陕西省神木县神广煤矿防洪堤工程初步设计报告

李伟

1.基本情况

拟建的神广煤矿防洪堤工程位于神广煤矿的南部边界，距陕西省神木县城以北约20km，行政区划隶属神木县店塔镇管辖。地理座标：东经110゜21′07.36″～110゜22′57.08″；北纬39゜02′39.37″～39゜04′04.66″。

工程所在的考考乌素河发源于井田西北边界外的超害石梁附近，由西向东流，于陈家沟岔注入窟野河，该河全长41.9km，流域宽约6.2km，流域面积259.5 km²，河道比降为7.9‰。据在沙渠和刘家石畔观测：历年平均流量为0.75m³/s，最大流量为26.01m³/s，最小流量为0.101m³/s。神广煤矿内有1条较大支流，其余皆为上述沟流的次级岔沟和小的冲沟，长数百米至一公里。

神广煤矿的南部边界有已建成的石河堤约414m，土堤约865m，经计算，石河堤能满足30年一遇的洪水设计，土堤不能满足，需重建。已有河堤未形成封闭式河堤，一到洪水期水流满槽，就会淹没滩地，危及神广煤矿。神木县地处神府东胜煤田腹地，发展能源条件十分优越，在县域经济发展过程中，以大柳塔、店塔、锦界三个新型工业化园区已经迅速成型，煤炭生产成为当地国民经济的第一大产业支柱，也是陕北榆林能源重化工基地的核心产业。为了保护神广煤矿，促进全县经济、社会和环境的协调发展，本次设计以神广煤矿防洪为主要建设内容，新建河堤1222.0m，防洪渠730 m。

2.水文

2.1流域概况

考考乌素河发源于井田西北边界外的超害石梁附近，由西向东流，于陈家沟岔注入窟野河，该河全长41.9km，流域宽约6.2km，流域面积259.5 km²，河道比降为7.9‰。流域区内沟壑纵横、梁峁起伏、支离破碎，属黄土丘陵沟壑区。

2.2水文气象

工程区为典型的中温带半干旱大陆性气候。气候特点为：冬季寒冷，春季多风，夏季炎热，秋季凉爽，四季冷热多变，昼夜温差悬殊，干旱少雨，蒸发量大，降雨多集中在七、八、九这三个月。全年无霜期短，十月初上冻，次年四月解冻。极端最高气温38.9℃（1996.6），极端最低气温-29.0℃（2003.1），多年平均气温 8.6℃（1961-2003），多年平均降雨量 434.1mm（1961-2003），日最大降水量 141.1mm（1991.7.21），枯水年降水量 108.6mm（1965），丰水年降雨量 819.0mm（1967），多年平均蒸发量 1712.0mm（1961-2003），多年平均相对湿度 56% （1961-2003），多年平均风速 13.4m/s（1961-2003），极端最大风速 19.0m/s（1970.7），最大冻土深度 146mm（1968）。

2.3基本资料

考考乌素河为窟野河流域的一条支流，窟野河上有贾家沟水文站，控制流域面积93.4 km²，工程控制流域面积为218 km²。

本次设计采用水文比拟法，计算结果如下表。

神广煤矿防洪堤设计洪水计算成果表

单位Q：m³/s

项目	频率（%）
	0.2	0.5	1	2	3.33	5
贾家沟	1150	955	808	662	561	477
神广煤矿防洪堤	2020	1680	1420	1160	987	839

3.工程地质

工程区地貌单元属黄土丘陵沟壑区，区内大部分被第四系风积沙和黄土覆盖。矿区总体地貌为北高南低，海拔标高1185～1050m，相对高差135m。

工程区地表基本被第四系冲积层覆盖，延安组第一段大面积出露。地层由老至新为三叠系上统永坪组（T_3y）、侏罗系中统延安组（J_2y）、第四系冲积层（Q₄）。

工程区位于鄂尔多斯台向斜东翼陕北斜坡上，基本构造形态为北西倾斜的单斜构造，产状较平缓，倾角1°左右，区内未见大的断裂及褶曲构造。根据《陕西省工程抗震设防烈度图》的烈度划分，本区地震烈度为Ⅵ度。

