1、 和县石跋河（人民湖站和县石跋河（人民湖站小赵村）治理工程小赵村）治理工程 初步初步设设计报告计报告（报（报批稿）批稿）二 O 一九年六月 目目 录录 设计修改说明设计修改说明.1 1 综合说明综合说明.6 1.1 基本情况.6 1.2 水文.7 1.3 工程地质.7 1.4 工程任务与规模.8 1.5 工程设计.10 1.6 机电及金属结构.14 1.7 消防设计.14 1.8 施工组织设计.15 1.9 建设征地与移民安置.15 1.10 水土保持设计.16 1.11 环境保护设计.16 1.12 劳动与安全卫生.17 1.13 节能设计.17 1.14 工程管理设计.17 1.15 工程2、概算.18 1.16 经济评价.18 1.17 工程特性表.18 2 水文水文.21 2.1 流域概况.21 2.2 气象.24 2.3 水文测验情况.24 2.4 设计洪水.28 2.5 设计水位.34 2.6 施工期洪水.42 3 工程地质工程地质.43 3.1 勘察工作概况.43 3.2 区域地质.43 3.3 工程地质条件.44 3.4 工程地质评价及主要工程地质问题.45 3.5 天然建筑材料.50 4 工程任务与规模工程任务与规模.51 4.1 自然地理概况.51 4.2 社会经济概况.52 4.3 相关规划成果简述.53 4.4 现状及存在的主要问题.59 4.5 工程建设的必要3、性.77 2 4.6 治理范围、原则和标准.77 4.7 工程任务与规模.78 4.8 地震设防烈度.85 5 工程布置及建筑物工程布置及建筑物.86 5.1 设计依据和设计标准.86 5.2 河道工程设计.87 5.3 堤防加固工程设计.90 5.4 堤防渗流稳定分析.98 5.5 堤防抗滑稳定分析.102 5.6 填塘固基设计.106 5.7 防汛道路设计.109 5.8 护坡工程设计.109 5.9 泵站工程设计.112 5.10 涵闸及泵站维修加固工程.126 5.11 桥梁设计.133 5.12 建筑物合理使用年限及耐久性设计.139 6 机电及金属结构机电及金属结构.140 6.14、 水力机械.140 6.2 电气设计.143 6.3 金属结构.146 7 消防设计消防设计.150 7.1 消防设计依据和设计原则.150 7.2 工程消防设计.150 8 施工组织设计施工组织设计.152 8.1 施工条件.152 8.2 施工导流.154 8.3 土料场选择与开采.155 8.4 主体工程施工.155 8.5 施工交通及总体布置.157 8.6 施工总进度.161 8.7 主要技术供应计划.163 9 工程征地与移民安置工程征地与移民安置.164 9.1 工程占地.164 9.2 工程拆迁实物指标.165 9.3 农村移民安置规划.168 9.4 专业项目恢复改建规划.15、68 9.5 文物保护.168 9.6 临时占地复垦规划.169 9.7 移民安置实施计划与管理.169 9.8 征地及拆迁安置补偿费.171 3 10 环境保护设计环境保护设计.177 10.1 设计依据.177 10.2 环境影响目标.177 10.3 工程区环境现状.178 10.4 环境影响评价.178 10.5 环境保护设计.181 10.6 环境监测.184 10.7 环境管理.184 10.8 环境监理.185 10.9 环保投资估算.185 11 水土保持设计水土保持设计.187 11.1 设计依据.187 11.2 项目区水土流失现状.187 11.3 主体工程水土保持评价.6、188 11.4 水土流失防治责任范围及分区.189 11.5 水土流失预测.191 11.6 水土流失防治标准和总体布局.192 11.7 水土保持分区防治措施.193 11.8 水土保持施工组织设计.195 11.9 水土保持监测管理设计.198 11.10 投资概算.199 12 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生.203 12.1 设计原则.203 12.2 编制依据.203 12.3 危险有害因素分析.204 12.4 防范总体措施.204 12.5 安全与卫生设计中采取的主要防范措施.205 13 节能设计节能设计.209 13.1 编制依据.209 13.2 工程能耗分析.207、9 13.3 工程节能设计.210 13.4 节能效果分析.211 14 工程管理设计工程管理设计.212 14.1 工程管理体制.212 14.2 工程运行管理.213 14.3 工程管理范围和保护范围.215 14.4 管理设施与设备.216 15 设计概算设计概算.217 15.1 编制说明.217 15.2 设计概算表.220 4 16 经经济济评价评价.222 16.1 概述.222 16.2 工程经济评价.222 1 设计修改说明设计修改说明 2019 年 4 月 10 日，安徽省水利规划办公室在和县组织召开了和县石跋河（人民湖站小赵村）治理工程初步设计审查会，参加会议的单位有马鞍8、山水利局、和县水利局、香泉镇人民政府、乌江镇人民政府等，会议形成了审查意见（皖水规划201940 号，附后）。会后，我院针对审查意见逐条进行了修改。审查意见采用黑体、四号字；修改说明采用宋体、小四号字区分，逐条分列如下：一、水文 审查意见:1、补充石跋河流域水系图，标明河段洪峰计算节点位置。修改说明：已补充，具体详见报告 P22。审查意见:2、复核石跋河闸上 10 年、20 年一遇关闸期间闸上设计水位，补充完善石跋河设计洪水位分析内容，进一步复核洪水位成果。修改说明：本次报批稿将流域降雨及长江水位实测数据延长至 2018 年，通过 66 年长系列数据详细分析了石跋河与长江的洪水遭遇情况，结论认9、为原关闸期间 10 年一遇水位10.0m、20 年一遇水位 10.5m 仍是合理的；本次依据 10 年一遇自排流量推算的河道断面，以石跋河闸关闸水位重新推算石跋河各节点设计洪水位，经对各节点洪水位成果详细复核，结果与原设计洪水位成果基本吻合，具体详见报批稿 P24P41。审查意见:3、复核工程河段施工期洪水位成果。修改说明：通过查阅马鞍山市水文综合业务系统，获得石跋河闸上历年 104 月水位、流量数据，以此复核施工期洪水位成果；并依据 2016 2018 年石跋河一三期治理工程施工期间实测河道水位分析，结论认为原拟定的施工期水位是合理的，具体详见报告 P42。二、工程地质 审查意见:1、补充完10、善石跋河人民湖站小赵村段堤防工程地质勘察，复核各土层物理力学指标，补充分析堤身填土压实程度、透水性，补充疏 2 浚土级别。修改说明：经复核，土层物理力学性质指标基本复核实际情况，填土以粘性土为主，透水性较差，静探 Ps 最小平均值为 0.87MPa，变异系数较大。本次补充疏浚土级别及疏浚的难易程度，具体详见报告 P44、P48。审查意见:2、进一步查明建筑物工程地质条件。修改说明：本次对建筑物工程地质条件进行了复查，具体详见地质报告（另册）。审查意见：3、补充完善土料场勘察，复核取土运距。修改说明：已复核，具体详见报告 P50。三、工程任务及规模 审查意见:1、进一步调查复核工程治理范围内石跋11、河堤防和穿堤建筑物等现状工程情况及存在问题，完善工程措施必要性论述；补充调查治理河段上游堤防分布，复核堤防加固范围，确保工程实施后两岸防洪堤圈封闭，保证防洪安全；结合工程现状调查，进一步复核河道疏浚、堤防加固、岸坡护砌、交叉建筑物等工程建设范围和规模。修改说明:本次对工程治理范围内的堤防和穿堤建筑物等现状工程情况及存在问题重新进行了现场调查，完善了工程措施必要性论述，具体详见报告 P59P70；补充调查了治理河段上游堤防分布，复核了堤防加固范围，具体详见报告 P71P76；复核了河道疏浚、堤防加固、岸坡护砌、交叉建筑物等工程建设范围和规模。审查意见:1、补充完善泵站、涵闸、桥梁等建筑物规划设计12、条件。修改说明：已补充，详见报告 P80P85。四、工程设计 审查意见:1、建筑物合理使用年限及耐久性设计内容。修改说明：已补充，具体详见报告 P139。3 审查意见：2、基本同意河道疏浚设计断面；根据河道岸坡地质情况，复核岸坡坡度，保证岸坡稳定。3、进一步复核堤防渗透稳定和抗滑稳定计算成果，优化堤身设计断面 修改说明：本次根据地质报告提供的岸坡地质情况，重新进行了渗流及抗滑稳定计算，认为采用的岸坡坡度是稳定的。具体详见报告 P98P105。审查意见:4、根据水泵机组选型，完善四联圩排灌站泵房设计，复核穿堤出水涵长度；根据地质资料，优化完善四联圩排灌站等建筑物地基处理设计。修改说明：已按专家意13、见进行优化完善，详见文本 P112P126。审查意见 5：补充复核穿堤涵闸等建筑物现状结构的安全性，完善穿堤涵闸加固设计。修改说明：由于工程建设时间久远，原设计图纸大多已丢失，业主无法提供原穿堤建筑物的尺寸结构及配筋情况，现状洞身结构及配筋不明。在施工过程中，洞顶堤防需加高培厚 0.71.0m 左右，防洪水位抬高，造成原涵洞洞身内力增大，下阶段需建设单位安排的第三方检测机构对原涵洞洞身结构强度进行检测并进行安全鉴定。施工过程中如遇到特殊情况，施工单位应及时与建设单位和设计单位联系，协商处理方案。详见文本 P126P133。审查意见 6：根据桥址处地勘资料，优化桥墩、桥台基础桩长和桩径。修改说明14、：已按专家意见修改优化，何兴三桥桥墩和桥台基础桩长均为 30m，桥墩基础直径 1.4m，桥台基础直径 1.2m，详见文本 P133-138。五、机电及金属结构 审查意见:优化四联圩排灌站水泵机组选型，比选立式轴流泵方案。进一步完善电气及金属结构设计。修改说明：已按专家意见进行优化，详见文本 P141、P143P149。4 六、施工组织设计 审查意见:1、补充完善河道疏浚及穿堤涵闸、桥梁等建筑物施工导流设计。修改说明：已补充完善，详见文本 P154P155。审查意见：2、进一步完善主体工程施工方法和施工布置，优化施工进度安排，合理选择弃土区，补充弃土弃渣方案等内容。修改说明：已补充完善，详见文本15、 P155P162。七、建设征地与移民安置、水保与环保、工程管理 审查意见:1、进一步调查、复核工程建设征地范围、占地数量和地类、拆迁实物指标，复核补偿标准及补偿投资。修改说明：根据专家意见，将原划为永久征地的堤后填塘平台改为临时征地；经复核，原香泉镇境内堤上有地埋 DN250 供水管道 2.0km 漏列，本次增列，按原标准改迁；耕地开垦费按 2019 年 1 月新标准执行，和县地区按 16000 元/亩计列，详见报告 P164P176。审查意见：2、结合主体工程设计，进一步完善环境保护设计和水土保持设计内容，补充水土保持直接影响区设计内容。修改说明：已补充完善，详见文本 P178P202。审16、查意见：3、根据工程现状管理体系和实际需求，复核工程管理机构设置方案；补充工程建设项目法人、招标方案等项目建设期管理内容，补充完善工程管理措施、调度方案等运行管理设计内容，按相关规程要求完善工程管理设计。修改说明：已按初步设计编制规程补充完善，详见文本 P212P216。八、设计概算 审查意见：根据调整后的建设内容和修改完善后的设计方案，按相关规定和现行材料价格调整设计概算，补充概算相关单价分析表格，单价表中增值税税率调整为 9%。5 修改说明：已补充完善，详见概算及概算附件。九、其它 审查意见：补充工程位置图、施工总体布置图等图件，在工程位置图上标注石跋河已治理工程范围；完善工程总平面布置图17、，标注本期工程建设内容等。设计文件应有设计单位各级责任人签名。修改说明：已补充完善，详见附图及文本扉页。6 1 综合说明综合说明 1.1 基本情况基本情况 石跋河流域位于和县境内的东北部，总面积 285.9km2，流域内的地形，西北高，东南低。石跋河及其主要支流双桥河均西北流向东南，双桥河在三汊河口处汇入石跋河。流域形状近似长方形，沿河方向的流域长度约 19km，垂直河道方向的流域宽度约 15km。流域内西北大部分为低山区，上游地区及中游的边缘地区(即与邻域分水岭附近地区)，主要是丘陵区。石跋河和双桥河的中游两侧及下游则主要是与丘陵区相连的平畈区和圩区，丘陵区和圩畈区之间，岗冲交错，地形较复杂18、。石跋河流域圩区地形较平坦，圩口较多，其中新石圩、大荣圩、青龙圩、老坝圩面积较大。较大的圩口内一般都有蓄水洼地，经常积水且面积较大的形成湖泊，如人民湖、七星湖、刘王湖和华严湖等，有一定的滞蓄涝水作用。圩区修建一定规模的排水泵站后，这些蓄水洼地部分已被垦殖。暴雨发生后，高水侵入，这些洼地成为易涝面积，共约 4 万多亩。现状各圩口均布置有排涝干沟，涝水经穿堤涵闸排向石跋河或双桥河，当外河水位较高不能自排时，由各排涝站抽排。石跋河出口已建石跋河闸和石跋河排灌站各 1 座。石跋河闸建成于 1992 年，5孔，单孔净宽 6.0m，该闸以汛期防洪为主，同时具有灌溉期自流引灌功能，设计泄洪和引灌流量分别为 19、355m3/s 和 15m3/s。石跋河排灌站建成于 2000 年，装机 7 台套，总容量为 1085kw，该站以排涝期抽排流域内涝水为主，同时具有灌溉期提引江水灌溉功能，设计排涝和引灌流量分别为 19m3/s 和 12m3/s。石跋河流域位于和县东北部，区位优势独特，紧靠长三角地区，属皖江开发前沿地带，其东临南京市江浦区，南与马鞍山市隔江相望。流域总面积 285.9km2，涉及和县 4 个镇：历阳、西埠、香泉、乌江，总人口约 19 万人，耕地面积 19.8 万亩。农作物以水稻为主，兼种有蔬菜、棉花、油菜、小麦等，是和县重要粮油和蔬菜生产基地。（2）本次治理河段基本情况 本次综合治理河段长 320、.34km，为石跋河人民湖站小赵村段，两岸为圩区，其中左岸为新石圩，右岸为青龙圩，均为万亩以上大圩，目前堤防防洪标准仅 1015 年一遇，河道自排能力仅 57 年一遇，急需进行达标建设。本段位于规划城区外，其中葛武村以上位于香泉镇内，以下位于乌江镇内，涉及圩内耕地面积共计 2.78 万亩，保护 7 人口 2.45 万人，其中新石圩内耕地 1.78 万亩，保护人口 1.5 万人；青龙圩内耕地面积1.0 万亩，保护人口 0.95 万人。本段现有泵站 5 座，分别为小赵排涝站、四联圩排涝站、何兴三排灌站、何楼排灌站、王花排灌站；穿堤涵闸 7 处，分别为何楼二闸、何楼一闸、范家沟闸、小赵涵、四联圩涵、21、张李闸、何兴三自排涵；桥梁 1 座，为何兴三桥。本初步设计采用吴淞高程系。1.2 水文水文 流域内年平均降水量为 1026mm，多年平均水面蒸发量 8001100mm，极端最高气温 40.4。极端最低气温为-13.5。全年 7 月份最热，月平均气温 28.5；平均无霜期 240 天。年平均日照总时数为 2270 小时。区域内年均相对湿度为 80%左右，主要风向为东风。冬季盛行西北风，夏季多为西南风。多年平均风速为 23m/s，夏季一般最大风速 1014m/s。流域内未设水文站，无河道水位和流量实测资料。石跋河口的长江最高水位大多数年份都发生在 7、8 月份。根据历年长江实测水位和和县站实测降雨22、资料分析，石跋河口长江最高水位的发生时间一般稍后于当年石跋河流域最大暴雨的出现时间。1954 年的河口长江最高水位为 11.41m，为 53 年中的最高值。1972 年的河口最高水位为 7.30m，为 53 年中全年最高水位的最低值。1.3 工程地质工程地质（1）区域地质 根据安徽省地质分区图，工程区属下扬子地层区巢湖六合地质小区。中下游河漫滩区分布深厚的全新统(Q4al)地层，下伏为白垩系(K)砂岩、粉砂岩。本区地处大华北地震区的南缘，东邻下扬子破碎带。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2015)，工程区地震烈度为度，场地土类型为软弱土，场地类别为类，设计基本地震加速度为 0.05g23、，特征周期为 0.45s。（2）堤防及河道工程地质 根据现场勘探资料，钻孔揭露的地层从上至下划分为素填土、淤泥、-1 粉质粘土、-2 层粉土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、-1 层粉砂、泥岩。其中：层素填土大部分地段以粘性土为主，夹少量碎石，局部地段以碎石、碎砖块 8 等建筑垃圾为主，土质不均且松散，分布在堤顶和堤脚位置，堤顶分布较厚，层底标高 9.305.62m，层厚 1.04.80m；层淤泥，层底标高为 4.712.26m，层厚 1.101.50m；-1 层粉质粘土，层底标高 6.763.39m，层厚 1.003.50m；-2 层粉土，层底标高 2.42-0.86m，层厚 1.20-4.40m24、；层淤泥质粉质粘土，层底标高-0.56-14.44m，层厚 5.616.7m；层粉质粘土，层底标高-16.7618.64m，层厚 3.906.20m；-1 层粉砂，层底标高-19.66-23.04m，层厚 2.905.10m；层泥岩，棕红色，强风化，岩芯呈粘土状，局部夹砾砂和砾石，干采有困难，局部揭遇较浅；第层泥岩，本次未钻穿。本区地下水主要为人工填土和第四系松散堆积物中上部粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质壤土中的的孔隙水及粉砂层中的层间承压水，地下水接受大气降水及附近河塘等地表水体的补给。根据区域水文地质调查，所取地表水、地下水对混凝土具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具弱25、腐蚀性。（3）场地稳定性和适宜性评价 本工程拟建场地地基土层分布基本稳定，可不考虑抗震设防烈度为 6 度条件下的软土震陷问题；综合分析场地的工程地质条件和区域地质资料，本场地属稳定场地，适宜本工程建设。1.4 工程任务与规模工程任务与规模 1.4.1 工程任务 石跋河流域丘陵区和圩畈区之间，岗冲交错，地形较复杂，多年未经系统治理，防洪除涝基础设施薄弱。目前本次治理段两岸为万亩以上大圩，堤防防洪标准仅 1015年一遇，河道自排能力仅 57 年一遇，急需进行达标建设。为减轻流域内的洪涝灾害，保护两岸人民的生命财产安全，改善当地人民的生产、生活条件，提高人民的生活水平，促进当地经济快速发展，需对石跋26、河进行防洪除涝达标建设，通过系统治理，提高流域的防洪除涝减灾能力，充分发挥本工程的综合效益。主要任务为：河道疏浚、堤防加固及交叉建筑物处理等。1、河道疏浚、河道疏浚 本工程治理的河段断面较小，为提高排涝行洪能力，同时兼顾中上游灌溉引水，需对本段河道予以疏浚。疏浚范围为：石跋河人民湖站至小赵村（对应河道桩号 6+800 9 至 3+460），总长 3.34km 的河道。2、堤防加固、堤防加固（1）加固堤防总长 6.695km，其中：石跋河右岸人民湖站至徐桥下段（桩号：YK7+000YK3+580）堤防，总长3.42km，按 20 年一遇标准加固；左岸范家沟闸至徐桥下（桩号：ZK6+730ZK3+27、455）堤防，总长 3.275km，按20 年一遇标准加固。（2）填塘固基 对沿线堤后龙塘进行填塘固基，填塘范围为堤脚外 810m，填塘高程比附近地面高程高 0.30.5m。（3）开挖顺堤内沟 因局部堤段退堤占据了原顺堤沟，共 5 处，分别位于桩号 ZK6+2606+580 段、ZK5+8205+870 段、YK5+7605+900 段、YK4+7705+675 段、YK3+870 4+300 段，本次于堤脚外 810m 开挖顺堤沟总长 1525m，以恢复圩内排水系统。（4）堤顶防汛道路 本次治理的石跋河人民湖站至小赵村段（河道桩号 6+800 至 3+460）两岸堤防多为土路，拟全段两岸均新28、建防汛道路，总长 6.695km，采用 4.0m 宽 C30 砼路面结构。（5）护坡工程 本次对 YK4+7604+910、ZK4+7004+800 段滩地以上的部分进行护砌，采用六边形自锁式生态砖护坡；除上述堤段外的其它堤段在堤防加培后仍采用草皮护砌。3、交叉建筑物处理、交叉建筑物处理 本区域内涉及到 13 座交叉建筑物，包括 5 座泵站、6 座涵闸、1 座桥梁，其中：拆除小赵排涝站、重建四联圩排涝站（兼并原小赵排涝站抽排面积）、重建何兴三排灌站出水池及穿堤涵、拆除重建何楼排灌站泄水闸、拆除重建王花排灌站排架；接长处理何楼二闸进口段、何兴三自排涵出口段；何楼一闸和范家沟闸增设便桥，张李涵清淤29、并增设观测点。拆除重建何兴三漫水桥。10 此外，因堤防加固压占部分堤后过路涵，本次就近重建，以恢复交通路及堤后排水系统，经统计需新建1500 砼涵管桥 3 座，1000 砼涵管桥 2 座。1.4.2 工程规模 1、治理范围 根据上级下达的计划，本次治理石跋河人民湖站小赵村段（河道桩号 6+800 至3+460），含河道疏浚、两岸堤防加固及沿线建筑物处理，综合治理长 3.34km。2、治理标准 根据防洪标准（GB50201-2014）、水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）及堤防工程设计规范（GB50286-2013），本次石跋河（人民湖站至小赵村）河道疏浚排水标准采用 10 年30、一遇；防洪标准采用 20 年一遇。3、工程等别 根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的有关规定，石跋河（人民湖站至小赵村）两岸均为万亩以上大圩，工程等级为等，主要建筑物级别为4 级，次要建筑物为 5 级。4、地震动参数 根据中国地震动参数区划图（GB18306-2015），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应的工程区地震基本烈度为度。1.5 工程设计工程设计 1.5.1 河道工程设计 本工程疏浚石跋河人民湖站至小韩村（桩号：K6+8003+460），总长 3.34km。河道疏浚断面按 10 年一遇排涝设计（按 10 年一遇遭遇的长江日平均水位为 8.30m 向上游推算31、），设计标准断面为：河底高程均为 5.0m，边坡 1:2.5，滩地高程 8.5m，小赵村东边湖闸段河底宽度 15m，东边湖闸人民湖站段河底宽度 22m。1.5.2 堤防加固设计 一、堤防加固一、堤防加固 1、堤线布置原则 11 （1）为控制投资规模，现状两岸堤顶距能满足河道疏浚断面要求和堤岸稳定要求的，按现状堤防走向加固两岸堤防。（2）为保护堤防安全河槽两侧预留不小于 3m 宽的滩地，以及为满足最小河槽过流断面，需确保小赵村东边湖闸段（3+4605+300）堤距不小于 63m、东边湖闸人民湖站（5+3006+800）堤距不小于 70m。（3）尽量采取堤后加培的方式，不进占河滩地；对于河槽十分狭32、窄的部分河道，为满足最小过流断面及最小堤距要求，需予以退建堤防，退建堤段须与上下堤防连接顺畅。2、堤线布置方案（1）左岸堤线仍大致维持现有堤线走势，本期加固堤段现状堤距不满足河道疏浚断面要求的有 1 处，为 YK6+280 6+950 段，需退建堤防总长 670m，规划退建堤线应尽量与上下游堤防连接平顺；其它堤段均在老堤上加高培厚。（2）现状堤防迎水坡较陡，从有利于边坡稳定要求考虑，迎水坡按 1:2.5 作削坡处理；此外，由于石跋河现状堤防大多前无滩地，后有深塘，根据现场调查，迎水坡有多处坍塌现象，根据险情记录，本段 2016 年汛期发生了多处迎水坡滑移、坍塌险情。为此，本期计划在迎水坡 8.33、5m 高程处设置 3.0m 宽的滩地（戗台）。3、堤防设计标准断面 本次治理段防洪治理标准为 20 年一遇，经计算超高为 0.983m，堤防超高取 1.0m，堤顶高程按 20 年一遇设计洪水位加 1.0m 超高，顶高程在 12.412.54m 之间；设计堤顶宽 5m，迎水坡及背水坡坡度均为 1:2.5，迎水坡在 8.5m 高程处留 3.0m 宽滩地；需开挖顺堤沟的堤段，于堤脚外 8m 范围内填塘固基，填塘高度高于附近地面高程0.30.5m，约为 8.5m 高程，以下边坡 1:4，其它段于堤脚外 10m 范围内填塘固基，以下边坡 1:5。4、堤防加固设计 本次治理的大部分河段现状河面宽度较窄，为34、不缩减河道泄洪断面，大多选择培厚堤防背水坡，但何兴三站附近（YK6+160 YK6+300 段）河道较宽，因堤后为何兴三泵站机房，拟采取迎水坡加培的方式，其它段河道河槽狭窄，采取堤后加培的方式。12 开挖顺堤内沟：共 5 处，总长 1525m。其中：桩号 ZK6+2606+580 段、ZK5+8205+870 段、YK5+7605+900 段、YK4+7705+675 段因填塘固基占用了顺堤沟，本次于堤脚外 8.0m 疏通顺堤沟，以恢复圩内排水系统。设计顺堤沟底宽 2m，填塘侧边坡 1:4，圩内侧边坡 1:1.5，上口宽按 13.0m 控制，沟底高程在 6.5m 左右，底部与上下游已有顺堤沟沟35、底平顺连接。YK3+870 4+300 段因退堤占据了顺堤沟，本段连通小赵排涝站及四联圩站，两站仅相距 430m，由于小赵站排涝面积仅 280 亩，本次拟拆除小赵站，拆除四联圩站后于该处合建，因此需恢复该段顺堤沟。根据小赵站排水面积，设计于堤脚外 10m开挖顺堤沟，设计沟口宽 7.0m，边坡 1:1.5，底宽 1.0m，沟底高程在 6.5m 左右，底部与上下游已有顺堤沟沟底平顺连接。二、填塘固基设计二、填塘固基设计 现状堤后存在大量取土沟塘、破口龙塘，严重影响堤防及圩口安全，为确保堤防稳定，本设计对堤后龙塘进行填塘固基。需开挖顺堤沟的堤段，于堤脚外 8m 范围内填塘固基，填塘高度高于附近地面高36、程 0.30.5m，约为 8.5m 高程，以下边坡 1:4，其它段于堤脚外 10m 范围内填塘固基，以下边坡 1:5。三、防汛道路设计三、防汛道路设计 本段河道两岸堤防堤顶现状狭窄，除右岸人民湖往上游至何兴三排灌站有小段煤矸石路外，其余均为土路，尤其是左堤大部分堤段灌木丛生，根本无法通行。本次设计拟左右岸全段建设宽 4.0m 的砼路面防汛道路，总长 6695m。防汛道路的结构型式自下而上为：20cm 厚水稳层，15cm 厚 C30 砼路面。四、护坡工程设计四、护坡工程设计 经现场查勘，有 2 处迎流顶冲的弯道，分别位于左岸 ZK4+7004+800 段、右岸YK4+7604+910 段，其中 37、YK4+7604+910 段在 2016 年汛期发生堤岸向河道滑移的险情。为减轻水流冲刷堤防，计划对上述堤段护砌，其余堤段可仍采取草皮护坡的方式。本次对 ZK4+7004+800、YK4+7604+910 段滩地以上的部分进行护砌，计划自滩地护至堤顶。采用六边形自锁式生态砖护坡，块内开孔可进行植草；其施工方便，13 块间空隙能生长植物。上述堤段的背水坡仍采用草皮护砌。除上述堤段外的其它堤段在堤防加培后仍采用草皮护砌。1.5.3 泵站设计 本工程计划重建四联圩站 1 座，拆除小赵排灌站 1 座，维修加固泵站 3 座。本节仅含四联圩站拆除重建，其它泵站列入下节涵闸及泵站维修加固工程。距四联圩站仅 38、400 多米还有一处泵站（小赵站）也建在堤坡上，排涝面积仅 280亩，为方便管理，本期计划于四联圩站处一并合建，排涝及灌溉面积由新建四联圩站一并控制，新建站涵具备自排、抽排及从石跋河向圩内提水灌溉功能，不再依靠流动泵站灌溉。重建后的四联圩站控制排涝面积 1.2km2，灌溉面积 1500 亩，10 年一遇设计抽排流量 0.8m3/s，灌溉流量 0.18m3/s，自排流量 3.0m3/s。选用 3 台 350ZDB-100 型轴流泵，配套电机 22kW，总装机 66kW。新建穿堤涵规模为单孔钢筋砼箱涵，净空 1.6（宽）1.6m（高），底板顶高程 5.1m，底板厚 0.5m，顶板、侧墙厚 0.4m39、，涵洞总长 22m。1.5.4 涵闸及泵站维修加固设计 本期涵闸及泵站维修加固涉及 8 处，分别为王花排灌站出水涵、张李涵、范家沟闸、何兴三排灌站出水池及穿堤涵、何兴三涵、何楼站出水闸、何楼一闸、何楼二闸，拆除泵站 1 处，为小赵站。主要加固内容为：重建何兴三排灌站出水池及穿堤涵、拆除重建何楼排灌站泄水闸、拆除重建王花排灌站排架；接长处理何楼二闸进口段、何兴三自排涵出口段；何楼一闸和范家沟闸增设便桥，张李涵清淤并增设观测点。1.5.5 桥梁设计 本工程涉及拆除重建本干桥梁 1 座，为何兴三桥；其它因堤防加固压占部分堤后过路涵，本次就近重建，以恢复交通路及堤后排水系统。经统计需新建1500 砼涵40、管桥 3 座，1000 砼涵管桥 2 座。何兴三桥原为漫水桥，阻水严重，本次予以拆除重建，设计为 3 跨，单跨长度为20m，桥面净宽为 5m，桥型采用预应力砼空心板，设计荷载为公路级，基础采用 14 桩柱式桥台、双柱式桥墩灌注基础。1.6 机电及金属结构机电及金属结构 1.6.1 水力机械与辅助设备 仅四联圩站拆除重建涉及水力机械与辅助设备、电气设计内容。四联圩站设计净扬程 04.02m，流量 0.80 m3/s，据本站流量扬程特点，选用 3 台350ZDB-100 型潜水轴流泵，配套单机功率 22kW 潜水电机。泵站设置起重、机修等辅助设备。厂房采用自然通风，消防系统按规范要求在厂房配置一定41、数量的化学灭火器。1.6.2 电气设计 四联圩站电源引自附近的 10kV 线路，“T“接线路长度为 1.0km，本次工程对老化线路维修加固。选用 1 台 125kVA 变压器。本站 10kV 侧采用单母线接线，10kV 配电装置设置有避雷器和跌落式熔断器。主变低压侧出线用电力电缆引至 0.4kV 低压进线柜。电动机采用软启动，无功补偿采用集中自动补偿方式。本站充分利用建筑物中自然接地体，由自然和人工接地体组成总接地网。站内所有电气设备的金属外壳、构架以及变压器中性点均应与接地网可靠连接，接地电阻值应不大于 4。1.6.3 金属机构 涉及金属结构内容的建筑物为四联圩排灌站、王花排灌站、范家沟闸、42、何楼站二闸、何兴三排灌站、何兴三涵、何楼站。主要金属结构包括防洪闸门及启闭设备等。本次设计采用平面钢闸门和铸铁闸门，启闭机选择螺杆式启闭机，防洪闸门优先选择卷扬启闭机。1.7 消防设计消防设计 涵闸消防按照建筑设计防火规范（GB50016-2014，2018 年版），水利水电工程设计防火规范（GB50987-2014），建筑灭火器配置设计规范（GB50140-2005）有关规定进行设计。