理,设计新修两岸堤防1090.82m,加高加固两岸堤防7098.68m;左右岸新修截污管道10866.85m。
从工程治理段河槽现状、蓄水后景观效果及蓄水量等方面综合分析,设计采用全断面蓄水方案,在治理河段共布设10座橡胶坝,形成10个连续的蓄水库区,单级蓄水面长度由于河道比降的不同,长度为420m~550m,蓄水面全长4820m,水面面积28.5万m2(428亩)蓄水总量36万m3。1#~3#坝高均为2.7m,4#坝坝高为3.0m,5#~10#坝坝高为2.5m,当橡胶坝正常挡水时,坝前最大水深为2.5~3.0m。蓄水区1#~4#橡胶坝采用自流排水,5#~10#橡胶坝采用动力抽排,每2座橡胶坝共用1座泵站,规划布设3座泵站,泵站布置在河道堤防外侧,靠近下游橡胶坝附近,在1#泵站设集中控制室,分两层布置,其中上层为电气控制层,下层为水泵层。其它泵站为单层布置。 1.4.5水源分析论证
本工程建成后,稳定可靠的水源是保证工程正常运行的基础。 1.4.5.1工程需水量分析
该工程的目的是在保障城市防洪安全的前提下,蓄起一片水面。工程运用过程中的需水量包括初次蓄水问题;汛期为保证西和县城防洪安全,需塌坝行洪,汛后有重新蓄水问题;运行期间,因蒸发、渗漏引起水量损失,有补水问题等。
工程需水量为:各库区蓄水总量约36万m3,坝袋充水量0.67万m3,蒸发、渗漏年需补水约15.6万m3。 1.4.5.2蓄水时段
根据橡胶坝的运行和工程区来水情况,初步分析该工程蓄水时段。本治理工程共布设10座橡胶坝,总库容约36万m3,按卢河口以上的全部来水考虑工程蓄水,根据该工程的运行原则,7~9月主汛期橡胶坝需降低水位运行,非常时候应塌坝,本次仅分析非汛期橡胶坝各月的充坝时段。
通过分析,并结合工程的运行方式,若主汛期采取低水位运行,则每年主汛期后的10月初可开始蓄水,恢复至正常运行水位状态;若主汛期洪水较大,应塌坝,到主汛期后的10月初可开始立坝蓄水。 1.4.5.3工程补水
本工程运行原则为主汛期(7~9月)采取低水位运行,非常时候应塌坝,主汛期过后,当来水水质满足蓄水要求时,就可以开始蓄水,恢复到正常运行状况。
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由前述可知,若在10月初对工程区立坝蓄水,10月份来水可以充满整个库区;蓄水区蓄水完成后,10月份到第二年的6月份,只需要进行补水,即仅需补充蒸发渗漏水量。本工程平均月补水量为1.32万m3,10月份到第二年的6月份区间来水都能满足补水要求;如果11月份进行蓄水,当月来水也能充满整个蓄水区。
因此,本工程运行时,当主汛期结束后,应该根据河道来水情况,于10月~11月之间进行蓄水区蓄水,其它月份只需要进行补水,多余水量通过坝顶溢流泄至下游河道。
1.4.6工程运行原则及方式 1.4.6.1运行原则
由于该工程属城市水景观工程,运行时应首先确保县城防洪安全,同时应尽量减少泥沙淤积,并利用洪水过程有效地冲淤排沙。工程运行的原则为:主汛期(7~9月)为确保防洪安全,应降低水位运行,非常时候应塌坝,全河道过洪;非汛期和非主汛期恢复至正常运行水位状态,运行过程中通过橡胶坝的合理调度运用,既达到泄流目的,确保河道行洪安全,又使景观水体得以正常运行。 1.4.6.2调度运行方式
本工程建成后实现水量自动调节平衡,工程管理充分利用水情预警系统,尽可能减少橡胶坝塌坝次数。
(1)主汛期(7~9月),为确保防洪安全,降低水位运行,非常时候橡胶坝塌坝泄空。
(2)当上游来水流量小于16 m3/s,1#~10#橡胶坝可不塌坝,通过坝顶溢流方式泄流。
