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【关键词】一体化城市设计;土地优化;立体城市;复合功能区
轨道交通M15号线位于北京东北部,全长45.4公里,是一条连接市中心区与顺义新城乃至东北部其他新城(怀柔、密云、平谷)的快速轨道交通骨干线路,主要服务于奥林匹克中心区、望京、新国展、顺义新城等重要城市功能区。
M15号线顺义段全长约20公里,南起温榆河,东至南彩,作为城市发展主轴线,横向串联空港新城、物流园区、中心城区、河东片区四大组团。M15沿线共设有国展,花梨坎、后沙峪、南法信、石门、顺义、俸伯七个站点(其中国展、花梨坎、后沙峪为地上站点)。地面站点计划于2010年底通车运营,2011年底全线通车至河东俸伯站。
轨道交通的引入,不光标志着顺义交通进入了“轨道时代”,也意味着顺义的城市建设进入了“轨道时代”。轨道沿线和站点周边区域将成为近期城市建设的重点、风貌改造的难点、形象展示的亮点!
在此背景下,M15号线沿线城市一体化空间设计工作越发显得重要和急迫。下面以顺义站为例,对站点周边一体化城市设计进行探讨。
轨道交通站点及周边用地一体化城市设计简称“一体化设计”。一体化设计是以土地高效利用、交通便捷换乘、功能合理组织为目标,遵循以人为本,公交优先的原则,充分体现轨道交通与土地开发的协调发展。一体化设计协调、整合各种功能要素和城市空间,为使用者提供可以满足多种城市功能的综合性公共场所。使轨道站点周边区域从以往简单的通过式容器转变为集办公、购物、娱乐、医疗等功能于一体的一站式公共服务综合体。
顺义站位于顺义中心城区核心位置,站点周边聚集大量公共建筑,也是未来L1号线与M15号线换乘站点,是服务顺义核心区的公共中心站。顺义站存在辐射范围大、用地功能杂、交通压力大、改造空间紧的问题,其多样性和复杂性为“一体化设计”提供了良好的基础,同时也对设计提出了更高的要求。
一体化设计主要包括:换乘系统一体化,城市空间立体化,城市功能复合化三方面内容。
1 换乘系统一体化
换乘系统的一体化是一体化设计的基础和前提。换乘系统的一体化建设直接影响到以地铁为核心的公共交通系统整体运行的效率,是地铁站域公共空间一体化整合的关键环节。换乘系统一体化是建立在以地铁为主体的公共交通系统之上的,通过全局性规划为指导,系统地将城市空间、建筑空间和交通设施有机整合,建立三位一体的综合性枢纽和换乘平台。
顺义站在换乘系统一体化建设中应着重考虑地铁、公交车、出租车、自行车、行人五者间的换乘需求,满足公交优先。面对老城中心区地面空间拘束的问题,规划应充分利用地下空间,在地下组织人行交通系统,将站点地下空间与周边地下商业和地下停车场库通过地下通道进行勾连,并通过垂直通道与地面建筑相通,形成地面、地下双层立体人行系统。这样一来,既多方向疏解了瞬时人流,又带动了周边区域的商业开发。地面的公共交通则结合地面人行出口进行就近布置,实现多种公共交通方式的“零换乘”。其中,近期自行车与轨道交通的便捷换乘尤为重要,自行车灵活、便捷、低碳环保、可达性好的特点恰好弥补了轨道交通灵活性不够,可达性不强的缺陷。只有将自行车与轨道交通互相配合、紧密衔接,才能有效延伸轨道交通的辐射范围,实现“门对门”的便捷出行。
2 城市空间的立体化
在一体化的换乘系统以及网络化的步行体系的逐步成熟,大大加快了城市空间立体化的发展。城市空间立体化并不完全等同于建筑单体的立体化,在范围上通指建筑空间、开放空间、公共空间、私密空间、地面空间、地下空间等等,是超脱于建筑单体、空间形式和用地划分的全方位、多角度的立体化发展模式。
顺义站周边区域作为城市公共配套的核心区域,应充分吸收香港、日本在城市空间立体化建设的经验,高效利用中心城区有限的土地资源,逐步以空间垂直
