-PAGE1-改渠工程設計說明1項目概況1.1項目地理位置都江堰市位于四川盆地西北部，地處川西平原與川西西北高原的結合部，東臨成都市，處在至黃龍、九寨、四姑娘山的黃金旅游樞紐線上。距成都市48.5公里，距雙流國際機場60公里，213國道和省道大三線穿境而過，還有一條專線鐵路，交通條件十分方便。本項目位于都江堰市蓮花堰支渠永安大道下游段。1.2建設背景由于新建規劃路橫三路紅線范圍內整段分布蓮花堰支渠。為滿足橫三路起點接永安大道（現狀道路無法改變標高）處、橫三路與縱一路交叉口處暗渠計算水位與超高的要求，同時考慮到道路橫斷面布置的合理性，進行現狀渠道的改造設計。1.3工程建設的必要性工程河段兩岸為城市規劃建設區，周邊區域用地性質為商業用地、教育科研用地、二類居住用地等屬性，現正在建設中，區域洪水主要由蓮花堰支渠排至下游并匯入柏條河，因現狀渠道過流能力有限，急需進行改造以提升其過洪能力，保障兩岸防洪安全。因此，本工程的興建是非常必要的，也是非常迫切的。1.4前期工作進度情況2021年8月9日，都江堰市行政審批局在行政審批局3樓3號會議室主持召開了《都江堰錦江綠道市政道路及公共綠地建設項目—蓮花堰支渠改造工程方案設計》，通過審查并報批，其批復文件如下：2水文2.1流域概況本項目位于都江堰市蓮花堰支渠永安大道下游段。柏條河作為都江堰灌溉渠系中的四大主干渠之一，具有灌溉和分洪排洪功能。柏條河在內江寶瓶口以下1078m、仰天窩閘下292m的蒲柏閘取水，經都江堰市胥家、天馬至郫縣，為郫縣與彭州市和郫縣與新都的界河，下經唐昌、唐元、新民場、三道堰、青杠樹直至石堤堰與徐堰河匯合，再分為左支毗河、右支府河，柏條河全長44.8km，控制區間流域面積93.0km2。柏條河位于岷江沖積扇上，地勢自西北向南東微傾。柏條河進口閘高程720.740m（黃海高程，下同），石堤堰閘毗河閘底高程535.500m，落差185.24m，平均比降4.13‰，其中，都江堰至胥家為6‰，胥家至天馬為5‰，天馬至唐昌為4‰，唐昌至石堤堰為3.2‰，自然河寬25～50m。蓮花堰支渠為都江堰灌區一條灌排兼用渠道，在都江堰市幸福鎮的柏條河1+469處右岸取水，設計灌面0.32萬畝，渠長8.48km，至彭青路柏條河中橋上游右岸匯入柏條河。經現場踏勘，目前該支渠灌溉區部分區域已改建為居住、市政及道路等，灌溉功能有所減弱，現狀為該片區排洪與灌溉兼用渠道，在汛期時不承擔柏條河洪水分流。根據現場查勘及測繪成果，工程起點以上集水面積1.57km2，渠道長度2.95km，比降4.83‰；工程末端斷面以上集水面積1.91km2，渠道長度3.50km，比降4.51‰。圖2.1-1流域水系示意圖2.2氣象據都江堰氣象站資料統計，多年平均氣溫15.2℃，7、8月氣溫最高，月平均24.0℃，春季（3-5）月平均氣溫15.4℃，冬季（12-2）月平均氣溫5.7℃，最冷的1月氣溫4.6℃；極端最低氣溫-5.0℃，出現在1月，極端最高氣溫為37.0℃，出現在8月。多年平均年降水量為1244.9mm，最大年降雨量為1606.4mm，最小年降雨量為713.5mm，降水日數約200天，主要集中在5-9月，占全年80%。多年平均相對濕度為81%；多年平均風速1.5m3/s，歷年最大風速18m/s；多年平均蒸發量為950mm；多年平均日照為1025.3h。2.3水文地質條件1、地表水擬建場區北側為柏條河，距離場區直線距離為550m，河寬約10～20m，深約2.5～4.5m，如圖所示，勘察期間（2020年8月）溝內水流量約200～400L/s。勘察場區地下水主要為第四系孔隙水，由大氣降雨補給及柏條河流水側向補給，主要受降雨控制。EEWW圖2.1-2場區北側柏條河2、地下水結合整個場區地形地貌、地層巖性及現場鉆孔揭露地下水位資料可知：場地內地下水類型主要為賦存于第四系卵石層中的孔隙潛水，具有統一的地下水位，地下水補給來源主要為地下徑流以及河水側向補給，其次為大氣降水下滲補給。