某某某市河流（城区）生态环境治理工程可行性研究报告

某某某市河流(城区)生态环境治理工程某某某水利电力勘测设计研究院二○一一年二月11综合说明 11.1工程地理位置及报告编制依据和过程 1 31.3工程地质 81.5工程选址、工程总布置及主要建筑物 1.8施工组织设计 1.10水土保持设计 1.11环境保护设计 1.12工程概算投资 2水文 2.1流域概况 2.2水文测站及基本资料 2.3径流计算 2.4洪水 2.5水位流量关系曲线 2.6泥沙 2.7蒸发 3工程地质 3.1区域地质概况 3.2加固堤防工程地质条件 3.3新建(改建)堤防地基工程地质条件 3.4坝址工程地质条件 23.5天然建筑材料 4工程任务和规模 4.1社会经济发展状况及工程建设的必要性 4.2工程任务及治理范围 4.3河床演变及冲淤分析 4.4工程总布置 4.5蓄水河槽和浑水河槽宽度 4.6工程建设对城市防洪的影响分析 4.7水源分析 4.8工程运行 4.9工程运行安全性分析 5工程选址、工程总布置及主要建筑物 5.1工程等别和标准 5.2工程选址 5.3工程总布置和主要建筑物型式 5.4主要建筑物 5.5防渗处理 5.6土建工程量汇总表 6机电设计 6.1水力机械 6.3泵站控制及综合自动化 7工程管理 7.1蓄水区工程运行模式 7.2水情自动预报系统设计 7.3工程管理 8施工组织设计 8.1施工条件 38.2施工导流 8.3料场的选择与开采 8.4主体工程施工 8.5主体工程土石方挖填平衡分析 8.6施工交通运输 8.7施工工厂设施 8.8施工总布置 8.9施工总进度 8.10主要技术供应 10水土保持设计 10.1流域水土流失现状 10.2流域水土保持现状 10.3工程建设期水土流失量分析 10.4项目区可能造成的水土流失危害 10.5水土流失防治方案初选 10.6水土保持主要工程量及投资概算 10.7水土保持实施保证措施 11环境保护设计 11.1可研批复意见 11.2环境保护设计依据及采用的环境保护标准 11.3主要污染源与污染物 11.4环境保护设计 11.5环境管理与监控计划 11.6环境保护投资概算 11.7存在问题及建议 12工程投资概算 412.1编制说明 12.2概算总投资 13工程效益 13.1社会效益 13.2环境效益 13.3经济效益 11综合说明1.1工程地理位置及报告编制依据和过程五河属**河一级支流，发源于某某县龙台山，自西向东流经某某市区，至北道廿里铺乡汇入**河，总流域面积1267.73km²,主流全长78km。五河的上游为土石山区，五河中游属中低山，下游为河谷阶地和一、二级阶地构成河谷平原地形。位居**至**两大城市之间。某某市作为全国历史文化名城之一，是四川省东南部以旅游、商贸及加工工业为主的中心城市。五河城区段生态环境治理工程地处某某市(5)《关于某某市五河城区段生态环境综合治理工程可行性研究报告的批复》(天发改投[2011]145号);(6)关于《四川省某某市五河城区段生态环境治理工程可行性研究报告》的审(7)天环函发[2011]83号“关于《四川省某某市五河城区段生态环境治理工程环境影响报告书》的批复(8)《水利水电工程可行性研究报告编制规程》DL5021—93;(10)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-22(15)《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89);(19)其它相关规程、规范及技术标准。2011年6月24日《四川省某某市五河城区段生态环境治理工程可行性研究报告》通过了某某市发展与改革委员会和某某市建设局的审查。2011年10月22日，某某市水利局对《四川省某某市五河城区段生态环境治理工程可行性研究报告》及《四川省某某市五河城区段生态环境治理工程可行性研究报告补充报告》中防洪部分又组织召开了审查会。(1)五河城区段生态环境治理工程改善了市区生态环境、增加城市景观水面和绿地面积、提高了城市品位、发展城市经济，工程的建设是十分必要的。(2)工程的建设内容：在不影响河道原有功能、保障防洪安全的前提下，疏浚河道，利用部分河道蓄水，营造绿地，为城市绿化、美化、亮化构筑平台。(3)工程治理范围：五河某某市区上游西大桥～下游七里墩大桥，河道全长(4)工程治理内容：按总体布局将整治段河道功能划分为蓄水区、河滩生态绿北山排洪渠(左岸)～罗峪河口段：规划为蓄水区。将蓄水区采用二槽(清洪分离)方案。蓄水区设计布置6道橡胶坝，形成5个连续的水面，单级蓄水面长度600m,蓄水面全长3000m,各级库区蓄水深度0.5～3.8m,橡胶坝最大坝高4m。工程总(5)五河多年平均年径流量0.851亿m³,工程防洪标准为50年一遇，设计洪3峰流量3040m³/s,多年平均悬移质年输沙量321.8万t。左岸蓄水河槽橡胶坝塌坝控制泄流量470m³/s,塌坝标准约5年一遇。右岸浑水河槽控制泄流量470m³/s,相当于5年一遇。(6)基本同意河道治理二槽(清洪分离)方案，堤距压缩约8m的防洪工程措施。即工程右岸维持现状堤线不变，左岸堤防在确保城市防洪安全，满足城市道路布置，保持河道左右堤距不小于165m的前提下，将左岸西大桥～罗峪河段现状堤线向河道内压缩约8m。通过对河道疏浚、左右岸堤防改建加固，以保证行洪安全(7)工程采用50年一遇防洪标准，左右岸堤防工程等级为2级，其它主要建筑物为4级，地震设防烈度为VⅢ度，符合《城市防洪工程设计规范》。(8)结合模型试验进一步分析工程基础埋置深度、泥沙淤积和桥梁基础冲刷依据某某市发展与改革委员会和某某市建设局、某某市水利局的审查意见，我院根据本工程的有关文件及相关规程规范开展了初步设计工作。初步设计工作主要内容如下：复核工程任务；复核水文成果；复核工程地质；补充河工模型试验；复核工程等级和规模；进一步确定工程总体布置，优化主要建筑物型式、结构、尺寸等；进行施工组织设计、水土保持设计、环境保护设计；拟定工程管理方案；编制经过多专业的设计计算、分析论证、补充模型试验等工作，我院于2011年112011年12月18日，某某市建设局主持召开了《四川省某某市五河城区段生态环境治理工程可行性研究报告》初审会，我院按照“初审会专家组评审意见”作了全面修改，于2011年12月30日重新编制完成《四川省某某市五河城区段生态环境4五河地处暖温带半湿润、半干早过渡带。流域内昼夜温差悬殊。据某某气象站资料统计，多年平均气温10.8℃,极端最高气温38.2℃(1966年6月),极端最低气温-19.2℃(1975年12月);多年平均降雨量566.7mm,其中7~9月降水量占全年降水量的74.3%。年最大降水量772.2mm(1967年),最小321.8mm(1996年),极值比约为2.4,最大日降水量150mm(1977年7月6日)。多年年蒸发量1300.4mm,年最大蒸发量1479.9mm;无霜期约160天左右，初霜一般出现在10月上旬，终霜一般在4月中旬，日照时数2032小时。最大风力10级，瞬时最大风速24m/s,多西北风。多有冰雹等灾害天气，最大冻土深度61cm。五河属降雨补给型河流，洪枯流量悬殊较大，具有陡涨陡落的特点。五河流域因受大气环流和季风气候的影响，河川径流年际变化大，年内分配不均匀。根据某某水文站1958年8月至2008年共43年的资料可知，某某水文站断面多年平均年径流量为0.7亿m³,最大年径流为22530万m³(1967年),最小年径流170万m³(1996年),最大为最小的132倍。流域径流年内分配不均匀，其中汛期(7～10月)径流量占年径流量的62.2%,冬季(12～3月)占11.6%。