发展的崭新理念取代了城市沿水平方向拓展的传统思路,从而达到城市空间利用的高度集约化。随着站点周边区域城市向空中向地下的立体式发展,也为城市公共活动和交通换乘腾出了空间,保证了高品质的城市公共环境。
3 城市功能的复合化
站点周边区域要实现高度的立体化,离不开城市功能的复合化。城市功能的复合并非功能要素的简单堆砌,而是各元素必须依据自身特征和城市整体机能两个方面的内容进行协调和统筹,在满足共性需求和个性特点的基础上,理性布局到合适的空间位置中,以达到资源配置的最优以及系统运行机制的整体和谐。
顺义站周边区域随着城市更新的逐步推进,周边的城市功能将随着站点交通功能的完善逐步由单一的公共配套功能向居住、商业、办公、酒店、娱乐、医疗等多种功能转变。城市空间立体布置为多种城市功能的复合创造了条件,利用空间分层布置和功能轮替使用,实现在有限空间内多种功能高效组织和便捷使用。
“城市建筑综合体”是城市功能复合的最佳体现,如日本东京的六本木新城、香港的九龙交通城等。在下步规划中,顺义站周边区域的四个象限应结合土地利用规划,整体打造为商业办公、酒店娱乐、医疗卫生、交通接驳四个城市综合体。从而实现多种功能紧密联系,相互间有机结合,以整体的系统形式发挥更为强大的城市配套作用。
复合布置的多种功能将满足不同人群在不同时段的使用需求,为24小时全方位的城市活力提供了有力保障。
“一体化设计”加强了轨道交通和土地利用间的紧密结合,在保证城市合理容量和环境品质的前提下,促进了站点周边土地的集约化使用和高效利用,带动了周边区域的整体发展,将大大提升地区的整体品质。
参考文献
[1]肖为周《大城市轨道交通与土地利用互动关系研究》东南大学2010
[2]张宇石《基于换乘站点的轨道交通与常规公交运营协调模型研究》铁道学报2009,31(3)
[关键词]城市立交 方案设计 跨广三高速跨线桥立交工程
中图分类号:G340 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0306-01
1、引言
近年来,随着城市化建设的深入,城市公路已经逐渐成为标准的城市道路形式,负担起过境交通和城市交通的双重功能,交通量急剧增加,已经难以适应交通增长的需要,这一类道路的提升改造势在必行,部分平面交叉亦成为新的交通“瓶颈”,这样重要节点平面交叉进行立交化改造就显得尤为重要。作为城市的交通枢纽,对城市立交进行科学设计、合理布局是确保城市立交作用发挥的重要方面,但在城市区域设置立交,由于受地形、地物及现状道路交通组织等因素控制,因此城市立交的重点是必须结合道路现状进行设计,本文以佛山市G321国道(狮山段)快速化改造工程第Ⅰ合同段跨广三高速跨线桥立交工程的方案设计为例进行探讨。
2、城市立交设计选型的原则
城市立交的立体交叉类型,对通行能力、行车安全、通过时间以及工程建设运营的成本有着决定性的影响,因此在设计时,应先根据环境条件进行定位,并考虑交通量、交通组成、设计车速等因素。一是立交的形式要与当地的人文地理环境相适应,充分考虑区域的地质地形地貌、周边用地情况、建筑和公共设施分布、拆迁难易程度及影响、区域规划、城市景观等因素。二是要在交通量设计和改扩建可能性上预留远期发展空间。三是立体交叉的形式应当确保行车安全和车流连续,这就必须从相交道路的性质和任务的角度进行考虑。四是在类型的选择上还应当考虑成本和工期的因素,在技术、工艺和结构等方面尽量采取最为先进的,并有利于施工养护和排水。五是处理好相交道路的关系,既要首先满足主要道路的需求,又要同时考虑次要道路的通行要求。
3、城市立交设计选型
