荔城区渠桥河防洪堤工程初步设计报告.doc

莆 田 市 荔 城 区渠桥河防洪堤工程初步设计报告工 程 特 性 表序号名称单位数量备注一水文1流域面积Km235.932流量(1)P=2%设计洪峰流量m3/s350（9+678-7+808）153（7+808-4+500）71（4+500-0+000）(2)P=3.33%洪峰流量m3/s312（9+678-7+808）136（7+808-4+500）63（4+500-0+000）(3)P=5%洪峰流量m3/s280（9+678-7+808）122（7+808-4+500）57（4+500-0+000）(4)P=10%洪峰流量m3/s228（9+678-7+808）99（7+808-4+500）47（4+500-0+000）二工程规模1防洪河道长度km5.952防洪堤长度km8.98其中:左岸防洪堤长度km6.32 右岸防洪堤长度km2.663水闸其中:金沙桥水闸座1 涵闸座14工 程 特 性 表序号名称单位数量备注三工程量1土方开挖m32土堤填筑m33M7.5浆砌块石m34干砌石m35河道清淤(包括滩地挖除)m3四主要工料量1人工工日2水泥T3块石m34砂m35碎石m36条石m3五经济指标1总投资万元2经济净现值万元3经济内部效益率%六防洪效益防洪工程保护人口万人8.72保护面积Km271综合说明1.1 绪言莆田城区渠桥河防洪工程所在地为莆田市规划新区，渠桥河位于城区南面，壶公山北麓，木兰溪南岸渠桥镇境内。该防洪工程保护区为莆笏公路以西，新度镇的锦墩、梧塘、溪东、郑坂、横山、沟口、渠桥、圳头以及镇政治经济中心的镇区。在木兰溪下游防洪排洪工程未实施的情况下，木兰溪下游南北岸的南北洋平原是水害最为频繁发生地，因此洪水期水灾来临时，本区也未能幸免。渠桥河防洪能力未达二年一遇，防洪能力较差，即使在木兰溪下游防洪排涝工程实施的情况下，由于红山水闸直接泄洪到渠桥河，加上区间来洪，本区内又是渠道纵横，排水系统紊乱，一旦发生超两年一遇的洪水，就将造成洪涝灾害，给本区人民的生命财产安全带来巨大威胁。随着经济进一步发展，莆田城区面积也将迅速拓展，保护区的经济总量将越来越大，因此，为了保障保护区内人民生命财产安全，并为城市建设创造有利条件，建设本防洪工程是十分必要的。荔城区人民政府十分重视该防洪工程的建设，于 年 月 日向省政府请示，要求将本工程列入省千公里城防工程建设计划。受荔城区水务局委托，我中心于 年 月 日开始进行该项工程初步设计工作。本工程初设工作是在木兰溪下游防洪及排涝规划方案的基础上进行的。本工程初设内容：渠桥河防洪工程，西起五府桥，东至圳头桥，长5.95km。1.2 水文气象莆田市荔城区属亚热带海洋性气候，夏长无酷暑，冬短少严寒，雨量充沛，4-9月为雨季，10月至次年3月为旱季，多年平均降水量700-1743mm，大面积暴雨有梅雨和台风雨两种类型，年径流系数在0.6-0.35之间，多年平均气温在16-20.2；多年平均最大风速为18.1m/s。渠桥河工程没有实测流量资料，设计洪水根据暴雨统计参数及各河流流域特征值采用推理公式推求，求得渠桥河（在圳头桥址）二十年一遇洪峰流量为122m3/s。1.3 工程地质渠桥河堤长8.98km，堤基勘察采用机械钻探，野外地质测绘，现场及室内试验等方法，所揭示的地层岩性为：渠桥河堤基地层从上到下主要是：素填土、粉质粘土（）、淤泥、粉质粘土（）、泥质细中砂、含泥圆砾、坡残积粘性土。表层耕植土不宜作为堤基持力层，素填土不宜作为石堤堤基持力层，但其表面清除30-50cm后，可作为土堤堤基持力层；淤泥、淤泥质粘土不宜直接作为堤基持力层，需进行处理；粘土层可作为堤基持力层，要注意冲刷和抗滑稳定等问题；泥质细中砂、砾卵石可作为堤基持力层，但也要考虑冲刷和抗滑稳定等问题。本区地震基本烈度为度，堤防为4级建筑不需设防，水闸、排涝闸等建筑物要考虑设防。当地天然建材的储量和质量能满足设计要求。1.4 工程布置及主要建筑物本工程防洪标准采用二十年一遇，排涝设计根据福建省城市排水排涝暂行规定，采用水利部门农田排涝标准，即五年一遇，24小时暴雨24小时排干。本工程由渠桥河堤防、14座涵闸、1座水闸、1座排涝闸组成。堤防总长8.98km。渠桥河左岸从五府桥到圳头桥，堤长6318m，右岸从渠头桥到圳头桥，堤长2665m，大部分堤段采用土堤，部分堤段利用现有石堤加高。1.5 工程施工及运行管理本工程所在地有国道、省道过境，对外交通方便，施工场地均有便道到达堤岸边，施工期生产用水可就近取用河水，生活用水引取镇区自来水厂，施工用电由镇电网供给。工程所需的水泥、砂石料可从建筑市场购买，土料场共有两处储量丰富，黄石青山土料场可作为渠桥河堤防的土料场。工程施工应成立工程指挥部，下设技术科、财务科、材料科等负责工程施工技术质量、材料供应和工程财务管理等工作。