经进一步复核，还原后的某某站1959～2008年43年资料系列分析计算，多年平均天然径流量0.851亿m³,比实测多年平均径流量0.793亿m³多7.2%,与可研阶段成果基本一致。某某水文站在西大桥上游约100m处，桥、站之间无支流汇入，西大桥断面以上流域面积与水文站面积基本相等。工程区内有豹子沟、吕二沟、罗峪河、龙王沟分别为某某站控制流域面积的0.4%、1.4%、7.6%和0.4%。为偏于安全，考虑某某站某频率洪水向下游演进的槽蓄量近似等于沿程补给量，所以五河干流某某市区河段工程设计洪水可直接采用某某站相应频率洪水作为设计值。经复核，本次干流设计洪水仍采用可研阶段的成果，即50年一遇设计洪峰流量为3040m³/s。某某水文站设计洪水和施工洪水成果见表1—1、1—2。五河流域属陇中黄土高原区，某某水文站以上除支流金河上游植被稍好外，其5它河沟均属黄土丘陵沟壑区，植被覆盖差，局部暴雨频繁，水力和重力侵蚀强烈，河流泥沙含量大。根据某某站1959～2008年实测泥沙资料统计，断面多年平均悬移质输沙量321.8万t,多年平均悬移质含沙量为40.5kg/m³,最大含沙量为1050kg/m³(1977年5月27日),流域多年平均侵蚀模数为3814tkm²。五河输沙基本全部集中在5～10月，占全年总输沙量的99%以上，其中汛期6～9月输沙量267.5万t,占年输沙量的83.1%。均推移质输沙量为64.4万t,某某站年输沙总量为386.2万t。五河某某站设计洪水计算成果表表1—1站名计算值统计参数均值均值125某某采用值表1—2分期时段统计参数均值2511～6月11～5月11～4月4～5月4～6月区内山脉纵横，地势西北高，东南低，海拔在1000～2100m之间。北部属黄土梁峁沟壑地形，**河及其支流横贯其中，形成宽谷与峡谷相间的盆地与河谷阶地。五河发源于某某市某某县龙台山，自西向东穿越某某市中心区，于北道附近汇入**河，市区段河道处于五河下游，河道宽164～220m,两岸分布一、二级阶地，其中一级6河道治理工程区勘探深度内，出露地层为第四系全新统冲、洪积堆积层和第三系沉积岩。勘察区内新构造运动较为活跃，活动断裂较为发育，地震活动性较强，五河城区段生态环境治理工程拟对左岸罗峪河口～五里铺段和右岸堤防进行加固。堤防位于五河河漫滩第四系全新统冲洪积(Q₄²al+PL)地层之上，岩性主要为呈浅灰～灰褐色砂砾石，下伏第三系上统(N)泥岩、砂岩。b)渗透稳定：堤外地面高程高于河床4.20m,分布有相对隔水的砂壤土，未见切割含水层的洼地、水塘，因此不存在渗透变形问题。c)抗冲刷条件：治理河段属冲刷型河道，主槽32年累积冲刷深度约2.83m。河段上游山区多为暴雨区，汇水面积大，雨水集中，河水具暴涨暴落之特征，洪水季节水流侧蚀强烈。堤基砂砾石上部地层，相对较松散，抗冲刷能力较差，河床砂砾石层不冲刷流速为0.6～1.0m/s,洪水期易形成较深的冲刷河槽，对堤基稳定不利。五河治理河段两岸现有的堤防工程建于不同年代，堤身结构、断面及防洪标准相差较大，堤身接头较多、标准不一，堤身填筑料为河滩砂砾料，填筑质量较差。堤身渗透系数k=0.21×10²~1.82×10²cm/s,属强透水；相对密度Dr=0.4～0.56,小于2级堤防填筑料相对密度0.65标准。此外，护坡基础埋深0.5～2.0m,小于洪水最大冲刷深度，这些条件都是形成险工的主要因素。7五河城区段新建(改建)堤防起点西大桥，终点为罗峪河入五河口，全长4600m;蓄水区段蓄水河槽和浑水河槽间拟建中隔墙，距右岸原堤防约60m,起点1#坝至6#坝，全长3056.32m。拟建堤防位于河漫滩，根据钻孔及探坑，揭示地层结构类型(1)砂壤土：呈浅灰黄～灰褐色，表层耕作层，疏松，含有砾砂，多虫孔及植物根系、腐植物，分布两岸靠堤根处，厚0.3～1.0m,局部缺失。(2)砂砾石：浅灰～灰褐色，呈稍～中密，卵石含量约10～15%,含泥量较少，局部因开挖砂砾，密实度较差，层位稳定厚5.3～10.0m。根据堤基粗粒土的颗分试验成果及物理性质试验成果，卵石含量约10～15%,之间，内摩擦角φ=29.5～36.0°,凝聚力C=15～23.3KPa。根据堤防堤基的渗透变形判断：堤基是稳定的，不存在渗透变形破坏问题。砂砾石层地基承载力标准值400kpa。北山排洪渠(左岸)～罗峪河口段，河道长3797.4m,规划为蓄水区，共布设6道橡胶坝，形成5个连续的蓄水库区。根据钻孔揭露，地质结构单一，层位稳定，坝基土为砂砾石层，砂砾石层渗透系数为1.71～7.09×10²cm/s,属强透水层，各坝基工程地质条件较为相近，砂壤土不宜做为堤基持力层，施工时必须开挖清除。砂砾石层地基承载力标准值400kpa。工程所需块石、水泥等建筑材料均可就近采购。所需填筑料可就地取材，砂子和碎石可就近购买。根据地质成果，本次设计堤身填筑料选用砂砾料，料场来源：首先选用本工程挖土方及基础挖土方中的可用料，不够的选用工程区附近的史家崖砂砾料场(Ⅱ)。块石采用石岭料场(IV)。该料场位于某某市牛头河石岭村，运8距30km,交通便利。1.4工程任务和规模工程的主要任务是在不影响河道原有功能、保障防洪安全的前提下，疏浚整治河道，利用部分河道蓄水，营造绿地，为城市绿化、美化、亮化构筑平台。通过本工程建设，提高市区河段的防洪能力，形成景观水面，营造城市生态景观，增加城市绿地面积，改善人居环境，完善城市功能，提高城市品位，改善生态环境和投资根据业主委托书，确定本工程治理范围为：五河某某市区上游西大桥～下游七里墩大桥，河段全长7000m。五河属**河一级支流，发源于某某县龙台山，自西向东流经某某市区，至北道廿里铺乡汇入**河，总流域面积1267.73km²,主流全长78km。本次五河治理河段建有某某水文站，控制流域面积1019km²,占流域总面积的80.4%。根据某某水文站1971、1981、1990及本次实测的河道大断面资料，套绘分析认某某市城区东西长约9km,南北宽1～2km,市区河道总体呈近东西向展布，为宽浅“U”型河谷，河流主槽蜿蜒曲折，平面上呈连续的“S”型。河道平均比降5.83%,河道宽164～220m,河段内跨河建有西大桥等8座桥梁。由于受两岸堤防的控制，河道规整，宽窄均匀，河宽基本控制在180m左右。河床质为冲洪积砂卵石组成，平面变化受堤防工程的控制已趋稳定。若不出现特大洪水决堤改道，今后不会出现平面形态的变化。通过河工模型试验，建工程后河床的冲淤形态有所变化。1#橡胶坝到6#橡胶左岸堤脚冲深有所加大；浑水河槽有所冲刷；6#橡胶坝后河床仍然表现为冲刷性河床。整个试验河槽范围内河床总体仍为冲刷。根据可研审查意见，本阶段通过造床流量、洪水资料分析、浑水槽泄量复核计9算及河工模型试验等方面综合分析，确定基本维持可研批复的工程规模。即本次治a)西大桥～北山排洪渠、罗峪河口～七里墩大桥段：两段河道分别长907.8m、2294.8m,规划为河滩生态绿地。西大桥～北山排洪渠段右岸河滩布设长561m,最大宽度60m的生态绿地；罗峪河口～七里墩大桥段左岸河滩布设长1900m,最大宽度60m的生态绿地。此外，对两岸堤防进行加高加固或改建。对规划的两段生态绿地和堤岸顶部可用绿地，可根据某某市的人文历史、城市总体规划，由园林设计单位进行统一规划设计，协调布局，力求突出生态、环保、b)北山排洪渠(左岸)～罗峪河口段：河道长3797.4m,规划为蓄水区，拟形成长3000m、宽111～128m的景观水面。蓄水区的设计推荐采用二槽方案，即清洪分离方案。二槽方案首先对河道滩面进行清理整平，根据治理段进口主槽深泓位置，用子堤(中隔墙)将蓄水区河道一分为二，左侧河槽为蓄水河槽，宽111～128m;右侧河槽为浑水河槽，宽60m。