广东省山区中小河流治理工程设计指南(试行稿)2015-3-31
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广东省山区中小河流治理工程
设计指南
(试行)
广东省水利水电科学研究院 广东省水利水电技术中心
二〇一五年三月
前 言
中小河流治理项目是指为提高中小河流的防洪减灾能力,保障区域防洪安全和粮食安全,兼顾河流生态环境而开展的以堤防加固和新建、河道清淤疏浚、护岸护坡等为主要内容的综合性治理项目。按照《关于加强中小河流治理项目质量管理工作的意见》(水建管[2014]144号)和《关于进一步提高中小河流治理勘察设计工作质量的意见》(水规计[2013]495号)要求,为规范和指导我省山区中小河流治理工程初步设计工作,科学规划工程布局,合理确定治理方案,规范主要设计内容,提高设计工作质量,特制定本指南。本指南按照《水利技术标准编写规定》(SL1-2014)的要求,并参考《水利水电工程初步设计报告编制规程》(SL619-2013)、《中小河流治理工程初步设计指导意见》(水规计[2011]277号)编制,指南共包括17章81节和1个附录。
本指南由广东省水利厅提出并归口管理,由广东省水利水电科学研究院负责具体技术内容的解释。本指南在执行过程中,请各单位注意总结经验,积累资料,随时将有关意见和建议反馈给广东省水利水电科学研究院(地址:广州市天河区天寿路116号;电话:020-38036683;邮政编码:510635),以供今后修订时参考。
本指南主编单位、参编单位和主要起草人: 主编单位:广东省水利水电科学研究院 参编单位:广东省水利水电技术中心
广东水科院勘测设计院
河口水利技术国家地方联合工程实验室 广东省水动力学应用研究重点实验室 广东省山洪灾害突发事件应急技术研究中心 广东省岩土工程技术研究中心 广东省河口水利工程实验室 广东省水利重点科研基地
主要起草人:黄本胜、陈晓文、黄锦林、陈仲策、张 婷、邓 健、杜秀忠
王 庆、钟伟强、倪培桐、王立华、唐造造、董 明、洪昌红 张 挺、杨永民、黄健东、苗 青、谭 超、刘 达、魏俊彪 孙昌利、张晓艳、张荣上
目 次
1 总则 ........................................................................................................................... 1 2 综合说明 ................................................................................................................... 3 3 水文 ........................................................................................................................... 5
3.1 流域概况......................................................................................................... 5 3.2 气象水文......................................................................................................... 5 3.3 洪水................................................................................................................. 5 3.4 排水流量......................................................................................................... 6 3.5 泥沙................................................................................................................. 7 3.6 水位与水位流量关系曲线............................................................................. 7 3.7 附图与附表..................................................................................................... 7 4 工程地质及测量 ....................................................................................................... 8
4.1 工程测量......................................................................................................... 8 4.2 工程地质勘察................................................................................................. 8 4.3 报告编制要求................................................................................................. 9 5 工程任务和规模 ..................................................................................................... 11
5.1 概述............................................................................................................... 11 5.2 工程任务....................................................................................................... 11 5.3 工程规模....................................................................................................... 11 5.4 附图与附表................................................................................................... 14 6 工程布置及建筑物 ................................................................................................. 15
