花溪河花木世界段防洪護岸綜合治理工程

1.工程概況

重慶市境內河流眾多，以中小河流為主，市內降雨充沛，有渝東北、渝東南和渝西三個暴雨區域，多年降水量均值分別在1600、1400和1200mm以上；長期以來，國家對中小河流治理投入嚴重不足，近年來取消兩工，難以組織群眾投工投勞，全市中小河流沿岸城鎮和地區基本處于不設防狀態，目前重慶市中小河流行洪不暢，洪災頻繁發生，給沿河分布的眾多城鎮帶來巨大的防洪壓力和洪災損失。

重慶市巴南區花溪河花木世界段防洪護岸綜合治理工程位于巴南區界石鎮武新村。工程位置距巴南區政府所在地約20km，距界石鎮約5km。界石鎮屬于建制鎮，轄6個行政村、3個居委會，面積68.4平方公里，總人口4.16萬。是主城核心經濟區，又是重慶市主城外圍十一個中心組團之一，交通優勢明顯，是重慶主城的南大門和南部交通樞紐，重慶南向出海通道的起點，內環、渝黔、渝湘、繞城四條高速公路交匯于此，15分鐘直達主城核心區，地理位置與交通十分優越。

花溪河花木世界段防洪護岸綜合治理工程主河道從斷橋堤坎開始，至下游堰口橋位置，河道長度3697.7m。小河溝支流從渝道路武新公路橋開始，至下游匯入口尹家祠堂，河道長度650m。

2.水文

2.1流域概況

花溪河為長江的一級支流，發源于巴南區南彭街道花土灣。由東南流向西北，經南彭街道、界石鎮、南泉街道、花溪街道等，于馬王坪注入長江。全流域面積265.25km2，河道總長60.72km，總落差561.23m，平均比降3.4‰，水能蘊藏量約4000KW。流域形狀略呈狹長形，河道曲折蜿蜒，彎曲度系數達2.1。河網較發達，支流有馬灘、水碓等大小22條，多分布在中上游，全長80.1km。其中5km以上者4條，長36.4km，河道落差較集中較大者為中游的高灘巖（落差41.85m）、七層巖（落差20.80m）及下游已建有小型的電站的虎嘯口、南泉堤坎、花溪灘等。由于本河流域面積較小，其干支流均無水文站。

2.2氣象特征

流域內氣候溫和濕潤，雨量充沛，日照足。根據鄰近五布河流域白鶴水文站1959-2001年資料統計，多年平均降水量1093.4mm，但年內分配不均，5—9月占全年的67.1%，最大年降水量1350.7mm，最小年降水量794.4mm。多年平均氣溫18.5°C ，極端最高氣溫42.3°C，極端最低氣溫-3.6°C，多年平均蒸發量1071.3mm，最大年蒸發量1264.5mm，多年平均日照數1158小時，最長無霜期365天，多年平均相對濕度81%，多年平均風速1.0m/s，瞬時最大風速27m/s，多年平均最大風速15m/s，年內風向多偏南。

2.3水文基本資料

流域內無水文站和雨量站，屬無實測資料地區。經分析，本次設計選用84年《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》、本工程河段直線距離約5km的巴南氣象站和直線距離約30km的國家級水文站--白鶴水文站的水文基本資料。

巴南氣象站:收集了1980～2003年共24年的1/6h短歷時實測暴雨資料和1970～2003年共34年連續1h，6h，24h的短歷時實測暴雨資料。該資料觀測較長，觀測精度高。

白鶴水文站:收集了1959—2001年共43年的1/6h、1h、6h、24h實測降水資料。該站的觀測資料系列長，觀測精度高。

2.4洪水

2.4.1洪水特性

據白鶴水文站1959～2004年，n=46年實測資料統計，洪水由暴雨形成，發生時間與暴雨發生時間相應。暴雨為局部性雷雨，降雨歷時較短、強度較大，降雨量集中，形成的洪水過程歷時較短，最大洪峰持續時間約為2-3h，洪水過程為1天左右。暴雨多集中在5-8月，其中6-8月發生的洪水總量占全年的77%。

2.4.2洪水標準

根據《防洪標準》（GB50201-94），《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）和《堤防工程設計規范》（GB50286-98），并參考《重慶市城市防洪總體規劃》（2006-2020），由于界石鎮是主城核心經濟區，又是重慶市主城外圍十一個中心組團之一，花溪河花木世界段防洪護岸綜合治理工程防洪標準確定為20年一遇。

2.4.3流域特征參數

由于本工程涉河段上游約10km處建有中型水庫南彭水庫，工程河段洪水受南彭水庫的調節影響較大，本次在進行洪水計算時主要考慮各工程斷面與南彭水庫的區間洪水+南彭水庫的下泄流量工況，因此本次在進行流域特征數據搜集計算時取得了南彭水庫及各工程斷面與南彭水庫間的流域特征值，見下表2.4—1。

表2.4—1

序號 斷面 集雨面積

（km2） 河長

（km） 比降

（‰） 地名 備注

1 K28 44.6 12.41 3.143 堰口橋 區間流域特征值

2 K23 34.26 11.85 3.361 尹家祠堂 區間流域特征值

3 K10 29.9 9.85 4.657 新房子 區間流域特征值

4 南湖 39.5 13.94 6.821 南彭水庫

 

2.4.4設計暴雨

根據收集到的巴南氣象站1970年～2003年實測的1/6h、1h、6h、24h降雨量系列資料和白鶴水文站1959年～2001年實測1/6h、1h、6h、24h降雨量系列資料，84年《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊1/6h、1h、6h、24h降雨量系列資料》分站分別統計1/6h、1h、6h、24h降雨量，采用P-Ⅲ型頻率曲線適線，確定暴雨參數（其中均值用矩法計算）。暴雨參數成果見表2.4-2。

表2.4-2             單位：mm

站名 最大24小時 最大6小時 最大1小時 最大1/6小時

均值 Cv 均值 Cv 均值 Cv 均值 Cv

巴南氣象站 89.4 0.40 66.4 0.44 41.2 0.42 16.9 0.27

白鶴水文站 96.4 0.45 72.8 0.45 45.3 0.40 16.6 0.29

手冊 90.0 0.5 70 0.45 40 0.45 16.5 0.35

2.4.5設計洪水

2.4.5.1南彭水庫設計洪水計算

推理公式法計算設計洪水：依據設計暴雨及流域特征參數按《手冊》中的推理公式法，推算南彭水庫的設計洪水。根據流域內山區土層較薄、植被較差、間有零星低山地帶等盆地丘陵區特征，確定平均入滲強度。匯流參數m由參數查算。控制斷面設計流量計算成果見表2.4-3所示。

瞬時單位線法推求設計洪水：產流參數:流域平均暴雨損失量If，查《手冊》中的綜合分區圖，設計流域屬Ⅳ區，If=15～35mm，取均值25.0mm計算；流域平均穩定入滲率c，查《手冊》綜合分區圖c=0.90mm/h。

匯流參數:根據設計流域的位置，查《手冊》綜合瞬時單位線匯流參數分區圖,屬4區。

暴雨點面折減系數分區為Ⅳ1(江北以上)區

設計雨型:根據《手冊》查設計雨型綜合分區圖為Ⅳ1(江北以上)區。各涉河控制斷面設計流量計算成果見表2.4-3所示。

表2.4-3        南彭水庫洪峰流量計算成果表                 單位：m3/s

資料 計算方法 P=1% P=2% P=5% P=10% P=20%

《手冊》 推理公式法 268 228 177 138 101

瞬時單位線法 303 264 194 155 120

巴南站 推理公式法 239 203 158 124 92

瞬時單位線法 275 232 175 144 107

白鶴站 推理公式法 283 241 187 147 108

瞬時單位線法 321 271 202 164 122

2.4.5.2南彭水庫洪水調節計算

本次設計我們搜集了南彭水庫的復查資料和南彭水庫除險加固資料，取得了南彭水庫的庫容曲線和下泄曲線，詳見表2.4-4和圖2.4-1、圖2.4-2。根據上述數據對南彭水庫對應的洪水頻率進行了調洪演算，其成果詳見表2.4-5。

