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洞庭湖东蓄洪垸围堤工程设计
一、毕业设计任务
设计总说明
大通湖东垸一线围堤总长43.357km，保护面积230.14km2，其中耕地面积15.23万亩。据2005年调查统计，蓄洪垸区内人口14.13万人。
依据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）2.1.4条的规定，蓄、滞洪区堤防工程的防洪标准应根据批准的流域防洪规划或区域防洪规划的要求专门确定。根据水利部审查通过的《长江流域防洪规划简要报告》及水利部水总规[2000]42号文，洞庭湖区蓄洪垸为Ⅲ等堤防工程，堤防为3级，各蓄洪垸主要建筑物按3级建筑物设计。
根据《湖南省洞庭湖区钱粮湖、共双茶、大通湖东垸三个蓄洪垸围堤加固工程可行性研究报告》（修订本）及其审查意见大通湖东垸围堤为3级建筑物。
经以上综合分析，确定大通湖东蓄洪垸围堤堤防级别为3级，围堤上的穿堤建筑物级别与所在堤防级别一致，亦为3级。
目录
第一章 综合说明 4
1. 工程简介 4
1.1 工程等级与设计标准 4
1.1.1 工程等级与建筑物级别 4
1.1.2 设计标准 4
1.2设计基本资料 5
1.2.1 工程任务 5
1.2.2 可行性研究报告审批主要意见 6
1.2.3有关文件 7
1.2.4 水文资料 7
1.2.5 地质资料 8
1.2.6 其它资料 8
1.2.7 规范规定的安全系数 8
第二章 工程布置 10
2.1 堤防工程布置 10
2.1.1堤线布置 10
2.1.2 穿堤建筑物工程布置 12
第三章 堤身加固设计 15
3.1 堤身现状及存在问题 15
3.2 堤身加培 15
3.2.1 设计标准断面 15
3.2.2 堤身抗滑稳定复核 18
3.2.3 堤身加培设计 29
3.2.4 堤身隐患处理 30
3.2.5 方案比选 30
3.2.6 劈裂灌浆设计 32
3.2.7 锥探灌浆设计 33
3.2.8 水泥土防渗墙设计 33
3.3 护坡设计 34
3.3.1 护坡型式和范围 34
3.3.2 护坡设计 35
3.4 护岸设计 39
3.4.1 护脚范围 39
3.4.2 防护型式比选 40
3.4.3 护脚设计 40
3.5 堤顶防汛道路和上堤坡道 41
第四章 堤基渗控处理设计 43
4.1 地质概况 43
4.2 渗透稳定分析 43
4.3 渗控措施 60
4.3.1 渗控措施分析 60
4.3.2 堤基防渗工程措施 60
4.4 水泥土防渗墙结构设计 68
4.5 填塘固基 70
第五章 穿堤建筑物设计 73
5.1 设计资料 74
5.1.1 水位流量资料 74
5.1.2 地质资料 76
5.2 穿堤建筑物设计内容及有关计算 77
5.2.1 过流能力复核 77
5.2.2 主要结构尺寸及布置 79
5.2.3 涵闸稳定应力分析 82
5.2.4 地基处理 85
5.2.5 防渗排水设计 89
5.2.6 内渠（进水渠）导渗衬砌处理 92
5.2.7消能防冲设计 94
5.2.8 灭螺设计 95
5.3 重建穿堤建筑物设计 97
5.3.1 德胜引水闸重建设计 97
5.3.2 德胜电排管重建设计 100
5.3.3 下胡子口闸重建设计 102
5.3.4 大寨闸重建设计 104
5.3.5 卫国闸重建设计 107
5.3.6 幸福闸重建设计 109
5.4 改建穿堤建筑物设计 111
5.4.1 保合剅闸改建设计 111
5.4.2 自安剅闸改建设计 114
5.4.3 光明剅闸改建设计 116
5.5 加固接长穿堤建筑物设计 119
5.5.1 永丰引水闸加固外接长设计 119
5.5.2 永丰电排管加固外接长设计 121
5.5.3 新安电管加固外接长设计 123
5.5.4 新安闸加固外接长设计 124
5.5.5 新洲电管加固外接长设计 125
5.5.6 南华电管加固内接长设计 126
5.6 堤身开挖及恢复 127
5.7 穿堤建筑物主要工程量 127
第六章 主要工程量 129
致谢 131
参考文献 132
一、毕业设计任务