在管理区及建筑物的设计中贯彻“预防为主、防消结合”的消防工 15 作方针，遵循国家的有关方针政策和国家现行的有关设计标准、规范，积极采用行之有效的先进防火技术，做到保障安全、使用方便、经济合理。1.8 施工组织43、设计施工组织设计 石跋河位于马鞍山市境内，本次工程治理范围为人民湖站至小赵村段，桩号自6+800 至 3+460，长 3.34km。主要建设内容包括河道疏浚、堤防加固、填塘固基，生态砼护坡及草皮护坡、防汛道路、交叉建筑物加固处理等。主要工程量：土方开挖 79.1 万 m3，土方回填 69.2 万 m3，砼及钢筋砼 7753m3，堆砌石 30417m3，钢筋 167.3t，模板 7136m2。本工程对外交通较便利，项目区距和县城区 13.0km，工程所需物资可通过乡村道路运至施工区。工程所需的石料可由善厚镇张家山供应，砂料采用江砂，水泥从和县水泥厂购买，钢材、木材及油料等在和县县城或附近集镇的相44、关市场采购，建材运输以陆运为主。建筑物施工计划安排在一个枯水期内完成，导流时段安排在 11 月次年 3 月，导流建筑物级别取 5 级，均为土石结构，导流标准选用枯水期 5 年一遇。由于本段仅3.34km，可通过围堰截水进入两岸沿线顺堤沟及堤后的大片坑塘导入下游，通过采取分段围堰施工的方案，基本可保障工程正常施工，遇超标准洪水时，可暂停施工。施工排水：首先通过石跋河闸开闸泄水，分段围堰后所形成的基坑内的积水，通过布置 46 台 IS100-80-160 型离心泵（Q=50m3/h，扬程 8.0m，电机功率 2.2kW）往外排水；堤后存在连片的坑塘，堤防加培可依靠沿线圩内已有的排涝泵站将水排入河道45、内，局部无法排出的深塘及交叉建筑物接长开挖的基坑，设计采用小型潜水泵抽排。工程计划安排总工期 8 个月，跨 2 个年度，分施工单元段组织施工，段内分项流水作业，各项目均衡安排。1.9 建设征地与移民安置建设征地与移民安置 本项目共需永久占地 111.5 亩（其中耕地 40 亩，鱼塘等水面 71.5 亩）；临时占地 377.7 亩（耕地 219.2 亩，鱼塘等水面 77.5 亩）；拆迁房屋面积 570m2，移民安置人口共 12 人，砍伐河内一般树木 8800 棵，果树 325 棵。移民安置方案的总体思路为：生产安置以大农业安置为主；建房安置采用后靠安 16 置的方式为主，由于本次治理的河道长 346、.34km，流经 2 个乡镇，7 个村庄，针对单个村庄来说，征地较小，故本工程不考虑集中安置，实行沿线分散后靠安置。征地移民补偿按照安徽省人民政府关于调整安徽省征地补偿标准的通知（皖政201524 号）及安徽省发改农经201298 号文“关于公布安徽省大中型水利水电工程建设地面附着物拆迁补偿标准的通知”规定执行。征地移民补偿共计 777.69 万元。1.10 水土保持设计水土保持设计 从本工程的特点及工程运行情况来看，工程带来的地面扰动、植被破坏、弃土弃渣等造成的施工裸露面而新增水土流失主要集中在基本建设期。生产运行期内由于各项水土流失防治措施已开始发挥相应的功能，水土流失基本得到控制，因此水47、土流失预测时段选择为基本建设期。根据预测，本工程建设期内共扰动原地貌、占压土地和损坏林草植被面积为 52.3hm2。根据本工程的施工特点，采用专家经验预测法进行预测，工程建设过程中可能造成的水土流量为 6640t。本次水土保持设计对建设项目的现状、加固建设过程及加固后运行期的水土流失情况进行分析、计算和预测，采取有效的水土流失防治对策，避免或消除因人为因素造成的水土流失，营造良好的生态环境。本工程水土保持投资共计 20.95 万元。1.11 环境保护设计环境保护设计 石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程对环境的不利影响主要是施工期影响，施工期产生的植被破坏和水土流失、施工噪声、施工废水排放以及施48、工人员产生的生活污水和生活垃圾对环境产生一定的不利影响。但施工对环境的影响是短期的，暂时的，可以采取防护措施。本工程的水质保护主要包括生产废水和生活污水的处理。设计生产废水沉淀池 1座，隔油沉淀池 1 座；生活污水在生活区附近兴建厌氧氧化池进行生活污水处理，生活污水在池中停留 1 天左右可排入水体，需建生活污水处理池 1 座。施工结束后，拆除并用土回填。此外还采取一些其它环保措施，委托生活及建筑垃圾清运，施工期安排专人洒水降尘，为主要一线作业人员配备耳塞、防尘面罩 300 付；实施施工区一次性清理和消 17 毒、配备施工人员药品、消毒、卫生防疫等。环境保护投资共计 18.49 万元。1.12 49、劳动与安全卫生劳动与安全卫生（1）对于保护区河道范围内，影响建筑物本身的危险因素，在通过治理后均可以保证主体建筑物的安全运行。（2）在保护区河道附近不存在外界的易燃易爆有害物质，因此，对本工程的安全与卫生没有影响。（3）劳动安全与工业卫生的设计，符合水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范(GB 50706-2011)中的规定和标准。因此，可以取得较好的效果。1.13 节能设计节能设计（1）本设计从堤型的选择，施工工期、施工布置、施工方法、工程管理等方面都具有节能降耗的效果。（2）本设计选择了枯水期作为施工时段，大大减小了施工工程量及施工风险，增大了施工效率，节省了不必要的能耗。（3）施工布置综50、合考虑了施工方法及施工时序，尽量少占地，运输距离尽量短，施工场地综合利用，从而大大减少了施工过程中不必要的消耗，大大节约了运行成本。（4）施工方法上，充分利用堤防建筑物的开挖料，减少土石料的运输。设计围堰由堤基开挖预留坎、加高培厚形成，大大降低了开挖及回填的工程量，以降低能耗。（5）工程管理方面，提出加强施工管理工作，强调科学调度、综合管理，建立健全生产生活节水制度。1.14 工程管理设计工程管理设计 运行管理机构：和县水利局和各分段乡镇水利站。建设管理机构：成立了和县石跋河整治工程建设管理处，作为项目法人负责本工程建设，管理模式和要求按照国家关于基础建设项目的要求来实施。工程管理范围：本次初51、步确定石跋河的管理范围为两岸干堤之间的水域、沙洲、滩地（包括可耕地）、行洪区，两岸堤防及护堤地。河道管理范围的具体界线，由市、县人民政府负责划定。在河道管理范围内，水域和土地的利用应当符合江河行洪、输 18 水和航运的要求；滩地的利用，应当由河道主管机关会同土地管理等有关部门制定规划，报县级以上地方人民政府批准后实施。工程保护范围：为确保石跋河治理工程完成后的安全运行，划定河道边界线以外l00m 范围为河道工程保护范围。管理任务：充分发挥河道除涝功能，确保工程安全、完整，开展各种综合经营活动，提高管理水平；桥梁在运行过程中需要严格限止超载过车，定期检查桥梁状况，并及时维修；穿堤涵闸主要作用是排52、涝及防洪。根据天气预报有明确汛情来临时，开启闸门向下游排水，排涝结束后，当外河水位高于堤内水位时应逐步关闭闸门防洪，应对启闭设备进行检查、养护，确保正常运行；排灌站具备灌溉、排涝功能，汛期来临前应提前检查机泵是否能正常运行，各闸门是否能正常开启，并保证供电正常，遇故障应及时进行维修，应根据机泵的操作规程正确操作运行；具体防洪、排涝调度由和县防汛抗旱指挥部下达调度指令，明确水位控制幅度，和县水利局及各乡镇水利站负责执行。1.15 工程概算工程概算 本工程按安徽省水利水电工程设计概（估）算编制规定（皖水建2018258号）编制投资概算，本工程静态总投资 3808.6 万元，其中建筑工程投资 23053、5.32 万元，机电设备及安装工程投资 35.51 万元，金属结构及安装工程投资 56.09 万元，临时工程投资 174.06 万元，独立费用 278.04 万元，基本预备费 142.45 万元，移民安置补偿费 777.69 万元，环保和水保投资 39.44 万元。1.16 经济评价经济评价 本工程完成后，可以使石跋河（人民湖站至小赵村）长 3.34km 的河道排涝能力达到 10 年一遇，防洪能力达到 20 年一遇标准，同时可改善流域内的灌溉条件。国民经济评价指标为：石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程的国民经济内部收益率为 9.474%，经济净现值为 531.5 万元，效益费用比为 1.16。54、1.17 工程特性表工程特性表 19 表表 1.17-1 石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程工程特性表石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程工程特性表 序号 名称 单位 数量 备注 一一 水文水文 1 流域面积 km2 285.9 2 综合治理河长 km 3.34 2 设计水位 本次治理 6+8003+460 段 2.1 主要节点 10 年一遇 自排水位 m 10.25 人民湖站上（6+800）10.36 东边湖闸（5+300）10.42 小赵村（3+460）2.2 主要节点水位 20 年一遇洪水位 m 11.41 人民湖站上（6+800）11.48 东边湖闸（5+300）11.54 小赵村（3+55、460）二二 设计标准设计标准 1 排涝标准 10 年一遇 10 年一遇自排期间遇长江水位 8.3m 2 防洪标准 20 年一遇 20 年一遇遭遇关闸期间石跋河闸上水位 10.5m 3 工程等级及防护等级 级 4 三三 河道工程河道工程 1 河道疏浚 1.1 疏浚长度 km 3.34 人民湖站小赵村 1.2 疏浚土方 万 m3 9.6 四 堤防工程堤防工程 1 堤防加培 km/万 m3 6.695/42.02 1.1 左堤 km/万 m3 3.275/18.37 1.2 右堤 km/万 m3 3.42/23.65 1.3 新挖顺堤沟 m/万 m3 1525/1.1 1.4 草皮护坡 万 m2 56、11.89 1.5 预制块护坡 m2 2121 2 处，总长约 250m 1.6 C30 堤顶防汛道路 m 6695 六 建筑物工程 1 泵站重建 座 1 四联圩、小赵泵站合建（兼并原小赵排涝站抽排面积）2 泵站维修加固 座 4 拆除小赵排涝站，重建何兴三排灌站出水池及穿堤涵、拆除重建何楼排灌站泄水闸、拆除重建王花排灌站排架 20 表表 1.17-1 石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程工程特性表石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程工程特性表 序号 名称 单位 数量 备注 3 涵闸维修加固 座 6 接长处理何楼二闸进口段、何兴三自排涵出口段；何楼一闸和范家沟闸增设便桥，张李涵清淤并增设观测点 4 57、桥梁重建 座 1 3（跨）20（单跨长）5（净宽）5 新建涵管桥 座 5 恢复堤后顺堤沟上涵管桥 七七 主要工程量主要工程量 1 土方开挖 万 m3 79.1 2 土方回填 万 m3 69.2 3 砼、钢筋砼 m3 7753 4 堆砌石 万 m3 30417 5 钢筋 t 167.3 6 模板 m2 7136 八八 工程用地及移民安置工程用地及移民安置 1 永久征地 亩 111.5 其中耕地 40 亩，鱼塘等水面71.5 亩 2 临时占地 亩 377.7 耕地 219.2 亩，鱼塘等水面77.5 亩 3 拆迁房屋 m2 570 4 砍伐一般树木/果树 棵 8800/325 5 征地移民投资 万58、元 777.69 九九 总工期总工期 月月 8 十十 工程总投资工程总投资 万元万元 3808.6 1 建筑工程 万元 2305.32 2 机电设备及安装工程 万元 35.51 3 金属结构及安装工程 万元 56.09 4 临时工程 万元 174.06 5 独立费用 万元 278.04 6 基本预备费 万元 142.45 7 占地及拆迁投资 万元 777.69 8 水保、环保投资 万元 39.44 十一十一 经济评价经济评价 1 经济净现值 万元 531.5 2 国民经济内部收益率%9.474 3 效益费用比 1.16 21 2 水文水文 2.1 流域概况流域概况（1）石跋河流域概况 石跋河流59、域位于和县境内的东北部，总面积 285.9km2，流域内地形西北高、东南低。石跋河及其主要支流双桥河均西北流向东南。流域形状近似长方形，沿河方向的流域长度约 19km，垂直河道方向的流域宽度约 15km。流域内西北大部分为低山区，流域上游地区及流域中游的边界区域主要为丘陵区。石跋河和双桥河的中游两侧及下游则主要是与丘陵区相连的平畈区和圩区。根据地形高程划分：低山区(高程 60m 以上)，积 34.6km2，占总面积的 12.1%；高丘区(高程 3060m)面积 20.8km2，占总面积的 7.3%；低丘区(高程 1230m)面积 96.0km2，占总面积的 33.6%；平畈区和圩区面积 13460、.5km2，占总面积的 47%。丘陵区和圩畈区之间，岗冲交错，地形较复杂。为实行高水高排，丘、圩之间大多数已建撇洪沟工程，但部分撇洪沟因存在淤积、损毁和配套不全等问题，防洪标准较低。石跋河流域面积 285.9km2，自路周桥至石跋河闸，全长 30.5km；双桥河是石跋河的重要支流，在三汊河口处汇流入石跋河，再经长 2.5km 的下游干流河道排入长江；双桥河流域面积为 107.7km2，占石跋河流域总面积的 37.7%，自大尹桥至三汊河口，全长 18.35km。目前石跋河和双桥河中下游两岸筑有堤防的河段长分别为 20.2km 和18.4km，现状堤顶高程一般 11.512.5m。石跋河流域已建水61、库 13 座，其中，中型水库 1 座：戎桥水库，小型水库 4 座：大斗沿、龙泉洞、麻官塘和独山水库，小型水库 8 座，水库基本情况详见表 2.1-1。灌溉蓄水塘坝约 860 口，总塘容约 652 万 m3。22 图图 2.1-1 石跋河流域水系图石跋河流域水系图 23 表 2.1-1 石跋河流域水库现状基本情况表 水库 名称 所属 河流 水库类别 集水面积(km2)总库容(万 m3)兴利库容(万 m3)调洪库容(万 m3)戎桥 石跋河 中型 21.60 1320.0 705.0 580.0 麻官塘 石跋河 小型 2.25 110.0 61.0 49.0 独山 石跋河 小型 2.42 119.062、 32.0 80.0 大斗沿 双桥河 小型 5.26 186.0 115.0 71.0 龙泉洞 双桥河 小型 3.21 154.0 96.0 58.0 8 座小型水库 小型 10.71 302.2 178.4 123.5 合计(13 座)45.45 2191.20 1187.40 961.50 石跋河流域圩区地形较平坦，圩口较多，其中新石圩、大荣圩、青龙圩、老坝圩面积较大。较大的圩口内一般都有蓄水洼地，经常积水且面积较大的形成湖泊，如人民湖、七星湖、刘王湖和华严湖等，有一定的滞蓄涝水作用。圩区修建一定规模的排水泵站后，这些蓄水洼地部分已被垦殖。暴雨发生后，高水侵入，这些洼地成为易涝面积，共约 63、4 万多亩。现状各圩口均布置有排涝干沟，涝水经穿堤涵闸排向石跋河或双桥河，当外河水位较高不能自排时，由各排涝站抽排。石跋河出口已建石跋河闸和石跋河排灌站各 1 座。石跋河闸建成于 1992 年，5孔，单孔净宽 6.0m，该闸以汛期防洪为主，同时具有灌溉期自流引灌功能，设计泄洪和引灌流量分别为 355m3/s 和 15m3/s。石跋河排灌站建成于 2000 年，装机 7 台套，总容量为 1085kW，该站以排涝期抽排流域内涝水为主，同时具有灌溉期提引江水灌溉功能，设计排涝和引灌流量分别为 19m3/s 和 12m3/s。（2）本次治理河段情况 本次治理河段为石跋河人民湖站小赵村段，对应桩号 6+64、800 至 3+460，全长3.34km，两岸为圩区，其中左岸为新石圩，右岸为青龙圩，均为万亩以上大圩，目前堤防防洪标准仅 1015 年一遇，河道自排能力仅 57 年一遇，急需进行达标建设。本段位于规划城区外，其中葛武村以上位于香泉镇内，以下位于乌江镇内，涉及圩内耕地面积共计 2.78 万亩，保护人口 2.45 万人，其中新石圩内耕地 1.78 万亩，保护人口1.5 万人；青龙圩内耕地面积 1.0 万亩，保护人口 0.95 万人。本段现有排灌站 5 座，分别为何兴三排灌站、四联圩站、小赵排涝站、王花排灌站、何楼站；穿堤涵闸 5 处，分别为范家沟闸、何楼涵、张李闸、四联圩涵、小赵涵。24 2.265、 气象气象 本流域年平均降水量为 1026mm，但降雨分配不均，一方面表现在年际间的降雨量相差较大；另一方面降雨量在年内分配也很不均匀，较大暴雨大多发生在 6 月下旬至 8 月中旬，5 月下旬至 8 月中旬 3 个月时间的降雨量平均占全年雨量的 42%。根据和县站 1952 年至 2008 年计 57 年连续系列的统计结果，最大 1 日、3 日、7 日雨量多年平均值分别为 94.9mm、140.7mm、173.0mm。57 年中，以 1962 年的暴雨量为最大，其最大 1 日、3 日、7 日雨量依次达到 293.8mm、394.3mm、475.8mm。本地区多年平均蒸发量为 991.9mm，年66、内最大蒸发量在 7、8 月份，平均月蒸发量 139mm、134mm，最小蒸发量在 2、3 月份，平均月蒸发量 36mm、31mm。多年平均气温 16，极端最高气温 40.4。极端最低气温为-13.5。全年 7 月份最热，月平均气温 28.5；元月份最冷，月平均气温 2.5。平均无霜期 240 天。年平均日照总时数为 2270 小时。区域内年均相对湿度为 80%左右，主要风向为东风。冬季盛行西北风，夏季多为西南风。多年平均风速为 23m/s，夏季一般最大风速 1014m/s。流域地处北亚热带湿润季风气候区，由于地理位置、季风环流、地形差别的相互影响，该区气候的主要特点是：季风明显，四季分明，气候67、温和，雨量适中，春温多变，梅雨显著，夏雨集中，秋高气爽，冬季干冷，日照充足，无霜期长。2.3 水文测验情况水文测验情况 流域未设水文站，无河道水位和流量实测资料。石跋河口的长江最高水位大多数年份都发生在 7、8 月份。根据历年长江实测水位和和县站实测降雨资料分析，石跋河口长江最高水位的发生时间一般稍后于当年石跋河流域最大暴雨的出现时间。1954年河口长江最高水位为 11.41m，为 53 年中的最高值。和县站 1952 年2008 年年降雨量和最大 1 日、3 日、7 日降雨量统计见表 2.3-1。排频分析成果详见表 2.3-2 及图 2.3-1图 2.3-3。25 表 2.3-1 和县站年降68、雨量、最大 1d、3d、7d 降雨量统计表 序号 年 份 年降雨量(mm)最大一日 降雨量(mm)最大三日 降雨量(mm)最大七日 降雨量(mm)1 1952 33.8 65.3 76.6 2 1953 133.2 244.5 284.3 3 1954 99.0 140.5 228.1 4 1955 76.4 142.7 147.5 5 1956 152.1 165.3 212.9 6 1957 87.5 109.9 149.1 7 1958 919.0 75.8 72.8 96.3 8 1959 849.0 42.3 54.7 66.1 9 1960 1049.5 82.3 154.3 1569、5.2 10 1961 773.5 103.6 144.7 148.9 11 1962 1490.1 293.8 394.3 475.8 12 1963 980.0 65.1 97.3 108.3 13 1964 1094.6 66.2 128.0 128.3 14 1965 952.2 90.2 93.7 102.0 15 1966 657.5 49.7 61.7 109.4 16 1967 838.6 72.0 108.7 109.7 17 1968 751.1 56.2 57.9 60.9 18 1969 1167.6 119.1 245.1 358.6 19 1970 1094.6 570、6.9 107.0 115.2 20 1971 895.6 64.1 74.1 80.8 21 1972 1052.6 152.0 180.6 188.8 22 1973 925.6 49.8 86.7 100.1 23 1974 1131.2 80.9 86.4 137.9 24 1975 1339.7 86.8 126.3 162.7 25 1976 785.7 62.9 119.1 147.9 26 1977 1216.0 79.1 140.5 185.4 27 1978 488.8 26.9 48.5 55.6 28 1979 929.2 136.0 198.3 206.6 29 1971、80 1043.9 156.1 247.6 258.6 30 1981 1056.5 90.4 153.7 153.7 31 1982 1153.7 94.0 174.5 232.6 32 1983 1163.9 72.5 114.0 116.2 33 1984 1062.0 138.4 155.2 215.5 34 1985 1089.2 61.7 88.1 119.9 35 1986 723.0 88.3 115.4 130.5 36 1987 1562.5 139.2 314.5 423.4 37 1988 951.5 67.9 73.9 100.8 38 1989 1390.0 11472、.6 166.4 185.1 39 1990 893.5 34.0 49.2 80.0 26 表 2.3-1 和县站年降雨量、最大 1d、3d、7d 降雨量统计表 序号 年 份 年降雨量(mm)最大一日 降雨量(mm)最大三日 降雨量(mm)最大七日 降雨量(mm)40 1991 1885.5 184.0 379.0 448.4 41 1992 833.0 85.6 90.7 91.5 42 1993 1342.1 94.2 97.5 127.9 43 1994 704.0 56.7 128.9 133.6 44 1995 689.8 91.4 169.9 193.3 45 1996 124873、.0 120.4 176.9 177.1 46 1997 963.0 62.4 94.2 125.1 47 1998 1105.7 207.1 207.5 231.0 48 1999 1052.4 142.0 180.6 226.5 49 2000 939.8 72.2 127.4 132.1 50 2001 705.6 58.0 64.4 75.5 51 2002 1046.5 67.9 129.9 181.3 52 2003 1251.8 95.1 136.6 235.4 53 2004 1019.5 87.3 116.0 149.8 54 2005 1006.4 78.5 80.3 1274、9.2 55 2006 106.0 108.0 206.0 56 2007 80.4 136.2 263.6 57 2008 170.0 296.5 321.0 58 2009 599.5 107.5 127 155.5 59 2010 589 123.5 182.5 216 60 2011 576.5 54.5 73 112 61 2012 627 89.5 148 164 62 2013 663.5 136 176 176 63 2014 757 70.5 104 173 64 2015 1346.5 141.5 182 202.5 65 2016 1781 206.5 296.5 42675、.5 66 2017 1055 108 143.5 168.5 67 2018 1223 131.5 159 204.5 多年平均 1008.3 96.6 141.4 175.2 表 2.3-2 和县站最大 1d、3d、7d 降水量频率分析成果 时段 均值(mm)Cv Cs/Cv P(1/7)(mm)P(1/10)(mm)P(1/20)(mm)最大 1d 96.6 0.44 2.32 140.9 153.6 176.5 最大 3d 141.4 0.52 3.17 214 239 285.8 最大 7d 175.2 0.55 2.89 270.7 303.3 364.2 27 图 2.3-1 和76、县站最大 1 日降雨频率曲线 图 2.3-2 和县站最大 3 日降雨频率曲线 28 图 2.3-3 和县站最大 7 日降雨频率曲线 2.4 设计洪水设计洪水 1990 年 2 月，安徽省水利水电勘测设计院编制了 和县石跋河流域防洪规划报告(以下简称规划报告)，规划报告采用典型年法分析了设计洪水。考虑该规划编制后已过 20 余年，本次采用安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法重新分析了设计洪水，并与原规划分析成果作了对比分析。2.4.1 流域分片 经本次量算，石跋河流域总面积 285.9km2。石跋河及其主要支流双桥河的流量，由以下三类区域的径流汇集而成。77、第一类为中小型水库所控制的山丘区，面积计44.45km2，其中：戎桥水库控制面积最大为 21.60km2，大斗沿和龙泉洞水库控制面积分别为 5.26km2和 3.21km2，其他小型水库控制面积计 15.38km2，其水库控制面积范围内的洪水经水库调蓄后泄入水库下游河道。第二类为洪水能够直接排入河道的丘岗区，面积计 156.45km2(含其他小型水库控制面积计 15.38km2)，其中：排入双桥河的面积为 34.91km2，双桥河于三汊河口汇入石跋河；排入石跋河的面积为 121.54km2。第二类汇流区域中尚含有 2 座小型水库，分别为-2 片中的麻官塘水库(控制面积2.25km2)和-4 片78、中的独山水库(控制面积 2.42km2)。第三类为石跋河和双桥河高水位期间不能自排必需抽排入河道的圩畈区，面积计 99.39km2，其地面径流经洼地内的沟 29 港、湖泊临时滞蓄后，由抽水站抽排入河道，其中：双桥河的圩区排水面积为 50.7km2，石跋河的圩区排水面积为 48.7km2。将以上三类汇流区域划分为 15 片，各分片面积及山丘区各分片特征值见表 2.4-1，分片位置和范围详见图 2.4-1。表 2.4-1 石跋河流域产汇流分片面积及特征值表 分块名称 分块类型 分块 面积(km2)分块特征值 备注 流域 长度(km)流域平均宽度(km)河道 长度(km)河道平均坡降(m/km)-179、 山丘水库调节区 21.60 3.66 5.58 3.40 3.10 戎桥水库-2 山丘水库调节区 3.21 2.08 0.98 1.30 2.00 龙泉洞水库-3 山丘水库调节区 5.26 3.83 1.09 2.50 8.00 大陡沿水库-1 丘岗自排区 27.95 7.54 3.71 3.30 2.42 -2 丘岗自排区 25.39 10.64 2.39 8.19 1.95 含麻官塘水库 -3 丘岗自排区 34.91 8.27 4.22 7.35 2.72 -4 丘岗自排区 22.96 7.78 2.72 5.24 3.05 含独山水库-5 丘岗自排区 45.23 13.61 3.32 80、6.74 0.59 -1 圩畈机排区 8.38 -2 圩畈机排区 23.22 -3 圩畈机排区 18.18 -4 圩畈机排区 11.38 -5 圩畈机排区 25.35 -6 圩畈机排区 7.71 -7 圩畈机排区 5.17 合计 285.9 30 -3-2-1-1-2-4-5-3-1-2-4-6-7-3-57 图 2.4-1 石跋河流域产汇流分片示意图 2.4.2 产汇流产汇流计算计算（1）洪洪水计算水计算方法方法 石跋河流域无径流观测资料，因此，需采用降雨资料推求设计洪水。1990 年规划报告 利用典型年法实测降雨资料，采用 安徽省山丘区河流模型单位流量过程线(1972 年 3 月编制)推求81、设计洪水。为便于与规划报告作对比分析，本初设设计洪水采用勘测设计院于 1984 年 5 月编制的安徽省暴雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水计算办法(以下简称“84 办法”)31 分析。设计洪水山丘区和圩区分别计算。山丘区设计洪水按“84 办法”计算。圩区排水根据圩内沟塘率、作物组成等因素确定，圩区平均排涝模数为 0.60m3/s/km2，并视排涝站分布情况等在附近的节点叠加排水流量。（2）洪水计算参数）洪水计算参数 查安徽省暴雨参数等值线图，本流域年最大 24 小时点雨量均值、Cv 值分别为100mm、0.60，年最大 1 小时点雨量均值、Cv 值分别为 45.3m82、m、0.50。各分块雨量点面折算系数按表 2.4-2 查取。表 2.4-2 雨量点面折算系数查算表 F(km2)10 12.5 50 100 300 500 1000 24 1.0 0.999 0.98 0.97 0.92 0.88 0.84 1 1.0 0.999 0.98 0.96 0.90 0.84 0.70 （3）产汇流计算）产汇流计算 根据以上参数，计算各分片设计洪水过程线。考虑集水面积和河道槽蓄等的因素，各片山丘区洪水采用 6 小时时段分析洪峰流量。3 个水库调节片，按水库现状泄洪条件，进行调节计算，计算调蓄后的下泄流量过程线。10 年一遇、20 年一遇洪峰流量削减系数统计情况详见83、表 2.4-3。表 2.4-3 3 座水库调洪演算削减洪峰情况表 序号 水库名称 水库 类型 10 年一遇 20 年一遇 来水洪值(m3/s)下泄洪峰(m3/s)洪峰削减系数(%)来水洪值(m3/s)下泄洪峰(m3/s)洪峰削减系数(%)1 戎桥水库 中型 88.6 25.2 71.6 137.9 41.3 70.0 2 龙泉洞水库 小型 28.3 10.5 62.8 37.7 16.7 55.6 3 大陡沿水库 小型 38.7 21.6 44.0 59.3 31.1 47.4 另 2 座小型水库所处的分片：麻官塘水库(控制面积 2.25km2)所处的-2 片和独山水库(控制面积 2.42km84、2)所处的-4 片，取洪峰削减系数为 50%对水库相应控制面积的山丘区洪峰流量作削峰处理。