橡胶坝初步设计

1、重点查阅资料做第五章和第十三章。 庄浪县北洛河城区段橡胶坝初步设计 目录 庄浪县北洛河城区段橡胶坝初步设计 1 1 设计资料7 2 水 文7 2.1 流域概况7 2.2 气象8 2.3 年径流8 2.4 暴雨洪水特性8 2.5 泥沙9 2.6 水面蒸发9 3 工程地质9 3.1 概述9 3.1.1 地形地貌概况9 3.1.2 地质构造 10 3.1.3 地层岩性 10 3.1.4 水文地质条件 11 3.1.5 地震设防烈度 11 3.2 工程地质条件 12 3.2.1 坝趾及库区工程地质条件 12 3.2.2 护堤工程地质条件 12 3.2.3 4#橡胶坝护堤工程地质条件 13 3.3 天然

2、建筑材料 13 3.3.1 细骨料场 13 3.3.2 粗骨料场 13 4 工程任务和规模 14 4.1 社会经济发展状况及工程现状 14 4.1.1 社会经济发展状况和近期发展规划 14 4.1.2 库区段现状及存在的问题 14 4.1.3 排污设施 14 4.2 工程建设任务 14 5 工程选址、工程布置及主要建筑物 15 5.1 工程等别及主要建筑物等级 15 5.1.1 工程等别及主要建筑物级别、洪水标准 15 5.1.2 工程地震设防烈度 15 5.2 工程位置 15 5.3 工程布置和主要建筑物型式 15 5.3.1 布置原则 15 5.3.2 主要建筑物型式 16 5.4 橡胶坝

3、袋及锚固设计 21 5.4.1 计算条件 21 5.4.2 坝袋计算 22 5.4.3 坝袋锚固设计 23 5.5 控制室工程 25 5.5.1 排水控制室结构设计 25 5.5.2 排水控制室结构计算 25 5.6 橡胶坝充排系统及水源 25 5.6.1 充排水方式选择 25 5.6.2 管路计算 26 5.6.3 橡胶坝的操作运用 26 6 电气设计 26 6.1 供电线路 26 6.2 电气照明 26 7 工程管理 27 7.1 管理机构定员27 7.2 管理方法 27 7.2.1 工程调度管理 27 7.2.2 工程观测管理 27 7.2.3 管理范围 27 7.3 运行管理 28 7

4、.3.1 泥沙 28 7.3.2 橡胶坝前清淤周期计算及其运行 28 7.3.3 水情监测28 7.3.4 冬季运行 29 8 施工组织设计 29 8.1 工程任务 29 8.2 施工条件 29 8.2.1 自然条件 29 8.2.2 建设条件 30 8.3 施工导流 30 8.3.1 施工导流及施工围堰 30 8.3.2 基坑排水 30 8.3.3 施工方法 30 8.4 施工进度及技术供应 31 8.4.1 施工进度 31 8.4.2 技术供应 31 8.5 施工组织 32 9 环境影响评价 32 9.1 有利影响 32 9.2 不利影响 33 10 工业卫生与劳动安全评价33 10.1

5、劳动安全 33 10.1.1 防火设计33 10.1.2 防洪、防淹33 10.2 采光与照明33 10.3 防尘、防腐蚀34 10.4 安全卫生管理机构及配置34 11 节能节水评价34 11.1 节水34 11.2 节电分析34 11.3 节燃料分析35 12 工程安全评价35 12.1 防洪安全评价35 12.1.1 修建橡胶坝工程对县城安全评价35 12.1.2 塌坝运行时河道安全评价35 12.2 地下水位抬高对现状建筑物的影响及安全评价35 12.3 现状河堤安全评价36 12.4 库区内建筑物的影响及安全评价36 12.5 控制电源安全评价37 12.6 防洪预案37 12.7

6、结论37 13 工程概算37 13.1 编制原则和依据37 13.1.1 编制原则37 13.1.2 基础单价38 13.2 工程概算39 13.2.1 建筑工程 39 13.2.2 设备安装工程39 13.2.3 临时工程39 13.2.4 其他费用39 13.2.5 预备费39 13.2.6 总投资及资金来源40 1 设计资料 水洛河属渭河二级支流，上游分为南洛河和北洛河两条支流,两支流于庄浪县城处汇 合，汇合后称下洛河。北洛河河长 31，流域面积 278，年均径流量 2974 万，km 2 km 3 m 年均流量 0.943。南洛河河长 30.5，流域面积 325.7，年均径流量 0.3

7、8 亿sm / 3 km 2 km ，年均流量 1.2；水洛河总河长 99.5（庄浪县境内 89.5） ，总流域面积 3 msm / 3 kmkm 905.7（庄浪县境内 836.7）,年均径流量 0.84 亿，年均输沙量 395 万 。4#橡 2 km 2 km 3 mt 胶坝坝址处无实测泥沙资料，故泥沙根据甘肃省水文图集法进行计算，查得橡胶坝 坝址所处流域年土壤侵蚀模数为 0.5 万，则年悬移质输沙量 139 万 ，推移质输沙 2 /kmtt 量按悬移质输沙量的 20%计，则推移质输沙量 27.8 万 ，故得坝址处年平均输沙量为 166.8t 万 ，折合 128.3 万。现代河床漫滩经河堤

8、治理后稳定河宽 100108，平均高程t 3 mm 1616.51639，左岸级阶地宽 300350，平均高程 1619.61642，级阶地缺mmm 失；右岸级阶地宽 500550，平均高程 1619.81642,级阶地宽 50100，mmm 平均高程 16381650。m 庄浪县位于内陆腹地，属大陆性季风气候区，全年盛行西北风，最大风速 20。sm/ 气候干燥，昼夜温差大，夏季气温高，多冰雹、雨洪，夏秋季雨水集中。北洛河(城区段)河 谷地貌以河漫滩、级阶地为主，级阶地零星发育。主要地层有第四系全新统粉土质 砾、低液限粉土、新第三系(N)棕红色、浅黄色泥岩、砂质泥岩石、泥质砂岩。工程区浅 层地