低于5年一遇洪水标准情况下，蓄水河槽按蓄清水功能运行，平时为蓄水水面，洪水或不满足景观水质要求的水自浑水河槽泄流，为平时主要的泄洪通道；高于5年一遇洪水标准情况下，蓄水河槽橡胶坝塌坝，蓄水河槽与浑水河槽共同泄洪，确保50年一遇洪水安全渲泄。二槽(清洪分离)方案拟采用6道橡胶坝分隔成5个蓄水梯级，单级蓄水面长度600m,蓄水区全长3000m,各级蓄水深度为0.5～3.8m,橡胶坝坝高4.0m。1#坝为引水坝，2～6#坝为拦水坝。二槽方案蓄水量约为70万m³。a)水源及可引用水量分析论证根据本区水资源分布情况，设计选用五河地表水作为该工程供水水源。按不同代表年五河的来水过程，扣除五河流域上游生产、生活用水及高含沙洪水，即为该工程的可引水量。50%、75%代表年五河的天然来水量分别为7127万m³和4071万m³,其中高含沙洪水水量分别为776万m³和54万m³。2020年，50%、75%代表年上游生产、生活引用水量分别为1572万m³和1773万m³,则50%、75%代表年工程可引水量为4779万m³和2244万m³,完全可满足工程的蓄水和补水需求。若考虑汛期采用相机引用含沙量较小的水量，则水量的保证程度会更高。故从水量角度分析，五河水量完全可以满足工程所需。对于95%特枯水文年份，蓄水区供水量不能满足b)坝袋充水水源蓄水区橡胶坝充坝所需水量为1.99万m³。可研阶段橡胶坝的充水水源推荐采用市区自来水。根据可研审查意见，本阶段对坝袋的充水水源进行了进一步分析经过分析，橡胶坝的充水水源可以采用蓄水槽的蓄水和市区自来水，针对这两种不同的充水水源，对应的橡胶坝泵站控制系统有不同的设计和运行方案，经过本阶段技术、经济、运行管理等的详细比较，设计仍推荐选择市区自来水作为袋充水水源为市区自来水，水质良好，而且坝袋内基本处于充满水状态，水质一般不会恶化，更不会产生有毒气体。但为确保工程的安全运行，保护生态环境，管理单位应定期自坝袋溢流管采样进行水质化验，以c)五河水质分析根据2011年4月五河西大桥断面水质分析化验结果，五河上游来水水质已达d)蓄水区段城市污水治理分析蓄水区段城市排水系统现状为污水和雨水混流，将对蓄水区水体造成严重污染。从确保水体质量考虑，需在现状污水治理工程实施的基础上，解决市区出现暴雨时雨污合流的出路问题。根据某某市建设局某某建纪[2011]17号文“关于五河城区段生态环境治理工程北岸排水问题的会议纪要”,设计按现状排水系统的容量等规模修建截污工程。设计采用沿左岸堤防埋设钢筋砼箱涵方案，自桩号左1+350起沿程将16个污(雨)水口排出的雨污混流水体收集排放至蓄水区下游，以确保左岸蓄水区水体不被污染。治理工程不能影响河道原有功能是建设本工程的首要指导思想，必须保证五河50年一遇行洪能力不被降低。通过理论分析和通过模型试验验证表明：设计采用左岸西大桥～罗峪河段堤线向河道内压缩约8m,对五河城区段采用二槽方案和五级库区的总体布置方案是基本合理的，工程的建设对市区的城市防洪无不利影响。通过该工程的建设，使城区段堤防标准达到了50年一遇，提高了五河城区段的防洪标准，确保了某某市区的防洪安全。a)运行原则工程运行的原则为：低于5年一遇洪水标准(Q≤470m³/s)情况下，蓄水河槽按蓄清水功能运行，平时为蓄水水面，洪水或不满足景观水质要求的水自浑水河槽泄洪，为平时主要的泄洪通道；高于5年一遇洪水标准(Q>470m³/s)情况下，蓄水河槽橡胶坝塌坝，蓄水河槽与浑水河槽共同泄洪，达到畅泄洪水的目的。b)运行方式根据上游来水流量及含沙量大小、水质状况等，综合确定调度运用方式。(1)汛期运行方式汛期运行应适时掌握蓄水河槽塌坝、立坝运行的时间和时段。浑水河槽作为平时过洪输沙的通道，控制最大过流量为470m³/s。根据洪水预报，当上游来水流量小于该流量时，蓄水河槽处于立坝蓄水状态，上游来水由浑水河槽下泄，不影响整个工程的防洪度汛。当上游来水超过该流量时，蓄水河槽橡胶坝塌坝，全河槽过洪。(2)非汛期运行方式蓄水河槽引水时段原则上确定为：自非汛期11月开始引水，但在洪水退水过程中，当流量小于470m³/s,且含沙量小于25kg/m³、水质均符合蓄水要求时，也可相机引蓄水。工程开始引蓄水时，1#主坝处于微充水立坝状态，以保证顺利引水的同时，拦挡坝前泥沙，此时，1#副坝及6#坝开始立坝，第5级蓄水河槽蓄水，蓄满后，5#坝开始立坝，第4级蓄水河槽蓄水，依次类推，直到第1级蓄水河槽蓄水区蓄满水后，非汛期蓄水河槽处于立坝蓄水状态，上游来水均由浑水河槽下泄。由于蒸发、渗漏等原因，导致蓄水量减少，需要进行补水。补水时1#副坝立坝，1#主坝微塌坝运行。经常补水也可以改善蓄水水体水质状态。经初步分析计算，除冰封期外，每月均需补水2.3万m³左右，年需补水28万m³,补水水如果仅从防洪角度考虑，蓄水河槽5年左右有一次塌坝过洪几率，若遇枯水c)排沙防淤措施排沙防淤措施分工程措施和非工程措施两种。主河槽采用深浅槽布置、1#副坝底板高程比1#主坝低1.0m,有利于拉沙、排沙防淤。非工程措施主要指合理的调度运行方式，通过调度运行排沙防淤。主要指蓄根据水流特点，坝前的泥沙淤积，除利用汛期大洪水全断面行洪过程冲走淤积泥沙外，可以采用引水时1#主坝微充水拦挡坝前泥沙、利用1#副坝底板高程比1#主坝低1.0m的特点进行拉砂，还可以通过坝袋的迅速塌落，增大流速，加大水流d)蓄水水质要求工程蓄水为一般景观用水，水源水质执行GB3838-2009《地表水环境质量标准》IV类标准。根据2011年4月水质分析，五河上游来水水质已达到Ⅱ类水质，完全能满足观赏水水质要求(氨氮除外),分析结果见附件。同时随着城区污水(2)橡胶坝塌坝过流情况分析橡胶坝控制系统的设计规模按塌坝时间1小时确定，因此，运行管理中要求橡胶坝汛期塌坝控制在1小时内完成。按最不利情况考虑，5级库区同时塌坝蓄水区70万m³水体塌坝泄洪形成的最大泄流洪峰为231.8m³/s,即全河槽此时的最大泄流量为231.8m³/s,远低于该河段堤防工程的设防洪峰流量3040m³/s,即橡胶坝塌坝过程不会造成人为的洪水灾害。同时，该级别的流量对下游亦不会造成影响。即使塌坝时遭遇上游来水为470m³/s的情况下，河槽最大遭遇洪峰为701.8m³/s,亦不会对河道行洪构成威胁。若出现上游来水为470m³/s时，橡胶坝还未及时塌坝的情况，由于橡胶坝设计内压比为1.3,则坝顶最大可过流的水深约1.1m(1#主坝),即坝顶可过流量约530m³/s,因此，约1000m³/s的洪峰仍可以安全泄洪。藉河流域的洪水过程多以单在洪峰流量由470m³/s达到1000m³/s的较短时间内，根据情况，立即启动泵站抽排系统或采用人工非常塌坝措施及时塌坝，从而保证上游来更大洪水时蓄水区河段全河槽安全泄洪，确保泄洪不危及市区安全。对于人工非常塌坝，建议采用人为割破坝袋等破坏性较小的措施，既保证橡胶坝顺利塌坝，又便于后期坝袋的修工程运行初期，由于雨水情预报系统受现状资料限制，需要经过腊口站与某精口站流量超过260m³/s时，橡胶坝即行塌坝运行。府应着手编制《某某市防御灾害性洪水应急预案》,该预案应包括指挥机构职责、指挥调度权限、汛情监测预警、防御洪水对策、紧急处置措施、人员撤离迁安、d)支沟泥石流(1)工程区支沟概况雨引发的沟坡滑坡。此外，罗峪河位于6#橡胶坝下游约650m处，为工程区最大的(2)支沟泥石流对工程安全运行的影响的罗峪河均位于蓄水区下游，对工程的安全运行不构成威胁。如果发生泥石流，可对沟口进行及时的清淤处理，以保证五河行洪安全。对蓄水区有影响的支沟为豹子沟和吕二沟，均位于工程蓄水区右岸。