6.1 设计依据....................................................................................................... 15 6.2 工程等级和标准........................................................................................... 15 6.3 工程总布置................................................................................................... 15 6.4 河道疏浚清淤............................................................................................... 15 6.5 岸坡整治及护岸工程................................................................................... 16 6.6 堤防工程....................................................................................................... 19 6.7 水陂工程....................................................................................................... 23 6.8 控导工程....................................................................................................... 24
6.9 穿堤建筑物................................................................................................... 25 6.10 水生态环境、水景观与水文化工程......................................................... 26 6.11 图表与附件 ................................................................................................. 28 7 机电及金属结构 ..................................................................................................... 29
7.1 基本要求....................................................................................................... 29 7.2 电气............................................................................................................... 29 7.3 金属结构....................................................................................................... 29 7.4 附图与附表................................................................................................... 29 8 施工组织设计 ......................................................................................................... 30
8.1 施工条件....................................................................................................... 30 8.2 天然建筑材料及弃渣场............................................................................... 30 8.3 施工导流....................................................................................................... 30 8.4 主体工程施工............................................................................................... 31 8.5 施工交通运输............................................................................................... 31 8.6 施工工厂设施............................................................................................... 31 8.7 施工总布置................................................................................................... 31 8.8 施工总进度................................................................................................... 31 8.9 主要技术供应............................................................................................... 32 8.10 附图与附表................................................................................................. 33 9 建设征地与移民安置 ............................................................................................. 34