表2.4—4       南彭水庫水位—庫容—下泄流量成果表

水位（m） 庫容（萬m3） 泄量（m3/s）

398.91 880 0

399 905 1.7

399.5 970 28.6

400 1060 71.8

400.5 1170 126.6

401 1250 190.7

401.5 1350 263.1

402 1450 342.9

402.5 1560 429.4

403 1680 522.2

 

 

圖2.4-1 南彭水庫庫容曲線

 

圖2.4-2 南彭水庫泄流曲線

 

南彭水庫調洪演算成果匯總表

表2.4-5                                                     單位:m、m3/s

頻率 堰頂高程 調洪水位 堰上水深 洪峰流量 下泄流量 削峰量

P=1% 398.91 401.1 2.19 321 205 116

P=2% 398.91 400.815 1.905 271 166 105

P=5% 398.91 400.443 1.533 202 120 82

P=10% 398.91 400.228 1.318 164 95.3 68.7

P=20% 398.91 399.988 1.078 122 70.6 51.4

 

2.4.5.3區間洪峰流量+南彭水庫下泄流量計算

本工程河段的洪峰流量受上游不遠處南彭水庫調節影響較大，工程起點堰口橋處控制流域面積為84.11km2，而南彭水庫的控制流域面積達到了39.5km2,占工程河段控制流域面積的47%，因此要科學合理的計算出本工程河段實際各頻率的洪峰流量就必須計入南彭水庫的調節影響。本次進行工程河段的洪峰流量計算時采用的設計工況為：區間洪峰流量+南彭水庫下泄流量，各工程斷面的區間流域特征值見前表2.4-1。各工程斷面的設計洪水計算成果見下表2.4-6。

各工程斷面洪水計算成果表

表2.4-6                                                單位：m³/s

設計頻率 設計斷面 區間              洪峰流量 南彭水庫             下泄流量 各工程斷面              洪峰流量

 

P=1% 堰口橋 282 205 487

尹家祠堂 219 205 424

新房子 215 205 420

P=2% 堰口橋 244 166 410

尹家祠堂 192 166 358

新房子 179 166 345

P=5% 堰口橋 189 120 309

尹家祠堂 151 120 271

新房子 148 120 268

P=10% 堰口橋 147 95.3 242.3

尹家祠堂 117 95.3 212.3

新房子 116 95.3 211.3

P=20% 堰口橋 112 70.6 182.6

尹家祠堂 88 70.6 158.6

新房子 85 70.6 155.6

 

2.4.5.4支溝設計洪水計算

本工程河段共有3條支溝匯入，其中左岸支溝1條，右岸支溝2條，各支溝的流域特征參數F（km2）、L（km）、J（‰）在1/10000航測圖上量算，成果如表2.4-7。

表2.4—7  各支溝流域特征值表

序號 斷面 集雨面積（km2） 河長（km） 比降（‰） 備注

1 右1支 9.6 6.48 30.2 小河溝支流

2 右2支 3.028 3.63 29.9 半邊河支流

3 左1支 0.332 1.225 38.1 老馬灣支流

根據收集到的白鶴水文站1959年～2001年實測1/6h、1h、6h、24h降雨量系列資料，采用P-Ⅲ型頻率曲線適線，確定暴雨參數。暴雨參數成果見前表2.4-2。

本河段屬無資料地區，各支溝控制流域面積較小，設計洪水按《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》中介紹的方法推理公式方法進行計算。各支溝洪峰流量設計成果見表2.4-8。

支溝洪水計算成果表

表2.4-8                                                  單位：m3/s

序號 斷面 白鶴水文站

推理公式法

P=1% P=2% P=5% P=10% P=20%

1 右1支溝 133 116 92.6 75.1 57.6

2 右2支溝 50.7 44.1 35.4 28.8 22.2

3 左1支溝 8.33 7.27 5.88 4.83 3.76

 

2.4.5.5設計洪水成果選用

從報告2.4.5.1章節計算成果可以看出：南彭水庫洪峰流量采用單位線法計算成果大于推理公式法成果；從采用暴雨資料來看，白鶴站與《手冊》暴雨資料計算的洪水成果較為接近，巴南站暴雨資料計算洪水成果偏小；因此，為偏于工程安全，南彭水庫洪峰流量計算成果采用白鶴水文站暴雨參數單位線法計算成果（詳見表2.4-3中加粗一行）。

從計算成果可以看出，南彭水庫對工程河段洪峰流量的調節影響較大，100年一遇時削峰116m3/s，50年一遇時削峰105m3/s，20年一遇時削峰82m3/s，10年一遇時削峰68.7m3/s，5年一遇時削峰51.4m3/s。因此，為科學合理的計算工程河段的設計洪水，就應該考慮南彭水庫對本工程河段的調節影響，工程河段的設計洪水應采用區間洪峰流量+南彭水庫下泄流量，其洪峰流量成果詳見表2.4-6加粗一列。

各支溝控制流域面積較小，均為全面匯流，設計洪水采用白鶴水文站暴雨參數推理公式法計算成果較為可行，洪水標準采用與本堤防工程一致為20年一遇，支溝洪水采用成果詳見表2.4-8加粗一列。

2.4.6施工洪水

2.4.6.1.分期時段的劃分

花溪河流域的洪水是由暴雨產生，影響本流域降水的天氣系統主要是太平洋副高和西風帶氣流。由于重慶市巴南區花溪河花木世界段防洪護岸綜合治理工程施工期較短，主體工程均安排在枯水期施工，故不考慮汛期施工洪水問題。

2.4.6.2分期洪水計算

由于花溪河流域內無實測資料，采用距離此次工程建設河段較近的白鶴水文站作為參證站，采用水文比擬法計算公式，修正移用白鶴水文站各分期頻率分析計算結果到本工程。      

白鶴水文站集雨面積為283km2，采用1959～2004年(缺1981～1987年)歷年各月最大流量資料制作散布圖。根據散布圖的分布規律和分期洪水時段劃分，并分別按最大值獨立選樣。各洪水分期采用矩法計算其均值，用P-Ⅲ型曲線適線。白鶴水文站分期設計洪水計算成果見表2.4-8。

表2.4-8      白鶴水文站分期設計洪水計算表   單位：m3/s

時段 不同保證率

10% 20% 33.3%

11—3月 63.3 37.5 21.5

12—3月 27.1 15.1 8.49

4月 130 79.2 45.2

10月 91.4 62.8 42.1

 

重慶市巴南區花溪河花木世界段防洪護岸綜合治理工程施工導流部份主要集中在主河道下游堰口橋位置處，堰口橋以上流域集雨面積84.11km2，分期洪水面積比修正指數n值，n值為0.67，分別計算出重慶市巴南區花溪河花木世界段防洪護岸綜合治理工程分期洪水成果見表2.4-9。

 

表2.4-9              分期設計洪水計算表             單位：m3/s

時段 不同保證率

10% 20% 33.3%

11—3月 28.08 16.63 9.54

12—3月 12.02 6.70 3.77

4月 57.66 35.13 20.05

10月 40.54 27.86 18.67

 