9、下水资源贫乏，浅层地下水属第四系松散堆积物砂砾孔隙潜水类型；主要分布于北 洛河干流河漫滩地及、级阶地底部。 2 水 文 2.1 流域概况 水洛河属渭河二级支流，上游分为南洛河和北洛河两条支流,两支流于庄浪县城处汇 合后称下洛河。南洛河发源于关山西麓庄浪县韩店乡的灶火沟，由东向西，流经韩店乡、 南坪乡和水洛镇，河长 30.5，流域面积 325.7，年均径流量 0.38 亿，年均流km 2 km 3 m 量 1.2；北洛河发源于宁夏回族自治区隆德县苏台乡马鹿沟和黄草沟，由东北流向sm / 3 西南，于庄浪县通边乡佛崖湾峡流入庄浪县境，流经通边乡、通化乡、良邑乡、水洛乡 和水洛镇等四个乡镇，河长 3

10、1，流域面积 278，年均径流量 2974 万，年均流km 2 km 3 m 量 0.943；下洛河由东北向西南，流经朱店镇、万泉乡至徐家城纳入清水河，经静sm / 3 宁县周家峡口、出清水峡，至仁大川高沟村注入葫芦河。水洛河总河长 99.5（庄浪县km 境内 89.5） ，总流域面积 905.7（庄浪县境内 836.7）,年均径流量 0.84 亿，km 2 km 2 km 3 m 年均输沙量 395 万 。t 本次设计橡胶坝坝址位于北洛河末端，坝址以上控制流域面积 278，河床平均比 2 km 降 1%，年均流量 0.943，年均径流量 2974 万。sm / 33 m 2.2 气象 庄浪县

11、位于内陆腹地，属大陆性季风气候区，全年盛行西北风，历年最大风速为 20 。气候干燥，昼夜温差大，夏季气温高，多冰雹、雨洪，夏秋季雨水集中。全年平sm/ 均气温 7.9，最热月为 7 月，月平均气温 19.9，历年最高气温 34.8；最冷月为 1 月，平均气温5.5，极端最低气温23，最大冻土深 63，多年平均无霜期 142cm 天。 多年平均降水量 547.8，年内分布极不平衡，冬春降水稀少，10 月至次年 4 月mm 降水仅占全年降水的 20，全年降水量 60以上集中在 79 三个月。年蒸发量 1310.2 （口径 20） 。有关气象统计资料见表 21。mmcm 2.3 年径流 由于北洛河无

12、实测水文资料，故利用甘肃省水文图集进行年径流计算。按图勾 绘出流域分水线，并定出流域中心位置，用直线内插法求得北洛河流域多年平均径流深 为 107。mm 多年平均径流量：用公式 Q=（1000FR）/T 计算出平均流量，再由公式 W=QT 计 算多年平均径流量。 式中：Q多年平均流量（）sm / 3 F流域面积，为 278 2 km R多年平均径流深，为 107mm T计算时段长，为 31.54106s 由以上数据计算得坝址处多年平均流量分别为 0.943，并求得多年平均径流量sm / 3 分别为 2974 万。 3 m 2.4 暴雨洪水特性 水洛河流域年径流多由降雨补给，大多以暴雨形式出现，

13、年内分配极不均匀，多集中 在 79 月。全年可分为 35 月为春汛期，由上游冰雪融水和降雨补给，69 月为夏秋 主汛期，以降雨补给为主，洪水多，历时短，洪峰流量大，且洪水的年际变化较大。 1011 月为秋季枯水期，以地下水补给及河槽储蓄量为主，12 月至次年 3 月为冬季枯水 期，以地下水补给为主。该流域除上游南部地区为植被较好的土石山林区外，中下游属 黄土高原丘陵沟壑区，植被差，山体破碎，小范围的突降暴雨强度大，冲刷力强，形成 大量地表径流，对河道两岸冲刷严重，破坏性较大。 4#橡胶坝坝址处二十年一遇洪峰流量为 420，五十年一遇洪峰流量为sm / 3 570。sm / 3 2.5 泥沙 4

14、#橡胶坝坝址处无实测泥沙资料，故泥沙根据甘肃省水文图集法进行计算，查得 橡胶坝坝址所处流域年土壤侵蚀模数为 0.5 万，则年悬移质输沙量 139 万 ，推移 2 /kmtt 质输沙量按悬移质输沙量的 20%计，则推移质输沙量 27.8 万 ，故得坝址处年平均输沙量t 为 166.8 万 ，折合 128.3 万。来砂量量逐月分配见表 2-2。t 3 m 单位:万 t 橡胶坝址处来沙量月分配表 表 2-2 坝址1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月 10 月 11 月 12 月 合计 比例 （% ） 0.0 1 0.1 3 1.5 7 5.6 0 3.3 6 8.08 32.3 1

15、 37.7 9 8.86 1.9 1 0.3 4 0.0 4 100 悬移 质 0.0 1 0.1 7 2.0 1 7.1 8 4.3 1 10.3 7 41.4 5 48.4 8 11.3 7 2.4 5 0.4 3 0.0 5 128. 3 2.6 水面蒸发 由于坝址无实测水面蒸发资料,故水面蒸发采用庄浪县气象站水文气象资料进行计算： 坝址处多年平均降水量 547.8，年蒸发量 1310.2（口径 20） 。mmmmcm 3 工程地质 3.1 概述 3.1.1 地形地貌概况 水洛河属渭河水系一级支流葫芦河支流，水洛河在县城以上分北洛河和南洛河，前 者发源于宁夏隆德县六盘山脉西麓，流经隆德县

16、苏台乡于通边进入庄浪县境，后者发源 于六盘山脉的关山梁灶火沟一带，至庄浪县城南北洛河交汇后，向下游流经朱店、万泉 至静宁县大河滩汇入葫芦河。 本区总趋势是；东北高，西南低，东部受六盘山抬升影响形成白垩系隆起带；西部 第三纪以前为山间盆地，接受第三系沉积地层后卷入陇西构成体系，并抬升形成了以第 三世系红色地层为主的丘陵区，构成了现代地貌的基本骨架。第四系中上更新世时期松 散黄土层堆积继承了基底构造骨架，它与第三系红粘土地形相吻合，形成了现代黄土地 貌景观河谷阶地、梁、峁、洼地。全新世时期经强烈的线状侵蚀而形成的水洛河水文 网，在原有黄土地形的基础上进一步切割，形成了水洛河树枝状沟谷、河谷阶地及其