4.工程任务和规模

本次设计的主要任务是新建防洪堤1222.0m，煤矿区内排洪渠730.0m，防洪堤位于考考乌素河左岸，为单侧河堤，起始端与已建石河堤末端相接。

本次设计的防洪堤位于神广煤矿南部边界处，控制流域面积218 km

²，排洪渠控制流域面积为1.12km²，均按30年一遇洪水设计。

5.工程设计

5.1 工程等级和洪水标准

根据工程范围内的保护对象和建筑物状况，结合《防洪标准》（GB50201-94）、《堤防工程设计规范》（GB20586—98）及《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），项目保护工矿企业，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级，次要建筑物级别为5级。防洪标准按30年一遇洪水设计，洪峰流量是987m³/s。

5.2堤防工程设计

以增加堤防功能和寿命，适应现代社会发展的要求，按照确保安全、结构合理、便于施工，有利维护、节约投资、因地制宜的原则进行设计。

本次神广煤矿防洪堤工程采用重力式挡墙形式。防洪堤基础及堤身均采用M7.5浆砌石砌筑，基础嵌入河床1.0 m，堤顶宽0.5m，前趾1.0m，迎水坡坡比为1:0.1，背水坡坡比为1:0.3；沿河堤方向埋设Φ100PVC排水管，呈梅花型布置，间距为2m×2m，排水管出口距河底1.5m，比降为1/100，尼龙网包裹管头，外填充砂砾石反滤料，反滤体尺寸为60×60×60cm；每隔15m设一道3cm宽的伸缩缝，缝内填充橡胶泡沫板。

5.3排洪渠设计

神广煤矿内有1条较大支流，控制流域面积为1.02km²。本次设计30年一遇洪水设计，利用贾家沟水文站的洪水资料，采用水文比拟法，计算得该支沟流量为29 m³/s。

排洪渠采用矩形断面，糙率n=0.025，明渠底宽b=3.1m。当渠底纵坡i=1/100时，计算得水深不得小于2.5m；当渠底纵坡i=1/50时，计算得水深不得小于1.9m；当渠底纵坡i=1/10时，计算得水深不得小于1.05m。根据《规范》要求确定其安全超高△h=0.5m。排洪渠采用M7.5浆砌石砌筑，顶宽0.4m，内侧直立，外坡比为1:0.3，底板厚50cm。

6.施工组织设计

对外交通：境内包有(头)～神(木)～朔(州)铁路及S204省道从煤矿东部通过，S301省道从煤矿南部通过，煤矿距包(头)～神(木)～朔(州)铁路孙家岔集装站约10km，距神木县城约20km，交通较为方便。

由于工程要求紧迫，堤防工程计划用一年时间完成，即从第一年8月开工，于次年7月全面竣工。汛期为7、8、9三个月，故在此期间，不宜安排河道内施工，特别是基础工程的施工。汛期前要将全部堤防工程做到正常水位高度以上，确保汛期安全渡汛。

7.工程投资概算

7.1编制原则

本工程概算编制执行现行《陕西省水利水电工程概（预）算编制办法及费用标准（2000版）》和陕西省水利厅“关于印发陕西省水利水电工程概预算编制办法及费用标准（2000版）”调整意见的通知（陕水规计[2009]91号）。材料价格采用工程所在地2012年第二季度物价水平。

7.2投资主要指标

主要工程量有：土方开挖3.31万 m³，土方回填2.29万m³，浆砌石3.00万m³。

主要材料量为：砂子1.20万m³，碎石219m³，块石3.54万m³，柴油6.0t，水泥2830t，总劳力7.87万工日。

工程静态总投资为1568.2万元，总投资为1568.2万元。

8. 经济评价

依据中华人民共和国水利部颁发的《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）（以下简称《评价规范》）和国家发改委和建设部以发改[2006]1325号文发布的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）进行编制。

根据国民经济评价结果，该项目经济内部收益率EIRR为12.71%大于8%，经济效益费用比EBCR为1.42大于1，经济净现值ENPV为973万元大于零，说明本项目在经济上是合理的，且具有一定的抗风险能力。

参考文献

[1]姚华、王海军.布尔台煤矿工业场地总平面布置设计特点.煤炭工程.2009年02期

[2]李建江.浅谈矿井工业场地的防洪设计.煤炭工程.2003年08期