流域现有小型水库 8 座，总库容 302.2 万 m3，20 年一遇调洪库容计 123.5 万 32 m3。现有灌溉蓄水塘坝约 860 口，总塘容 652 万 m3。小型水库、塘坝对河道洪峰流量的调蓄作用不可忽略，因此，采用洪峰削减系数法对小水库、塘坝相应控制面积的山丘区洪峰流量作削峰处理，参照小型水库调洪演算的洪峰削减系数取：小型水库洪峰削减系数为 45%，塘坝洪峰削减系数为 40%。经计算，小型水库、塘坝总体削减山丘区洪峰流量约 7%。流域圩区现状总排涝能力为 33.97m3/s，平均排涝模为 0.385、4m3/s/km2。考虑排涝规划要求：万亩以上大圩(含集水面积 10km2以上的圩口)取 10 年一遇，万亩以下中小圩口取 7 年一遇，按规划平均排涝模 0.60m3/s/km2核算圩区片抽排流量。规划平均排涝模核算情况见表 2.4-4。表 2.4-4 圩区平均排涝模核算表 序号 排区类型 排区面积(km2)排涝标准(1/年)规划平均排水模(m3/s/km2)1 大圩 74.2 10 0.65 2 中小圩 25.3 7 0.45 合计或平均 99.5 0.60 注：表中规划平均排水模取自和县农田水利建设规划报告的分析成果。各片洪水汇流计算采用错时段叠加。根据各汇流节点间距离和核算的河道平均流速86、，确定各片洪水的叠加错时。经计算，三汊河口汇流后 10 年一遇、20 年一遇洪峰流量分别为 411.1m3/s 和 577.1m3/s。由于河槽调蓄作用较难准确考虑，本规划设计流量取 6 小时时段的平均流量，不再考虑河槽调蓄的影响。各分片洪峰流量计算成果见表 2.4-5。33 表 2.4-5 流域各分片洪水计算成果表 分块 名称 分块 面积(km2)山丘区设计流量(m3/s)圩区设计流量(m3/s)备 注 1 小时洪峰流量 6 小时平均洪峰流量 10 年一遇 20 年一遇 10 年一遇 20 年一遇 10 年一遇 20 年一遇-1 21.60 25.19 41.32 23.86 38.76 戎87、桥水库-2 3.21 43.71 60.58 14.85 21.05 龙泉洞水库-3 5.26 21.64 31.14 15.70 21.57 大陡沿水库-1 27.95 106.72 155.03 76.65 109.05 -2 25.39 79.25 121.70 64.94 98.08 包含麻官塘水库-3 34.91 133.09 193.47 95.28 135.65 -4 22.96 78.98 120.86 56.92 80.97 包含独山水库-5 45.23 112.58 162.75 99.12 143.34 -1 8.38 5.03 5.03 圩区排涝流量均按规 划 平 均 88、排 涝 模0.60m3/s/km2核算-2 23.22 13.93 13.93 -3 18.18 10.91 10.91 -4 11.38 6.83 6.83 -5 25.35 15.21 15.21 -6 7.71 4.63 4.63 -7 5.17 3.10 3.10 合计 285.9 2.4.3 河道设计流量河道设计流量 分片洪水错时段叠加后，各河段 10 年一遇、20 年一遇设计流量计算成果，详见表 2.4-6。表 2.4-6 各河段 10 年一遇、20 年一遇洪峰流量计算成果表 河段 6 小时平均洪峰 10 年一遇 20 年一遇 石跋河 刘桥坝 东边湖闸 88.86 137.40 大89、宋桥 东边湖闸 79.21 112.68 东边湖闸 张家坝闸 196.84 284.97 张家坝闸 三汊河口 275.89 394.02 三汊河口 石跋河口 411.12 577.14 34 2.4.4 成果合理性分析成果合理性分析（1）与原规划成果对比分析）与原规划成果对比分析 1990 年的规划报告，河道流量计算方法采用的是典型年法，分别以 1969、1980、1987 年作为 20 年一遇、15 年一遇、10 年一遇洪水典型年，石跋河口 3 个频率的洪水流量分别为 538m3/s、373m3/s 和 355m3/s。与规划报告对比，本次分析的石跋河口处 10 年一遇、20 年一遇设计流量90、分别偏大 56.1m3/s 和 39.1m3/s，比例为 13.6%、6.8%。分析原因有以下两个方面：圩区排涝标准有较大幅度的提高，原规划圩区排涝模按 0.3m3/s/km2计算，本次洪水分析取平均排涝模为 0.60m3/s/km2，此项增加圩区排水流量 30m3/s。剔除此项影响，本次分析的 10 年一遇、20 年一遇设计流量仅分别偏大 26.1m3/s 和 9.1m3/s，比例分别为 6.3%和 1.6%。洪水分析方法存在差异，表现为“72 办法”和“84 办法”的差异，一般情况下，按“84 办法”分析的设计洪水峰值，应稍大于“72 办法”分析的设计洪水峰值。（2）山丘区洪峰模对比分析）91、山丘区洪峰模对比分析 石跋河流域 10 年、20 年一遇山丘区洪峰模分别为 1.90m3/s/km2和 2.80 m3/s/km2。与邻近的清溪河流域 10 年、20 年一遇山丘区洪峰模 2.07m3/s/km2和 2.40 m3/s/km2以及无为县永安河流域 10 年、20 年一遇山丘区洪峰模 2.01m3/s/km2和 2.61m3/s/km2相比，10 年洪峰模偏小些，20 年一遇洪峰模偏大些，但都比较接近。综上，与规划报告对比，本次分析的设计洪水稍大，但基本处于合理的范围内。2.5 设计水位设计水位 2.5.1 长江水位统计分析 石跋河口没有长江水位实测资料。长江马鞍山水位站设站较早92、，资料系列较长，与石跋河口隔江相望。石跋河口位于马鞍山水位站下游约 7km 处，鉴于相距较近，长江水位相差不大，准确推算又比较困难，故以马鞍山站水位代表石跋河口长江水位，进行相关水位分析。分析采用的马鞍山站水位系列为 1953 年2010 年计 58 年系列，35 实测水位资料详见表 2.5-1。表 2.5-1 石跋河口长江实测水位及经验排频分析表 序号 实测资料 序号 实测资料 年份 水位(m)年 份 水位(m)1 1953 8.22 36 1988 9.88 2 1954 11.41 37 1989 10.28 3 1955 9.38 38 1990 9.93 4 1956 9.20 3993、 1991 10.81 5 1957 8.91 40 1992 10.25 6 1958 8.69 41 1993 10.26 7 1959 8.68 42 1994 9.90 8 1960 8.01 43 1995 10.97 9 1961 7.95 44 1996 11.08 10 1962 9.62 45 1997 9.87 11 1963 8.02 46 1998 11.46 12 1964 9.36 47 1999 11.16 13 1965 8.62 48 2000 8.92 14 1966 8.57 49 2001 8.08 15 1967 9.11 50 2002 10.18 94、16 1968 9.67 51 2003 10.14 17 1969 10.20 52 2004 8.40 18 1970 9.66 53 2005 9.71 19 1971 8.85 54 2006 8.18 20 1972 7.30 55 2007 9.33 21 1973 10.27 56 2008 8.68 22 1974 9.91 57 2009 9.86 23 1975 9.56 58 2010 10.44 24 1976 9.73 59 2011 8.56 25 1977 10.35 60 2012 10.04 26 1978 8.20 61 2013 8.53 27 1979 95、8.79 62 2014 9.38 28 1980 10.25 63 2015 9.67 29 1981 8.90 64 2016 11.18 30 1982 9.68 65 2017 10.29 31 1983 11.14 66 2018 8.26 32 1984 9.36 33 1985 8.56 34 1986 9.17 35 1987 9.50 平均 9.5 36 图 2.5.1 石坝河口长江最高水位频率分析曲线 经频率分析，石跋河口长江各频率水位详见表 2.5-2。频率分析曲线详见图 2.5-1。表 2.5-2 石跋河口长江最高水位频率分析成果表 频率(%)20 10 5 2 水位(96、m)10.3 10.7 11.1 11.5 2.5.2 洪水遭遇分析 通过对 19532018 年计 66 年连续系列石跋河流域暴雨发生时间和江口最高水位出现时间进行比较，来分析石跋河流域暴雨期的排水条件和长江高水位期间的防洪条件等。分析中，首先统计分析了降雨系列中最大 1 日雨量居第 117 位的 1962、1998、1991、2016 等 17 个年份暴雨期间所遭遇的长江水位，成果列如表 2.5-3。37 表 2.5-3 流域较大暴雨年份暴雨期间石跋河江口水位情况表 年份 石跋河口长江最高水位及其日期 最大 1 日雨量及其日期 最大3日雨量及其开始日期 备注 1962 9.62(7.8)297、93.8(7.6)394.3(7.5)1998 8.90(8.1)207.1(6.27)207.5(6.27)2016 11.18（7.7）206.5（7.1）296.5（6.30）1991 10.60(7.14)184.0(7.11)379.0(7.10)2008 8.68(日期)170(日期)296.5(日期)1980 10.25(9.1)156.1(7.9)247.6(7.8)1956 9.20(6.29)152.1(8.19)165.3(6.7)1972 7.30(6.12)152.0(6.21)180.6(6.20)1999 10.95(7.22)142(6.27)180.6(6.298、6)2015 9.67（6.28）141.3（6.16）182（6.25）1987 9.50(7.31)139.2(7.4)314.5(7.2)1984 9.36(6.15)138.4(6.13)155.2(6.12)2013 8.53（7.8）136（7.5）176（7.5）1979 8.79(日期)136.0(日期)198.3(日期)1953 8.22(日期)133.2(日期)244.5(日期)2018 8.26（8.18）131.5（7.5）159（7.5）2010 10.44（7.13）123.5（7.12）182.5（7.10）从表 2.5-3 可以看出，除掉 2008、1979 和99、 1953 年缺少日期记录外，其它资料完整。1962、2016、1991、1984、2013、2010 年等 6 年最大 1 日暴雨量较大的年份，其最大一天、最大三天暴雨都发生在当年河口长江最高水位即将出现之前，基本上是峰峰相遇；其他 9 年均不是峰峰相遇，有 6 年本流域洪峰提前于长江洪峰，有 3 年本流域洪峰滞后于长江洪峰，且错峰时段较长，多在 1030 天范围内。分析说明：（1）石跋河流域短期暴雨与当年长江洪水位虽存在峰峰遭遇的机率，但频率并不高，概率不足 40%；（2）扣除超标准的 2016 年，洪峰遭遇且同时长江水位高于 10.0m 的年份仅 2 次，分别为 1991 年、2010 100、年，经石跋河排灌站对外抽排及区内调蓄控制，石跋河闸上水位如仍能控制在拟定的关闸期间的内河设计水位 10.0m 范围内，说明该站规模是适当的。（3）本流域洪水具有自流外排条件，河口已建的石跋河闸和石跋河排灌站虽具有较好的防洪作用，但对石跋河及其主要支流双桥河进行整治以扩大泄洪能力，是有效的，也是十分必要的。38 2.5.2.1 设计洪水遭遇河口长江水位的确定设计洪水遭遇河口长江水位的确定 如前所述，根据建国以来石跋河流域的降雨资料和河口长江最高水位之间不存在明显的相关关系。本初设 10 年一遇和 20 年一遇洪峰流量遭遇的河口长江水位，仍依据 1990 年规划报告，选择 1969 年和 1987101、 年 2 个典型年的实测水位，即取 2 个典型年石跋河三汊河口出现最大流量时的长江实测日平均水位，作为与相应频率设计流量遭遇的长江水位。10 年一遇和 20 年一遇分别遭遇的长江日平均水位分别为 8.30m和 9.32m。2.5.2.2 关闸期间防洪水位的确定关闸期间防洪水位的确定 1990 年规划报告和 1999 年和县石跋河排灌站工程规划，对石跋河关闸期间的河道内水位进行了分析，选择 10.0m 作为关闸期间的内河设计水位，并分析确定了石跋河排灌站的工程规划规模，排涝设计流量为 19.0m3/s。1990 年规划报告、1999 年和县石跋河排灌站工程规划及 2012 年起已批复并实施的石跋102、河（三汊河口至大周村）整治工程等三期治理工程中确定的 10年一遇关闸期间石跋河闸上设计水位仍取 10.0 m，20 年一遇关闸期间石跋河闸上设计水位取 10.5m。由于之后发生了几次较大的洪水，本次设计需延长系列水文数据，以分析原关闸期间洪水位数据仍是否妥当。石跋河排灌站建成后的 18 年（20002018 年）间，先后于 2003 年、2010 年、2016年和 2017 年汛期开机运行，在流域防洪和排涝方面发挥了重要作用。经统计，石跋河排灌站建成后的 18 年，石跋河闸关闸期间，闸上最高洪水位发生于 2016 年 7 月 5日，为 10.94m。2016 年长江最高洪水位为 11.18m，103、重现期超 20 年一遇，2016 年最大 1 日暴雨量为 206.5mm，重现期约 30 年一遇，为 1953 年有记录以来第 3 大降雨。39 表 2.5-4 石跋河排灌站建成后关闸期间内外河洪水统计 年份 外河 石跋河流域 是否为 峰峰相遇 长江最高水位 及日期 相当于 年一遇 最大 1 日降雨量及日期 相当于 年一遇 闸上 最高水位及日期 2003 10.14(日期)2.5 年一遇 95.1(日期)3 年一遇 9.1(日期)/2010 10.44（7.13）5 年一遇 123.5（7.12）5 年一遇 9.98（7.17）是 2016 11.18（7.7）20 年一遇 206.5（7.1104、）30 年一遇 10.94（7.5）是 2017 10.29（7.11）5 年一遇 108（8.8）3 年一遇 9.45（7.15）否 备注：未获得 2003 年完整数据 根据表 2.5-4 中数据分析，石跋河排灌站建成后的 18 年间，石跋河闸关闸期间，发生超标准洪水 1 次，为 2016 年，石跋河流域内降雨及洪水达 30 年一遇，峰峰遭遇外河长江水位超 20 年一遇；其余年份石跋河流域仅 2010 年达到 5 年一遇，长江仅2010、2017 年达到 5 年一遇。石跋河闸以 10.0m 作为关闸期间内河设计水位，石跋河排灌站建成后，在非峰峰遭遇的年份一般均能通过区内临时滞蓄和石跋河排灌站105、对外抽排予以应对。根据表2.5-3 中数据，19532018 年计 66 年中，前 17 个暴雨最大的年份，有 6 年是峰峰相遇，其中 1962、1984、2013 年长江水位均在 10.0m 以下，仍具备外排条件（不需关闸），仅 1991、2010、2016 年外河水位超过 10.0m，为 66 年中洪涝压力最大的年份。根据 2010 年及 2016 年运行情况，经石跋河排灌站及区内调蓄，石跋河闸上水位可控制在低于长江水位 0.30.4m，因此，如遇到历史第二大的峰峰相遇年份（1991 年型洪水时），石跋河闸上水位应在 10.3m 左右；由于下段堤防超高在 1.52.0m 间，因此仍处在可控106、范围内。因此，本次设计仍采用 1990 年规划报告及已批复的石跋河（三汊河口至大周村）整治工程中 20 年一遇关闸期间石跋河闸上设计水位 10.5m，仍是妥当的。由于发生峰峰遭遇的概率较低，而同时外河水位达到 10.0m、石跋河闸需关闸的概率就更低。根据系列数据分析，2010 年型洪水及遭遇情况发生的概率为 1020 年一遇。根据 2010 年洪水期间石跋河排灌站控制运用情况，经区内调蓄和泵站抽排，控制闸上最高水位在 9.98m，低于 1990 年规划报告和 1999 年和县石跋河排灌站 40 工程规划中拟定石跋河 10 年一遇关闸期间石跋河闸上设计水位 10.0 m。因此，经实际运行佐证，原107、拟定的 10 年一遇水位仍是妥当的。通过以上分析认为，1990 年规划报告和 1999 年和县石跋河排灌站工程规划分析确定的关闸水位 10.0m，基本合理，这在 2010 年汛期得到了验证。本初设10 年一遇关闸期间石跋河闸上设计水位仍取 10.0 m，20 年一遇关闸期间石跋河闸上设计水位仍取 10.5m。2.5.3 河道设计洪水位 1、河道水位衔接（1）和县石跋河（三汊河口至大周村）整治工程初步设计 2012 年 7 月 20 日，省水利规划办公室对和县石跋河（三汊河口至大周村）整治工程初步设计进行了评审，该段河道自双桥河桩号双 2+55210+667，河道水文的审批意见如下：基本同意石跋108、河流域设计洪水计算方法和成果。石跋河河口 10 年一遇、20 年一遇洪峰流量分别为 411m3/s、577m3/s。原则同意设计洪水位推求方法和计算成果，三汊河口 10 年一遇洪水位分别为10.49m，20 年一遇洪水位分别为 10.86m。（2）和县石跋河（朱村至小韩庄）治理工程初步设计 2016 年 9 月 28 日，省水利规划办公室对文件进行了评审，治理的河段起点在三汊河口以上的朱村至张家坝闸上的大蒋，河道水文的审批意见如下：基本同意石跋河设计洪水计算方法和成果。石跋河张家坝闸、三汊河口、石跋河口处 10 年一遇洪峰流量为 197m3/s、276m3/s、411m3/s，20 年一遇洪峰109、流量分别为285m3/s、394m3/s、577m3/s。原则同意设计洪水位推求方法和计算成果。石跋河小韩庄朱村 10 年一遇设计洪水位为 10.75m10.61m，20 年一遇设计洪水位为 11.2611.04m。（3）和县石跋河（小韩村人民湖站）治理工程初步设计 2018 年 4 月 3 日，省水利规划办公室在和县对文件进行了审查，治理起点承接上段的大蒋，河道水文审批意见如下：基本同意石跋河设计洪水计算方法和成果。石跋河人民湖站、三汊河口、石跋河口处 10 年一遇洪峰流量为 197m3/s、276m3/s、411m3/s，20 年一遇洪峰流量分别为 41 285m3/s、394m3/s、5110、77m3/s。原则同意设计洪水位推求方法和计算成果。石跋河小韩庄人民湖站（对应河道桩号 9+6166+800）10 年一遇设计洪水位为 10.86m10.75m，20 年一遇设计洪水位为 11.4111.26m。本次治理的河段起点承接上次治理的终点人民湖站（桩号 6+800），所采用的计算流量与已批复的节点洪峰流量一致，洪水位起推水位在上期治理的终点人民湖站，相应水位也与上期批复同。（2）本次设计水位分析 本次设计河道断面尺寸依据 10 年一遇自排期间洪水情况推算，即以 1987 年型洪水（相当于 10 年一遇洪水）对应的长江水位 8.3m 和本次计算的 10 年一遇流量，经试算推求河道设计断111、面尺寸（详见 5.2.3 节：断面设计）；然后依据设计的河道断面尺寸、石跋河闸关闸期间对应的闸上水位及本次计算的设计流量，推算设计防洪水位。经推算，石跋河河道 10 年一遇、20 年一遇设计水位详见下表。表 2.5-5 石跋河设计水位分析成果表 起讫地点 起讫桩号 河流 长度(km)10 年一遇设计洪水 20 年一遇设计洪水 河道设计断面尺寸 流量(m3/s)水位(m)流量(m3/s)水位(m)河底高程(m)河底宽(m)边坡 刘坝桥东边湖闸 3+3005+300 2 88.86 10.9710.91 137.4 11.5511.48 5 15 1:2.5 东边湖闸人民湖站 5+3006+800112、 1.5 196.84 10.9110.86 284.97 11.4811.41 5 22 1:2.5 人民湖站大蒋 6+8009+616 2.816 196.84 10.8610.75 284.97 11.4111.26 5 22 1:3 大蒋张家坝闸 9+61610+066 0.45 196.84 10.7510.74 284.97 11.2611.24 5 30 1:3 张家坝闸黄坝桥 10+06613+9363.87 275.89 10.7410.63 394.02 11.2411.07 5 30 1:3 黄坝桥朱村 13+93614+3670.431 275.89 10.6310.6113、1 394.02 11.0711.04 5 30 1:3 朱村三汊河口 14+36717+5573.19 275.89 10.6110.49 394.02 11.0410.86 5 30 1:3 本次治理的河段自桩号 3+4606+800，全长 3.34km，位于上表中的刘坝桥至人民湖站段内，相应节点水位数据如下：42 表 2.5-6 本次治理河段设计水位成果表 起讫地点 起讫桩号 河流 长度(km)10 年一遇设计洪水 20 年一遇设计洪水 河道设计断面尺寸 流量(m3/s)水位(m)流量(m3/s)水位(m)河底高程(m)河底宽(m)边坡 小赵村东边湖闸 3+4605+300 1.84 8114、8.86 10.9610.91 137.4 11.5411.48 5 15 1:2.5 东边湖闸人民湖站 5+3006+800 1.5 196.84 10.9110.86 284.97 11.4811.41 5 22 1:2.5 2.6 施工期洪水施工期洪水 本区域多年平均降雨量为 1026mm，年内雨量主要集中在夏季，其次是春季，秋、冬两季雨量较少。汛期 59 月降雨量一般占多年平均降雨的 60%。由于工程所在河段无近期实测水位、流量资料，考虑到石跋河水位主要受长江水位控制，根据石跋河闸上水位多年统计资料及工期安排，分析得石跋河本段施工期洪水成果为下表中水位再加 0.50.6m 的小赵村河口115、段的沿程水头损失，详见表 2.6-1。分析佐证：经查阅马鞍山水文综合业务系统，前三期工程施工期间石跋河闸上水位分别为：2016 年（三汊河口至大周村段施工）为 4.655.56m，日平均水位约为 5.0m；2017 年（朱村至小韩村段施工）为 4.685.83m，日平均水位约为 5.2m，2018 年（小韩村人民湖站段施工）为 4.886.83m，日平均水位约为 5.6m。上述三期工程施工期水位逐年升高，源于下段施工时经围堰拦截上段蓄水后可开闸放水，对全段用水的影响较小，后两段位于中上游，施工时未开闸放水。根据数据分析，本期拟定的石跋河闸上施工期水位基本合理，遇丰水年，可开启石跋河闸降低河道水116、位（一次性排水），必要时还可开启石跋河排灌站向外抽排。表 2.6-1 施工期水位分析成果表 位置 时段、重现期 施工期水位（m）石跋河闸上 时段 104 月 113 月 114 月 5 年一遇 6.37 5.6 5.6 10 年一遇 6.96 5.97 5.97 备注：本段施工期水位按上表数据+0.50.6m 43 3 工程地质工程地质 3.1 勘察工作概况勘察工作概况 受和县水利局的委托，上海海洋地质勘察设计有限公司承担了和县石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程地质勘察工作，该院于 6 月 12 日顺利完成所布置的外业勘察工作，室内土工试验于 2017 年 6 月 18 日完成，2018 年 117、1 月 21 日完成补充勘探，累计完成总长度 3.34km 的测量钻探任务，勘察采用标准贯入试验和静力触探试验等方法进行原位测试，取原状土进行室内土工试验的综合勘察方法，2018 年 3 月最终提供工程地质勘察报告。该阶段勘察工作采用吴淞高程，1954 年北京坐标系，孔口标高由动态 GPS+RTK 实测而得。3.2 区域地质区域地质 3.2.1 地形地貌 本项目位于马鞍山市和县境内，长江下游西岸，东与马鞍山市隔江相望，项目所经区域为沿江平原，地势平坦开阔。河道下游汇入长江，地势由西北向东南倾斜。南部及沿江一带地势较为平坦，为长江冲积平原，沟河港汊纵横交错，水库、坑塘星罗棋布，房舍，村镇相对密集118、。沿江地区为平原圩区，圩田最低海拔 5.8m。河道沿线堤顶高程为 10.0613.15m，河道实测水位标高为 7.157.65m。3.2.2 地层岩性 根据安徽省地质分区图，工程区属下扬子地层区巢湖六合地质小区。中下游河漫滩区分布深厚的全新统(Q4al)地层，下伏为白垩系(K)砂岩、粉砂岩。根据安徽省地质志论述，石跋河位于淮阳山字形构造第一沉降带内，其特点是：（1）褶皱舒缓、宽阔，轴向北东，倾角较缓。（2）控制了白垩系和部分第三系、第四系的沉积，基底构成向北东倾斜的簸箕状盆地。（3）断裂不甚至发育。3.2.3 地质构造及地震 本区地处大华北地震区的南缘，东邻下扬子破碎带。根据中国地震动参数区划119、 44 图(GB18306-2015)，工程区地震烈度为度，场地土类型为软弱土，场地类别为类，设计基本地震加速度为 0.05g，特征周期为 0.45s。3.2.4 水文地质条件 本区地下水主要为人工填土和第四系松散堆积物中上部粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉土中的的孔隙水及粉砂层中的层间承压水，地下水接受大气降水及附近河塘等地表水体的补给。地下水运移随季节变化明显，汛期河水位抬高，地下水在同一含水层中向远离河流方向运移；枯水期河水位降低，地下水在同一含水层中向河流方向运移，于河床底部直接排入河流中。本次勘察期间，实测取土孔内的地下水稳定水位埋深值 1.44.2m，标高为 5.468.71m。所取地120、表水、地下水对混凝土具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。3.3 工程地质条件工程地质条件 根据钻探、静力触探试验及土工试验资料，本次勘察35m深度范围内所揭露的岩土层为（Q4al）地层，下伏为白垩系（K）砂岩、粉砂岩及泥岩等。共分为6个主要工程地质层；部分地层局部分布。各土层特性分述如下：第层素填土，灰黄色，湿，层底标高 9.305.62m，层厚 1.04.80m，大部分地段以粘性土为主，夹少量碎石，局部地段以碎石、碎砖块等建筑垃圾为主，土质不均且松散。分布在堤顶和堤脚位置，堤顶分布较厚。第层淤泥，灰黑色，饱和，层底标高为 4.712.26m，层厚 1.101.5121、0m，由灰黑色淤泥组成，夹少量碎石，分布在河床部位。第-1 层粉质粘土，褐黄灰黄色，湿，可塑，压缩性中等，层底标高 6.763.39m，层厚 1.003.50m，含氧化铁锰质结核及其斑点，土质较均匀，稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，局部缺失。第-2 层粉土，灰色，湿，稍密，压缩性中等，层底标高 2.42-0.86m，层厚1.20-4.40m，含云母，夹少最粘性土，土质不均，无光泽，摇振反应迅速，韧性低，45 干强度低，局部分布。第层淤泥质粉质粘土，灰色，很湿，流塑，压缩性高等，层底标高-0.56-14.44m，层厚 5.616.7m，含云母、有机质，夹少量粉土及粉细砂，土质较均匀，122、稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，普遍分布。第层粉质粘土，暗绿草黄色，湿，硬塑，压缩性中等，层底标高-16.7618.64m，层厚 3.906.20m，含铁锰质结核及高岭土团块，土质较均匀，稍有光泽，无摇振反应，韧性中等，干强度中等，局部分布。第-1 层粉砂，灰色，饱和，密实，压缩性低，层底标高-19.66-23.04m，层厚2.905.10m，由云母、石英、长石等矿物组成，间夹中粗砂及砾石，级配良好，在新建何兴三桥处有分布。第层泥岩，棕红色，本次未钻穿，强风化，岩芯呈粘土状，局部夹砾砂和砾石，干采有困难，局部揭遇较浅。各土体承载力特征值 fak及力学指标，详见表 3.3-1。表 3123、.3-1 地基承载力特征值 fak一览表 层号 土层名称 固结 快剪 Ck（kPa）固结 快剪 k（度）压缩模量 Es 值（MPa）按物理指标 经验值(kPa)按标贯试验 经验值(kPa)根据 Ck、k值估算(kPa)按静力 触探 经验值(kPa)建议承载力 特征值 fak(kPa)-1 粉质粘土 18.4 17.3 6.2 220 190 170 105 100-2 粉土 4.3 29.3 10.4 120 130 115 120 淤泥质粉质 粘土 13.8 16.8 3.48 90 105 80 85 粉质粘土 40.3 18.3 7.16 290 160 250 210 210-1 粉砂124、 240 泥岩 350 3.4 工程地质评价及主要工程地质问题工程地质评价及主要工程地质问题 3.4.1 场地稳定性和适宜性评价 本工程拟建场地地基土层分布基本稳定，可不考虑抗震设防烈度为 6 度条件下的软土震陷问题；综合分析场地的工程地质条件和区域地质资料，本场地属稳定场地，适宜本工程建设。46 3.4.2 堤防现状险情及隐患 根据现场踏勘并结合以往汛期工程区内出现的各类险情分析，堤段存在的主要工程地质问题为堤基渗透变形问题。堤防普遍存在以下地质和工程缺陷：1、堤身填筑土多为就近挖取，质量一般尚能满足要求，但堤身在填筑过程中存在未作清基处理和填筑质量较差，导致堤身与堤基结合较差和堤身土体欠密125、实，为汛期河水入渗创造了有利条件，并为堤身稳定带来不利影响。部分地段坍塌、淤积较为严重，难于抗御较大洪水。堤顶宽度尚可，但大部分路面质量较差，下雨天堤顶道路泥泞，交通不便，抗洪材料难以送达现场。2、堤防沿线穿堤建（构）筑物较多，由于在施工过程中未进行与土体接触部位的防渗处理，从而成为汛期河水入渗通道，沿线穿堤建（构）筑物入河口土体抗渗强度普遍较差，均有不同程度的淤积。