17、它 地形地貌形态，构成了现代起伏不平的低山丘陵地貌类型。 北洛河(城区段)河谷地貌以河漫滩、级阶地为主，级阶地零星发育。现代河床 漫滩经河堤治理后稳定河宽 100108，平均高程 1616.51639，左岸级阶地宽mm 300350，平均高程 1619.61642，级阶地缺失；右岸级阶地宽 500550，mmm 平均高程 1619.81642,级阶地宽 50100，平均高程 16381650。总体上构mmm 成了宽阔的河谷地貌，河谷两侧为黄土丘陵山区，相对高差 150260。m 3.1.2 地质构造 本区大地构造位于祁吕贺山字型构造体系西侧马蹄形质地和陇西系六盘山旋回褶皱 带内；在山字型构造体

18、系所控制的古地理区内大面积沉积了新生代第三系地层，之后又 受六盘山旋回褶皱带的挤压隆起所控制，形成了第三系庄浪断陷盆地。 庄浪断陷盆地以庄浪县城为中心，东以六盘山褶皱带为界，西以万泉石门口、磨石 峡挤压隆起带为界，北与静宁曹务断陷盆地相连，南与张川龙山盆地连通。盆地内由第 三系红色泥岩组成，厚度 150350，不整合于元古界、古生界地层之上。岩层向西南m 平缓倾斜，呈单斜构造形式的盆地。 3.1.3 地层岩性 主要地层有第四系全新统粉土质砾、低液限粉土、新第三系(N)棕红色、浅黄色泥岩、 砂质泥岩石、泥质砂岩。 (1)粉土质砾 主要分布河漫滩地及级阶地底部，由土工试验资料，现代河床、漫滩岩性均

19、一， 属粉土质砾，再由颗分资料：1#10#橡胶坝和河堤分布区段内, 岩性组成均匀。0.075 以下泥质成份占 1.45.0%，平均值 2.89%，0.0752.0各粒径组占mmmm 20.531.1%，平均值 26.2%，2以上各粒径组占 55.265.6%，平均值含细粒mm 60.3%。现代河床地表岩性属级配不良砾石和土砾石，呈淡红色，灰色，母岩为石英岩、 花岗岩,质地坚硬，厚度 0.504.50，潜水位 0.51.0，与现代河水位大致持平，mm 混合料比重 2.6，天然干重度 16.50，孔隙率 n27.0%，地基承载力 0.300.35 3 /mKN ，饱和内摩擦角 2629，混合料平均

20、粒径 d502.65.7，平均值MPamm 3.45，d1511.427.0，推荐值 19，渗透系数 K1535.0，根据堤mmmmmmdm/ 基 d50 粒径选定，。smv/9 . 0 允 (2)低液限粉土 主要分布于级阶地。厚度 0.52.5，具有大孔隙性、含水量较大，大于 20%，m 孔隙比大于 1.0。天然状态下呈可塑、软塑状。 (3)新第三系(N) 主要分布于庄浪断陷盆地，县城橡胶坝分布区，被第四系松散堆积物覆盖，岩石性 为棕红色、浅黄色泥岩、砂质泥岩石、泥质砂岩。堤基范围内无不良堤基土分布，地基 抗滑稳定条件较好。干密度为 1.932.02，允许承载力 450。级阶地厚度 3 /c

21、mgKPa 0.52.5，具有大孔隙性、含水量较大，大于 20%，孔隙比大于 1.0。天然状态下呈可m 塑、软塑状。 3.1.4 水文地质条件 工程区浅层地下水资源贫乏，浅层地下水补给条件较差，排泄条件较好。浅层地下 水属第四系松散堆积物砂砾孔隙潜水类型；主要分布于北洛河干流河漫滩地及、级 阶地底部。现代河床及河漫滩地地下潜水位深 0.51.5，级阶地潜水位埋深m 3.55.50，级阶地潜水位埋深大于 15.0，含水层岩性为含细粒土砾，厚度mm 0.51.50，渗透系数 K1535.0；下垫面第三系红色泥岩属于相对隔水层。mdm/ 补给类型主要有工程区上界面和河流明流线状入渗补给、大气降水垂直

22、入渗补给， 排泄主要由微地貌及下垫面红色泥岩控制，并以 1%的水力坡度向下游排泄，单井出水量 100300。dm / 3 北洛河河谷浅层地下和北洛河河水水化学类型属。对普通硅酸 3 HCO Na 2 Ca 盐水泥及其金属结构无侵蚀性。 3.1.5 地震设防烈度 根据中国地震动参数区划图GB183062001。庄浪县地震动峰值加速度为 0.20，相应地震设防烈度为度。g 另据探孔揭露及土工试验资料,坝基、堤基位于泥岩体,粘粒含量较大，初判不存在 砂土液化现象。 3.2 工程地质条件 3.2.1 坝趾及库区工程地质条件 橡胶坝设计坝长 97，河道中心线回水长度 442。坝址和蓄水区现代河床稳定 #

23、 4mm 河宽 101，地质结构单一，层位稳定，河床漫滩分布段地层岩性可划分为 2 层，表层为m 第四系全新统（ al-plQ4 1-3 ）河谷冲洪积含细粒土砾，厚度 0.51.50，天然状态下m 呈松散状，河漫滩零星分布；向下为第三（N）红色泥岩,呈厚层状分布，强风化层厚度 0.20.5，天然状态下呈密实状。根据中小型水利水电工程地质勘察规范SL55-m 2005，第三系红色泥岩属极软岩，单轴饱和抗压强度5，岩体产状近似水平，层状MPa 分布，单层厚度变化不大。岩体无断裂，节理裂隙不发育，无地下水活动，呈软塑硬 塑状，不存在坝基渗漏水问题，地基承载力标准值为 260。KPa 经现场勘探，左坝