9.1 概述............................................................................................................... 34 9.2 征地范围....................................................................................................... 34 9.3 征地实物指标............................................................................................... 34 9.4 移民安置规划设计....................................................................................... 34 9.5 补偿投资概算............................................................................................... 34 9.6 图表及附件................................................................................................... 34 10 环境保护设计 ....................................................................................................... 36
10.1 概述............................................................................................................. 36 10.2 水环境保护................................................................................................. 36
10.3 生态保护..................................................................................................... 36 10.4 土壤环境保护............................................................................................. 36 10.5 大气及声环境保护..................................................................................... 36 10.6 人群健康保护............................................................................................. 36 10.7 其他环境保护............................................................................................. 37 10.8 环境管理及监测......................................................................................... 37 10.9 附图............................................................................................................. 37 11 水土保持设计 ........................................................................................................ 38
11.1 水土流失防治责任范围 ............................................................................. 38 11.2 水土流失预测 ............................................................................................. 38 11.3 水土保持措施设计 ..................................................................................... 38 11.4 水土保持监测与管理 ................................................................................. 38 11.5 水土保持投资概算 ..................................................................................... 39 12 劳动安全与工业卫生 ......................................................................................... 40
12.1 危险与有害因素分析................................................................................. 40 12.2 劳动安全措施............................................................................................. 40 12.3 工业卫生措施............................................................................................. 40 12.4 安全卫生管理............................................................................................. 40 13 节能设计 ............................................................................................................... 41
13.1 设计依据..................................................................................................... 41 13.2 节能设计..................................................................................................... 41 13.3 节能效益评价............................................................................................. 41 14 工程管理设计 ....................................................................................................... 42
