万福沟初步设计word版本

界首市万福沟河流治理工程
初步设计
（报批稿）
设计证书:水利行业甲级设计证号:A134006186 安徽省阜阳市水利规划设计院
二○一一年五月
1 综合说明
1.1流域概况
万福沟系颍河左岸支流之一，发源于豫皖交界的小董庄，流经河南省的郸城县及安徽省境内的界首市、太和县，于太和县旧县集西头入沙颍河，总流域面积350.00km2,其中:河南省境内流域面积51.50km2，界首市境内流域面积159.90km2，太和县境内流域面积138.60km2。

万福沟安徽境内河道总长38.85km。

其流域范围在颍河以北、长胜沟以东、拉欠沟及南八丈河以南、105国道以西，从界首市王老家东流入太和县。

万福沟在太和县境内河道总长为13.55km，流域面积138.60km2，辖税镇、高庙镇、蔡庙镇、皮条孙镇，于旧县镇韩井村入沙颍河。

太和县境内支流主要有东蒲沟、大麦沟、西直沟、东直沟、卧龙沟、烂草沟等。

万福沟在界首市境内河道总长25.30km，境内流域面积159.90km2，辖邴集乡、光武镇、大黄镇、靳寨乡、西城办事处、东城办事处等六个乡镇办事处，在界首市王老家东流入太和县。

界首市境内支流主要有光芦河、黄水冲、坡河、中心沟、西蒲沟、马沟等支流。

界首市境内流域范围内有省道、南洛高速等交通主干道，交通条件较为便利。

界首市流域内地势较为平坦，地面高程37.50m～34.50m（1985国家高程基准，下同），呈西北高东南低，地面比降巍庄以上1/10000，以下1/8000。

万福沟流域界首市境内辖邴集乡、光武镇、大黄镇、靳寨乡、西城办事处、东城办事处等六个乡镇办事处，人口19.20万人，耕地14.02万亩，村庄较稠，人口密度大。

农业主要种植小麦、玉米、黄豆、棉花及其它杂粮，耕作制度为小麦～玉米、小麦～黄豆、小麦～棉花连种制，复种指数1.97，农民人均纯收入2608元。

1.2水文、气象
万福沟流域属暖温带半湿润性季风气候。

季风明显，气候温和，光照充足，四季分明，雨量适中，光热水组合条件较好。

无霜期较长，光、热、水等资源丰富，春短多风旱，夏长而湿热，秋凉且风爽，冬长而干寒。

年平均气温14.7℃。

历年日平均气温稳定且超过零度的天数是321天，积温为5398.7℃，稳定超过10℃的天数为222天，积温为4748.4℃。

年平均降水量886.5mm，雨量适中，但年际间变幅较大，年内季节分布不均。

每年降雨量集中在6～8月份，
占全年的50%。

多年平均蒸发量1178.8mm，最大冻土深约19cm。

图1-1 界首市万福沟位置图
1.3工程地质
万福沟位于颍河左岸，西北～东南流向，流域内地势平坦开阔，西北高、东南低。

本区位于中朝准地台华北坳陷区内。

根据河道地质勘探，勘探揭露万福沟地层自上而下可分为7层，为第（1）层为
素填土（Q
4al）；第（2）层为粉质粘土（Q
3
al）；第（3）层为粉质粘土（Q
3
al）；第（4）
层为重粉质砂壤土（Q
3al）；第（4-1）层为粉砂（Q
3
al）；第（5）层为重粉质壤土（Q
3
al）；
第（6）层为重砂壤土（Q
3
al）。

地下水大部为孔隙潜水，主要以大气降水和丰水期河水补给，排泄方式以蒸发和
向河道排泄为主。

根据区域水文地质资料分析，地下水以 HCO
3-Ca 与 HCO
3
-Na 型为
主，矿化度较小，地下水对混凝微腐蚀性。

根据《中国地震动参数区划图》(GBl8306－2001)，本区抗震设防烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g。