(3)当上游来水流量大于16 m3时,1#~10#橡胶坝均需要适当塌坝,根据预报来洪量级的大小,通过泵站和阀门的控制,对坝高进行调节,保证河道行洪安全。
(4)当水情预报系统预报上游洪水接近20年一遇洪水时,10座橡胶坝将提前1.5小时全部塌坝泄空,保证河道安全下泄20年一遇设计洪水。洪水过后,如有淤积应对蓄水区进行清淤。
(5)工程可在非汛期分级安排坝袋检修。 1.5主要建筑物
工程主要建筑物包括左右岸堤防、橡胶坝、排污涵管、泵房等。
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1.5.1左右岸堤防
本治理工程涉及城区段左岸堤防加固、右岸新修及加固堤防,堤顶高程按设计洪水位加相应堤顶超高确定,依据《堤防工程设计规范》(GB50286—98),确定漾水河设防河段堤防超高为1.2m。
根据《甘肃省西和县县城段漾水河防洪工程可行性研究报告》(以下简称《可研报告》),漾水河城区段堤距按不小于50m控制。
现状左、右岸堤防堤距满足要求,且堤线顺直、布置基本合理,本次治理工程左岸堤防维持现状堤线不变,进行加高、加固设计。对于右岸新修堤防,在满足《可研报告》中要求的最小堤距下,以尽量减少拆迁,堤线平顺并与水流平行的原则布设右岸堤线。
a)左岸堤防
本次左岸堤防加固设计范围为五里铺~鱼山吊桥段,桩号范围左0+000~左4+112.72,全长4112.72m。由于地震的影响,局部堤防出现坍塌、变形、裂隙、坡面砌石松动等,对出现问题的堤段,结合本次工程的设计一并进行加固处理。
根据业主提供资料显示,白水河以上段堤防修建年代比较久远,堤防质量参差不齐,各段堤防高度不一,设计对不满足本次设防高度要求的堤防进行加高,设计加固堤防边坡为1:1。加固后堤防临水侧护坡采用0.3m厚浆砌石砌护,下设一布一膜复合土工膜防渗。
b)右岸堤防设计
本次右岸堤防设计范围为五里铺~鱼山吊桥段,桩号范围左0+000~左4+160.32,全长4160.32m。由于地震的影响,局部堤防出现坍塌、变形、裂隙、坡面砌石松动等,对出现问题的堤段,结合本次工程的设计一并进行加固处理。
五里铺~孟磨河口段堤防高度达不到本次设防高度要求,需进行加高。且现状堤防边坡为1:0.75,工程建成蓄水后不稳定,也需进行加固,加固边坡为1:1。加固后堤防临水侧护坡采用0.3m厚浆砌石砌护,下设一布一膜复合土工膜防渗。
孟磨河口下~东河桥段为过境公路堤段,正在修建中,道路高度可以满足20年一遇标准洪水的要求,道路临水侧防护基础已经伸入至基岩中,也满足防冲要求,为满足蓄水区防渗要求,设计在临水侧浆砌石挡墙表面采用厚20cm的C20砼进行砌护。
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右堤右1+448.62~1+853.37及右3+455.25~4+160.32段为新修堤防,新修堤防长度1090.82m,堤防断面为梯形(复式断面),堤顶宽3.0m,堤顶路面采用彩色广场砖铺设,内、外坡比均为1:1.0。堤防临水侧护坡采用0.3m厚浆砌石砌护,下设一布一膜复合土工膜防渗,基础采用M7.5浆砌石,背水坡采用草皮防护。 1.5.2挡水坝
a)挡水坝型式比选
河道挡水、泄水建筑物主要进行了橡胶坝方案和闸坝结合方案比较。参考已建工程经验,结合本工程具体情况,对两者经过多方面比较分析,本工程挡水、泄水建筑物初步确定采用橡胶坝作为挡水建筑物。
b)方案布置
根据确定的工程平面布置,设计共布设10道橡胶坝,形成10个连续的蓄水库区,单级蓄水面长420m~550m不等,蓄水面全长4820m,水面面积28.5万m2(428亩)。橡胶坝段沿河道方向主要由以下几部分组成:上游防冲干砌石段、钢筋混凝土铺盖、橡胶坝底板、消力池、海漫及下游防冲干砌石段。 1.5.3泵房