2.5洪水位分析計算

2.5.1計算原理

水面線計算根據實際布置和各橫斷面資料，采用“伯努力”方程從下游往上游逐一試算推求各斷面的水面相應高程，連接各水面高程點即為水面線。

一、基本方程

水流連續方程                               （1）

運動方程                     （2）

式中：Q——流量（m3/s）；

A——過流面積（m2）；

As——河床變形面積（m2）；

Z——水位（m）；

Jt——能坡；

q1——橫向單位河長入流量（m3/s）。

二、差分方程

水流連續方程        Qj+1=Qj+Q1                   （3）

運動方程

將運動方程（2）差分，式（4）即為伯努力公式：

               （4）

式中：Q——流量（m3/s）；

A——斷面面積（m2）；

R——水力半徑；

n——糙率；

式中“－”表示平均值。

2.5.2河道斷面數據資料

河道縱橫斷面根據工程帶狀地形圖和本工程收集的1:500實測地形圖量算而得。

花溪河主河道段橋至堰口橋段3697.7m共選取28個計算斷面，斷面編號K1-K28，斷面平均間距132m，小河溝支流段650m共選取6個計算斷面，斷面編號K24、Z1-Z5，斷面平均間距130m。

2.5.3控制段水位流量關系

（1）建前控制段水位流量關系

擬建的水位流量關系斷面位于花溪河干流上堰口橋位置處，該堤坎為早期修建，主要是為解決沿河兩岸灌溉而建。堰型為典線型薄壁堰，堰頂高程為271.36m，堰高為1.86m，堰頂寬0.5m，堰長45m。

經分析計算為自由出流，堰面為薄壁堰，故按堰流自由出流公式來計算水位。計算公式為：

 

Q——過流斷面流量（m3/s）；

ε——側收縮系數；

σ——淹沒系數；

m——流量系數；

B——堰頂上的水面寬；

經計算該控制段堤坎各頻率設計洪水位對應的過流量見表2.5—1。

表2.5—1         控制斷面水位~流量關系表（建前）

序號 H B h m0 A h3/2 2g0.5 Q V

1 271.36 45 0 0 0 0 4.449719 0 0

2 271.66 45 0.3 0.41356 13.5 0.164317 4.449719 13.60695 1.007922

3 271.96 45 0.6 0.42044 27 0.464758 4.449719 39.12737 1.449162

4 272.26 45 0.9 0.42807 40.5 0.853815 4.449719 73.18596 1.807061

5 272.56 45 1.2 0.43589 54 1.314534 4.449719 114.7342 2.124707

6 272.86 45 1.5 0.44378 67.5 1.837117 4.449719 163.2479 2.418487

7 273.16 45 1.8 0.4517 81 2.414953 4.449719 218.4276 2.696637

8 273.46 45 2.1 0.45965 94.5 3.043189 4.449719 280.0929 2.963946

9 273.76 45 2.4 0.46761 108 3.718064 4.449719 348.1343 3.223466

10 274.06 45 2.7 0.47558 121.5 4.436553 4.449719 422.4882 3.477269

11 274.36 45 3 0.48356 135 5.196152 4.449719 503.1221 3.72683

12 274.66 45 3.3 0.49154 148.5 5.994748 4.449719 590.0255 3.973236

13 274.96 45 3.6 0.49952 162 6.83052 4.449719 683.2041 4.217309

 

 

堰口橋堰天然泄流曲線

 

（2）建后控制段水位流量關系

擬建的水位流量關系斷面位于花溪河干流上堰口橋新建橡膠壩處，汛期到來前排放橡膠壩袋內的水，將蓄水位放至橡膠壩底板高程269.5m處。溢流寬度按橡膠壩長30m考慮。

經分析計算為自由出流，堰面為寬頂堰，故按堰流自由出流公式來計算水位。計算公式為：

 

 Q——過流斷面流量（m3/s）；

ε——側收縮系數；

σ——淹沒系數；

m——流量系數；

B——堰頂上的水面寬；

經計算該控制段堤坎各頻率設計洪水位對應的過流量見表2.5—8。

表2.5—2       控制斷面水位~流量關系表

序號 H B h m0 A h3/2 2g0.5 Q V

1 269.5 30 0 0 0 0 4.449719 0 0

2 269.8 30 0.3 0.327797 9 0.164317 4.449719 7.190202 0.798911

3 270.1 30 0.6 0.339969 18 0.464758 4.449719 21.09213 1.171785

4 270.4 30 0.9 0.347883 27 0.853815 4.449719 39.65074 1.468546

5 270.7 30 1.2 0.353441 36 1.314534 4.449719 62.02159 1.722822

6 271 30 1.5 0.357559 45 1.837117 4.449719 87.68758 1.948613

7 271.3 30 1.8 0.360732 54 2.414953 4.449719 116.2912 2.15354

8 271.6 30 2.1 0.363251 63 3.043189 4.449719 147.5672 2.342337

9 271.9 30 2.4 0.365301 72 3.718064 4.449719 181.3099 2.518193

10 272.2 30 2.7 0.367001 81 4.436553 4.449719 217.3533 2.683374

11 272.5 30 3 0.368433 90 5.196152 4.449719 255.5608 2.839565

12 272.8 30 3.3 0.369657 99 5.994748 4.449719 295.8171 2.988051

13 273.1 30 3.6 0.370714 108 6.83052 4.449719 338.0232 3.129844

14 273.4 30 3.9 0.371637 117 7.701883 4.449719 382.0932 3.265754

15 273.7 30 4.2 0.372449 126 8.607439 4.449719 427.9516 3.396441

16 274 30 4.5 0.37317 135 9.545942 4.449719 475.5312 3.522453

17 274.3 30 4.8 0.373813 144 10.51627 4.449719 524.7719 3.644249

18 274.6 30 5.1 0.374392 153 11.51742 4.449719 575.6194 3.762218

19 274.9 30 5.4 0.374914 162 12.54847 4.449719 628.0244 3.876694

 

 

  表2.5-3  堰口橋橡膠壩泄流曲線

2.5.4設計洪水位計算

（1）工程建前各斷面洪水位計算

在堰口橋堤坎斷面水位流量關系曲線上查找各頻率設計洪水位，其成果見表2.5—4。根據河道現狀和考慮不同等級的洪水，參照《天然河道糙率表》綜合確定各計算斷面糙率值，以堰口橋堤坎斷面水位為起始點自下而上進行水面線計算，花溪河主流及小河溝支流天然水面線計算成果詳見表2.5—5和2.5—6。

表2.5-4      起始斷面各頻率設計洪水位表

頻率 流量(m3/s) 水位(m)

P=2% 410 274.01

P=5% 309 273.59

P=10% 242.3 273.28

P=20% 182.6 272.96

 

表2.5-5  堰口橋至斷橋段水位線計算成果表(天然)

斷面    編號 累距 P=2%(50年一遇) P=5%(20年一遇) P=10%(10年一遇) P=20%(5年一遇) 河底      高程

設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率

1 0-013 274.01 410 0.035 273.59 309 0.035 273.28 242.3 0.035 272.96 182.6 0.035 271.36 

2 0+005 274.08 410 0.035 273.66 309 0.035 273.35 242.3 0.035 273.03 182.6 0.035 270.34 

3 0+173 274.45 410 0.035 274.02 309 0.035 273.71 242.3 0.035 273.37 182.6 0.035 268.78 

4 0+367 274.79 410 0.035 274.33 309 0.035 274.03 242.3 0.035 273.70 182.6 0.035 269.04 

5 0+466 275.02 410 0.035 274.55 309 0.035 274.23 242.3 0.035 273.90 182.6 0.035 269.28 

6 0+663 275.35 358 0.035 274.84 271 0.035 274.49 212.3 0.035 274.13 158.6 0.035 268.92 

7 0+783 275.49 358 0.035 275.00 271 0.035 274.64 212.3 0.035 274.27 158.6 0.035 269.30 

8 0+951 275.68 358 0.035 275.24 271 0.035 274.87 212.3 0.035 274.44 158.6 0.035 269.53 