根据堤防缺陷特征，堤防已发生和可能发生的渗透变形破坏形式主要有以下几种：（1）堤防修筑时未进行清基处理或处理不彻底，堤身填筑土与堤基土间接触不紧密，汛期河水沿其接触面向堤内渗透，将会在堤内脚普遍出现散浸、渗漏、管涌等险情。（2）堤126、内地势低洼或紧邻沟塘，河水入渗渗径较短，汛期在堤内外较大水头压力差的长时间作用下，堤内出现散浸或渗漏等。（3）堤身填土成份不均或填筑质量不好部位，堤身透水性一般较大，汛期堤防挡水时，河水便会沿堤身向堤内渗透，造成堤内坡脚散浸渗漏，严重时可能造成堤身脱坡，甚至酿成溃堤破坏。（4）沿堤穿堤建筑物与两侧土体结合部位未作防渗处理或处理不当，汛期河水沿其接触面形成渗漏。3.4.3 堤防工程地质评价 1、基础分析 根据堤段内可能出现的渗透变形、破坏形式，建议在选用渗流控制措施时，应对堤内沟塘进行吹填固基。根据勘察资料，-1 层粉质粘土，强度较好，可作为大部分地段护坡镇脚的地基持力层。47 2、稳定性分析 127、抗冲刷稳定性分析 堤防及岸坡的稳定性与水流的冲刷有很大关系。一般在弯曲河段凸岸，水流对岸坡无冲蚀作用，岸坡稳定性较好；在凹岸，由于迎流顶冲、深泓贴岸，岸坡冲刷作用强烈，易发生塌岸，岸坡稳定性差。在顺直河段，主流居中时，岸坡冲刷作用不强烈；主流贴岸时，也会发生较强的冲刷作用。本段中河道沿线大部分地段浅部以粉质粘土和淤泥质粉质粘土为主，淤泥质粉质粘土抗冲能力差，容易被水流掏蚀，从而形成塌岸情况。因此应采取一定的防渗、防冲刷及护脚措施。抗滑稳定性分析 一方面，河道岸坡土质粘结度较差，据本次勘察揭露，对河道岸坡抗滑稳定有影响的浅部土层主要为层填土、1 层粉质粘土，层填土孔隙比大、抗剪强度低，对岸坡稳定128、较为不利，-1 层粉质粘土土自立性好，对岸坡稳定有利。另一方面，由于水流的冲刷作用强烈，河道内局部形成冲刷深泓，构成了有利于岸坡滑动外部条件。此外，沿河岸筑堤、修建防汛通道或者修建建筑物等，相当于在坡顶堆载，也对岸坡稳定不利。综上所述，本工程岸坡抗滑稳定问题较为突出，而且与水流冲刷问题关系密切，应采取工程措施治理。渗透稳定性分析 堤岸基础浅部地层主要为层填土、-1 层粉质粘土，其中层填土渗透性较强，存在渗透稳定性问题。堤岸基础土体在渗流作用下，当渗透比降超过土的容许水力比降时，土体的组成和结构会发生变化或破坏，即渗透变形或渗透破坏。压缩变形稳定性分析 在没有大量岸边堆载的情况之下，堤岸沉降变形129、不会很大。若有大量岸边堆载，将产生一定的沉降变形及不均匀变形，严重时，也可能危及堤岸的稳定和正常使用。岸坡稳定性有关参数见表 3.4-1。48 表 3.4-1 堤防稳定性参数表 层序 土层名称 重 度 固结快剪（峰值）渗透系数（室内试验）渗透系数 建议值 摩擦 系数 0(KN/m3)Ck(kPa)k()Kv KH K(cm/s)f-1 粉质粘土 18.9 18.4 17.3 3.43E-07 4.76E-07 2E-06 0.25-2 粉土 18.8 4.3 29.3 5E-04 0.30 淤泥质粉质粘土 17.9 13.8 16.8 1.70E-07 2.65E-06 3E-06 0.20 130、粉质粘土 19.7 40.3 18.3 1.07E-07 1.47E-07 2E-06 0.30 3.4.4 河道疏浚工程地质评价 根据设计，本标段拟建河道河底高程为+5.0m，河道疏浚涉及的土层自上而下分别为第层素填土、第层河床淤泥、第1 层粉质粘土、第层淤泥质粉质粘土。根据行业标准疏浚与吹填工程技术规范（SL17-2014）附录 A：本工程疏浚土体级别：第、层为 1 级，第层为 6 级，第、1 层为 3 级。3.4.5 穿堤建筑物工程地质评价 根据设计要求，拟建各排灌站主要为管理用房及穿堤涵洞组成，根据本地区工程经验，管理用房基础埋深一般为 1.52.0m，穿堤涵洞埋深一般为 3.04.0131、m，基础位于1 或2 层地基土中，按表 3.3-1，1 层地基承载力特征值可取为 110kPa，2 层可取为 120kPa。承载力能满足要求，建议涵洞基础采用砾石砂垫层+钢筋砼层形式，以提高基础的整体性和强度。根据工程经验，涵洞一般采用围堰开挖方式施工，应做好围堰隔水措施，及时抽干坑内积水。3.4.6 桥梁工程地质评价（何兴三桥）1、桩基持力层选择 从场地各层地基土的构成状况及埋藏条件而言，层及以浅土层埋藏太浅或土性太差，均不宜作桩基持力层使用。第1 层粉砂，层顶标高为-16.76-18.64m，其动力触探平均值为 11.6 击，土性较好，考虑到本工程桥梁单桩承载力要求不高，该层土为本工程桥梁132、理想桩基持力层。2、桩型与桩径的选择 根据场地的工程地质条件及拟建物的性质，结合工程实践的经验及设计要求，当 49 选择第1 层地基土作为桩基持力层时，可选择桩径 350mm350mm400mm400mm的预制方桩或400mmb500mm 的 PHC 桩，也可选择600mm800mm 的钻孔灌注桩。3、单桩竖向承载力的估算 单桩极限侧阻力标准值 qsik与桩的极限端阻力标准值 qpk值见下表：表 3.4-2 土层 qsik及 qpk值一览表 注：表中各土层的qsik和qpk值除以安全系数2即为相应的特征值qsia和qpa 4、桩基最终沉降量计算参数Es建议值 依据现场钻探、原位测试和地区工程经133、验综合分析，拟建场地内各层岩土的压缩模量Es1-2如下：1层粉砂：Es1-2=28.0MPa 层泥岩：Es1-2=35.0Mpa 5、结论及建议 拟建桥梁可采用1层地基土作为桩基持力层，桩型可选择预制桩或钻孔灌注桩，桩基计算参数详见土层qsik及qpk值一览表。建议在工程施工前进行单桩竖向抗压静载荷试验，来最终确定单桩竖向承载力。根据场地的地质条件，当选用1层土作桩基持力层时，沉桩有一定阻力，应采用具有足够贯入能力的沉（压）桩设备。由于用桩量少，桩基施工对周围环境一般无影响。当采用钻孔灌注桩方案时，成桩一般无难度，但要防止对周围环境产生污染。50 3.5 天然建筑材料天然建筑材料 1.土料 料134、场位于上游岗地，为农田，地面高程 9.910.2m，面积约 10 万 m2，土料为粉质粘土，最大干容重为 16.8 KN/m3，最优含水量为 18.5%，质量符合要求，上部剥离层厚度 0.2m，按有用层 4.0m 计，储量为 40 万 m3，运距约 3.0km。2.砂砾料 和县北部邻滁河，盛产细砂，质量一般符合规范要求，通过水上运输较为方便，工程所需砾料需人工备制。3.石料 本次勘察对石料场进行了调查，选定位于和县善厚镇张家山，运距约 30km。该石料场石料岩性为石英砂岩，力学指标符合施工要求，储量也符合施工要求。51 4 工程任务与规模工程任务与规模 4.1 自然地理概况自然地理概况 和县位135、于安徽省东部，长江下游西北岸，地处东经 1180411829，北纬31223203，东与南京、马鞍山、芜湖三大城市隔江相望、东北与南京市浦口区一桥相隔、南临裕溪河与无为县为邻、西与含山县接壤、西北与全椒县毗邻，全县南北长约 75km，东西宽约 36.4km(窄处约 17.5km)，总面积 1318.6km2，耕地面积73.72 万亩。和县南北长，东西窄，地势由西北向东南倾斜。南部及沿江一带地势较为平坦，为长江冲积平原，沟河港汊纵横交错，水库、坑塘星罗棋布。沿江平原圩区土地面积占全县 57.7%，圩田最低海拔 7.3m。西北部多为波状起伏的丘陵、岗地，土地面积占全县 42.3%，最高山地海拔 3136、15m(如方山)。境内有牛屯河、姥下河、太阳河、得胜河、石跋河等 5 条河流，另有裕溪河、滁河、驷马新河为县界河流。石跋河流域属长江下游左岸独立入江小流域，发源于滁江、长江分水岭间的低山区，下游直通长江，流域总面积 284.08km2。流域西北高，东南低。流域形似长方形，沿河方向的流域长度约 19km，垂直河道方向的流域宽度约 15km。流域西北大部分为低山区(高程 60m 以上)，面积 34.6km2，占总面积的 12.2%；上游和中游边缘地区以丘陵区为主，其中，高丘陵区(高程 3060m)面积 20.8km2，占总面积的 7.3%；低丘陵区(高程 1230m)面积 96.0km2，占总面积137、的 33.8%。流域中游河道两侧及下游主要是与丘陵区相连的平畈区和圩区，面积 132.68km2，占总面积的 46.7%。石跋河全长 30.5km，双桥河全长 21.2km，双桥河来水在三汊河口处汇流后，经长 2.5km 的石跋河下游干流河道排入长江。石跋河、双桥河中下游两岸筑有堤防的河段长分别为 20.2km 和 18.4km，大部分堤段堤顶高程 11.512.0m。石跋河流经和县历阳、西埠、香泉、乌江 4 个镇，流域内总人口约 19 万人，约占和县总人口的 1/3，耕地面积 19.8 万亩，其中畈田、圩区耕地面积约 13.0 万亩，山丘区耕地面积 6.8 万亩。石跋河流域内圩区和平畈区面积138、较大，地势较为平坦，圩区地面高程一般 9.07.5m(吴淞标高，下同)，局部最低地面高程 7.0m。目前有 4 个万亩以上大圩(含集水面积 10km2以上的圩口)，分别为历阳镇的大荣圩和乌江镇的老坝圩、青龙圩和新石圩。52 表 4.1-1 石跋河流域圩口基本情况调查表石跋河流域圩口基本情况调查表 序号 圩口名称 总面积(km2)耕地面积(万亩)人口(万人)所处水系 一 10000 亩以上 1 大荣圩 23.80 1.60 1.61 得胜河、双桥河 2 新石圩 24.09 1.78 1.56 石跋河 3 青龙圩 14.96 1.00 0.99 石跋河 4 老坝圩 11.61 0.87 0.77 139、双桥河 小计 74.46 5.25 4.93 二 500010000 亩 1 华严湖圩 9.11 0.67 0.50 双桥河 2 乌塘联圩 12.50 0.70 0.62 双桥河 3 新圩 6.61 0.34 0.26 石跋河、双桥河 4 香泉小圩 5.61 0.53 0.41 石跋河、双桥河 5 蒋闸圩 9.15 0.51 0.40 石跋河 小计 42.98 2.75 2.19 三 10005000 亩 1 孙堡小圩 1.79 0.15 0.08 双桥河 小计 1.79 0.15 0.08 合计合计 119.23 8.15 7.20 注：表中圩口面积耕地面积为统计亩。4.2 社会经济概况社会140、经济概况 和县地处皖东，长三角地区的边缘，皖江开发的最前沿，为江淮水陆之要冲。左挟长江，右控昭关，天门峙其南，濠滁环于北，依六朝古都、十朝都会南京，濒九州米市芜湖，举目可眺钢城马鞍山。和县总面积 1318.6km2，辖 9 镇，85 个村委会、30个居委会。2017 年末常用耕地面积 62.4 万亩，全年农作物播种面积 129.5 万亩，户籍人口 54.29 万人，比上年末减少 1048 人。其中，乡村人口 42.61 万人，城镇人口 11.67万人。和县穿境或沿边界而过的合巢芜、宁马芜二条高速公路构成金三角框架，乘车自县城至合肥骆岗机场、南京禄口机场、芜湖湾里机场均不到 90 分钟。长江“黄141、金水 53 道”流经和县境内 65km，有三处 18km 长江深水岸线资源。芜湖长江大桥、马鞍山长江大桥分别穿越和县南部和东部，全方位、多层次的立体交通网即将形成。自改革开放以来，和县农业结构不断优化，大棚蔬菜名震大江南北，成为“长江中下游最大的菜篮子”。随着“东向战略”的实施，和县已成为“长三角”地区梯度转移的现代工业制造、绿色食品供应和旅游观光休闲基地，区位独特，环境优越，劳力资源丰富，生产成本低廉，发展前景广阔。2017 年全年实现地区生产总值（GDP）171.56 亿元，按可比价格计算，比上年增长 8.9%。其中，第一、二、三产业分别实现增加值 24.37 亿元、95.95 亿元和 5142、1.24亿元，分别增长 4.0、9.7和 9.9。三次产业结构比由上年的 16.1:53.9:30.0 调整为 14.2:55.9:29.9，一产比重有所回调，二产比重持续提高，产业结构不断得到优化。按全县常住人口计算，人均 GDP 为 35930 元，折合 5321 美元。城乡居民收入不断提高。全年城乡居民人均可支配收入 23428 元，比上年增长 10.6%。其中：城镇居民人均可支配收入 30171 元，比上年增长 10.6%；农村居民人均可支配收入 17140 元，比上年增长 9.5%。石跋河流域位于和县东北部，紧靠长三角地区，区位优势独特，属皖江开发的前沿地带，其东临南京市江浦区，南与143、马鞍山市隔江相望。流域总面积 284.08km2，涉及和县 4 个镇：历阳、西埠、香泉、乌江，总人口约 19.0 万人，耕地面积 19.8 万亩。农作物以水稻、蔬菜为主，兼种有油菜、棉花、小麦等，是和县重要粮油和蔬菜生产基地。4.3 相关规划成果简述相关规划成果简述 石跋河涉及的主要规划有三个，分别是和县城市总体规划（20132030）和和县石跋河流域防洪规划报告、和县城市防洪规划。现对涉及石跋河的这三个规划内容简述如下：（一）和县城市总体规划（一）和县城市总体规划（20132030）（1）规划范围 城市规划区：北至石跋河及国道 G346 以北，南至太阳河，西至滁马高速，东至县界，包括历阳镇大144、部分用地以及西埠镇、乌江镇部分用地，规划区面积为 162km2。（2）规划人口 近期 2015 年为 20 万人，远期 2030 年为 27 万人。54 （3）防洪规划 规划县域内其它河道防洪标准提高至 50 年一遇设防，城区排涝标准提高至 30 年一遇，农排标准达 10 年一遇。55 根据城市总体规划，本次治理的石跋河人民湖站小赵村段位于城市规划范围外。双桥河双桥河 石跋河石跋河 石跋河石跋河 56 （二）和县城市防洪规划（二）和县城市防洪规划（1）规划范围 和县城区防洪、治涝规划范围根据 总体规划 中城市规划区范围和建成区确定。总体规划确定远期规划水平年 2030 年和城规划建设用地面积 145、29.56km2。和县县城西部为丘岗高地，和县城市防洪规划范围北至国道 G346、南至太阳河，西至滁马高速，东至县界。包括历阳镇大部分用地以及西埠镇、乌江镇部分用地。规划区面积 162 km2。（2）防洪标准 根据和县城市总体规划，和县县城 2030 年人口将达 27 万人。根据防洪标准，和县县城属 III 等一般城镇，城市防洪标准取 50 年一遇。防御长江防洪标准为 1954 年型洪水。（3）防御石跋河洪水（城北片防洪规划方案）石跋河右堤 石跋河右堤城防段长约 5.3km，该段堤防部分防洪标准达 20 年一遇，堤顶高程未达到设计要求，本次堤防采用 50 年一遇防洪标准进行加固。利用下杨桥至濮146、集道路 该段道路长约 2km，濮集以西段道路高程在 13m 以上，满足防洪要求，本次规划采用 50 年一遇防洪标准进行抬高路面，以路代堤。详见附图：和县城市防洪规划工程总体布置示意图。根据城市防洪规划，本次治理的石跋河人民湖站根据城市防洪规划，本次治理的石跋河人民湖站小赵村段位于城防圈堤保护范小赵村段位于城防圈堤保护范围外，不需按照城防标准修筑堤防，仅需按照河道两岸保护范围的重要性确定相应的围外，不需按照城防标准修筑堤防，仅需按照河道两岸保护范围的重要性确定相应的防洪标准即可。防洪标准即可。（三）和县石跋河流域防洪规划报告（三）和县石跋河流域防洪规划报告 根据 1992 年 2 月安徽省水利水147、电勘测设计院编制的和县石跋河流域防洪规划报告，石跋河流域主要规划成果如下：（1）河道疏浚工程规划 石跋河各河段的设计流量按 1987 年型暴雨计算的各控制点的最大六小时平均流量确定，石跋河及其主要支流双桥河的治理标准相当于 10 年一遇。57 河道线路及治理长度：石跋河本干的治理长度为 20.22km，上端自路周桥起经黄坝桥、三汊河口至石跋河口止。设计河底高程：石跋河和双桥河三汊河口以上河段采用平底河道以满足输水要求，设计河底高程均为 5.0m。设计水位及开挖断面的设计河底宽度 河口水位以 1987 年型最大 6 小时平均流量达到石跋河口的日期为 7 月 5 日及当天长江日平均水位决定，确定石148、跋河口为 8.3m，三汊河口处为 9.53m；根据石跋河及双桥河上端附近的地形条件，确定上端设计水位均为 10.5m 附近，应用河道的泄水能力曲线，经试算并调整确定河道开挖断面的设计河底宽度。（2）堤防工程规划 石跋河退建堤防 1 处，位于石跋河何兴三村附近右岸，退建长 2.1km，起点在路周桥以下 7.3km 处。（3）涵闸接长整修加固工程规划 退建堤段上的涵闸重建，其余重建、加长整固或几处合建。石跋河本干河道疏浚和堤防加固工程主要规划数据如下：58 表表 4.3-1 石跋河河道疏浚和堤防加高加固工程规划成果表石跋河河道疏浚和堤防加高加固工程规划成果表 分段控制点及其桩号 距离（m）设计流量149、（m3/s）设计 河底高程（m）开挖断面 河底宽度（m）设计堤顶高程（m）左堤 右堤 石跋河口 3 13.5 11.512.0 2000 355 24 防洪闸 4 13.5 11.512.0 470 355 24 三汊河口 5 11.512.0 13.5 4150 236 30 黄坝桥 5 11.512.0 11.512.0 2980 234 35 七星湖闸 5 11.612.0 11.612.0 4700 158 22 东边湖闸 5 11.812.0 11.812.0 2200 122 20 刘桥坝 5 11.912.0 11.912.0 3720 60 10 路周桥 5 12.0 12.0150、 说 明 1.河道开挖断面，边坡 1:2。2.堤防设计断面，顶宽 4m，迎水坡 1:2.5，背水坡 1:3。3.括号内的数字为闸（或桥）上水位。4.石跋河口设计水位 8.3m 系 1987 年最大 6h 平均流量所遭遇的长江水位 注：上表截自和县石跋河流域防洪规划报告 59 4.4 现状及存在的主要问题现状及存在的主要问题 4.4.1 工程现状(一)石跋河工程现状 石跋河自路周桥起至汇入长江的河口长 20.2km，其中人民湖至朱村段长 7.567km已治理，现状河道断面情况为：大石桥至徐桥段，河底宽 10m 左右，河底高程 5.56.0m；徐桥至人民湖段河底宽 1020m，河底高程 5.06.151、5 左右；人民湖至张家坝闸段 2018 年治理中，设计河底宽 22m，河底高程 5.0m；张家坝闸至朱村段 2017 年已治理，河底宽 30m，河底高程 5.0m；朱村至三汊河口段，河底宽 1530m，河底高程5.06.5m；三汊河口至河口段，河槽断面较小，主要依靠滩地行洪，滩地高程一般8m 左右。石跋河出口现状设石跋河闸和石跋河排灌站各 1 座。石跋河闸建成于 1992 年，5孔，单孔净宽 6.0m，该闸以汛期防洪为主，同时具有灌溉期自流引灌功能，设计泄洪和引灌流量分别为 355m3/s 和 15m3/s。石跋河排灌站建成于 2000 年，装机 7 台套，总容量为 1085kw，该站以排涝期152、抽排流域内涝水为主，同时具有灌溉期提引江水灌溉功能，设计排涝、灌溉流量分别为 19m3/s 和 12m3/s。目前，石跋河闸和石跋河排灌站枢纽建筑物工程和机电设备运行状况良好，长江洪水倒灌威胁内河堤防安全问题已基本解决。（二）本次治理的石跋河（二）本次治理的石跋河(人民湖站人民湖站小赵村段小赵村段)工程现状工程现状 根据勘测单位提供的断面资料显示，本次治理的石跋河人民湖站小赵村段现有堤顶宽度一般在 35m，堤顶高程各堤段参差不齐，大部分为 11.012.5m，内外边坡为 1:2 左右；现状河道断面情况为：河底宽 1020m，河底高程 5.07.0m。本段现有泵站 5 座，分别为小赵排涝站（YK153、3+870）、四联圩排涝站（YK4+300）、何兴三排灌站（YK6+180）、何楼排灌站（ZK5+345）、王花排灌站（ZK6+170）；穿堤涵闸 7 处，分别为何楼二闸（ZK5+280）、何楼一闸（ZK5+340）、范家沟闸（ZK6+690）、小赵涵（YK3+860）、四联圩涵（YK 4+310）、张李闸（YK4+700）、何兴三自排涵（YK6+238）。60 图 4.4-1 人民湖至小赵村段河道及堤防现状谷歌地图 承接上期治理终点：人民湖站 本次治理终点：小赵村（徐桥）61 图 4.4-2 石跋河河道及堤防现状图 62 图 4.4-3 范家沟闸现状图 图 4.4-3 何兴三排灌站现状图 6154、3 图 4.4-4 四联圩站及自排涵现状图 图 4.4-5 小赵站及自排涵现状图 64 图 4.4-6 张李闸现状图 图 4.4-7 王花排灌站现状图 排灌排灌站站出出口口 65 图 4.4-8 何楼一闸、何楼二闸、何楼排灌站现状图 何楼何楼二二闸闸 何楼何楼一一闸闸 何楼排灌何楼排灌站站 何楼何楼二二闸闸 何楼何楼一一闸闸 66 4.4.2 存在的主要问题 历史上，石跋河流域防洪治理，仅限于上游修建部分水库，后来在河口修建骨干工程石跋河闸和石跋河排灌站，两条主干河道及支流一直未得到系统的治理，河道沿岸堤防也仅限于冬修中的小范围、小规模的除险加固，现状防洪存在的问题较多。（1）地形等自然因素）155、地形等自然因素 上游山丘区面积所占比重较大，约占全流域面积 53.3%，上游流域坡度较陡，汇流时间短，洪水来势猛，洪峰流量大，虽然已建众多水库、塘坝，但调蓄能力仍显不足。加上岗地自排区汇水面积，山丘、岗地汇水面积约占流域总面积的 2/3，中下游河道承泄压力很大。流域中下游以圩畈区为主，涉及的村庄、人口和耕地较多，畈田、圩区耕地面积约占全流域耕地总面积的 1/3。圩畈区堤防线路较长，地面坡度平缓，地势较为低洼。长期以来，圩畈区不仅常受本流域洪水的威胁，还受长江洪水位顶托的影响。（2）河道现状存在的主要问题）河道现状存在的主要问题 依据和县石跋河流域防洪规划报告（1990）对现有河道的安全泄量分析156、，当江口水位分别为 8.5m 和 9.5m 时，石跋河出口处河道安全泄量分别为 200m3/s 和180m3/s，对应的河道泄洪标准约 56 年一遇。与河道设计洪水对比，现有河道仅能安全下泄 10 年一遇洪峰的 1/2、20 年一遇设计洪峰的 1/3，现状河道泄洪能力明显不足。本次治理河段存在的主要问题有：河道断面狭窄。石跋河人民湖站小赵村段河底宽约 1020m，堤距约 4070m。河槽狭窄，自排能力弱，遇 57 年一遇洪水就需依靠滩地行洪，两岸大沟均不能自排入河。现状河道弯曲。石跋河干流河道现状弯道较多，迎流顶冲河段汛期冲刷较严重，致部分河岸崩塌入河，对河道过流能力有较大的影响。主河道河底高157、程较高，部分河段河底高程最高达 7.0m，局部河段存在堵坝阻水，河底高程较高不仅影响河道行洪能力，也使得干旱年季上游灌溉引水困难。（3）堤防现状存在的主要问题）堤防现状存在的主要问题 堤防低矮单薄，防洪能力较低。现状主河道堤防堤顶宽度一般 35m，堤顶高程多数为 11.012.5m，内外边坡为 1:2 左右。两岸均为万亩以上大圩，现状防洪能力不足，约 1015 年一遇。67 堤防存在险工险段较多，经统计本段堤防坍塌的位置有 8 处，主河道堤防因多在堤内脚处挖土筑堤或加固堤防，现状内堤脚处因堤防加固或堤防溃口形成的沟塘连片，且沟塘较深，此外石跋河全河段均存在较厚的淤泥质粉质粘土，承载力及抗滑稳定158、能力差，对堤防稳定极为不利。部分堤段外无滩地，内有深塘，加之边坡较陡，同时，因河道弯曲狭窄、汛期河道流速较大、堤防迎流顶冲，局部堤段外边坡较陡，边坡稳定性较差，汛期常常发生滑坡现象。表 4.4-1 本段现状险情及隐患情况一览表 序号 位置 险情情况描述 1 右岸 3+8673+910 堤岸向河道滑移 2 左岸 4+2704+320 堤岸向河道内侧滑移，少量淤积 3 右岸张李闸涵洞出口 淤积较严重 4 右岸 4+7005+180 堤岸向河道滑移、鼓胀，淤积较多，使河道变窄 5 左岸 5+8005+860 堤岸向河道滑移、底部淘蚀坍塌，淤积 6 河道中心 5+8705+900 河道中心淤积成陆 7159、 河道中心 6+1056+140 河道中心淤积成陆 8 河道左岸 6+6706+700 堤岸向河道滑移、少量坍塌 （4）沿线建筑物存在的主要问题）沿线建筑物存在的主要问题 交叉建筑物需处理。经统计，本区域内涉及到 13 座交叉建筑物，包括 7 座穿堤涵、5 座泵站、1 座桥梁，其中：穿堤涵中的四联圩涵为圬工结构，老化失修，拟拆除重建；张李闸洞长满足加固后堤身宽度，但淤积严重，其余涵闸普遍存在洞身长度不足，无人行便桥、启闭平台高程不足等诸多问题，需维修加固。四联圩站和小赵站机房建于堤上，影响堤防退建，两站相距仅 400 多米，为减少管理难度，宜拆除后合建一处；其它普遍存在出水池露天，位于堤顶，出160、口无防洪闸门、破损严重或防洪闸门无启闭设备等问题，需维修加固。自徐桥至桥刘 6.0km 范围河道仅有桥梁 1 座，为何兴三桥，该桥为漫水桥，阻水严重，需拆除重建。综上所述，石跋河人民湖站至小赵村段主要存在河道自排能力不足、圩堤防洪标准较低等主要问题，致使每到汛期，县政府和水利部门都要投入大量的人力、物力和 68 财力进行防汛抢险，洪涝灾害发生频繁，给流域内经济、社会发展带来了严重影响。因此，对石跋河人民湖站至小赵村段进行防洪治理，是十分必要和迫切的。69 表表 4.4-2 石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程沿线涵闸工程石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程沿线涵闸工程 序号 涵闸名称 岸 别 桩号161、 所属 圩口 建设 年限 排涝(亩)引灌(亩)现状情况 存在问题 处理建议 孔径（宽高）（m）底高程(m)涵长(m)涵身 结构 1 何楼二闸 左 ZK5+280 新石圩 2001 1 孔 1.21.5 5.1 27 钢砼 箱涵 涵洞长度和启闭平台高度均不能满足要求 内河侧涵洞进口段接长、拆除重建排架和启闭机平台、新建便桥、增设启闭机 2 何楼一闸 左 ZK5+340 新石圩 2001 4500 1 孔 2.02.0 6.22 27 钢砼 箱涵 现状启闭机台爬梯设在排架柱上，其底部高程位于防洪水位以下 新建工作便桥 3 范家沟闸 左 ZK6+690 新石圩 2011 2000 1 孔1.01.2162、 5.5 24 钢砼 箱涵 启闭机平台高度不能满足要求 拆除重建排架和启闭机平台，增加启闭机 1 台。新建工作便桥及便桥墩 4 小赵涵 右 YK 3+860 青龙圩 2015 280 280 1 孔0.70.8 7.83 22 钢砼 箱涵 无 维持现状 5 四联圩涵 右 YK 4+310 青龙圩 1968 1200 1200 1 孔1.01.0 10.88 27 圬工 圬工结构、老化失修，螺杆锈蚀、闸门漏水 拆除重建 6 张李闸 右 YK4+700 青龙圩 1968 2500 1 孔0.80.8 6.5 30 圬工 淤积较严重 清淤处理，另增设两个沉降观测点 7 何兴三涵 右 YK6+238 163、青龙圩 1968 4500 1 孔1.01.3 6.15 27 钢砼 箱涵 洞身短 外河侧涵洞出口段接长，拆除原闸室段及出口泄水槽，新建控制段，更换铸铁闸门及启闭机，新建工作便桥，新建出口泄水槽 70 表表 4.4-3 石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程沿线排灌站现状情况石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程沿线排灌站现状情况 序号 排灌站名称 岸别 桩号 建设 年份 所属 圩口 灌溉面积（亩）排涝面积（亩）现状情况 存在主要问题 处理意见 泵站 型式 装机容量(台kW)出水结构 型式 机房 结构 1 小赵排涝站 右 YK3+870 2015 青龙圩 280 280 卧式 130 明渠 砖瓦 出水164、池及站房均位于堤上，影响堤防加高培厚 拆除，与四联圩站合建 保留原自排涵 2 四联圩排涝站 右 YK4+300 1990 青龙圩 1200 1200 卧式 145+130 明渠 砖瓦 出水池及站房均位于堤上，影响堤防加高培厚 拆除重建 3 何兴三排灌站 右 YK6+180 2003 青龙圩 5000 4500 卧式 355 压力水箱 砖瓦 出水池露天，位于堤顶，出口无防洪闸门、破损严重 泵站出水池、出水箱涵 及箱涵出口段拆除重建，新建迎水侧护坡 4 何楼排灌站 左 ZK5+345 2015 新石圩 4500 4500 卧式 30 明渠 砖混 泄水闸闸顶高程不足，泄水闸没有设置防洪闸门 泄水闸拆165、除重建，拆除重建部分泄水槽 5 王花排灌站 左 ZK6+170 2003 新石圩 3500 3500 卧式 330 压力水箱 砖瓦 由于防洪标准提高，原涵洞启闭机台高程不能满足要求。需拆除加高处理 新增工作便桥和便桥墩及钢管栏杆、排架拆除重建，71 4.4.3 历史洪涝灾害情况 历史上，石跋河一直未得到系统的治理，洪涝灾害频繁，严重影响了沿岸人民的生产和生活，阻碍了流域社会经济的发展。1954 年夏季长江流域遭遇特大洪水，和县 5 至 7 月份 3 个月降雨量 948mm，占全年降雨量的 94.2%，其中 7 月份多达 428.9mm，7 月 2 日一天降雨 99mm，由于沿江各地暴雨集中，雨166、区广、雨期长，加之春汛大，长江底水高，致使长江水位猛涨，8 月 8 日石跋河流域两岸大部分圩口溃破，洪灾历时 90d。1969 年和县站最大 1 日降雨 119.1mm，7 月份雨量和城累计降雨达 595.2mm。雨量之大是历史上罕见的。由于降雨集中，雨量超常，导致山洪暴发，江河水位猛涨，长江(金河口)水位由 7 月 5 日的 8.55m，到 19 日上涨到 10.45m，内河水位急剧上涨，暴雨成灾，洪水入圩、入城。石跋河流域受灾总面积 9.1 万亩，其中，破圩面积 1.1万亩，受涝面积 8 万亩。1983 年是建国后长江中、下游仅次于 1954 年的大洪水年。该年 4、5 月间，长江中、下游167、一带即开始进入多雨期，降雨量一般为 400500mm，较常年同期多 200mm左右。由于长江中、下游地区同时进入多雨期，雨量集中，山洪暴发，致使江河水位陡涨。