城市立交设计选型时,须通过交通使用功能、地形地貌、拆迁难易度、建设成本和工期等主要因素来确定,还需要综合考虑现状交通组织,保证将施工期间对现状交通及居民出行的影响降到最低。以佛山市G321国道(狮山段)快速化改造工程第Ⅰ合同段跨广三高速跨线桥立交工程的方案设计为例,该项目主要是实现G321国道快速化,并与信息大道实现互通,但项目所属地形比较复杂,除了与信息大道分离交叉以外,还存在广三高速、军事用地、省公安厅警察培训中心、广东安恒工业区等控制因素,征地、拆迁极为困难,因此在立交选型时除了要满通使用功能以外,还必须综合考虑以上影响因素进行充分的研究,下面对该项目方案设计过程中主要的两个方案进行比较研究。
方案一:信息大道与主线采用部分苜蓿叶立交形式。总共有两层,第一层是信息大道地面道路,利用主线上跨广三高速的桥跨穿越,第二层是G321国道主线上跨广三高速。东北以及西北象限设置两个苜蓿叶匝道,满足信息大道与G321国道西北向以及西南向的沟通要求。优点是信息大道与主线互通,线形指标较好。缺点是拆迁量大;占地较大,涉及省公安厅警察培训中心和西北象限军事用地范围,征地工作极其困难;与地方交通衔接较难,行人与非机动车交通组织较难;施工期间,对现状交通影响很大,交通组织较难;旧路利用率较低,造价较高。
方案二:本方案的原理是把主线与地方交通的衔接通过两个系统进行连接,其中主线上跨广三高速,实现主路快速化目的,不受地方交通影响,信息大道通过连接线系统与辅路连接,再进出主路,实现信息大道与主线的互通。优点是拆迁量小;占地小,避开省公安厅警察培训中心和军事用地范围;与地方交通衔接较容易,行人与非机动车交通组织较容易;主线施工期间可作便道使用,对现状交通影响较小,交通组织较容易;旧路利用率较高,造价较低。缺点是局部路段采用回头曲线,需进行限速,线形指标较差。
立交方案综合比较如表1
经综合比较,在满通需求(信息大道交通量较小)的前提下,结合现状交通组织、征拆量、征拆难易度、造价等因素,推荐采用方案二。
4、结语
城市立交对缓解城市交通拥挤乃至拥堵,提高通行能力有着决定性作用,但同时更多时候面临着征拆难度大、交通组织困难、社会影响大等问题,如何因地制宜、科学设计、合理布局就成为这一类项目研究的主要课题。本文通过实例对城市立交线型设计的原则、具体方案设计等一些问题进行探讨和分析,希望对在城市区域设置立交的规划设计和建设有所帮助。
参考文献
关键词:休闲 人性 生态 文化 金花茶主题
一、项目概况:
规划用地基本位于防城港市防城区的中心地段,现状由一座山体和防城区汽车总站构成,略呈扇形。山于用地的北面,汽车总站位于用地的南面,规划的广场即位于汽车总站的位置,从空间格局上看,用地资源条件十分丰富。广场用地长约二百米左右、宽为二百三十米左右,总面积约为四万一千平米左右;基地东北面为高差约二十米左右、面积约为一万四千平米左右的圆形山体,山体上长满茂密的树木植被,山顶为防城区革命烈士陵园;基地北面为城市商业地带,西南面与东南面为防邕大道和防钦大道两条城市主干道的交汇处,东面与西面为城市居住区。其地理位置优越,地形平坦,空间开阔,人流密集,商业氛围浓厚。
二、设计目标:
防城区休闲广场方案,广场的主要功能是防城港市防城区人民休闲广场,以防城港市闻名中外珍贵的金花茶作为广场主题,同时也可以兼具防城港市每年举行金茶花节日盛会分会场广场舞台或日常广场汇演的使命。
三、方案构思:
依据项目基地的现状地形地貌空间与防城港市防城区休闲广场的主体功能和金花茶文化主题相结合进行整体设计。金花茶花色金黄,花蕊橙红色,形似椭圆,与广场基地空间形状成椭圆形非常吻合,东北面的山体形状也为椭圆形状与广场形状相互呼应,犹如防城区市中心两朵盛开的金花茶理念浮现,构成广场椭圆形放射状的现代广场构图机理。
四、设计理念:
防城区休闲广场由:A、中轴线景观B、金花茶文化主题C、主题广场标志性景观D、商业与服务配套E、红色文化、海洋文化、少数民族文化(瑶族文化)、山脉高原文化等即地方历史文化人文景观相互结合。