卵石層屬強透水層，水位隨季節性變化。場地北側地表河流為排泄區。勘察期間屬于枯水期，鉆孔中均測得穩定水位。場地地下水埋深在3.7～3.9m，高程介于689.85～692.80m，最大高差2.95m；由于場區河流距示范區距離較近，且勘察區下伏地層為卵石層，透水性強，對勘察區地下水影響較大。卵石層中孔隙潛水量一般，貯水性較好，由地表水補給，季節性變化規律明顯，卵石層的滲透系數K一般為25～30m/d。2.4水文基本資料本項目位于都江堰市永安大道東側，流域內無實測水文站。臨近流域和平、郭家壩、楊柳坪、都江、躍子巖、大邑、新橋等水文站，見圖2.3-1。本項目控制斷面以上集水面積僅1.91km2，與周邊各測站集水面積均相差較大，綜合分析流域測站分布以及資料觀測情況，本次以推理公式法計算評工程段設計洪水。2.5洪水2.5.1暴雨洪水特性2.5.1流域暴雨洪水特性蓮花堰支渠為灌排兩用渠道，灌溉期水流為柏條河分水，洪水由暴雨形成，洪水發生時間與暴雨相一致。每年5-9月為汛期，大暴雨多發生在6-9月，又以7、8月出現最多，一次大暴雨過程一般1-3天，因流域面積小，蓮花堰支渠洪水具有峰不高、歷時較短的特點。2.5.2設計洪水計算根據工程區實際情況，本次計算工程河段設計洪水主要由起點處設計洪水、終點處設計洪水、區間雨水排入3個部分組成，對于起點和終點斷面以上設計洪水，采用推理公式法計算，起點～終點區間雨水排入口2處，雨水收集范圍共計0.189km2，在終點斷面以上設計洪水計算時采用面積進行相應扣除。1、設計暴雨計算由于蓮花堰支渠無實測短歷時暴雨資料，且集雨面積較小，本次采用推理公式法計算工程段設計洪水。采用推理公式法進行設計洪水計算時，主要根據《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊（1984年）》（以下簡稱《手冊》）及《四川省暴雨統計參數圖集》(以下簡稱《參數圖集》)查算值計算設計暴雨值、設計洪水值。根據1:1萬航測圖量算工程控制斷面以上集水面積、河流長度、河道比降等河道基本參數，根據《手冊》的推理公式法及《參數圖集》查算值計算設計暴雨值。查《參數圖集》年最大1/6小時、1小時、6小時、24小時暴雨等值線圖得出CV、CS和值，并將由點雨量轉化為面雨量，由皮爾遜III型頻率表查出各頻率的Kp值，計算各頻率下的點暴雨量。表2.5-1設計點暴雨成果表時段均值(mm)CvCs/Cv1/6h170.343.51h500.393.56h940.563.524h1300.583.5根據都江堰市氣象站（國家站）近30年的降水統計資料，該站24h降水量均值為123.4mm，低于《參數圖集》查圖成果，考慮工程安全性，本次仍采用查圖成果。同時，工程區集雨面積小，無需點暴雨折減，直接采用點暴雨成果計算設計洪水。2.5.2設計洪水雨水收集范圍（0.189km2）時，工程末端50年一遇設計洪水流量24.2m3/s，20年一遇設計洪水流量18.6m3/s；不含雨水收集范圍（0.189km2）時，工程末端50年一遇設計洪水流量21.5m3/s，20年一遇設計洪水流量16.4m3/s。根據工程段周邊雨水管布置情況及排水計算成果，工程段共設置有2處雨水排放口，分別為K0+287.00處右岸雨水排放口、K0+485.00處左岸雨水排放口，收集工程段左右岸的雨水，排入支渠流量為1m3/s、2.4m3/s。本工程設計洪水標準50年一遇，對于工程段終點處，包含雨水收集范圍直接采用推理公式法計算時，終點斷面以上相應流量為24.2m3/s，將雨水收集范圍按排入流量計，則與計算結果疊加時，終點斷面以上相應流量為21.5+3.4=24.9m3/s，兩者差值較小，本處考慮工程安全性，采用雨水排入流量、溝渠設計洪水流量單獨計算、兩者疊加的結果，作為本次設計洪水成果，則終點斷面處P=2%設計洪水流量為24.9m3/s。