1.4工程任务与规模
1.4.1工程现状
万福沟现状为本干除涝标准大部分仅达到3年一遇，现有涵闸、桥梁大多为上世纪60～80年代初建设。

（一）河道现状
万福沟本干河道（桩号38+850～27+000）共11.85km的现状河道底宽4～10m，边坡1:2.3～1:2.7，河底高程36.00～31.50m，除涝水位大部分均位于附近地面高程以下0.3m～0.8m，该段河道现状过水能力达到5年一遇除涝标准。

其中万福沟本干河道（桩号38+450～34+850）共3.60km的现状河道中水草、杂物较多，且河道中淤积较严重，需进行清淤清障。

万福沟本干河道（桩号27+000～13+552）共13.45km的现状河道底宽8～16m，边坡在1:2.5左右，河底高程31.50～29.46m，除涝水位大部分位于附近地面高程以下0.3～0.7m，部分河段除涝水位高于附近地面高程，因原河道治理标准仅能达到3年一遇以上，达不到5年一遇标准，在排涝时期导致涝水不能及时排除，致使沿岸耕地受涝灾比较严重。

河滩地内种植的树木太多，减少了河槽的过水面积。

部分河段由于群众取土烧窑，形成了大量的取土坑，导致河道断面不规则。

（二）涵闸、桥梁现状
张大桥闸位于桩号20+545处，建于1959年。

设计5年一遇除涝水位:闸上34.71m，闸下34.56m。

为3孔开敞式闸，宽度2.90m，高度3.50m。

闸底高程30.80m。

该闸现有过水能力仅能达到64.30m3/s，远小于5年一遇设计流量98.96m3/s，过水能力不足5年一遇，阻水严重，闸门碳化、露筋锈蚀，铁件锈蚀、止水老化。

谢桥闸位于桩号31+888处，建于1977年。

该闸位于谢庄桥下游处，为3孔开敞式闸，宽度3.90m，高度4.50m。

闸底高程32.00m。

阻水，配重绳锈断，闸址处上方
存在高压线，有安全隐患。

西坡河闸位于万福沟支流坡河主干河道，建于1965年。

设计5年一遇除涝水位:闸上34.86m，闸下34.71m。

该闸为3孔开敞式闸，宽度3.40m，高度4.50m。

闸门碳化、露筋锈蚀，铁件锈蚀、止水老化。

十字河闸位于桩号28+338处，建于1974年。

设计5年一遇除涝水位:闸上35.70m，闸下35.55m。

该闸为3孔开敞式闸，宽度3.40m，高度4.20m。

闸底高程32.00m。

该闸现状基本完好。

本干河道桥梁多为上世纪60～80年代兴建，通过对现状桥梁进行过水能力复核，大部分桥梁过水能力仅能达到5年一遇的37.07%～92.00%。

桥梁过水能力达不到5年一遇标准的原因是由于以前设计桥梁跨度较小，桥台部分侵占河道过水断面，导致桥址处过水断面减少。

另外由于原桥梁基础较钱，河道清淤清障、开挖疏浚以后导致原桥梁基础部分暴露在外面，形成了不安全因素。

原设计标准比较低，并且由于桥梁超标准、超负荷运行，砖墩、混凝土风化、拱肋断裂、梁板断裂损坏等现象较为突出，严重影响群众生产、生活安全。

1.4.2工程治理范围及标准
（一）治理范围
为了提高万福沟本干河道的除涝标准，减少洪涝灾害，本次设计对万福沟（桩号38+450～34+850）共3.60km的河道进行清淤清障、对本干（桩号27+000～13+552）共13.45km的河道进行疏浚和万福沟本干（桩号38+850～13+552）进行涵闸、桥梁配套。

（二）治理标准
万福沟河道等级标准为4级河道。

本次万福沟治理工程河道除涝标准采用5年一遇，重建涵闸标准按照5年一遇除涝标准设计，建筑物等级为四级。

1.4.3工程任务与规模
本次界首市万福沟治理工程的主要任务是河道疏浚和建筑物配套。

（1）河道疏浚工程
界首市境内万福沟河道总长25.30km（桩号38+850（崔庄）～13+552（界太交界处）），本次仅对万福沟本干（桩号27+000（苗桥南）～13+552（界太交界处））共13.45km
的河道按5年一遇除涝标准断面进行疏浚，设计河道边坡为1:2.5，共开挖疏浚32.49万m 3。