施工工期安排 月，共完成土方开挖 m3，土堤填筑 m3，浆砌块石 m3，干砌石 m3，河道清淤 m3。1.6 环境影响评价防洪堤工程的兴建，社会效益及环境效益都很显著，洪涝是本区的主要自然灾害之一，给本区人民生命财产及经济都造成重大损失，同时还引发一系列由于洪水泛滥造成的房屋倒塌、人畜伤亡、瘟疫等严重社会环境问题，堤防的建成，避免了上述种种问题，创造了良好的环境条件，同时，还减少了河岸泥沙，垃圾流入河中，减轻河水污染程度。防洪堤工程的施工对环境有一定影响，在施工中应采取切实可行的对策。在开挖土方时尽量减少爆破作业，废土及时处理，对建造防洪堤所用的石料，宜在采石场进行粗加工，施工结束应及时平整施工场地及复土还耕或进行植树绿化，美化周围环境。1.7 工程概算及经济评价本工程编制依据闽水电（1997）计766号文中所颁发福建省水利水电基本建设工程设计概算编制办法（试行）进行编制。渠桥河防范例工程总投资895.51万元。据本工程的投资和防洪效益进行评价指标计算，本工程经济内部收益率9.56%，大于社会折现率7%，经济效益净现值大于0，经济评价指标良好，工程建设是可行的，应尽早组织实施。2概况2.1 自然概况2.1.1自然地理地形莆田市荔城区地处福建省东南沿海中部，木兰溪下游，南北洋平原低洼易涝地带，介于东经11849至11939，北纬2459至2546之间，北依莆田市涵江区，南接秀屿区，西邻城厢区，东临兴化湾。区域南北长约33公里，东西宽约27.6公里，辖4镇2个街道办事处、12个居委会、118个行政村，土地总面积300.52平方公里，耕地面积14.9626万亩，总人口46多万人。与台湾隔海相望，是莆田市的政治、文化、经济中心。荔城区依山傍海，地势块体由北向南倾斜。闽中大山脉拗带穿辖区境内，控制着本区的地质、地貌及成矿特征。境内山脉纵横、丘陵起伏、河谷错综、地形复杂、海拔多为500-600米。最高峰的壶公山、九华山海拔为700多米。平原、沿海地势特点是海拔较低、地势平缓、海拔高度多为30-50米之间。其中部的兴化平原即南北洋平原是福建省四大平原之一，海拔仅为8米左右，面积464平方公里。 新度镇位于壶公山北麓，木兰溪南岸，距县城6km。东与黄石镇接壤，东南与笏石镇，西南与灵川镇相接，西邻华亭镇，北倚城厢区，全镇面积61km2。境内壶公山海拔710.5m，是南洋平原的最高山峰，周围十几公里区域绵延形成丘陵地带，但其衍向西北则展为平原，所以有山区、丘陵、平原三种地形。渠桥河（即木兰溪南渠），自西向东横贯境内15个行政村。东圳水库干渠由城厢区入境后沿壶公山北麓向南经境内10个行政村。2.1.2 水文气象条件木兰溪下游设有濑溪水文站（控制集雨面积1070km2），有1906年调查洪水资料，1957年至1997年实测洪水资料。延寿溪上游渡里水文站（控制集雨面积76.5km2），水文资料从1961年至1997年；东圳水文站（控制集雨面积321km2），水文资料有1957-1997年。木兰溪下游南北洋平原内有石牌、后岭、九鲤湖、东宫、下张隆、坑尾、桥头、林兜、渡里、白册、东圳水库、濑溪、莆田共13个雨量站。莆田站雨量观测资料从1974年至今，濑溪站雨量观测资料从1951年至今。我区属亚热带海洋性气候，受海洋气团影响，全区年平均降雨量为9001800毫米，其中：沿海10001100毫米，木兰溪下游平原13001400毫米，北部山区16001800毫米，岛屿略超900毫米。时段分布不均，四月至九月的雨量约占全年雨量的80%，据多年统计，六月份降雨量最多。大面积暴雨有梅雨和台风雨两种类型。梅雨（即雨季）是受太平洋热带气流和北方冷空气在我区上空交汇而形成的锋面雨，一般从四月下旬起六月下旬结束，为期两个月左右。雨季常阴雨连绵，又称梅雨，在五、六月份会出现连日暴雨。梅雨过程的总雨量约占全年降雨量的三分之一，称前汛。台风雨是台风夹带来的降雨，一般历时二、三天，时间短，雨量集中强度大，常常造成严重的洪涝灾害，称后汛。2.1.3 水系及河流特性渠桥河即木兰溪南渠，从陂头自西向东横贯新度镇内铁灶、莆仔、龙前、横山、沟口、下渠头、渠桥、柴桥头、锦墩、西湖、圳头、后亭、北厝、白埕等村，最终经港利水闸汇入木兰溪，河道长10km，河道比降0.0195%，集雨面积35.83%。本工程防洪保护区内港道纵横，沟渠成网，属河网感潮区。2.2 社会经济荔城区现共辖有4个镇，2个街道办事处，118个行政村，12个居委会，总人口46.20万人。其中农业人口34.65万人，占总人口的75%。是莆田市的政治、文化、经济中心。全区总面积269.66km2，耕地面积14.60亩，其中水田11.41万亩，农地3019万亩，森林面积9.6万亩，森林覆盖率23.7%，人口平均密度每平方公里1713人，人均耕地0.316亩，人均林地0.21亩。