7 月 1 日，金河口水位 9.92m，普遍超过警戒线。7 月 13 日，长江第二次洪峰抵达，金河口水位 11.46m，较 1954 年最高洪水位低 0.8m。由于江水盛涨，顶托河水无法外泄，内河水位随之普遍高涨，均超警戒水位。石跋河流域受灾总面积 8.7 万亩，其中，破圩面积 0.5 万亩，受涝面积 8.2 万亩。1987 年和县 7 月 1 日至 8 日雨量集中，强度大，7 天降雨量 423.4mm，局部地区达 450500mm。7 168、月 18、19 两天又遭大暴雨袭击，平均降雨 100mm，7 月上中旬累计降雨 530mm，局部地区超 600mm，县内主要河流水位猛涨，其中石跋河流域受灾总面积 8.1 万亩。1991 年进入梅雨季节较早，5 月中旬以后，雨区稳定，梅雨期(5 月 18 日7 月15日)59天，降雨量达1197.3mm，为正常年降雨量平均值248mm的4.8倍。大于100mm降雨的有 4 次，其中以 6 月 12 日降雨为最多，该日 21 时至次日 8 时，11 个小时全县普遍降雨 100mm 以上。7 月 611 日，全县平均降雨 210mm，最大降雨量达 330mm。经奋力抢险，石跋河流域受灾面积 10.169、1 万亩，其中，破圩面积 1.8 万亩，受涝面积 8.3万亩。72 1996 年 和县入汛以后连降大到暴雨，一个多月平均降雨量 600mm，最大降雨量680mm，山洪暴发，江河水位猛涨，圩区 3 次重复受涝。石跋河流域受灾总面积 3.1万亩。1998 年，长江全流域发生大水。和县自 6 月 17 日起，江水急剧上涨，到 26 日，金河口水位由 7.02m 涨到 10.26m，超警戒水位 0.23m；7 月 29 日，水位达到 11.73m，超过 1954 年最高洪水位 0.19m，创历史新高。超警戒水位时间(6 月 26 日至 9 月 22日)长达 89 天。6 月 25 日以后，县内普降大到170、暴雨，至 6 月底，和城地区降雨量达187.1mm，以致内河水位迅速上涨，自 6 月 27 日 8 时起的 24 小时内，金河口闸上(得胜河)水位上涨了 2.23m，和县所有内河水位与长江基本持平，形成内涨外压之势。7月底在石跋河闸附近架设了 12 台 55kW 卧式混流泵进行抢排。石跋河流域受灾总面积 3.1 万亩，其中，破圩面积 0.3 万亩，受涝面积 2.8 万亩。1999 年 6 月份石跋河流域普降暴雨，造成河水猛涨。石跋河流域受灾面积 2.5 万亩。2003 年 7 月 5 日凌晨，和县普降大到暴雨，7 月 5 日11 日，降雨均量在 200mm以上。长江水位持续上涨，7 月 11 171、日上午 6 时，金河口闸下水位达 9.95m，超过 9.9m的警戒水位线；7 月 17 日下午 2 时，金河口闸下水位上涨到 10.42m。据统计，7 月 5日15 日，石跋河流域陈子圩小麦地段险情严重，局部低洼地区短时上水受淹。石跋河流域溃破小圩面积计 0.5 万亩，受涝面积计 1.5 万亩。2007 年 7 月 6 日10 日，和县普降大到暴雨，最大 3 日降雨量和县 136.2mm，局部地区接近 300mm。各主要河流和水库水位急剧上涨，石跋河流域受涝面积 2.1 万亩。2008 年受 8 号台风“凤凰”的影响，自 7 月 31 日晚 8 时至 8 月 2 日早上 8 时，全县普降特大到172、暴雨，降雨量 200mm 以上，西埠镇降雨量 334mm，是近 50 年来短历时降雨量较大的年份之一，且降雨过程持续时间长，连续 36 个小时降雨不间断。持续的降雨导致内河水位猛涨，普遍超保证水位，石跋河流域陆续发生险情，受涝总面积 3.15 万亩。2010 年 7 月 918 日，全县普降大到暴雨，平均降雨量 174.3mm，其中香泉 167.4 mm；7 月 12 日 4 时13 日 3 时，23 小时香泉降雨量 123.5mm。受长江高水位顶托的影响，石跋河、双桥河水位持续上涨，到 7 月 17 日上午 8 时，石跋河闸上水位 9.84m，73 闸下 9.96m，闸上最高水位 9.98m173、。堤防在高水位浸泡下，各类险情频频发生。万亩大圩新石圩穿堤建筑物新石闸、宋桥闸闸身断裂漏水；万亩大圩老坝圩堤防小柯鲁段出现长 85m 的散浸、渗漏，造成堤防内坡脚小面积塌方；双桥河沿岸朱庄、周集 2段出现长 44m 和 65m 的散浸、渗漏，造成堤防内坡脚小面积塌方。石跋河流域积涝受灾面积 4.5 万亩。2016 年 7 月全县普降大雨，为近年记录较为详细的一次汛期险情。本次治理河段发生险情具体如下：表 4.4-4 石跋河人民湖站至小赵村 20162018 年汛期险情统计 出现险情的堤防桩号 出险具体时间 险情 类别 险情详细描述 采取的措施 险情涉及耕田（亩）日期 时间 对应桩号YK4+90174、0YK6+100 2018 年 7月 5 日 19:35 迎水坡滑坡 何兴三站至张李闸方向 3 处迎水坡滑坡，长度约 300 米 迎水坡雨布覆盖，背水坡清杂，24 小时值守 5800 对应桩号YK3+700YK3+800 2016 年 7月 3 日 19:00 散浸渗漏 20 米长多点散浸渗漏 组织 30 多人导流 1500 经统计，19912017 年 27 年间有 12 年发生洪涝灾害，平均约 2 年一遇。其中，洪灾较重的灾害年 6 年：1991、1998、2003、2008、2010 和 2016 年，平均约 4 年一遇，且呈逐渐频繁的趋势。合计受灾面积 40.2 万亩，成灾面积 25.175、14 万亩，多年平均成灾面积 0.93 万亩，其中，破圩面积计 2.6 万亩，多年平均破圩面积 0.1 万亩。受灾直接经济损失总值 2.49 亿元，多年平均直接经济损失值 922 万元。近 27 年石跋河流域洪涝灾害统计情况详见表 4.4-5。74 表 4.4-5 石跋河流域近 27 年洪涝灾害损失情况统计表 受灾 年份 受灾 面积(万亩)成灾 面积(万亩)其中 破圩面积(万亩)损失值(万元)受灾 人口(人)死亡 人数(人)防汛抢险费用(万元)总计 农村 城镇 1991 年 10.10 7.30 1.80 8150 8150 0 76650 0 294 1993 年 0.10 0.06 30 176、30 0 220 0 12 1995 年 0.25 0.16 80 80 0 1380 0 23 1996 年 3.10 1.30 651 651 0 13671 0 67 1998 年 3.10 2.00 0.30 1750 1750 0 21000 0 165 1999 年 2.50 0.90 450 450 0 800 0 0 2002 年 0.40 0.30 150 150 0 900 0 50 2003 年 2.00 1.70 0.50 2100 2100 0 17850 0 50 2007 年 2.10 1.60 800 800 0 7200 0 133 2008 年 3.15 2177、.15 1075 1075 0 5300 0 137 2010 年 4.50 2.07 1035 1035 0 12300 0 170 2016 年 8.90 5.6 0 8670 8670 0 53000 0 240 合计 40.2 25.14 2.6 24941 24941 0 210271 0 1341 4.4.4 堤防加固范围复核 根据 1990规划报告及对照 1:1 万地形图分析，石跋河堤防上端至路周桥，距本期治理终点小赵村还有约 3.7km 的距离，由于北段与岗地相接，防洪压力相对较小。石跋河治理工程（人民湖站小赵村段）已是第四期治理工程，为最后一期，因此需在本期工程内完成防洪圈堤178、的封闭。右岸：小赵村为青龙圩的上端，沿家乡路为岗地，是万亩以下小圩香泉小圩和青龙圩（万亩以上大圩）的分界。家乡路西段在金安周以西岗地高程为 16.021.0m，以东岗地高程在 12.013.0m，局部高程 11.88m，比 20 年一遇洪水位 11.5m 高出 0.38m，略低于设计堤顶高程 12.54m，安全超高略有不足，计划在道路重建时加高路面高程。依靠本期加固堤防与家乡路可完成右岸防洪圈堤的封闭。75 左岸：左岸地势较低，高程普遍在 710.5m 间，岗地在张家集及 S206 以北，如沿家乡路加高，部分地段需加高 23m，且沿线占地太多，根据建设单位意见，计划仍沿石跋河左堤加固堤防，在大179、石村以东沿独山水库高排渠堤坝与 S206 相接，完成石跋河左岸堤防的封闭，资金由和县财政资金解决，具体方案由建设单位另行委托设计，计划在明年非汛期实施。根据上级下达的计划及资金安排，结合建设单位意见，本期堤防加固范围为石跋河人民湖站小赵村段（河道桩号 6+800 至 3+460）两岸堤防。76 图 4.4-9 石跋河堤防封闭方案图 77 4.5 工程建设的必要性工程建设的必要性 石跋河流域西北大部分为低山区(高程 60m 以上)，上游和中游边缘地区以丘陵区为主，地势相对较高；本次治理的河段为石跋河中游，主要为圩区，两岸地势低洼平坦，因上游汇流时间短、易形成急促的洪峰，致本段洪涝压力极为严重，因180、此石跋河（人民湖站小赵村段）治理非常重要，是整个河道治理中的重中之重，加强对石跋河人民湖站小赵村段的治理、提高防洪排涝标准是十分必要和迫切的。本次治理的石跋河（人民湖站至小赵村）未经过系统治理，现有河道仅能安全下泄 10 年一遇洪峰的 1/2、20 年一遇设计洪峰的 1/3，泄洪能力明显不足；堤防现状防洪能力严重不足，存在较多的险工险段，多次发生漫堤、迎水坡滑坡等险情，目前防洪能力 1015 年一遇，因此每当遇到较大的洪涝水年份，常造成严重的洪涝灾害；此外，石跋河本段两岸圩区均为万亩以上大圩，是安徽省重要的产粮地区，因河道多年未治理，河槽淤积严重，现状河底较高，无法依靠河槽向中上游输水，以满足181、沿线圩区灌溉引水需求。石跋河流域现状防洪除涝标准不足，与该区的经济发展很不适应，已制约了该地区经济社会的可持续发展，提高防洪除涝标准并兼顾灌溉引水是流域广大干群的迫切愿望与要求，是流域经济和社会发展的需要。因此，为提高石跋河流域防洪除涝能力，保证流域经济社会的可持续发展，实施石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程是非常必要的。4.6 治理范围、原则和标准治理范围、原则和标准 4.6.1 治理原则 总体思路：按照习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水新思路为指导，按照防洪与生态相结合的要求，针对石跋河现状存在的突出问题，以保障人民群众生命财产安全为根本，以防洪治理为主要内容，工182、程措施与非工程措施相结合，着力提高石跋河防洪减灾能力。治理基本原则：全面规划，统筹兼顾。石跋河流域跨经和县 2 个乡镇，河道治理应上下游统一规划，蓄泄兼顾，综合治理；统筹考虑上下游、左右岸之间的关系；协调好防洪与水资源开发利用、生态环境保护的关系；兼顾近期与长远、河道治理与河道管理的关系。78 因地制宜，科学规划。针对石跋河现状防洪中存在的突出问题，遵循自然规律和经济规律，坚持上下兼顾、疏防结合的原则，因地制宜地配置工程措施和非工程措施，把防洪治理与排涝、灌溉及水环境治理结合起来，建设生态清洁型小流域，建立多目标、多功能、高效益的综合防治体系。突出重点，分步实施。根据当地经济社会发展的实际，以183、防洪治理为重点，合理确定近远期治理目标、任务和工程布局，找准河道治理的重点河段、关键环节和薄弱部位，采取经济、适用、有效的措施，优先解决最突出的问题，讲求治理效益。4.6.2 治理范围和标准（1）治理范围）治理范围 根据上级下达的计划，本次治理石跋河人民湖站小赵村段（河道桩号 6+800 至3+460），含河道疏浚、两岸堤防加固及沿线建筑物处理，综合治理长 3.34km。（2）治理标准）治理标准 根据防洪标准（GB50201-2014）、水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）及堤防工程设计规范（GB50286-2013），本次石跋河（人民湖站至小赵村）河道疏浚排水标准采用 10184、 年一遇；石跋河（人民湖站至小赵村）右岸为青龙圩，左岸为新石圩，均为万亩以上大圩，工程等级为等，堤防级别为 4 级，防洪标准采用 20 年一遇标准。4.7 工程任务与规模工程任务与规模 工程布局应以提高防洪标准、泄洪能力为重点，主要实施河道疏浚、堤防加固、穿堤涵闸除险等。以重要城镇和农田保护区以及洪水风险较高的农村地区等河段的防洪治理为重点，治理项目主要是河道整治、河势控制、河道清淤疏浚、堤防加固等。初步设计的主要任务是，在实地调查的基础上结合勘探测量成果，摸清石跋河（人民湖站至小赵村）基本情况，因地制宜地确定治理的目标、任务、建设方案以及实施意见。同时，提出加强河道管理和完善体制机制的工程与185、非工程措施。主要任务为：河道疏浚、堤防加固及交叉建筑物处理等。（1）河道疏浚）河道疏浚 本工程治理的河段断面较小，为提高排涝行洪能力，同时兼顾中上游灌溉引水，79 需对本段河道予以疏浚。疏浚范围为：石跋河人民湖站至小赵村（对应河道桩号 6+800至 3+460），总长 3.34km 的河道。（2）堤防加固）堤防加固 1）加固堤防总长 6.695km，其中：石跋河右岸人民湖站至徐桥下段（桩号：YK7+000YK3+580）堤防，总长3.42km，按 20 年一遇标准加固；左岸范家沟闸至徐桥下（桩号：ZK6+730ZK3+455）堤防，总长 3.275km，按20 年一遇标准加固。2）填塘固基 对186、沿线堤后龙塘进行填塘固基，填塘范围为堤脚外 810m，填塘高程比附近地面高程高 0.30.5m。3）开挖顺堤内沟 因局部堤段退堤占据了原顺堤沟，共 5 处，分别位于桩号 ZK6+2606+580 段、ZK5+8205+870 段、YK5+7605+900 段、YK4+7705+675 段、YK3+870 4+300 段，本次于堤脚外 810m 开挖顺堤沟总长 1525m，以恢复圩内排水系统。4）堤顶防汛道路 本次治理的石跋河（人民湖站至小赵村）河道桩号（6+800 至 3+460）两岸堤防多为土路，本次治理两岸堤防堤顶均新建防汛道路，总长 6.695km，采用 4.0m 宽 C30砼路面结构。187、5）护坡工程 本次对 YK4+7604+910、ZK4+7004+800 段滩地以上的部分进行护砌，采用六边形自锁式生态砖护坡；除上述堤段外的其它堤段在堤防加培后仍采用草皮护砌。（3）交叉建筑物处理）交叉建筑物处理 本区域内涉及到 13 座交叉建筑物，包括 5 座泵站、6 座涵闸、1 座桥梁，其中：拆除小赵排涝站、重建四联圩排涝站（兼并原小赵排涝站抽排面积）、重建何兴三排灌站出水池及穿堤涵、拆除重建何楼排灌站泄水闸、拆除重建王花排灌站排架；接长处理何楼二闸进口段、何兴三自排涵出口段；何楼一闸和范家沟闸增设便 80 桥，张李涵清淤并增设观测点。拆除重建何兴三漫水桥。此外，因堤防加固压占部分堤后过188、路涵，本次就近重建，以恢复交通路及堤后排水系统，经统计需新建1500 砼涵管桥 3 座，1000 砼涵管桥 2 座。4.7.1 四联圩排灌站工程规划设计条件（一）工程现状及存在问题（一）工程现状及存在问题 四联圩站含排涝站及自排涵，具备自排及抽排功能，灌溉时期只能依靠流动泵站将水抽入自排涵进入圩区灌溉。自排涵建于 1985 年，圬工结构、存在老化失修，螺杆锈蚀、闸门漏水等诸多问题，泵站建于 1990 年，规模较小，现装机 2 台，共计 75kw，2006 年对机房进行了刷新，存在的主要问题是该段河道十分狭窄，外无滩地，河道需拓宽较多，另外堤防也需加高培厚，只能向堤内退建，而四联圩站建于堤坡上，189、影响堤防加固。此外，距四联圩站仅 400 多米还有一处泵站小赵站也建在堤坡上，排涝面积仅 280亩，为方便管理，本期计划于四联圩站处一并合建，排涝及灌溉面积由新建四联圩站一并控制，新建站涵具备自排、抽排及灌溉功能，不再依靠流动泵站灌溉。四联圩站与小赵站合建后，总排涝面积 1.2km2，灌溉面积约 1500 亩，所在堤防规划防洪标准为 20 年一遇，设计堤顶宽 5.0m，顶高程 12.52m，内加培，内外坡比均为 1:2.5。（二）规模论证（二）规模论证 针对本区存在的主要问题，本次治理任务是：重建四联圩站，兼并邻近小站小赵站，兼具自排、抽排、提水灌溉能力；加固所在位置堤防至 20 年一遇。（1190、）设计流量计算）设计流量计算 抽排模数及流量：四联圩站控制来水面积为 1.2km2，抽排标准为 10 年一遇，抽排模数采用本区常用值 0.68 m3/s/km2，计算抽排流量为 0.8m3/s。10 年一遇自排模数及流量：考虑本区为紧接岗地下端的圩区，地势相对下游圩区变化不大，但洪水位却高 0.5m 左右，为增加抢排机会，同时为满足自排涵检修空间的需要，本次自排模数按大值取值，为 2.5 m3/s/km2，计算自排流量约为 3.0m3/s。81 设计灌溉流量：本站控制耕地面积为 1500 亩，区内主要种植水稻，按 1万亩约 1.2m3/s 计算，灌溉流量约 0.18m3/s。（2）工程规模与主191、要设计参数）工程规模与主要设计参数 根据前面所做的论述，规划四联圩站应具备以下两项功能:自排期间:当石跋河水位低时，可经自排涵将上游来水顺利排入石跋河。抽排期间:受外水顶托时，将本区涝水抽排入石跋河；灌溉期间：将石跋河水提水入堤内大沟，灌溉堤内耕地。（A）自排工况设计参数）自排工况设计参数 1、自排流量 本区自排流量为 3.0m3/s。2、自排水位 区域内最不利水位应按低于区域内 95%地面高程 0.51.0m 为原则，并以此水位推算站前池水位。本区大部分区域地面高程在 8.78.9 之间，推算至站前池水位不应高于 8.0m。为此，推算自排涵闸上除涝水位为 8.0m，考虑 0.1m 过闸落差，192、闸下水位为7.9m。消能时期:闸上水位取区内可最高蓄水位 8.5m；闸下消能水位取石跋河闸最低蓄水位 6.5m。（B）抽排工况设计参数）抽排工况设计参数 1、设计排涝流量的确定:根据前面分析结果，四联圩站抽排标准为 10 年一遇，抽排流量为 0.8m3/s。2、进水池特征水位（堤内）（1）最高水位 根据泵站规范，最高水位应取排水渠建站后重现期 10a20a 一遇的内涝水位，本次所建泵站为农村排涝泵站，取 10a 一遇内涝水位 10.0m，比地面高程高1.01.5m。（2）设计运行水位 82 根据泵站规范，设计运行水位应取由排水区设计排涝水位推算至站前的水位，本次设计取站前排涝水位，为 8.0m193、（与自排涵一致）。（3）最高运行水位，取建站后区内最高控制水位，为 8.5m。（4）最低运行水位 根据泵站规范，最低运行水位应取按降低地下水埋深要求推算到站前的水位，根据附近最低地面高程，同时考虑特殊时期需腾出河道调蓄库容，本次设计取 7.5m。3、出水池特征水位（石跋河侧）（1）防洪水位 与泵站位置处的石跋河堤防标准一致，为 20 年一遇，水位为 11.52m。（2）设计运行水位 根据泵站规范，设计运行水位取承泄区 5a10a 一遇洪水的排水时期平均水位，本次采用 10 年一遇 10.94m。（3）最高运行水位 根据规范，当承泄区水位变化幅度较大时，最高运行水位可取承泄区10a20a 一遇洪194、水的排水时期平均水位，当承泄区水位变化幅度较小时，可取设计洪水位，综合考虑，本次设计最高运行水位取石跋河 20 年一遇洪水位，为11.52m。（4）最低运行水位 本次设计最低运行水位取 8.5m。（C）灌溉工况设计参数）灌溉工况设计参数（1）设计流量的确定：根据前边灌溉流量的论述，四联圩站满足区内灌溉需求的灌溉流量为 0.18m3/s。2、进水池特征水位（石跋河侧）（1）设计运行水位 石跋河闸上正常蓄水位为 8.0m，全流域灌溉取水时期水位应有所降低，故拟定进水池设计运行水位取 7.0m。83 （2）最高运行水位 外河最高运行水位为石跋河闸上蓄水位 8.0m。（3）最低水位 根据多年石跋河闸上195、灌溉时期水位数据统计，最低水位大约在 6.5m，本次设计泵站最低水位取 6.5m。（4）防洪水位 站址处石跋河 20 年一遇防洪水位为 11.52m。3、出水池特征水位（堤内侧）（1）设计运行水位 出水池设计运行水位为满足最远端用水位推算至出水池的水位，计算值为 8.5m。（2）最高运行水位 为使水能输送的距离最远，考虑堤内种植为水稻且输水大沟两侧有埂（埂高程9.5m），本次设计最高运行水位取 9.2m。新建四联圩站主要设计参数见下表。84 表 4.7-1 四联圩站主要规划参数表 项目 排涝时期 灌溉时期 抽排泵站（排涝水入石跋河）自排涵 提水泵站（从石跋河提水入四联圩沟）一、设计流量（m3/196、s）0.8 3.0 0.18 二、特征水位及扬程 1、堤内水位（1）设计水位 8.0 8.0 8.5（2）最高运行水位 8.5 9.2（3）最低运行水位 7.5 （4）消能时期 8.5 (5)最高水位 10.0 2、石跋河侧水位（1）设计水位 10.94（10 年一遇洪水位）7.9 7.0（2）最高运行水位 11.52 8.0（3）最低运行水位 8.5 6.5（4）防洪水位 11.52（20 年一遇洪水位）11.52 11.52（5）消能时期 6.5 4.7.2 何兴三桥规划设计条件 自徐桥至桥刘 6.0km 范围河道仅有桥梁 1 座，为何兴三桥，该桥为漫水桥，阻水严重，需拆除重建。根据桥址处197、河道、堤防规划数据以及乡村道路规划，拟定该桥规划参数详见下表：表 4.7-2 何兴三桥规划参数表 桥梁 名称 所在河道节点桩号 河道节点设计流量（m3/s）20 年一遇 设计洪水位（m）10 年一遇自排水位（m）桥面 设计净宽（m）公路设计等级 所在河道设计断面（m）底宽 底高程 边坡 何兴三桥 6+055 284.97 11.44 10.3 5.0 2 级 22 5.0 1:2.5 85 4.7.3 其它建筑物规划设计条件 其它建筑物仅按本次规划断面及洪水位进行接长处理或重建排架、启闭台、泄水闸出口段等，规划条件见附图中的河道、堤防设计断面及标注的设计水位。4.8 地震设防烈度地震设防烈度 198、根据中国地震动参数区划图（GB18306-2015），工程区地震动反应谱特征周期为 0.350.45s，地震动峰值加速度为 0.05g，相应地震基本烈度为 6 度。86 5 工程布置及建筑物工程布置及建筑物 5.1 设计依据和设计标准设计依据和设计标准 5.1.1 设计依据（一）采用的有关主要规程、规范（一）采用的有关主要规程、规范 中华人民共和国水法；中华人民共和国防洪法；防洪标准(GB5021-2014)；水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2017)；中华人民共和国河道管理条例及安徽省实施中华人民共和国河道管理条例办法；水利水电工程初步设计报告编制规程(SL619-2013)；水199、利水电工程设计洪水计算规范(SL44-2006)；堤防工程设计规范(GB50286-2013)；堤防工程施工规范(SL260-2014)；堤防工程管理设计规范(SL171-96)；泵站设计规范(GB/T50265-2010)；水利工程水利计算规范(SL104-2015)；水利水电工程施工组织设计规范(SL303-2004)；灌溉与排水工程设计标准（GB50288-2018）；水工建筑物抗震设计规范(GB51247-2018)；水利水电工程设计工程量计算规定(SL328-2005)；中国地震动参数区划图(GB18306-2015)。（二）相关规划依据和设计资料（二）相关规划依据和设计资料 和县石200、跋河流域防洪规划报告(1990)；和县石跋河排灌站工程规划(1999)；和县石跋河排灌站工程初步设计(1999)；和县石跋河(三汊河口至大周村)整治工程初步设计报告（2012）；和县石跋河（朱村至小韩村）治理工程初步设计报告（2016）；87 和县石跋河（小韩村人民湖站）治理工程（2018）；其它相关规程、规范、规划设计文件及审查批复意见等。5.1.2 设计标准（1）设计标准）设计标准 根据防洪标准、水利水电工程等级划分及洪水标准等，本次治理的石跋河（人民湖站至小赵村）干流河道排涝标准为 10 年一遇，右堤及左堤防洪治理标准均为 20 年一遇。（2）工程等级及建筑物级别）工程等级及建筑物级别 201、工程等级为 4 级，主要建筑物为 4 级，次要建筑物为 5 级。（3）地震设计烈度）地震设计烈度 根据中国地震动参数区划图(GB18306-2015)，地震动峰值加速度为 0.05g，场地抗震设防烈度为度。（4）建筑物稳定安全系数）建筑物稳定安全系数 根据堤防工程设计规范(GB50286-2013)，采用瑞典圆弧法，堤防边坡抗滑稳定安全系数见表 5.1-1。表表 5.1-1 堤防抗滑稳定安全系数表堤防抗滑稳定安全系数表 计算工况 4 级 5 级 备 注 正常运用条件 1.15 1.10 非常运用条件 1.05 1.05 表表 5.1-2 建筑物稳定安全系数允许值建筑物稳定安全系数允许值 荷载组202、合 泵站建筑物级别 1 2 3 4、5 基本组合 1.35 1.30 1.25 1.20 特殊组合 1.20 1.15 1.10 1.05 1.10 1.05 1.05 1.00 5.2 河道工程设计河道工程设计 5.2.1 中心线布置 布置原则：河道中心线设计的原则是：第一、保持现有河势，尽量沿现有主泓线布置，并使河线连接平顺；第二、在选择挖河方向时，尽可能选择滩地较宽的一侧或 88 弯道的凸岸一侧进行开挖；第三、在满足除涝要求和有利堤防和岸坡稳定的前提下，使工程量最省。现状两岸堤顶距大部分河段基本满足河道设计断面要求，因此，设计河道走线基本沿原河道走线不变，在老河道断面基础上作拓宽和挖深处203、理。局部弯道处或现状河槽偏向一侧的河段，按弯道半径不小于 100m、设计河道中心线基本居中且顺直的原则，确定设计河道中心线。为滞蓄洪峰流量，原有河滩地不得围垦。原未“封口”的支汊河或撇洪沟，设计中不考虑封闭。5.2.2 糙率拟定 根据武汉大学水利水电学院水力学流体力学教研室编制的水利计算手册（第二版）中表 8-1-5（天然河道糙率表），大河（汛期水面宽度大于 30m）断面比较规整，无孤石或丛木，糙率最小值为 0.025。本工程河道经疏浚后，断面比较规整，两岸河槽内树木亦予以清理，无孤石或丛木，初步拟定河道主槽糙率为 0.025，滩地为 0.035。5.2.3 断面设计（1）设计河底高程 为了满204、足石跋河从下游向中上游输送灌溉流量的需要，根据流域规划，石跋河三汊河口以上的河段均设计为平底河道，河底高程为 5.0m。石跋河朱村至人民湖站段、石跋河重要支流双桥河下游已治理段均按流域规划采用平底河道，河底高程为 5.0m，考虑到中上游的引水需求及流域规划的统一性，本段河道设计亦采用平底河道，设计河道底高程为 5.0m。（2）设计水位及开挖断面的设计河底宽度 本次设计河道疏浚按 10 年一遇自排流量计算，自排水位采用 2.5.2 节洪水遭遇分析结果，即 10 年一遇遭遇的长江日平均水位为 8.30m，推算的三汊河口处的水位为9.53m，上端水位根据附近地形条件，设计水位取 10.5m 左右，采205、用复式断面，滩地高程为 8.5m，水面比降约为 1.5 万分之一。通过拟定河道底宽，多次试算和调整后确定。本次治理的起点，承接上期治理终点人民湖站，水位衔接，均为 10.25m，河道断面设计参数详见表 5.2-1（石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程断面设计成果表）。89 表表 5.2-1 石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程断面设计成果表石跋河（人民湖站至小赵村）治理工程断面设计成果表 起讫地点 起讫桩号 河流长度(km)流量(m3/s)自排水位(m)河道设计断面尺寸 河底高程(m)河底宽(m)边坡 小赵村东边湖闸 3+4605+300 1.84 88.86 10.4210.36 5 15 1:206、2.5 东边湖闸人民湖站 5+3006+800 1.5 196.84 10.3610.25 5 22 1:2.5 5.2.4 河道疏浚工程量 本工程疏浚石跋河人民湖站小赵村段，长 3.34km。经计算，河道疏浚土方总量95994 m3。工程量计算中需削堤的部分计入了堤防工程，下表的河道疏浚工程量仅计算了 8.5m 高程以下的河道清淤量。