14.1 管理体制和机构设置................................................................................. 42 14.2 管理办法..................................................................................................... 42 14.3 工程管理范围及保护范围......................................................................... 42 14.4 工程管理设施............................................................................................. 43 14.5 工程管理运行费用及资金来源................................................................. 43 15 设计概算 ............................................................................................................... 44
3 水文
3.1 流域概况
3.1.1 说明流域自然地理概况、流域和河流特征、水土保持概况。
3.1.2 说明流域内已建和在建的水利水电工程名称、位置以及各工程的主要任务。
3.2 气象水文
3.2.1 概述流域的气象特征和气象要素特征值。
3.2.2 说明设计流域内水文测站分布情况,工程场址以及设计依据站、参证站的流域特征值。
3.2.3 简述设计依据站、参证站的水文观测项目、观测年限和资料整编等情况。 3.2.4 明确工程设计采用或参考的水文站或雨量站资料系列,并分析资料的可靠性、一致性和代表性。
3.2.5 没有水文站或水位站的河道,可根据需要结合地形测量同时进行水位测量,供水面线计算使用。
3.3 洪水
3.3.1 概述流域暴雨特性、暴雨成因,说明洪水成因、洪水特性及其时空分布。 3.3.2 说明上游水利水电工程对洪水的影响、洪水系列的还原和插补延长情况。 3.3.3 应进行历史洪水调查,说明历史洪水调查成果。 3.3.4 设计洪水计算
1 有实测流量资料时,应采用频率分析法、水文比拟法进行计算,对已有规划设计成果的需整治河段,应对成果进行复核,并进行分析比较,确定采用的设计洪水成果。
2 无实测流量资料时,应由设计暴雨推求设计洪水。有实测雨量资料时,应对雨量系列资料进行分析,并与根据《广东省暴雨参数等值线图》查取的暴雨参数进行分析比较,确定点设计暴雨;无实测雨量资料时,可根据《广东省暴雨参数等值线图》(2003年)和《广东省暴雨径流查算图表》(1991年)查取各历时暴雨参数(均值、变差系数Cv等),确定点、面设计暴雨;由设计暴雨推求设计洪水。
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(1)对于集水面积小于1000 km2的流域,采用广东省综合单位线法和推理公式法计算设计洪水,在对参数(综合单位线滞时m1,推理公式汇流参数m)结合工程集水区域下垫面条件合理调整的基础上,协调两种方法的设计洪峰流量相差不超过20%,原则上采用广东省综合单位线方法计算的设计洪水成果。
(2)对于计算区域内无水库工程且集水面积小于10 km2的流域,仍采用广东省洪峰流量经验公式计算设计洪水。
(3)上游有对设计洪水产生较大影响的蓄水工程(如水库)时,应考虑水库的洪水调节作用,将区间设计洪水和水库调洪后的下泄流量进行叠加后(可按峰峰遭遇考虑),作为工程设计洪水成果。
3.3.5 根据施工设计要求的施工时段计算非汛期分期设计洪水,应说明非汛期分期时段、分期洪水计算方法,并确定分期设计洪水成果。
1 有实测流量资料时,应按上述根据实测流量资料推求设计洪水的方法计算分期设计洪水。
2 无实测流量资料时,根据分期实测雨量资料,可统计各施工时段最大24h雨量,其它短历时雨量根据暴雨力Sp推求,再按上述根据降雨资料推求设计洪水的方法计算分期设计洪水。
3 无分期雨量资料地区可参考邻近已有工程的批复设计成果,计算分期设计洪水。
3.3.6 设计洪水应按以下要求进行合理性分析:
1 根据流量资料计算设计洪水时,应说明洪水系列年限、经验频率计算公式、设计洪水计算成果,经合理性分析并与已有规划设计成果进行分析比较后,确定采用的设计洪水成果。
2 根据暴雨资料推算设计洪水时,应说明设计暴雨、产汇流的计算方法和设计洪水计算成果,经合理性分析比较后,确定采用的设计暴雨、设计洪水成果。 3 应根据类似地区或相邻河流的设计洪水成果,以及治理河段的历史洪水调查分析成果等资料,对采用的设计洪水成果进行合理性分析。
3.4 排水流量
3.4.1 说明排水区域地理特征值、资料情况。
3.4.2 应根据相关规划和涝区自然地理条件、经济社会情况合理确定排涝原则和标准,划分排涝分区,进行排涝水文计算。
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3.4.3 穿堤涵闸的排水流量宜按排峰考虑,并说明计算方法和成果。
3.5 泥沙
3.5.1 简述泥沙来源以及上游水利水电工程拦沙影响、实测的泥沙系列情况,确定多年平均悬移质、推移质年输沙量。
3.5.2 泥沙问题严重的河流,宜提出悬移质泥沙颗粒级配曲线,平均或中值粒径,矿物成份。
3.6 水位与水位流量关系曲线
3.6.1 概述河道已有的水位计算分析成果,选取合理的计算方法确定河道设计水位。
3.6.2 说明设计断面位置、采用的资料情况、水位流量关系曲线推求方法。 3.6.3 经合理性分析后,说明推荐采用的设计断面水位流量关系曲线。
3.7 附图与附表
3.7.1 本章可附以下图:
1 流域水系图(标明水文站、雨量站、气象站及已建、在建水利水电工程位置)。
2 洪峰、洪量或暴雨频率曲线图。 3 典型洪水及设计洪水过程线图。
4 主要水文站和设计断面的水位流量关系曲线图。 5 其他附图。 3.7.2 本章可附以下表:
1 设计依据站或参证站历年水文测验情况统计表。 2 年、月雨量系列表。
3 洪峰、洪量(或暴雨量)系列表。 4 典型洪水和设计洪水过程线表。 5 其他附表。
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4 工程地质及测量
4.1 工程测量
4.1.1 对拟治理的河段和重要建筑物,应进行地形和断面测量。地形测量比例尺及断面测量间距应根据实际地形情况按照满足设计和计算工程量需要确定。 4.1.2 工程总布置图可采用1:5000~1:10000的地形图,也可采用相同比例尺正射影像图。
4.1.3 工程平面布置图一般采用1:1000~1:2000的地形图,穿堤建筑物、拦河建筑物宜采用1:500的地形图。新建堤防测绘宽度为堤线内侧(背水侧)50m~100m;加固堤防和修建护岸的堤(岸)线内侧可适当缩窄,但历史险段及堤防背水侧存在坑塘的堤段应适当加宽。若为单边建堤,应根据设计需要测绘至对岸的堤顶或岸坡顶,以示河宽和河势。 4.1.4 断面测量要求:
1 一般水平比例尺采用1:100~1:500,竖直比例尺采用1:100~1:200。 2 有工程布置河段,根据工程实际情况并结合施工图设计要求,一般每50m~200m测一个横断面,对于地形地貌变化较大或历史险段、堤防背水侧存在坑塘的堤段、存在穿堤建筑物等特殊位置需增加横断面测量。 3 无工程布置河段,一般200m~500m测一个横断面。 4 整治终点难以确定起推水位时,测量长度下延3km。