中轴线景观是广场设计结构的原则,以北面坡势高的山顶中心烈士纪念园与中心金花茶图案旱喷集散广场形成主轴线视觉景观,中心旱喷集散广场与主题雕塑形成次轴线视觉景观。长满郁郁葱葱的林木的山体延伸了防城区休闲广场金花茶主题的景观背景空间,休闲广场同时也丰富了绿色山体及山顶纪念景观的前景空间。金花茶文化主题主要表现在整个广场从平面构图、立体构架、雕塑小品等的三维视觉空间景观都是由金花茶自然形体概念抽象而生成。主题广场标志性景观为布置在垂直广场主轴线的次轴线入口处的喷泉主体雕塑,它是代表防城区文化的重要标志,是广场的灵魂物。商业与服务配套主要是以改造广场东北面的原有商业建筑和新建商铺、公厕等配套服务的特色构筑物。红色文化主要集中在山顶烈士陵园区域。海洋文化主要体现在喷泉、沙石铺装、小品构筑物、曲线的广场纹理。少数民族文化主要是瑶族文化的特色文化应用在广场雕塑、小品、花池、灯柱、座凳、铺装等装饰图案的特色设计。山脉高原文化是对广场与背景山体的高差巧妙处理运用。让历史与现代、传统与人文,自然与人工有机结合成一体。
五、功能分区:
防城区休闲广场根据其基本功能由椭圆形中心广场成对称布局共布置划分了十个主要功能区: 一、中心旱喷集散广场区(广场正中心):可满足大型集会需求,并设置有旱喷泉,二、舞台表演区(广场正北面):供节假日表演节目使用,三、主题雕塑水景区(广场正东面):以大型主题雕塑为中心,结合水景布置,形成广场和民俗商业街的焦点,四、文化长廊区(广场正南面主入口两边):可展示防城区的金花茶文化、海文化、大板瑶文化、山地文化、历史文化、古迹文化等等,使人们更直观的了解防城,五、民俗文化商业区(广场东北面):利用现有建筑进行改造,出售民俗产品、当地特产等, 六、休闲健身树阵广场区(广场东面、西面):可满足老年人健身、下棋等娱乐活动需求,七、儿童娱乐区(广场西南面):设有供儿童玩耍的游戏器械及沙池等, 八、阳光生态草坪区(舞台表演区正东面、西面):可满足市民休闲、聚会、娱乐等需求, 九、停车区(广场西南面、东北面):分为非机动的小型停车区和机动停车区来完善配套服务,十、烈士纪念园区(舞台表演区正北面):主要是对山顶和山体环道的铺装与休憩小平台进行局部增设或改造设计。
该方案以向心椭圆形构图为主,很好的顺应了地形特点,构图圆满、大气,使功能分区明确。硬质铺地与绿化相互穿插设置,每个区具备特定的功能,可满足市民多样的选择。广场文化的外在表达主要是通过地面铺装雕刻文化图案、浮雕文化墙、文化长廊(景观金茶花构架)、雕塑等手法来体现。
六、植物配置
根据防城区休闲广场整体对称布局和不同功能分区来进行丰富多样的乔、灌、草等花木植被相结合的植物配置,点线面组合搭配,绿化配植乡土化,多用地方树种,多用变色叶树种。中心广场区种植高大稀疏通透、整齐划一的成对称布置阵列式乔木,休闲树阵和迎宾区种植具有整体环境氛围和季相色彩变化的植物,对山体绿化锦上添辉,注重人在不同空间场所中的心理体验与感受的变化。形成疏密、明暗、动静对比,并充分利用人工灯光、雾气等创造出特殊效果。使广场休闲、开阔、简洁,现代、人性、文化、生态、自然等特性更充分优美的展现出来。
七、结束语
防城港市防城区休闲广场作为现代化的市中心城市广场,将会塑造防城区的城市形象标志、满足人们多层次的活动需求、改善城市生态环境,将成为一个休闲型、标志型、生态型、文化型和整体型的独具魅力的市民广场。
参考文献:
1.王珂,夏健,杨新海编著. 《城市广场设计》.南京,东南大学出版社,1999
2.刘蔓编著.《景观艺术设计》.成都,西南师范大学出版社,2000
【关键词】建筑;结构设计;离差最大化;优选;方案;影响因素;分析
在建筑结构设计中,进行设计方案的优选是建筑结构设计中的重要内容,对于建筑工程施工造价控制以及建筑施工质量保障有着积极的作用和意义。通常情况下,进行建筑结构设计方案优选的目的,是为了通过竞争或者是通过技术、经济等指标的评价方法,最终选择出建筑结构设计中技术先进、结构功能完善、经济成本合理并且安全可靠的建筑结构设计方案,以提高建筑工程施工建设的综合效益,促进建筑工程施工建设的发展与进步。