9 1+161 275.87 358 0.035 275.42 271 0.035 275.05 212.3 0.035 274.55 158.6 0.035 269.68 

10 1+273 275.95 358 0.035 275.49 271 0.035 275.11 212.3 0.035 274.61 158.6 0.035 269.41 

11 1+408 276.05 358 0.035 275.57 271 0.035 275.18 212.3 0.035 274.67 158.6 0.035 269.26 

12 1+568 276.19 358 0.035 275.68 271 0.035 275.27 212.3 0.035 274.75 158.6 0.035 269.42 

13 1+811 276.40 358 0.035 275.85 271 0.035 275.43 212.3 0.035 274.90 158.6 0.035 269.57 

14 2+074 276.58 358 0.035 276.03 271 0.035 275.62 212.3 0.035 275.09 158.6 0.035 269.60 

15 2+288 276.71 358 0.035 276.16 271 0.035 275.76 212.3 0.035 275.26 158.6 0.035 269.67 

16 2+423 276.82 358 0.035 276.27 271 0.035 275.86 212.3 0.035 275.37 158.6 0.035 269.85 

17 2+574 276.94 358 0.035 276.38 271 0.035 275.97 212.3 0.035 275.48 158.6 0.035 269.76 

18 2+712 277.03 358 0.035 276.48 271 0.035 276.06 212.3 0.035 275.58 158.6 0.035 269.95 

19 2+829 277.11 345 0.035 276.56 268 0.035 276.14 211.3 0.035 275.65 155.6 0.035 269.91 

20 2+932 277.18 345 0.035 276.63 268 0.035 276.20 211.3 0.035 275.69 155.6 0.035 269.99 

21 3+029 277.24 345 0.035 276.69 268 0.035 276.26 211.3 0.035 275.74 155.6 0.035 270.81 

22 3+105 277.28 345 0.035 276.74 268 0.035 276.31 211.3 0.035 275.79 155.6 0.035 270.65 

23 3+206 277.34 345 0.035 276.80 268 0.035 276.37 211.3 0.035 275.86 155.6 0.035 270.66 

24 3+333 277.43 345 0.035 276.90 268 0.035 276.48 211.3 0.035 275.94 155.6 0.035 270.90 

25 3+409 277.49 345 0.035 276.96 268 0.035 276.55 211.3 0.035 275.98 155.6 0.035 270.93 

26 3+507 277.58 345 0.035 277.04 268 0.035 276.61 211.3 0.035 276.02 155.6 0.035 270.68 

27 3+598 277.65 345 0.035 277.10 268 0.035 276.65 211.3 0.035 276.05 155.6 0.035 271.17 

28 3+697 277.69 345 0.035 277.14 268 0.035 276.68 211.3 0.035 276.07 155.6 0.035 270.63 

 

表2.5-6                         小河溝支流段水位線計算成果表(天然)

斷面    編號 累距 P=2%(50年一遇) P=5%(20年一遇) P=10%(10年一遇) P=20%(5年一遇) 河底      高程

設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率

1 0-114 275.02 410 0.035 274.55 309 0.035 274.23 242.3 0.035 273.90 182.6 0.035 269.28 

2 0+000 275.19 116 0.035 274.72 92.6 0.035 274.39 75.1 0.035 274.07 57.6 0.035 271.13 

3 0+150 275.4 116 0.035 274.98 92.6 0.035 274.67 75.1 0.035 274.36 57.6 0.035 271.14 

4 0+300 275.67 116 0.035 275.27 92.6 0.035 274.96 75.1 0.035 274.64 57.6 0.035 271.15 

5 0+450 275.86 116 0.035 275.46 92.6 0.035 275.15 75.1 0.035 274.81 57.6 0.035 271.20 

6 0+600 276.02 116 0.035 275.62 92.6 0.035 275.31 75.1 0.035 274.96 57.6 0.035 271.25 

7 0+650 276.07 116 0.035 275.67 92.6 0.035 275.36 75.1 0.035 275.00 57.6 0.035 271.30 

 

（2）工程建后各斷面洪水位計算

在堰口橋新建橡膠壩斷面水位流量關系曲線上查找各頻率設計洪水位，其成果見表2.5—7。根據河道現狀和考慮不同等級的洪水，參照《天然河道糙率表》綜合確定各計算斷面糙率值，以橡膠壩頂斷面水位為起始點自下而上進行水面線計算，花溪河主流及小河溝支流工程修建后水面線計算成果詳見表2.5—8和2.5—9。

表2.5-7   起始斷面各頻率設計洪水位表

頻率 流量(m3/s) 水位(m)

P=2% 410 273.58

P=5% 309 272.89

P=10% 242.3 272.40

P=20% 182.6 271.91

 

 

 

 

 

 

 

 

 

表2.5-8   堰口橋至斷橋段水位線計算成果表

斷面    編號 累距 P=2%(50年一遇) P=5%(20年一遇) P=10%(10年一遇) P=20%(5年一遇) 河底      高程

設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率

1 0+000 273.58 410 0.02 272.89 309 0.02 272.40 242.3 0.02 271.91 182.6 0.02 269.50 

2 0+005 273.60 410 0.03 272.91 309 0.03 272.41 242.3 0.03 271.94 182.6 0.03 270.34 

3 0+173 274.47 410 0.03 273.82 309 0.03 273.57 242.3 0.03 273.36 182.6 0.03 268.78 

4 0+367 274.77 410 0.03 274.10 309 0.03 273.80 242.3 0.03 273.69 182.6 0.03 269.04 

5 0+466 274.94 410 0.03 274.27 309 0.03 273.94 242.3 0.03 273.87 182.6 0.03 269.28 

6 0+663 275.22 358 0.03 274.55 271 0.03 274.18 212.3 0.03 274.02 158.6 0.03 268.92 

7 0+783 275.35 358 0.03 274.69 271 0.03 274.30 212.3 0.03 274.10 158.6 0.03 269.30 

8 0+951 275.51 358 0.03 274.85 271 0.03 274.44 212.3 0.03 274.20 158.6 0.03 269.53 

9 1+161 275.68 358 0.03 275.01 271 0.03 274.58 212.3 0.03 274.30 158.6 0.03 269.68 

10 1+273 275.76 358 0.03 275.09 271 0.03 274.65 212.3 0.03 274.35 158.6 0.03 269.41 

11 1+408 275.84 358 0.03 275.17 271 0.03 274.72 212.3 0.03 274.40 158.6 0.03 269.26 

12 1+568 275.94 358 0.03 275.26 271 0.03 274.80 212.3 0.03 274.46 158.6 0.03 269.42 

13 1+811 276.09 358 0.03 275.42 271 0.03 274.95 212.3 0.03 274.56 158.6 0.03 269.57 

14 2+074 276.24 358 0.03 275.59 271 0.03 275.12 212.3 0.03 274.69 158.6 0.03 269.60 

15 2+288 276.35 358 0.03 275.71 271 0.03 275.25 212.3 0.03 274.78 158.6 0.03 269.67 

16 2+423 276.44 358 0.03 275.80 271 0.03 275.33 212.3 0.03 274.84 158.6 0.03 269.85 

17 2+574 276.53 358 0.03 275.88 271 0.03 275.41 212.3 0.03 274.91 158.6 0.03 269.76 

18 2+712 276.61 358 0.03 275.96 271 0.03 275.47 212.3 0.03 274.97 158.6 0.03 269.95 

19 2+829 276.67 345 0.03 276.01 268 0.03 275.53 211.3 0.03 275.01 155.6 0.03 269.91 

20 2+932 276.72 345 0.03 276.06 268 0.03 275.57 211.3 0.03 275.05 155.6 0.03 269.99 

21 3+029 276.77 345 0.03 276.11 268 0.03 275.61 211.3 0.03 275.09 155.6 0.03 270.81 

