一、防洪工程设计 山东黄河防洪工程设计工作分为1986-1997年和1998-2005年两个时间段。 1986-1997年,山东黄河防洪工程建设每年的投入相对较少,主要工程有:涵闸 工程、堤防加培(加高)、放淤固堤、堤防加固(后戗)、险工改建和控导工程建设等。 涵闸工程。工程设计任务由山东河务局下达,山东黄河设计院承担完成。工程设 计经山东河务局审查批复后,负责将施工图纸发送至建设单位。1986-2005年,山东 黄河设计院共计完成涵闸工程设计52项。 1986-2005年山东黄河设计院完成的涵闸工程设计统计表 表2-8 ┌──┬──┬─────────────────────────┐ │年份│项数│工程名称 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1986│4 │阳谷陶城铺引黄闸、鄄城旧城引黄闸、惠民大崔引黄闸、│ │ │ │齐河韩刘引黄闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1987│3 │利津王庄引黄闸、惠民小开河引黄闸、河口神仙沟引黄闸│ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1988│6 │梁山司垓退水闸、垦利胜干灌溉闸、东明高村引黄闸、章│ │ │ │丘土城子引黄闸、利津宫家引黄闸、垦利胜利引黄闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1989│6 │惠民簸箕李西引黄闸、东营麻湾引黄闸、东营大孙灌溉闸│ │ │ │、滨州道旭引黄闸、济阳葛家店引黄闸、齐河豆腐窝引黄│ │ │ │闸 │ └──┴──┴─────────────────────────┘ 续表 ┌──┬──┬─────────────────────────┐ │年份│项数│工程名称 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1990│3 │东明新谢寨引黄闸、阳谷明堤引水闸、垦利“五七”引黄│ │ │ │闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1991│3 │济阳张辛引黄闸、滨州大道王引黄闸、邹平张桥引黄闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1992│3 │郓城杨集引黄闸、利津罗家屋子引黄闸、济阳邢家渡引黄│ │ │ │闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1993│3 │滨州新小开河引黄闸、东平湖二级湖堤桑园排灌闸、利津│ │ │ │东关引黄闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1995│3 │济南市大王庙引黄闸、莘县高堤口引水闸、齐河豆腐窝分│ │ │ │凌分洪闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1996│5 │河口三十公里引黄闸、阳谷陶城铺(东)引黄闸、垦利路庄│ │ │ │引黄闸、济阳沟阳引黄闸、东平湖清河门出湖闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │1998│7 │济南历城霍家溜引黄闸、惠民归仁引黄闸、东平湖陈山口│ │ │ │出湖闸、济南北展宽堤大吴排水闸和东平湖二级湖堤刘口│ │ │ │排灌闸、辘轳吊排灌闸、宋金河排灌闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │2000│2 │济南北展宽堤后市排水闸、济阳邢家渡引黄闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │2002│2 │垦利宁海排灌闸、路干泄水闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │2003│2 │东平湖退水入黄河道庞口防倒灌闸、东平湖二级湖堤八里│ │ │ │湾泄洪闸 │ ├──┼──┼─────────────────────────┤ │合计│52 │ │ └──┴──┴─────────────────────────┘ 放淤固堤工程。山东黄河放淤固堤宽度:险工堤段为100米,平工堤段为50米, 工程实施不进行单项设计,一般由市级河务局提出放淤固堤计划(包括工程的宽度、 长度和工程量),报山东河务局。山东河务局经过审查和现场查勘,在下达计划时确 定工程的土地征用和放淤固堤工程量。 堤防加培(加高)和堤防加固(前、后戗)、险工改建等工程,设计内容主要是横断 面设计,标准有明确规定,一般由市级河务局组织有关人员按标准进行设计。其中堤 防加固(前、后戗)工程一般进行单项设计,经山东河务局审查批复后实施,而堤防加 培(加高)和险工改建等一般不进行单项批复,只在下达计划时明确相应的工程量。 控导工程。原有工程加固,不进行单项设计,由建设单位在报送计划时提出加固 方案和工程量,经山东河务局审查后直接列入年度基本建设计划;新建工程由山东河 务局有关部门或市级河务局(修防处)提出建设方案,经批准后,再由山东河务局和建 设单位组织有关人员进行工程设计。 对于河口河段的工程,由于多属于新建,且大部分工程涉及胜利油田的投资,因 此,多由山东黄河设计院单项设计。 