4#排洪渠设计说明.doc

厦门市海沧南部港中路（含4排洪渠下游段）工程（k0+000k1+940）施工图设计说明 第二册 4#排洪渠厦门市海沧南部4#排洪渠下游段（k3+045.045k4+328.444）施工图设计说明1. 概述1.1. 工程概况4排洪渠起于马青路现状涵洞，沿南海三路西侧往南，穿过角嵩路、青沧路、建港路、青井路后，沿港中路往西绕过码头，穿过规划厦漳大桥后向南排入外海；渠道全长约4320m。1.2. 设计范围及内容本次设计范围为4排洪渠下游段（k3+045.045k4+328.444），长1283.4m堤岸为复式斜坡式堤，底宽为13.5m，下堤岸高3m，上堤岸与两侧道路或吹填场地高程衔接；包括渠道渠底铺砌、堤岸、软基处理及闸阀等其它排洪构筑物设计。本册内容包括4排洪渠下游段渠道、堤岸及闸阀等其它排洪构筑物设计，渠道软基处理详见“第三册 软基处理”。1.3. 设计依据：1）厦门海沧南部港中路、南海三路、4和后井排洪渠工程设计合同，合同编号：厦-07-01。2）岩土工程详细勘察报告（福建岩土工程勘察研究院，2008年2月15日）。3）海沧南部西片区排洪系统及竖向规划优化调整（中国城市规划设计研究院厦门分院，2007年3月）。4）厦门市海沧南部港中路（含4#排洪渠下游段）工程方案设计（中国市政工程西南设计研究院，2007年5月）。5）海沧南部港中路（含4#排洪渠下游段）工程方案设计评估报告（厦门市工程咨询中心，2007年7月23日）。2. 设计标准及设计规范2.1. 设计技术标准防洪设计标准根据中华人民共和国国家标准防洪标准（gb50201-94）及城市防洪工程设计规范规定，厦门市城市总体规划修编（2003-2020）明确区域内溪流或排洪沟设计标准根据其重要性采用2050年一遇。采用海沧南部西片区排洪系统及竖向规划优化调整制定的标准，确定本工程防洪标准为50年一遇的洪水。洪潮组合标准：采用海沧南部西片区排洪系统及竖向规划优化调整制定的标准，即海沧南部排洪系统采用洪潮组合为：50年一遇设计洪水遭遇多年平均年最高潮位和2年一遇洪水遭遇100年一遇高潮位组合的外包线为设计水面线。设计荷载：城-a防潮标准：100年一遇的高潮位主要建筑物防洪级别：3级次要建筑物防洪级别：4级2.2. 设计规范防洪标准（gb 50201-94）城市防洪工程设计规范（cjj 50-92）堤防工程设计规范（gb 50286-98）城市桥梁设计荷载标准(cjj77-98)公路路基设计规范（jtg d30-2004）水工混凝土结构设计规范（sl/t 191-96）给水排水工程构筑物设计规范（gb 50069-2002）建筑地基处理技术规范（jgj79-2002）渠道防渗工程技术规范（sl 18-2004）水闸设计规范（sl 265-2001）水工建筑物抗震设计规范（sl 203-97）建筑抗震设计规范（gb50011-2001）水利水电工程设计洪水计算规范（sl 104-95）混凝土结构工程施工及验收规范（gb 50204-2002）建设部、水利部颁发的其它现行有关规范。3. 场地岩土工程条件3.1. 水文气象、区域地质概况3.1.1 水文气象1）潮位根据国家海洋局东海分局厦门海洋站提供的潮汐资料，拟建场地的潮位如下：厦门港属规则的半日潮港，平均涨潮历时约6.0小时，平均落潮历时约6.46.5小时，隔日潮汐延迟时间4550分钟。潮汐形态数f=0.34。潮峰累积频率10%的潮位为3.158m（黄海高程系，下同）。潮谷累积频率90%的潮位为-2.32m。100年一遇高潮位为4.53m50年一遇高潮位为4.40 m50年一遇低潮位为-3.242 m20年一遇高潮位为4.23 m历史最高潮位为4.538 m（1933年10月20日）历史最低潮位为-3.302 m（1921年2月24日）解放后最高潮位为4.128 m（1959年8月23日）解放后最低潮位为-3.152 m（1983年1月30日）多年平均高潮位为2.438 m多年平均低潮位为-1.54 m多年平均年最高潮水位3.73m最大潮差6.92 m最小潮差0.99 m多年平均海平面0.338 m2）波浪拟建场地的海浪主要是风浪，其要素如下：波浪重现期标准：25年一遇。风向：正西风。计算风速：u=14.0 m/s吹程：f=7.0km波高：h1/10=1.0m波长：l=11.4m平均周期：t=3.6s3）气候厦门湾地区属亚热带海洋性气候，月平均气温2月份最低，平均气温12.4，7月份最高,平均气温28.5。