排涝沟及控制闸工地进程初步设计报告.doc

排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 1 - 1 综合说明综合说明 1.1 概述 铜陵承接产业转移示范园总体布局为“一园两片”，即包括江南和江北 各一个片区，其中起步区设在江南片区。规划选址范围为北至长江，西 到城市规划的经一路延伸段、南以钟仓乡和东联乡主干渠为界，东至黄 浒河，主要在顺安河与长江口两侧，总面积73.37km2，其中顺安河以西面 积34.9km2，以东面积38.47km2。起步区位于东联圩内，面积为15km2。 2010年9月，某院编制完成某园江南片防洪排涝规划 ，铜陵市水 务局对此进行了批复。规划对现有的张村站和坝埂头站进行改建，对园 区主要的排涝大沟进行整治；在胜利河、十里长河与起步区交汇处新建3 座控制闸，阻隔起步区外侧的涝水进入起步区。 受铜陵承接产业转移示范园管委会委托，我院于2011年7月编制完成 铜陵承接产业转移示范园（江南片）起步区排涝沟及控制闸工程初步 设计 。 1.2 水文 铜陵市地处长江中下游，汛期为69月份，最高水位一般出现在 78月，枯水位多出现在12月份。随着气候条件的改变，境内江河水 位、流量呈现出丰枯交替的周期性变化。 大通水文站（19542009年）历年最高洪水位为16.64m（本节及第 二章为吴淞高程系，其余章节均为85国家高程基准） ，相应最大洪峰流量 为92600m3/s（1954年8月1日） ；多年平均枯水位为3.89m，多年平均流量 为28800m3/s；历年最低水位为3.14m，最小流量为4260m3/s（1979年1月 31日） 。年内最小流量一般出现在1月份，年内最大流量最早发生在5月， 最迟发生在9月，多年平均径流量8938亿m3，其中汛期510月份流量占 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 2 - 全年总量的71.14%。 此外，在长江铜陵河段设有坝埂头水位站（1949年设立） ，坝埂头水 位站（19512009年）历年实测最高洪水位为15.12m（1954年8月1日） 。 1.3 工程地质 勘察区地层属长江沿岸区，贵池地层小区。该区地层岩性上部地层 主要为近代沉积的粘性土、淤泥质土和砂性土（Q4al） ，下部为更新世沉 积的粘性土（Q3al）等。根据中国地震动参数区划图GB18306-2001（50年 超越概率10%） ，本勘探场地地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈 度度区。 1.4 工程任务与规模 本次初步设计的主要任务是对现有的十里长河和胜利河排涝沟（张 村排涝站的主排涝沟）进行整治，新开挖坝埂头主排涝沟以及新建3座控 制闸工程。 根据园区地形及水系分布情况，将胜利河和十里长河分为南胜利河 段、十里长河段、三江口河上游段、三江口河十里长河汇入段、三江口 河胜利河汇入段等5段分别进行设计。各段设计流量分别为 6.4m3/s、11.4m3/s、7.2m3/s、18.6m3/s和25.0m3/s；新开挖坝埂头排涝 沟长1560m，设计流量15.0m3/s；在胜利河、十里长河与起步区交汇处新 建三江口河控制闸、十里长河控制闸、南胜利河控制闸等3座控制闸，设 计流量分别为7.2m3/s、11.4m3/s和6.4m3/s。 1.5 工程设计 根据灌溉与排水工程设计规范 （GB50288-99）的规定，确定排涝 沟工程等别为等。控制闸工程等别为等，主要建筑物涵洞等级为3级。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 3 - 排涝沟工程：三江口河、胜利河、十里长河断面型式采用设计常水 位以下迎水侧边坡为1:5，设计常水位0.5m以上设宽2.5m亲水平台，亲水 平台至地面之间以1:3斜坡连接，并在斜坡上设置景观绿化。坝埂头站前 排涝沟断面按矩形断面设计。河道按照过流能力确定底宽为1.516m， 按照水面率要求确定底宽3040m。水力坡度取0.00010.00015，糙率采 用0.0225，计算河道过流能力约2355m3/s。此外，对现状不满足沟底高 程要求的断面进行疏浚，疏浚总长12231m，疏浚土方86.07万m3。 三江口闸工程：工程位于东联圩红杨树村附近。设计流量7.2 m3/s， 闸底高程3.5m，闸上水位5.5m，过闸落差0.1m。控制闸闸位于河道中间， 与规划道路正交，采用路下涵结构方式，进口设置控制段，安装挡水闸 门。进出口设置浆砌石八字翼墙扩散段。 十里长河闸工程：工程位于东联圩联胜村附近。设计流量11.4 m3/s， 闸底高程3.6m，闸上水位5.6m，过闸落差0.1m。控制闸闸位于河道中间， 与规划道路正交，采用路下涵结构方式，进口设置控制段，安装挡水闸 门。进出口设置浆砌石八字翼墙扩散段。 南胜利河闸工程：工程位于东联圩水浒村附近。设计流量6.4 m3/s， 闸底高程3.3m，闸上水位5.3m，过闸落差0.1m。控制闸闸位于河道中间， 与规划道路斜交，夹角67o，采用路下涵结构方式，进口设置控制段，安 装挡水闸门。进出口设置浆砌石八字翼墙扩散段。 1.6 金属结构设计 3座控制闸孔口尺寸不大，设计水头低，故门体全部采用平面定轮钢 闸门，配手电两用螺杆式启闭机。 本次设计金属结构设备共包括：平面定轮钢闸门6扇、手电两用螺杆 式启闭机6台、埋件6孔及其它。闸门及埋件总重23.2t，不包含启吊设备。