24、端现状河堤高 3.1，其基础基岩埋深 0.2；右坝端河堤高 4.1mm ，其基础基岩埋深 0.5。左右护堤外自堤顶至下伏基岩面为人工回填砂砾层，呈中密mm 状，表层为硬化滨河路。堤基础与泥岩结合部位可能存在渗漏水，需防渗处理。 坝基开挖边坡，粉土质砾 1：0.75；红色泥岩 1：0.5。 3.2.2 护堤工程地质条件 规划 2008 年实施橡胶坝分布段现状护堤工程始建于 1950 年、70 年代及 90 年代， # 4 由于修建年代的不同，因此在堤身结构、断面及防洪标准相差较大，堤身接头较多、标 准不一。堤顶宽度 0.30.8，高度 4.5。堤身填筑料来自就近的河漫滩砂砾石，填mm 筑标准各异

25、、普遍较差。工程建成以来，未出现重大险情，但每年汛期因迎流顶冲和深 弘逼岸区均有可能崩岸（护坡滑塌）隐患。 根据总体规划，橡胶坝回水分布区内左护堤控制桩号 0+7771+117，长 340， # 4m 右护堤控制桩号 0+7911+147，长 356，现状护堤为重力式结构型式，堤高 3.14.1m ，堤基础位于第三系红色泥岩之上,堤基础进入基岩 0.10.3，现状堤基础与基岩结mm 合部位及分缝接头部位、局部堤身混凝土存在渗漏水，属强透水体，应考虑防渗措施， 并应加固处理。 3.2.3 4#橡胶坝护堤工程地质条件 4#橡胶坝址处现代河床稳定宽度 106，河床漫滩分布段底层岩性可划分为 2 层，

26、表m 层为第四系全新统（al-plQ41-3）河谷冲洪积含泥细砾土，厚度 0.2-0.6，天人状态下为m 松散状，河漫滩零星分布，向下为第三系（N）红色泥岩，呈厚层状分布，强风华厚度 0.2-0.5，天然状态下为密实壮。根据中小型水利水电工程地质勘察规范SL55-m 2005，第三系红色泥岩为极软岩，单轴饱和抗压强度5，岩体产状近似水平，层状MPa 分布。岩体无断裂，节理裂隙较发育，呈软塑-硬塑状，无地下水活动，不存在坝基渗漏 问题，地基承载力标准值为 260。KPa 现状左右岸河堤基础与基岩结合部位存在可能漏水，须防渗处理。坝基开挖边坡， 粉土 1：0.75；红色泥岩 1：0.5。 3.3

27、天然建筑材料 3.3.1 细骨料场 根据地质勘探及混合料颗分试验资料，北洛河混凝土细骨料资源量贫乏，细骨料料 场选在南洛河南坪砂厂，砂厂细骨料资源总量大于 10 万，5以下细骨料占 3 mmm 31.96%，但 0.075以下泥成分含量较低，平均值 3.28%，细度模数 2.45，天然状态下mm 呈淡红色泥质、砂、卵石、碎石混合状，需采筛，采筛率为 24.68%，因此，细骨料选在 南坪砂厂集中购买，平均运距 10。km 3.3.2 粗骨料场 粗骨料料场选在南洛河南坪砂厂，总资源量大于 20 万，平均采筛率达 64.7%，砾 3 m 石母岩为石英岩、花岗岩等坚硬岩石，砾石干密度 19.0,比重

28、2.65，但含泥量为 3 /mKN 2.61%，不宜分散采筛，需在砂厂集中购买，平均运距 10。km 4 工程任务和规模 4.1 社会经济发展状况及工程现状 4.1.1 社会经济发展状况和近期发展规划 庄浪县位于平凉市西南部，东邻华亭县，南与张家川回族自治县、秦安县接壤，西 依静宁县，北与宁夏隆德县相连，对外交通便利。根据庄浪县 2005 年年鉴统计，庄 浪县人口人，其中：农业人口人，县城人口 23720 人。全县国民生产总值 10.44 亿元， 工业生产总值 1.15 亿元，农业生产总值 4.35 亿元。 按照庄浪县城区段开发治理方案 ，在保障防洪安全的前提下，对县城区段河道进 行综合整治、

29、北洛河庄浪县城区段橡胶坝工程建设，营造县城生态景观，提高城市居民 的生活质量。该工程的建设将会带来显著的社会效益、环境效益及经济联动增值效益。 4.1.2 库区段现状及存在的问题 4#橡胶坝段河道规整，现状河道宽约为 100左右，平均比降为 1%。现状河堤为重力m 式，基础座落在基岩上,就现状而言，河堤基本稳定。河堤断面形式为重力型塔型断面， 高度 4.5，顶宽 0.2，为砼现浇砼结构，基础座落在基岩上，运行多年，河堤稳定。mm 局部地段有冲刷现象，红色泥岩基础外露。 但在橡胶坝蓄水和排空的过程中，对河堤的稳定有一定的影响；且橡胶坝蓄水后， 存在向河堤外侧渗漏的可能性，会造成河堤外侧地下水位的

30、抬高，危害周边建筑物等安 全。 4.1.3 排污设施 在工程区，城市污水工程已建成，投入运行，污水采用排污管道，直接输送污水至 工程区下游的河道，不影响蓄水区水质。 4.2 工程建设任务 工程的主要任务是在不影响河道原有功能的前提下，在县城城区段修建橡胶坝工程 及其附属工程；疏浚整治河道；加固河堤，工程建成后，可改善人居环境，增添游览区 秀美景色，增加旅游收入。 5 工程选址、工程布置及主要建筑物 5.1 工程等别及主要建筑物等级 5.1.1 工程等别及主要建筑物级别、洪水标准 4#橡胶坝坝高为 3，最大蓄水体积为 4 万。依据水利水电工程等级划分及洪m 3 m 水标准 （SL2522000）

31、该工程为等工程，主要建筑物为 4 级，次要建筑物为 5 级。 现状河堤建成于 90 年代，工程设计完成于 1988 年 8 月。河堤洪标准为 20 一遇，维 持原河堤设计标准。 5.1.2 工程地震设防烈度 根据中国地震动参数区划图 、 建筑抗震设计规范GBJ500112001，庄浪县城 区地震动峰值加速度为 0.2，基本地震烈度度，故本次设计按度设防。g 5.2 工程位置 橡胶坝位于庄浪县北河桥上游 38处,以坝的护坦以上 0.3的水平线与右岸 # 4m # 3m 堤顶线降低 0.7的斜线相交处作为坝的坝址位置。根据庄浪县北洛河橡胶坝工程总m # 4 体规划，橡胶坝的坝址位置为 1+117