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课题内容： 一、综合说明 （1） 工程等级与建筑物级别 大通湖东垸一线围堤总长43.357km，保护面积230.14km2，其中耕地面积15.23万亩。据2005年调查统计，蓄洪垸区内人口14.13万人。 依据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）2.1.4条的规定，蓄、滞洪区堤防工程的防洪标准应根据批准的流域防洪规划或区域防洪规划的要求专门确定。根据水利部审查通过的《长江流域防洪规划简要报告》及水利部水总规[2000]42号文，洞庭湖区蓄洪垸为Ⅲ等堤防工程，堤防为3级，各蓄洪垸主要建筑物按3级建筑物设计。 根据《湖南省洞庭湖区钱粮湖、共双茶、大通湖东垸三个蓄洪垸围堤加固工程可行性研究报告》（修订本）及其审查意见大通湖东垸围堤为3级建筑物。 经以上综合分析，确定大通湖东蓄洪垸围堤堤防级别为3级，围堤上的穿堤建筑物级别与所在堤防级别一致，亦为3级。 (2) 设计标准 依据《防洪标准》（GB50201-94）第3.0.3条规定，蓄滞洪区的防洪标准，应根据批准的江河流域规划的要求分析确定。根据《洞庭湖区综合治理近期规划报告》：“松滋水系、太平水系属西洞庭湖区，其两岸堤防设计水位标准同西洞庭湖区，藕池水系属东、南洞庭湖区，其堤防设计水位拟定原则同东、南洞庭湖区即按1954年最高洪水位设计”。大通湖东垸位于东洞庭湖区，设计标准按1954年洪水确定。堤防设计洪水位以1954年最高水位为标准。垸外水位根据注滋口站及大通湖（外湖）、南华港、下胡子口闸三个控制点1954年最高洪水位进行内插外延确定。垸内蓄洪水位根据德胜控制点1954年实测水位确定。主要建筑物设计洪水位按该堤段堤防设计水位+0.5m确定。 大通湖东垸的设计枯水位采用附近水文（水位）站自设站以来至2006年历年平均最低水位值加0.3m。 二、工程任务 （1）堤防现状及存在问题 大通湖东垸围堤从1950年开始兴建，中间经过多次培修，多以群众筹资为主，由于缺乏正规设计和资金来源，施工中取土不严，清基不彻底，土料碾压不实，层面结合不良，致使堤身质量普遍较差；湖区鼠患严重，洞穴较多。每到汛期常出现散浸、渗漏、管涌等险情。经调查，纳入本次加固范围内的堤防长为20.057km，其中堤身存在险情的堤段长15.445km，占加固堤防总长的77%；堤基存在险情的堤段长18.407km，占加固堤防总长的91.8%；堤坡存在险情的堤段长12.465km，占加固堤防总长的62.15%；岸坡存在险情的堤段长2.64km，占加固堤防总长的13.16%。 本阶段纳入大通湖东蓄洪垸加固工程的穿堤建筑物共15座，其中藕池河堤防上穿堤建筑物有11座（涵闸7座、电排站4座）；东洞庭湖堤防上穿堤建筑物有4座（涵闸3座、电排站1座）。穿堤建筑物主要功能为灌溉或排涝。由于大通湖东垸涵闸大多建于60～70年代，多数存在闸基不均匀沉陷、基础渗漏、进出口损坏及闸身老化等问题，部分涵闸存在闸身断裂等问题，严重影响运行，成为堤防最大的隐患。 （2）工程任务与措施 ① 通过堤身加高培厚、堤身及堤基防渗处理等措施，消除堤防隐患，提高堤防防洪能力。 ② 重建改建或加固接长穿堤建筑物，恢复或提高灌溉、排涝能力。 本次设计主要是根据《可研报告》审查意见及实地勘测情况，针对工程区存在的主要问题进行处理，主要工程措施有：堤身加高培厚，堤身、堤基防渗处理，堤防护坡、护岸设计，穿堤建筑物主要为涵闸或电排管的重建、改建或加固接长，增设工程观测设施。 三、 基本资料 大通湖东蓄洪垸围堤现有堤线基本合理，根据可研审批意见，本阶段设计堤线基本维持原堤线不变，即沿现有堤线进行堤防的加高加固。 （1）工程流域地形： 1.地形资料 1/2000实测堤防带状地形图、1/500实测穿堤建筑物地形图。 2.地质资料 堤防地质平、纵横剖面图，及穿堤建筑物地质平、纵剖面图。 堤防工程各土层物理力学指标推荐值详见地质章节报告。 3.地震烈度 根据2001年1/400万《中国地震动峰值加速度区划图》及《中国地震动反应谱特征周期区划图》，该区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，建筑物可不考虑地震设防。 （2）气象水文 大通湖东垸位于中亚热带向北亚热带过渡的大陆性季风湿润气候区，气候温和，四季分明，雨量充沛，湿度大，霜期短，春温多变，夏季长，灾害性天气较多。垸内无气象观测站，区域附近有南县气象站和华容气象站，统计南县气象站和华容气象站1960年～2006年气象资料，历年最高气温40℃（1971年7月21日，南县站），历年最低气温-13.1℃（1972年2月9日，华容站），历年最大风速22.3m/s（1981年5月2日，南县站） （2）水文水利计算成果的引用 根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）的规定，3级堤防抗滑稳定安全系数见表1.1-1。穿堤建筑物进、出口八字墙等建筑物抗滑、抗倾稳定安全系数允许值见表1.1-2。 抗滑稳定安全系数允许值 表1.1-1
土基上挡土墙、闸室墙抗滑及抗倾稳定安全系数允许值 表1.1-2