1986-1997年山东黄河设计院完成河口河段主要工程设计情况表 表2-9 ┌─────────────────────────┬─────────────────────────┬────┐ │项目 │主要内容 │完成时间│ ├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────┤ │黄河河口北大堤及河道整治近期工程施工详图设计 │大堤加固(44.585公里),二十二公里险工和三十公里险工│1986.02 │ │ │,中古店、崔家、苇改闸、西河口、八连等控导 │ │ ├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────┤ │北大堤顺六号路延长堤段淤临工程及二级泵站工程施工详│取水口、输水干渠、二级泵站、沉沙条渠、六号路堤段帮│1996.03 │ │图设计 │宽、三十公里引黄闸等 │ │ ├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────┤ │黄河河口清8人工出汊造陆采油工程施工详图设计 │引河开挖、截流和导流工程等 │1996.05 │ ├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────┤ │黄河河口南防洪堤加高加固及延长工程初步设计 │南防洪堤加高加固及延长(共27.735公里) │1996.09 │ ├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────┤ │顺北大堤24+280至30+000堤段淤临工程施工详图设计 │沉沙条渠、节制闸等 │1997.12 │ ├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────┤ │罗家屋子水源沉沙池二期工程施工详图设计 │泵站、渠道、节制闸、沉沙条渠等 │1997.08 │ ├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────┤ │黄河下游挖河固堤启动工程设计 │朱家屋子至6断面河段开挖和以下局部河段疏通 │1997.11 │ └─────────────────────────┴─────────────────────────┴────┘ 1998年开始,国家推行基本建设管理体制改革,山东黄河工程建设严格执行相关 工作程序,由计划管理改为实行项目管理,每项工程必须由具有相应资质的专业设计 单位编制单项设计。山东河务局机关和各市河务局由于不具备设计资质,不再承担工 程设计。按照工程类型和相应资质要求,山东黄河防洪工程设计主要由山东黄河设计 院承担,部分项目由黄委设计院承担。 1998年长江、松花江发生大水后,国家加大水利基本建设投入。1998年8月,黄 委下达山东河务局1998年、1999年防洪工程建设计划投资15.6亿元,涉及大堤加培、 堤防加固(包括放淤固堤)、河道整治、堤防道路、防浪林、东平湖除险加固等工程项 目。山东河务局随即组织开展建设前期工作,进行工程初步设计和施工详图设计编制、 上报与审批工作。1998-1999年汛前共分两期: 第一期安排投资3.3亿元。要求1998年底前完成60%工程量;1998年8月,山东河 务局完成第一期工程初步设计,上报黄委,9月上报补充设计;同年10月、11月,黄 委先后批复第一期工程初步设计(二批),计投资3.58亿元。 1998-1999年汛前第一期防洪工程初步设计批复工程量和投资统计表 表2-10 ┌───────────────┬──┬─────┬─────┬─────┬─────┬────┐ │工程项目 │处数│工程长度 │土方 │石方 │防浪林 │投资 │ │ │ │(公里) │(万立方米)│(万立方米)│(万株) │(万元) │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │一、堤防加高 │10 │47.299 │333.45 │ │ │8002.76 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │二、大堤加培 │25 │56.252 │751.19 │0.17 │ │12264.33│ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │1.放淤固堤 │22 │27.230 │490.17 │ │ │6772.22 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │2.后戗 │3 │5.846 │151.71 │ │ │3059.48 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │3.包边盖顶 │ │23.176 │95.52 │ │ │2292.33 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │4.虹吸拆除 │ │ │13.79 │0.17 │ │140.30 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │三、河道整治 │73 │225段 │117.37 │20.00 │ │5459.79 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │1.控导工程 │7 │43段4.357 │112.25 │10.63 │ │3967.43 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │2.险工加高改建 │12 │27段 │5.12 │3.16 │ │575.37 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │3.根石加固 │54 │155段 │ │6.21 │ │916.99 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │四、防浪林 │5 │61.992 │ │ │高柳12.29 │2456.71 │ │ │ │ │ │ │丛柳160.06│ │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │五、堤防道路 │4 │54.133 │11.28 │0.42 │ │2706.65 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │六、东平湖除险加固二级湖堤加高│3 │11.349 │89.17 │7.74 │ │4886.59 │ ├───────────────┼──┼─────┼─────┼─────┼─────┼────┤ │合计 │120 │231.025 │1302.46 │28.33 │172.35 │35776.83│ └───────────────┴──┴─────┴─────┴─────┴─────┴────┘ 第二期安排投资12.3亿元。