32、桩号。 # 4 5.3 工程布置和主要建筑物型式 5.3.1 布置原则 根据相关规程、规范，结合已治理段河道特点，按照庄浪县城区段开发治理方案及 县城景观等相关要求，工程布置遵循以下原则： （1）不降低原有河道行洪能力的原则 确保治理后原有河堤以内的过洪能力不低于治理以前的过洪能力，即 20 年一遇水面 线以下河床过流能力不小于 420。sm / 3 （2）按 100堤距进行布置的原则m 根据庄浪县水洛河治理总体规划及第一期工程初步设计报告 ，北洛河庄浪县城区 段堤防堤距不小于 100。经初步计算，本工程治理后 100堤距河床断面能够满足河道mm 行洪要求。 （3）不采用碍洪建筑物的原则 现有

33、防洪堤以内的河槽均为行洪区，根据国家防洪法规定，在行洪区内不得修 建碍洪建筑物。 （4）与两岸景观协调衔接的原则 根据庄浪县城区规划，本工程作为整个景观工程中的水利工程部分，工程布置坚持 在满足河道行洪能力、不布置碍洪建筑物的前提下，左右两岸根据景观美化要求整治成 自然起伏的边坡等等，使水利工程设计与两岸滨河路、绿化等景观浑然一体。 5.3.2 主要建筑物型式 工程主要建筑物包括左右岸堤防、橡胶坝主体工程、消能防冲设施、控制室工程。 5.3.2.1 左右岸堤防 橡胶坝库区现状河堤总长度 695.5，其中左岸 340，右岸 355.5。均为重力 # 4mmm 式塔型结构，顶宽 0.2，底宽 1.

34、2，总高度 4.5，为 C15 砼现浇。mmm 本次设计需加固改造河堤总长度为 750，河堤断面采用现浇 C15 砼复合式护堤，堤m 顶向下 1.5范围内，以原重力式护堤为基础，采用钢丝网锚固贴面，厚 0.3，以下为mm 斜坡式结构，镶入河床面以下 1.0，斜坡厚度 0.2，坡比 1：1.5，基础为 0.80.8mm ，均采用 C15 砼现浇，每 5护堤设一道 2厚闭孔泡膜板伸缩缝。mmcm 加固后河堤,经稳定计算，抗滑稳定系数满足规范要求。 5.3.2.2 橡胶坝 （1）方案比较 维持现状河堤防洪及景观要求，可选择的主要建筑物型式是水闸和橡胶坝。水闸与 橡胶坝比较，有以下几方面的不同： 阻水

35、与否比较：橡胶坝结构特点是其受力荷载仅与坝高有关，与坝袋长度无关， 其经济跨度为 100150，跨度较大，中墩较少。泄洪时，坝袋塌平在底板上，基本mm 不阻水。水闸相对来说跨度较小，需要较多中墩，相同宽度的河道上存在一定的阻水问 题。 漏水、止水比较：常言道：“十闸九漏” ，无论是平板门或弧形闸门，都存在一定 的漏水问题。橡胶坝周边密封紧贴在底板上，两侧堵头紧贴边墩，不存在漏水问题。 抗震性比较：橡胶坝袋为柔性薄壁结构，重量轻，富有弹性，没有很高的启闭机 架、工作桥等，其抗震性能好。水闸需要很高的启闭机架、工作桥，抗震性、稳定性要 求高。本工程为 8 度地震区，若采用水闸型式，将增加抗震措施和

36、投资。 对地基要求比较：常规水闸对地基基础、承载能力、两岸连接工程、护砌工程要 求较高，而本工程地质条件和抗冲能力较差，不利于建闸。而橡胶坝由于其材料和结构 特殊性，对地基要求相对较低。 运行管理比较：橡胶坝外露防腐构筑物少，尤其是橡胶坝袋比水闸耐腐蚀性强， 维修简单，后顾之忧少。橡胶坝充排控制设备一般可多跨共用，在岸边控制室集中控制， 设备简单，操作简便、灵活。水闸岁修任务大，主体和附属设施复杂，根据有关统计资 料，其每年运行维护费比橡胶坝高出 4/5。 景观效果比较：橡胶坝已被广泛应用于城区、园林风景区河道内，既可发挥挡水、 泄洪等综合效益又可因地制宜发展水上娱乐项目及旅游业。水闸为钢筋混

37、凝土及金属结 构，景观效果较差。本工程为城区河道综合整治项目，无疑橡胶坝型式将会为景观增辉， 更适合本工程。 坚固性、耐久性比较：橡胶坝与以钢筋混凝土及金属结构为主的水闸相比，坚固 性较差，容易被刺伤和磨损，需要采取相应保护措施。橡胶坝存在老化问题，一般坝袋 使用寿命为 20 年左右。但坝袋投资占土建比例一般为 1520，所占比例较小，及时 更换坝袋，投资不多，工程仍可正常运行。 排沙防淤比较：当上游流量较小时，水闸闸下出流，排沙防淤效果较好；橡胶坝 坝顶溢流，没有水闸排沙防淤效果好。但大洪水来临时，闸门全部打开泄洪与坝袋全塌 泄洪，二者排沙防淤效果相当。 施工难易和工期比较：坝袋为薄壁结构，

38、重量轻，结构简单，锚固结构和锚固施 工工艺相对简单，坝袋安装时间较短，由于整个工程的结构相对简单，工期可大大缩短。 投资比较：橡胶坝与水闸相比，节省三材，造价低。橡胶坝依靠坝袋充水或充气 挡水，减少了闸室上部结构，节省大量钢材和水泥，根据国内外许多工程经验，橡胶坝 与同规模的闸坝相比，节省钢材 30%70%、木材 40%60%、水泥 30%60%，节约投资 30%40%。例如：北京顺义县河南村橡胶坝，长 300，坝高 2.7，工程投资约 1500mm 万元（包括橡胶坝工程和其它附属工程） ，若采用闸坝方案，则需投资 3000 万元。橡胶 坝与水闸优缺点对比见表 51。 橡胶坝与水闸优缺点对比表