对万福沟本干（桩号38+450（崔庄）～34+850（姜楼南））共3.60km 的河道清淤清障，共2.77万m 3。

（2）涵闸工程
本次设计共对现状存在的2座涵闸进行处理，其中拆除重建张大桥闸、拆除谢桥闸。

（3）桥梁配套
本次设计拆除重建本干桥梁14座（董园庄桥、西张庄北桥、西张庄南桥、哑巴庄桥、大刘寨北桥、大刘寨南桥、苗桥、后聂庄桥、段寨桥、魏庄桥、轮窑厂桥、方楼东桥、王老家桥、关庄桥）。

1.5工程设计
1.5.1河道疏浚设计
根据河段河道特性、地质条件及现有河道边坡情况，按拟定的设计除涝流量、除涝水位及设计河底高程，经过计算确定疏浚河段的横断面。

按照明渠均匀流公式进行设计，本次设计河底纵坡同排涝水位水面线坡度，河底高程根据排涝水位和河段水深确定如下表1-1所示。

横断面设计时，根据河道现状及地质报告，初拟边坡和底宽，再根据曼宁公式，
进行断面过流量计算。

成果见表1-1。

表1-1 界首市万福沟河流设计断面要素表
2
1321I R A n Q
1.5.2桥梁设计
本干河道桥梁多为上世纪60～80年代兴建，原设计标准低，砖墩、混凝土风化、拱肋断裂、梁板断裂等现象较为突出，严重影响群众生产、生活安全，影响沿岸经济发展。

本次治理将现有险桥进行拆除重建，共拆除重建本干桥梁14座。

设计标准:桥梁净宽为7m为公路-Ⅱ级，桥面净宽为4.5m为公路-Ⅱ级车道荷载效应乘以0.8的折减系数，车辆荷载效应乘以0.7的折减系数。

本次设计均为梁板桥，单跨跨径为10m、13m。

桥型分别为预制钢筋混凝土空心板和预制预应力钢筋混凝土空心板桥。

根据本次勘探的地质资料，桥台及桥墩基础下土层为粉质粘土，地基承载力较好。

故本次设计的典型建筑物基础均采用双桩式桥墩接扩大基础和重力式U型桥台。

根据本次规划设计的桥梁宽度、跨度，取西张庄南桥、大刘寨北桥、苗桥、后聂庄桥、方楼东桥进行典型设计。

1.5.3涵闸设计
本次界首市万福沟治理工程涉及涵闸拆除重建工程1座（张大桥闸）、废弃1座（谢桥闸）。

1）张大桥闸
张大桥闸建于1959年，位于万福沟本干桩号20+545处，对该地区的蓄水、灌溉发挥了重要作用。

该闸经过五十多年的运行，主体结构损毁严重。

胸墙、翼墙开裂沉降，闸底板下沉断裂，消力池、消力坎断裂，闸门多处露筋，启闭机开启失灵，严重影响万福沟流域的除涝和灌溉蓄水条件，影响界首至靳寨、光武、芦村等乡镇的交通条件，本次将其拆除重建。