1、价值工程优选设计方案方法存在的问题
价值工程设计方案优选方法,主要就是通过运用价值工程优化设计方案的方法,通过对于设计方案进行技术、经济等指标属性的评价,实现经济与技术统一的工程前期的造价控制实现。在我国,价值工程设计方案优选方法还是具有一定的应用范围,通常情况下,在进行工程设计方案的优选实现过程中,就是通过设计招投标或者是设计方案优选、限额设计等方式,通过使用价值工程优化设计方案,在对于设计方案进行技术和经济上的评价后,实现工程设计方案在技术与经济的统一,并对于工程前期的造价成本进行控制。
总之,价值工程设计方案优选方法是一种通过应用集体智慧结晶成果和有组织的活动,以设计方案中的设计产品的功能的分析评价为主,是产品设计方案保持在以及较低的成本费用满足安全可靠的产品必要功能的设计实现。因此,根据价值工程设计方案优选方法的具体方法步骤可知,应用价值工程设计方案优选方法进行建筑结构等设计方案的优选评价中,主要就是对于建筑结构设计方案中的建筑结构设计功能以及设计成本之间的相互关系进行研究,并且根据这种相互关系的研究结果,来进行设计方案的评价优选。
结合价值工程设计方案优选评价方法的具体优选评价方式与原理,在实际应用中,该方法主要具有以下的局限性与应用问题。
(1)价值工程优选方法在进行设计方案中指标权重系数的确定中,具有较大的主观性。
(2)价值工程优选方法的设计方案评价标准不够完善。
(3)价值工程优选方法在进行设计方案中成本系数指标因素的确定中,只是在方案之间进行对比确定,准确性与合理性不足。
2、离差最大化的设计方案优选方法分析
离差最大化设计方案优选方法是一种能够针对不同类型指标属性,比如效益型或者是成本型、区间型等,通过对于不同类型指标属性的偏离程度进行计算,并且根部不通过属性指标的偏离程度的衡量标准,对于具体设计方案进行优选实现。应用离差最大化进行设计方案的优选评价,其优选评价实质就是通过设计方案中主要评价指标的对比,应用最大离差实现设计方案的优选评价,它对于价值工程优选方法中,功能系数与成本系数相比的设计方案优选评价局限和不足有很好的弥补改善。
2.1模型建立
根据上述离差最大化设计方案的优选评价原理方式,应用离差最大化进行设计方案的优选评价实现中,首先需要进行评价矩阵的建立。
假设集合D为要进行优选评价的设计方案集合,而D1、D2、D3……Dn为不同的设计方案,对于这些设计方案进行设立的评价指标结合为G,而G1、G2、G3……Gn为不同的评价指标因素。如果存在Di的指标因素Gj属性值为Yij,那么,就可以用下式(1)所示矩阵,进行设计方案D所对应的的评价指标因素集合D的属性矩阵表示。
(1)
通常情况下,在进行设计方案优选评价中评价矩阵建立时,对于评价矩阵中的评价指标因素多进行效益型以及成本型、固定型三个属性类型的划分,其中效益型的评价指标因素中,指标属性值通常越大越好;而成本型的指标属性中,指标的属性值则是越小越好;固定型指标属性类型中,其属性值既不能太大,也不能太小,通常以稳定在某个固定值范围标准为最佳。
通常情况下,离差最大化设计方案优选评价时,由于不同属性类型的评价指标之间存在有不同的衡量评价标准和衡量评价单位等,因此,为了避免这种不同衡量标准评价过程中不能统一衡量问题,进行优选评价设计方案的选择前,应做好相关的规范化处理。如下公式(2)中的a、b和c所示,分别为效益型、成本型和固定型三种不同属性类型指标的规范化处理表示公式。
(a)
(b) (2)
(c)
将不同属性类型的设计方案评价指标在经过上示公式的规范化计算处理后,就可以得到一个决策矩阵,在决策矩阵关系中,设计方案评价指标的属性值,则是越大越好。