由此，按照起點處設計洪水流量計算成果與雨水管排入流量進行疊加，得到工程段設計洪水成果。表2.5-2蓮花堰支渠設計洪水成果表（工程段）序號位置50年一遇設計洪水流量（m3/s）1K0+000～K0+28721.42K0+287～K0+48522.43K0+485～終點24.93工程地質3.1地形地貌及地層巖性工程區地處都江堰市境內岷江出山口沖積平原內，地形平坦，河谷開闊，屬于岷江一級階地。擬建場地總體開闊平坦，勘探孔高程介于693.28～697.0m，高差3.72m。與工程區關系較為密切的主要斷裂為龍門山斷裂帶，該斷裂帶由北東向南西分別為龍門山后山斷裂、龍門山中央斷裂和龍門山前山斷裂。根據地質測繪及勘探資料，本場區地層劃分為兩層組，主要由第四系人工填土層（Q4ml）素填土、雜填土和第四系全新統沖洪積層（Q4al+pl）組成。3.2工程地質與地震項目區主要由第四系人工填土層（Q4ml）素填土、雜填土和第四系全新統沖洪積層（Q4al+pl）組成。根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）（2016年版）（詳見201頁）及1:400萬《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2015）（詳見166頁），本場地（合同文件：都江堰胥家鎮）的地震峰值加速度為0.15g，地震動反應譜特征周期為0.40s，設計地震分組為第二組，相當于場地地震基本烈度為7度。因此本項目的抗震設防烈度按本場地的地震基本烈度8度進行抗震設計。4工程任務及規模1、工程任務灌溉期為灌渠向灌溉區域供水，汛期時段作為排洪渠使用。2、防洪標準根據中華人民共和國《防洪標準》（GB50201-2014）、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2017）、《灌溉與排水工程設計標準》（GB50288-2018）、《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）、《治澇標準》（SL723-2016）以及《城市防洪工程設計規范》（GB/T50805-2012），工程等別為Ⅲ等，防洪標準的重現期為50年一遇（P=2%）；本工程為灌排渠，其最設計排水流量為24.8m3/s，工程建筑物級別：主要建筑物為4級，次要建筑物為5級。3、工程規模本次溝渠改造范圍內全長520.67m，其中：K0+163.10~K0+175.25、K0+235.80~K0+289.85樁號段為新建暗涵段（合計66.20m），K0+000.00~K0+163.10/K0+175.25~K0+235.80/K0+289.85~K0+520.67樁號段為改造明渠段（合計454.47m）。5工程布置及主要建筑物5.1工程等級及建設標準1、設計洪水標準及工程等別根據中華人民共和國《防洪標準》（GB50201-2014）、《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2017）、《灌溉與排水工程設計標準》（GB50288-2018）、《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）、《治澇標準》（SL723-2016）以及《城市防洪工程設計規范》（GB/T50805-2012），工程等別為Ⅲ，防洪標準的重現期為50年一遇（P=2%）；本工程為灌排渠，其最設計排水流量為24.8m3/s，工程建筑物級別：主要建筑物為4級，次要建筑物為5級。根據《水利水電工程合理使用年限及耐久性設計規范》（SL654-2014），本工程使用年限為30年，環境類別二類。