表表 5.2-2 石跋河（人民湖站至小赵村）河道疏浚方量计算石跋河（人民湖站至小赵村）河道疏浚方量计算 里程 间距 左岸 右岸 疏浚面积 平均疏浚 面积 疏浚 方量 累计 土方 疏浚 面积 平均疏浚 面积 疏浚 方量 累计 土方 3+460 12.7 11.72207、 3+600 140 17.27 14.99 2203 2203 15.5 13.61 2001 2001 3+700 100 16.03 16.65 1748 3951 13.32 14.41 1513 3514 3+800 100 12.59 14.31 1503 5454 13.03 13.18 1383 4897 3+900 100 7 9.80 1028 6482 5.9 9.47 994 5891 4+000 100 19.25 13.13 1378 7860 5.86 5.88 617 6508 4+100 100 11.82 15.54 1631 9491 12.62 9.24208、 970 7479 4+200 100 15.39 13.61 1429 10920 14.01 13.32 1398 8877 4+300 100 16.46 15.93 1672 12592 11.98 13.00 1364 10241 4+400 100 15.84 16.15 1696 14288 11.67 11.83 1242 11483 4+500 100 14.61 15.23 1599 15886 12.36 12.02 1262 12744 4+600 100 9.45 12.03 1263 17150 9.7 11.03 1158 13902 4+700 100 13.0209、7 11.26 1182 18332 13.58 11.64 1222 15125 4+750 50 10.4 11.74 616 18948 9.48 11.53 605 15730 4+800 50 10.03 10.22 536 19484 8.32 8.90 467 16197 4+900 100 13.04 11.54 1211 20695 5.76 7.04 739 16936 90 表表 5.2-2 石跋河（人民湖站至小赵村）河道疏浚方量计算石跋河（人民湖站至小赵村）河道疏浚方量计算 里程 间距 左岸 右岸 疏浚面积 平均疏浚 面积 疏浚 方量 累计 土方 疏浚 面积 平均疏浚 210、面积 疏浚 方量 累计 土方 5+000 100 6.61 9.83 1032 21727 32.73 19.25 2021 18957 5+050 50 11.91 9.26 486 22213 4.18 18.46 969 19926 5+100 50 5.64 8.78 461 22674 14.67 9.43 495 20421 5+200 100 8.53 7.09 744 23418 9.17 11.92 1252 21672 5+300 100 14.85 11.69 1227 24645 8.93 9.05 950 22623 5+400 100 17.27 16.06 168211、6 26332 20.35 14.64 1537 24160 5+500 100 16.64 16.96 1780 28112 17.71 19.03 1998 26158 5+600 100 17.48 17.06 1791 29903 14.8 16.26 1707 27865 5+700 100 17.75 17.62 1850 31753 19.32 17.06 1791 29656 5+800 100 17.59 17.67 1855 33608 17.28 18.30 1922 31578 5+900 100 6.69 12.14 1275 34883 11.99 14.64 15212、37 33114 6+000 100 5.62 6.16 646 35529 9.81 10.90 1145 34259 6+100 100 6.59 6.11 641 36170 6.14 7.98 837 35096 6+200 100 6.5 6.55 687 36857 24.08 15.11 1587 36683 6+300 100 10.46 8.48 890 37748 19.79 21.94 2303 38986 6+400 100 18.22 14.34 1506 39253 18.72 19.26 2022 41008 6+500 100 20.47 19.35 2031 213、41285 18.7 18.71 1965 42972 6+600 100 6.15 13.31 1398 42682 29.5 24.10 2531 45503 6+700 100 6.35 6.25 656 43338 43.97 36.74 3857 49360 6+800 100 6.25 6.30 662 44000 6.2 25.09 2634 51994 合计 3340 44000 51994 5.3 堤防加固工程设计堤防加固工程设计 5.3.1 堤线布置 堤线布置原则如下：（1）为控制投资规模，现状两岸堤顶距能满足河道疏浚断面要求和堤岸稳定要求的，按现状堤防走向加固两岸堤防。（214、2）为保护堤防安全河槽两侧预留不小于 3m 宽的滩地，以及为满足最小河槽过 91 流断面，需确保小赵村东边湖闸段（3+4605+300）堤距不小于 63m、东边湖闸人民湖站（5+3006+800）堤距不小于 70m。（3）尽量采取堤后加培的方式，不进占河滩地；对于河槽十分狭窄的部分河道，为满足最小过流断面及最小堤距要求，需予以退建堤防，退建堤段须与上下堤防连接顺畅。按以上原则，通过现场查勘，对比现状堤线走向，本次设计堤线布置方案如下：（1）左岸堤线仍大致维持现有堤线走势，本期加固堤段现状堤距不满足河道疏浚断面要求的有 1 处，为 YK6+280 YK6+950 段，需退建堤防总长 670m，规215、划退建堤线应尽量与上下游堤防连接平顺；其它堤段均在老堤上加高培厚。（2）现状堤防迎水坡较陡，从有利于边坡稳定要求考虑，迎水坡按 1:2.5 作削坡处理；此外，由于石跋河现状堤防大多前无滩地，后有深塘，根据现场调查，迎水坡有多处坍塌现象（见表 4.4-1：本段现状险情及隐患情况一览表），根据险情记录，本段 2016 年汛期发生了多处迎水坡滑移、坍塌险情。为此，本期计划在迎水坡 8.5m 高程处设置 3.0m 宽的滩地（戗台）。5.3.2 设计堤顶高程 根据堤防工程设计规范（GB 50286-2013），堤顶超高计算公式如下：Y=R+e+A 式中：Y堤顶超高（m）；R设计波浪爬高（m）；e设计风壅216、水面高度（m）；A安全加高（m），按不允许越浪的 4 级堤防分别取 0.6。设计波浪爬高、风壅增水高度按下式计算：LHmKKKRpVp_21+=cos22gdFkVe=式中：Rp累计频率为 p 的波浪爬高（m）；K斜坡的糙率及渗透性系数，根据护坡类型查规范附表确定；92 Kv经验系数，根据风速、堤前水深、重力加速度组成的无维；量gdV/查规范附表确定；Kp爬高累计频率换算系数，对不允许越浪的堤防，取爬高累 计频率为 2%，据此查规范附表确定；m 斜坡坡率；H堤前波浪的平均波高（m）；L 堤前波浪的波长(m)；k综合摩阻系数，取 k=3.610-6；V计算风速（m/s）；F风区长度，由计算点逆风217、向量到对岸的距离（m）；d水域平均水深（m）；g重力加速度，g=9.81m/s2；风向与垂直于堤轴线的法线的夹角（度）。波浪要素按下式计算：平均波高：)(7.013.0)(0018.0)(7.013.07.0245.027.022VgdthVgFthVgdthgVH=平均波周期：5.02)(9.13VHggVT=按平均波周期计算的波长：LdthTgL222=根据气象统计资料，取计算风速为多年汛期最大平均风速，即 13.0m/s。本次计算选取风区长度较长的位置计算，计算结果见表 5.3-1。表 5.3-1 堤防超高计算成果表 河流 名称 计算位置 段长（km）风区 长度（m）平均 水深 累计 波218、浪 爬高 壅水 高度 安全 超高 堤顶 超高 备注 石跋河 何兴三附近 5+9006+300 0.4 150 6.0 0.381 0.00174 0.6 0.983 93 本次治理段防洪治理标准均为 20 年一遇，经计算超高为 0.983m，堤防超高取1.0m。5.3.3 堤防标准断面 根据本段堤防等级、堤身高度和堤身填土、堤基土的工程地质特性以及施工条件等因素，以满足防渗、抗滑稳定等为前提，并方便防汛、管理要求，最终确定本段堤防设计标准断面为：堤顶高程为 20 年一遇设计洪水位加 1.0m 超高，顶高程在 12.412.54m 之间；堤顶宽 5m，迎水坡及背水坡坡度均为 1:2.5，迎水坡在219、 8.5m 高程处留 3.0m 宽滩地；需开挖顺堤沟的堤段，于堤脚外 8m 范围内填塘固基，填塘高度高于附近地面高程0.30.5m，约为 8.5m 高程，以下边坡 1:4，其它段于堤脚外 10m 范围内填塘固基，以下边坡 1:5。图 5.3-1 堤防典型设计断面（YK 5+300）5.3.4 堤防加固设计 本次治理的大部分河段现状河面宽度较窄，为不缩减河道泄洪断面，大多选择培厚堤防背水坡，但何兴三站附近（YK6+160 YK6+300 段）河道较宽，因堤后为何兴三泵站机房，拟采取迎水坡加培的方式，其它段河道河槽狭窄，采取堤后加培的方式；部分排灌站的泵房位于堤后坡上，穿堤涵短，需重建；部分涵闸洞220、身短，于堤后加长。根据堤防工程设计规范，堤高超过 6m 时，背水侧宜设置戗台，戗台的宽度不宜小于 1.5m，本次设计背水侧填塘高程为 8.5m，宽 810m，使背水侧的堤防高度 94 小于 6.0m，因此可不设戗台。堤防迎水坡设计边坡 1:2.5。现状堤防迎水坡一般 1:2 左右，均陡于设计边坡 1:2.5。因此，考虑堤坡稳定要求，对堤防迎水坡不足 1:2.5 的堤段作削坡处理，削坡土方 70%用于堤身加培，30%置于堤后用于填塘固基；此外，为保证堤防稳定，本次在 8.5m 高程处留 3.0m 宽滩地。开挖顺堤内沟：共计 5 处，总长 1525m。其中：桩号 ZK6+2606+580 段、ZK221、5+8205+870 段、YK5+7605+900 段、YK4+7705+675 段因填塘固基占用了顺堤沟，本次于堤脚外 8.0m 开挖顺堤沟，以恢复圩内排水系统。设计顺堤沟底宽 2m，填塘侧边坡 1:4，圩内侧边坡 1:1.5，上口宽按13.0m 控制，沟底高程在 6.5m 左右，底部与上下游已有顺堤沟沟底平顺连接。YK3+870 4+300 段因退堤占据了顺堤沟，本段连通小赵排涝站及四联圩站，两站仅相距 430m，由于小赵站排涝面积仅 280 亩，本次拟拆除小赵站，拆除四联圩站，于该处合建，因此需恢复该段顺堤沟。根据小赵站排水面积，设计于堤脚外 10m开挖顺堤沟，设计沟口宽 7.0m，边坡222、 1:1.5，底宽 1.0m，沟底高程在 6.5m 左右，底部与上下游已有顺堤沟沟底平顺连接。堤防加培土料填筑：堤防加培土料填筑：填筑土料的一般要求 培厚背水坡的填筑土料，粘粒含量宜与原堤填土相当或略低，宜控制在 1525%，土料渗透系数宜与原堤身填土相当或略大，渗透系数比原堤填土小得多的粘土，不应选用。填筑土料含水率与最优含水率最大偏差不超过3%。填筑土料不应含有植物根茎、砖瓦碎块、垃圾、淤泥等。堤身加培土方取自小周村、塘墩村岗地，土质均为粉质粘土或粉质壤土，满足堤防加固要求。堤身填筑标准 依据堤防工程设计规范(GB50286-2013)，堤身高度低于 6m 的 3 级及以下堤防压实度不应小223、于 0.91。5.3.5 堤防加固工程量 经计算，本次加固石跋河人民湖站至小赵村（河道桩号 6+800 至 3+460）两岸堤防，长 6.695km，堤防加培土方总量 42.02 万 m3，填塘 12.64 万 m3，削坡（铲堤）土 95 方 13.42 万 m3，清基 7.68 万 m3，开挖顺堤沟 1.1 万 m3，草皮护坡 11.89 万 m2。表表 5.3-2 堤防加固工程量汇总表堤防加固工程量汇总表 岸别 堤防桩号 长度（m）堤防 加培量（m3）填塘方量（m3）削坡方量（m3）清基方量（m3）草皮 护坡面积（m2）开挖顺堤沟（m3）左岸 ZK3+455 ZK6+730 3275 18224、3689 76220 54973 33969 60717 4624 右岸 YK3+580 YK7+000 3420 236531 50167 79273 42832 58164 6375 合计 6695 420220 126387 134246 76801 118881 10999 表表 5.3-3 左堤加培方量计算表左堤加培方量计算表 里程号 间距（m）清基土方（m3）土方加培 面积（m2）土方加培方量（含清基）（m3）铲堤面积（m2）铲堤方量（m3）3+455 0.00 31.26 16.09 3+600 145 806.62 37.92 6073 17.82 2581 3+700 100225、 572.36 35.33 4418 15.92 1771 3+800 100 550.46 27.46 3847 15.81 1666 3+900 100 584.01 25.75 3378 5.59 1124 4+000 100 595.51 27.39 3385 23.86 1546 4+100 100 548.26 28.64 3490 17.67 2180 4+200 100 565.43 31.75 3736 22.76 2123 4+300 100 579.44 29.15 3777 19.76 2232 4+400 100 565.43 27.33 3531 20.22 209226、9 4+500 100 581.81 28.73 3525 16.81 1944 4+600 100 618.82 23.87 3380 10.51 1434 4+700 100 623.39 35.48 3739 15.79 1381 4+800 100 937.65 56.93 5789 19.3 1842 4+900 100 952.77 45.87 6350 23.94 2270 5+000 100 899.38 46.86 5768 12.98 1938 5+100 100 895.44 39.7 5440 12.79 1353 5+200 100 643.86 43.53 5013227、 15.45 1483 5+300 100 866.20 33.65 4918 16.52 1678 5+400 100 1294.49 54.67 5931 19.16 1873 96 表表 5.3-3 左堤加培方量计算表左堤加培方量计算表 里程号 间距（m）清基土方（m3）土方加培 面积（m2）土方加培方量（含清基）（m3）铲堤面积（m2）铲堤方量（m3）5+500 100 1450.58 47.14 6796 18.78 1992 5+600 100 1423.12 50.96 6573 19.15 1991 5+700 100 1509.11 53.01 6968 18.37 1970228、 5+800 100 1696.70 64.66 7874 21.08 2071 5+900 100 1518.62 48.31 7450 10.73 1670 6+000 100 1411.62 57.74 6979 9.49 1062 6+100 100 1402.64 42.13 6646 0 498 6+200 100 1491.37 39.86 5796 2.43 128 6+300 100 1478.35 51.36 6267 17.4 1041 6+400 100 1401.54 74.12 7989 21.57 2046 6+500 100 1694.91 80.58 9817229、 22.23 2300 6+600 100 1667.87 60.59 9079 12.43 1820 6+700 100 1595.32 51.82 7497 12.46 1307 6+730 30 545.47 70.43 2471 23.03 559 合计 3275 33969 183689 54973 表表 5.3-4 右堤加培方量计算表右堤加培方量计算表 里程号 间距（m）清基土方（m3）土方加培 面积（m2）土方加培方量（含清基）（m3）铲堤面积（m2）铲堤方量（m3）3+580 41.97 13.4 3+700 120 1185 43.4 6563 18.01 1979 3+80230、0 100 1121 55.74 6326 15.17 1742 3+900 100 986 40.29 6028 18.76 1781 4+000 100 646 44.45 5095 3.16 1151 4+100 100 962 55.02 6184 19.37 1183 4+200 100 1268 56.79 7138 20.35 2085 4+300 100 1443 63.36 7751 20.69 2155 4+400 100 1052 25.27 5705 29.19 2619 4+500 100 539 32.27 3560 24.27 2807 97 表表 5.3-4 右231、堤加培方量计算表右堤加培方量计算表 里程号 间距（m）清基土方（m3）土方加培 面积（m2）土方加培方量（含清基）（m3）铲堤面积（m2）铲堤方量（m3）4+600 100 505 19.43 3220 27.22 2703 4+700 100 840 40.42 3982 20.3 2495 4+800 100 1465 73.46 7444 23.17 2282 4+900 100 1101 20.69 6043 13.39 1919 5+000 100 837 29.05 3448 9.7 1212 5+100 100 1360 70.01 6561 34.18 2304 5+200 1232、00 1098 46.13 7195 14.11 2535 5+300 100 630 40.73 5190 17.96 1684 5+400 100 888 62.61 6313 28.44 2436 5+500 100 1329 67.76 8173 22.55 2677 5+600 100 1097 61.08 7861 22.25 2352 5+700 100 689 53.64 6712 22.49 2349 5+800 100 709 70.64 7234 27.73 2637 5+900 100 732 60.73 7629 27.44 2896 6+000 100 941 44233、.74 6479 13.48 2148 6+100 100 876 38.83 5263 12.19 1348 6+200 100 1272 55.3 6213 0 640 6+300 100 1301 50.69 6865 30.31 1591 6+400 100 984 66.31 7126 29.86 3159 6+500 100 1681 72.62 8975 30.56 3172 6+600 100 1864 53.16 8468 30.06 3183 6+700 100 1823 67.47 8156 36.06 3471 6+800 100 2414 92.94 10835 35234、.01 3731 6+900 100 3618 112.42 14399 47.71 4343 7+000 100 3579 55.56 12398 0 2505 合计 3420 42832 236531 79273 98 5.4 堤防渗流稳定分析堤防渗流稳定分析 5.4.1 典型断面选取 依据地质勘探揭示的堤身和堤基土层地质条件，结合历年汛期堤防险情，经分析计算表明，堤身和堤基存在安全隐患，主要有：（1）右岸桩号 YK4+900YK6+100堤段 2018 年 7 月 5 日出现险情，迎水坡滑坡。该段堤防堤基土质含渗透性较大而粘聚力小的淤泥质粉质粘土，后有深塘，河水位高时堤身背水坡散浸严重，235、甚至可能产生渗透破坏；左岸桩号 ZK5+800ZK5+900 淤泥质粉质粘土厚度大，现状堤坡陡，存在局部塌陷且后有深塘，渗流稳定可能不满足要求。计算断面选取堤身抗渗性较差的层淤泥质粉质粘土堤段和堤高且堤脚临塘堤段（左岸桩号 ZK5+800、右岸桩号 YK 4+900），各层土的渗透系数按地质勘察报告建议值选取。图 5.4-1 左堤桩号 ZK5+800 渗流计算断面图 图 5.4-2 右堤桩号 YK4+900 渗流计算断面图 99 5.4.2 主要参数 土层渗透系数采用地质报告中的建议值，见下表 5.4-1；计算成果见表 5.4-2 及图5.4-37。由于本次设计堤防必须加高培厚，因此加固前的渗236、流稳定计算没有多大意义，本次设计仅分析计算加固后的渗流稳定，以确定加培断面是否符合稳定要求。表 5.4-1 各土层渗透系数（K）建议值表 地层编号 岩土名称 渗透系数 K（cm/s）透水性 素填土 1.08E-04 中等透水-1 粉质粘土 2E-06 弱透水-2 粉土 5E-04 中等透水 淤泥质粉质粘土 3E-06 弱透水 粉质粘土 2E-06 弱透水 5.4.3 计算方法及成果分析 渗透稳定计算采用二维有限元方法并绘制流网，进而计算渗流坡降。具体计算采用河海大学土木工程学院编制的“AutoBANK-水工结构有限元分析系统”程序进行计算。断面渗流稳定计算成果见图 5.4-3图 5.4-10 237、及表 5.4-2。参照水闸设计规范（SL 265-2001）的相关规定，粉质粘土、壤土的渗流坡降允许值 0.40.6，根据计算结果，出逸坡降均较小，满足规范要求。表表 5.4-2 堤防渗透稳定计算成果表堤防渗透稳定计算成果表 断面 岸别 工况（水位）水位 出逸点 高度（m）出逸比降 ZK5+800 左 洪水期 20 年一遇设计洪水位 外河 11.45 堤内 7.5 0.2 0.202 水位骤降期 20 年一遇洪水位 降至汛期正常蓄水位 外河 11.45 降至 8.5（24h）堤内 7.5 0.2 0.229 YK4+900 右 洪水期 20 年一遇设计洪水位 外河 11.49 堤内 7.5 0238、.2 0.278 水位骤降期 20 年一遇洪水位 降至 10 年一遇洪水位 外河 11.49 降至 8.5（24h）堤内 7.5 0.2 0.33 100 根据勘测单位提供的渗透系数建议值，渗透系数最大的土层为素填土，亦达到1.08E-04m/s，为中等透水土层，总体上堤身与堤基土层的抗渗能力相对较好，堤防加培后的渗透应不存在问题。H=11.45m6.67%6.67%13.3%13.3%20%26.7%33.3%40%46.7%53.3%60%66.7%73.3%80%86.7%93.3%100%ss0,Time=0h,H=11.45,水头(%)等值线Autobank7 H=11.45m ss239、0,Time=0h,H=11.45,流速矢量图Autobank7 H=11.45m1.42e-051.42e-050.09950.09950.09950.09950.09950.09950.09950.09950.09950.09950.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.2980.2980.2980.2980.2980.2980.2980.2980.2980.3980.3980.3980.3980.4970.4970.4970.5970.5970.5970.5970.6960.6960.7960.7960.8240、95 ss0,Time=0h,H=11.45,渗透比降等值线Autobank7 图图 5.4-3 ZK5+800 洪洪水水期期（20 年年一一遇遇水位）水位）渗渗流流稳定稳定计算计算成果成果 t=0h,H=11.45mt=24h,H=8.5m10%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%ss0,Time=0h,H=11.45,水头(%)等值线Autobank7 101 t=0h,H=11.45mt=24h,H=8.5m ss0,Time=0h,H=11.45,流速矢量图Autobank7 t=0h,H=11.45mt=24h,H=8.5m1.42e-051.42e-050241、.09950.09950.09950.09950.09950.09950.09950.09950.09950.09950.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.2980.2980.2980.2980.2980.2980.2980.2980.2980.3980.3980.3980.3980.4970.4970.4970.5970.5970.5970.5970.6960.6960.7960.7960.895 ss0,Time=0h,H=11.45,渗透比降等值线Autobank7 图图 5.4-5 左左堤堤 ZK5+242、800 水位水位骤降骤降期期渗渗流流稳定稳定计算计算成果成果 H=11.45m10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%100%ss0,Time=0h,H=11.45,水头(%)等值线Autobank7 H=11.45m ss0,Time=0h,H=11.45,流速矢量图 ss0,Time=0h,H=11.45渗流量(进)=3.95576e-06m3/sAutobank7 H=11.45m1.73e-051.73e-051.73e-050.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.2250.2250.225243、0.2250.2250.2250.2250.2250.2250.2250.2250.2250.3380.3380.3380.3380.3380.3380.4510.4510.4510.4510.5640.5640.5640.6760.6760.7890.7890.9020.9021.011.011.131.131.241.241.351.351.471.471.581.58 ss0,Time=0h,H=11.45,渗透比降等值线Autobank7 图图 5.4-7 右右堤堤 YK4+900 洪洪水水期期（20 年年一一遇遇水位）水位）渗渗流流稳定稳定计算计算成果成果 102 t=0h,H=11244、.49mt=24h,H=8.5m10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%100%ss0,Time=0h,H=11.49,水头(%)等值线Autobank7 t=0h,H=11.49mt=24h,H=8.5m ss0,Time=0h,H=11.49,流速矢量图Autobank7 t=0h,H=11.49mt=24h,H=8.5m1.74e-051.74e-051.74e-050.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.1130.2260.2260.2260.2260.2260.2260.2260.2260.2260245、.2260.2260.2260.3390.3390.3390.3390.3390.3390.4520.4520.4520.4520.5650.5650.5650.6780.6780.7910.7910.9040.9041.021.021.131.131.241.241.361.361.471.471.581.58 ss0,Time=0h,H=11.49,渗透比降等值线Autobank7 图图 5.4-9 右右堤堤 YK4+900 水位水位骤降骤降期期（20 年年一一遇遇水位）水位）渗渗流流稳定稳定计算计算成果成果 5.5 堤堤防防抗滑稳定抗滑稳定分析分析 5.5.1 典型断面选取及计算工况（一246、一）典型断面选取典型断面选取 典型断面选取的原则是：坡脚地面高程较低，堤身高度较大；堤身及地基盖层的土质较差，抗剪强度较低；堤防边坡较陡；近期洪水年出现抗滑稳定险情的堤段。考虑到本工程加固堤段地质条件变化不大，因此，石跋河选取 2 个断面进行稳定核算，选取堤身土质物理力学指标较差的层淤泥质粉质粘土堤段和堤高且堤脚临塘堤段（左堤桩号 ZK5+800、右堤桩号 YK4+900）。各层土的力学指标采用按地质勘 103 察报告建议值选取。典型断面堤基土层分布情况详见图 5.4-15.4-2。（二）计算工况 计算工况主要有正常运行条件（计算内容为：设计洪水位下的稳定渗流期背水侧堤坡、设计洪水位骤降期的临247、水侧堤坡）、非常运用条件（计算内容为施工期的临水、背水侧堤坡），其中：洪水期外河水位取该断面处的 20 年一遇洪水位，堤内取附近地面高程以下0.5m；水位骤降期外河水位按 24h 从 20 年一遇水位骤降至汛期正常蓄水位，堤内水位取地面高程以下 0.5m。施工期 取施工期降水后水位，低于设计河底高程约 0.5m，高程为 4.5m。5.5.2 物理力学指标及计算工况（1）物理力学指标 根据计算断面处的地质钻孔资料划分地层，各土层堤坡稳定分析的抗剪强度指标(C、值)采用地质资料中的建议值。表表 5.5-1 计算断面各土层强度指标建议值计算断面各土层强度指标建议值 层序 岩土体名称 C（Kpa）度 248、素填土 38.0 11.4-1 粉质粘土 18.4 17.3-2 粉土 4.3 29.3 淤泥质粉质粘土 13.8 16.8 粉质粘土 40.3 18.3 由于本次设计堤防防洪标准提高，堤防必须加高，因此计算加固前的堤防已没有意义，因此本次设计仅计算加固后堤防的稳定性。（2）计算工况 计算工况主要有防洪期，水位骤降期及施工期，其中：防洪期外河水位取该断面处的 20 年一遇洪水位，堤内取附近地面高程以下0.5m；水位骤降期外河水位按 24h 从 20 年一遇水位骤降至汛期正常蓄水位，堤内水 104 位取地面高程以下 0.5m。施工期水位取设计河底高程以下 0.5m，为 4.5m。5.5.3 计算249、方法及成果 抗滑稳定分析采用河海大学土木工程学院开发的“Slope土石坝稳定分析系统”进行计算，计算方法按堤防设计规范（GB 502862013）规定确定。断面抗滑稳定计算成果见图 5.5-1图 5.5-2 及表 5.5-2。参照 水闸设计规范（SL 265-2001）的相关规定，砂壤土或壤土的渗流坡降允许值 0.40.6，加固后的堤防出逸坡降满足规范要求。表表 5.5-2 加固后堤坡抗滑稳定计算成果表加固后堤坡抗滑稳定计算成果表 断面 岸别 工况（水位）水位 抗滑稳定 安全系数 规范规定的最小安全系数 ZK5+800 右 洪水期 20 年一遇设计洪水位 外河 11.45 堤内 7.5 瑞典法250、 2.08 1.15 毕肖普法 2.42 水位骤降期 20 年一遇洪水位 降至汛期正常蓄水位 外河 11.45 降至 8.5（24h）堤内 7.5 瑞典法 1.69 1.05 毕肖普法 1.92 施工期 4.5 瑞典法 1.76 1.05 毕肖普法 2.01 YK4+900 左 洪水期 20 年一遇设计洪水位 外河 11.49 堤内 7.5 瑞典法 1.71 1.15 毕肖普法 2.04 水位骤降期 20 年一遇洪水位 降至汛期正常蓄水位 外河 11.49 降至 8.5（24h）堤内 7.5 瑞典法 1.69 1.05 毕肖普法 1.95 施工期 4.5 瑞典法 1.76 1.05 毕肖普法 251、2.04 根据上述计算成果，加培后的堤防迎水坡及背水坡抗滑稳定安全系数均大于规范规定的最小安全系数，加固后的堤防是安全稳定的，设计断面合理。