2.2 指标权重系数的确定
结合上述优选评价设计方案模型的建立情况,假设每个设计方案的评价指标权向量为W,则W满足下列关系公式(3)所示计算关系。
(3)
并且对于第i中设计方案的综合评价值,可以通过下列计算公式(4)进行计算得出。
(4)
需要注意的是,应用离差最大化进行设计方案的优选评价过程中,结合实际优选评价应用情况,为了方便进行设计方案的优选评价实现,通常hia需要对于离差最大化优选评价计算结果,采用熵值法进行修正处理。
假设设计方案Di的评价指标Gj和其他设计方案之间的离差值,可以用下列公式(5)进行表示,那么对于设计方案中的评价指标Gj来讲,所有设计方案和其它方案之间的总离差值,就可以用下列公式(6)进行计算表示。
(5)
(6)
通过上述计算公式就可以实现对于设计方案中总离差的最大化情况进行计算求得,从而实现对于设计方案的优选评价,但是,为了避免设计方案评价指标权重确定中的主观性与随意性对于优选评价结果的影响,就可以对于上述计算公式,进行熵值法修正,得到如下(7)所示权重最优解计算公式,并以此进行设计方案的优选评价。
(7)
3、结束语
总之,基于离差最大化的建筑结构设计方案优选评价方法,是一种相对比较合理,并且适应性较强的设计方案优选方法,进行该方法理论基础下的建筑结构设计方案优选分析,有利于提高建筑结构设计方案评价水平。
参考文献:
[1]项勇,李海凌,卢永琴.设计方案优选中的离差最大化及熵值法[J].西华大学学报.2006(1).
[2]容芷君,陶芳,陈奎生,应保胜.基于偏好的产品设计方案决策模型[J].武汉科技大学学报.2012(3).
[3]陈自力,李尊卫.离差最大化法在商业银行内部控制评价中的应用[J].重庆大学学报.2005(10).
[4]曲在滨,李全龙,徐晓飞.战场目标打击顺序的多属性决策方法[J].计算机工程与设计.2007(13).
摘要:工程完成后,增加了河道的蓄水能力,能够更好的向三里庄水库调水,满足诸城市城市用水需求;而且对涵养水源、保持水土、美化两岸环境,提升两岸土地开发价值起着重要作用。
关键词:诸城市涓河治理,防洪效益 重要作用
Abstract: after the project is finished, increased channel capacity, better to Three Mile reservoir water diversion, to meet the city city water demand; and on the water conservation, soil and water conservation, the environment beautification, improve cross-strait land development value plays an important role in.
Key words: city brook river, flood control benefit important role
1、综合说明
1.1工程概况
诸城市位于山东省东南部,泰沂山脉与胶潍平原的交界处,东临海滨名城青岛,南靠新兴港口城市日照,北依世界风筝都潍坊,西接沂蒙山脉。全市总面积2183平方公里,辖13处乡镇(街道),1337个行政村,总人口107万人。
涓河流域属大陆性季风区半湿润气候,四季分明,光照充足,气候宜人。年平均温度12.4℃,极端最高气温39.0℃,极端最低气温-19.7℃。受季风影响,全年降水主要集中在汛期(6~9月),晚秋和冬春干旱少雨。
1.2流域洪水计算
根据流域的实际情况,本工程设计采用暴雨资料推求设计洪水,涓河二十年一遇设计洪峰流量为1307m³/s。
1.3工程地质
涓河流域地表岩性基本有两大类型。