豹子沟流域面积4.25km²,50年一遇洪峰流量104m³/s;吕二沟流域面积14.1km²,50年一遇洪峰流量237m³/s。这两条支沟即使发生泥石流，其流量所决定的挟砂石能力相对于浑水河槽5年一遇洪峰流量470m³/s仍属有限，不会造成漫槽而影响到左岸蓄水区。若沟道洪水遭遇五河河道枯水情况，沟口泥沙堆积体应采用人工或机械及时清除，确保浑水河槽畅通；从历史情况看，两支沟与五河干流洪水遭遇几率甚小，支沟泥沙在沟口堆积不严重，且浑水河槽有一定的冲刷作用，支沟泥石流对工程运行罗峪河位于6#橡胶坝下游约650m处，是工程区最大的支沟，经过水文分析，罗峪河50年一遇洪峰流量为591m³/s,五河和罗峪河同频率洪水不遭遇，对市区防洪安全较为有利。经过调查，截止目前，某某市区未发生过罗峪河排出的泥石流阻挡五河干流行洪的情况。五河城区段生态环境治理工程建成后，由于蓄水区位于罗峪河河口以上约650m,鉴于五河河道比降较大，因此，罗峪河排出的泥石流不会对蓄水区造成危害，但对下游2#绿地可能会造成一定范围的破坏。(3)支沟泥石流防治泥石流是一种地质灾害，流域内支沟泥石流防治，属小流域综合治理工程，从城市防洪安全出发，建议由某某市水行政主管部门对沟道泥石流引发的地质灾害进行专门研究，编制工程区支沟泥石流防治规划，并建立完善的监督管理机制，实施流域综合治理，为本工程的运行提供更为安全的保障。此外，面临西部大开发的大好形势，某某市水行政主管部门应积极加快小流域综合治理步伐，确保某某市区生e)工程区内桥梁的安全运行工程区内目前共有8座桥梁，分别为西大桥、双桥、南大桥、管桥、东团庄大桥、钢桥、迎宾桥和七里墩大桥，其中双桥、管桥和钢桥规模小，为便桥。工程建成后，将对工程区内的桥梁产生一定影响，主要为：对桥梁的雍水影响和对桥梁基础的冲刷影响两方面。本次设计对西大桥(新)、南大桥、东团庄大桥、(1)工程对桥梁的雍水影响满足五河50年一遇洪水的过洪能力。通过对即将改建的西大桥复核，其桥下净空空不小于0.5m(设计洪水位以上)。经过分析，除现状西大桥外，其它跨河大桥桥下净空均大于规范要求的0.5m,满足五河50年一遇洪水的过洪能力。通过对即(2)工程对桥梁基础的冲刷影响变化。根据模型试验冲刷高程成果比较可见：工程建成后，河道的冲刷不会危及建筑物橡胶坝、中隔墙、排污箱涵、泵站等为4级建筑物。标准应为50年一遇，相应流量为3040m³/s。左岸蓄水河槽橡胶坝塌坝控制流量为470m³/s,当水情预报来流量大于470m³/s时，橡胶坝开始塌坝过洪，因此，橡胶坝的塌坝标准为5年一遇洪水标准。右岸浑水河槽泄洪控制流量470m³/s,相当于5年一遇。当来水超过5年一遇洪水时，橡胶坝塌坝，左岸蓄水河槽和右岸浑水河根据《堤防工程设计规范》,左右岸堤防不考虑地震设防；根据《水工建筑根据可研阶段审查意见，对西大桥～七里墩大桥7km河道进行综合治理，规2294.8m,规划为河滩生态绿地。西大桥～北山排洪渠：从河势分析，该河段右岸为落淤区，因此，设计选择在该段右岸河滩布设长561m,最大宽度60m的生态绿地；罗峪河口～七里墩大桥段：左岸线上游凸向河内，设计选择在该段左岸河滩布设长1900m,最大宽度60m的生态绿地。在布设两片生态绿地的河道内，设计布设两段子堤将河道一分为二，河道一侧为生态绿地，另一侧为行洪河槽，生态绿地子堤的设计标准确定为5年一遇洪水标准，相应洪峰流量470m³/s。设计子堤采用梯形断面土堤，每片生态绿地的始端和末端均采用土堤临时封堵，遇5年一同时又不影响大洪水时河道泄洪，设计在1#生态绿地下游端相对应的左岸布设一导流顺坝，坝轴线与左堤夹角15°,坝长120m,坝头按洪峰流量470m³/s控制。(2)北山排洪渠(左岸)～罗峪河口段：河道长3797.4m,规划为蓄水区，拟形成长3000m、宽约111～128m的景观水面。可行性研究阶段，对蓄水区的总体布置，提出了一槽(清洪不分)方案和二槽(清洪分离)方案，并对一槽、二槽布置方案做了详细的比选论证。可行性研究报告经上级主管部门审查，同意选用二槽(清洪分离)布置方案。因此，本阶段保持二槽(清洪分离)布置方案的总体格局，仅对布置根据河工模型试验成果进行进局部优化调整。从河势和河道比降、景观效果、蓄水量、投资等方面综合分析，确定二槽方案共布设6道橡胶坝，形成5个连续的蓄水库区，单级蓄水区长度为600m,蓄水区全长3000m,水面面积37万m²(37.07ha)。各级库区蓄水对于蓄水区，根据可研阶段审查通过的二槽(清洪分离)方案，设计用中隔墙将蓄水区河道一分为二，左侧河槽为蓄水河槽，宽111～128m;右侧河槽为浑水河槽，宽约60m。中隔墙为蓄水河槽和浑水河槽的隔墙，标准断面型式选用砼贴面浆砌石箱形断面方案型式；左右岸堤防采用梯形断面和梯形复式断面型式，改建左岸堤防设计稳定边坡为1:1.5,坡面采用预制砼六边体块和浆砌石护坡型式；加固右岸堤防设计稳定边坡为1:1.75,坡面采用浆砌石护坡形式。蓄水区橡胶坝工程共布设3座泵站，1#坝、1#副坝和2#坝共用一个泵站，3#坝和4#坝共用一个泵站，5#坝和6#坝共用一个泵站。泵站均布置在左岸堤顶以内。根据橡胶坝坝袋的充水水源方案比较，设计选用市区自来水作为橡胶坝坝袋的充水水源。此外，为确保蓄水区水体质量，设计采用沿左岸堤防埋设钢筋砼箱涵方案，按蓄水区左岸现状排水系统容量等规模修建截污工程，排污箱涵全长2767m。工程主要建筑物包括左右岸堤防、橡胶坝、中隔墙、河滩绿地子堤、排污箱本治理工程涉及市区段工程范围内左岸堤防改建和加固，右岸堤防加依据《某某市城市总体规划》、可研阶段审查意见、及正在实施的城市道路工程，左岸西大桥～罗峪河段堤防在保证最小堤距165m的原则下将现状堤线向河道内压缩8m进行改建设计，改建堤线基本与现状左岸堤线走势一致，罗峪河以下～下游七里墩大桥段堤防维持现状堤线不变，进行加固设计。左岸堤防设计范围为：自西大桥～七里墩大桥段，桩号为左0+000～左6+957.25,全长6957.25m。本次改建堤防最大高度7.25m。(1)左岸堤防改建设计左岸堤防改建范围为西大桥～罗峪河口段，桩号左0+000～左4+600,改建堤防全长4600m,其中包括蓄水区、非蓄水区两部分。蓄水区左岸堤防改建，桩号范围为左1+056.25～左4+035.11,即1#～6#橡胶坝段，全长2978.86m。按照因地制宜，就地取材的原则，从合理布局、为市区河岸美化工程搭设合理的平台出发，设计采用梯形复式断面，堤顶宽6m,蓄水面边布设亲水平台，亲水平台宽5m,平台高出景观水面0.2m,平台以上临水坡坡比1:1.5,背水坡坡比1:2或与背水侧现状河岸平顺衔接。为体现某某市的人文历史，拟在蓄水区左岸繁华地带布设文化长廊景区。根据可研阶段审查意见，景区位置选择在东团庄大桥上游，桩号左3+438～左3+588,长150m。设计采用钢筋砼扶壁式挡墙型式，挡墙高3.5m,长廊区平台宽20m,设计自亲水平台边缘向河道内外挑7m,堤顶内退8m,形成一个长150m、宽20m的观赏平台。护坡设计型式为：亲水平台以下护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石和一布一膜，护脚型式采用M7.5浆砌石基础，局部段辅以4.5～12m宽、0.8m厚的铅丝笼石水平铺盖防冲，浆砌石基础尺寸为宽×高=1.0×1.0m和1.0×1.5m两种；平台以上采用左0+000～左1+056.25(西大桥～1#橡胶坝)、左4+035.11～左4+600(6#橡胶坝～罗峪河口)段，为非蓄水区的左岸改建堤防，两段全长1621.14m。设计采用梯形断面，堤顶宽6m,临水坡坡比1:1.5,背水坡坡比1:2或与背水侧现状河岸平顺衔接。