重建的张大桥闸为3孔开敞式水闸，单孔净宽4.50m，闸底板高程30.55m。

闸室
顺水流方向长16.5m，垂直水流方向宽度24.30m，采用整体式闸室。

闸室底板厚0.7m，岸墙采用钢筋砼扶壁式结构，厚0.8m，中墩采用钢筋砼实体墩，厚1.0m。

启闭机台采用钢筋砼排架支承，排架底部现浇于闸墩上，启闭机台顶高程为43.20m。

启闭机房宽3.5m，长16.5m，层高3.4m，砖混结构。

闸门采用平面定轮钢闸门，配QPL-2×100kN双吊点手电两用螺杆启闭机，门机各3套。

交通桥桥面总宽10.80m，净宽10.00m，桥面高程36.70m；采用预制钢筋混凝土简支板，板厚0.42m，荷载等级为公路-Ⅱ级。

2）谢桥闸
谢桥闸位于谢庄桥下游处，闸门碳化钢筋露锈，铁件锈蚀、止水老化，配重绳锈断，启闭机属淘汰产品。

且闸址处上有高压线，在运用期间存在安全隐患，在实际运行中该闸已经基本上发挥不了作用，本次设计拟将谢桥闸废弃并拆除。

1.6金属结构与电气
本次金属结构及电气设计设计涉及张大桥闸闸门及启闭机设计及选型。

重建的张大桥闸为3孔开敞式节制闸，单孔净宽4.5m，闸底板高程30.55m，启闭台高程43.20m，设计蓄水34.50m。

该节制闸金属结构主要由工作闸门及相应的启闭设备组成。

工作闸门采用平面定轮钢闸门，共3扇，配备QPL-2×100kN手电两用螺杆启闭机3台。

该闸位于界首市靳寨镇街内，老闸无电气设施。

为便于工程管理，本次加固设计配置电力变压器（S11-30/10，30kVA 10±5%/0.4kV）一台，10kV输电线路（LGJ-50）
0.3km。

1.7施工组织设计
1.7.1施工条件
本次万福沟治理工程位于界首市境内。

万福沟流域属暖温带半湿润性季风气候。

无霜期较长，光、热、水等资源丰富，春短多风旱，夏长而湿热，秋凉且风爽，冬长而干寒。

年平均气温14.7℃。

每年降雨量集中在6～8月份，占全年的50%。

多年平均蒸发量1178.8mm，最大冻土深约19cm。

万福沟治理工程位于界首市境内，流域内有省道、南洛高速等交通主干道可直达
工程区。

各种机械和材料通过陆路可直接运抵施工工地。

施工区内通讯条件良好，邮电部门的有线和无线移动通讯网已覆盖整个施工区域。

施工所用三材主要从界首市采购，施工用燃料可由当地石油部门供应。

修筑一次性拦河围堰所用土料，主要利用取土区取土，整个施工区第四纪覆盖层均较厚，且较易开采运输。

工程区内地表水和潜层地下水均不具备饮用条件，饮用水可以利用村庄已有的供水系统解决，也可自打深井抽取。

施工用水可从工程附近的水井或排涝沟、塘中抽取。

靠近乡村供电主线的工程，机械施工和生活用电可直接从系统电网中T接，其余工程需配备自发电源。

1.7.2施工导流
导流建筑物级别取5级，各导流建筑物均为土石结构，导流标准均选用施工期5年一遇的水位及洪水流量。

施工安排在一个枯水期内完成，导流时段安排在当年11月～次年3月。

根据本次万福沟治理的特点，施工期的导流采用人工调节控制，即在各主要支流如南八丈沟口、坡河口设置围堰及导流设施，调节各支流汇入主干的流量与时间。

万福沟闸的自排方式为外河水位较低时，开启万福沟闸放水。

在外河水位较高，闸门不能开启时，采用抽排方式向外河或附近支流排水。

（一）一次性排水分析
由于界首市万福沟计划在2011年枯水期治理，故本次设计考虑通过开启下游段太和县万福沟闸,降低万福沟施工期水位,作为河道疏浚一次性排水的预降水位。

界首段万福沟施工期预降水位为30.77m。

（二）经常性排水水文分析
根据本次万福沟治理的特点，施工期的导流采用人工调节控制，即在各主要支流如南八丈沟口、坡河口设置围堰及导流设施，调节各支流汇入主干的流量与时间。

在万福沟本干河道34+850桩号处设置围堰，将上游来水导入下游本干河道（34+850～29+050）后通过南八丈河口排入南八丈河。

在万福沟本干南八丈沟口29+050桩号处设置围堰，将界首市万福沟上段（38+850～29+050）来水导入南八丈
河。

在万福沟本干张大桥闸上游侧20+686及坡河入万福沟沟口处设置围堰，将本干河段南八丈河口～坡河口入万福沟口（29+050～20+686）这一段的万福沟来水抽排导入坡河及旁边的支流，最后通过长胜沟排入沙颍河。