22 3+105 276.81 345 0.03 276.15 268 0.03 275.65 211.3 0.03 275.12 155.6 0.03 270.65 

23 3+206 276.86 345 0.03 276.20 268 0.03 275.70 211.3 0.03 275.17 155.6 0.03 270.66 

24 3+333 276.93 345 0.03 276.26 268 0.03 275.76 211.3 0.03 275.22 155.6 0.03 270.90 

25 3+409 276.97 345 0.03 276.30 268 0.03 275.80 211.3 0.03 275.25 155.6 0.03 270.93 

26 3+507 277.01 345 0.03 276.34 268 0.03 275.84 211.3 0.03 275.29 155.6 0.03 270.68 

27 3+598 277.06 345 0.03 276.38 268 0.03 275.88 211.3 0.03 275.33 155.6 0.03 271.17 

28 3+697 277.10 345 0.03 276.43 268 0.03 275.92 211.3 0.03 275.36 155.6 0.03 270.63 

 

表2.5-9   小河溝支流段水位線計算成果表

斷面    編號 累距 P=2%(50年一遇) P=5%(20年一遇) P=10%(10年一遇) P=20%(5年一遇) 河底      高程

設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率 設計    水位 計算    流量 計算    糙率

1 0-114 274.94 410 0.03 274.27 309 0.03 273.94 242.3 0.03 273.87 182.6 0.03 269.28 

2 0+000 275.05 116 0.03 274.40 92.6 0.03 274.07 75.1 0.03 273.96 57.6 0.03 271.13 

3 0+150 275.16 116 0.03 274.60 92.6 0.03 274.34 75.1 0.03 274.20 57.6 0.03 271.14 

4 0+300 275.29 116 0.03 274.83 92.6 0.03 274.62 75.1 0.03 274.46 57.6 0.03 271.15 

5 0+450 275.37 116 0.03 274.93 92.6 0.03 274.72 75.1 0.03 274.54 57.6 0.03 271.20 

6 0+600 275.47 116 0.03 275.05 92.6 0.03 274.84 75.1 0.03 274.65 57.6 0.03 271.25 

7 0+650 275.51 116 0.03 275.10 92.6 0.03 274.89 75.1 0.03 274.70 57.6 0.03 271.30 

 

2.5.5雍水分析

從上表2.5-5和2.5-6中計算得出20年一遇主河道天然河道水位高程273.59m-277.14m，小河溝支流天然水位高程274.72m-275.67m。由表2.5-8和2.5-9中得出工程建后20年一遇主河道天然河道水位高程272.89m-276.43m，小河溝支流建后水位高程274.40m-275.10m。

建設后方案中主河道水位降低0.7m-0.71m，小河溝支流水位降低0.32m-0.57m，故30m壩長推薦方案未對河道造成雍水影響。

2.5.6水面線計算成果合理性分析

本次水面線計算各斷面是在1/500的地形圖上剖取的，斷面數據的精度完全滿足設計要求，各斷面均根據河道的走勢、斷面變化、沿河建筑物等布設，各涉河段計算斷面平均間距130m，斷面布設數量也滿足山區河流的計算要求。因計算河段比較長故沿程采用分段流量計算。各斷面計算糙率是根據實際勘察河槽和灘地情況參照《天然河道糙率表》后綜合確定。考慮不同量級的洪水過流面積的不同，涉及的淹沒物也不同，故各頻率下的計算糙率也有所不同。經綜合分析本次采用的糙率成果為：天然河道取值0.035，工程修建后取值0.030，該值符合《天然河道糙率表》中的取值范圍。綜合以上認為本次水面線計算成果是比較合理的。

 

           

 

 

 

 

 

3工程地質

（1）工程區位于長壽――遵義基底斷裂東側，其大地構造部位屬揚子準地臺（Ⅰ1級）重慶臺拗（Ⅱ1級）重慶褶皺束（Ⅲ1級）華鎣山穹褶束（Ⅳ2級），構造形跡多成生于燕山運動末期的北東—南西向褶皺，區內構造作用力分布不均，背斜褶皺緊閉，為梳狀—箱狀形態，向斜開闊，成為典型的隔檔式構造，斷裂以壓性、壓扭性為主，一般沿背斜軸部分布，局部有小規模縱向斷層發育，但規模較小。新構造運動期間，該區為大面積間歇性緩慢抬升， 差異運動弱。本區屬地震波及區，地震活動水平低，地震動峰值加速度為0.05g。因此，本區構造穩定性良好。

（2）場地地勢平坦，地質結構較簡單，無嚴重不良地質現象存在，花溪河水對砼無腐蝕性。場地整體穩定性良好，適宜興建堤防工程。

（3）按照堤基巖土特性、厚度等要素的差異，將本工程分為2個工程地質段，即擬建堤軸線以下粉土和粉砂層厚度以3m為限。擬建堤軸線以下第四系覆蓋層厚度大于3m段劃分為第一段，占堤段總長的77%；堤軸線以下第四系覆蓋層厚度小于3m段劃分為第二段，占堤段總長的23%。

（4）堤基粉土和粉砂屬軟弱地基，基本滿足擬建提防上部荷載的要求，但為確保堤防的抗滑穩定性，建議根據需要進行適當的處理，如碎石換填或加大基礎寬度等。

（5）工程區附近無合適人工砼骨料及塊石料，可在巴南區炒油場購買人工砼骨料，在接龍鎮官地壩開采塊石料，但運距均較遠；回填土料沿岸較豐富，儲量和質量均能滿足施工要求，且開采條件好、運距短。

（6）鑒于堤線較長，河流水力特征的差異將導致沉積的土層性質各異，勘察揭示的堤基土層主要為粉土和粉砂，不排除沿線局部存在有其他土層存在，可在施工開挖過程中加強施工地質和取樣試驗工作。

 

 

 

 

 

4工程任務及治理原則

4.1工程任務

（1）防洪

工程河段現有防洪能力較差，洪災頻繁發生，損失嚴重，限制了該區域的發展。本工程保護區域為重慶花木世界，針對該段河道防洪標準偏低，為減輕洪水災害，本次河道治理以防洪為首要任務，工程完建后該河段能達到20年一遇防洪標準。

（2）岸坡治理

工程河段現狀局部有塌岸現象，考慮現狀河道天然土坡無法滿足兩岸建筑物的穩定要求，屆時塌岸現象將進一步擴散。因此，增加河道岸坡穩定，消除岸坡失穩隱患，是本工程的一個重要任務。

（3）水土保持

工程河段兩岸大多為土質邊坡，工程河段筑堤后，將對河道兩岸的土坡起到保護作用，將有效減少河道兩岸的水土流失。

4.2治理原則

根據工程河段洪災成因分析及防洪要求，確定以下治理原則：

（1）工程河道整治后能抵御20年一遇洪水。

（2）堤防型式在滿足防洪要求的同時，要考慮生態堤防理念設計，達到“人水和諧”的效果，結合后期景觀設計，符合“宜居重慶”要求。

（3）根據河道的實際情況，因地制宜選擇“當地工程措施”解決，最大可能減少對河道已成設施的拆除重建，以節約工程投資。

（4）對河道可能的治理方案進行經濟技術對比，確定最優整治方案。

4.3工程河道現狀及存在的問題

目前，花木世界范圍內花溪河河道狀況不容樂觀，河道岸坡中亂占、亂建、亂倒垃圾等嚴重情況，一定程度上擁堵了洪水排泄，在發生洪水時必然阻礙行洪，對防洪排澇安全不利，極大的威脅周邊防洪安全。工程河段岸坡在河水的作用下，表層的土體易遭浸蝕、沖蝕而造成水土流失。工程保護區人口密集，河岸沿線建有一大批花木展示區，但沿岸幾乎無防洪工程設施，花木展示區房屋及展示樹種多分布在273m高程左右，抗洪能力僅2～5年一遇洪水標準，不滿足防洪的要求。