4.1.5 对仅采取河道清淤疏浚措施的河段,可不进行河道平面测量,但应进行河道断面测量,测量间距按满足工程量计算精度要求确定。
4.2 工程地质勘察
4.2.1 应根据治理工程措施的型式,参照 《堤防工程地质勘察规程》(SL188)和 《中小型水利水电工程地质勘察规范》(SL55)进行工程地质勘察,勘察单位应具有水利水电行业资质。
4.2.2 应收集区域地质资料和区域内其他工程的相关地质资料;调查了解拟治理河段历次暴雨山洪灾害情况、冲刷深度及抢险或加固措施等基本资料。 4.2.3 工程地质条件简单地区,物理力学参数可根据区内地质环境和工程特性,结合本地区已建工程经验,采用工程类比法提出;工程地质条件复杂地区,应结合必要的试验,按照《水利水电工程地质勘察规范》(GB50487)经综合类比后
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提出物理力学参数。物理力学参数包括容重、抗剪强度、地基承载力、渗透系数、允许渗透比降、允许不冲流速等。
4.2.4 新建堤防、穿堤建筑物及拦河建筑物设计应进行针对性的地质勘察,其他可结合探坑、探槽等方法适当简化。以下几种情况,可结合己掌握的地质资料和实地查勘情况适当减少地勘工作量,但应满足工程地质评价内容和深度的要求。
1 堤防工程沿线道路、桥梁、房屋建筑已有地勘资料的。 2 平原地区地质条件变化不大,地层情况基本一致的。 3 山区河道覆盖层很浅,甚至岩基出露的。
4.2.5 天然建筑材料的勘察,应以调查、类比为主,结合适量勘探试验方法和手段开展工作。对拟实施项目所需的天然建筑材料的种类、储量、质量、场址位置以及开采运输条件等作出评价。
4.3 报告编制要求
4.3.1 概述
1 说明本阶段勘察(含调查)工作过程、收集的已有勘探成果、主要勘察成果及结论。
2 说明本阶段勘察工作内容、累计完成的主要勘察工作量。 4.3.2 区域构造稳定性和地震动参数
1 说明工程所在区域构造稳定性与地震动参数的结论。
2 当场地及其附近存在与工程安全有关的活断层时,应进一步论证其规模和活动性,评价其对工程安全的影响。必要时,应结合监测成果评价断层活动性。 4.3.3 工程地质
1 简述堤防、护岸、穿堤建筑物、拦河建筑物等工程地质条件,评价各比选方案存在的主要工程地质问题,提出比选的地质意见,确定主要岩土体物理力学参数。
2 评价穿堤建筑物、拦河建筑物、护岸工程存在的工程地质问题,提出工程处理措施建议。对护岸工程还应分段评价岸坡稳定性。
3 对于新建堤防,宜根据堤防沿线的地形地貌、堤基岩(土)层的组成和结构,特别是影响堤基稳定的不良地层的分布和性质,以及含水层的分布、结构和渗透性等,划分堤基地层结构,进行工程地质分段,分段评价堤基抗滑稳定、渗透变形、沉降变形、抗冲能力等工程地质问题,提出工程处理措施建议。
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6 工程布置及建筑物
6.1 设计依据
6.1.1 简述主管部门对工程实施范围的意见及相关规划文件资料。 6.1.2 简述工程布置及主要建筑物布置设计所需的相关专业基本资料。 6.1.3 说明设计所采用的主要技术标准。
6.2 工程等级和标准
6.2.1 根据保护对象的重要性和有关规范,确定工程等级和主要、次要建筑物的级别和相应防洪标准。
6.2.2 确定地震动参数设计采用值及相应抗震设计烈度。
6.3 工程总布置
6.3.1 中小河流治理应尽量维持河流天然形态,充分体现自然、生态的河道治理理念,宜弯则弯,宜滩则滩,避免裁弯取直,对局部不合理的河段可根据实际情况进行局部调整。
6.3.2 中小河流治理堤线走向布置,原则上应尽量利用已有堤防,堤线应平顺连接,不得采用折线或急弯。
6.3.3 中小河流治理对已有的建筑物,应尽量保留或加固处理;确需拆除重建时,应通过综合比选,确定建筑物的布置及结构型式,并尽可能在原址或靠近原址重建。
6.3.4 中小河流治理应充分考虑已治理河段,并对护岸、堤防结构型式及疏浚清淤措施等进行技术经济比选,综合选定工程布置方案。
6.4 河道疏浚清淤
6.4.1 河道疏浚清淤工程应在河床演变分析的基础上,根据河道整治工程总体布局,结合河道治导线确定疏挖范围。河道疏浚、清淤的纵横剖面应满足河道行洪安全、河槽与岸坡稳定、河道水域环境整治等要求。
6.4.2 为适应山区中小河流不同时段流量差异较大的特点,应尽可能采用复式断面进行河道断面清淤设计,清淤后的行洪断面按满足畅泄多年平均洪峰流量要求
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确定,枯水河槽断面按枯季多年平均流量设计。河道清淤断面形式也可参考治理河段附近天然优良河段断面形式确定。
6.4.3 河道需扩挖时,应沿滩地较宽的一侧或沿凸岸扩挖,并尽可能使河线圆顺。疏挖段的进、出口处应与原河道渐变连接。未经充分论证,不宜改变整治河段的河道比降。
6.4.4 对多沙河道应分析疏浚回淤的可能性,预测、评价疏浚工程效果。 6.4.5 河道疏浚与清淤应注意防止影响堤防、岸坡稳定及邻近建筑物的安全。涉及堤岸稳定的,应进行相关的堤岸稳定计算。
6.4.6 疏浚与清淤应维护河道原生态河貌,在满足防洪要求的前提下,宜尽量保留原河道河势与形态,维持河道天然滩(洲),注重保持河道生态系统。 6.4.7 为保证清淤及疏浚工程的实施效果、稳定河势和堤岸安全,必要时应实施辅助性的控导工程措施。
6.4.8 应提出河道疏浚清淤布置、断面型式、控制高程和主要尺寸。疏浚与清淤设计内容应包括清淤疏浚范围、宽度与底高程、两侧边坡坡比及距已建成建(构)筑物的最小安全距离。
6.4.9 应提出河道清淤疏浚边坡稳定计算方法及成果。
6.5 岸坡整治及护岸工程
6.5.1 河岸受水流、潮汐、波浪作用可能发生冲刷破坏影响岸坡安全时,应采取防护措施。护岸工程的设计应统筹兼顾、合理布局,综合考虑绿化、景观和生态等要求,并宜采用工程措施与生物措施相结合的方式进行防护。
6.5.2 护岸工程可根据水流、潮汐、波浪的特性,以及地形地质、施工条件和应用要求等,选用坡式、墙式或其他形式护岸。护岸设计应充分利用当地材料,在满足结构和防冲安全的基础上,选择生态护岸,满足促进生物多样性、提高水体自净能力、美化环境的要求。
6.5.3 护岸工程的结构、材料应符合下列要求:
1 坚固耐久,抗冲刷、抗磨损性能强。
2 多孔隙、透水透气、生态友好,适于生物繁衍生息。 3 适应河床变形能力强。
4 就地取材,经济合理,便于施工、修复、加固。
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6.5.4 护岸的位置和长度应根据水流、潮汐、波浪特性以及地形地质条件,在河床演变分析的基础上确定,在不同的河段宜采用不同的护岸结构。在凹岸水流对冲段,护岸设计以满足防冲要求为主,宜采用绿化混凝土、隐形护岸、干砌石护岸等;凸岸及其它防冲要求较低的区段,应充分考虑生态的要求,宜选择植物措施、植生土工网垫、植生土工袋、植生卵石堆石岸、生态格宾护垫等。 6.5.5 在设计流速小于2m/s的顺直河段,可直接选用植物护坡;设计流速小于4m/s的顺直河段,可选用由三维土工网为底层结构的植物护坡;设计流速大于4m/s的顺直河段和河流弯道的迎水面,以及有工程措施衔接的河段,不宜采用植物护坡。
6.5.6 堤防护坡顶部高程应超过设计洪水位0.5m,滩岸护坡顶部高程应与滩面相平或略高于滩部。护岸工程的下部护脚延伸范围应符合下列规定:
1 在深泓近岸段应延伸至深泓线,并应满足河床最大冲刷深度的要求。 2 在水流平顺、岸坡较缓段,宜护至坡度为l:3~1:4的缓坡河床处。 6.5.7 护坡与护脚应以设计枯水位为界。设计枯水位可按月平均水位最低的三个月的平均值计算。
6.5.8 无滩或窄摊段护岸工程与堤身防护工程的连接应良好。
6.5.9 护坡应优先选用具有良好反滤和垫层结构的堆石、土工合成材料和自然材质制成的柔性结构、生态混凝土结构,为植物生长及鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息与繁殖创造条件。
6.5.10 城镇河段护岸应考虑景观休闲和亲水的需要,常水位以上宜采用生态护坡。复式断面的滩面设计应分析行洪和土地利用等因素,可以将滩地设置为不影响行洪的绿化地。
6.5.11 乡村河段护岸应结合水土保持和坡面植物措施。在平原流速较小的河段,除有通航要求的河段外,宜采用植物护岸;对山区流速较大的河段,宜采用干砌石、浆砌块石、卵石、绿化混凝土和混凝土护岸。
6.5.12 护岸工程应进行稳定计算分析,也可按已建同类工程选定。坡式护岸整体稳定安全系数不应小于1.25,边坡内部稳定安全系数不应小于1.20。墙式护岸挡土墙沿基底面的抗滑稳定安全系数不应小于《堤防工程设计规范》表3.2.5的规定、挡土墙的抗倾覆稳定安全系数不应小于《堤防工程设计规范》表3.2.7的规定。 6.5.13 坡式护岸按如下要求设计:
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1 坡式护岸可分为上部护坡和下部护脚。上部护坡的结构型式应根据河岸水文、地质、地形、河床形态、周围环境、生态、经济等条件,按以下顺序选用植物、土工合成材料、生态网格、绿化混凝土、干砌石、浆砌石、混凝土等护坡形式。下部护脚部分的结构型式应根据岸坡地形地质情况、水流条件和材料来源,采用抛石、石笼等,经技术经济比较选定。
2 护坡工程可根据岸坡的地形、地质条件、岸坡稳定及管理要求设置枯水平台,枯水平台顶部高程应高于设计枯水位0.5m~1.0m,宽度可为1m~2m。当枯水平台以上坡身高度大于6m时,宜设置宽度不小于1m的戗台。
3 护坡厚度按《堤防工程设计规范》附录D确定。绿化混凝土护坡厚度宜为0.10m~0.20m,砌石护坡石层的厚度宜为0.30m~0.40m,混凝土预制块的厚度宜为0.10m~0.12m。砂砾石垫层厚度宜为0.10m~0.15m,粒径可为2mm~30mm。当滩面有排水要求时坡面应设置排水沟。
4 有条件的河岸应采取植树、植草等生物防护措施,树、草品种应根据当地的气候、水文、地形、土壤等条件及自然景观、生态环境、养护管理要求选择。植物群落宜乔木、灌木和草相结合,采用乡土植物,外来物种应通过试验确定其适用性和生态特性。对护岸范围内原有林木、灌木应进行保护、利用。植物的护坡特性和抗冲刷能力应通过试验确定。
5 抛石护脚应符合下列要求:
(1)抛石粒径应根据水深、流速情况,按《堤防工程设计规范》附录D的有关规定计算或根据己建工程分析确定。
(2)抛石厚度不宜小于抛石粒径的2倍,水深流急处宜增大。 (3)抛石护脚的坡度宜缓于1:1.5。 6.5.14 墙式护岸按如下要求设计:
1 对河道狭窄、堤防临水侧无滩易受水流冲刷、保护对象重要、受地形条件或已建建筑物限制的河岸,宜采用墙式护岸。
2 墙式护岸的结构型式可采用直立式、陡坡式、折线式等。墙体结构材料宜按如下顺序选择生态混凝土、生态砌块、石笼、混凝土等。断面尺寸及墙基嵌入河岸坡脚的深度,应根据具体情况及河岸整体稳定计算分析确定,高度宜控制在常水位以上0.2m~0.3m。在水流冲刷严重的河岸应采取护基措施。
3 墙式护岸在墙后与岸坡之间宜回填砂砾石。墙体应设置排水孔,排水孔
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处应设置反滤层。在水流冲刷严重的河岸,墙后回填体的顶面应采取防冲措施
4 墙式护岸沿长度方向应设置变形缝,钢筋混凝土结构护岸分缝间距可为15m~20m,混凝土结构护岸分缝间距可为10m~15m。在地基条件改变处应增设变形缝,墙基压缩变形量较大时应适当减小分缝间距。
5 墙式护岸墙基应优先选用天然地基。当天然地基不能满足要求时,应进行地基处理,处理的措施应通过技术经济论证确定。
6 墙式护岸宜设置鱼巢,并进行垂直绿化,改善其生态特性。 6.5.15 其他护岸形式按如下要求设计:
1 护岸形式可采用桩式护岸维护陡岸的稳定、保护坡脚不受强烈水流的淘刷、促淤保堤。
2 桩式护岸的材料可采用木桩、钢桩、预制钢筋混凝土桩、大孔径钢筋混凝土桩等。桩式护岸应符合下列要求:
(1)桩的长度、直径、入土深度、桩距、材料、结构等应根据水深、流速、泥沙、地质等情况,通过计算或已建工程运用经验分析确定;桩的布置可采用1排桩~3排桩,排距可采用2.0m~4.0m。
(2)桩可选用透水式和不透水式;透水式桩间应以横梁连系并挂尼龙网、铅丝网、竹柳编篱等构成屏蔽式桩坝;桩间及桩与坡脚之间可抛块石、混凝土预制块等护桩护底防冲。
3 坝式护岸应按治理要求依河岸修建,可选用丁坝、顺坝及丁坝、顺坝相结合的勾头丁坝等形式。坝式护岸可按结构材料、坝高及与水流流向关系,选用透水或不透水、淹没或非淹没、正挑、下挑或上挑等形式。丁坝设计宜通过河工模型试验确定。
4 有条件的河岸可设置防浪林台、防浪林带、草皮护坡等。防浪林台及防浪林带的宽度、树种、树的行距、株距,应根据水势、水位、流速、风浪情况确定,并应满足消浪、促淤、固土保岸、生态等要求。
6.6 堤防工程
6.6.1 堤防工程设计应符合《堤防工程设计规范》(GB50286)的有关规定。 6.6.2 堤防工程设计主要内容有:
1 堤线选择。 2 堤防型式比选。
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3 堤顶高程确定。 4 堤防结构设计。 5 堤基处理设计。 6 防冲措施设计。
7 节点设计(视工程需要而定,如公园、与现有建筑物交叉的处理、重要建筑物的保护等)。
8 观测、安全警示等设计。 9 主要工程量的提供。 10 相关计算及附图。
6.6.3 堤防结构设计主要计算内容有:
1 堤顶高程计算。 2 渗透稳定计算。 3 堤防边坡稳定计算。
4 防洪墙抗倾、抗滑和基底应力计算。 5 堤基处理计算。 6 防冲计算。 6.6.4 堤线选择
1 堤线布置以“能宽则宽,不缩窄河道”的原则布置,旧堤加固以现状堤线布置为基础,不缩窄河道;新建堤防以规划堤线布置为依据,河宽和堤距原则上不能小于规划河宽和规划堤距。
2 对于山区河道应保留自然弯曲,并保留原来的“卡口”和“宽肚子”,即有宽有窄,避免上下游河宽相等的“管道型”堤线布置。对于河道宽处,可允许河滩地存在,如有必要,应对高滩地作适当防护。 6.6.5 堤型确定
1 堤防型式应根据河段所在的地理位置、重要程度、行洪断面、地形地质、筑堤材料、水流特性、施工条件、运用管理、环境景观、工程造价等因素,经综合比较确定。
2 新建堤防应按照因地制宜、就地取材的原则,选择生态型堤型。堤防断面型式可采用直立式、斜坡式、复合式等。
(1)受地形条件或已有建筑物限制、拆迁量大的河段的堤防,可采用直立
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式。直立式挡墙高度不宜超过2.5m,并可通过垂直绿化、选用透水透气材料等措施,为水生生物、陆生生物和两栖生物的生存繁育创造条件。
(2)乡村河段的堤防宜采用斜坡式。可采用植物护坡,减少河道两岸硬化白化面积,减少工程建设对河道自然面貌和生态环境的破坏。应从有利于植被生长、堤防管理养护、防止水土流失等方面选择合适的斜坡坡度。