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 4 - 1.7 电气工程设计 3座控制闸供电电源均引自附近0.4kV低压电源，各经一只XL-3-2(改) 型动力配电箱向电机供电。启闭机房照明采用双管荧光灯，照明电源直 接引自动力配电箱。 1.8 节能设计 本工程在机电设计中均遵循高效、节能的原则，现将本工程节能观 点坚持的原则简述如下：以提高效率，降低能耗，以有限的资源和最小 的能源消费来取得最大的经济和社会效益，满足日益增长的需求为目标。 同时尽量减少或消除机电设备的固有能耗。且不限制发展，不降低服务 标准和使用功能。 节能途径包括：电源节能、动力节能、照明节能。 1.9 施工组织设计 铜陵承接产业转移示范园江南片排涝沟及控制闸工程由三江口河、 十里长河、南胜利河等三条河道疏浚和以上三条河道在起步区边界处新 建的三座控制闸组成，工程主要工程量为：土方开挖1130112m3，土方填 筑135234m3，水泥土填筑8925 m3，砼浇筑4823m3，堆砌石6933m3，钢筋 162t，闸门制安23t，水泥粉喷搅拌桩36601m。 工程所需水泥、钢筋、木材、油料等可从铜陵市物资市场购买，石 料自顺安镇石料场采购，黄砂从长江边码头收购。工程施工生产用水可 直接从附近河道中抽取，生活用水可利用生活区附近村庄已有的供水系 统，施工用电利用附近已有的系统电网。 控制闸施工导流时段为11月次年4月，导流期间通过附近东大圩内 现有泵站控制河道内水位在6.0m左右，基坑上下游填筑围堰挡水。冲填 区冲填前沿水塘周边填筑围堰挡水，每个冲填区布置2个退水口退水。坝 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 5 - 埂头站前排涝沟穿过水塘处利用附近渠道开挖的土方顺渠道方向填筑一 围堰挡水施工，排涝沟施工时揭穿了下部砂层，施工采取降水措施控制 砂层中地下水位低于建基面0.5m。 河道疏浚土方采用两栖式清淤机开挖，泥驳运输至岸边，冲塘机吹 填至冲填区。坝埂头站前排涝沟、控制闸均为常规施工，以机械作业为 主，人工施工为辅。 工程计划安排总工期11个月，即从2011年9月到2013年6月。 工程主要建筑材料需用量为：水泥3700t，钢筋174t，汽油8t，柴油 567t，块石2662m3，碎石7939m3，黄砂4915m3。 1.10 工程管理设计 本次排涝沟及控制闸工程不考虑新增管理人员和管理设施，在张村 排涝站和坝埂头排涝站的改建工程中一并考虑。 1.11 工程占地与拆迁 本工程永久占地为坝埂头排涝沟新增占地，临时占地主要为施工临 时占地区。共需占地101.07 hm2，其中永久占地2.04 hm2，临时占地99.03 hm2。工程占地范围内的拆迁由园区管委会负责实施，不在本报告范围内。 1.12 环境保护设计 工程建设对环境的影响主要是施工期影响，主要包括水污染、噪声 污染、大气环境污染、固体废弃物污染、生态破坏、水土流失、人群健 康危害等方面的影响。通过采取相应的防治措施，可将影响降至最低限 度，随着施工的结束，影响也随之消失。本工程环境保护专项投资31.66 万元。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 6 - 1.13 水土保持设计 本工程水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区。工程 建设区面积101.07hm2；直接影响区面积10.52hm2。根据本工程总体布置、 施工特点和区域的水土流失状况，将水土流失防治分区分为河道工程区、 临建工程区、取土区、弃土区等4个防治分区。本工程新增水土保持工程 总投资为72.77万元。 1.14 设计概算 按2011年第二季度价格水平计算，本工程设计概算静态总投资 6141.22万元，其中：工程部分投资6036.79万元，水土保持工程投资72.77 万元，环境保护工程投资31.66万元。根据国家计委投资19991340号文规 定，本概算未计列价差预备费。 1.15 效益分析 本工程实施后，可提高区域排涝标准，保障起步区的排涝安全，确 保区域满足承接产业转移的基本要求，不仅具有较好的经济效益，而且 具有较大的环境效益和社会效益，建议尽快付诸实施。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 7 - 2 水文水文 2.1 暴雨洪水特性 本地区形成大暴雨的主要天气系统是涡切变和台风。暴雨出现时间 一般在59月，从4月份开始就有可能出现暴雨，如1989年4月，最大1d 暴雨达103.3mm，最迟可能到9月份。每年主汛期67月，多为涡切变型 暴雨（俗称梅雨） ，89月出现的暴雨，多为台风型暴雨。本区暴雨历时 一般45d，最长可达7d以上，最短的仅1d，一般锋面雨过程较长，台风 雨过程较短。 铜陵地区洪水既有长江洪水，也有内河洪水，均来自暴雨，洪水的 季节特点和时空分布与暴雨一致。长江铜陵河段洪水主要有两种类型， 一是长江干流为一般大水年份，而区内入江支流山洪暴发，受江水位顶 托影响，出路不畅，形成区域性洪水，造成内涝，1949、1995、1996和 1999年洪水即属此类；二是长江某些支流雨季提前或推迟，上、中、下 游，干、支流雨季相互重叠，全流域普降暴雨，形成干支流洪水遭遇十 分恶劣的全流域性洪水，这类洪水峰高量大，持续时间长，造成的洪涝 灾害也最为严重，1849、1931和1954年均属此类洪水。长江铜陵河段 （大通站）控制长江流域面积的95%，径流量占长江入海总径流量的95.3%， 几乎承泄了整个长江流域的洪水。