护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石下铺土工布做为反滤，护脚型式采用M7.5浆砌石基础，局部段辅以12m宽、0.8m厚的铅丝笼石水平铺盖防冲，浆砌石基础尺寸为宽×高=1.0×1.0m和1.0×1.5m两种。对左岸堤防堤岸范围内的可用地，由园林设计统一规划，对6m宽的堤顶路面进行统一硬化，既保证汛期抢险道路畅通，又美观协调。(2)左岸堤防加固设计左岸堤防加固设计范围为罗峪河～七里墩大桥段，桩号范围左4+600～左6+957.25,全长2357.25m,扣除罗峪河河口宽41.55m,左岸堤防加固总长2315.70m。根据业主提供资料，该段堤防为近几年改建堤防，堤身临水边坡基本为1:1.5,基础为浆砌石，埋深已满足规范要求。经过稳定复核计算分析，堤防稳定亦满足规范要求。因此，本段堤防仅进行护坡砌护和堤顶加高。b)右岸堤防右岸堤防加固设计范围自西大桥～七里墩大桥，桩号右0+000～右7+139.90,设计范围全长7139.90m。本次设计维持现状堤线不变，进行加高加固设计。现状右岸堤防中，师专段堤防(右0+000～右0+680)680m长为1999年改建，为已达标堤防，本次对该段堤防维持现状不变。右岸堤防加固自某某师专段堤防末端桩号右0+680开始，至七里墩大桥右7+139.90止，即加固范围为右0+680～右7+139.90,扣除豹子沟、吕二沟、龙王沟三条沟道宽57.44m,本次右岸堤防加固长度6402.46m:设计对右岸堤防进行现状稳定复核，分析表明：现状右岸堤防中，除师专段堤防为已达标堤防外，其余堤防基础埋深不够、堤身不稳定，且部分堤段高度不够，均需进行加固处理。本次右岸堤防加固设计断面型式为梯形断面，临水侧边坡1:1.75,背水坡坡比1:2或与背水侧现状河岸平顺衔接，堤顶宽度考虑市区用地紧张，维持现状堤顶宽度3～6m不变，设计堤顶临水侧3m范围采用彩色广场砖铺砌，以外由园林设计统一规划。右岸堤防加固设计断面型式为梯形断面，临水侧边坡1:1.75,护坡采用0.3m厚M7.5浆砌石，护脚型式采用M7.5浆砌石基础，局部段辅以8～12m宽、0.8m厚堤防设计堤身材料为砂砾料，要求堤身夯填碾压，填筑标准按规范要求为：相对密度不小于0.65。根据可研审查意见，结合本阶段进一步分析比较，确定本工程蓄水区挡水、泄水建筑物采用彩色橡胶坝，坝袋充水水源为市区自来水。a)橡胶坝布置根据推荐采用的二槽(清洪分离)方案，蓄水区共布设6道橡胶坝。1#橡胶坝为引水坝，2#～6#橡胶坝为拦水坝。为保证蓄水河槽蓄水，需在浑水河槽首部设橡胶坝段沿河道方向主要由以下几部分组成：钢筋混凝土铺盖、橡胶坝底板、消力池、海漫及下游铅丝笼石防冲段。1#主坝各组成部分总长度为54.5m,1#副坝各组成部分总长度为77.5m,2#～6#橡胶坝各组成部分总长度均为55m。橡胶坝底板高程应以河槽深泓线为基准，其底板高程不高于深槽平均高程。1#橡胶坝处疏浚后的河床高程为1167.25m,从不影响河道过洪方面，以及为保护坝袋应具备一定的拦砂能力方面考虑，坝底板设计高程比疏浚河床高程抬高0.2m,即1#橡胶坝底板顶高程为1167.45m,1#副坝底板高程为1166.45m。2#～6#橡胶坝底板高程确定原则与1#橡胶坝主坝底板相同，坝底板设计高程比疏浚河床高程抬高1#橡胶坝主坝的坝顶高程取决于浑水河槽泄流470m³/s以下流量时，蓄水河槽水体不被侵扰。可研阶段采用理论分析成果确定的1#橡胶坝主坝坝高为2.5m,由于1#主坝坝前水流流态复杂，存在河道束窄、横流等多种因素影响，导致理论分析结果偏小。本次设计根据模型试验优化成果，确定1#橡胶坝主坝坝高3.8m,坝顶高程为1171.25m。设计从保证1#橡胶坝主坝顺利引水、以及引水时阻拦坝前泥沙等方面考虑，引水时，1#橡胶坝主坝处于微充水运行状态，1#副坝坝顶高程为1169.45m,1#副坝坝高3.0m。为保证每级蓄水区尾部最小蓄水深度不小于0.5m,根据治理段河道比降、以及目前国内橡胶坝生产技术水平，每级蓄水区坝前水深确定为3.8m较为合适，考虑20cm坝袋塌肩，这样确定2#～6#橡胶坝坝高为4m。6#橡胶坝坝高除按上述条件确定外，还应满足不低于浑水河槽泄流470m³/s时的该断面河道水位。b)橡胶坝规模经过布置，各道橡胶坝规模见表1—3。蓄水区橡胶坝主要参数统计表表1—3橡胶坝序号桩号位置坝高坝长(m)坝底板高程坝顶高程1#橡胶坝1#主坝河1+053.241#副坝2#橡胶坝河1+653.243#橡胶坝河2+253.244#橡胶坝河2+853.245#橡胶坝河3+453.246#橡胶坝河4+053.24合计c)坝袋设计d)锚固结构设计e)橡胶坝土建设计橡胶坝土建工程从上游到下游依次为上游铺盖段、坝袋底板段、消力池段、f)控制与观测系统设计(1)充排水设计根据本工程水情预报系统设计，为确保工程运行安全，要求橡胶坝塌坝时间控制在1.0小时以内。拍打、坝肩起坝困难等，如果对坝高控制不力，将对蓄水构成影响，因此每个坝表1—41#坝1#副坝2#坝3#坝4#坝5#坝6#坝胶布规格二布三胶坝袋厚度内压比坝袋有效周底垫片有效长度(m)坝袋单宽容积(m³)坝袋设计充水量(m³)坝袋安全系数坝袋抗拉力坝袋拉力(2)坝袋安全监测设施为避免超压造成坝袋破裂，在每坝段均需设置超压溢流管。1#橡胶坝副坝超压溢流管设在中隔墙顶部，其余各坝段超压溢流管出口均设在左边墙顶部，超压溢流管管径为0.5m,管口高为1.3倍坝袋高。本工程橡胶坝监测主要有坝袋内水压、坝袋上下游水位及基础底板下渗压观测。坝袋内水压观测：在每个橡胶坝袋内设置水压测量装置，从基础底板埋管引至控制室，由测压装置读取数据。坝袋上、下游水位观测：分别在各橡胶坝上下游侧设标尺，并在边墙埋管引至控制室，由测压装置读取数基础底板下渗压观测：在各橡胶坝基础底板下均设两个观测点，由深入地基a)中隔墙布置中隔墙为蓄水河槽和浑水河槽的隔墙。中隔墙位于河道内距右岸约60m处，中隔墙墙顶高程由浑水河槽5年一遇洪水位和蓄水区水位比较，取高值加安全超高确定。确定原则：对每级蓄水区，库前段由浑水河槽5年一遇洪水位控制，洪水位以上考虑0.6m超高；库尾处中隔墙顶高程由该蓄水区水面高程控制，考虑0.3m超高；坝前中隔墙顶高程为坝顶高程加0.3m超高。各蓄水区之间的中隔墙墙顶以1:5比降踏步相连。经过布置，设计河床面以上中隔墙高度为3.1～5.5m(浑水槽侧)。b)设计方案鉴于中隔墙的运行特点，对中隔墙的设计要求考虑挡穿桥等诸多因素。可行性研究阶段对钢筋砼箱涵和浆砌石梯形断面两种方案进行了比较，可研审查同意选用钢筋砼箱涵断面型式，因其造价偏高，本设计阶段对钢筋混凝土箱涵和混凝土贴面浆砌石箱形断面两种方案进行了比较，设计推荐选即浆砌石与混凝土复合箱涵型式。该方案断面宽4.6m、基础底宽6.6m,基础底部布设0.5m厚C15砼，两侧挡墙均设计为砌石挡墙，蓄水槽侧表面贴护20cm厚砼，满足防渗要求。箱形断面间隔3.2m设一道0.4m厚的浆砌石隔墙，内填砂砾石，表层填0.3m厚耕作土植草。1#坝主坝段14.5m范围为满足坝袋安装，采用钢筋砼断面，顶部每3m设一0.3m×0.3m钢筋砼拉梁。设计河床面以上中隔墙高五河河床主要由砂壤土、砂卵石及泥岩组成。本阶段主要依据理论计算成果水工模型试验成果表明：工程运行后浑水河槽总趋势仍为冲刷，中隔墙一侧除各橡胶坝坝后局部有较大冲坑外，冲刷深度基本位于深泓附近，因此确定中隔墙基础按深泓以下1.5m控制。