4.4工程規模

本工程河道治理長度4347.7m，其中花溪河主河道長度3697.7m，小河溝支流河道長度650m。項目建設內容包括生態護岸工程、擋水建筑工程（橡膠壩）、排洪箱涵管涵和人工濕地等。

防洪護岸生態防洪堤總長度9095.9m(花溪河主河道左岸4161.7m，右岸3662.5m，小河溝支流左岸631.1m，右岸640.6m)。

花溪河主河道出口堰口橋位置處新建橡膠壩1座（壩長30m，壩高3.5m，壩頂高程273.00m）。

新建排洪箱涵2道，長度各20m，（過水斷面1.2m×1.6m和2.5m×3.0m），新建DN500排水管涵23處，總長度460m。

花溪河主河道左岸打造人工濕地3處，72.1畝。

4.5堤線布置

4.5.1布置原則

（1）河堤堤線應與河勢流向相適應，并與大洪水的主流線大致平行。

（2）堤線應力求平順，各堤段平緩連接，不得采用折線和急彎。

（3）堤線選擇應盡可能利用現有地形，布置在基礎較好、比較穩定的地基上，盡可能避開軟弱地基、深水地帶和強透水地基。

4.5.2堤防線路

根據計算，堤防頂高程均高于20年一遇設計洪水位0.723m，堤頂布置防洪搶險公路寬4.0m。

由于原河道兩岸為天然河道，結合兩岸地形地貌及地質條件，提頂外邊線與常年水位線距離為11m-22m不等，部份河段依據兩岸地形地質條件，進行小范圍偏移，即保證防洪搶險通道的暢通，又可以滿足景觀生態需要。

4.5.3堤距選擇

根據河道兩岸地形地貌、地質條件及水位淹沒線情況，花溪河主河道河面寬度25-33m不等，小河溝支流河道河面寬度10-24m不等。花溪河主河道段最小堤間距16m，最大堤間距20m,小河溝支流最小堤間距6m，最大堤間距10m。

4.6河道與堤防斷面

本工程生態堤防護坡為土石碾壓回填，坡比1:2.95-1:4.70，坡面為生態袋護坡，堤頂寬4.0m，布置C15砼防洪搶險通道。堤頂高程高于設計洪水位0.723m，根據道路坡度要求，部分山包、土丘進行挖除，使道路盡量平順。為方便當地居民及游客觀光休閑，在高程273.30m位置處設置1道一級馬道，主河道兩岸馬道寬度3m，小河溝支流兩岸馬道寬度2m。根據河道兩岸地質情況，現狀河岸相對穩定地段在親水步道外側修建1m高格賓擋墻固岸，河岸局部較陡且不穩定地段步道外側采用30cm雷諾護墊護岸，護岸底部采用格賓擋墻壓腳。

4.7堤頂高程確定

根據《堤防工程設計規范》GB50286—98，護岸頂高程=設計洪水位+堤頂超高；堤頂超高= Rp（設計波浪爬高）+ e（設計風壅增水高度）+A（安全加高）。

（1）安全加高A的選定

本工程防洪標準為20年一遇，堤防工程級別為4級，根據GB50286—98《堤防工程設計規范》，按允許越浪的堤防工程確定安全超高，A取值為0.4m。

（2）波浪爬高Rp 

波浪爬高Rp 按下式計算：

  式中：KΔ —斜坡的糙率及滲透系數，取0.9；  

        KV —經驗系數，按《堤防工程規范》附錄取1.01；

        Kp —爬高累積頻率換算系數，按《堤防工程規范》附錄取1.54

        m —斜坡坡率，m =3.0；

H、 L —護岸前波浪的平均波高和波長，按各河段水面特征值，用《堤防工程設計規范》GB50286—98附錄公式計算。

（3）風水面壅高度e 

    風水面壅高度e按下式計算：

   式中：K—綜合摩阻系數，取3.6×10-6  

         V—設計風速，取16.2m/s。

         F—風區長度，200m;

         d—水域平均水深；

         β—風向與垂直于護岸線的法線的夾角。

（4）護岸頂超高

經計算，堤頂超高= Rp+ e+A=0.32149+0.00185+0.4=0.723m。各段堤頂超高成果見表4.9-1所示。

表4.9-1    花木世界段護岸頂超高計算成果表    單位：m

樁號 距堰址里程(m) 20年一遇水位 計算護岸超高 計算護岸頂高程 設計護岸頂高程

0+000 0 272.89 0.723 273.613 273.7

0+005 5 272.91 0.723 273.633 273.7

0+173 173 273.82 0.723 274.543 274.6

0+367 367 274.1 0.723 274.823 274.9

0+466 466 274.27 0.723 274.993 275

0+663 663 274.55 0.723 275.273 275.3

0+783 783 274.69 0.723 275.413 275.5

0+951 951 274.85 0.723 275.573 275.6

1+161 1161 275.01 0.723 275.733 275.8

1+273 1273 275.09 0.723 275.813 275.9

1+408 1408 275.17 0.723 275.893 275.9

1+568 1568 275.26 0.723 275.983 276

1+811 1811 275.42 0.723 276.143 276.2

2+074 2074 275.59 0.723 276.313 276.4

2+288 2288 275.71 0.723 276.433 276.5

2+423 2423 275.8 0.723 276.523 276.6

2+574 2574 275.88 0.723 276.603 276.7

2+712 2712 275.96 0.723 276.683 276.7

2+829 2829 276.01 0.723 276.733 276.8

2+932 2932 276.06 0.723 276.783 276.8

3+029 3029 276.11 0.723 276.833 276.9

3+105 3105 276.15 0.723 276.873 276.9

3+206 3206 276.2 0.723 276.923 277

3+333 3333 276.26 0.723 276.983 277

3+409 3409 276.3 0.723 277.023 277.1

3+507 3507 276.34 0.723 277.063 277.1

3+598 3598 276.38 0.723 277.103 277.2

3+697 3697 276.43 0.723 277.153 277.2

小河溝支流

0+000 0 274.72 0.723 275.443 275.5

0+150 150 274.98 0.723 275.703 275.8

0+300 300 275.27 0.723 275.993 276

0+450 450 275.46 0.723 276.183 276.2

0+600 600 275.62 0.723 276.343 276.4

0+650 650 275.67 0.723 276.393 276.4

 

5工程布置及建筑物

5.1 基本資料

一、地形、地質資料

地形資料為1:10000及現狀1:500地形圖。

《重慶市巴南區花溪河花木世界段堤防整治工程地質勘察報告》。

二、水文資料

采用水文分析計算的工程河段流量、設計洪水水面線。

 

5.2工程等別及標準

5.2.1工程等級及標準

重慶市巴南區花溪河花木世界段防洪護岸綜合治理工程按20年一遇洪水標準設計，工程級別為Ⅳ級，主要建筑物按4級設計。

5.2.2地震設防烈度

根據《中國地震動峰值加速度區劃圖》（GB18306-2001）劃定的工程區超越概率10％的地震動峰值加速度為0.05g，相應地震基本烈度為Ⅵ度。本工程設計中按地震烈度Ⅵ度設防。

5.3工程總體布置

5.3.1布置原則

（1）河線格局體現原生自然性；（2）總體設計展示技術先進性；（3）治理目標立足建設可行性；（4）結構措施滿足景觀生態性；（5）工程規模符合經濟合理性。

5.3.2工程格局

本項目綜合治理河道長度4347.7m（花溪河主河道長度3697.7m，小河溝支流長度650m），工程總體格局包括生態防洪堤、新建擋水建筑物（橡膠壩）、箱涵管涵工程及人工濕地工程等。