为提高堤防的安全稳定性，建议河道疏浚和堤防加固分开进行，不同时同段施工，以方便场地展开，同时还可防止因机械荷载影响施工期堤防的安全稳定，此外，施工期间水位不宜下降太多，保留在 5.0m 高程附近即可，清淤后尽快恢复该段河槽蓄水再加培堤防。105 4.54.5 施工期水位8.5 降后水位线7.68534搜索范围11.45 降前水位线7.68559 job6,施工期,有效应力法,(水位线)施工期水位,毕肖普法,0g,Fs=3.22265 job6,施工期,有效252、应力法,(水位线)施工期水位,毕肖普法,0g,Fs=2.01565 job5,施工期,有效应力法,(水位线)施工期水位,瑞典法,0g,Fs=2.71544 job5,施工期,有效应力法,(水位线)施工期水位,瑞典法,0g,Fs=1.7619 job4,水位降落期,有效应力法,(水位线)降前水位线(水位线)降后水位线,毕肖普法,0g,Fs=1.91904 job3,水位降落期,有效应力法,(水位线)降前水位线(水位线)降后水位线,瑞典法,0g,Fs=1.69734 job2,正常运行期,有效应力法,(水位线)降前水位线,毕肖普法,0g,Fs=2.41827 job1,正常运行期,有效应力法,(水253、位线)降前水位线,瑞典法,0g,Fs=2.08469 图 5.5-1 左堤 ZK5+800 断面抗滑稳定计算成果图 8.510.2248 降后水位线4.54.5 施工期水位线搜索范围11.49 降前水位线6.09063 job6,施工期,有效应力法,(水位线)施工期水位线,毕肖普法,0g,Fs=2.04771 job5,施工期,有效应力法,(水位线)施工期水位线,瑞典法,0g,Fs=1.76392 job4,水位降落期,有效应力法,(水位线)降前水位线(水位线)降后水位线,毕肖普法,0g,Fs=1.95573 job3,水位降落期,有效应力法,(水位线)降前水位线(水位线)降后水位线,瑞典法,254、0g,Fs=1.69146 job2,正常运行期,有效应力法,(水位线)降前水位线,毕肖普法,0g,Fs=2.04429 job1,正常运行期,有效应力法,(水位线)降前水位线,瑞典法,0g,Fs=1.70893Autobank7 图 5.5-2 右堤 YK4+900 抗滑稳定计算成果图 106 5.6 填塘固基设计填塘固基设计 现状堤后存在大量取土沟塘、破口龙塘，严重影响堤防及圩口安全，为确保堤防稳定，本设计对堤后龙塘进行填塘固基。需开挖顺堤沟的堤段，于堤脚外 8m 范围内填塘固基，填塘高度高于附近地面高程 0.30.5m，约为 8.5m 高程，以下边坡 1:4，其它段于堤脚外 10m 范围255、内填塘固基，以下边坡 1:5。本工程填塘方量126387 m3，其中左岸填塘方量76220 m3，右岸填塘方量50167m3。详见表 5.6-1 及 5.6-2。表表 5.6-1 左岸填塘方量计算成果表左岸填塘方量计算成果表 里程号 间距（m）填塘面积（m2）平均填塘面积（m2）填塘土方（m3）3+455 3+600 145 0 0.0 0 3+700 100 0 0.0 0 3+800 100 0 0.0 0 3+900 100 43.03 21.5 2259 4+000 100 47.94 45.5 4776 4+100 100 49.77 48.9 5130 4+200 100 37.5256、5 43.7 4584 4+300 100 40.13 38.8 4078 4+400 100 40.47 40.3 4232 4+500 100 35.99 38.2 4014 4+600 100 5.56 20.8 2181 4+700 100 27.68 16.6 1745 4+800 100 41.19 34.4 3616 4+900 100 41.33 41.3 4332 5+000 100 42.09 41.7 4380 5+100 100 34.91 38.5 4043 5+200 100 13.63 24.3 2548 5+300 100 18.26 15.9 1674 5+4257、00 100 8.4 13.3 1400 107 表表 5.6-1 左岸填塘方量计算成果表左岸填塘方量计算成果表 里程号 间距（m）填塘面积（m2）平均填塘面积（m2）填塘土方（m3）5+500 100 8.93 8.7 910 5+600 100 12.94 10.9 1148 5+700 100 11.3 12.1 1273 5+800 100 10.57 10.9 1148 5+900 100 14.27 12.4 1304 6+000 100 24.47 19.4 2034 6+100 100 12.89 18.7 1961 6+200 100 26.37 19.6 2061 6+30258、0 100 16.82 21.6 2267 6+400 100 6.15 11.5 1206 6+500 100 11.61 8.9 932 6+600 100 27.16 19.4 2035 6+700 100 18.36 22.8 2390 6+730 30 17.07 17.7 558 合计 3275 76220 表表 5.6-2 右岸填塘方量计算成果表右岸填塘方量计算成果表 桩号 间距（m）填塘面积（m2）平均填塘面积（m2）填塘土方（m3）3+580 0 3+700 120 0 0.00 0 3+800 100 0 0.00 0 3+900 100 0 0.00 0 4+000 10259、0 10.12 5.06 531 4+100 100 0 5.06 531 4+200 100 0 0.00 0 4+300 100 11.24 5.62 590 4+400 100 7.23 9.24 970 4+500 100 15.65 11.44 1201 108 表表 5.6-2 右岸填塘方量计算成果表右岸填塘方量计算成果表 桩号 间距（m）填塘面积（m2）平均填塘面积（m2）填塘土方（m3）4+600 100 17.92 16.79 1762 4+700 100 15.76 16.84 1768 4+800 100 21.21 18.49 1941 4+900 100 11.62 260、16.42 1724 5+000 100 24.35 17.99 1888 5+100 100 19.2 21.78 2286 5+200 100 24.79 22.00 2309 5+300 100 24.53 24.66 2589 5+400 100 19.65 22.09 2319 5+500 100 15.81 17.73 1862 5+600 100 19.57 17.69 1857 5+700 100 15.05 17.31 1818 5+800 100 17.54 16.30 1711 5+900 100 16.61 17.08 1793 6+000 100 13.64 15.1261、3 1588 6+100 100 4.75 9.20 965 6+200 100 0 2.38 249 6+300 100 29.02 14.51 1524 6+400 100 18.95 23.99 2518 6+500 100 17.02 17.99 1888 6+600 100 19.36 18.19 1910 6+700 100 17.28 18.32 1924 6+800 100 20.77 19.03 1998 6+900 100 19.49 20.13 2114 7+000 100 19.31 19.40 2037 合计 3420 50167 109 5.7 防汛道路设计防汛道路262、设计 目前，石跋河两岸堤顶未修建防汛道路，防汛物资运输和日常工程管理交通不便。为尽可能地给防汛抢险、日常交通和管理等创造有利条件，本次设计拟左右岸全段建设宽 4.0m 的砼路面防汛道路，总长 6695m。防汛道路的结构型式自下而上为：4.5m 宽 15cm 厚水稳层，4.0m 宽 20cm 厚 C30砼路面。防汛道路工程量见表 5.7-1。表表 5.7-1 防汛道路工程量表防汛道路工程量表 岸别 长度（m）防汛道路（m2）15cm 厚水稳层 20cm 厚 C30 砼路面 左岸 3275 14738 13100 右岸 3420 15390 13680 合计 6695 30128 26780 5.263、8 护坡工程设计护坡工程设计 5.8.1 护坡工程现状 石跋河本段护坡无硬化护砌，内外边坡均长满杂草和灌木，其中左堤部分河段堤顶及堤坡灌木、杂草较多，无法通行。根据测量单位提供的地形图，并经现场查勘，有 2 处迎流顶冲的弯道，总长 250m，分别位于左岸 ZK4+7004+800 段、右岸YK4+7604+910 段，其中 YK4+7604+910 段在 2016 年汛期发生堤岸向河道滑移的险情。为减轻水流冲刷堤防，计划对上述堤段护砌，其余堤段可仍采取草皮护坡的方式。5.8.2 护坡型式选择 石跋河正常蓄水位一般在 7.5m 左右，滩地高程在 7.08.5m，本次对ZK4+7004+800、Y264、K4+7604+910 段滩地以上的部分进行护砌，计划自滩地护至堤顶。采用六边形自锁式生态砖护坡，块内开孔可进行植草；其施工方便，块间空隙能生长植物。上述堤段的背水坡仍采用草皮护砌。除上述堤段外的其它堤段在堤防加培后仍采用草皮护砌。110 5.8.3 护坡的结构设计 1)护坡结构计算 根据堤防工程设计规范（GB50286-2013）附录 D，计算在波浪作用下砼护坡的厚度，公式为：式中：t 砼护面板计算厚度（m）;系数，取 0.075；rb砼板的重度（kN/m3）；其它符号意义同前。经计算分析，坡面厚度 t=0.011m。结合工程沿线以往的施工经验和实际运用效果，以及材料的供应情况，砼护面厚度取265、 12cm 较适宜。2)护坡结构设计 自锁式砼块生态护坡：护坡结构形式为边长 300mm 的六边形 C20 砼开孔预制块，边宽 50mm，厚 0.12m，下设 0.1m 厚的碎石垫层，下面再铺设无纺土工布(300g/m2)一层，并沿堤向每隔约 50m 设一道顺坡向 C20 砼隔埂，埂宽 0.3m、深 0.5m；同时为防止水流淘刷及固基、保护需要，在护坡底部设置深 0.8m、宽 0.5m 的 C20 砼基脚，在护坡顶部设深 0.5m、宽 0.3m 的 C20 砼压顶。C20 砼结构每 20m 分一道缝，分缝处贴闭孔泡沫板。铰接式砼块护坡是由耐腐蚀的合金钢丝连接预制砼块，在工厂制造完成，在现场吊装266、安装。铰接式砼块护坡具有较大的柔性，可随地形而紧密护砌，抗风浪冲击能力强，而且砼块间隙内可植草绿化，能够满足生态水利的要求。自锁式实心六边形预制块护坡外围尺寸与生态护坡尺寸一致，不开孔，厚度也为0.12m，下设 0.1m 厚碎石垫层。详见附图：堤防护坡典型设计图。111 图 5.8-1 护坡预制块细部图 5.8.4 护坡工程量统计 根据调查统计，本期工程需在 2 处迎流顶冲处布置生态护坡，其余段迎水坡及背水坡布置马尼拉草坡护坡，护坡工程量详见下表。表 5.8-1 护坡工程量统计表 分段桩号 项目名称 单位 ZK4+7004+800 ZK7+4507+600 合计 土方人工开挖 m3 62 92267、 153 土方人工回填 m3 66 100 166 碎石垫层 m3 84.8 127.3 212.1 C20 砼压顶、镇脚、条埂 m3 61.6 91.7 153.3 C20 砼预制块护坡 m3 35.4 53.1 88.5 300g/m2土工布铺设 m2 848 1273 2121.0 模板制安 m2 284 422 706.6 全河段堤防 草皮护坡 m2 118881 112 5.9 泵站工程设计泵站工程设计 5.9.1 工程概况 本次和县石跋河（人民湖站小赵村）治理工程重建四联圩站 1 座，拆除小赵排灌站 1 座，维修加固泵站 3 座。本节仅含四联圩站拆除重建，其它泵站列入 5.10 节268、涵闸及泵站维修加固工程。现状四联圩站含排涝站及自排涵，具备自排及抽排功能，灌溉时期只能依靠流动泵站将水抽入自排涵进入圩区灌溉。自排涵建于 1985 年，圬工结构、存在老化失修，螺杆锈蚀、闸门漏水等诸多问题，泵站建于 1990 年，规模较小，现装机 2 台，共计75kw，2006 年对机房进行了刷新，存在的主要问题是该段河道十分狭窄，外无滩地，河道需拓宽较多，另外堤防也需加高培厚，只能向堤内退建，而现状四联圩站建于堤坡上，影响堤防加固。此外，距四联圩站仅 400 多米还有一处泵站小赵站也建在堤坡上，排涝面积仅 280亩，为方便管理，本期计划于四联圩站处一并合建，排涝及灌溉面积由新建四联圩站一并控269、制，新建站涵具备自排、抽排及灌溉功能，不再依靠流动泵站灌溉。灌排面积 1500 亩，所在堤防规划防洪标准为 20 年一遇，设计堤顶宽 5.0m，顶高程 12.52m，内加培，内外坡比均为 1:2.5，具体详见堤防断面图。5.9.2 工程布置（1）布置原则）布置原则 a）泵站的总体布置应根据站址的地形、地质、水流、泥沙、冰冻、供电、施工、征地拆迁、水利血防、环境等条件，结合整个水利枢纽或供水系统布局、综合利用要求、机组型式等，做到布置合理，有利施工，运行安全，管理方便，少占耕地，投资节省，美观协调。b）泵站的总体布置应包括泵房，进、出水建筑物，变电站，其它枢纽建筑物，工程管理用房，内外交通、通信270、以及其它维护管理设施的布置。c）站区布置应满足劳动安全与工业卫生、消防、环境绿化和水土保持等要求。d）站区内交通布置应满足机电设备运输、消防车辆通行的要求。113 e）对于建造在污物、杂草较多的河流上的泵站，应设置专用的拦污、清污设施，其位置宜设在引渠末端或前池入口处。站内交通桥宜结合拦污栅设置。f）泵房与铁路、高压输电线路、地下压力管道、高等级公路之间的距离不宜过近。g）站区内交通布置应满足机电设备运输、清污车辆进出、运行管理人员工作方便的要求，四联圩站选用人工清污方式。h）工程布置紧凑、运行安全，管理方便，美观协调，注重环境保护。（2）规划条件）规划条件 四联圩站与小赵站合建后，总排涝面积271、 1.2km2，灌溉面积约 1500 亩，规划数据详见下表。表 5.9-1 四联圩站规划条件成果表 项目 排涝时期 灌溉时期 抽排泵站（排涝水入石跋河）自排涵 提水泵站（从石跋河提水入四联圩沟）一、设计流量（m3/s）0.8 3.0 0.18 二、特征水位及扬程 1、堤内水位（1）设计水位 8.0 8.0 8.5（2）最高运行水位 8.5 9.2（3）最低运行水位 7.5 （4）消能时期 8.5 (5)最高水位 10.0 2、石跋河侧水位（1）设计水位 10.94（10 年一遇洪水位）7.9 7.0（2）最高运行水位 11.52 8.0（3）最低运行水位 8.5 6.5（4）防洪水位 11.5272、2（20 年一遇洪水位）11.52 11.52（5）消能时期 6.5 114 （3）工程总体布置）工程总体布置 1）站址选择 四联圩站为拆除重建工程，因原四联圩站站址处位置适当，且引渠及出水渠都已成形，为结合现有建筑物、减小工程量，重建泵站布置于老四联圩站站址处，排涝站轴线与堤防正交。2）枢纽布置比选 合建与分建两方案比较内容详见表 5.9-2 表 5.9-2 合建与分建两方案优缺点比较表 项目 方案一（合建方案）方案二（自排涵与泵站分建方案）优点 1、布置较紧凑，占地较少。2、抽 排 和 抽 灌 共 用 一台泵且自排、抽排、自排和抽灌共用一个穿堤涵，投资较少，对堤防防洪安全也有利。建筑物结构273、简单，运行管理要求不高。缺点 1、建筑物结构较复杂，对后期运行管理要求较高。由于抽灌水位要求，涵洞位置较低，土方开挖量较大。1、布置较松散，占地较多。2、投资较高。3、多一个穿堤涵，对防洪不利。经比较方案一合建总投资较省，运行费用较低，布置紧凑，占地面积小，因此，本设计拟选用方案一，即合建布置方案。3）泵站台数比选 方案一（三台泵方案）：经过计算选用三台 350ZLB100 型水泵，此时泵站共需 5 扇闸门，无需增加 2#闸门，只需要 1#闸门即可满足功能要求，布置简单合理。方案二（2 台泵方案）：经过计算选用两台 20ZLB70 型水泵，此时泵站需增加一扇闸门即 2#闸门以满足灌溉要求，泵站274、共计 6 扇闸门，闸室闸门结构平面结构图如下，对于小型泵站，闸门数量过多，布置复杂。故经过比选，四联圩站选用布置稍简单的方案一，即选用三台 350ZLB100 水泵。115 图 5.9.1 方案一泵室结构图 图 5.9.2 方案二泵室结构图 4）工程总布置 本工程主要建筑物由上游引河及其护砌段、前池、泵室、控制段、穿堤涵（含开关台段）、消能段、防冲槽等几部分组成。a）上游引河及其护砌段 上游引水渠：渠道底宽 1.6m，底高程 5.10，边坡 1：2，经 5.0m 长混凝土引水渠护砌段与上游引河平顺相连。b）前池 本站采用正向进水前池，前池首部与引水渠相连，底宽 7.3m，底高程 5.1m，末端275、与进水池相接，底宽 7.3m，底高程 5.1m。前池总长 5.4m。前池两侧采用混凝土重力式翼墙，前池底部采用钢筋混凝土护坦，厚 0.3m。116 c）进水池与泵室 进水池底板高程：根据泵站功能要求，结合地基情况定泵室底板高程。参考水泵样本知，选用 3 台 350ZLB100 型水泵，其进水喇叭口底安装高程要低于停机最低水位以下 1.3m。抽水时进水池最低水位为 6.50 m，由样本知，为保证喇叭口最小高度以及拍门处出水最小淹没深度，结合沟底高程综合考虑，最终进水池底板高程定为5.1m。进水池宽度：满足样本最小宽度的情况下结合建筑物实际布置，综合考虑取进水池净宽两侧为 B=1.7m，中间净宽 276、B=2.0m，中墩 0.45m，边墩厚皆 0.50 m，泵室总宽度为 B=1.7x3+2.0+0.452+0.52=7.3m。进水池首段设置拦污栅。泵室电机层高程 根据地面高程确定(地面高程 10.50m)一般应高于地面高程 0.20.5m，10.50+(0.20.5)=10.2011.00；根据最高水位确定(最高水位 10.00m)一般应高于最高水位 0.51.0m，10.00+(0.51.0)=10.5011.00m；综合以上 2 条，实取10.50m。进水池与泵室布置：进水池紧接泵池，其与泵室及压力水箱三者连在一起，共用一块整底板，底板厚 0.50m，顺水流方向长 10.0m，垂直水流方277、向宽 7.3m，为满足抽水灌溉泵的安装要求，底板顶高程定为 4.8m。在进水池首端设拦污栅，以避免杂草、污物进入泵室。枯水季节检修时可放置检修门挡水。其后设置 1.5m 宽工作便桥。泵室仅在 6.4m 高程以上部位设置后墙，6.4m 高程以下为水流通道，以满足自排及抽排时过水需要。经计算及比较选定，选用 3 台 350ZLB100 型轴流泵，配套电机 22kW，总装机66kW；转速 1450r/min；水泵喇叭口安装高程 5.15m，泵站出水管内径为 400mm，每台泵各用一个泵室，泵室净宽两侧为 1.7m，中间净宽为 2.0m。中墩厚 0.45m，边墩厚0.50m，上部泵房为钢筋砼框架房屋，278、主厂房平面尺寸为 5.57.3m，净高 7.0m，副厂房平面尺寸为 4.07.3m，净高 4.0m，d）出水管及压力水箱布置 117 出水管水平布置，接内径 0.4 m 的铸铁直管（该管穿过泵室后墙），使出水管平顺进入压力水箱内。压力水箱段与进水池、泵池三者连在一起，共用一块整底板，其分成上下两层，中间以隔板隔开，下层为水流通道，以满足自排和抽灌时过水需要；上层为抽排时汇水的出水池，以满足抽排时汇水需要；两层的净空高度皆能满足过水流量的要求。压力水箱段前墙与泵室后墙共用一个墙体，后部与控制段相接。e）控制段 控制段总长 9.0 m，为钢筋砼结构，其首部与压力水箱段相连（宽 2.9 m），尾部与279、穿堤涵相连（宽 2.4 m）。其上设有控制闸门，通过控制闸门的启闭运行来进行自排、抽排和抽灌调度。其中抽灌出水涵闸门采用铸铁闸门，其余闸门采用平面钢闸门。控制段底板厚 0.5m，两侧边墙厚由 0.65m（以便设置门槽）过渡到 0.4m（与涵洞侧墙厚相同）。控制段启闭台高程 12.50m，上部设置启闭机房（砖混结构）。f）堤防及穿堤涵 设计堤顶高程 12.52m，堤顶宽度 5.0m，内外边坡均为 1:2.5。穿堤涵采用单孔钢筋砼箱涵，净空 1.6（宽）1.6m（高），为防止淤堵，底板顶高程提高到 5.3m，底板厚 0.5m，顶板、侧墙厚 0.4m，涵洞总长 22m。为适应不均匀沉降，将其分为 3280、 段（含开关台），每段长 8m，分缝处设两道止水(一道为 WB1 型橡皮暗止水，另一道为钢压板橡皮明止水)，接缝处设宽高为 0.50.4m 钢筋砼洞箍。涵洞出口处设置开关台，开关台防洪闸门采用平面钢闸门。开关台启闭机层高程12.20m，上部设置启闭机房（砖混结构），与大堤通过 1.20m 宽预制钢筋砼 型板式便桥相连。g）出口段 涵洞出口处设置钢筋砼消力池，消力池出口段成 1：4 的坡，池深 0.5 m，池长 7.0 m。消力池末端设置反滤层并在斜坡末端设置拦污栅。消力池两侧布置混凝土重力式翼墙，扩散角为 11 度，岸坡段平面布置采用一字型。消力池下游顺接石跋河河底，在末端设置防冲槽，槽深 1281、.3 m，长 3.5m，槽内填 118 充块石。h）灌溉出水涵 灌溉出口布置在控制段右侧，出水管采用直径 0.7m 的铸铁管，与控制段呈 90衔接，铸铁管采用两个 90弯头接入内河侧上游渠道内。灌溉出水涵闸门采用铸铁闸门，启闭设备采用 1x30kN 启闭机。运行时关闭 1#和 5#闸门，并将 2#闸门、3#闸门和 4#闸门提升打开，开启中间一台机泵进行抽水灌溉。（i）其他 泵室左侧回填土并压实至高程 10.50m 处。根据现有交通状况，道路设在泵房左侧。与堤顶连接，厂内设置砼道路及地坪。泵房安装间、检修间大门处设砼上堤道路与进场道路相接，以方便机电设备进出。5.9.3 主要建筑物设计 5.9.282、3.1 水力计算水力计算 1）出水箱涵孔口尺寸核算 出水箱涵孔口尺寸应根据合适的流速和引水时期过流能力两个条件确定。首先，设计抽排时期出水箱过涵流速应满足泵站设计规范规定流速不应超过2.0m/s 的规定。其次，根据引水时期过流能力核算出水箱涵孔口尺寸。有压流涵洞过流能力计算公式：)(20tHhiLHgQ+=式中：H有压淹没出流的流量系数；过水面积；涵前水深（含流速水头在内）；iH0涵洞底坡；L洞长；ht以出口涵底为标高的出口水深。无压流涵洞过流能力计算公式：23002 HgmBQ=119 式中：Bo涵洞总净宽（m）；m淹没堰流的流量系数，采用 0.385；堰流淹没系数；H0计入行近流速水头的堰283、上水头；g重力加速度，取 9.81（m/s2）。3）出水箱涵消能防冲计算 消力池计算公式可按水闸设计规范SL265-2016 提供的公式进行。（1）、池深计算 根据水闸设计规范（SL265-2016），消力池深度按下式计算：d=0hc-hs-Z 25.021321812+=bbghqhhccc h3c-T0h2c+q22g2=0 2c22s222ghq-hg2qZ=式中：d消力池深度（m）；o水跃淹没系数，取 1.051.10；hc”跃后水深（m）；hc收缩水深（m）；水流动能校正系数，可采用 1.01.05；q过闸单宽流量（m2/s）；b1消力池首端宽度（m）；b2消力池末端宽度（m）；T0284、由消力池底板顶面算起的总势能（m）；120 Z出池落差（m）；hs”出池河床水深（m）。（2）、消力池长度 公式：jssjLLL+=Lj6.9(hchc)；式中：Lsj消力池长度(m)；Lj水跃长度(m)；水跃长度修正系数，0.70.8；Ls消力池斜坡段水平投影长度(m)。（3）消力池底板厚度 根据抗冲要求，求消力池始端厚度 t：公式：t=k1Hq 式中：t消力池底板始端厚度（m）；H闸孔泄水时的上、下游水位差(m)；k1消力池底板计算系数，k10.150.20。根据抗浮要求计算消力池底板厚度：t=k2bmPWU 式中：k2消力池底板安全系数，k21.11.3；U作用在消力池底板底面的扬压力（285、kPa）；W作用在消力池底板顶面的水重（kPa）；Pm作用在消力池底板上的脉动压力（kPa）；b消力池底板的饱和重度（kN/m3）。（4）海漫长度计算 当Hqs=19，且消能扩散良好时，按下式计算海漫长度：121 LpKsHqs 式中：Lp海漫长度（m）；qs消力池末端单宽流量（m2/s）；Ks海漫长度计算系数；泵站穿堤涵孔径计算成果见下表。表表 5.9-3 泵泵站站穿穿堤堤涵孔径涵孔径计算计算成果成果表表 泵站名称 上游水位（m）下游水位（m）设计流量(m3/s)计算涵孔口（宽高）(m)采用涵闸孔口（宽高）(m)孔数 备注 四联圩站 8.0 7.90 3.0 1.551.55 1.61.6 286、1 自排时有压流 5.9.3.2 渗径长度渗径长度计算及防计算及防渗渗布置布置 2）泵站（1）防渗排水布置 泵站渗透主要问题是：防洪时期外河高水位向内河前池渗透。一般设计泵站防渗长度由前池前段、泵室底板、及出水箱涵共同构成。防渗范围内水平缝、竖直缝内均设止水 1 道。渗流出口处设有反滤层和冒水孔，反滤层分 3 层，按中砂、粗砂及瓜子片各厚 0.2m 铺设，其上布置冒水孔，冒水孔直径 0.1m，孔距 1.0m，按梅花形布置，孔内填塞碎石。（2）渗径长度计算 根据水闸设计规范，初拟闸基防渗长度按下式计算：L=CH 式中：H上、下游水位差；C渗径系数；L闸基防渗长度。（3）、渗流计算 沿基底接触渗透287、压力采用改进阻力系数法计算，1、分段阻力系数计算 进、出口段的阻力系数：122 o=1.5（ST）3/2+0.441 式中：o进、出口段的阻力系数；S齿墙的入土深度（m）；T地基透水层深度（m）。内部垂直段的阻力系数：y=2lnctg(1ST)式中：y内部垂直段的阻力系数。水平段的阻力系数：x=()TSSLx217.0+式中：x水平段的阻力系数 S1、S2水平段首、末齿墙的入土深度（m）2、各分段水头损失值的计算 hi=i Hni=1 i 式中：hi第i 段水头损失值（m）；i 第i 段阻力系数；H 上下游水位差（）；i所有分段阻力系数之和。3、出口段水头损失值的修正 ho=ho，ho=ni=288、1 hi=1.21112(T T)2+2(S T+0.059)式中：ho修正后的水头损失值（m）；阻力修正系数；ho按前述方法计算的出口段水头损失值（m）；S底板埋深与齿墙入土深度之和（m）；123 T 齿墙另一侧地基透水层深度(m)。4、渗流坡降值的计算 出口段：计算公式：J=ho/s 式中：J出口段渗流坡降计算值。水平段计算公式：Ji=hi/Li 式中：Ji第i 水平段的渗透流坡降计算值；hi第i 水平段水头损失值（m）；Li第i 水平段的长度（m）。分别根据泵站基础和控制段基础所承受的水头和地基条件计算所需要的防渗长度，防渗计算结果见下表。表表 5.9-4 站基渗流计算成果表站基渗流计算289、成果表 泵站名称 外河水位（m）前池水位（m）渗径 系数 计算渗径长度（m）实际渗径长 度（m）出口渗流坡降 水平渗流坡降 站基土质 四联圩站 11.52 7.50 3 12.06 50.1 0.52 0.07 淤泥质粉质粘土 5.9.3.3 稳定计算稳定计算 1）泵站建筑物级别及相应的安全系数 泵站规模及等别根据泵站装机流量、装机功率按 泵站设计规范（GB50265-2010）的划分标准确定。出水箱涵的级别按泵站规模、等别及所在堤防的级别综合考虑，取其较高者。根据工程等别、建筑物级别确定相应的安全系数。泵站主要建筑物允许抗滑安全系数按下表确定。表 5.9-5 主要建筑物稳定安全系数允许值 荷290、载组合 泵站建筑物级别 1 2 3 4、5 基本组合 1.35 1.30 1.25 1.20 特殊组合 1.20 1.15 1.10 1.05 1.10 1.05 1.05 1.00 注:特殊组合适用于施工情况、检修情况和非常运用情况，特殊组合适用于地震情况。124 2）抗滑稳定计算 抗滑稳定按下式计算:=HGfCK 式中：G作用于构筑物基础底面以上的全部竖向荷载（包括构筑物基础底面上的扬压力在内，kN）；H 作用于构筑物基础底面以上的全部水平向荷载；f 闸室基底面与地基之间摩擦系数；由地质报告查出。3）基底应力计算 基底应力按下式计算：P maxmin=AGxxWMyyWM 式中：Pmaxm291、in基底压力的最大和最小值(kPa)G作用在基础上的全部竖向荷载。Mx、My作用在基础上的全部垂直荷载和水平荷载对基础底面垂直水流方向和顺水流方向的形心轴的力矩（kN.m）A基础底面面积（m2）Wx、Wy基底面对于该底面垂直水流方向和顺水流方向的形心轴的截面矩（m3）。基础底面应力不均匀系数按下式计算：式中：地基应力的不均匀系数。泵站泵室稳定计算成果见表 5.9-6，翼墙稳定计算成果见表 5.9-7。minmax/PP=125 表 5.9-6 泵室稳定计算成果表 泵站 名称 计算情况 水位（m）基底应力(kPa)地基应力不均匀系数 抗倾稳定安全系数 H内 H外 max min 四联圩站 完 建292、 期/98.6 73.6 1.34 8.9 抽排最高运行期及防洪期 8.50 11.52 74.5 49.8 1.50 4.5 灌溉最高运行期 9.20 11.52 64.3 53.2 1.21 3.3 表 5.9-7 泵站翼墙计算成果表 泵站 名称 部位 计算情况 水位组合（m）基底应力(kPa)地基应力不均匀系数 抗滑稳定安全系数 KC 水位（内河/外河）max min 四联圩站 上游1-1 完建期/79.5 78.2 1.01 1.37 最高运行期 8.5/11.52 65.8 43.2 1.53 1.23 防洪期 10.0/11.52 48.6 44.3 1.10 1.73 下游3-3293、 完建期/74.5 73.1 1.02 1.35 最高运行期 8.5/11.52 51.8 40.8 1.27 1.81 防洪期 10.0/11.52 51.8 40.8 1.27 1.81 5.9.4 地基设计 根据地质资料，本站各部位对应的地基持力层及地基承载力允许值列表 5.9-8。