J-0.1389b=1.0505-0.2664logFn=3.7012(F/L2)-0.0473J-0.1389m1,i=m1,10(Ri/10)-b其中Ri——净雨强度3）设计雨型根据《手册》查设计雨型综合分区图为Ⅳ1（江北以上）区。（3）城市暴雨强度计算根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006），雨水流量应按下列公式进行计算：式中：—雨水设计流量（L/s）；—径流系数，根据工程区汇水面积上的地面覆盖情况和降雨强度的大小，由于本工程河段上游大部分集雨区城市化程度较低，本次设计取=0.45；F—汇水面积（hm2）；q—设计暴雨强度（L/s·hm2）。根据重庆市城乡建设委员会发布的《关于发布重庆市主城区暴雨强度修订公式的通知》（渝建[2013]625号）及附件，由于本工程属于重庆市巴南区，故暴雨强度q采用巴南暴雨强度公式计算：(L/s•104m式中：q——设计暴雨强度[L/(s·hm2)]；t——降雨历时（min）；P——设计重现期（a）；降雨历时应按下列公式计算：t=t1+t2式中：t——降雨历时（min）；t1——地面集水时间（min），视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用5～15min，本工程取15min；t2——管渠内雨水流行时间（min），本工程主要集雨区管渠很少，故取0；将以上暴雨参数资料用推理公式法以及瞬时单位线法计算水文控制断面处的设计洪水及工程处设计洪水，同时采用城市暴雨强度公式进行对比分析，控制断面洪水比较成果表如下：设计洪水计算成果比较表单位：m3/s断面资料计算方法P(%)（m³/s）0.51.02.035.010.020.0原张家沟河口断面以上巴南气象站推理公式14.012.611.210.29.37.96.3瞬时单位线13.312.010.69.78.97.56.0手册查值推理公式13.612.210.99.99.17.66.1瞬时单位线13.011.710.49.58.77.35.9暴雨强度公式11.810.409.99.18.67.66.7改道河段工程末端断面以上巴南气象站推理公式7.346.65.95.45.04.23.4瞬时单位线7.06.35.65.14.74.03.2手册查值推理公式7.16.45.75.24.84.13.3瞬时单位线6.86.25.55.04.63.93.2暴雨强度公式7.16.55.95.55.24.64.0从上表可知，各断面推理公式法成果均比瞬时单位线法大很多。推理公式法在各中小型水利工程中应用广泛，而综合瞬时单位线推求的设计洪水综合因素较多，参数确定较困难，其概化后的参数与设计流域存在一定差异，其计算成果误差较大，故不推荐采用瞬时单位线法结果。推理公式法两种参数成果相差不大，但从工程安全角度考虑，推荐采用较大值即巴南气象站暴雨参数推理公式法推算成果。同时，与暴雨强度公式计算结果比对可以看出，巴南气象站暴雨参数推理公式法计算的结果略大，考虑到工程区域集雨面积很小，暴雨强度公式适应性相对较差，小流域中推理公式计算的边界条件易于满足，计算参数物理概念较清楚，计算成果较符合实际，其推求的设计洪水成果比较适合中小流域暴雨洪水计算，故本次从工程设计偏安全角度考虑，最终采用巴南气象站暴雨参数下推理公式法计算成果。由于工程河段大部分集雨面积处于上游段，且坡降较陡，不利于城市化开发利用，本次不对洪水进行加大处理。最终采用的洪水成果见下表：设计洪水计算成果表断面资料计算方法P(%)（m³/s）0.5123.3351020原张家沟河口断面以上巴南气象站推理公式14.012.611.210.29.37.96.3改道河段工程末端断面以上7.346.65.95.454.23.44、壅水分析计算（1）控制段水深计算控制段为无坎款顶堰，堰顶最大水深为临界水深，临界水深计算公式如下：式中：dk—临界水深，m；Q—溢洪道下泄流量，7.34m3/s；B—该断面处净宽，2.0m。计算得临界水深为dc为1.13m。（2）明渠段水深计算棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线—逐段试算法采用渐变流基本微分方程，为因渐变流中局部损失很小，可以忽略，即取=0，并令=1，上式可写成：式中：将上式微分方程写成差分方程，针对一短的流段，把水力坡度用流段内平均水力坡度代替，则有，此式是逐段试算法计算明渠段水面曲线的基本公式。(3)转弯段横向水面高差计算根据溢洪道设计规范，急流弯道外墙水面与泄槽中心线水面高差△h按以下公式进行计算：式中：△h——由弯道离心力及急流冲击波共同作用形成的外墙水面与中心线水面的高差；K——超高系数，取1.0;Rc——弯道轴线半径，m。（4）消力池消力池以跃后水深为计算值。梯步末端水深d1=0.569m，末端流速6.45m/s，跃前水深为0.569m，求其共轭水深h2：式中——收缩断面弗劳德数；h1——收缩断面水深，m；v1——收缩断面流速，m/s。判断水跃型式的条件：h2＞ht，远离式水跃h2=ht，临界水跃h2＜ht，淹没式水跃其中：ht下游水深(m)。经计算跃后水深为1.93m。六、主体施工方法钢筋混凝土工程的施工工序：测量放线→土石方开挖→钢筋安装及混凝土浇注→土石回填→完工验收等，中间其他附属结构施工。（1）土石方明挖土方开挖采用1.6～2.0m3液压反铲直接开挖。石方开挖采用手风钻钻孔、人工装药爆破，1.6～2.0m3液压反铲装10-15t自卸汽车出渣，局部辅以人工开挖。开挖料直接就近堆放，用于后期地块平场回填，运距0～500m。（2）土石方填筑本工程施工所采用的石料和砂（砾）石料质量，应符合SL251-2000《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》的要求。本工程土石方填筑必须保证填筑质量，堤身填筑料分为开挖利用料和弃渣利用料两部分，开挖利用料采用2.0m³挖掘机挖装10t自卸汽车转运0.05～0.1km，推土机推运平料。料场开采料采用2.0m3挖掘机挖装10t自卸汽车运输（综合运距0.05～0.1km）至填筑点卸料，推土机平料，人工洒水，16t振动碾碾压。（3）混凝土浇筑混凝土浇筑主要为跌水井、明渠及消力池浇筑，采用商品混凝土，由6m3混凝土卧罐运输车运输至施工点。料斗至仓面水平及垂直运输采用串筒、溜槽与人力抬运相结合的方式入仓，砼浇筑采用人工平仓，50型或75型插入式振捣器捣实。模板采用组合钢模板，混凝土浇筑应符合相关技术规范要求。（4）基底应按设计要求铺设，必须注意平整。（5）钢筋制安钢筋采用机械加工，人工焊接。钢筋质量及焊接应符合相关技术规范要求。（6）土石回填本工程施工所采用的石料和砂（砾）石料质量，应符合SL251-2000《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》的要求。本工程土石方填筑必须保证填筑质量，堤身填筑料分为开挖利用料和弃渣利用料两部分，开挖利用料采用2.0m³挖掘机挖装10t自卸汽车转运0.05～0.1km，推土机推运平料。料场开采料采用2.0m3挖掘机挖装10t自卸汽车运输（综合运距0.05～0.1km）至填筑点卸料，推土机平料，人工洒水，16t振动碾碾压。（7）施工弃渣工程弃土与地块房屋建设弃土同步集中处理，不得向河道弃土，以尽量减少对河道的阻水、壅水、挑流作用，施工完毕后，原开挖料可用于河道原貌恢复，剩余弃土弃渣运至指定地点统一处理