(3)城镇河段的堤防可采用复合式。可结合市政园林建设,采取水土保持和植物措施,使河道堤防与周围自然环境和谐。
3 旧堤加固应尽量保留原有植被,尽量保持堤线自然化、堤身断面多样化、结构材料生态化,不宜硬化河道。加固方案可采用加高培厚、放缓边坡、设置防浪墙等。
(1)对堤顶高程、堤坡稳定不满足要求的堤防,可选择加高培厚、放缓边坡等加固方案。
(2)对拆迁量大的堤段,可选择加高防洪墙、增设防浪墙或路面加高等加固方案。
(3)对堤线布设基本合理,堤身植被较好的堤防,行洪断面不满足要求时,可采取清淤疏浚、堤顶增设防浪墙、堤脚临水侧抛石固脚等工程措施进行加固。 6.6.6 堤身结构
1 堤防优先选择土堤型式,原则上不采用浆砌石型式。
2 堤顶超高值根据规范计算确定,一般不宜大于1.0m;堤顶宽度宜根据堤防等级及实际需求合理确定,一般可取2~4m;堤顶路面结构宜采用泥结碎石型式。
6.6.7 填筑材料
1 筑堤材料宜就地取材。采用碎石土筑堤时,需通过充分的试验研究和论证,使其满足抗滑稳定、渗透稳定的要求,并提出检测方法。
2 应考虑加高培厚的材料与原堤材料的适应性,临水侧可采用渗透性较弱的材料,背水坡应采用渗透性相对较强的材料。 6.6.8 堤防防渗
1 渗流控制的基本准则是“前截中压后排”,防渗和排渗相结合,渗流出口反滤层保护。
2 渗控措施主要包括防渗措施、排渗措施和反滤措施等。
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(1)堤身防渗常用的有堤身灌浆、粘土心墙、粘土斜墙、复合土工膜、背水侧设反滤排水等。
(2)堤基防渗常用的有水平铺盖、帷幕灌浆、塑性混凝土防渗墙等。对堤防背水侧的坑塘,可采用填塘固基结合排水等加固方案,压渗材料应选用渗透性相对较强的材料。
(3)乡村河段堤防的防渗措施可按“允许渗漏但不允许渗透破坏”的原则进行设计。全截式的垂直防渗措施应慎用。
3 防渗措施的选用需根据堤身情况、堤基地质条件、地形条件以及渗透破坏危害程度等,通过技术、经济和施工可行性比较确定。 6.6.9 堤基基处理
1 堤防地基承载力不足、抗滑稳定不足、沉降不均匀且不满足要求时应进行地基处理。
2 地基处理应尽量通过调整结构尺寸,改变结构型式,或避开软弱地基等方法来满足要求。
3 必须进行地基处理的,处理时需遵循“从易到难,从省到贵”的原则。 6.6.10 堤脚防冲
常用的堤脚防冲措施有基础埋深、抛石防冲、金属网兜、生态网箱、沉井以及桩类等。
1 基础埋深和抛石防冲较为常用,投资较省,一般河道都可采用,但大流量、大流速下容易被破坏。
2 金属网兜整体性好,适应变形能力强,但投资略高,网兜露出水面影响景观,且在大粒径推移质多的河道中,网丝易磨损。
3 生态网箱抗冲能力好,适应变形能力好,透水透气,表面常生长植物,较美观,可作普通挡墙。山区、平原河道均可采用,但是在大粒径推移质多的河道中,网丝易磨损。
4 沉井抗冲能力好,但是不透水不透气,混凝土露出水面影响景观,生态性差,而且造价较高,一般河道不建议采用。在冲击力很大,一般防冲措施失效的情况下,可考虑水下采用。
5 桩类一般为预制桩、板桩,防冲效果较好,但是施工繁琐,造价高,桩前冲刷深度较大时容易导致桩失稳。宜结合抛石等其他措施一起应用。
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6.6.11 设计中需注意的问题:
1 堤防设计时忽略了对现有的排水出口、小沟出口、灌溉取水口、河埠头等建筑物的设计。
2 堤防断面设计剖切位置不够全面、典型,容易出现有些地方断面型式不适合实际地形的情况。
3 堤线布置、类型、断面设计时,只注意结构边线与实际已有建筑物的关系,忽视施工开挖线、施工道路、施工机械影响等与实际已有建筑物的关系,造成施工无法顺利进行,需要局部处理,甚至花大量资金进行支护保护。
4 穿堤及拦河建筑物设计时,只重视主体结构的设计,忽略了与堤防和上下游河道的连接设计。
5 前期对地勘不够重视,导致后期设计方案变更较多。
6.7 水陂工程
6.7.1 需要从中小河流引水而新建的水陂工程,原则上不纳入中小河流治理工程。
6.7.2 河道现有满足从中小河流引水的水陂工程,其改造、加固或重建可根据实际情况纳入中小河流治理工程。
6.7.3 现有的水陂工程,应根据水陂的实际情况,复核其结构安全性,通过综合比选,确定其改造、加固或重建方案。 6.7.4 对确需移址重建的水陂应作充分论证。
6.7.5 对水陂工程进行改造,原则上不得抬高河道水面线;对造成河道水面线抬高,并影响上游堤防(护岸)安全时,应采取工程措施确保上游地区防洪安全。 6.7.6 水陂的结构设计、消能防冲设计按《水闸设计规范》(SL265)中规定执行。
6.7.7 水陂按堰流公式计算复核水陂宽度; 6.7.8 水陂结构设计计算应包括如下内容:
1 边墙顶高程计算; 2 稳定及建基面应力计算;
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3 上下游翼墙稳定应力计算; 4 下游消能防冲设计计算。
6.7.9 水陂地基处理设计应根据水陂及上下游翼墙稳定应力计算成果,经过方案比较,确定地基处理设计方案。
6.7.10 对于经论证需要重建的水陂工程,应将现状水陂进行整合,尽量减少水陂数量。
6.8 控导工程
6.8.1 为约束主流摆动范围、稳定河势、护滩保堤,中小河流治理中可设置控导工程,引导主流沿设计治导线下泄。控导工程应按治理要求修建,并应按整治线布置。
6.8.2 控导工程设计应认真分析整治河段水沙特性、河势变化和河床演变特点及其影响因素,按照河床演变规律和预估发展趋势,做到切合实际、治理有效。 6.8.3 控导工程应根据河流水文泥沙特性、河道边界条件、整治工程总体布置的要求,合理选用丁坝、顺坝(或护岸)、锁坝、潜坝等。各种控导工程方案应通过河工模型试验优化比选确定。
6.8.4 控导工程应遵循因势利导,以稳定河槽、防冲护岸为原则。
6.8.5 控导工程设计上应满足洪水束水导流的不同要求,保证在各种情况下都能起到束水的作用。
6.8.6 有河势控制任务的整治河段中水河槽的设计整治流量应为该河段的造床流量,一般可采用平滩流量法计算。
6.8.7 整治河段的河相关系宜根据造床流量、来水来沙量、河道纵横断面、河段地形地质资料分析确定,或根据同一河河流的模范河段的实际资料确定,在进行河道整治时,都应加以控制。
6.8.8 对弯曲型河段进行整治,可采用控导工程控制凹岸发展及改善弯道。对分汊型河段进行整治,可修建顺坝和丁坝调整水流,包括在汊道入口处修建;也可在上游节点修建控制工程,以控制来水来沙条件;为改善江心洲尾部水流流态,可在洲尾修建导流顺坝。对游荡型河段进行整治应循序渐进、逐步进行,逐步缩小主流的游荡摆动范围,最终达到稳定河势目的。
6.8.9 控导工程设计应进行冲刷计算,计算时应合理选用河床面上允许不冲流
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速、坡脚处土壤计算粒径、水流的局部冲刷流速等计算主要参数,并对成果进行合理性分析。
6.8.10 控导工程应强化生态型技术的应用,尽量减少影响河道的天然状态。
6.9 穿堤建筑物
6.9.1 穿堤建筑物设置应结合地形、地质条件、引(排)水流量、水流流态、施工、投资、运行条件等方面,通过方案比选综合分析确定。地形条件许可时,宜合并设置,减少穿堤建筑物数量。 6.9.2 穿堤建筑物设计应满足下列要求:
1 位置应选择在水流流态平顺、岸坡稳定,不影响行洪安全的堤段; 2 采用整体性强、刚度大的轻型结构; 3 荷载、结构布置对称,基底压力的偏心距小; 4 结构分块、止水等对不均匀沉降的适应性好; 5 减少过流引起的震动;