2、設計依據（1）《水利水電工程初步設計報告編制規程》（SL619-2013）；（2）《防洪標準》（GB50201-2014）；（3）《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2017）；（4）《灌溉與排水工程設計標準》（GB50288-2018）；（5）《堤防工程設計規范》（GB50286-2013）；（6）《治澇標準》（SL723-2016）；（7）《公路工程水文勘測設計規范》（JTGC30-2015）（8）《水利水電工程設計洪水計算規范》（SL44-2006）；（9）《城市防洪工程設計規范》（GB/T50805-2012）；（10）《水工建筑物荷載設計規范》（SL744-2016）；（11）《水工建筑物抗震設計規范》（DL5073-1997）；（12）《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2015版）；（13）《水工擋土墻設計規范》（SL379-2007）；（14）《水力計算手冊》(第二版)；（15）《工程結構通用規范》（GB55001-2021）；其他項目資料及業主要求。3、設計基本資料收集（1）工程實測地形圖及橫斷面圖；（2）現場踏勘收集的資料及相關數據。5.2工程的總體布置方案本工程起點為永安大道現狀涵洞出口（K0+000.00）處，現狀涵洞尺寸為2.5×3.1(寬×高)，渠道線型總體沿“橫三路”道路右側布置，穿越“縱一路”，止于“橫三路”終點（K0+520.67，規劃道路平面交叉處），接下游為現狀溝渠，現狀溝渠尺寸為2×1.3m(寬×高)。本次溝渠改造范圍內全長520.67m，其中：K0+163.10~K0+175.25、K0+235.80~K0+289.85樁號段為新建暗涵段（合計66.20m），K0+000.00~K0+163.10/K0+175.25~K0+235.80/K0+289.85~K0+520.67樁號段為改造明渠段（合計454.47m）。。5.4主體工程設計5.4.1設計原則1、平面設計原則根據現狀渠道，結合道路（橫三路）平面布置及道路紅線，盡量不改變原有渠道線路走向，保證上下游銜接平順原則。2、縱斷面設計原則a.結合原渠道斷面，利用現有建筑物高程調整明渠比降，盡量保留和利用原有完好的建筑物作橫、縱斷面設計；b.盡量利用原渠道，上下游銜接，挖填平衡，減少工程量，節約投資。5.4.2進、出口水位的確定渠道的進出口底板高程均采用原渠道底高程。工程進、出口水位特征見下表：表5.4-1進、出口水位特征表渠名樁號（km+m）進口設計渠底高程（m）進口設計水位（m）出口設計渠底高程（m）出口設計水位（m）設計水位高差（m）比降i蓮花堰支渠K0+000.00～K0+520.67（對應道路樁號D0+034.20~D0+560.00）694.01696.01691.92693.922.090.0045.4.3糙率及渠道超高選擇本工程新建渠道襯砌材料采用C30鋼筋砼（商砼），根據《灌溉與排水工程設計標準》（GB50288-2018）及《溢洪道設計規范》（SL253-2018）進行本工程的糙率選擇，并結合蓮花堰支渠運行期管理方式，要求渠道運行單位對工程段渠道進行定期清淤疏浚，特別是每次洪水期過后須進行重點清淤疏浚。因此，本工程渠道糙率取值為n=0.018。根據調查核實，本工程蓮花堰支渠為灌排渠道，根據《灌溉與排水工程設計標準》（GB50288-2018）規范要求，本工程渠道安全超高取值0.5m。5.4.4渠道設計流量根據區域其他工程布置需要，本工程渠道設計流量考慮區域市政雨水管排入渠道內，其接入點為K0+287.00樁處右岸（雨水管徑D1000）和K0+485.00樁處左岸（雨水管徑D1400），分別接入市政雨水流量為1.0m3/s、2.4m3/s，即K0+000.00~K0+287.00段渠道設計流量為21.4m3/s；K0+287.00~K0+485.00段渠道設計流量為22.4m3/s；K0+485.00~K0+520.67段渠道設計流量為24.8m3/s。