洪水特征表现为峰高量大，组成复杂， 高水位持续时间长等。本地区内河洪水都是主要发生在67月，45月 和89月亦有洪水发生，但峰量较小，其它月份出现洪水的机率极小。 汛期降雨强度大，加上内河均是源短流急，河道坡度大以及排水不畅等 原因，极易造成城市积水。 铜陵市地处长江下游，汛期为69月份。随着气候条件的变化，区 内江河水位、流量、水量的变化均明显呈现出丰、枯交替的周期性变化。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 8 - 长江最低水位一般在12月份，34月份水位逐渐回升，69月份为长 江流域多雨季节，水位暴涨，最高洪水位一般发生在78月份。年内最 小流量一般出现在1月份，最大流量最早发生在5月，最迟发生在9月。 2.2 水文测验情况 1）水文（位）站 铜陵市水文测站较少，内河无水文测站。长江铜陵段设有大通（二） 水文站、横港汛期水位站和坝埂头水位站。 大通水文站是长江下游的径流控制站，该站设立于1922年10月，基 本水尺和测流断面设于大通和悦洲下游的横港附近，1925年6月停测， 1929年10月恢复，此后历经数次停测、恢复，水尺和测流断面也多次变 迁，直至1972年在梅埂镇上游310m处设立基本水尺，改称大通（二）站 观测至今。 1949年在横港下游44km处设立了坝埂头水位站。横港汛期水位站设 立于1975年，位于大通（二）站下游19km处。 2）雨量站 本区仅设铜陵气象站观测降雨等气象资料，顺安河及荻港河流域上 先后设有雨量站。本地区及邻近流域水文（位）站及雨量站基本情况见 表2.2-1。 表表 2.2-1 水文（位）站、雨量站基本情况一览表水文（位）站、雨量站基本情况一览表 序号河名站名站别设站年月测站位置资料系列 1长江大通(二)水文站1922.10贵池市梅埂镇1947至今 2长江横港汛期水位1975铜陵市横港码头1975至今 3长江坝埂头水位站1949铜陵县坝埂头1949至今 4长江铜陵雨量站1962.10铜陵县城关镇1962至今 5顺安河董店雨量站1983铜陵县董店1983至今 6顺安河顺安雨量站1959铜陵县顺安镇1959至今 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 9 - 7荻港河黄浒雨量站1976繁昌县黄浒乡1976至今 8荻港河荻港雨量站1936繁昌县荻港镇1936至今 2.3 径流及实测水位 根据长江干流大通水文站统计资料，多年平均流量59339m3/s，其中 最大洪峰流量92600m3/s(1954年8月1日)，最小4620m3/s（1979年1月31日） ， 1998年实测流量为82100m3/s，年内最小流量一般出现在1月份，最大流量 最早发生在5月，最迟在9月；年均径流量9004亿m3，汛期（510月）径 流量占全年径流量的71.16%左右。长江大通站历年水位及流量见表2.3- 1。 表表 2.3-1 长江大通站历年水位及流量表长江大通站历年水位及流量表 年份最高水位(m)日 期最大流量(m3/s)日 期 195112.218月9日455008月9日 195213.849月24日590009月24日 195312.106月12日452006月12日 195416.648月1日926008月1日 195514.157月1日596006月30日 195613.506月29日532006月29日 195713.078月13日515008月12日 195813.115月21日579005月22日 195913.047月9日533007月8日 196011.758月17日448007月5日 196112.086月20日468006月19日 196214.617月12日683007月11日 196311.509月1日435009月1日 196414.097月7日644007月7日 196512.557月31日501007月28日 196612.937月17日555007月17日 196713.557月8日578007月8日 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 10 - 表表 2.3-1 长江大通站历年水位及流量表长江大通站历年水位及流量表 年份最高水位(m)日 期最大流量(m3/s)日 期 196814.547月22日688007月18日 196914.947月20日677007月19日 197014.217月24日616007月24日 197112.876月11日540006月10日 197210.846月8日394006月8日 197315.027月1日700007月1日 197414.297月21日650007月20日 197513.865月25日611006月24日 197614.237月19日604007月18日 197714.876月30日674006月30日 197811.877月2日469007月2日 197912.729月30日525009月30日 198014.729月4日640009月4日 198112.607月24日500007月24日 198213.926月27日639006月26日 198315.707月13日726007月19日 198413.148月2日527007月15日 198512.007月20日465007月20日 198612.667月13日516007月13日 198713.337月31日564007月30日 198814.249月18日637009月17日 198914.377月9日597007月18日 