39、 表 5-1 序号比较项目橡胶坝水闸 1 是否阻水不阻水有一定阻水 2 是否漏水不漏水漏水 3 抗震性好要求高 4 地基要求相对较低较高 5 运行管理简便、灵活相对复杂 6 景观效果好相对较差 7 坚固性、耐久性较差较好 8 排沙防淤效果 水闸闸下出流比橡胶坝坝顶溢流，排沙防淤效果好。 但闸门全部打开泄洪与坝袋全塌泄洪，二者排沙防 淤效果相当。 9 施工难易简单相对复杂 10 工期短长 11 投资少多 通过上面的比较，参考已建工程经验，工程设计选择橡胶坝作为挡水建筑物。 （2）橡胶坝结构设计 坝底板高程确定 根据庄浪县水洛河整体防洪规划要求，橡胶坝塌坝后底坎高程、长度既满足过流要 求又严格按照

40、水利部橡胶坝技术规范SJ227-98 有关规定。 坝址处河床现状高低不平，根据土方挖填平衡计算及基本维持河道自然比降综合考 虑，同时和北洛河城区段河道比降协调，确定坝址处河床整平高程为 1628.7，为防 # 4m 止山区河道泄洪期间推移质过坝对坝袋磨损及底板检修需要，将坝底板抬高 0.2，则橡m 胶坝底板高程初拟为 1628.9。m 橡胶坝长度确定 坝长应与河道宽度相适应，塌坝时满足河道设计行洪要求，单跨坝长满足坝袋制造、 运输、安装、检修以及管理要求。结合北洛河整体防洪规划要求，拟定坝体为单跨， 橡胶坝净长 106。 # 4m 坝高确定 根据北洛河城区段总体规划要求，尽量增加水深和蓄水量，

41、4#橡胶坝控制水面洄水 至橡胶坝，经综合考虑，确定橡胶坝坝底板高程 1628.9，坝顶高程 1631.9， # 3 # 4mm 坝高 3。m 按照橡胶坝技术规范 （SL227-98）要求，坝顶高程宜高于上游正常水位 0.10.3 。在运行过程中，橡胶坝正常挡水位为 1631.9，最高挡水位为 1632.2，左右岸m # 4mm 堤顶高程分别 1632.6、1632.95。mm 结构设计 4#橡胶坝坝基座落在新鲜岩石上，承载力为 260，属弱透水性。底板厚度 KPa 1.7，采用 C20 钢筋砼现浇，底板以下为 C15 混凝土基础，坝底板顺水流方向长度为 10m 、坝底板分缝间距为 10.6，共

42、分 10 段，缝宽 2，采用 651 型止水带止水，止水 m mcm 带前后镶嵌 2厚闭孔泡沫板。cm 橡胶坝最大坝高 3，内压比为 1.4；坝袋采用双锚固线型式锚固，锚固槽设置为 # 4m 暗槽，锚固槽回填后与坝底板齐平，以减小塌坝时夹裹泥沙对坝袋的磨损。坝袋上下游 及堵头均采用外锚固。橡胶堵头与墩墙接触部位用细石砼做成斜坡状，以利接触紧密， 不从接缝处渗漏水。该锚固形式施工方便，止水效果良好。 左右岸边墙 左、右岸边墙结构型式完全相同，均为重力式挡土墙结构，墙高 5.4，顶宽m 0.5，右岸底宽 1.91，左岸底宽 1.4，采用 C20 钢筋混凝土现浇。上下游边墙长分mmm 别为 10.0

43、、14.0，基础座于基岩上，橡胶坝左右岸基础高程均为 1628.2，顶部mm # 4m 高程均为 1632.6。m （3）稳定及结构计算 坝体稳定及结构计算如下： 5.5 控制室工程 5.5.1 排水控制室结构设计 为了节约投资和方便交通，控制室布置在橡胶坝的左岸坝端，为矩形结构，平面 # 4 轴线间尺寸为 2.242.24，共两层，一层为闸室层，主要安置控制闸阀，地板厚 0.5m ，墙高 5.4，一面同河堤一起现浇，厚 0.2，其他三面临河，壁厚 0.6，均采用mmmm 钢筋混凝土现浇，室顶采用厚 0.15的钢筋砼现浇封顶，靠河堤一边预留通向底部m # 150 的出入口；二层为管理层，墙厚

44、0.24，采用砖混结构，高 2.8，屋顶为仿古式三角mm 顶，顶高 1.5。在一层设内置悬臂式钢筋混凝土楼梯通向二层地面，梯宽 0.7。mm 5.5.2 排水控制室结构计算 控制室承受的外部荷载主要为土压力和水压力，墙体按三边固结、一边自由的双向 板计算，最大负弯矩发生在墙体与地板中间连接处，弯矩为 125.17，最大正弯矩mKN 发生在墙体跨中处，为 48.98。地板按倒置梁法计算内力，底板最大负弯矩发生在mKN 垂直水流方向的中心处，为 208.4，最大正弯矩发生在墙体处，为 161.4。mKN mKN 按以上计算结果选配受力钢筋。 5.6 橡胶坝充排系统及水源 供排水系统是橡胶坝工程的主

45、要组成部分，根据本工程坝袋为单袋式结构的实际情 况，选定坝袋适宜的充排方式，并能适应北洛河防汛期时能快速排空下坍坝袋。主要做 好设备的选型、进出水装置、超压溢流、空气排除和观测装置设计，力求做到因地制宜， 操作运用方便，既经济合理又安全可靠。 5.6.1 充排水方式选择 4#橡胶坝坝袋的有效容积为 1443，其充水水源来自橡胶坝库区，利用去年建成 3 m # 1 的供排水系统，再铺设 DN250 供水管道自流向坝充水。 # 4 橡胶坝的排水计划在、橡胶坝建设过程中安装动力系统和自动控制系统，本次 # 5 # 6 设计利用自然地势，用闸阀控制，自流排水。 5.6.2 管路计算 供排水管路计算以自