现状年全区工农业总产值76.64亿元，其中工业总产值65.41亿元，农业总产值11.23亿元。人均国民生产总值16589元，农民人均年纯收入4269元。区财政年总收入2.56亿元，总支出2.35亿元。新度镇现有28个行政村，其中15个行政村处于平原，12个行政村处于丘陵，1个行政村处于山区，现有17595户，87188人，全镇耕地总面积3.41万亩，农田2.77万亩。工农业总产值 亿元，其中工业总产值 亿元，农业总产值 亿元，产值500万元以上的企业 家，产值500万元以下的企业有10家。2.3 洪涝灾害荔城区主要行政区域在木兰溪下游南北洋平原，地势低洼平坦，海拔仅黄零37米之间，河网纵横交错。木兰溪发生较大洪水时，木兰溪河道洪水漫溢至南北洋平原两岸，同时区间涝水也不能及时排出，造成洪涝灾害。受淹较严重地区有新溪、阔口、镇海、顶墩、锦墩、渠桥、杨美、南梧塘、下坂、新度、港利、白埕等。主要排涝河道和设施有：(1)木兰溪北渠与下磨溪的涝水在天九湾汇合后，经阔口、镇海、荔浦等与延寿溪涝水再汇合，经陡门水闸、阔口水闸、荔埔水闸排入木兰溪。(2)企溪经企溪村、大坝村、北郊、陈墩在郊下与后卓溪汇合后，流经七步村、过后亭、东墩在陈桥经涵坝水闸流入木兰溪。(3)渠桥河承接渠桥青宅、洋尾、东坝、锦墩等涝水，从南向北经新度、港利由港利水闸排入木兰溪。(4)东郊河承接桂林、大坂、横塘、东郊、厝柄、樟桥等区间涝水，由洋埕港水闸排入木兰溪。(5)和平河承接沙堤、凤山、和平、井后、华堤、桥兜、江东，由桥兜、江东水闸排入木兰溪。(6)土海片有上海、泌头海、四角海三个湖泊，与东张、吴巷、西张等主要排堤沟相通，从沙堤流经屏山、斗南、东山、东埭、金山、遮浪、东甲，从江东、遮浪、东山水闸排出木兰溪或入海。造成溪涝灾害的主要原因：(1)木兰溪上游集雨面积大，没有调洪削峰的水利设施，下游地势平坦低洼，以及感潮河段潮水顶托，洪水不及渲泄。(2)涝区内主要排涝河段公路桥梁违章建筑卡口众多，部分河道断面不足，水流不畅，涝水不能及时流向涵闸排出。主要卡口建筑物有下磨溪建福桥、延寿溪莘郊2座桥，企溪的上黄桥、大坝桥、后卓溪西郑桥、十七步桥；南洋片莆笏公路、福泉高速公路沿线桥梁宽度严重不足。(3)河道淤积严重，调节库容逐年减小，易旱易涝。2.4 防洪工程现状新度防洪区内主要水利设施有红山水库（建于下坂村），小(一)型，集雨面积11.4km2，总库容485万m3。渠桥河两岸继续修有土堤，分布在左岸桩号3+956-5+178河段，堤长1512m；左岸桩号5+321-5+588河段，堤长267m；左岸桩号6+064-6+448河段，堤长348m；左岸6+888-7+188河段，堤长330m；右岸桩号5-731-6+348河段，堤长617m；右岸桩号6+651-7+425河段，堤长774m。堤总长3854m，这些土堤堤高偏矮，断面偏小，两河目前的防洪能力达不到二年一遇。2.5 河障状况 渠桥河河宽在30-50m左右，随着城镇建设的发展，人与河道争地，滩地耕地、种果、建房及河床网箱养鱼、养鸭，均形成大面积河障，还有沿河村庄的生活垃圾，建筑垃圾都直接向河床排放，造成河道淤积严重。在横山桥断面桩号（2+376）至上游180m范围、断面桩号3+428处上游60m至下游50m共110m范围、断面桩号7+630处至上游100m范围存在卡口段。上述种种原因都严重地影响河道行洪。3.水文3.1水文基本资料设计流域内无水文测站，邻近的有上游的延寿溪渡里，东圳水文站、濑溪水文站。渡里站控制集雨面积76.5km2，水文资料有1961年至1997年；东圳水文站控制集雨面积321km2，水文资料有1957年至1997年。设计流域内无雨量站，附近雨量站为莆田站、濑溪站，莆田站雨量观测资料从1979年至今，濑溪站雨量观测资料从1951年至今。3.2 设计暴雨由于各河流均没有实测流量资料，洪水流量全部采用暴雨推求。莆田站只有1979-1998年共20年雨量观测资料，系列不够长，综合分析莆田站与邻近濑溪站1951-1998年长系列雨量资料关系，求得莆田站暴雨统计参数如表3-1。莆田站暴雨统计参数成果表表3-1降雨历时（hr）13624统计参数均值（mm）39.66685133CV0.380.50.50.5CS3.73.83.83.6根据莆田站暴雨频率分析结果，其统计参数与水文图集暴雨等值线图的统计参数相接近，因而设计暴雨采用莆田站暴雨站分析成果。3.3设计洪水3.3.1河流的流域特征根据1：25000地形图及实测资料，渠桥河流域特征值如表3-2。