199014.027月9日624007月9日 199114.617月17日636007月18日 199214.647月13日672007月14日 199314.407月11日643007月11日 199414.086月28日612006月28日 199515.737月9日755007月9日 199615.527月22日743007月22日 199713.817月21日657007月17日 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 11 - 表表 2.3-1 长江大通站历年水位及流量表长江大通站历年水位及流量表 年份最高水位(m)日 期最大流量(m3/s)日 期 199816.318月2日821008月2日 199915.877月22日839007月23日 200012.877月12日537007月12日 200214.558月29日669008月27日 200314.167月17日620007月16日 200412.277月29日473007月29日 200515.669月8日594009月7日 200611.406月23日439006月23日 200713.178月8日553008月8日 200812.449月7日487009月7日 多年平均13.7059339 2.4 设计洪水位分析 2.4.12.4.1 长江铜陵段长江铜陵段 19541954 年型设计洪水位年型设计洪水位 根据防洪标准和长江流域综合利用规划报告 （1990年修订） 所制定的长江堤防的防洪标准，铜陵市江堤的防洪标准以防御长江1954 年型洪水作为设计标准，即以湖口22.5m、大通17.1m和芜湖13.4m为控制 水位，其它各节点水位通过相关或内插求得。即获港水位由获港站与芜 湖站建立相关线求得，为15.4m，羊山矶、横港、朱家嘴和坝埂头（顺安 河出口）水位由大通和获港两站相连的水面线内插求得，分别为 16.79、16.71、16.35和15.6m。铜陵段江堤各节点长江设计洪水位成果见 表2.4-1。 2.4.22.4.2 内河设计洪水位内河设计洪水位 内河堤防洪设计水位取决于长江洪水和内河洪水的不同遭遇组合。 设计洪水位采用1954年型长江洪水位遭遇内河10年一遇洪水流量与内河 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 12 - 20年一遇洪水流量遭遇长江10年一遇洪水位两者水位的外包线。 1）河口10年一遇江水位分析 芜湖站及大通站10年一遇最高江水位为11.85m及15.28m。铜陵市各 河口10年一遇洪水位可通过水位站相关、内插等方式推算出来，荻港站 （黄浒河口）10年一遇水位为13.66m。坝埂头（顺安河口）10年一遇江 水位为13.88m。 表表 2.4-1 铜陵段江堤各节点长江设计洪水位成果表铜陵段江堤各节点长江设计洪水位成果表 圈堤名称地点桩号水位（m） 羊山矶0+00016.79 横港4+45016.71 金山路口9+45016.57 黑砂河口11+50016.53 城区江堤 余家桥12+30016.52 朱家咀0+00016.35 汀洲1+53016.27 顺安河口13+75015.60 西联圩 钟仓站17+70015.69 城湖铁路桥0+00016.29 新桥河口6+50015.93 张村站12+25015.67 顺安河口14+80015.60 坝埂头站15+93015.60 永丰站22+66015.52 东联圩 竹园棵33+77015.89 2）内河设计暴雨洪水 铜陵市内河洪水都是由暴雨产生的，而形成大暴雨的主要天气系统 是涡切变和台风。该地区出现暴雨的时间一般为59月，每年主汛期67 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 13 - 月，多为涡切变型暴雨（俗称梅雨） ，89月出现的暴雨，多为台风型暴 雨。本地区暴雨历时一般45d，最长可达7d以上。 铜陵市内河设计洪水，采用设计暴雨、产汇流等步骤进行计算。限 于暴雨资料，设计暴雨采用暴雨等值线图推求。铜陵市10年一遇、20年 一遇24h设计暴雨分别为200mm、246mm。 根据铜陵市地形、地貌和水系汇集等特点，将顺安河水系和黄浒河 水系分别划分为6个和8个计算分区。并由地形图量算得两流域山丘区流 域特征值，详见表2.4-2。 表表 2.4-2 黄浒河、顺安河流域山丘区流域特征值表黄浒河、顺安河流域山丘区流域特征值表 河 名 流域 名称 流域 面积 (km2) 流域 长度 (km) 河道 长度 (km) 平均 宽度 (km) 形状 系数 地面 坡度 (dm/km) 河道 坡降 () 代码FL1L2BfSAJ 黄浒河244.2017.0024.2014.360.8451002.70 黄 浒 河 钟鸣河44.7010.5012.704.260.4056704.50 东西湖59.011.0018.005.360.4881350.81 新桥河97.313.9016.707.000.5041804.20 顺 安 河 朱村河137.818.8020.007.330.3904302.50 备注B=F/L1；f=B2/F 由上述的水文计算分区、设计暴雨和流域特征值等参数，根据我院 1984年编制的安徽省暴雨等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区 中小面积设计洪水计算办法(以下简称“84年办法”)，计算得两河流域水 系各节点的不同重现期的设计洪水成果见表2.4-3。 