(1)南部山丘区主要是太古界胶东群坪上组的钾长片麻岩、片岩、变粒岩等。
(2)其余地区大部分为第四纪更新系的冲积、坡积层。另外尚有少量玄武岩、岩脉、矿脉及燕山晚期侵入的次火山岩、中粒花岗岩闪长玢岩等。
地基岩土的构成表层为素填土,以下为第四季全新世粗砂,下伏基岩为白垩纪泥岩、强风化砂质泥岩和中风化泥质砂岩,地下水埋藏浅。
2、建设的必要性
涓河干流已有防洪工程长度不足,堤顶高程不足,遇较大洪水就有绝口溃堤的危险;下游控导工程不完善,河势多变,尚未得到有效控制,常形成畸形河湾,主流直冲堤防,严重危及堤防安全。此外,涓河下游由于防洪设施严重不足,部分堤防保护区自然排水条件逐步丧失,现有排水沟淤积严重,排水工程设施损坏,老化失修,排水能力不足,遇特大暴雨容易酿成灾害。
因此,必须对涓河进行治理,以使其防洪能力达到二十年一遇的标准。
3、工程任务和规模
涓河治理工程具有防洪和灌溉等综合任务,本工程以防洪任务为主,兼顾其他各项综合需要。
按照二十年一遇的防洪标准,对河道进行清淤扩挖,已有堤防进行加高培厚及险工段的护砌。河道采用梯形复式断面,根据防汛及管理的要求,同时结合当地路网的规划以及河道扩挖产生的余土较多,本次设计将堤顶设计宽度确定为10米。河道平均宽度196.5米,主河槽边坡1:3.0,大堤内外坡为1:2.0,结合河道现状及该区域的蓄水规划,在河槽两侧均设一戗台,戗台宽度不小于10米,高程为现状蓄水位加0.8米超高。
4、工程布置及建筑物
4.1、 设计依据
本工程等别为Ⅳ等,工程规模小(1)型,堤防工程为4级。防洪标准为20年一遇。
4.2、工程布置
河道轴线选取原河道轴线,大堤轴线以现有大堤轴线为主,部分河段可结合以堤代路的要求按照实际需要调整轴线。本次治理段范围为自桃北路南500米至入潍河口,轴线长度12.074km。
4.3防洪标准及河道纵、横断面
根据河道堤防情况及主要对象的重要性程度,经技术经济比较,确定河道的防洪标准为20年一遇设计流量为1307m³/s。
河道设计轴线采用原河道轴线,在原有河道的基础上进行整治。河道比降基本保持不变,对河道进行扩挖。主河槽按设计底宽进行扩挖,两岸按防洪要求建设防洪堤防。根据防汛及管理的要求,同时结合当地路网的规划以及河道扩挖产生的余土较多,本次设计将堤顶设计宽度确定为10米。为了增加堤岸稳定,结合蓄水景观的要求,横断面采用梯形复式断面,左右岸内侧各设一戗台。根据复式断面的形式和开挖深度选取河道开挖主河槽边坡为1:3.0,堤防内外坡比均为1:2.0,戗台宽度不小于10米。
另外,考虑涓河靠近诸城市区,结合城市发展的需要,未来涓河将提高标准,为满足提高标准后的要求,在本次治理的基础上,在涓河两岸设一定范围的规划预留区,为涓河的高标准治理留足必要的空间。
4.4堤顶高程
1、波浪爬高
A、平均波高和平均波周期
波浪的平均波高和平均波周期采用莆田公式(公式2-8~公式2-9)计算:
…………公式2-8 Tm=4.438hm0.5……………………………………………公式2-9
式中:hm:平均波高m;
Tm:平均波周期s;
W:计算风速,取 13.6m/s;
D:风区长度
Hm:水域平均水深;
g:重力加速度,取值9.81m/s2
B、平均波长按公式2-10计算:
………………………………………公式2-10
式中:Lm:平均波长m;
H:坝迎水面前水深m;
g:重力加速度,取值9.81m/s2
Tm:平均波周期s;
C、平均波浪爬高按公式2-11计算:
…………………………公式2-11
式中:Rm:平均波浪爬高,m;
m:单坡的坡度系数,若坡角为α,即等于cotα;
KΔ:斜坡的糙率渗透性系数;
Kw:经验系数;
hm:平均波高;
Lm:平均波长m;
D、波浪爬高