河流的特征值表表3-2河流名称流域面积(km2)河长（km）平均比降（%）渠桥河（港利水闸）35.93100.01953.3.2河流的设计洪水河流的设计洪水根据暴雨统计参数及各河流的流域面积，河长、河道比降采用推理公式推求河流的设计洪水。渠桥河洪水主要来自上游的红山水库及区间洪水，设计洪水为考虑红山水为削峰后的成果。河道上游水库基本情况见表3-3，求得溪流的设计洪水计算成果如表3-4。上游水库基本情况表表3-3水库名称集雨面积（km2）总库容（万m3）溢流堰堰型溢流堰净宽(m)堰顶高程（m）设计最大泄量（m3/s）红山水库10.2485宽顶堰2040.5203溪流设计洪水成果表表3-4溪名桩号汇水面积（km2）23.33510备注渠桥河9+6787+80835.93350312280228采用推理公式法推求设计洪水7+8084-50017.03153136122994+500+0006.8371635747红山水库10.2170153140117红山水库下泄827365523.4设计洪水水面线3.4.1河道纵横断面渠桥河从陂头自西向东横贯铁灶、莆仔、龙前、横山、沟口、下渠头、渠桥、渠桥头、锦墩、西湖、圳头、后亭、北厝、白埕等村，最终经港利水闸排入木兰溪，河道长度10km，共实侧72个横断面。3.4.2河床糙率的选定根据1973年、1997年两次大洪水的洪水位，选取较可靠的洪浪计算水面比降，分别用各自的水面比降、相应的横断面及流量，用曼宁公式推求糙率并参照天然河道糙率表，最后确定整治后河道糙率为0.0275，推算现状水面线时天然河道糙率选用0.030。3.4.3起始断面及起始水位根据本次设计要求，渠桥河以圳头桥下（桩号7+821）为起始断面，起始水位的推算如下：由于木兰溪防洪堤建成后，外江水位较高，各溪流的洪水须经河网及低洼地调蓄后排入木兰溪。本设计各溪流的起始水位是在福建省水利规划院编制的木兰溪下游排涝规划报告的基础上，通过洪水调蓄演算并采用水库回水推算的方法而得。桥桥河位于南洋高速公路以西，其起始断面圳头桥下位于南洋蓄涝区，其起始水位计算方法同后卓溪，调蓄库容考虑高速公路以西的港道及低洼地；排水设施按排涝规划的相应设施，主要有现状的港利、洋埕、桥兜、江东等4座水闸。各溪流各起始断面设计洪水位成果见表3-5各起始断面设计洪水位表单位：m 表3-5 频率（%）位置23.33510渠桥河港利4.104.053.993.94圳头桥下4.494.454.394.34注：高程系：黄零m，余同。3.4.4 桥梁阻水壅高计算1）计算方法当桥面较高时，一般不会漫桥，其壅高根据武汉水利电力学院出版的水力计算手册中的公式进行计算，公式如下：Q孔=W式中： 为桥孔过水总面积；ZO为上游壅高水头，ZO=Z+V02/2gZ为上游壅高值；为流量系数当桥面较低时，洪水漫桥，桥面以上部分过水以宽顶堰自流公式计算：Q面BmH03/2式中：HO为有效水头；为侧收缩系数；m为流量系数。过桥流量：Q总=Q孔+Q面2）现状各内河桥孔过流能力分析渠桥河现有桥梁11座，分别为黑桥、下马桥、朝阳桥、圳头桥、九门桥、渠头桥、沟口水泥桥、沟口桥、横山桥、五府桥、铁灶桥。根据计算，各内河桥孔过流能力情况见表3-6渠桥河各桥孔过流能力表表3-6桥名桩号桥面高程（m）桥孔净过水面积（m2）桥过水能力（m3/s）黑桥9+4656.56106275下马桥9+2846.95103298朝阳桥7+8905.8592251圳头桥7+8086.58103388九门桥6+5766.73133288渠头桥5+1786.9986243沟口水泥桥3+7586.94117250沟口桥3+56310.05218580横山桥2+3717.84160390五府桥1+8566.254785铁灶桥0+55711.50340890由表3-6得渠桥河桥梁过流能力较大，均满足河道排洪要求。3.4.5设计洪水水面线推算根据各河段设计洪水流量、河道特征断面资料、断面间路、糙率等基本资料，推算水面线，计算公式采用伯努利能力方程式：Z1+= Z2+ hf+hj式中：Z1、Z2为上下断面水位（m）；V1、V2为上下断面平均流速（m/s）；hf、hj分别为沿程水头损失和局部水头损失（m）；求得各河道现状设计（P=5%）水面线成果见表3-由表得，渠桥河现状河道过流能力较好，但也须进行综合整治，为满足防洪要求，对各河流拟定以下整治方案：渠桥河：方案1：局部清障、整治河道。方案2、局部清障、河底清淤，并整治河道。渠桥河按方案2进行整治便可满足设计要求。整治各溪流不同频率设计水面线成果见表3-3.5排涝流量计算根据保护区地形条件，本工程涝片为低洼地，皆为农田耕地，排涝考虑闸排。3.5.1排涝标准排涝区为农田耕地，据排涝暂行规定，采用水利部门农田排涝标准，即五年一遇，24小时暴雨，24小时排干。