（2）根据《水闸设计规范》（SL265-2001）规定，防洪闸基底应力的最大值与最小值之比允许值见表5.1-3。在各种计算情况下，闸室平均基底应力不大于地基允许承载力，最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍。 闸室基底应力的最大值与最小值之比允许值 表1.1-3
2）特征水位 堤防设计洪水位按1954年实测最高水位与垸内最高蓄洪水位相比高值确定，169+830～4+800段设计洪水位为33.68m，5+000～11+306段设计洪水位为33.68m～33.91m，穿堤建筑物设计洪水位为该堤段堤防设计水位+0.5m确定。 3）工程布置 大通湖东蓄洪垸围堤现有堤线基本合理，根据可研审批意见，本阶段设计堤线基本维持原堤线不变，即沿现有堤线进行堤防的加高加固。 大通湖东蓄洪垸围堤总长43.357km，扣除纳入安全建设项目的堤防长度22.45km，分洪闸及临时分洪口门所占围堤长0.85km,，本次加固范围为20.057km，具体如下： 注滋口河堤全长24.082 km。同兴垸注滋口河堤0+000～11+306段长11.306km，其中华阁安全区1.76km，临时分洪口门0.2km，德胜安全台2.16km，本次加固堤段为0+000～0+651、2+411～4+800、5+000～6+315、8+475～11+306，共计7.186km；隆西垸注滋口河堤197+745～201+881段长4.136km，其中注滋口安全区2.454km，本次加固堤段为200+199～201+881，共计1.682km；团山垸注滋口河堤192+811～197+745段长4.934km，其中团山安全区2.836km，本次加固堤段为192+811～194+262，197+098～197+745，共计2.098km；新洲垸注滋口河堤189+105～192+811段长3.706km，其中东堤台（3）0.145km，本次加固堤段为189+250～192+811，本次加固堤长3.561km。 东洞庭湖堤全长19.275km。隆西垸东洞庭湖堤169+830～176+460段长6.63km，其中隆西东洞庭台4.04km，本次加固堤段为169+830～171+813，174+693～175+300，共计2.59km；团山垸东洞庭湖堤176+460～182+995段长6.535km，其中隆西东洞庭台加分洪闸2.5km，东堤台（1）2.4km，本次加固堤段为178+960～179+052、181+452～182+995，共计1.635km；新洲垸东洞庭湖堤182+995～189+105段长6.11km，其中东堤台（2）2.7km，东堤台（3）2.105km，本次加固堤段为182+995～184+200、186+900～187+000，共计1.305km。 堤线范围布置表
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参考文献
[1] 《防洪标准》（GB50201-94）
[2] 《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）
[3] 《堤防工程设计规范》（GB50286-98）
[4] 《泵站工程设计规范》（GB50265-97）
[5] 《水闸设计规范》（SL265-2001）
[6] 《水利血防技术导则》（试行）（SL/Z318-2005）
[7] 《灌溉与排水设计规范》（SL265-96）
[8] 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）
[9] 《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）
[10] 《堤防工程施工规范》（SL260-98）
[11] 《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）
[12] 《堤防工程管理设计规范》（SL171-96）
[13] 《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）
[14] 《土坝坝体灌浆技术规范》（SD266-88）
[15] 国发[1999]12号《国务院批转水利部关于加强长江近期防洪建设若干意见的通知》；
[16] 《长江流域防洪规划简要报告》
[17] 《洞庭湖区综合治理近期规划报告》（1997年9月）
[18] 《湖南省洞庭湖区钱粮湖、共双茶、大通湖东垸三个蓄洪垸工程大通湖东蓄洪垸围堤加固工程可行性研究报告》（修订本）及其审查意见；
[19] 国家发改委评审字[2009]204号《洞庭湖区大通湖东蓄洪垸围堤加固工程可行性研究报告评估报告》