多年平均气温20.8极端最高气温38.5极端最低气温2.0日最高气温35的天数多年平均8d多年平均降水量为：1183.4mm年最多降水量为：1998.8mm年最少降水量892.4mm(1970年)日最多降水量239.7mm(1973年4月23日)日降雨量25mm的天数多年平均13.6d多年平均最大24小时雨量：h24=125.2mmp=2%最大24小时雨量：h24p=252.9mm最大24小时的离差系数：cv24=0.4最大24小时的偏差系数：cs24=1.0暴雨递减指数： 当暴雨历时t1小时 n=0.78当暴雨历时t1小时 n=0.39每年28月为雨季，月平均降水量39296mm。6月降水最多，占全年的20%。全年大于等于25mm的降水日数平均为13.6天。雾：每年15月为雾季。多年平均雾日13.6天，最多年雾日达26天。45月雾最多，多发生在夜间和凌晨，月平均有雾日34天。厦门市处于闽东南火山拗断的南段，以广泛分布中生代陆相酸性中酸性火山岩和侵入岩为特征，区内主要分布的侵入岩浆岩有燕山晚期花岗岩（r52(3)c）。3.1.2 场区位置及地形地貌拟建港中路西段、4#排洪渠下游段大致呈东西走向，沿线由西向东穿越青礁村、海沧村，场地及周边大部分地段为鱼塘，属滩涂地貌，根据钻孔孔口高程，沿线现地面标高0.283.99米，最大高差3.71米。3.2. 岩土层岩性及分布情况在钻探深度范围内，场地内分布有：素填土（q4ml）(按岩土工程勘察规范(gb50021-2001)定名)、淤泥（q4m）、粉质粘土（q4al+pl）、-1中、粗砂（q4al+pl）、残积砂（砾）质粘性土（qel），对其特征及分布分述如下： 素填土：仅局部地段分布。灰褐色、灰黄色，松散状态，局部稍密，稍湿湿，主要由粘性土填成，局部地段夹有少量碎、块石。时间510年，未完成自重固结，密实度不均。该层厚度0.805.20米。该层土、石等级类别据公路工程地质勘察规范（jgj064-98），下同为级松散土，干湿类型为干燥。淤泥：场地内均有分布。深灰色，饱和，流塑状态。主要成分为粘粒，含少量腐殖质，局部含石英中粗砂1020%，略具腥臭味。摇振反应迅速，切面较光滑，干强度高，韧性高，塑性强。该层层顶埋深04.30米，层顶标高8.34-0.34米，厚度22.405.30米。该层土、石等级类别为级松散土，干湿类型为过湿。粉质粘土：大部分地段分布。灰黄色、浅灰色、灰白色，湿，可塑状态，局部硬塑，以粉、粘为主，含石英砾、粗砂不均匀，最大达35%，摇震反应无，稍有光滑，干强度高，韧性高。该层层顶埋深025.90米，层顶标高8.13-15.10米，厚度13.000.80米。该层土、石等级类别为级普通土，干湿类型为干燥。-1中、粗砂：局部分布。灰黄色，饱和，中密状态。主要由石英砂粒组成，粉粘粒含量817%，颗粒呈亚圆状。该层层顶埋深16.2025.40米，层顶标高-14.16-23.86米，厚度1.203.70米。该层土、石等级类别为级普通土，干湿类型为过湿。残积砂（砾）质粘性土：大部分地段有揭露该层。灰黄色、黄褐色、灰褐色，稍湿湿，可硬塑状态。母岩为花岗岩，长石已风化成粘土矿物，石英砾粒含量227%，石英粗砂含量421%，石英中砂含量27%，石英细砂含量29%，局部为残积粘性土，具原岩残余结构。岩芯浸水易崩解、软化。该层层顶埋深6.3026.70米，层顶标高-5.08-21.28米，揭露厚度0.206.50米。该层土、石等级类别为级普通土，干湿类型为干燥。3.3. 地质构造及不良地质现象根据福建省区域地质构造图（1：2000），场区内无活动断裂带通过。场地勘察时未发现有岩溶、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、活动断裂等不良地质现象及地质作用。场区内普遍分布的淤泥软土，虽不会产生地震震陷，但其工程性能差（流塑状态、高压缩性、高触变性），若未经处理，不宜直接作为持力层。场地内局部地段揭露-1中、粗砂层，但若按设计路面标高计，其埋深均大于液化判别深度，可不考虑其地震液化。3.4. 场地水文地质条件1）地下水埋藏条件、地下水类型、含水层的富水性场区地下水主要赋存于-1中、粗砂层及残积砂（砾）质粘性土层中，属孔隙承压水类型。场地内分布的地层中-1中、粗砂层属透水层，透水性、富水性较好；淤泥属微透水层，透水性、富水性差；其余地层均属弱透水层，透水性、富水性均较差。2）地下水位及其变化幅度勘察期间，在陆域钻孔测得地下水混合稳定水位埋深0.201.80米，标高1.132.49米。采用套管止水量测xlk29、xlk58、xlk63孔-1中、粗砂层地下水承压水头埋深分别为3.20、3.40、3.00米，标高-1.90、-1.78、-1.46米。根据区域水文地质资料，地下水位年变化幅度约2米。场地整平至设计标高后，水文地质条件将发生变化，地下水年最高水位埋深按设计标高下0.50米考虑。