3.5.2排涝流量根据省测绘局1:1万地形图量测出排涝沟流域特征值，见表3-排洪沟流流域特征值表表3-流域面积（km2）河长(km)平均比降（%）1.3952.351.44根据暴雨统计参数及排洪沟的流域面积、河长、河道比降采用推进公式推求涝水流量，详见表3-涝水流量成果表表3-频率（%）51020洪峰（m3/s）161311最大24小时洪量（万m3）3327214.工程地质4.1工程概况城区渠桥河防洪工程防洪堤8.98km，总长17.17km。本次防洪堤地质钻探和试验工作由冶金部福建岩土工程勘察研究院承担，我单位负责钻孔的布置等。本次完成主要工作量见表4-1。防洪堤勘察工作量表表4-1完成项目单位工作量备注机械钻m/孔252/26手摇钻m/孔651/99标贯试验次43重型圆锥动力触探m6.9原状土样试验组38扰动样试验组114.2区域地质概况及地震基本烈度4.2.1地形地貌本区东临兴化湾，地势平坦，河汊密集，大部分地区为海相沉积，系海岸上升，复以木兰溪冲积而成。渠桥河两岸也绝大部分属兴化海积平原地貌单元。4.2.2地层岩性测区内第四系地层发育，为更新统和全新统残坡积层与海积冲冲洪积层。渠桥河堤线地层从上到下主要为：素填土、粉质粘土（）、淤泥、粉质粘土（）、泥质细中砂、含泥圆砾、坡残积粘性土。4.2.3地质构造及地震烈度本区位于闽东火山断拗带和闽东南沿海变质带中段，长乐南奥断裂带和东西向活动构造带的复合部。根据中国地震烈度区划图（1990），本区地震基本烈度为度。4.2.4水文地质条件地下水主要为孔隙潜水，埋深一般在0.5-2.8m之间。主要赋存于泥质中细砂、泥质中粗砂、含泥砾卵石层中，主要由大气降水补给及溪流侧向径流补给。4.3渠桥河堤防基础工程地质条件及评价 4.3.1堤基工程地质条件 渠桥河地势较平坦，高程相差仅在1.02.0m之间，根据钻探揭露，堤线上下游地段的地层较稳定，仅局部地段变化较大，各地层依次为素填土、粉质粘土（）、淤泥、粉质粘土（）、泥质细中砂、含泥圆砾、坡残积粘性土，现将各岩土层岩性特征依次分述如下：素填土：土黄、黑褐，稍湿，主要由粘性土组成，含少量粉细砂，偶含一些砾石，欠压实，其中上游两岸部份地段成份为泥质粉细砂，厚0.8-3.8m。粉质粘土（）：黄褐、灰黄，呈可塑状态，湿，主要成分为粘性土矿物，常含有少量细中砂，偶见个别砾卵石，可见少量铁锰质结核，该层在各地段基本上都有分布。层厚0.5-3.0m，修正后标贯击数N=4.6-8.8击。淤泥：深灰色，流软塑，饱和，主要成份为粘土矿物，含有少量腐蚀质，具臭味，易触变，并于中下部常含有少量粉细砂或夹页片状粉细砂，该层除了在沿河部分靠山坡地段缺失外均有分布。揭露层厚：1.9-7.5m。粉质粘土（）：灰黄，砖红，灰白，湿，呈可塑状，主要由粘性土矿物组成，含极少量的中粗砂，粘性强。该层仅在SK50、ZK52和ZK71、SK73分布，揭露层厚1.3-2.7m，修正后标贯击数6.1-9.9击。泥质细中砂、含泥圆砾：浅灰、浅黄，松散稍密，饱和，该层具有一定的分选性，自上游往下游逐渐从含泥圆砾过渡至泥质细中砂，其中含泥圆砾成份为砾石含量占25%-50%，呈次圆状磨圆状，粒径10-20mm，卵石含量占10%-25%，呈次圆状，粒径2-6cm，个别达10cm以上，含泥质15%-25%，充填物为中粗砂和泥质，本次最大揭露厚度4.7m。修正后圆锥动力触探击数N63.5=6.7-15.4击。坡残积粘性土：灰黄，砖红、灰白，湿，呈软塑可塑状态，主要由粘性土矿物组成，含少量石黄砂，局部微具原岩残余结构，该层仅在ZK41、SK43、SK44、SK46、SK48、SK49、ZK72、SK76分布，本次最大揭露厚度6.4m。修正后标贯击数3.2-10.7击。4.3.2堤基工程地质评价软土触变震陷及砂土液化判定本场地大部分地段的地基土属软弱土，类场地类别，局部靠山坡地段地基土为中软土，类场地类别。堤线淤泥地层承载力标准值fk=50kPa80kPa，根据DBJ13-07-91规范，判定淤泥在度下可能产生震陷现象。堤线泥质细中砂地层根据标准贯入试验结果，并按DBJ13-07-91规范判定在度近震条件下产生轻微液化，见表4-2泥质细中砂标准贯入试验成果表表4-2地层名称孔号试验深度（m）实测标贯击数临界标贯击数是否液化液化指数LLE液化等级泥质细中砂ZK110.1-10.4610.86液化3.2轻微ZK119.6-9.9810.44液化1.32轻微ZK128.8-9.1710.26液化3.39轻微ZK2110.6-10.9811.46液化1.37轻微ZK319.6-9.9810.26液化1.5轻微ZK3210.2-10.51010.44液化0.29轻微ZK6110.9-11.2710.86液化2.63轻微ZK6210.0-10.399.9液化1.16轻微表层素填土由软松散,密实度不均匀,压缩性差异大,承载力标准值较低,不宜做为石堤堤基持力层。