本工程布置10座橡胶坝,形成连续的蓄水水面,根据蓄水区橡胶坝的布置,设计从水源、泵站管理、运行、投资等方面综合比较,并参照类似工程,设计1#~4#橡胶坝采用自流排水方案,布置控制阀井4座,5#~10#橡胶坝采用动力抽排方案,布置泵站3座,每座泵站控制两座橡胶坝。泵站站址选择时,结合河道两岸的地形条件,为避免与道路及现状建筑物等发生冲突,设计初步确定1#、3#泵站布设在河道左岸,2#泵站布设在河道右岸,3座泵站均布置于其控制的两座橡胶坝之间。 1.5.4截污工程
根据西和县城区污水处理现状,设计从满足蓄水区水质要求出发,对现状蓄水区两岸的污水进行截流,送入蓄水区下游。本次设计左岸共统计排污口33个,其中漾水河干流共24个,白水河左右岸共9个;右岸排污口6个。根据现场踏勘了解,左岸的白冯河及白水河堆满垃圾和污水,水环境恶劣,水质差,本阶段初步确定将白冯沟及白水河常流量水亦汇入截污管道排至工程区下游。工程区排污口几乎全部集中在漾水河左岸,考虑到城市的发展,本次设计沿漾水河左右岸各布设一条主排污管,管道管径均为DN700~DN800,沿白水河两岸各布置一条排污
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管,管径为DN700,排污管线总长度为10866.85m。 1.5.5防渗处理
本工程防渗处理主要为蓄水区的防渗,包括蓄水库区防渗、左右岸堤防堤身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》,堤基为砂卵石,渗透系数1.5310-2cm/s, 为强透水地基,砂砾石下层为第三系泥岩,为相对隔水层。初步计算渗漏量4.9万m3/d,月渗漏量约147万m3,如果不做防渗,渗漏量比较大,设计应做防渗处理。
对蓄水库区,从防渗效果、节约投资、施工等方面综合分析比较,本次设计拟对白水河以上段即1#~7#坝段蓄水库区结合左右岸堤防基础采用垂直铺塑防渗,防渗体穿过砾石层深入下层泥岩1.0m;白水河以下段为了尽量不改变原城区段的水文地质环境,维持原地下水的两个泄水通道畅通,本次设计对7#~10#坝段蓄水库区采取全河道水平铺塑防渗方案。
堤身防渗:根据筑堤材料压实试验成果,设计拟对蓄水位以下两岸堤身进行土工膜防渗。
橡胶坝坝基防渗:根据地质条件,并参照同类工程处理措施,对工程区的1#~7#橡胶坝坝基采用C15砼防渗防冲墙,墙厚0.3m,防渗墙穿过河床砂卵石层,并伸入泥岩1.0m。对8#~10#坝坝基在采用C20砼齿墙的防冲条件下,齿墙下采用全河底铺设复合土工膜水平防渗,使蓄水区形成一个相对封闭的水平防渗体系。 1.6机电设计
本工程设排水泵站三座,电动蝶阀井4个,水源井泵1个,总装机容量270kw。共装设低压水泵电动机组9台,需架设10kv架空线路5km,10kv电缆线路3km,0.4kv电缆线路1.6km. 装设10kv箱式变电站3台套,总容量300kvA。
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,蝶阀井的变配电工程设计和微机监控设计,微机监控中心布置在1#泵站。 1.7施工组织设计 1.7.1施工条件
工程区地处西和县,祁山堡~西和、西和~成县公路纵贯西和县全境,漾水河两岸的城区道路纵横交错可直达施工区,工程对外交通及施工条件十分优越。工程所需钢材、木材、水泥、燃料等可就近采购。生活及施工用水、用电供应方
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