由此，按照起點處設計洪水流量計算成果與雨水管排入流量進行疊加，得到工程段設計洪水成果。表5.2-2蓮花堰支渠設計流量成果表（工程段）序號位置50年一遇設計洪水流量（m3/s）疊加流量（m3/s）蓮花堰支渠設計流量（m3/s）1K0+000～K0+28721.4+021.42K0+287～K0+48521.4+122.43K0+485～終點21.5+3.424.9根據設計洪水水面線推求，結合本工程道路設計標高，本次工程明渠段設計底寬3.5m，暗涵段設計底寬4.0m（為無壓過流涵洞）。5.4.5渠道斷面設計本工程渠道斷面為鋼筋砼矩形斷面結構，渠壁渠底及暗涵均采用C30鋼筋砼澆筑，基礎采取10cmC20砼墊層。渠壁滲水排水管設置：采取渠底高程以上20cm，間排距1.5m，梅花型布置，采用直徑75mm的PVC管，可根據實際情況作調整。渠壁及渠底現澆變形縫按每隔10m設置一處，寬2cm。 1、本工程渠道K0+000.00~K0+163.10樁號段為C30鋼筋砼矩形渠，渠底凈寬3.5m，渠道凈高2.56~2.68m，底板厚度0.45m，側壁厚度0.35m，底坡為4‰，10cm厚C20砼墊層。2、本工程渠道K0+163.10~K0+175.25樁號段為C30鋼筋砼箱涵，凈空尺寸4.0×2.5m（寬×高），底板厚度0.4m，側壁厚度0.35m，頂板厚度0.35m，底坡為4‰，10cm厚C20砼墊層。3、本工程渠道K0+175.25~K0+235.80樁號段為C30鋼筋砼矩形渠，渠底凈寬3.5m，渠道凈高2.85~3.15m，底板厚度0.45m，側壁厚度0.35m，底坡為4‰，10cm厚C20砼墊層。4、本工程渠道K0+235.80~K0+289.85樁號段為C30鋼筋砼箱涵，凈空尺寸4.0×2.5m（寬×高），底板厚度0.4m，側壁厚度0.35m，頂板厚度0.35m，底坡為4‰，10cm厚C20砼墊層。5、本工程渠道K0+289.85~K0+520.67樁號段為C30鋼筋砼矩形渠，渠底凈寬3.5m，渠道凈高3.36~3.62m，底板厚度0.45m，側壁厚度0.35m，底坡為4‰，10cm厚C20砼墊層。本次設計箱涵安全等級為二級。5.4.6渠道漸變段及抗沖齒墻設計根據本工程布置，本次渠道改造主要有5處漸變段。1、起點K0+000.00樁號處，現狀涵洞與新建明渠的銜接，兩側邊墻順接；2、兩處暗涵的進出口各設置1處漸變段，渠道漸變段長度為10m，渠道漸變寬度為3.5m至4.0m或4.0m至3.5m；3、終點K0+510.63樁號處，新建明渠與的現狀溝渠銜接，該段渠壁高度漸變至原地面高程齊平，渠道底板寬度由3.5m漸變至1.3m，延伸長度10m，并設置終點抗沖齒墻。本工程的漸變段會出現局部水流的壅水現象，但新建道路后，新建渠渠高將有一定的富裕高度用來解決壅水超高現象，因此5處的漸變段對該工程段渠道設計標準洪水過洪能力無影響。本工程漸變段的設計采取平面和縱向的平順銜接，漸變段的長度不小于上游設計水深的2倍，防止局部壅水現象發生，影響過流能力。5.4.7基礎設計本工程基礎持力層為卵石層，其設計承載力≥150kPa，根據地勘成果顯示，K0+140~K0+340/K0+460~K0+520.67段基礎持力層不滿度承載力要求，需采取級配砂礫石進行換填，換填至卵石層，換填平均深度1.5m，換填寬度為基礎輪廓線外0.5m，換填后承載力≥150kPa，換填范圍可根據現場實際情況調整，其壓實系數不小于96%，以實際發生計量。渠道回填要求：當渠道渠壁強度達到設計75%時，方可進行墻后填土。墻后面的填土，應優先選擇抗剪強度高和透水性較強的填料。當采用黏性土作填料時，宜摻人適量的砂礫或碎石。