表 5.9-8 地基承载力允许值与地基反力对照表 根据地质资料，排灌站持力层为淤泥质粉质粘土，该层地质承载力不能满足建筑物要求的承载力要求，考虑该层土层厚度较厚，达 10m 以上，易引起建筑物不均匀沉降，影响水泵正常运行，须进行地基处理。换填土法施工期长，降水强度大，基坑不稳定，外购土方量大，施工质量不易控制294、，故此方法不适合本工程，而水泥粉喷桩进行地基处理，降水强度低，工艺成熟。部位 持力层 地基承载力允许值 地基反力最大值 备注 前池翼墙 淤泥质粉质粘土 85 78.7 泵室 淤泥质粉质粘土 85 98.6 最高填土面洞身 淤泥质粉质粘土 85 117.0 126 对四联圩排灌站的地基进行水泥土搅拌桩处理，以层粉质粘土为桩端持力层，桩端进入持力层不小于 0.5 米，桩径 0.5m，桩距 0.9m，水泥掺入量为被加固土重的15%，水泥土强度 fcuk1.5Mpa。按复合地基技术规范（GB/T 50783-2012）规定，对深层搅拌桩基础进行相应计算。取水泥土强度折减系数=0.25，水泥土强度为 f295、cu=1.5Mpa，桩端承载力折减系数=0.5。由水泥土强度控制的单桩竖向承载力标准值：Ra=fcu Ap 由地基土阻力控制的单桩竖向承载力标准值：Ra=UpqsiliqpAp 以上采用小值。复合地基承载力标准值为：fsp,k=mRkd/Ap(1-m)fs,k 经计算，处理后各部位复合地基承载力达到 125Kpa，能满足要求。5.10 涵闸及泵站维修加固工程涵闸及泵站维修加固工程 由于工程建设时间久远，原设计图纸大多已丢失，业主单位无法提供原穿堤建筑物的施工图，现状洞身结构及配筋不明。在施工过程中，洞顶堤防需加高培厚0.71.0m，防洪水位抬高，造成原涵洞洞身内力增大。下阶段需建设单位安排的第296、三方检测机构对原涵洞洞身结构强度进行检测并进行安全鉴定。施工过程中如遇特殊情况，施工单位应及时与建设单位和设计单位联系，协商处理方案。一、加固设计一、加固设计（1）王花排灌站出水涵 王花排灌站位于石跋河左岸，该站出水箱涵为钢筋混凝土箱涵，洞宽 0.85m，洞高 1.0m，洞长约 15m，涵底高程为 8.82m。现状堤顶高程 11.67m，顶宽约 4.5m。本次设计堤顶高程加高至 12.44m，设计堤顶宽 5.0m，边坡 1:2.5，由于排灌站的泵房及 127 配电设施紧靠背水侧堤脚，堤防往迎水侧加培。由于防洪标准提高，原涵洞启闭机台高程不能满足要求。需拆除加高处理。本次设计加固内容：新增工作便297、桥和便桥墩及钢管栏杆；保留原闸门，更换启闭机；原涵洞排架拆除重建，连接部位凿毛植筋，采用树酯锚固剂植；新建迎水侧 C20砼预制块护坡、踏步和背水侧草皮护坡。在原有闸室顶上新增 C25 钢筋砼胸墙至高程 10.62m。在胸墙上重建排架柱。排架底部现浇于墩墙上，排架柱截面尺寸为 0.30.3m。启闭机台高程同堤顶高程，为12.44m。启闭机台四周设钢管栏杆。在启闭机平台与堤顶之间设 C25 钢筋砼工作便桥，工作便桥宽 1.2m，长 5.2m，工作便桥墩为 C25 钢筋砼结构。迎水侧设 C20 砼预制块护坡，厚度为 0.12m，下铺 0.1m 厚砂石垫层，边坡 1:2.5，在闸中心两侧各护砌 7.3298、5m。在堤顶及坡脚处均设置 C20 砼齿埂，宽高均为 0.30.5m。大堤回填土采用重粉质壤土或粘性土，压实度大堤不小于 0.91。平剖面及结构图详见初步设计附图。（2）张李涵 张李涵位于石跋河右岸，该箱涵为钢筋混凝土箱涵，洞宽 0.8m，洞高 0.8m。现场测量该涵能够满足规划要求，现有淤积较严重，须做清淤处理，另增设两个沉降观测点，注意观测涵洞沉降情况。（3）范家沟闸 范家沟闸位于石跋河左岸 6+690 处，该闸穿堤涵为钢筋混凝土箱涵，洞宽 1.0m，洞高 1.2m，洞长约 24m，涵底高程为 5.50m。现状堤顶高程 11.46m，顶宽约 3.8m。本次设计堤顶高程加高至 12.41m，299、设计堤顶宽 5.0m，边坡 1:2.5，堤防往背水坡加培。本次堤防加高培厚处理后，范家沟闸的出水涵洞长度能够满足要求，但是由于河道排涝防洪标准提高，启闭机平台高度不能满足要求，本次设计拆除重建排架和启闭机平台，闸室顶部凿毛，新增 C25 钢筋砼胸墙，植入 14 钢筋。更换 1x100kN 单吊点手电两用螺杆式启闭机 1 台。新建工作便桥及便桥墩，在启闭机平台及工作便桥四周新建钢管栏杆。新建迎水侧 C20 砼预制块护坡、踏步和背水侧草皮护坡。在原有闸室顶上新增 C25 钢筋砼胸墙至高程 8.72m，用以挡堤防填土。在胸墙上 128 重建排架柱，排架柱尺寸长宽为 0.30.4m，总高 3.69m。300、重建启闭机平台高程同堤顶高程，为 12.41m，在启闭机平台四周设钢管栏杆。在启闭机平台与堤顶之间设 C25钢筋砼 型板式工作便桥，工作便桥宽 1.2m，单跨长 4.6m，共 2 跨，总长为 9.2m。工作便桥墩为 C25 钢筋砼结构，墩柱尺寸长宽为 0.350.4m，桥墩底板长 2.0m，宽1.2m，厚 0.4m，下设 0.1m 厚 C15 砼垫层。堤顶处工作便桥墩为 C20 砼结构，桥墩底板长 2.0m，宽 1.2m，厚 0.4m。迎水侧设 C20 砼预制块护坡，厚度为 0.12m，下铺 0.1m厚砂石垫层，边坡 1:2.5，在闸中心两侧各护砌 5.0m。在堤顶及坡脚处均设置 C20 砼齿301、埂，宽高均为 0.30.5m。大堤及墙后回填土采用重粉质壤土或粘性土，压实度大堤不小于 0.91。平剖面及结构图详见初步设计附图。（4）何兴三排灌站出水池及穿堤涵 何兴三排灌站位于石跋河右岸 6+180 处，该站出水池为砖砌结构，池长 9.0m，池宽约 13.0m，池底高程 9.36m；出水箱涵为钢筋混凝土箱涵，洞宽 1.5m，洞高 1.5m，洞长约 4.5m，涵底高程为 9.36m。现状堤顶高程 11.34m，顶宽约 4.0m。本次设计堤顶高程加高至 12.43m，设计堤顶宽 5.0m，边坡 1:2.5，由于排灌站的出水池紧靠背水侧，堤防在迎水侧加培。由于泵站出水池及出水箱涵，均破损严重，不302、能满足使用要求，需拆除重建。本次设计加固内容：泵站出水池、出水箱涵 及箱涵出口段拆除重建，新建迎水侧护坡。重建的出水池为 C25 钢筋砼结构，出水池采用敞口形式，顺水流向长度 8.4m，在 4.6m 处开始收缩，收缩段采用八字形布置，垂直水流方向长度 13.8m 变至 2.3m，以便使水流平顺进入出水箱涵，底板顶高程 9.2m，池壁顶高程 12.0m。在出水池左侧设置灌溉出水口，孔口尺寸宽高为 0.80.8m。重建的出水箱涵为 C25 钢筋砼箱涵，洞径与原涵洞洞径相同，宽高为 1.51.5m，总长 10m，顶板、侧墙厚 0.3m，底板厚 0.35m，下设 0.1m 厚 C15 砼垫层。涵洞出口303、设防洪闸门及控制段，安装铸铁闸门 1 扇，其孔口尺寸宽高为 1.51.5m，配备 80kN单吊点手电两用螺杆式启闭机 1 台。涵洞出口设 C25 钢筋混凝土 U 型出口泄水槽，129 长度为 17.95m，底板及侧墙厚度均为 0.3m，下设 0.1m 厚 C15 混凝土垫层。在涵洞首部墩墙上设置排架及启闭机台，排架上设置爬梯，排架底部现浇于墩墙上，底高程为 12.0m，排架柱截面尺寸为 0.30.3m。启闭机台高程为 14.0m，启闭机台平面尺寸 2.12.5m。迎水侧设 C20 砼预制块护坡，厚度为 0.12m，下铺 0.1m 厚砂石垫层，边坡 1:2.5，在涵洞中心线两侧各护砌 7.5m 304、宽。在堤顶及坡脚处均设置 C20砼齿埂，宽高均为 0.30.5m。大堤及基坑、墙后回填土采用重粉质壤土或粘性土，压实度大堤不小于 0.91，基坑及墙后回填土不小于 0.94。建筑物周边 1m 范围人工夯实，回填前砼壁刷粘土浆。平剖面及结构图详见初步设计附图。（5）何兴三涵 何兴三涵位于石跋河右岸 6+238 处，该站穿堤涵涵为钢筋混凝土箱涵，洞宽 1.0m，洞高 1.3m，洞长约 27m，涵底高程为 6.15m。现状堤顶高程 11.34m，顶宽约 4.5m。本次设计堤顶高程加高至 12.43m，设计堤顶宽 5.0m，边坡 1:2.5，堤防往迎水坡加培。由于堤防加高培厚处理后，原何兴三涵的长度不305、能满足要求。本次设计将外河侧涵洞出口段接长，拆除原闸室段及出口泄水槽，新建控制段，更换铸铁闸门及启闭机，新建工作便桥，新建出口泄水槽，新建迎水侧 C20 砼预制块护坡。接长的涵洞出口段为 C25 钢筋砼箱涵，洞径与原涵洞洞径相同，宽高为1.01.3m，总长 8.3m，顶板、侧墙厚 0.3m，底板厚 0.35m，下设 0.1m 厚 C15 砼垫层。洞身分缝间填 BW 闭孔板，设橡皮内止水带及钢压板明止水各一道，外设 0.40.4m钢筋砼洞箍。原箱涵与新接长箱涵连接处端部凿毛，植入 16 钢筋，并设置止水橡皮。涵洞出口设防洪闸门及控制段，安装铸铁闸门 1 扇，其孔口尺寸宽高为 1.01.3m，配备306、 50kN 单吊点手电两用螺杆式启闭机 1 台。涵洞出口设 C25 钢筋混凝土 U 型泄水槽，长度为 9.75m，底板及侧墙厚度均为 0.3m，下设 0.1m 厚 C15 混凝土垫层。在涵洞首部墩墙上设置排架及启闭机台，排架底部现浇于墩墙上，底高程为12.0m，排架柱截面尺寸为 0.30.3m。启闭机台高程为 12.45m，启闭机台平面尺寸为 1.92.0m。在启闭机台与堤顶之间设 C25 钢筋砼工作便桥，工作便桥宽 1.2m，长8.85m，工作便桥支墩为 C25 钢筋砼结构。迎水侧设 C20 砼预制块护坡，厚度为 0.12m，130 下铺 0.1m 厚砂石垫层，边坡 1:2.5，在涵洞中心线307、两侧各护砌 7.5m 宽。在堤顶及坡脚处均设置 C20 砼齿埂，宽高均为 0.30.5m。大堤及基坑、墙后回填土采用重粉质壤土或粘性土，压实度大堤不小于 0.91，基坑及墙后回填土不小于 0.94。建筑物周边 1m 范围人工夯实，回填前砼壁刷粘土浆。平剖面及结构图详见初步设计附图。（6）何楼站出水闸 何楼站位于石跋河左岸 5+350 处，该站泄水闸为开敞式钢筋混凝土结构，共 1 孔，净宽 2.5m。闸底板顶高程为 10.65m，闸墩顶高程 11.65m，闸室长约 5.6m。现状堤顶高程 11.65m，顶宽约 5.0m。本次设计堤顶高程加高至 12.48m，设计堤顶宽 5.0m，边坡 1:2.5308、，堤防往迎、背水坡加培。本次河道排涝防洪标准提高，堤防加高培厚处理后，何楼站泄水闸闸顶高程不满足要求，由于现状泄水闸没有设置防洪闸门，不满足防洪要求。本次设计将泄水闸拆除重建，拆除重建部分泄水槽。新闸闸室为开敞式结构，共 1 孔，净宽 2.5m。闸底板顶高程 10.65m，闸墩顶高程 12.50m，底板厚 0.5m，闸室总宽 3.8m。顺水流方向长度 9.0m。采用钢筋混凝土结构，平底板、实体墩。上部设排架、启闭机台及交通桥等。闸室设防洪闸门，安装平面钢闸门 1 扇，闸门尺寸宽高为 2.51.35m，配备 230kN 双吊点手电两用螺杆式启闭机 1 台。闸室出口设 C25 钢筋混凝土 U 型泄309、水槽，长度为 3.5m，底板及侧墙厚度均为 0.3m，下设 0.1m 厚 C15 混凝土垫层。排架底部现浇于闸墩上，底高程为 12.50m，排架柱截面为 0.30.3m，排架上设爬梯。启闭机台高程为 14.50m，启闭机台平面尺寸为 2.13.8m。大堤及基坑、墙后回填土采用重粉质壤土或粘性土，压实度大堤不小于 0.91，基坑及墙后回填土不小于 0.94。建筑物周边 1m 范围人工夯实，回填前砼壁刷粘土浆。平剖面及结构图详见初步设计附图。（7）何楼一闸 何楼一闸位于石跋河左岸 5+340 处，该闸为钢筋混凝土箱涵结构，洞宽 2.0m，洞高 2.0m，洞长约 27m，涵底高程为 6.22m。现状310、堤顶高程 11.55m，顶宽约 5.0m。本 131 次设计堤顶高程加高至 12.48m，设计堤顶宽 5.0m，边坡 1:2.5，堤防往迎、背水坡加培。由于现状启闭机台爬梯设在排架柱上，其底部高程位于防洪水位以下，操作不便。本次设计新建工作便桥。在启闭机平台与堤顶之间设 C25 钢筋砼工作便桥，工作便桥宽 1.2m，单跨长3.55m，共 2 跨，总长为 7.1m。工作便桥支墩为 C25 钢筋砼结构，墩柱尺寸长宽为0.350.3m，便桥支墩底板长 1.9m，宽 1.2m，厚 0.4m，下设 0.1m 厚 C15 砼垫层。堤顶处工作便桥支墩为 C25 砼结构，便桥支墩底板长 1.5m，宽 1.2m311、，厚 0.3m。大堤及基坑、墙后回填土采用重粉质壤土或粘性土，压实度大堤不小于 0.91，基坑及墙后回填土不小于 0.94。建筑物周边 1m 范围人工夯实，回填前砼壁刷粘土浆。平剖面及结构图详见初步设计附图。（8）何楼二闸 何楼站二闸位于石跋河左岸 5+280 处，该闸出水涵为钢筋混凝土箱涵，洞宽 1.2m，洞高 1.5m，洞长约 27m，涵底高程为 5.10m。现状堤顶高程 11.61m，顶宽约 2.9m。本次设计堤顶高程加高至 12.48m，设计堤顶宽 5.0m，边坡 1:2.5，堤防往背水坡加培。本次河道排涝防洪标准提高，堤防加高培厚处理后，何楼站二闸的涵洞长度和启闭平台高度均不能满足要312、求，本次设计将内河侧涵洞进口段接长，原箱涵端部凿毛，植入 16 钢筋，并设橡皮止水。拆除重建排架和启闭机平台，闸室顶部凿毛，新增C25 钢筋砼胸墙，植入 14 钢筋。原进口挡墙和护底拆除，新建 C25 钢筋混凝土 U型挡墙。更换 1x125kN 单吊点手电两用螺杆式启闭机 1 台。新建工作便桥及便桥墩，在启闭机台及工作便桥四周新建钢管栏杆。新建迎水侧 C20 砼预制块护坡、踏步和背水侧草皮护坡。接长的涵洞进口段为 C25 钢筋砼箱涵，洞径与原涵洞洞径相同，宽高为1.21.5m，总长 8.52m，顶板、侧墙厚 0.3m，底板厚 0.35m，下设 0.1m 厚 C15 砼垫层。洞身分缝间填 BW 313、闭孔板，设橡皮内止水带及钢压板明止水各一道，外设 0.40.4m钢筋砼洞箍。原箱涵与重建箱涵连接处端部凿毛，植入 16 钢筋，并设置止水橡皮。涵闸进口设 C25 钢筋混凝土 U 型挡墙，长度为 8.5m，底板及侧墙厚度均为 0.3m，下 132 设 0.1m 厚 C15 混凝土垫层。在原有闸室顶上新增 C25 钢筋砼胸墙至高程 8.00m，用以挡堤防填土。在胸墙上重建排架柱，排架柱尺寸长宽为 0.350.3m，总高 3.98m。重建启闭机平台高程同堤顶高程，为 12.48m，在启闭机平台四周设钢管栏杆。在启闭机平台与堤顶之间设 C25钢筋砼 型板式工作便桥，工作便桥宽 1.2m，单跨长 4.7314、8m，共 3 跨，总长为 14.34m。工作便桥墩为 C25 钢筋砼结构，墩柱尺寸长宽为 0.350.4m，桥墩底板长 2.0m，宽1.2m，厚 0.4m，下设 0.1m 厚 C15 砼垫层。堤顶处工作便桥墩为 C25 砼结构，桥墩底板长 2.0m，宽 1.2m，厚 0.4m。迎水侧设 C20 砼预制块护坡，厚度为 0.12m，下铺 0.1m厚砂石垫层，边坡 1:2.5，在闸中心两侧各护砌 5.0m。在堤顶及坡脚处均设置 C20 砼齿埂，宽高均为 0.30.5m。大堤及基坑、墙后回填土采用重粉质壤土或粘性土，压实度大堤不小于 0.91，基坑及墙后回填土不小于 0.94。建筑物周边 1m 范围人315、工夯实，回填前砼壁刷粘土浆。平剖面及结构图详见初步设计附图。二、涵闸软弱下卧层承载力复核计算二、涵闸软弱下卧层承载力复核计算 由于各个建筑物距离第层淤泥质粉质粘土较近，本次处理对涵闸顶部堤防进行加高培厚，地基反力有所增大，故根据建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）和建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）的要求，需要对各个建筑物软弱下卧层承载力进行复核。pz+pczfaz 式中：pz相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附近压力值(kPa)；pcz垫层底面处土的自重压力值(kPa)；faz垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。条形基础：式中：b条形基础底面的宽度316、(m)；z基础底面下垫层的厚度(m)；垫层的压力扩散角(o)。)5.0d()3(z+=mdbakabffztgbppbpckz2)(+=133 式中：fak地基承载力特征值(kPa)；d埋置深度的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表取值；m基础底面以下土的加权平均重度(kN/m3)，位于地下水位以下的土层取有效重度；d基础埋置深度(m)。经计算，各个建筑物软弱下卧层承载力的计算结果见下表。表 5.10-1 软弱下卧层承载力的计算成果 名称 pz(kPa)pcz(kPa)pz+pcz(kPa)faz(kPa)结论 范家沟闸 10.38 179.10 189.48 215.04 满足要求 何兴317、三涵 6.89 166.45 173.34 220.65 满足要求 何楼站二闸 7.02 173.16 180.18 186.24 满足要求 5.11 桥梁设计桥梁设计 本工程涉及拆除重建本干桥梁 1 座，为何兴三桥；其它因堤防加固压占部分堤后过路涵，本次就近重建，以恢复交通路及堤后排水系统，经统计需新建1500 砼涵管桥 3 座，1000 砼涵管桥 2 座。5.11.1 何兴三桥拆除重建设计 一、设计标准一、设计标准 桥涵的设计除满足行车要求外，还要满足防洪、除涝的要求，本着经济实用，易于施工，使用方便的原则，采用预应力钢筋砼预制空心板桥。设计汽车荷载等级为：公路-级。本设计根据公路桥涵设计318、通用规范（JTG D60-2015）以及桥的跨度、高度和使用要求确定结构形式。桥面结构尺寸确定原则如下：桥面宽度根据行车要求确定，桥面净宽为 5m。桥梁结构形式、跨度及桥下净空则根据实际地形条件和路基现状高程，本着合理、实际、方便的原则确定，桥梁采用 3 跨 20m 标准跨径型式。134 表 5.11-1 桥梁特性表 桥名 建设 性质 孔数跨度净宽（m）桥 型 设计 荷载 桥面 净宽（m）基础 何兴三桥 重建 3205 预应力砼空心板 公路级 5 桩柱式桥台、双柱式桥墩灌注基础 各参与计算材料的强度指标按公路桥涵设计通用规范选用，主要材料名称及设计参数取值见下表。表 5.11-2 材料名称及设319、计参数取值表 材 料 项 目 参 数 材 料 项 目 参 数 C40 混凝土 抗压标准强度 fck 26.8MPa s15.2 低松 弛 钢铰线 抗拉标准强度 fpk 1860MPa 抗拉标准强度 ftk 2.40MPa 抗拉设计强度 fpd 1260MPa 抗压设计强度 fcd 18.4MPa 抗压设计强度 fpd 390MPa 抗拉设计强度 ftd 1.65MPa 弹性模量 Ep 1.95105MPa 抗压弹性模量 Ec 32500MPa 管道摩擦系数 0.225 计算材料容重 26kN/m3 管道偏差系数 k 0.0015 线膨胀系数 0.00001 张拉控制应力 con 0.75fpk320、 普 通 钢 筋HRB400 抗拉标准强度 fsk 400MPa 钢丝松弛系数 0.3 抗拉设计强度 fsd 360MPa 单端锚具回缩值 L 6mm 抗压设计强度 fsd 360MPa 二二、工程布置、工程布置 现状何兴三桥为一座漫水桥，是左岸王花排灌站和右岸何兴三排灌站附近居民的连接通道。由于河道排涝防洪标准提高，该漫水桥不能满足通行要求，本次设计对其进行拆除重建，并将桥址移至右岸何兴三排灌站北侧，与右岸现有道路对应处。根据桥址处实测地形图、地质资料以及桥梁过水要求，确定何兴三桥采用装配式预应力钢筋砼简支空心板桥，3 跨，单跨跨径 20m，两侧各设 5m 长桥台搭板，桥面总长 70.04m321、。桥面行车道净宽 5.0m，两边各设宽 0.5m 的 C25 钢筋砼防撞栏杆，总宽6.0m，路面设置桥面横坡 1.2%。桥面中心高程 13.095m，桥梁梁底最低高程 12.00m，设计防洪水位 11.44m，桥下无通航要求。沿桥纵向两侧每 5m 设一个 PVC 排水管。桥面由 4 块 C40 预应力钢筋混凝土空心板构成，空心板长 19.96m，板厚 0.95m。135 中板宽 1.24m，边板宽 1.745m，橡胶支座设置为圆板式橡胶支座，直径为 200mm，厚 49mm。支座下设长宽为 0.30m0.30m 的支座垫石，桥面横坡由支座垫石调整。桥面设 0.13m 厚 C40 钢筋砼桥面铺装322、层，两侧采用 1.0m 高 C25 钢筋砼防撞栏杆。桥墩采用双柱式 C30 钢筋砼桥墩，桥墩柱直径 1.2m，桥墩基础采用钻孔灌注桩基础，灌注桩直径取 1.4m。桥墩盖梁采用 C30 钢筋砼，厚 1.2 m，宽 1.65m，长为 6.0m，两端设 0.30m0.40m 钢筋砼抗震挡块。双柱采用 C30 钢筋砼，间距为 3.8m，长为 4.7m。桩基础为 C30 水下砼，桩顶设 1.0m1.0m 系梁连接，桩长为 30m，桩底高程为-23.95m。桥台为桩柱式钻孔桩基础，盖梁直接设置在桩基上，桩基直径 1.2m。桥台盖梁采用 C30 钢筋砼，厚 1.2m，宽 1.4m，长为 6.0m，盖梁背水面323、设置宽 0.50m 耳背墙，两端设 0.30m0.40m 钢筋砼抗震挡块。桩基础为 C30 水下砼，桩间不设置系梁，桩长为30m，桩底高程为-19.35m。在两边桥头处各设一块 C30 钢筋砼桥台搭板，厚 0.3m，长 5m，板一端支承于桥台背墙上，另一端搁置于桥后路基上，作为汽车在桥路之间的过渡段，路堤与桥面以4%的纵坡连接。为防止桥台因河水冲刷而遭到破坏，桥台两侧采用护砌处理，护砌采用平坡式护砌，从地面护至河道边坡线处，护砌坡度为 1:2.5，护砌采用厚 0.12mC20 砼预制块护坡，下铺 0.1m 厚砂石垫层。在高程 8.50m 平台处设置 C20 现浇砼护底，下铺 0.1m 厚砂石垫324、层。护砌四周做深 0.5m、宽 0.3m 的砼埂。三、上部结构计算三、上部结构计算（1）作用 结构自重力、汽车荷载、人群荷载、汽车冲击力。20m 中板结构断面见下图，梁板高 0.95m，宽度为 1.25m，总长 19.96m。采用 C40预制预应力混凝土空心板。136 20m 边板（C=505）结构断面见下图，梁板高 0.95m，宽度为 1.745m，悬臂长为0.505m，梁板总长 19.96m。采用 C40 预制预应力混凝土空心板。（2）冲击系数 按公路桥涵通用设计规范（JTG D60-2004）第 4.3.2 规定，汽车冲击系数采用以结构基频为主要影响因数的计算方法。对于简支梁桥，结构频率325、可采用下式计算:ccmEIlf22=式中:l结构的计算跨径（m）；E结构材料的弹性模量（N/m2）；137 cm结构跨中处的单位长度质量（kg/m）。当 f14 Hz 时，冲击系数=0.45。（3）荷载组合 组合:承载能力极限状态效应组合：跨中弯矩:人汽恒M4.18.0)1(4.12.1+=MMM；支点剪力:人汽恒V4.18.0V)1(4.1V2.1V+=；汽车荷载计冲击力，组合值还应乘的结构重要性系数 1.1。组合:正常使用状态效应组合跨中弯矩短期组合:人汽恒M7.0+=MMM；跨中弯矩长期组合:人汽恒M4.0+=MMM。（4）计算结果选取各种荷载及组合荷载作用下，桥面板的内力值如下表所示。326、表 5.11-3 桥面中板内力计算成果表 桥名 荷载组合 跨中弯矩（kN.m）支座剪力（kN）20m 中板 承载能力极限状态效应组合值 2504 557 承载能力极限状态截面强度设计值 3071 1782 20m 边板 承载能力极限状态效应组合值 3078 644 承载能力极限状态截面强度设计值 3733 1840 四、下部结构计算四、下部结构计算（1）、桩长计算 钻孔灌注桩的单桩轴向受压承载力容许值Ra可按下式进行计算：rpiikniaqAlquR+=121)3(22+=hkfmqaoor 式中：Ra单桩轴向受压承载力容许值（kN）；桩身周长；138 Ap桩端截面面积(m2)；n土层的层数；327、li承台地面或局部冲刷线以下各土层的厚度(m)；qik与 li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值(kPa)；qr桩端处土的承载力容许值(kPa)；fao桩端处土的承载力基本容许值(kPa)；h桩端的埋置深度（m）；k2容许承载力随深度的修正系数；2桩端以上各土层的加权平均重度(kN/m3)；修正系数；m0清底系数。表 5.11-4 灌注桩计算成果表 桥名 荷载组合 单桩承载力容许值（kN）计算桩长（m）设计桩长（m）何兴三桥 桥台桩基 1435.4 29.30 30 桥墩桩基 2975.3 28.50 30 5.11.2 涵管桥设计 1）1.0m 涵管桥（典型设计）采用钢筋砼成品二级涵管，内径 328、1.0m，壁厚 0.1m。每节长 2m，共 3 节，管下设C25 素砼基座。涵管接头处采用钢丝网 M15 水泥砂浆抹带，宽度 0.2m，厚 0.025m，洞内侧用水泥砂浆封口。两岸连接段挡土墙采用 C20 砼重力式翼墙。翼墙基础底板长 0.951.60m，厚0.30m。墙身高度为 0.801.80m。翼墙顶设厚 0.20m、宽 0.35m 的 C20 砼墙帽，并设青石栏杆。翼墙与涵洞挡墙、翼墙底板与涵洞基座间分缝采用 BW 闭孔板。涵管桥路面采用 0.10m 厚泥结石路面。基础回填土采用粘性土，人工小型机具分层夯实，不能采用重型机械碾压，压实度不小于 0.96。139 平剖面及结构图详见初步设329、计附图。2）1.5m 涵管桥（典型设计）采用钢筋砼成品二级涵管，内径 1.5m，壁厚 0.15m。每节长 2m，共 3 节，管下设 C25 素砼基座。涵管接头处采用钢丝网 M15 水泥砂浆抹带，宽度 0.2m，厚 0.025m，洞内侧用水泥砂浆封口。两岸连接段挡土墙采用 C20 砼重力式翼墙。翼墙基础底板长 1.552.15m，厚0.300.40m。墙身高度为 1.602.50m。翼墙顶设厚 0.20m、宽 0.35m 的 C20 砼墙帽，并设青石栏杆。翼墙与涵洞挡墙、翼墙底板与涵洞基座间分缝采用 BW 闭孔板。涵管桥路面采用 0.10m 厚泥结石路面。基础回填土采用粘性土，人工小型机具分层夯330、实，不能采用重型机械碾压，压实度不小于 0.96。平剖面及结构图详见初步设计附图。5.12 建筑物合理使用年限及耐久性设计建筑物合理使用年限及耐久性设计 5.12.1 合理使用年限 根据国家防洪标准（GB502012014），水利水电工程等级划分及洪水标准（SL2522017），河道为 4 级工程，泵站、涵闸及为 4 级建筑物，桥梁为中桥。根据水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范（SL6542014），本工程泵站、涵闸合理使用年限为 30 年，桥梁的合理使用年限为 50 年。5.12.2 耐久性设计 本次拟建的泵站、涵闸及桥梁设计混凝土强度等级均不低于 C20，配筋混凝土强度等级均不低于 331、C25，最小水泥用量小于 300kg/m3，最大水灰比小于 0.50。混凝土最大裂缝宽度低于 0.25mm。混凝土保护层厚度板、墙不小于 30mm，梁、柱、墩不小于 45mm。混凝土的抗渗等级不低于 W4，混凝土的抗冻等级不低于 F50。本次建筑物所处环境类别为三类，各项耐久性设计指标均能满足水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范（SL654-2014）的要求。1406 机电及金属结构机电及金属结构 6.1 水力机械水力机械 6.1.1 现状及存在问题 四联圩站含排涝站及自排涵，具备自排及抽排功能，灌溉时期只能依靠流动泵站将水抽入自排涵进入圩区灌溉。自排涵建于 1985 年，圬工结构、存在老332、化失修，螺杆锈蚀、闸门漏水等诸多问题，泵站建于 1990 年，规模较小，现装机 2 台，共计 75kw，2006 年对机房进行了刷新，存在的主要问题是该段河道十分狭窄，外无滩地，河道需拓宽较多，另外堤防也需加高培厚，只能向堤内退建，而四联圩站建于堤坡上，影响堤防加固。此外，距四联圩站仅 400 多米还有一处泵站小赵站也建在堤坡上，排涝面积仅 280亩，为方便管理，本期计划于四联圩站处一并合建，排涝及灌溉面积由新建四联圩站一并控制，新建站涵具备自排、抽排及灌溉功能，不再依靠流动泵站灌溉。6.1.2 泵站规划参数 表 6.1-1 四联圩排灌站规划设计参数表 特征水位（m）进水池 出水池 排涝 灌溉333、 排涝 灌溉 防洪最高水位 10.0 11.52 最高运行水位 8.5 8.0 11.52 9.2 设计水位 8.0 7.0 10.94 8.5 最低运行水位 7.5 6.5 8.5 特征扬程（m）排涝 灌溉 最高净扬程 4.02 2.7 设计净扬程 2.94 1.5 最低净扬程 0 设计流量（m3/s）排涝 灌溉 设计流量（m3/s）0.80 0.18 1416.1.3 泵型选择（1）水泵 本站排涝净扬程范围为 04.03m，抽排流量 0.80m3/s，据本站流量扬程特点，适合选用的泵型为轴流泵。因进水池防洪水位较高，普通泵轴长超过水泵样本允许值，泵型推荐采用潜水电泵。因流量较小，为节省工程投资，结合土建布置需要，考虑选用 3 台 350ZDB-100型潜水轴流泵。水泵的性能曲线如图 6.1-1。图 6.1-1 350ZLB-100 型潜水轴流泵工作性能曲线 推荐泵型及主要参数：泵型 3