粉质粘土（）承载力标准值120-140kpa，可做为堤基持力层，但必须注意冲刷和抗滑稳定问题。淤泥承载力标准值低，具高压缩性，高含水量，抗剪性能差，不宜作堤基持力层，需进行处理。粉质粘土（）承载力标准值140-160kpa，可做堤基持力层，但需考虑冲刷和抗滑稳定问题。泥质细中砂，含泥圆砾承载力标准值100-200pa，可做堤基持力层，但需注意沙基液化，防渗和冲刷问题。坡残积粘性土承载力标准值为200kpa，物理力学指标相对较好，可做堤基持力层。4.5天然建筑材料4.5.1石料、砂料从当地建材市场购买，质量、储量能满足设计要求。4.5.2土料：黄石青山土料场为残积粘性土，平均运距9km，储量能满足设计要求，其容重为20-21KN/m3、孔隙率为35-40%、内摩擦角21-22、凝聚力40-20Kpa，本料场做为渠桥河防洪工程土料场。4.6小结 4.6.1工程场地地震基本烈度度，堤防为4级建筑，不需设防，泵站、水闸需考虑设防。 4.6.2表层耕植土不宜作为堤基持力层，需全部挖除。素填土不宜作为砌石堤堤基持力层，但清除表层腐植土、耕植土并夯实后，可做为土堤堤基持力层。4.6.3粉质粘土层力学指标较好，但需注意冲刷和抗滑稳定问题，可做为土堤堤基持力层。4.6.4淤泥承载力标准值低，具高压缩性，高含水量，不宜直接做为堤基持力层，需进行处理。4.6.5泥质细中砂，含泥圆砾卵石可做为堤基持力层，但要考虑沙基液化、防渗和冲刷问题。4.6.6砂、石、土料质量，储量能满足设计要求。5.工程布置及建筑物5.1 设计依据5.1.1 工程等级及建筑物级别莆田城区渠桥河防洪工程的保护区已纳入莆田市城市规划区。渠桥河段：西起五府桥，东至圳头桥，长5.95km，渠桥河防洪工程保护区为莆笏公路以西，新度镇的锦墩、梧塘、溪东、郑坂、横山、沟口、渠桥、圳头等村及镇区，防洪保护面积7km2。据防洪标准（GB50201-94），本工程渠桥河保护对象均属等城镇，防洪标准采用二十年一遇。据堤防工程设计规范（GB50286-98）及城市防洪工程设计规范（CJJ50-92），堤、水闸、泵站等主要建筑物均为4级。5.1.2 设计基本资料 (1)设计洪水水面线渠桥河设计洪水水面线均采用二十年一遇，详见水文章节。(2)气象荔城区属亚热带海洋性气候，据荔城区气象站观测资料，多年平均气温16-20，极端最高和最低气温分别为39.4和2.3，多年平均风速1.2m/s，多年平均最大风速18.1m/s。(3)地震列度据中国地震烈度区划图，本区域地震基本烈度为度，据堤防工程设计规范（GB50286-98）及水工建筑物抗震设计规范（SDJ10-78），4级堤防不需设防，水闸、泵站等建筑物要考虑抗震设计。(4)堤基特性及设计参数堤基特性：渠桥河上下游堤段的地层较稳定，地层分布如下：素填土，厚0.8-3.8m；粉质粘土（），厚0.5-3m；游泥，厚1.9-7.5m；粉质粘土（），厚1.3-2.7m；泥质细中砂，含泥圆砾，厚0-4.7m；坡残积粘性土。耕植土不宜作为堤基持力层，需全部挖除，素填土不宜作为石堤堤基持力层，但清除表层耕植土、腐殖土并夯实后，可作为土堤堤基持力层。游泥不宜直接作为堤基持力层，需进行处理，其余土层均可作为堤基持力层，但应考虑冲刷、稳定、防渗等问题。设计参数：浆砌块石容重2.3t/m3，石堤堤后无粘性填土容重1.8t/m3，内磨擦角35，土堤填筑土料容重1.9-2.1 t/m3，内磨擦角18-22，粉质粘土层允许承载力140-160kp，砾卵石层允许承载力280kp，石堤与下列地基土的磨擦系数：粉质粘土：0.25-0.32，砂性土、砾卵石：0.35-0.4。(5)稳定安全系数据堤防工程设计规范（GB50286-98），在正常情况下4级石堤的抗滑稳定安全系数不小于1.2，抗倾覆稳定安全系数不小于1.45，基底不出现拉应力，4级土堤边坡在正常运用情况下抗滑稳定安全系数不小于1.15，在非常运用情况下抗滑稳定安全系数不小于1.05。(6)设计依据莆田市城市总体规划（1993-2010）福建省莆田市木兰溪下游防洪规划报告福建省莆田市木兰溪下游排涝规划报告5.2 岸线及堤线的确定5.2.1 岸线确定岸线确定是在确保河道行洪能力的前提下，尽量增加保护范围，给今后城市发展留有余地，岸线选择还要考虑到所采取的工程措施因素，尽量使河道平顺，据此原则，确定岸线如下：渠桥河：现状河宽大约在30-50m左右，岸线确定基本上以现有岸线为准，局部清障、河底清淤、整治河道。(1)桩号1+856-5+181河段，以现有岸线为准，保留现有河宽，对横山桥（2+376）至上游180m处的卡口段，桩号3+428上游60m至下游50m共110m范围内的卡口段清障。