不應采用淤泥質土、耕植土、膨脹性黏土等軟弱有害的巖土體作為填料。回填填料（合格土）指標：天然重度不小于20.0KN/m3，內摩擦角不小于24°，粘聚力不小于19KPa，粘性土壓實系數不小于94%，非粘性土相對密度不小于0.65。6施工組織設計6.1施工條件1、本次工程的工程量較小，生活生產物資、技術供應和交通運輸較便利，施工條件較好。2、本工程須在非汛期非灌溉期實施，施工時間較短，工程量較小。6.2施工導流1、導流標準本工程等級為Ⅴ級，據《水利水電工程施工組織設計規范》（SL303-2017）規定，導流建筑物為5級，導流建筑物選擇土石圍堰，對于5級土石圍堰的設計洪水為5年一遇標準。2、導流時段根據本工程特性及布置，本工程采取非汛期非灌溉期施工。3、導流方案本工程施工作業區施工靠近水岸線，本支渠上游起點進水方式為閘門控制，本次施工時期為非汛期非灌溉期內實施，因此導流方案可采用原渠道一次攔斷截留，并結合排水管將水導流至下游，再進行主體工程施工。一次攔斷擋水壩采取土石壩，臨水面土石編織袋坡比為1:1.5，背水面坡比1:1.5。壩頂部寬度為1.5m，其中土石編織袋頂寬0.5m。6.3主體工程施工1、土石方開挖：本工程土石方開挖采用1.6m3液壓反鏟開挖，土石方料就近堆放。原有砌體拆除采用破碎機破碎施工，從上至下逐層拆除。2、砼拆除：原有砼拆除采用破碎機破碎施工，從上至下逐層拆除。3、土石方回填：優先利用合格的開挖料和拆除料作為回填料。回填施工時應先清除填方地段地表耕作層或風化剝蝕層，機械攤鋪，蛙式打夯機夯實。具體回填碾壓次數及厚度，應根據現場實驗確定。4、砼澆筑：采用商品砼，由廠家運輸至現場進行澆筑，立組合鋼模，然后用插入式振搗器進行振，砼澆筑完畢后應重視養護工作。施工期間，當低溫季節的日平均氣溫低于5℃或最低氣溫為-3℃，應該按照低溫季節進行砼施工。6.4施工總進度根據編制原則，本工程施工期安排在非汛期進行，工程施工總工期為5個月（11月～次年3月）。本著從前至后，先難后易，分期實施、分期受益的原則來計劃安排。工程建設一般分為工程準備期、主體工程工期和完工期三個施工階段。1、工程準備期工程準備期安排在11月完成，主要完成場地平整、場內交通、臨時建房和施工工廠等施工所需的臨時設施，由施工單位負責修建。2、主體工程施工期主體工程施工期安排在12月～2月，共計3個月。3、工程完建期工程完建期安排在次年3月，完成竣工掃尾、驗收工作。6.4-1工程施工進度表年份工期第一年次年11月12月1月2月3月工程準備期主體工程開挖、拆除土石方開挖砼澆筑土石方回填工程完建期施工月平均強度開挖、拆除0.22萬m3土石方回填1.11萬m3砼澆筑0.12萬m37結論與建議7.1結論1、本工程建設的目的主要為滿足橫三路起點接永安大道（現狀道路無法改變標高）處、橫三路與縱一路交叉口處暗渠計算水位與超高的要求，同時考慮到道路橫斷面布置的合理性，進行現狀渠道的改造設計。2、方案設計前期，多次與水務部門、規劃部門及業主溝通對接，由于區域范圍為城市建設開發及待開發地，本次溝渠改造工程段按照都江堰市防洪標準，其防洪標準為50年一遇。3、本工程建設符合區域規劃要求，滿足防洪要求。4、本工程建設規模適度、方案合理。5、本工程經濟效益良好，社會效益顯著。7.2建議1、由于本工程建設為蓮花堰支渠部分段改造提標（橫三路段的支渠改造，K0+000.00~K0+520.67），因此僅工程段滿足50年一遇防洪要求。2、建議將蓮花堰支渠本工程段下游段一并納入渠道整治，保證上游排水順暢，防止下游汛期被洪水淹沒。3、加強項目區各部門溝通，盡快落實區域規劃（特別是區域水系的串通），結合本工程建設，促進區域經濟效益和社會效益的發揮。4、加強項目實施管理，合理安排實施計劃。施工當中和有關部門積極配合，合理安排工序，確保項目實施時對周邊單位及居民影響最小。5、認真落實資金使用計劃，嚴密組織方案設計及施