3）环境水对建筑材料的腐蚀性评价按照岩土工程勘察规范（gb50021-2001）第12.2.1-5条判定，该场地环境类型属类。地表水对混凝土结构无腐蚀性；在干湿交替条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性，在长期浸水条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性；对钢结构具中等腐蚀性。地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，在干湿交替条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性，在长期浸水条件下，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。其防护措施应符合现行国家标准工业建筑防腐蚀设计规范（gb50046）的规定。该拟建场地地处亚热带，主要为养殖塘，地表、下水体丰富，陆域地下水埋深较小，且陆域土层经过充分淋漓作用，土层的腐蚀性与地下水的腐蚀性基本一致。3.5. 场地稳定性及 场地的适宜性评价拟建场地内在自然条件下无岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、活动断裂、震陷软土、液化砂层等不良地质作用及其他地质灾害，场地稳定。场地勘察时未发现有埋藏的墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。场区内普遍分布有工程性质差的淤泥软土，经工程处理后，该场地较适宜建设。3.6. 场地类别划分拟建场地划分为类市政工程建设用地，属于对建筑抗震不利地段。3.7. 地震设防等级地震防设烈度7度，设计基本地震加速度峰值系数0.15g，设计地震分组为第一组，设计特征周期0.35s。4. 工程设计4.1. 设计洪峰流量采用厦门市海沧南部港中路（含4#排洪渠下游段）工程方案设计计算成果，见表4.1.1。表4.1.1海沧南部4排洪渠洪峰流量计算成果流域名称4排洪渠渠首渠中（角嵩路上）渠中（建港路上）渠末集雨面积（km2）1.393.155.066.61洪峰流量（m3/s）p=2%16.738.4464.792.6p=50%3.668.113.018.34.2. 渠道布置完全采用厦门市海沧南部港中路（含4#排洪渠下游段）工程方案设计文件中渠道走向，沿港中路东西走向，穿过厦漳大桥后，经4#排洪渠涵闸排入厦门西海域。4.3. 水力计算及过水断面设计4.3.1 渠底纵坡的确定厦门市海沧南部港中路（含4#排洪渠下游段）工程方案设计根据现有地形地质资料、道路及铁路标高、相关已建桥涵底高程以及现状沟渠接入标高作为基本控制高程设计纵坡。以保持渠道不冲不淤，力争减小渠顶高程和规划竖向高程高差以及降低土方工程量为原则设计。本渠段完全服从整条渠道设计，采用方案设计文件数值，详见表4.3.1。4.3.2 过水断面尺寸的确定在棱柱体沟段按明渠均匀流采用谢才公式计算，在非棱柱体沟段（如渐变段、多级跌水、消力池等）以及暗渠入口处明渠一定距离内按非均匀流特定水力学方法计算。本渠段考虑地质条件较差，将方案设计文件中堤岸边坡坡度1：1.5更改为1：2，相应渠底宽度由15m更改为13.5m。4.3.3 非均匀流水面线计算渠道出口受海潮位顶托，判断水面线型为m1型雍水曲线，分别以多年平均年最高潮位3.73m或100年一遇最高潮位4.53m，分段往上游计算明渠非均匀渐变流水面壅水曲线的水面高程，取两组组合中的外包线（50年一遇洪水与多年平均年最高潮位3.73m组合和2年一遇洪水与100年一遇最高潮位4.53m组合）作为设计水面线。考虑规划城区道路跨渠建筑物的壅水影响后，设计水面线超高50cm，作为渠道堤顶高程。经计算，各渠段的断面尺寸分别详见表4.3.1。表4.3.1海沧南部4排洪渠断面尺寸计算成果渠段4#排洪渠下游段渠长（m）设计流量（m3/s）纵坡（%）粗糙率n断面尺寸底宽（m）下堤高（m）上堤高（m）下边坡k3+045.045k4+250.4381205.3992.60.090.02513.53.01.362.451：2k4+250.438k4+328.44478.0192.60.090.02513.515.03.45.52.452.521：2注：上堤岸与两侧道路或吹填场地高程衔接后，实际高度比表中数值大，具体数值详见“土方横断面图”4.4. 断面结构设计渠道断面采用复式斜坡断面，渠道采用30cm浆砌mu30块石铺面，并设15cm碎石及15cm中粗砂垫层（详见“横断面结构图”）。4.5. 地