3）内河设计水面线 铜陵市顺安河和黄浒河的出口分别为北埂王和荻港镇，均与长江干 流相通，长江水位的高低直接影响内河水位的涨落，因此内河防洪设计 水位取决于长江洪水与内河洪水的不同遭遇组合。设计水面线采用以下 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 14 - 两种情况组合的外包线：一是长江干流1954年型设计洪水的河口水位与 内河10年一遇暴雨洪水遭遇组合；二是长江干流10年一遇河口江水位与 内河20年一遇设计暴雨洪水遭遇组合。 由上述计算的顺安河、黄浒河两流域水系各节点不同重现期的设计 洪峰流量成果，经用实测断面进行推算，顺安河与长江1954年型洪水位 相应的设计洪水位为15.6016.29m；黄浒河与长江1954年型洪水位相应 的设计洪水位为15.5215.89m。两河的设计水面线参见图2.4-2和图2.4- 3。 表表2.4-3 顺安河、黄浒河流域各节点设计洪水成果表顺安河、黄浒河流域各节点设计洪水成果表 洪峰流量 (m3/s) 洪峰模数 (m3/s/km2) 河 名 流域名称 10年一遇20年一遇 流域 面积 (km2)10年一遇20年一遇 黄浒干流山丘区533.8835.9244.22.193.42 山丘区114.3216.744.72.564.85 圩区4.14.15.40.760.76钟鸣河 钟鸣以上118.4220.850.12.364.41 余村以上654.51006.8294.32.223.42 中心闸圩区24.524.532.70.750.75 工商殿以上圩区23.123.130.80.750.75 工商殿以上702.11054.4357.81.962.95 山丘区70.4104.515.04.696.97 工家渡 圩区3.83.85.00.760.76 工家渡以上737.51090.3377.81.952.89 山丘区97.0143.921.94.436.57 河口 圩区25.725.734.20.750.75 黄 浒 河 河口以上806.71160.8433.91.862.68 新桥河(钱村)以上255.9359.097.32.633.69 山丘区312.1472.6137.82.263.43 朱村河 圩区17.317.324.70.700.70 顺 安 河 (钱村)陈家湾以上585.3848.9259.82.253.27 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 15 - 撇洪沟134.6208.259.02.283.53 圩区63.663.684.80.750.75东西湖 钟仓站以上198.2271.8143.81.381.89 顺安河钟仓站以上783.51120.7403.61.942.78 河口以上圩区54.254.272.30.750.75 河口以上837.71174.9475.91.762.47 备 注圩区洪量按排水模数0.75m3/s/km2。 图4.4-2 顺安河防洪设计水面线 16.29 16.16 16.11 15.96 15.69 15.60 15.0 15.5 16.0 16.5 0.05.010.015.0 距离(km) 水位(m) 钟 仓 站 钱 村 渡 口 芜 铜 公 路 桥 湖 城 铁 路 桥 北 埂 王 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 16 - 图4.4-3 黄浒河防洪设计水面线 15.89 15.72 15.50 15.52 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 0.02.04.06.08.010.0 距离(km) 水位(m) 永 丰 站 工 家 渡 工 商 殿 竹 元 棵 2.5 治涝水文 采用年最大值法（瞬时单位线法）分析计算排涝沟的设计流量。 1）设计净雨及时程分配 本次24h暴雨总损失量采用70mm。采用某院1984年编制的“安徽省暴 雨参数等值线图、山丘区产汇流分析成果和山丘区中、小面积设计洪水 计算办法”（以下简称“84年办法”） ，24h面净雨量（R24）等于面暴雨量 扣除总损失量（损失量和地下水）得净雨，净雨雨型采用同频率内包形 式，各重现期24h的净雨时程分配见表2.5-1。 表表 2.5-1 24h 净雨时程分配表净雨时程分配表 时序(h)1-34-67-910111213-1516-1819-2122-24 占R24的%9376 占R24-R3的%111526181299 2）24h净雨过程 根据“84年办法”中各历时24h净雨过程分配表，经计算各频率24净雨 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 17 - 过程见下表2.5-2。 表表 2.5-2 “84 年办法年办法”24 小时净雨时程分配计算成果表小时净雨时程分配计算成果表 20年一遇 时序 （小时） 各历时占 24h-3h比例 （%） 各历时占 24h比例 （%） 逐时段净雨 （mm） 176.1 13.10 23.10 3 11 3.10 44.23 54.23 6 15 4.23 77.33 87.33 9 26 7.33 10915.85 113765.16 12610.57 135.07 145.07 15 18 5.07 163.38 173.38 18 12 3.38 192.54 202.54 21 9 2.54 222.54 232.54 24 9 2.54 100176.10 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 18 - 3 工程工程地质地质 3.1 勘察工作量 根据铜陵承接产业转移示范园规划布置，某院勘测分院于2011年3月 对拟建三江口河、十里长河、南胜利河控制闸位置进行了工程地质勘查 的外业工作。