对各橡胶坝坝后淘冲严重段，既要解决墙基冲刷问题，同时还要确保中隔墙的自身稳定，因此，对1#坝后墙0+047.25～墙1+147.25100m)、2#坝后墙0+635.3～墙0+735.3段(长100m)、3#坝后墙1+246.47～墙1+296.47段(长50m)、4#坝后墙1+845.89～墙1+895.89段(长50m)、5#坝后墙2+448.08～墙2+498.08段(长50m)、6#坝后墙3+018.32～墙3+048.32段(长30m)共6段墙基础采用C10砼防渗墙，兼防渗和防冲作用，墙厚0.4m,墙基深入砂卵石层以下泥岩1m。为减少蓄水区渗漏，中隔墙底部蓄水槽侧布设垂直防渗体，设计采用垂直铺塑为主，高压摆喷为辅的方案，防渗体底部深入砂卵石层以下泥岩0.5m。中隔墙防渗范围为墙0-008～墙2+998.32,全长3006.32m。在上述6段范围中，后5段防冲墙兼防渗和防冲作用，替代垂直防渗体，但需与前后防渗体衔接。a)泵站方案选择可研审查意见要求本阶段对橡胶坝坝袋充水水源进一步论证。根据分析，工程区可行的坝袋充水水源为市区自来水、蓄水河槽中的蓄水。针对这两种不同的水源方案，橡胶坝的控制系统有3个泵站和4个泵站两种不同的布置方案。设计从水源、泵站管理、运行、投资等方面综合比较，推荐采用可研阶段提出的3个泵站布置方案，袋充水水源为市区自来水。为避免与市区用水冲突，充水时间可选在城市生产、生活用水低谷期。b)泵站设计(1)橡胶坝充水水源沿橡胶坝左岸防洪堤内的城市道路敷设有自来水供水干管，充水管可直接在自来水干管上开口引接，自来水水压满足充坝要求。(2)站址选择及泵站总体布置本工程共设3座充排水泵站，1#泵站承担1#橡胶坝、1#副橡胶坝和2#橡胶坝的充排水任务；2#泵站承担3#和4#橡胶坝的充排水任务；3#泵站承担5#和6#橡胶坝泵站站址选择在五河左岸堤防上。3座泵站均布置于其控制的两座橡胶坝之间，(3)橡胶坝充排方式选择根据防洪要求，橡胶坝必须在1小时内塌坝，但橡胶坝不具备完全自流排水条(4)运行要求橡胶坝塌坝时间为1小时，立坝充水无严格的时间要求。充排水系统按微机监(5)厂房1#泵站控制1#、2#橡胶坝和1#副坝充排水，厂房分两层，下层为主厂房，上层为副厂房。主厂房内主要安装2台KQSN500-M27-374和2台KQSN500-M27-332开间4.5m,长度27m,底板高程1163.18m,层高7.43m;副厂房为地上厂房，±0.00层高程1170.61m,布置设备吊运通道间、配电间、中控室、楼梯间及管理用房等，厂房跨度、开间和总尺寸与地下厂房相同，层高6.0m。2#泵站控制3#、4#橡胶坝充排水，3#泵站控制5#、6#橡胶坝充排水。厂内分别安装4台KQSN500-M27-374型水泵机组，厂房布置及尺寸与1#泵站基本相同。副厂房采用钢筋混凝土框架结构，副厂房尺寸长27m,宽9.5m,单座泵站建筑面积256.5m²,共计769.5m²。此外，充排水管道布置在泵站与橡胶坝袋之间。1#泵站共向外敷设5条管道，2#和3#泵站分别向外敷设4条管道。管道统一采用钢管，环养煤沥青漆防腐。设计于西大桥～北山排洪渠、罗峪河～七里墩大桥河段布设两片生态绿地，根据可研报告审查意见，设计防洪标准为5年一遇。依据河工模型试验，可研阶段确定的1#、2#生态绿地规模偏大，本次设计将绿地范围适当缩小，宽度减小，以使绿地子堤布置更顺应水流流态。a)子堤堤线布置在布设两片生态绿地的河道内，设计布置两段子堤将河道一分为二，以确保生态绿地免受5年一遇洪水的侵扰。西大桥～北山排洪渠河段：设计选择在该段右岸河滩布设，最大宽度60m的生态绿地，称1#绿地，位于右岸堤防右0+139.50～右0+700.65,长度592.61m;罗峪河～七里墩大桥河段：设计选择在该段左岸河滩布设，最大宽度60m的生态绿地，称2#绿地，位于左岸堤防左5+000～左6+900,长度1992.13m。b)子堤横断面设计临水侧边坡1:1.5,背水坡与绿地地面自然衔接。堤顶除子堤临时封堵段采用碎石路面外，其余均采用M7.5浆砌彩色广场砖路面。子堤临水坡采用M7.5浆砌石砌护，每片生态绿地的始端和末端均采用土堤临时封堵，以利超标准洪水行洪安全。护脚基础埋深按滩面以下1.0m控制，采用M7.5设计从满足蓄水区水质要求出发，需对现状左岸直接排入蓄水区的雨污合流水体进行截流，送入蓄水区下游，以确保蓄水区水体不受污染。根据某某市建设局某某建纪[2011]17号文“关于五河城区段生态环境治理工程北岸排水问题的会议纪要”,修建截污工程，解决蓄水区城区内雨污合流的出路问题。a)治理方案和规模根据业主提供资料和水市建设局某某建纪[2011]17号文，本次设计按现状排水系统的容量等规模修建蓄水区截污工程，最大设计雨污混流量取Q=17m³/s,采用沿左岸堤防埋设箱涵方案。即沿左岸堤防埋设箱涵，自桩号W0+000(左1+350)起沿程将16个污(雨)水口排出的污水收集排放至蓄水区下游。b)排污箱涵设计(1)箱涵出口方案 (左4+667),全长3334m;一是箱涵自6#橡胶坝坝后65m处排出，箱涵末端桩号W2+767(左4+100),全长2767m。根据某某市建设局某某建纪[2011]17号文，设计采用第二种出口方案，即箱涵自6#橡胶坝坝后65m处排出，箱涵末端桩号W2+767(左4+100),全长2767m。(2)箱涵纵断面布置设计范围为W0+000(左1+350)～W2+767(左4+100),全长2767m。设计根据堤防现状条件和出口的河床高程，将箱涵纵断面划分为三种比降，以保证每个污(雨)水口均能顺利汇入箱涵，并且能顺利排入罗峪河口。箱涵纵断面比降划分如下：第一段：W0+000～W1+170,段长1170m,比降1/180。设计在W0+050处下跌0.6m、W0+885处下跌0.9m,以保证箱涵涵顶不出露；第二段：W1+170～W2+350,段长1180m,比降1/200。设计在W2+350处下此外，根据相关规范，设计沿箱涵纵断面布置27个检查井。(3)箱涵结构及横断面设计箱涵平面位置布置在左岸堤防堤身内，箱涵中心线距改建堤顶堤线最小距离根据材料的不同，排污箱涵可以采用钢筋砼箱涵、浆砌石盖板涵及预应力砼管钢筋砼箱涵方案具有结构合理、运行安全、投资小等优点，设计推荐选用钢筋砼箱涵方案。为节约投资，设计根据沿程各段汇入污(雨)水的大小，将排污箱涵划分为4个流量级别，,分别为：第一段：W0+000～W1+170,段长1170m,设计流量Q=4.5m³/s;第二段：W1+170～W1+900,段长730m,设计流量Q=11.5m³/s;第三段：W1+900～W2+350,段长450m,设计流量Q=14.5m³/s;第四段：W2+350～W2+767,段长417m,设计流量Q=17m³/s。模型试验显示：蓄水区橡胶坝的建设导致河道在下泄5年一遇洪水时被压缩近2/3,受1#坝前五河弯道影响，主流沿左岸凹岸直至1#主坝前，尔后从主坝前横向流动至中隔墙前端，绕流过副坝进入浑水槽，从而造成1#橡胶坝主坝前水流流态紊乱，横流现象严重，导致坝前水深壅高，水深达4.5m以上，且淤积严重。为改善1#橡胶坝上游水流流态，减少坝前淤积，同时又不影响大洪水时河道泄洪，设计依据河工模型试验报告在1#生态绿地下游端相对应的左岸布设一导流顺坝，坝轴线与左堤夹角15°,坝长120m,坝头按470m³/s流量控制，顶高程为1170.8m,坝顶宽2m,边坡1:2.5,坝顶纵坡1%。顺坝采用土心坝，外部采用铅丝笼石堆砌，坝基深入河床1m。从洪水过程模拟试验可以看出，导流顺坝可将主流很平顺的导入浑水河槽，主坝前最大壅水高为3.75m,副坝前水流流态明显趋于平稳。而当河道发生较大洪水本工程防渗处理主要为蓄水区的防渗，包括蓄水区左岸堤防和中隔墙堤基防渗及橡胶坝坝基防渗工程设计。