46、流为控制条件，排水干管在坍坝时同时自流排空各坝段的水体， 管内流量逐渐由远及近分别通过控制室排至坝下游。经计算，充水管道选用 DN250upvc 硬塑管 348，DN250 钢管 30，DN400 冲排水钢管 160。mmm 5.6.3 橡胶坝的操作运用 为提高控制室的自动化，减轻管理人员的劳动强度，升坝充水和坍坝排空均采用电 动蝶阀控制，由管理人员在控制屏上操作。 （1）升坝操作 升坝前，关闭各排水阀门，打开所要冲水的坝段的排气阀及通向充水坝袋的阀门， 然后对坝袋进行充水升坝，在升坝过程中，观察坝体的变化，如发生异常现象，应立即 关闭相应的阀门进行检修，当超压溢流管向外溢水时，关闭控制阀门。

47、 （2）坍坝操作 根据洪水预报及调度指令，提前检查设备的完好情况和进出水阀门的关闭情况，如 有问题应及时检修，及时作好坍坝前的准备工作。 6 电气设计 6.1 供电线路 高压供电线路计划在、橡胶坝建设中一并考虑，本次设计考虑在橡胶坝的变 # 5 # 6 # 3 压器“T”接低压线路 400。m 6.2 电气照明 控制室设备层安装 260W 壁灯 1 套，在顶部安装 4 只 100W 防尘防水灯，在配电层 及管理层分别安装 240W 荧光灯 4 只，三叶吊扇各 1 台。 7 工程管理 7.1 管理机构定员 北洛河城区段橡胶坝工程去年已建成了 3 座，县上成立了庄浪县北洛河城区段橡胶 坝工程管理所

48、，核定管理人员 6 人，今年建成的橡胶坝，并归橡胶坝工程管理所，增 # 4 设管理人员 2 人。 7.2 管理方法 该水库管理所由庄浪县政府领导，业务隶属于县水务局，管理所负责工程安全调度、 工程维修、水工观测及资料整编等工作。 管理方法上实行定岗、定员、定责，该工程投资较大，必须保证工程自身及运行安 全，需按照国家有关技术规范及操作规程的要求，制定工程管理细则，并进行专业技术 和职业道德培训。 7.2.1 工程调度管理 橡胶坝的调度运用，要适时进行坝袋充排水，控制坝袋高度，控制坝顶溢流水深。 橡胶坝控制运行原则是升坝蓄水，满足挡水、用水、游乐需要，在汛期河道发生洪水时， 要塌坝泄洪，避免洪水

49、灾害，并保障橡胶坝安全度汛；庄浪县北洛河水量丰富，夏季当 气温超过 30时，为防曝晒，应适当塌坝，保证坝顶有一定的溢流水深。 7.2.2 工程观测管理 定期对工程进行观测，主要是坝体及坝基的变位观测、坝体沉陷、坝体水平变位、 坝基及坝体渗漏、坝基扬压力、坝体的应力和应变、坝袋变形、老化、接缝观测及地震 观测等，对出现的异常情况应及时地进行分析，并作出处理，确保工程本身安全。 7.2.3 管理范围 庄浪县北洛河城区段橡胶坝工程管理工作范围：橡胶坝工程及两岸堤防、橡胶坝 # 4 上游全部水域及两岸堤坊、橡胶坝下游 500及两岸堤防等。m 7.3 运行管理 7.3.1 泥沙 在水洛北河上游建有红崖湾

50、水库，流域面积 47，水库坝址处，多年平均来沙量 2 km 为 2.94 万 。橡胶坝坝址处流域面积为 278。t 2 km 北洛河橡胶坝坝址处计算坝址处年平均输沙量为 166.8 万 ，泥沙容重按 1.3计，t 3 /mt 折合 128.3 万。输沙量逐月分配见表 7-1。 3 m 单位:万 橡胶坝泥沙月分配表 表 7-1 3 m 坝址1 月2 月3 月4 月5 月6 月7 月8 月9 月 10 月 11 月 12 月 合计 比例 （% ） 0.0 1 0.1 3 1.5 7 5.6 0 3.3 6 8.08 32.3 1 37.7 9 7.86 1.9 1 0.3 4 0.0 4 100

51、悬移 质 0.0 1 0.1 7 2.0 1 7.1 8 4.3 1 10.3 7 41.4 5 48.4 8 11.3 7 2.4 5 0.4 3 0.0 5 128. 3 由上表看出：在主汛期，泥沙总淤积量为 101.3 万，非汛期泥沙淤积量为 26.98 3 m 万。 3 m 7.3.2 橡胶坝前清淤周期计算及其运行 橡胶坝在主汛期（7、8、9 月）塌坝运行，不蓄水，保证河道的原有泄洪能力，同时 宣泄的洪水带走 101.3 万泥沙，一、二、三、四、五、六、十、十一、十二月份泥沙 3 m 总淤积量 26.98 万，悬移质为 22.48 万，推移质为 4.5 万。悬移质随坝顶溢流 3 m 3

52、 m 3 m 排走，推移质全部淤积在库内计算，基本占去了坝前蓄水库容（4.1 万） ，为保持坝 # 1 3 m 前水面面积不减少，每年在非汛期应清淤一次，清淤量在 4 万以上，以保证河道河态、 3 m 河势不会发生变化。 7.3.3 水情监测 从徐家碾大桥至河马大桥，全长 2435，总体规划 10 级橡胶坝，为保证运行安全，m 在橡胶坝上游，应设水情预报站，水情站与橡胶坝管理站保持专线通讯联系，且进入当 地气象部门信息网。工程运行初期，结合本地暴雨特征，通过观测、分析逐步掌握河流 洪水上涨速度及其规律，对工程设计提出的坝袋排水时间进行修正。 7.3.4 冬季运行 橡胶坝冬季采用低水位运行的方式