勘察的目的：（1）查明闸址位置土层分布、地质结构，根 据不同的工程地质条件，给出加固处理建议；（2）查明建筑物的工程地 质和水文地质条件；（3）提供有关岩土物理力学性质参数。根据勘察的 任务和要求，本次勘察工作采取机械钻取土样、标准贯入试验和重型动 力触探测试相结合的方式进行勘察。勘察主要工作量见表3.1-1。 表表 3.1-1 勘察工作量一览表勘察工作量一览表 3.2 区域地质构造及地震 勘察场区构造单元属于扬子准地台下扬子台坳沿江拱断褶带安庆凹 断褶束内。下扬子台坳是震旦纪以来的坳陷区，沿江拱断褶带沉积震旦 纪至三迭纪地层，安庆凹断褶束分布于安庆、铜陵、芜湖一线的长江两 岸，凹断褶束内除发育与褶皱伴生的断层外，燕山期形成的NNE、SN及 NEE向断层也很发育，且分布集中长江就是循这几组断裂而伸展，本区处 项目单位工作量备注 钻探孔个15总进尺 501.7m 取原状土样件99 取扰动样件22 取水样组4 标贯试验段次65 室内常规土工试验组99 颗粒分析试验组/ 室内渗透试验组/ 水质简分析试验组5 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 19 - 于相对上升阶段，河流下切，长江两岸形成阶地。场区处于本省地貌宏 观分区的皖南山区与江淮丘陵之间的沿江平原，圩区堤基主要坐落在 级阶地与河漫滩上。 根据中国地震动参数区划图GB18306-2001（50年超越概率10%） ，本 勘探场地地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度度区。 3.3 地层与岩性 勘察区地层属长江沿岸区，贵池地层小区。该区地层岩性上部地层 主要为近代沉积的粘性土、淤泥质土和砂性土（Q4al） ，下部为更新世沉 积的粘性土（Q3al）等。根据钻孔揭露的3座控制闸地层自上而下分述如 下： 1）三江口闸 第层：淤泥，灰色，流塑状，饱和，含腐朽物。层厚 1.102.50m，层底高程2.204.10m。 第层：淤泥质粉质粘土，灰色，软流塑状，很湿饱和，局部 夹薄层粉土，含贝壳及云母碎片，干强度低，韧性低，场地内均有分布。 层厚3.307.40m，层底高程-5.20-0.40m。 第层：粉土，灰色，稍密状，很湿饱和，夹粉质粘土，干强度 低，韧性低，场地内大部分分布。层厚1.903.40m，层底高程-5.80- 2.80m。 第层：粉质粘土，灰色，硬塑状，稍湿，含铁锰结核，干强度高， 韧性高，场地内普遍分布。层厚3.008.00m，层底高程-12.80-8.20m。 第层：粉质粘土夹粉土，灰色，湿，软可塑状，含铁锰结核， 夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等，场地内普遍分布。层厚 8.1012.70m，层底高程-21.00-20.90m。 第层：砾砂，灰黄色，中密状，夹砾石，场地内普遍分布，层厚 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 20 - 1.302.00m，层底高程-22.90-22.30m。 第层：卵石，灰黄色，中密密实状，充填物为砂，磨圆度极差， 场地内普遍分布，本次勘察未揭穿，揭露厚度为4.706.10m，层底高程- 28.80-27.20m。 2）十里长河闸 第层：淤泥，灰色，流塑状，饱和，含腐朽物。场地内均有分布， 层厚4.505.40m，层底高程-0.840.66m。 第层：粉砂夹粉土，灰色，稍密状，很湿饱和，夹薄层粉土， 场地内均有分布。层厚1.004.10m，层底高程-4.64-1.24m。 第层：淤泥，灰色，流塑状，饱和，含腐朽物，贝壳，有异味。 场地内均有分布，层厚5.2012.30m，层底高程-14.44-7.84m。 第层：淤泥质粉质粘土，灰色，软流塑状，很湿饱和，局部 夹薄层粉土，含贝壳及云母碎片，干强度低，韧性低，场地内均有分布。 层厚3.207.90m，层底高程-19.85-12.44m。 第层：粉质粘土，灰色，湿，可塑状，局部有腐朽物，切面光滑 含铁锰结核，夹粉土薄层，干强度中等，韧性中等，场地内局部分布。 层厚6.606.90m，层底高程-19.35-19.05m。 第层：角砾，灰色，稍中密状，局部含少量卵砾石，场地内普 遍分布。本次勘察未揭穿，揭露厚度为5.107.80m，层底高程-27.15- 24.15m。 3）南胜利河闸 第层：杂填土，杂色，湿，松散，含贝壳残片及部分粉细砂，含 粉质粘土。层厚1.301.40m，层底高程4.014.97m。 第层：淤泥，灰色，流塑状，饱和，含腐朽物。场地内部分分布。 层厚3.404.50m，层底高程1.212.02m。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 21 - 第层：淤泥质粉质粘土，灰色，软流塑状，很湿饱和，局部 夹薄层粉土，含贝壳及云母碎片，干强度低，韧性低，场地内均有分布。 层厚13.7015.50m，层底高程-12.89-10.53m。 第层：角砾，杂色，中密，饱和，场地内普遍分布。层厚 7.009.80m，层底高程-20.68-19.49m。 第层：角砾，杂色，密实，饱和，场地内普遍分布。