根据本阶段《工程地质勘察报告》,堤基及坝基为砂卵石，渗透系数k=3.77×10²cm/s左右，为强透水地基，渗漏量大，砂砾石下层为第三系泥岩，为相对隔水层。根据《工程地质勘察报告》对蓄水区渗漏问题评价，应做防渗处理。根据上述地质条件，为减少蓄水区渗漏、降低工程运行成本、确保景观水面及建筑物安全，必须对蓄水区左岸堤防亲水平台以下堤身、中隔墙及橡胶坝坝基进行a)防渗范围对拟改建的左岸堤防，仅对蓄水区段进行防渗，即1#橡胶坝～6#橡胶坝范围，桩号左1+048.25～左4+019.11(1#橡胶坝～6#橡胶坝)范围，全长2970.86。设计包括堤基防渗和对亲水平台以下堤身的防渗两部分。对中隔墙蓄水区段基础进行防渗，防渗范围为：墙0-008～墙2+998.32,长度基础防渗处理深度：根据地质条件，防渗深入砂砾石层下层泥岩0.5m。b)防渗方案根据堤基地质成果，结合地质条件可采用的基础防渗处理措施有：帷幕灌浆、砼防渗墙、高压摆喷注浆防渗墙、垂直铺塑等方案。从防渗效果、节约投资、施工等方面综合分析比较，充分考虑到砂砾石层中粒径大于5cm的卵石含量偏大的地基特性，设计采用垂直铺塑为主、高压摆喷注浆防渗墙为辅的防渗方案。即在个别因垂直铺膜深入不到基岩段，采用摆喷补救，摆喷与垂直铺膜搭接长度不小于1.0m。垂直铺塑的防渗膜采用0.5mm厚PE土工膜，幅间采用搭接法，搭接长度不小于1.0m。高压摆喷注浆采用三管法，防渗墙要求成墙有效厚度不小于0.3m,防渗板墙形状为哑铃状板墙，采用微摆式，喷射浆液采用速凝水泥浆。蓄水区左岸堤防堤基垂直铺塑防渗位置位于临水侧护脚基础处；中隔墙基础垂直铺塑防渗位置位于蓄水区一侧的齿墙处。对中隔墙的基础防渗，在2#～6#坝坝后局部段，为解决基础防冲和中隔墙的稳定问题，将垂直铺塑防渗局部调整为C10砼墙，兼防渗和防冲作用，墙厚0.4m,基础深入砂卵石层以下泥岩1.0m。防渗墙渗透系数不大于10⁶cm/s。经过分析，蓄水区左岸堤防堤基垂直防渗深度2.87～6.7m,中隔墙基础防渗深度2.09～6.6m。防渗墙渗透系数不大于10cm/s。根据地质条件，各橡胶坝坝基采用C10砼防渗墙，墙厚0.4m。防渗墙深入河床砂卵石层以下泥岩1.0m。防渗墙两侧分别与蓄水区左岸和中隔墙基础防渗体相接，使蓄水区形成一个封闭的防渗体体系。为与蓄水区左岸和中隔墙基础防渗体衔接，1#橡胶坝C10砼防渗墙设于坝底板通过防渗处理后，分析计算得蓄水河槽每年总渗漏量为7万m³。1.6机电设计为选用技术经济相对合理的水泵，本设计阶段在目前国内水泵生产企业提供的水泵系列产品中选型，将可以采用的各种泵型进行了机组选型方案比较，在每一座橡胶坝的排水泵比选方案中选出三种最合理的泵型，进行方案比较，确定水泵机组常充足的检修时间，故泵站不设备用机组。排水泵站主要特性见表1—5。本工程设三座泵站，总装机容量900kw,共装设低压水泵电动机组12台，敷设10kv电缆线路11km,装设10kv主变压器3台，总容量1200kvA。工程电气部分设计，包括10kv配电网的供电规划设计，以及泵站、阀门的变配按照国内控制自动化的水平，要求运行人员能在每个泵站控制室对水泵起动、供工程管理部门在中心控制站对泵站进行综合调度和控制操作。排水泵站特性表表1—5泵站橡胶坝水泵电动机平均流量平均扬程泵平均效率装机容量排水时间(分)1#泵站1#主坝1#副坝2#坝2#泵站3#坝4#坝3#泵站5#坝6#坝注：1#副坝塌坝仅运行一台机组，且需压阀运行，使总扬程不小于10.4m。工程蓄水区可引水时间主要为非汛期11～5月。汛期可相机引水，除补充渗漏蒸发损失外，适当增加换水次数，提高景观水质。引水沙限控制在25kg/m³。工程建成后，根据类似工程运行经验，初步确定每3～5年塌坝检修一次，检修期放在非汛期，检修期单坝塌坝泄空时间控制在3.0小时。1#橡胶坝分为两个坝段，1#主坝、1#副坝，引水时1#主坝处于微充水状态，采末级库区蓄满后，5#橡胶坝充水立坝拦蓄水量，依次进行直至2#橡胶坝充水立坝。在引水过程中，浑水河槽的1#橡胶坝副坝均处于充水立坝状态，以确保来水顺利引入蓄水区；待1级库区蓄满、1#橡胶坝副坝塌坝运行，主坝立坝运行，以保证上游来水自浑水河槽顺利泄流。清水河槽的补水过程为：浑水河槽的1#橡胶坝副坝充水立坝，将坝前水位壅高，1#主坝微充水，使上游来水顺利引入清水河槽，此时，清水河槽的2#～6#坝均处于立坝拦水状态。工程在低于5年一遇洪水标准情况下(Q-470m³/s),蓄水河槽按蓄清水功能运行，蓄水区橡胶坝均立坝蓄水，形成蓄水水面，此时，1#橡胶坝副坝段处于塌坝运行状态，洪水或不满足景观水质要求的水自浑水河槽泄流，为平时主要的泄洪通道。高于5年一遇洪水标准情况下，工程区橡胶坝全部塌坝，蓄水河槽与浑水河槽共同泄洪，以达到防洪的目的。蓄水区平均5年塌坝运行一次。根据已建成的类似工程运行经验，蓄水河槽行洪后，不会对工程设施造成破坏，只需进行局部河槽清淤、橡胶坝的检修等。1.7.2水情自动预报系统设计五河河道整治工程建成后，科学安全的运行管理至为重要。为确保洪水到来前及时塌坝泄洪，需在五河上游建设水情自动预报系统，以确保工程自身及城市防洪工程区以上流域设有关子、藉口、黄集寨、徐家店等4处雨量站、其中关子和精口为报汛雨量站；设有水文站一处—某某站，某某站控制流域面积1019km²。根据某某站洪水资料和雨量观测资料分析，某某站洪水主要以五河干流来水为主，多从建设投资、运行管理费、预报精度等多方面进行技术经济综合比选后，推荐采用雨水情测报预报系统。雨水情测报预报系统建设主要包括措口、黄集寨、徐家店、太京、余家湾、皂郊遥测雨量站建设，自记水位站监测断面河道整治工程、籍口自记水位站建设、某某中心站建设以及预报软件的编制。水情自动预报系统工程概算总投资152.17万元。依据《中华人民共和国河道管理条例》及相关政策法规和技术标准，工程建成后，应组建专门的工程管理机构，拟设“五河生态工程管理处”,对本工程实行专门管理。新设的五河生态工程管理处，拟建在市区左岸北山排洪渠附近，占地面积3亩，建筑面积1500m²。本工程系社会公益性项目，工程建成后除形成的水面可以租赁经营方式补充管合理设置管理岗位，尽量减少非生产人员，依据《水利工程管理单位编制定员试行标准》,确定工程管理定员标准为18人。a)工程管理范围工程管理范围为工程管理单位直接管理和使用的范围。本工程的管理范围为：西大桥～七里墩大桥7km范围内的生态工程，即蓄水区、1#和2#生态绿地、及左岸堤顶绿化。西大桥～七里墩大桥治理工程范围内的左右岸堤防，本次进行改建加固后，按隶属关系其运行管理由当地水行政主管部门专管，不计入本工程管理范围b)工程保护范围为保证工程安全运行，不恶化河道水流条件，应在工程管理范围以外划定一定范围作为工程的保护范围，在工程保护范围内应禁止一切不利于工程安全的活动。工程保护范围为西大桥上游50m,下至七里墩大桥下游50m的河道，左右岸堤工程建成后的年运行费包括：工资及福利费、燃料动力费、工程维护费和其他费用等。经估算，本工程年运行费用约104.7万元。本工程建成后，社会和环境效益显著,属于社会公益性项目，水面和岸边设施可以租赁或承包方式补充一部分年运行费用，建议本工程年运行管理费资金主要来源为城市建设维护费。1.8施工组织设计本工程地处某某市区，对外交通运输便利，水电供应充足，通信联络方便。工程所需块石、水泥等建筑材料均可就近采购。所需填筑料可就地取材，块石料工程区地处某某市秦城区五河城区段左岸，陇海铁路横贯某某全境，310国道、316国道连接东西，五河两岸的城区道路纵横交错可直达施工区，工程对外交通条件十分优越，施工车辆可利用现有公路及堤顶道路直达，对外交通运输便利。