(2)桩号5+181-7+808河段，以现有岸线为准，保留现有河宽，对桩号7+630至上游100m范围内的卡口段清障。渠桥河各断面设计河宽详见表5-2。5.2.2 堤线确定布置堤线按已确定的岸线严格执行，结合地质、地形条件，现有建筑物的位置，力求平顺，各段堤线平缓连接，并考虑少拆迁以及有利于今后防汛、抢险和工程管理，沿着防洪河道两边修建连续封闭的防洪体系，按上述原则确定堤线。渠桥河：左岸堤线从圳头桥开始，往上游基本上沿确定的岸线布置，到达五府桥顺势嵌入较高地势处，形成封闭堤线；右岸堤线从圳头桥开始，往上游基本沿确定的岸线布置，到渠头桥附近与现有高岸连接，形成封闭堤线。考虑沿岸目前大部分无护砌，长期受溪水流冲刷形成陡岸，且种植荔枝树，所以土堤段的堤线向保护区内移1.5-3.0m。左岸：(1)桩号QL1+856-QL2+376堤段，堤线沿岸线布置，堤长520m。(2)桩号QL2+376-QL3+563堤段，堤线向保护区内移1.5-3m，堤长1187m。(3)桩号QL3+563-QL3+763堤段，堤线沿岸线布置，堤长200m。(4)桩号QL3+763-QL3+956堤段，堤线向保护区内移1.5-3m，堤长193m。(5)桩号QL3+956-QL5+532堤段，堤线向保护区内移至现有土堤，堤长1576m。(6)桩号QL5+532-QL6+074堤段，堤线向保护区内移1.5-3m，堤长542m。(7)桩号QL6+074-QL6+436堤段，河道急弯段，对其裁弯整治，堤线沿改河后的岸线布置，堤长362m。(8)桩号QL6+436-QL6+816堤段，堤线向保护区内移1.5-3m，堤长380m。(9)桩号QL6+816-QL7+006堤段，堤线沿岸线布置，堤长190m。(10)桩号QL7+006-QL7+911堤段，堤线向保护区内移1.5-3m，堤长905m。(11)桩号QL7+911-QL8+174堤段，堤线沿岸线布置，堤长263m。右岸：(1)桩号QR5+200-QR5+776堤段，堤线沿岸线布置，堤长576m。(2)桩号QR5+776-QR6+122堤段，河道急弯段，对其裁弯整治，堤线沿改河后的岸线布置，堤长346m。(3)桩号QR6+122-QR6+646堤段，堤线向保护区内移1.5-3m，堤长524m。(4)桩号QR6+646-QR6+705堤段，堤线沿岸线布置，堤长59m。(5)桩号QR6+705-QR7+537堤段，堤线向保护区内移1.5-7m，堤长832m。(6)桩号QR7+537-QR7+865堤段，堤线沿岸线布置，堤长328m。左岸堤线总长：6318m，右岸堤线总长2665m。5.2.3 局部堤线方案比较本工程堤线按上述选定的岸线布置，仅对部分堤线的选定方案作比较。渠桥河：桩号3+956-5+178堤段左岸堤线。方案一：堤线沿所确定的岸线布置。方案二：堤线向防护区方向内移，沿现有土堤布置。采用方案二，利用现有土堤加高培厚，节省堤防工程量。两方案的工程量及造价见表5-4，从表中可看出，方案二的堤线较合理。渠桥河（3+956-5+178）左岸堤线方案比较表 表5- 项 目方案一方案二工程量工程量土方开挖（m3）3540768土堤填筑（m3）106631706占地（亩）13.282.88造价（万元）39.478.055.3 防洪堤设计5.3.1 堤顶标高确定 防洪堤的堤顶高程，由设计洪水位加上风浪爬高、风壅水面高和安全超高而定。风浪爬高，据堤防设计规范中公式进行计算，计算风速取多年平均最大风速的1.25倍，为22.6m/s，堤前水深取设计水位至堤前平均河底水深，吹程据不同河流的设计河宽分别确定，渠桥河取50m，经计算，风浪爬高及风壅水面高值为：土堤：渠桥河：0.54m、0.001m。石堤：渠桥河：0.23m、0.001m。根据堤防工程设计规范（GB50286-98）规定：堤防安全加高值（不允许越浪）4级堤防为0.6m。这样，渠桥河土堤堤顶标高高于设计洪水1.15m，石堤堤顶标高高于设计洪水位0.83m。5.3.2 堤型选择堤型选择原则：在满足堤身结构安全的前提下，尽量节省工程造价。本工程拟对部分堤段进行堤型方案比较。方案（1）：采用土堤断面，迎、背水坡坡度：渠桥河1:1.5，顶宽3m；方案（2）：采用石堤断面，迎水坡1:0.3，背水坡垂直，顶宽0.6m，墙踵宽0.3m，墙趾宽0.3m。堤后回填土至2/3墙高处，并考虑3m防汛公路，路坡1: 2。两方案的技术经济比较见表5-6。堤型选择方案比较表表5-6堤段堤型方案项目方案（1）工程量方案（2）工程量备注渠桥河QL2+491-QL3+024堤段土方开挖（m3）9503042M7.5浆砌块石（m3）3022土方填筑（m3）1604占地（亩）3.572.37造价（万元）9.5555.315.3.3 堤身基本断面确定设计土堤基本断面时，分析洪水期背水坡边坡稳定及洪水骤降时迎水坡边坡稳定，土堤迎、背水坡的坡度：渠桥河为1:1.5，顶宽为3m，经分析计算，满足稳定要求，计算结果见表5-7。