護岸型式為：格賓擋墻+削坡護岸+平臺+土石填筑體；格賓擋墻+平臺+土石填筑體；格賓擋墻+平臺+削坡護岸。花溪河主河道左岸樁號0+960-1+100、1+560-1+700段，右岸樁號0+880-0+940、1+280-1+380、2+800-2+940段布置型式為格賓擋墻+削坡護岸+平臺+土石填筑體。花溪河主河道左岸樁號0+000-0+960、1+100-1+560、1+700-3+500、3+740-4+100段，右岸樁號0+000-0+880、0+940-1+280、1+380-2+800、2+940-3+600段，小河溝支流左岸0+000-0+631.1段，右岸0+000-0+640.6段布置型式為格賓擋墻+平臺+土石填筑體。花溪河主河道左岸樁號3+500-3+740、4+100-4+161.7段和右岸3+600-3+662.5段布置型式為格賓擋墻+平臺+削坡護岸。護岸沿線高程273.30m位置布置一級馬道，主河道一級馬道寬3m，支流河道一級馬道寬2m。護岸頂（主河道左岸樁號0+000-3+500、3+740-4+100段、右岸樁號0+000-3+605段；小河溝支流左岸0+000-0+631.1段，右岸0+000-0+640.6段）布置4m寬防汛通道。一級馬道以下削坡護岸雷諾護墊坡比1:2.0，一級馬道至堤頂護岸生態袋坡比1:2.95-1:4.70，一級馬道以上（花溪河主河道左岸樁號3+500-3+740、4+100-4+161.7段和右岸3+600-3+662.5段）斜坡護岸草皮護坡坡比1:0.5-1:1.5。護岸沿線共設置31處下河梯道。下河梯道總寬度3.2m，梯步寬度2.5m，兩側梯帶各30cm寬。

橡膠壩軸線布置位于主河道樁號0+000位置，壩長30m，壩高3.5m。橡膠壩兩岸布置重力式擋墻，頂寬0.5m，迎水面坡垂直，背坡坡比1:0.5，泵房布置在右岸，平面尺寸為5.0m×6.2m。

主河道左岸2+070老馬灣支流匯入口和2+760右岸半邊河支流匯入口各布置排水箱涵1道。工程河段兩岸低洼地帶布置排水管涵，管涵共布置23道。

主河道左岸樁號0+060—0+420，1+510—1+830，2+040—2+120段共布置3處人工濕地。

5.4主要建筑物

5.4.1護岸工程設計

1設計原則

①盡量減少結構型式的硬質化；②盡可能采用天然材料；③體現人與自然的和諧關系；④綜合考慮后期景觀建設；⑤堤岸應體現防洪功能與河岸景觀的結合。

2岸型方案設計

防洪護岸回填材料為土石料碾壓回填，回填料壓實度93%。河底格賓擋墻結構型式橫向布置一品，斷面尺寸1m×1m（寬×高）。河岸格賓擋墻設計高度1m，結構型式縱向共布置兩品，第一品斷面尺寸0.5m×0.5m（寬×高），第二品斷面尺寸0.75m×0.5m（寬×高）。河底格賓擋墻至一級馬道之間采用30cm厚雷諾護墊護岸，護岸坡比1:2.0。生態袋護坡中每個生態袋之間用工程連接扣連接，高度0.2m，寬度根據護坡坡比進行調整,每個生態袋寬度在0.6m-0.8m之間。一級馬道面層鋪設廣場磚，以下分別設置10cm水泥穩定層和20cm碎石墊層。堤頂道路兩側各設置30cm厚M7.5漿砌條石路肩，路面為15cm厚C15砼，以下分別為20cm厚碎石墊層和30cm厚塊石基層。

河底格賓擋墻底部基礎考慮對其進行換填，換填深度0.9m，從上至下分別為30cm厚砂礫石墊層和60cm厚塊石墊層。河岸格賓擋墻底部置于相對穩定的覆蓋層上。

下河梯道設計總寬度3.2m，梯步寬度2.5m，兩側各設置30cm寬梯帶。梯步材料為M10漿砌石，踏高根據各段護坡坡度而定，最大踏高不超過15cm。梯帶斷面尺寸0.35m×0.4m，材料C20砼。排水管涵設計采用埋設DN500砼預制管道。

3護岸工程設計計算

（1）邊坡最小抗滑安全系數

根據《堤防工程設計規范》（GB50286-98)規定，邊坡最小抗滑穩定安全系數基本荷載組合為1.15；特殊荷載組合為1.05。

（2）擋墻抗滑、抗傾穩定安全系數

根據《堤防工程設計規范》（GB50286-98)規定，擋墻抗滑、抗傾穩定安全系數見下表5.4-1。

表5.4-1  擋墻抗滑、抗傾穩定安全系數表

序號 運行工況 防洪墻安全系數（K)

巖基抗滑 土基抗滑 抗傾

1 正常運用條件 1.05 1.20 1.45

2 非常運用條件 1.00 1.05 1.35

（3）設計計算

各河段邊坡高度通常在5～7m間，土體多為雜填土和粘土，指標見表5.4-2。

表5.4-2   邊坡土體指標表

地質參數 φ( °) C(kpa) γ天然(KN/m3) γ飽和(KN/m3)

雜填土 15.0 17.0 19.0 19.5

粘土 13.0 15.0 19.5 20.0

 結合本工程實際布置，對于坡高在7m以下的邊坡，坡比1:3.0綜合考慮，對設計水位穩定滲流期（工況一） 、施工期無水（工況二）、設計水位驟降1m（工況三）三種工況，采用北京理正軟件設計研究院的土坡穩定分析軟件，按瑞典園弧法計算，結果見表5.4-3。

表5.4-3   護坡土堤抗滑穩定計算成果表

計算

工況 計算參數 計算結果

均布

荷載 雜填土 粘土 O1 R k

φ C γ天然 γ飽和 φ C γ天然 γ飽和 x y

工況一 2 20 22 19 19 19 28 19.5 20 10.15 18.2 21.11 1.483

工況二 2 20 22 19 19 19 28 19.5 20 8.853 18 20.98 1.58

工況三 2 20 22 19 19 19 28 19.5 20 11.73 8 7.226 1.199

通過計算，工況一和工況二其k值為1.483和1.58,可以認為滿足4級土堤非常情況下k≥[k]=1.15的要求；工況三其k值為1.199,可以認為滿足4級土堤正常情況下k≥[k]=1.05的要求。

5.4.2擋水建筑物設計

1擋水建筑方案設計

在本工程下游出口堰口橋位置處布置擋水建筑物1座，建筑物型式為橡膠壩。根據水文分析計算及對河道和濕地水面規劃要求相結合，擬定橡膠壩底板高程為269.50m，推薦壩袋長30m，凈高3.5m，設計正常擋水位273.00m，壩袋采用螺栓壓板錨固，錨固線為雙錨固線。壩底板順水流方向長度13.0m，底板厚2.0m，其中面層為1.0m 厚C20砼，底板基層為C15埋石砼，置于弱風化基巖中上部。底板上端設齒墻，以增加壩體抗滑穩定性，底板分縫間距為15m，采用橡膠止水，縫內填瀝青杉木板。

橡膠壩壩袋與岸墻接頭采用堵頭式，兩岸采用C15埋石砼重力式擋墻結構，基礎置于弱風化泥巖上部，頂寬0.5m，迎水面坡垂直，背坡坡比1:0.5，墻后用石渣料回填。泵房布置在右岸，為地下矩形結構，共布置兩臺充排水泵和一臺潛水泵，平面尺寸為5.0m×6.2m，泵房底板高程268.55m，下游設集水井，尺寸1.0m×1.0m×1.0m，泵房頂面高程275.50m，高于該處河道20年一遇洪水272.89m。泵房采用C25鋼筋砼結構，砼抗滲等級不小于W6，內外側均作防水層，邊墻厚0.5m，底板厚0.5m，頂板為現澆式板梁結構，板厚0.12m，預留進人口，并設鋼爬梯。