层厚 6.9012.20m，层底高程-32.53-27.39m。 第层：卵石，杂色，密实状，饱和，充填物为砂，磨圆度极差， 场地内局部揭露，本次勘察未揭穿，揭露厚度为2.20m，层底高程为- 34.73m。 3.4 水文地质条件 三江口河闸地下水类型主要为孔隙潜水和承压水，主要分布于上层 的淤泥、淤泥质土、粉土、砾砂和卵石中。主要以大气降水补给为主， 与地表水有一定的水力联系。勘察期间测得稳定水位高程为6.00m。 十里长河闸地下水类型主要为孔隙潜水和承压水，主要分布于上层 的淤泥、淤泥质土和底部的角砾石中。主要以大气降水补给为主，与地 表水有一定的水力联系。勘察期间测得稳定水位高程为5.86m。 通过取样室内渗透试验及现场渗透试验：测得、层土 渗透系数均为i10-7-5cm/s左右，为弱微透水性土层；第、层为强 透水层。 南胜利河闸地下水类型主要为孔隙潜水和承压水，主要分布于上层 的淤泥、淤泥质土和底部的角砾、卵石中。主要以大气降水补给为主， 与地表水有一定的水力联系。勘察期间测得稳定水位高程为 5.315.82m。 通过取样室内渗透试验及现场渗透试验：测得、层土渗透系数 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 22 - 均为i10-7-5cm/s左右，为弱微透水性土层；第、层为强透水 层。 本次勘察采取地下水样做水质简分析，得之： 1）场地地下水对混凝土结构具微腐蚀性。 2）场地地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。 3）场地土对建筑材料具微腐蚀性。 3.5 场地土的物理力学性质测试与统计 1）标准贯入试验：锤质量为63.5kg，落距为760mm,自动脱钩。其试 验成果见表3.5-1。 表表 3.5-1 标准贯入试验锤击数统计表标准贯入试验锤击数统计表 基 本 值 闸别 地层 编号 土层名称试验次数 n MaxMinu 标准差 淤泥质粉质粘土62.82.22.50.224 粉土35.84.14.9/ 粉质粘土616.413.214.71.021 粉质粘土夹粉土74.93.54.30.485 三江口河闸 砾砂423.121.022.0/ 淤泥11.41.41.4/ 粉砂夹粉土66.04.45.30.602 淤泥41.61.11.4/ 淤泥质粉质粘土65.12.12.81.157 十里长河闸 粉质粘土56.34.95.8/ 淤泥42.01.41.7/ 南胜利河闸 淤泥质粉质粘土133.91.92.80.518 2）重型动力触探试验：锤质量为63.5kg，落距为760mm,自动落锤。 其试验成果表3.5-2。 表表 3.5-2 重型动力触探试验锤击数统计表重型动力触探试验锤击数统计表 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 23 - 基 本 值 闸别地层编号土层名称试验次数 n MaxMinu 标准差 三江口河闸卵石1612.710.911.90.575 十里长河闸角砾1910.95.07.81.740 角砾1810.98.09.30.886 南胜利河 角砾1713.211.212.10.630 3）室内土工试验：根据土工试验成果汇总表，统计各土层的物理力 学性质指标详表3.5-33.5-5。 3.6 工程地质条件 通过勘察揭示，在本次勘察揭露深度范围内，场地地层在平面、垂 直方向上分布均较规则。 各控制闸场地地层描述如下： 1）三江口河闸 第层淤泥，松散，高压缩性土。 第层淤泥质粉质粘土，软流塑状，属高压缩性土，强度很低。 第层粉土，稍密状，厚度小，强度低。 第层粉质粘土，硬塑状，强度高，压缩性低。 第层粉质粘土夹粉土，软可塑状，厚度大，强度较低。 第层砾砂，中密状，具有一定的强度。 第层卵石，中密密实状，强度较高。 2）十里长河闸 第层淤泥，松散，高压缩性土，强度低。 第层粉砂夹粉土，稍密状，强度低。 第层淤泥，松散，高压缩性土，强度低。 第层淤泥质粉质粘土，软流塑状，属高压缩性土，强度很低。 第层粉质粘，可塑状，局部分布，强度较低。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 24 - 第层角砾，稍中密状，具有一定的强度。 3）南胜利河闸 第层杂填土，松散。 第层淤泥，松散，高压缩性土。 第层淤泥质粉质粘土，软流塑状，属高压缩性土，强度很低。 第层角砾，中密状，具有一定强度。 第层角砾，密实状，强度较高。 第层卵石，密实状，强度高。 3.7 结论与建议 1）综合室内外勘察成果，推荐场地各土层承载力标准值fk（kPa） 、 压缩模量Es（MPa） 、内聚力C（kPa） 、内摩擦角（度）及渗透系数 K（cm/s）建议值见表3.7-1： 表表 3.7-1 各土层建议值一览表各土层建议值一览表 fkEsCK 站别层序地层名称 kPaMPakPa度cm/s 淤泥502.54.69.66.510-5 淤泥质粉质粘土603.516.315.64.110-5 粉土1105.020.917.84.610-4 粉质粘土25010.070.221.45.210-6 粉质粘土夹粉土1205.733.018.83.910-5 砾砂2006.510-2 三江 口河 闸 卵石3009.310-2 淤泥502.57.010.85.810-5 粉砂夹粉土1004.512.912.52.810-3 淤泥553.06.711.86.610-5 淤泥质粉质粘土804.016.613.24.710-5 粉质粘土1206.022.027.73.910-5 十里 长河 闸 角砾2006.810-2 淤泥502.55.39.55.610-5 淤泥质粉质粘土603.513.214.14.310-5 角砾2005.910-2 角砾2807.810-2 南胜 利河 闸 卵石3009.510-2 2）勘察场区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为6度。 