53、，坝坝高 3，坝高降到 2.5左右运行。 # 4mm 气温低于 0以下，水面结冰，但由于坝袋为彩色硫化氯丁橡胶材料制成，能够吸收 大量的太阳热能，在坝袋上游 12宽度范围内，水体未结冰，不会直接影响，但为避cm 免上游冰碴对坝袋的破坏，管理人员每天应对靠近坝袋的冰面进行破冰处理，保证橡胶 坝冬季安全运行。 8 施工组织设计 8.1 工程任务 庄浪县北洛河城区段橡胶坝工程主要内容为：坝长为 106；边墙及左右岸护岸 # 4m 工程；控制室工程；河道疏浚工程；供水管路工程；安全防护栏及灯光等附属工程。 8.2 施工条件 8.2.1 自然条件 气候条件：庄浪县城每年日平均气温大于 0的天数一般在 2

54、89 天左右，每年冬至至 立春平均气温较低，一般都在 0以下。河道上的橡胶坝工程需安排在枯水季节（2 月6 月）完成，该时间内大于 5降雨的雨日为 1520 天，影响正常施工的大风（六mm 级以上）天数为 10 天左右。 交通条件：工程位置交通便利，工程施工地点对外交通条件较好，河道左右堤堤防 道路通畅，只需修建简易的进场道路，原材料可进入现场。 左岸滩地及堤上场地平整开阔，可作为工地仓库、料场和生活办公区。 供水、供电：北洛河干流常年不会断流，水资源丰富，可保证工程建设施工用水； 施工工地距离县城不足 1，用电可直接从县城附近引进。 km 建筑材料：砂石骨料在南洛河砂厂采购，运距 10,水泥

55、在县水泥厂采购，运距 5；县 kmkm 城有专业建材市场，可提供所需的各种钢材及其它的建筑材料等。 8.2.2 建设条件 庄浪县城建设橡胶坝将形成较大水面面积的人工湖，可以美化环境，改善县城小气 候，提高地下水位。符合环保要求，群众拥护，县领导对本工程极为重视，为工程创建 了极为有利的外部环境条件。 庄浪县城经济发展较快，建设该坝有一定的经济基础，且有丰富的设计、建设橡胶 坝经验，建设橡胶坝经济、技术条件成熟。 8.3 施工导流 8.3.1 施工导流及施工围堰 庄浪县防洪治理均在河道里进行，尤其是在主河槽施工，施工导流及施工围堰工作 量较大，为减少排水工作量，拟在非汛期施工，施工安排在枯水季节

56、。洪水标准为非汛 期（2 月6 月）重现期为 5 年频率的洪水，以此流量为标准做施工导流设计。施工导流 采用两期围堰导流，施工中先进行左侧施工，再进行右侧施工，上下游施工围堰堰高程 为 1628.9。顶宽 2.0，边坡 1：2.5，围堰迎水面用 30厚编织袋压坡，下设土工 mmcm 膜防渗，背水坡设 30厚编织袋压坡，在上下游围堰末端设集水池，集中抽排。 cm 8.3.2 基坑排水 本工程位于河道内，坝基为中粗砂，含泥、砾石。压水实验渗透系数每昼夜 300， m 因此施工中基坑排水工作量很大，应重点考虑，主要采用水泵抽排，井点降低地下水位， 并在建筑物轮廓线外侧设明沟排水或集水池排水。 8.3

57、.3 施工方法 由于该工程位于主河槽上，受气候条件限制较大，且经常性排水费用较高，需在枯 水期很短时间内突击完成，施工过程中一定要加强组织管理，协调各工序之间关系。原 则上以机械化施工为主，人工施工为辅助；专业队伍施工为主，民工施工为辅。 （1）基础处理：大面积基槽开挖，场地平整等，上部砂卵石及泥岩适宜用挖掘机开 挖，自卸汽车运输，也可用推土机、拖拉机等；而齿槽及底板部位在接近设计尺寸修整 边坡及开挖时，可采用人工开挖办法施工。 基坑开挖应呈梯形断面，施工边坡不宜太陡，弃土边缘和建筑物边缘不小于 2，且 m 不影响交通。基坑完成后，设排水沟加强排水，对基础原土进行分层分段平整夯实。 （2）砼工

58、程：运至工地上的水泥必须有制造厂的品质试验报告，必须在实验室进行 复验，必要时还应进行化学分析，存期不得超过三个月。为确保砼质量，工程所用的砼 配合比必须通过试验决定，经济合理地确定水泥、砂、石料用量。在浇筑第一层砼前， 必须先铺一层 23的水泥砂浆，砼的浇筑，应按一定的厚度、次序、方向，分层进行。 cm 保证密实性好，强度高，和易性好。砼工程均用机械拌和，斗车运输，脚手架进仓，机 械振捣。 （3）机电设备及金属结构设备安装工程：严格按照设计及机电、金属结构有关施工 规范施工。 8.4 施工进度及技术供应 8.4.1 施工进度 庄浪县北洛河城区段橡胶坝工程安排的施工工期短，受季节性影响较大，施

59、工单位 应在施工进度布置上有步骤、有目的地进行，科学地安排进度计划，合理调配劳动力， 在分项工程施工中互不干扰，争取在 6 月 30 日以前竣工并投入运用。 主体工程施工进度安排： 2 至 3 月完成工地三通一平、左岸两坝段基坑开挖、工程围堰填筑等，施工材料和部 分设备基本到位，进行基础工程施工；4 月完成橡胶坝基础开挖及砼浇筑；4 月5 月完 成橡胶坝袋安装，开挖左右岸河堤基础，完成河堤浇筑；6 月完成控制室工程。6 月 30 日以前必须全部竣工，不影响河道安全行洪。 按照以上施工安排，科学调配劳力，层层把关，确保施工质量，避免返工和窝工， 按期全面竣工。 8.4.2 技术供应 施工技术供应工作是保证工程顺利进行的关键，必须根据技术要求及施工进度计划， 做好技术供应工作。 (一)物资及机械供应 工程所需主要建筑材料应及早编制计划，由主管部门调拨或市场调剂供应，不能影 响施工。为保证工程能按原计划顺利进行，施工机械设备应及早落实，按时到位。 (二)技术供应 施工过程中遇到技术难题应及时向设计单位反馈信息，为保证施工顺利进行，设计单 位派出设计代表现场指导施工。 8.5 施工组织 该工程是由县财政投资及群众集资兴建的以社会公益为主的基础工程，为了使工程 在短时间内以最好的