6 进出口引水、消能结构合理可靠;
7 水闸边墙与两侧堤身连接的布置应能满足堤身、堤基稳定和防止接触冲刷的要求。
6.9.3 穿堤建筑物的底部高程宜高于堤防设计洪水位,当在设计洪水位以下时,应设计能满足防洪要求的闸门,并能在防洪要求的时限内关闭。
6.9.4 当旧堤加固时,必须对原穿堤建筑物按新的设计条件进行验算,原穿堤建筑物满足防洪、结构强度、渗透稳定、消能防冲等要求时可保留利用,不满足上述要求时,应加固、改建或拆除重建。
6.9.5 穿堤建筑物与土堤接合部应能满足渗透稳定要求,在建筑物外围应设置截流环或刺墙等,渗流出口应设置反滤排水。
6.9.6 穿堤建筑物宜建于坚硬、紧密的天然地基上。其基础应沿长度方向、地基条件改变处设置变形缝和止水措施。
6.9.7 穿堤建筑物周围的回填土干密度不应低于堤防工程设计的要求。 6.9.8 穿堤建筑物应进行稳定、应力、变形、渗流和结构等计算,提出计算成果。
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6.10 水生态环境、水景观与水文化工程
6.10.1 中小河流治理应把恢复和改善河道生态和环境放在重要位置。在工程建设中应尽量保持河流的自然状态,保留河流连续性、蜿蜒性,保留河流的深潭、浅滩、沙洲等原有河流地貌形态,防止对现有水生态环境的破坏。
6.10.2 河道生态设计应引入植物群落概念,在不影响河道行洪安全的前提下,创造出丰富多彩的水边环境,维持水生生物生存、繁育等的自然环境,促使建成的人工群落与自然群落相适应,维护河流生物群落多样性和系统稳定性。 6.10.3 在有条件的地区,应结合水环境综合治理措施,采取生态湿地、生态滤沟、生物浮岛、跌水复氧和微生物等水生态修复技术,充分利用河道生物对污染物的吸收、吸附、分解、代谢等功能,提高河道自净能力,实现河道的水质净化和生态修复。
6.10.4 河道水景观建设应尽量采用自然景观,与沿河的自然环境、历史文化、生态环境相协调。城市(镇)河段的河道景观设计,应注重对沿河历史文化、生态环境和景观特色的调查,应结合相关规划和市政园林等建设,将河道堤防、护岸等工程融入城市景观和市民休闲场所中,美化河道及其周边环境。乡村河道应尽量保持原有的自然景观。对于已遭受破坏,但仍有一定历史人文价值的河道自然景观,应采取有效的保护措施,并结合河道建设,逐步加以恢复。
6.10.5 在河道断面结构型式、岸坡与河床护砌材料、施工工艺等方面的选择过程中,应充分考虑河道内各种生物生存环境,采取必要的措施,维持河道生物的生存条件,尽量避免平面形式规则化、断面形式单一化和建筑材料硬质化。 6.10.6 河道绿化应结合护坡措施、水土保持、植物对污染物的降解作用、防护林、护堤林、经济林建设以及区域绿化规划要求等统筹安排,提高绿化的综合效益,减少养护管理成本。应结合河道绿化,尽可能保留河道江心洲、边滩上的林木和其他植物,尤其是古树名木、成片林地、特色植物等;宜推广种植或保留对水体污染物有降解作用和对堤岸有保护作用的本土护堤植物。
6.10.7 在不影响行洪的情况下,河道内的滩地和近岸水域宜保留或种植有利于
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治污和净化水体的低杆植物。河道两侧的宜林地段,应结合林业规划建设营造绿化林带。城市河道绿化带宜在堤防背水坡和迎水坡常水位或设计洪水位以上一定范围进行布置。
6.10.8 城市(镇)河段应通过对河道水质控制、河道水面保洁、保留或扩大河道两岸堤防及周边的绿化面积等措施,改善城市河道及周边环境面貌。乡村河道应保护沿岸和江心洲原有的林带。堤防保护范围、迎水坡前较高较宽滩地、面积较大的江心洲等区域,宜选用合适的树种,形成防护林带。
6.10.9 城市(镇)河段的堤防、护岸工程及沿河的水闸、泵站等工程设施,应结合绿化措施,美化工程环境,并与周边环境相协调。对堤防和护岸用硬质材料的部位,可采用适当的植物覆盖或隐藏,但应避免植物的根系生长或腐烂对堤防和护岸的破坏。排洪骨干河道两岸堤防的迎水坡、堤顶、背水坡渗流出逸区域不应种植高杆植物或根系发达、枝叶茂盛的树木,以保持行洪通畅,防止对堤防破坏。
6.10.10 绿化的草种和树种应从因地制宜、便于养护管理、适应本地区自然条件、有利于形成良好的自然群落、对工程运行和生态环境无负面影响等方面考虑,慎重选择和使用外来物种。
6.10.11 对常水位变幅小于0.5m的城市(镇)河段,可布置亲水平台;常水位变幅在0.5m~2.0m之间的河段,宜布置亲水台阶。亲水平台和亲水台阶设置应充分考虑亲水过程中的安全因素,亲水平台高程宜略高于设计常水位高程。 6.10.12 采用矩形断面的城市(镇)河段,常水位变幅大于2.0m以上时,可设置沿直立护墙的上下台阶。采用梯形断面的城市(镇)河段,边坡宜控制在1:1.75~1:5或者更缓,作为行走、休闲便道的道路宽度宜大于2m。
6.10.13 城市(镇)河段或经过村庄的乡村河段,可在河道适当的部位设置固定坝或活动坝,拦蓄枯季水流,形成一定水面,以满足景观休闲、生态环境等功能要求。固定坝或活动坝的设计除满足功能要求外,还应与环境景观协调。固定坝宜采用低矮的宽顶堰,应以当地建筑材料为主。活动坝设计时应考虑放水时下游
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的安全。固定坝或活动坝的设置应防止在较长的河段内形成梯段,降低河道水体自净能力,破坏鱼类洄游。
6.11 图表与附件
6.11.1 本章可附以下图:
1 工程总体布置方案比较图。 2 选定工程总体布置图。 3 工程轴线及型式方案比较图。 4 工程布置图。 5 工程剖面图。 6 工程地基处理设计图。
7 工程稳定及应力计算成果图(表)。 8 工程监测设备布置图。
9 永久性房屋及其他建筑物布置图。 10 工程场地(区)及其景观规划图。 11 工程场地(区)主要建筑透视图。 6.11.2 本章可附以下表:
1 工程总体布置方案比较主要指标表。 2 各永久建筑物项目表。
3 主要建筑物稳定及应力计算成果表。 4 工程量汇总表。 6.11.3 本章可附以下专题报告:
1 重要建筑物的计算专题报告。 2 其他相关专题报告。
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7 机电及金属结构
7.1 基本要求
针对广东省山区中小河流治理的实际情况,合理选择机电及金属结构型式。机电及金属结构选型应满足防盗、操作简单、维护管理方便、经济实用的要求。供电线路较长或供电投资较大,可考虑移动式电源;手工操作可满足要求的建筑物应尽量选择手工操作。金属结构主要指涵闸,对规模较小的箱涵、涵管出口的闸门应尽量选择操作运行方便的铸铁闸门,同时做好防盗措施。
7.2 电气
7.2.1 接入系统
概述涵闸工程的地理位置,用电负荷分布。确定工程供电电压等级、供电线路回数与供电电源的连接点、距离等。电压等级低、用电负荷小时可以简化或省略。
7.2.2 供电系统
根据工程用电负荷的大小、供电电源点的距离等综合因素,分析供电系统接线方案,确定永久建筑设施和工程管理设施供电方式。根据工程的性质,分析堤围等照明设计方案。
7.3 金属结构
进行必要的方案比选,说明各建筑物的闸门布置方案、型式、数量及主要尺寸及技术参数;选定启闭机设备布置、型式、容量、数量及主要参数,说明操作运行条件,提出启闭机动力措施;说明金属结构防腐要求;说明金属结构闸门、埋件、启闭机及防腐面积等工程量。
7.4 附图与附表
7.4.1 附图 供电系统接线图。 7.4.2 附表 金属结构设备汇总表。
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