山东河务局以山东黄河设计院为主,从各部门、各市 河务局抽调技术人员,集中办公,统一组织和协调,每个项目明确总体负责人、技术 负责人和具体设计人员。项目完成后,山东河务局组织初步审查。1998年9月至1999 年1月,完成1998-1999年汛前第二期(第一批)工程初步设计,1999年1月19日上报黄 委。1 999年2月初,黄委批准山东黄河280个工程项目。1999年5月,山东河务局编制 《199 9年山东黄河防洪工程补充初步设计》并上报黄委,1999年6月,黄委批复 《1999年黄河下游防洪工程初步设计(第二批)》,批准山东黄河48个工程项目。两批 合计批准3 28个工程项目。 1998-1999年汛前第二期防洪工程初步设计批复工程量及投资统计总表 表2-11 ┌───────┬──┬───┬─────┬─────┬─────┬─────┐ │工程项目 │处数│长度 │土方 │石方 │防浪林 │投资 │ │ │ │(公里)│(万立方米)│(万立方米)│(万株) │(万元) │ ├───────┼──┼───┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │堤防加高 │35 │237.12│2326.52 │0.63 │ │62936.93 │ ├───────┼──┼───┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │堤防加固 │123 │244.83│11001.99 │ │ │154195.94 │ ├───────┼──┼───┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │河道整治 │150 │1406段│313.890 │131.85 │ │27216.78 │ ├───────┼──┼───┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │堤防道路 │5 │35.77 │ │ │ │1788.60 │ ├───────┼──┼───┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │防浪林 │8 │78.05 │ │ │ │2379.73 │ ├───────┼──┼───┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │东平湖除险加固│7 │37.46 │175.570 │4.43 │高柳29.56 │6803.28 │ │ │ │ │ │ │丛柳125.91│ │ ├───────┼──┼───┼─────┼─────┼─────┼─────┤ │合计 │328 │633.23│13817.97 │136.91 │155.47 │255321.26 │ └───────┴──┴───┴─────┴─────┴─────┴─────┘ 至2005年,各项工程设计均由建设单位委托具有相应资质的专业设计单位承担。 其中,大部分工程由山东黄河设计院完成,部分工程由黄委设计院完成。 二、设计技术 1986年后,山东黄河设计院为提高设计效率和质量,逐步开发和引进多项计算机 程序。 1986-1994年,山东黄河设计院研制开发“水工程序”软件包,其中包括:“土 石坝稳定计算”程序,箱涵(一联一孔、一联二孔、一联三孔)的荷载、内力、配筋计 算程序,刚架内力计算程序(一跨两层、两跨两层、三跨一层、三跨两层),河道水面 线计算程序,桩基计算程序,水闸稳定计算程序等,并逐步在设计中广泛运用。 1990年,山东河务局研制“调洪演算程序”,在“东平湖扩大老湖调蓄能力工程 规划”中运用,满足了编制规划的要求。 1991年,在“黄河河口北大堤顺六号路延长堤段淤临工程可行性研究报告”中引 进由省水利勘测设计院编制的“沉沙条渠计算程序”(Sab12,一度流超饱和输沙)。 1994年,山东黄河设计院编制“东平湖老湖蓄水兴利计算程序”,并在“利用东 平湖蓄水东调工程可行性研究报告”中运用,满足了编制可研报告的要求。 1994年,山东黄河设计院研制开发“建筑物及堤坝沉降计算程序”,在“鹊山调 蓄水库工程”等工程设计中逐步得到运用。 1995年,山东黄河设计院编制“串连湖泊式沉沙池计算程序”,按摆淤体积法、 二度流泥沙扩散方程编制,主要用于引黄水库的沉沙池设计等。在“滨州给水工程东 郊水库可行性研究报告”及“利用黄河垦利南展宽末端修建东张水库工程可行性研究 报告”中得到运用。 1998年,引进由河海大学工程软件研究所编制的“软土地基上水工结构内力计算 与图形处理”(SGR2.0)程序,适合于水利工程中常见的水闸、船闸、涵洞、泵站、水 池等水工建筑物的平面结构内力计算。可以自动生成计算用数据文件和图形文件,计 算成果自动整理成图形和文本文件,自动绘制结构简图、荷载图、地基反力分布图、 结构位移图和结构轴力图、剪力图、弯矩图以及弯矩包络图,且全部图形可以直接传 入到AutoCAD(自动计算机辅助设计)中,生成DWG文件。 1998年,山东黄河设计院引进“断面CAD”软件,在AutoCADR14的基础上二次开 发,用于绘制堤坝、河道、沟渠、路基的纵横断面图,计算工程量,最后给出工程量 表和铺工放样表。1998-1999年,在大堤加高加固设计实践中,经不断修改完善,得 到广泛应用。 1998-2005年,工程设计的制图全部由计算机完成,不再进行人工绘图和描图, 工作效率和设计质量不断提高。