水工建筑物课程设计.docx

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1、目录第一章概述2第一节流域概述2第二节工程任务2第三节工程场地自然条件3第四节设计依据6第二章工程布置7第一节工程总体布置概述7第二节堤型选择7第三章堤身设计9第一节浆砌石堤防筑堤材料标准9第二节堤顶高程9第三节断面及结构设计13第四节断面尺寸的确定14第四章断面计算16第一节基本计算荷载16第二节地基承载力验算17第三节基底抗滑的验算23第四节堤身抗倾的验算24第五节堤身整体稳定的计算26第五章渗流及沉降计算27第一节渗流计算及措施27第二节地基沉降计算28第六章工程量计算30第一节工程开挖量计算30第二节工程回填量计算31第三节浆砌石和素混凝土量计算32第七章其他布置说明33第一节观测设施

2、33第二节交通与通信设施34第三节防汛抢险设施35第四节生产管理与生活设施35第五节穿堤建筑物、构筑物35第六节跨堤建筑物构筑物37第一章概述第一节流域概述本次设计的堤段位于郁江一级支流鲤鱼江左岸。郁江发源于云南省文山州广南县境内的杨梅山。郁江流域总面积90656km2,在贵港水文(四)站以上集雨面积89235km2o郁江干流河段区间河长427km,平均坡降约0.10%,河面宽度约为400m0鲤鱼江为郁江一级支流，流域总面积1221km2,河长83.96km,平均坡降约1.54%,其出口位于贵港市城区西江大桥上游约20Om处，鲤鱼江自西向东经过堤防区。第二节工程任务本次设计堤段为鲤鱼江左堤中段

3、3+960-5+225堤段(起点0+000为西环路鲤鱼江大桥)，是贵港城区防洪体系的重要组成部分，据批准的贵港市城区防洪排涝规划报告和广西壮族自治区西江流域重点防洪工程项目建议书，鲤鱼江两岸堤防与郁江北堤和城东、西内堤一道构成贵港市城北区防洪体系。防护区面积70.66km2,防护区内有市委、市政府等行政事业单位，贵港高中等中、小学校、钢铁厂、大米厂等大中型企业及贵港市大部分居民共20万人，保护国内生产总值41亿元。本次设计的鲤鱼江中下段(3+9605+225),长度1.2km,类似于天然的较大的河沟，没有明显的堤防，两岸为大片的台地，地势平坦，左岸为贵港市城区，右岸为大片的种植农作物的旱地。城

4、区地面高程较低，主要街道高程大多在4447.5m之间，市区地面高程大部分在郁江的10年一遇洪水位以下，每遇较大洪水即处于受淹状态。近年来，曾多次受到洪水的威胁,但鲤鱼江中段(3+9605+225)左岸的台地高程明显高于市区，左岸城区高程大部分在46.848.8m之间，虽有一定的调蓄容量，但由于受郁江洪水的顶托，且鲤鱼江中上段有较大的水体，每遇较大洪水即处于受淹状态，2001年7月贵港市发生“7.10”特大洪水时，鲤鱼江中下段(3+9605+225)左岸的房屋被淹深度达1米以上。为此，该市己列为广西重点防洪县市之一。第三节工程场地自然条件1 .气象与水文Ll气象贵港市城区属亚热带季风气候区，温暖

5、湿润，雨量充沛，夏长冬短。多年平均气温为21.4,一月平均气温12.1C,七月平均气温28.4C,极端最高气温39.5C,极端最低气温3.4。多年平均降雨量为1500mm,最大年降雨量为2185.9mm,最小年降雨量为951.1mm,降雨在年内分配不均匀，48月份雨量约占全年雨量的72%,9月次年3月雨量占全年雨量的28%o多年平均蒸发量为1120.7mm最大年蒸发量为1478mm,最小年蒸发量为902.7mm。多年平均相对湿度为76%,多年平均风速为2.49ms,最大风速为24ms,极大风速为28ms,年均无霜期为353天。1.2水文1.2.1 径流鲤鱼江集雨面积内的年均雨量1505mm,年

6、均径流深约为100Omm。本工程是以防洪排涝为主，兼顾治污、环境美化、旅游景观、生态保护，工程规模由设计洪水位确定，径流不影响本工程规模。1.2.3设计洪峰流量表1.1鲤鱼江设计洪水成果单位:m3s项目2%5%10%20%50%备注综合单位线法35942907239218631115采用1.3鲤鱼江河口水位鲤鱼江河口各频率水位成果见表1-2o表1-2鲤鱼江河口各频率水位成果表频率P=l%P=2%P=5%P=10%P=20%P=50%水位49.2148.5247.7946.9845.8643.671.4鲤鱼江水面线表1-3鲤鱼江水面线计算成果断面编号距河口距离河底高程Q2%碰Z10%QI0%碰Z

7、2%外包线水面宽15+22589021.647.1848.5548.5513125+06099021.747.1848.5548.5512034+960109021.747.2348.5648.5612744+860119022.247.2848.5848.5813454+760129022.447.3148.5948.5913364+660139022.447.3148.5948.5911674+560149022.547.3848.6148.6112384+460159022.547.4348.6248.6212494+360169022.547.4348.6248.62120104+26

8、0179022.747.4448.6248.62120114+16018902447.6348.6848.68129124+06019902447.6648.6848.68130133+960209023.8347.6948.6948.691302工程地质2.1 地质概述本工程区地层自上而下分为六大层：杂填土层，层厚不均匀，一般为0.31.5米，个别部位达3.5米，土质不均匀，松散，高压缩性；不宜作为堤基的天然持力层。 粘土层，分布于整个场区，其埋深浅，一般不大于1米，局部埋深稍大，达3.5米，该层属坚硬-硬塑状态，压缩性中等，土质较均匀，土的隔水性良好,承载力较高，fak=240kPa,可作