根据《碾压式土石坝设计规范》(SL272-2001)的规定,4、5级坝的波浪爬高采用累积频率为5%的爬高值R5%。累积频率为5%的爬高值R5%与平均爬高的比值R5%/Rm可根据平均波高与坝迎水面前水深的比值hm/H和累积频率5%查表求得。
2、堤顶超高
Y=R+e+A
式中Y:堤顶超高;
R:设计波浪爬高,m;
E:设计风雍增水高度,m;
A:安全加高,m。
3、堤顶高程的确定
为河道20年一遇设计洪水位+堤顶超高
经计算:安全超高0.6m,雍水高度0m,波浪爬高0.34m;堤顶超高0.94m,本次设计取堤顶超高1.0m。本工程等别为Ⅳ等,工程规模小(1)型,堤防工程为4级。涓河二十年一遇设计洪峰流量为1307m³/s。
4.5、堤防设计
(一)堤型设计
本着“因地制宜、就地取材、经济实用、便于施工,满足防汛和管理要求”的原则,本工程堤身结构采用斜坡式均质土堤。
(二)堤身设计
根据防汛及管理的要求,堤顶宽度为8米,同时结合当地路网的规划以及河道扩挖产生的余土较多,本次设计将堤顶设计宽度确定为10米,工程投资只计堤顶为8米的部分,其余由当地政府投资实施。为了增加堤岸稳定,结合蓄水景观的要求,横断面采用梯形复式断面,左右岸内侧各设一戗台。根据复式断面的形式和开挖深度选取河道开挖主河槽边坡为1:3.0,堤防内外坡比均为1:2.0,戗台宽度不小于10米。
1、稳定计算
(1)断面选取
本次计算选取一典型断面进行堤防稳定计算,断面尺寸如下图所示:
(2)渗流计算
本次计算根据《堤防工程规范》(GB50286-98)附录E3.1及E3.2中的透水堤基均质土堤渗流计算方法,利用水利计算软件计算得:
q=2.2m3/s;
h0=0.18m。
根据附录E5.3中的透水堤基坡面渗流比降计算公式计算出逸坡降为0.29,满足规范要求。
(3)、抗滑稳定计算
计算采用《堤防工程规范》附录F正常运用条件和非常运用条件下的抗滑稳定安全系数计算公式,利用水利计算软件计算结果为:
正常运用条件:K=2.39>1.15;
非常运用条件:K=1.8>1.05。
堤岸的抗滑稳定系数高于4级堤防工程的安全系数的最小值,符合规范抗滑要求,堤身是稳定的。
2、筑堤材料及填筑标准
本工程为斜坡式均质土堤,根据《堤防工程设计规范》要求,土料宜选用亚粘土填筑土料,粘粒含量控制在15~30%之间,塑性指数为10~20,且不含植物根茎、砖瓦垃圾等杂志;填筑土料的压实度不小于0.9,填筑土料含水率与最优含水率的允许偏差为±3%。
4.6、河岸护砌及险工加固
结合险工及生态的需要,拟对部分主河槽岸坡进行护砌,护坡段为大村闸至人民路段(桩号0+000~2+412)和吕标闸下游左岸500米。采用200厚干砌方块石护坡,下铺100厚碎石垫层,具体设计见险工护岸断面图。护坡每15米设一伸缩缝,交错布置,缝宽20mm,EVA橡塑板填缝。
护坡厚度计算:
本次河岸护砌采用干砌方块石护坡,根据《堤防设计规范》附录D中的相关规定确定在波浪作用下的护面厚度。计算公式如下:
其中:K1——系数,取0.225;
rb——块石的重度(KN/m3);
r——水的重度(KN/m3);
H——计算波高(m);
L——波长(m);
m——斜坡坡率,m=ctgα,α为斜坡坡角(度)。
经计算得t=0.16m,本次设计护面厚度200mm可以满足实际需求。
5、工程投资
本工程静态工程总投资2936万元。
6、效益分析
涓河治理工程的建设,提高了城市防洪标准,增加了涓河河道的行洪能力,保护了两岸的国家财产和人民生命财产的安全,工程完建后的社会效益和经济效益是显著的。
6.1防洪效益
涓河治理工程完成后,减少两岸及下游受灾面积,防洪效益显著。项目的多年平均防洪效益为由治理前后减少的洪水灾害损失之差,防洪标准由不足十年一遇提高到20年一遇,可保护耕地5万亩,年减少粮食总损失量达250万公斤,按每公斤1.8元计算可减少年损失产值450万元。
6.2社会效益