勘察场区可不进行液化判别。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 25 - 3）三江口河闸可选第层硬塑的粉质粘土作为闸基的基础持力层； 十里长河闸可先采用换填法对第层淤泥进行处理，再采用搅拌桩对第 、层土进行处理，提高地基的承载力；南胜利河闸可先采用换填法 对第层淤泥进行处理，再采用搅拌桩对第层淤泥质粉质粘土进行处 理，提高地基的承载力。 4）在施工过程中，地下水位较高，应采取专门的排水措施。 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 26 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 27 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 28 - 4 工程任务与规模工程任务与规模 4.1 社会经济概况 东联圩系沿江纯圩区，北面受长江干堤保护，东面受黄浒河堤保护， 西面受顺安河堤防保护，堤防总长为33.77km。圩内地形总体趋势是中间 高，四周低，起伏不大，地面高程一般为10.58.7m，平均地面高程在 8.2m左右。东联圩圈堤保护区面积103km2，人口7.1万，耕地8.46万亩。 2009年农业生产总值10584万元，农民人均收入5772元。 4.2 工程现状及存在问题 4.2.14.2.1 涝灾成因分析涝灾成因分析 根据水文气象和地形条件分析，铜陵江南产业园起步区涝灾主要成 因为：汛期外河水位较高，涝水无法自流外排；现有泵站排涝标准、规 模等均无法满足排涝要求；圩内沟渠规模及配套设施不全，难以做到分 级控制，无法满足区域排涝要求。 4.2.24.2.2 排涝现状排涝现状 1）泵站现状 铜陵承接产业转移示范园江南片起步区内现有张村排涝站和坝埂头 排涝站，张村排涝站设计流量16.0m3/s，装机1400kW，坝埂头排涝站设计 流量3.9m3/s，装机325kW。现状排涝标准710年一遇。 2）排涝沟现状 起步区内主要的排涝大沟为胜利河和十里长河。 胜利河位于东联乡西北部，紧靠长江，流经东联乡新河、郎丰、复 兴、永丰四个行政村，全长约5km，面积约870亩，河道最宽处宽约 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 29 - 400m，最窄处宽约200m，最深水处约6m，浅滩处水深约2m，平均水深 2.5m。胜利河常年水位7.3m，最高水位8.5m，最低水位5.8m。胜利河目 前被分为6段，每段面积百余亩，主要养殖鱼、虾、蚌、螃蟹等水产品。 十里长河位于东联乡中部，为流潭圩和永丰圩交界处，流经东联乡 长河、新河、联合、莲西四个行政村，全长约6km，面积约1700亩，河道 最宽处约600m，最窄处约50m，最深处水深7m，浅滩处水深约1.5m，平 均水深3m，常年水位7.9m，最高水位9.3，最低水位5.7m。 4.2.34.2.3 存在问题存在问题 起步区现状范围内为农业生产区域，已有的水利基础设施主要服务 于农业生产，因此水利设施的建设标准与起步区的要求相比尚有较大差 距。目前圩口农田排涝标准约710年一遇，面上排涝沟渠淤积严重，排 水不畅，不能满足城市排水的需要。排涝存在的主要问题有： 1）排涝标准不足：现有多为农田排区，其排涝标准为710年一遇 最大3d降雨3d排至作物耐淹深度，不能满足起步区20年一遇24h暴雨地面 不能积水的排涝要求。 2）排涝水位不适应城排要求：现有张村排涝站2009年完成更新改造， 但是按照农田排涝要求实施的，其排涝水位是为服务农田10年一遇3d暴 雨排至作物耐淹深度要求设定的，而起步区规划路网要求更低的排涝水 位，才能保证地面不积水，原设计排涝进水池特征水位不符合城排要求。 3）排水区内农排城排尚未分开：起步区为城排标准，而周边近期仍 为农田，涉及到城排区和农排区涝水分治与调整，也涉及到起步区近期 建设和远期发展关系处理，以及排涝安全与水体流动要求，需统筹安排。 4）沟渠配套设施不完善：由于沟渠配套设施不全，难以做到分级控 排涝沟及控制闸工程初步设计报告 - 30 - 制。另外，由于面上排涝沟长期缺乏资金疏通，淤积严重。而承接产业 转移示范区需要更深更宽的排涝沟，以加快排水，避免积涝成灾。 4.3 工程建设的必要性 上世纪80年代以来，长江曾发生1983年、1995年、1998年和1999年 四年较大洪水，受江水位顶托，加上圩区排涝能力不足，内涝严重，给 该区造成了重大经济损失，对社会稳定和交通、通讯等也造成了一定的 不利影响。 随着城市建设的发展，起步区内同样的降雨，涝灾损失将越来越大， 因此，对排涝的要求也越来越高。因此，为保障园区的排涝安全，促进 经济发展，减小涝灾损失，对现有的泵站进行改建和对现有的排涝沟进 行整治已显得十分迫切和必要。 4.4 工程任务与规模 4.4.14.4.1 除涝标准除涝标准 按照园区建设要求，并结合当地调蓄、排水条件，除涝标准采用20 年一遇24h暴雨，地面不积水。 4.4.24.4.2 工程任务与规模工程任务与规模 本次设计的主要任