为便于堤防施工，在施工准备期可因地制宜沿堤内修建临时交通便道，满足车辆交通运输，施工完建期恢复原貌。工程区位于某某市区，所需钢材、木材、水泥、燃料等可就近采购。生活及施工用水、用电供应方便、充足。施工用水可由河中抽取，生活用水可引接自来水。城区电网涵盖了整个工程区，施工用电可就近架设、引接。为减少施工辅助企业规模，可在工程区内只设保养站，机械修配和加工可依托当地工业设施和设本工程所需天然建筑材料主要为填筑料、石料及砼骨料等。根据地质成果，本次设计堤身填筑料选用砂砾料，料场来源：首先选用本工程挖土方、基础挖土方及导流明渠挖土方中的可用料，不够的选用距工程区较近的史家崖砂砾料场(Ⅱ)。工程挖土方中除用于堤身填筑的可用料之外，剩余的土方可用来填筑整平上、下游两段河滩绿地。采用史家崖砂砾料场(Ⅱ),位于西大桥上游3km处的五河漫滩及河床上，根据探坑揭示，该料场地层为全新统冲洪积(Q₄2a+pl)含卵砾石层，成分主要以弱风化砂岩、泥岩和花岗岩为主。砂以长石、石英为主，含少量云母。块石采用石岭料场(IV)。该料场位于某某市牛头河石岭村，岩性为花岗岩，紧邻某某～清水柏油路，到工程区运距30km,交通便利，料场无地下水影响。料场岩石作为砌石料，除软化系数稍偏小外，其它指标均满足规程要求。设计选用石时应广泛吸纳其他料源石料，并提前备料。史家崖砂砾料场(Ⅱ)既为填筑料场也是砼用骨料料场，颗粒分析粗细骨料相对含量(粗：细):57.8:42.2。粗骨料在五河沿线河床及漫滩分布较广，料源充足。细骨料经探坑揭露和调查，无成层分布现象，当地开采均采用抽水采砂法，数量可满足工程需要。本次建议采用收砂方式解决砼用细骨料。结合本次实施工程实际，采用枯水期施工，选取5年一遇枯水期洪水作为导流洪水标准。枯水期施工时段为11月～次年5月，相应洪峰流量为73m³/s。导流方式采用分期导流。本工程导流方式较简单，但需顺河向布置长约3.1km的纵向围堰，基坑受枯水期河道的侧向补给形成一定的积水，给基础施工带来一定的影响，因此施工时应在基坑内设截水沟，用潜水泵进行及时集中抽排。由于河床和滩地开挖料质量基本满足围堰填筑要求，且料源充足，表层清除后均可作为围堰填筑料。上、下游横向围堰及纵向围堰均采用均质土围堰。1.8.3.4施工期污水导流在污水截流工程排污箱涵正式运行前，施工期污水的导流按实际情况可采用现状排污管(涵)等规模等尺寸延长接入河道(施工时按实际情况调整接入管(涵)的比降和长度)或采用水泵集中抽排就近入浑水河槽。某某市五河城区段生态环境治理工程主要包括：左右岸堤防、中隔墙、文化长廊挡墙、污水截流箱涵、橡胶坝及泵站等。1.8.4.1防渗工程施工a)垂直铺塑工程左岸堤防及中隔墙基础防渗采用垂直铺塑，施工前先进行场地平整，平整宽度不少于5m,施工顺序为：平整场地和人工挖引沟→焊膜和备土→控制刀杆角度和开沟达设计深度→形成槽孔→铺设土工膜→反循环系统固壁→回填槽孔→形成土工b)高压摆喷注浆防渗墙根据砂砾石层中粒径大于5cm的卵石含量偏大或粒径偏大的地基特性，在左岸堤基和中隔墙基础防渗工程施工中，若遇大片或成堆的卵石，开槽机无法深入到设计深度时，其下部分用高压摆喷补救。设计采用微摆式，摆喷线位于垂直铺塑前，距垂直铺塑线0.3m,与垂直铺塑搭接长度不小于1.0m,摆喷形成墙体厚度不小于0.3m,并深入下层泥岩0.5m。施工顺序为：平整场地→定孔→钻孔→下注浆管→喷射→提升→成墙。c)橡胶坝坝基防渗橡胶坝坝基防渗采用混凝土防渗墙，防渗墙的型式为板槽式，施工顺序为：平整场地→形成槽孔→混凝土浇筑→成墙。铅丝笼石的编网材料采用8#铅丝，骨架材料采用10#铅丝。块石料的运输以机械为主、人工为辅，石料砌筑及编网、绑扎以人工为主。在堤基防渗工程结束后，可先行施工护脚基础。堤基开挖采用1m³抓斗挖掘机进行，人工补充挖基，开挖土石混合料可沿堤线在基坑边缘就近堆筑，形成临时围基础和坡面浆砌石均采用人工进行浆砌石砌筑，严格按照坐浆法施工。基础工程可结合施工安排分段进行，边砌筑边回填。基础回填采用推土机进行。b)堤身填筑在基础施工完成后，进行堤身填筑施工。堤防施工前先进行清基处理，采用推土机，人工辅助进行，清除堤基表面的垃圾、杂物、废渣及腐植土，尔后对堤基用振动碾碾压后，方可进行堤身填筑。堤身填筑到箱涵底高程时，进行箱涵施工。c)护坡施工在堤坡砌石前，要特别注意坡面复合土工膜与垂直铺塑的可靠衔接，护坡工程采用浆砌石和预制砼块砌筑，砌筑方法同基础砌石。1.8.4.4中隔墙工程施工中隔墙基础防渗工程结束后，进行中隔墙施工。施工前先清除表面的杂物、废渣及腐植土，再浇筑0.5m厚砼基础，浆砌石基础和挡墙均采用人工进行砌筑。在蓄水槽侧用混凝土贴面，采用现浇施工。最后在U型槽内回填砂砾料，槽内表层铺填1.8.4.5混凝土工程施工本工程砼浇筑主要集中在橡胶坝、泵房、挡土墙、污水截流箱涵等工程。a)砼施工温度控制根据本地区气候条件，砼施工要求进行温度控制，以防止砼表面产生裂缝。低温季节加强砼表面保温，高温季节采取砼降温浇筑等措施。b)橡胶坝、泵房工程施工橡胶坝施工前先进行清基处理，采用推土机，人工辅助进行，清除坝基表面的地基用振动碾压实，再进行混凝土施工，并埋设管道，以机械施工为主。橡胶坝挡墙、基础、泵房等采用现浇砼，3m²混凝土罐车运送至现场，人工安装钢筋、立模，混凝土泵送入仓，插入式振捣器配合平板式振捣器进行振捣。施工应严格遵循《水橡胶坝土建工程完成后，进行坝袋安装。c)挡土墙工程施工文化长廊挡土墙工程施工时，先机械碾压、夯实挡土墙基础，砼浇筑前先安装模板，再浇筑挡土墙底板，采用0.5KW平板振捣器振捣密实，原浆人工收面待基础达到一定强度时再浇挡土墙面板，采用插入式振捣器振捣密实，现浇砼应每10m预留2cm的变形缝，砼由0.6m²移动式拌合站拌合，用翻斗车运至现场，采用人工入e)截污箱涵工程施工箱涵开挖或堤身填筑施工到箱涵底高程时，先机械碾压、夯实箱涵基础，再铺设0.3m碎石垫层，尔后开始箱涵浇筑。浇筑前先立模，现浇砼应每10m预留2cm的变形缝，采用插入式振捣器振捣密实，砼由3m²混凝土罐车运送至现场，采用人工入仓。最后在两侧回填砂砾料，顶板以上夯填砂砾料至堤顶高程。1.8.5主体工程土石方挖填平衡分析经计算，本工程清基9.29万m²,开挖土方80.11万m²,回填土方用去86.07万m²,剩余3.33万m²弃土需作为弃渣进行处理。弃渣堆放场初步选在五河右岸的南沟河右岸低洼地堆放，距工程区约5km。1.8.6施工交通及施工总布置1.8.6.1施工交通施工场地布置本着少占耕地，因地制宜，合理布局，加快工程建设，降低环境污染的原则综合考虑，既要有利于生产，又要方便生活，易于管理。工区对外交通条件较好，施工车辆可利用现有公路及堤顶道路直达施工区。远程物资及设备可考虑铁路运输，大部分物资及设备可采用公路运输。可因地制宜沿堤内修建临时交通便道，满足车辆交通运输，施工完建期恢复原貌。根据现有交通状况和施工区较长的特点，场内设18km临时交通道路，路面宽4.5m,为简易泥结碎石路面。1.8.6.2水、电系统施工生产用水可从河中抽取，水质和水量可满足工程需要。生活用水可就近引接自来水，某某市自来水厂对工程区供水量可满足需要。城区电网涵盖了整个工程区，施工用电可就近架设、引接，生产生活区附近均有10kv输电线路经过，故在生产生活区布设变电站，并引向施工现场。1.8.6.3施工总布置根据主要建筑物布置、场地条件等因素，本着降低环境污染、有利生产、方便生活、易于管理、分散与集中相结合的原则，规划施工总体布置。本阶段考虑在五河左岸北山排洪渠上游、罗峪河口下游附近现状河堤外较为开阔处，将生活区、辅助企业、仓库、料场等施工临建场地集中布置2处。弃渣堆放场初步选在五河右岸的