在张大桥闸施工时，即可利用张大桥闸上游的围堰，并在张大桥闸下游侧设置围堰。

张大桥闸下游～界太交界（20+545～13+552）段的万福沟段的来水通过下游的大麦沟导流排入沙颍河。

主干河道利用上述所设置的围堰将河道分为若干段，河底开挖导流明渠垄沟，分段导流、分段施工。

1.7.3主体工程施工
（1）河道疏浚
本工程河道疏浚土方共32.49万m3，施工时采用1m3挖掘机进行开挖，5t自卸汽车运输。

因河道底宽为10～20m，深度为4.0～5.0m，河底部分土方需2～3次倒运。

开挖时应先清除河底淤泥，就近填入河滩地5m外废塘。

然后采用1m3挖掘机开挖河道至设计断面，弃土运输时，近距离采用推土机推平，200m以内采用铲运机运输，1km以上的采用5t自卸车运输。

部分河岸由于群众自行取土，形成大小不一的二平台，排涝时期，该平台上面的农作物时常受淹，根据分段土方平衡计算分析，规划利用弃土对于部分存在二平台的河岸进行回填，设计河岸线5m以内利用拖拉机进行压实，压实度不小于0.92，5m以外利用弃土与附近地面高程进行平顺修整连接。

（2）桥梁施工
桥梁砼工程分为现浇砼和预制砼。

现浇砼主要部位为：桥墩、桥面铺装层、护栏等；预制砼构件主要是桥面空心板板，预制构件现场预制，预制场地安排在桥梁两头的行车方向轴线上，以减少场内运输。

低温时期砼施工应严格遵守有关规定，提前做好防寒准备，以保证工程施工质量。

桥梁安装采用25t汽车吊安装，吊车座在垂直水流方向填筑的工作平台上。

砌石工程主要是桥台、侧墙、护底及护坡，浆砌石主要采用坐浆法施工，砂浆拌制按照相关施工规范要求进行。

（3）涵闸施工
混凝土浇筑，采用0.4m3混凝土搅拌机拌制，人工搭跳后用斗车运输入仓，用插入式振捣器(振动棒)平仓振捣密实。

对厚度小于30cm的较薄砼，也可用平板震捣器
震捣密实。

对门槽二期砼浇筑，在浇筑前应对一期砼表面凿毛清理，刷洗干净。

冬季施工务必注意砼的保温防冻工作。

1.7.4施工总布置
疏浚等工程施工机械的修理利用工程附近已有的修配厂进行，施工现场仅考虑机械零配件的更换，施工房屋主要为生活、办公用房和施工仓库，施工房屋按布置在工程区内已征用的空地上考虑，或在工程附近村庄租用房屋布置。

本工程施工房屋面积按2000m2考虑。

1.7.5施工总进度计划
本工程施工总工期共8个月，即施工期第一年10月初至第二年5月底。

第一年10月为工程准备期，第二年5月为完建工程期。

河道疏浚工程安排在第一年的11月份至第二年的2月份。

重建桥梁工程安排在第一年的11月份至第二年的3月份。

重建涵闸工程安排在第一年的11月份至第二年的3月份。

1.8工程用地与拆迁安置
本项目共需永久征地26.73亩，其中河道疏浚占地18.87亩，涵闸工程占地6.36亩，工程管理单位建设用地1.50亩。

临时占地602.86亩，其中施工布置临时占地81.00亩，取土区临时占地17.04亩，弃土区临时占地504.82亩。

共拆迁房屋面积2300m2，移民安置人口共30人。

征地移民补偿按照《安徽省人民政府关于公布安徽省征地补偿标准的通知》（皖政〔2009〕132号）及安徽省发改农经〔2007〕301号文“关于印发安徽省水利水电工程建设地面附着物补偿标准的通知”的规定执行。