设计石堤基本断面时，分析了堤前无水和堤前设计洪水位情况进行抗滑稳定，抗倾稳定以及基底应力验算。石堤断面迎水坡1:0.2（俯斜），背水坡1:0.15（仰斜），顶宽1m，墙踵0.2m，经分析计算，满足稳定要求，计算结果见表5-7。堤身基本断面稳定分析成果表表5-7堤型代表断面堤高(m)堤前无水堤前设计洪水位kckomaxminkckomaxmin土堤渠桥河左岸6+064断面4.61.671.135.3.4 工程总体布置本防洪工程由渠桥河堤防、 座涵闸、 座水闸组成，防洪堤总长 km。渠桥河堤防：左岸：堤段QL1：位于桩号QL1+856-QL2+376堤段，利用现有石堤加高。堤段QL2：位于桩号QL2+376-QL3+563堤段，采用土堤，迎、背水坡1:1.5，顶宽3m，草皮护坡。原岸坡上种植大量果树，对加高部分的堤脚以下岸坡考虑削坡处理或维持原状，若采用削坡，势必增加大量果树赔偿，因此设计中采用维持原状不削坡。堤段QL3：位于桩号QL3+563-QL3+763堤段，岸边房屋密集，利用现有石堤加高，结构形式同QL1堤段。堤段QL4：位于桩号QL3+763-QL3+956堤段，采用土堤，结构形式同QL2堤段。堤段QL5：位于桩号QL3+956-QL5+532堤段，利用旧堤加高培厚，背水坡1:2。堤段QL6：位于桩号QL5+532-QL6+074堤段，采用土堤，结构形式同QL2堤段。堤段QL7：位于桩号QL6+074-QL6+436堤段，急弯段截弯整治，土堤迎、背水坡1:2，顶宽3m，迎水坡采用浆砌石护坡，从河床起护至堤顶；背水坡采用草皮护坡。堤段QL8：位于桩号QL6+436-QL6+816堤段，采用土堤，结构形式同QL2堤段。堤段QL9：位于桩号QL6+816-QL7+006堤段，利用现有石堤加高，结构形式同QL1堤段。堤段QL10：位于桩号QL7+006-QL7+911堤段，采用土堤，结构形式同QL2堤段。堤段QL11：位于桩号QL7+911-QL8+174堤段，利用现有石堤加高，结构形式同QL1堤段。右岸：QR1堤段：位于桩号QR5+200-QR5+776堤段，利用现有石堤加高，结构形式同QL1堤段。QR2堤段：位于桩号QR5+776-QR6+122堤段，急弯段截弯整治，土堤迎、背水坡1:2，顶宽3m，迎水坡采用浆砌石护坡，从河床起护至堤顶；背水坡采用草皮护坡。QR3堤段：位于桩号QR6+122-QR6+646堤段，采用土堤，结构形式同QL2堤段。QR4堤段：位于桩号QR6+646-QR6+705堤段，利用现有石堤加高，结构形式同QL1堤段。QR5堤段：位于桩号QR6+705-QR7+537堤段，采用土堤，结构形式同QL2堤段。QR6堤段：位于桩号QR7+537-QR7+865堤段，利用现有石堤加高，结构形式同QL1堤段。5.3.5 防汛公路及防汛照明本工程在防洪堤断面拟定时，大部分堤段均已考虑堤顶或堤后设防汛公路，土堤段堤顶宽度按设计防汛公路要求定为3m，其余堤段均在堤后留有3m宽的通道（结合堤或墙后填土）。但局部堤段由于地形限制，堤身与现有建筑距离较近，无法形成防汛通道，建议今后应根据城建规划统筹考虑。堤线照明线路：本工程堤线大部分沿城区延伸，可结合城建规划设置路灯等照明设施。远离城区堤段拟沿堤线架照明线路。5.4 水闸及排涝工程设计5.4.1 水闸渠桥河左、右岸堤段内有四处与支渠（沟）相连，分处于桩号QL3+515、QL7+191（金沙桥支渠）、QR5+730、QR7+460，金沙桥支渠较大，设水闸四孔，单孔宽3m，结构采用钢筋砼砌石混合结构，详见图水工H-13/Q-15；其余支流均设涵闸。结构形式同后卓溪所设的涵闸。5.4.2 排涝工程5.5 河道整治渠桥河清障内容是：按设计河宽对横山桥（2+376）上游至180m范围，桩号3+428上游60m至下游50m共110m范围，桩号7+630处至100m范围内三处卡口段进行清障。5.5.2 河道清淤疏竣 渠桥河河道比降较缓，加上沿河村庄垃圾向河道排放，造成河床淤高，须对河道进行清淤整治，现有河床高程及整治后的河床高程见图水文Q-01、Q-02、Q-03。6.施工组织设计6.1施工条件6.1.1地理位置和对外交通本工程地处镇区，沿河布置，国道穿过镇区，对外交通方便，施工场地均有简易公路或拖拉机便道到达近堤村庄，本工程处于河网地带，工地运输采用轻型车运输，并可利用航运。6.1.2施工用水、用电施工工期生产用水可直接取用河水，生活用水引取镇区自来水，施工用电由镇电网供给。6.1.3物资建材料场本工程共需土