2設計計算

（1）壩體穩定及結構計算

1）計算工況

①升壩擋水，下游有水時，壩上游水位為273.00m，下游水位271.50m。

②升壩擋水，下游無水時，上游水位為273.00m，下游水位為河床高程269.50m。

2）計算荷載

壩體荷載按1m寬板條進行計算，主要荷載有：結構自重、水重、上下游水壓力、揚壓力和泥沙壓力。

 3）計算參數

橡膠壩巖體力學參數建議值見表5.4-4。

表5.4-4  橡膠壩巖體力學參數建議值表

巖石類別 抗剪斷強度 抗剪強度 承載力（Mpa）

f′ C′(Mpa) f C(Mpa) 強風化 弱風化

泥巖 0.6 0.3 0.5 0 0.4 0.80

砂巖 0.75 0.65 0.6 0 0.8 2.0

4）抗滑穩定計算

根據抗滑穩定計算公式（5.3.1.5）和抗剪斷穩定計算公式（5.3.1.6），壩體抗滑穩定計算結果見表5.4-5。  

表5.4-5  橡膠壩抗滑穩定計算結果

計算工況 抗剪強度公式 抗剪斷強度公式

計算值 規范允許最小值 計算值 規范允許最小值

工況1 1.16 1.05 4.38 3.0

工況2 1.11 1.05 4.17 3.0

 

從表5.4-5計算成果可知，橡膠壩滿足抗滑穩定要求。

5）基底應力計算

根據壩基底應力計算公式：

                        

 式中：——基底應力最大值或最小值,Mpa；

      ΣG——全部豎向荷載，kN；

A — 基礎底面面積，m2；

e — 基底應力偏心距，m；

B — 基礎寬度,m。

計算結果詳見表5.4-6。

表5.4-6  基底應力計算結果                       單位：Mpa

計算部位 堰口橋橡膠壩

上游 下游

工況1 0.109 0.091

工況2 0.122 0.117

從表5.4-6計算成果可知，基底最大應力0.122Mpa小于地基容許承載力0.3Mpa，壩體是安全的。

（2）壩袋計算

根據《橡膠壩技術規范》（SL227—98），充水橡膠壩內外壓比值宜選用1.25～1.60，安全系數應不小于6.0。

經技術經濟比較，本工程選擇α=1.3，壩袋有關計算公式采用《橡膠壩技術規范》（SL227—98）附錄B，計算成果見表5.4-7。 

 

表5.4-7   壩袋計算表

工程名稱 內壓比

a 袋壁環

向拉力（KN/m） 計算安全

系數K 上下壩

袋長度

（m） 壩袋貼

地長度（m） 每延m

容積

（m3/m） 袋布強度(KN/m）

徑向 緯向

堰口橋壩 1.30 52.1 10.1 12.385 6.575 19.02 520 480

從表5.4-7計算可知，安全系數為10.1，大于規范允許最小安全系數6.0，滿足規范要求。

根據計算，擬定堰口橋壩袋型號為JBD3.5-260-2，膠布型號J260240-2,壩袋膠布材料必須滿足相關規范要求。

（3）擋墻穩定計算

1）計算荷載

結合本工程實際，荷載有：墻體自重、內外側靜水壓力、土壓力、道路人行及車輛荷載、揚壓力等。

2）計算方法及計算工況

采用北京理正軟件對擋墻進行了穩定性分析，計算工況如下：

①擋墻內外側水位均為壩前正常蓄水位——正常運用情況；

②擋墻內外側水位均為壩下游正常運行水位——正常運用情況；

③擋墻內外側水位均為20年一遇設計洪水位——正常運用情況；

④擋墻內側水位高于外側水位1.5m——非常運用情況；

其中第4種工況為最不利工況，安全系數通過試算得出。

3）計算參數選擇

表5.4-8  材料物理力學指標表

項  目 天然容重γ

(KN/m3) 飽和容重γm

(KN/m3) 浮容重γ，

(KN/m3) 內摩擦角

φ(度) 粘結力

c(KPa)

石渣回填 19.8 20.8 10.8 28 0

墻身圬工砌體 22.0 24.5 14.5 45 0

4）計算結果

表5.4-9   擋墻計算成果表

項目 抗滑安全系數 抗傾安全系數 基底應力（Kpa）

工況 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

計算安全系數 1.23 1.22 1.25 1.06 1.50 1.46 1.54 1.36 221 252 215 201

允許安全系數 1.05 1.05 1.05 1.00 1.40 1.40 1.40 1.30 300 300 300 300

經計算，擋墻抗滑、抗傾和基底應力均滿足規范要求。

5.4.3排水箱涵、管涵

花溪河花木世界段主河道2+070左岸為老馬灣支流匯入口，主河道2+760右岸為半邊河支流匯入口。上述兩匯入口位置設計考慮C30鋼筋砼箱涵排水，長度分別為20m，過水斷面分別為1.2m×1.6m和2.5m×3.0m，墻厚分別為0.25m和0.40m。工程河段兩岸低洼地帶設排水管涵，管徑DN500，材料為預制砼管。

5.4.4人工濕地

為凈化該段河道內水質，體現河道生態效應，在本工程主河道左岸樁號0+060—0+420，1+510—1+830，2+040—2+120段共布置3處人工濕地。人工濕地面積72.1畝，濕地內正常水位273.00m，底高程272.00m。

                                        

 

 

 

 

 

 

 

參考文獻

[1]《防洪標準》（GB50201-94）；

[2]《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000）；

[3]《水利水電工程初步設計報告編制規程》（DL5021-93）；

[4]《城市防洪工程設計規范》（CJJ50-92）；

[5]《堤防工程設計規范》（GB50286-98）；

[6]《堤防工程施工規范》（SL-260-98）；

[7]《水利水電工程設計洪水計算規范》（SL44-2006）

[8]《水利水電工程水文計算規范》（SL278－2002）；

[9]《水工混凝土結構設計規范》（SL/T191-96）；

[10]《水工擋土墻設計規范》（SL379-2007）；

[11]《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）；

[12]《堤防工程管理設計規范》（SL171-96）；

[13]《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303-2004）；

[14]《橡膠壩技術規范》（SL227—98）

[15] 《重慶市城市防洪總體規劃》（2006-2020）

[16]《中國地震動峰值加速度區劃圖》（GB18306-2001）

[17] 《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》(1984)

[18]《天然河道糙率表》

 

 

 

 

 

 

致謝

首先，我衷心地感謝四川農業大學給我提供的優異的學習生活環境，尤其感謝我的恩師***。本論文的順利完成是在指導教師***的細心指導與幫助下完成的。從論文的選題到資料的搜集直至最后論文的修改的整個過程中，花費了老師很多寶貴的精力和時間，導師高度的責任心、嚴謹求實的治學態度以及精益求精的工作精神，都將鞭笞我今后的整個人生，使我獲益終生!在論文撰寫的過程中遇到的很多困難，得到了倪老師的講解與指導，不僅提升我自身經驗，還彌補了理論知識的欠缺，最終完成了論文的撰寫。在這里，我要對倪老師老師致以最衷心的感謝！

其次，感謝班主任***、***老師、***老師、***老師、***老師、***老師、***老師在大學四年的時間里對我的教育培養和關懷，感謝學院的幫助與支持！感謝全體同學，共同的學習讓我備受啟發，因為大家的共同努力與相互幫助，才使得我們的學業不斷的向前發展，取得了不錯的成果，也使得我們的友情日益深厚！

最后，再次對所有關心、支持和幫助我的老師、同學和朋友，一并致以最誠摯的謝意!

 

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