9、为堤基的天然持力层。粘土层，主要分布在岩土接触部位或作为溶洞充填物出现，顶面埋深一般在10米以下，个别部位较浅，为5.2米，可塑状态，压缩性中等，质较均匀，承载力一般，fak=180kPac 石灰岩，强风化状态，为风化作用沿裂隙进行的产物，主要见于6-1钻孔处，属软岩，岩体破碎，承载力fak=800kPa0 石灰岩，弱风化状态，属较硬岩，岩体较破碎，承载力fak=2500kPa0 石灰岩，微风化状态，属较硬岩，岩体较完整，承载力fak=4000kPa0该场区内无大的断裂带经过，区域地质稳定。未发现土洞、空洞等不良地质作用存在。本区地震烈度为VI度。地下水类型主要为：上层滞水，赋存于土体裂隙中，

10、其补给来源主要为大气降水及生活废水，水量不大。深部岩体裂隙存在裂隙水，水位埋深一般在10米以下。场地土和地下水对碎无腐蚀性。2.2 地基评价与场地评价1、杂填土层，土质不均匀，松散，高压缩性；按建筑抗震设计规范(GB50010-2001),该土属软弱土。2、粘性土层，可塑状态，压缩性中等，土质较均匀，承载力一般，按建筑抗震设计规范(GB50011-2001),该土属中软土。3、粘性土层，可塑状态，压缩性中等，土质较均匀，承载力一般，按建筑抗震设计规范(GB50011-2001),该土属中硬土。4、石灰岩层，强风化状态，属软岩，岩体破碎，岩体基本质量等级为V级；按建筑抗震设计规范(GB50011

11、-2001),该层属岩石。5、石灰岩层，中风化状态，属较硬岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级为Iv级；该层承载力高；按建筑抗震设计规范(GB50011-2001),该层属岩石。6、石灰岩层，微风化状态，属较硬岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为In级；该层承载力高；按建筑抗震设计规范(GB500112001),该层属岩石。7、该场区内无大的断裂带经过，区域地质稳定。8、本次勘察过程中未发现土洞、空洞等不良地质作用存在。综上所述，拟建场地是稳定的，属中等复杂场地；地基属中等复杂地基。2.3结论与建议1、拟建场地是稳定的，属中等复杂场地；地基属中等复杂地基。2、按建筑抗震设计规范(GB50011-20

12、01),堤线所经过场地均属11类场地，为可进行建设的一般地段；场区抗震设防烈度为六度，设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组，设计特征周期为0.35s。3、杂填土层不宜作为堤基的天然持力层。4、粘性土层土质较均匀，工程地质条件良好，土的隔水性良好，可作为堤基的天然持力层；按广西膨胀土地区工业与民用建筑勘察、设计施工和维护条例，该土的胀缩性等级属弱的，地基为胀缩变形小的膨胀土地基，土的胀缩性对防洪堤基础影响较小。5、本区域岩溶不甚发育，灰岩、层为良好的地基下卧层；即使下伏基岩局部存在岩体裂隙和渗漏通道，由于上覆粘性土层厚度较大，作为良好隔水层，堤内不大可能出现大面积集中渗漏和管涌

13、现象。6、根据本区域及相邻区域岩土工程勘察经验与社会调查，本区域可能局部存在古墓、砖窑等不良地质现象，基槽开挖时应予以充分注意。7、根据现场原位测试、室内试验成果并结全本地区相同土岩类的力学指标经验，地基土岩层的承载力特征值fak、压缩模量ES建议取值如下：粘性土层：fak=240KPa,Es=8MPa粘土性层：fak=180KPa,Es=5MPa灰岩层：fak=800KPa灰岩层：fak=2500KPa灰岩层：fak=4000KPa8、如堤线方案选择截弯取直方案，由于8-3#钻孔北东侧已建成建筑群，建筑较密集，建议堤线经过8-3#钻孔位置后，从8-2#钻孔处接回岸坡段。9、场地土和地下水对混

14、凝土无腐蚀性。10、参照类似岩性的经验值，粘性土渗透系数可取值K=1.2X10-7cms3设计标准根据贵港市城区发展规划，参照防洪标准(GB50201-94)规定和广西区水利厅桂水技字(1998)75号关于贵港市城区防洪排涝规划的批复及水利部水利水电规划设计总院水总规200049号文的审查意见，贵港市城区防洪堤工程按五十年一遇洪水设计。第四节设计依据1 .各种水工建筑物教材；2 .各种水力学教材；3 .武汉水电学院编.水力学计算手册；4 .华东水利学院主编.水工设计手册.1.基础理论.北京：水利电力出版社，1983；5 .水利水电枢纽工程等级划分及设计标准；6 .堤防工程设计规范GB50286-98第二章工程布置第一节工程总体布置概述本次工程的堤线方案有两个，一个是沿着河道布置，另一个是截弯取直，将堤线基本直线布置，不沿着河岸。根据堤防工程设计规范GB50286-98中规定，“河堤堤线应与河势流向相适应并与大洪水的主流线大致平行。堤线应布置在占压耕地拆迁房屋等建筑物少的地带，避开文物遗址，利于防汛抢险和工程管理”。考虑此处的地形，河道的弯曲程度