征地移民补偿共计446.63万元。

1.9水土保持设计
从本工程的特点及工程运行情况来看，工程带来的地面扰动、植被破坏、弃土弃渣等造成的施工裸露面而新增水土流失主要集中在基本建设期。

生产运行期内由于各项水土流失防治措施已开始发挥相应的功能，水土流失基本得到控制，因此水土流失预测时段选择为基本建设期。

根据预测，本工程建设期内共扰动原地貌、占压土地和损坏林草植被面积为36.55hm2。

根据本工程的施工特点，采用专家经验预测法进行预测，工程建设过程中可能造成的水土流量为941.72t。

本次水土保持设计对建设项目的现状、加固建设过程及加固后运行期的水土流失情况进行分析、计算和预测，采取有效的水土流失防治对策，避免或消除因人为因素造成的水土流失，营造良好的生态环境。

界首市万福沟治理工程水土保持投资30.78万元，其中工程措施1.80万元，施工临时工程24.85万元，独立费用1.47万元；基本预备费0.84万元，水土保持措施补偿费1.83万元。

1.10环境保护设计
万福沟治理工程对环境的不利影响主要是施工期影响，施工期产生的植被破坏和水土流失、施工噪声、施工废水排放以及施工人员产生的生活污水和生活垃圾对环境产生一定的不利影响。

但施工对环境的影响是短期的，暂时的，可以采取防护措施。

本工程的水质保护主要包括生产废水和生活污水的处理。

生产废水中主要包括砂石料冲洗废水、混凝土拌和系统冲洗、混凝土养护废水和机械冲洗废水等。

本工程砂石料冲洗、砼浇筑和养护废水需开挖废水收集池进行沉淀处理，达标排放。

机械冲洗产生含油废水，建隔油沉淀池处理后排放，需建隔油沉淀池总容积153m3。

生活污水在生活区附近兴建厌氧氧化池进行生活污水处理，生活污水在池中停留1天左右可排入水体，需建生活污水收集池总容积120m3。

施工结束后，废水收集池和污水收集池应拆除，并用土回填。

此外还采取一些其它环保措施，拟设砖砌垃圾箱15个；施工人员在施工期内均进行一次身体检查，为减少施工场地的扬尘和降低噪声，用洒水车，1日2次在施工场地洒水，共洒水400次，为施工人员配备耳塞600付，防尘面罩600付。

环境保护投资共计25.35万元。

1.11工程管理设计
万福沟治理后工程的管理由界首市水务局业务指导，下设内河管理所统一管理和协调，负责所辖区域水利设施的修、防、管任务。

按照“因事设岗、以岗定责、以工作量定员”的定岗定员原则，力求精简、提倡合理兼职、尽量减少非生产人员。

根据本工程的规模、特点，为了加强对万福沟的专职管理，参照《水利工程管理单位定员试行标准》的有关规定，成立专门的万福沟管理所，对万福沟进行全面管理。

新成立专门的万福沟管理所设置人员8人，其中管理人员1人，运行、观测和养护修理类5人，
辅助类2人。

设置观测、交通、通讯办公、探查维护设施，总需征地1.50亩。

1.12设计概算
界首市万福沟工程总投资2888.72万元，其中建筑工程投资1293.71万元，机电设备及安装工程5.58万元，金属结构及安装工程62.94万元，临时工程投资304.31万元，独立费用605.80万元，预备费113.62万元，征地移民补偿446.03万元，水保、环保总投资56.13万元。

1.13经济评价
本工程项目的经济评价依据国家发改委、建设部2006年颁布的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）和水利部《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）的规定进行。

社会折现率采用8%；正常运行期拟定为30年，计算期自2011年至2043年。

万福沟治理工程的经济评价指标为: 效益费用比1.38,内部回收率 12.41%, 净现值1113.52万元。

满足“水利建设项目经济评价规范”的要求，各项评价指标较好，工程在经济上是合理的。

1.14实施项目情况表
实施情况见下表1-2所示。

表1-2 界首市万福沟治理工程实施项目情况表
1.15工程特性表
界首市万福沟治理工程特性表见表1-3。