丹江(柳-龙山)左堤.doc

工 程 特 性 表序号及名称单 位数 量备 注一、水文 流域面积km21562丹江南秦入汇口下 设计洪峰流量m3/s1841P2.0%二、工程规模 防洪标准50年一遇 保护范围村庄个4人口万人1.53耕地亩2080城市建设用地道路条（km）1（2.8）二级过境路三、工程布置 治理河道长度m2170 治理堤防长度m2660.6含支流入汇口段四、主要建筑物 地基特性砂砾石 建筑物级别3 堤身建筑材料砂砾石堤顶宽度m7.5 防洪墙建筑材料M7.5浆砌石高度3.8厚度（顶/底）0.62.6 护坡建筑材料砼预制框格六棱体、装土植草皮 防冲齿墙建筑材料M7.5浆砌石高度m2.5厚度（顶/底）m0.81.5 护基长度m775.6建筑材料铅丝笼块石宽度m4.0厚度m0.6五、施工 主体建筑工程量土方开挖104m318.81土方填筑104m322.37水泥砂浆砌块石104m32.67混凝土m36500铅丝笼块石m31861 主要材料量水泥t4314块石104m33.36砂子104m31.40石子104m30.54木材m39.0柴油t290 劳动工日量万工日7.16 施工工期月7六、工程总投资万元1585.201 综合说明1.1 概述商洛市区丹江城防柳家沟至东龙山段左岸堤防工程，位于丹江干流的上游段。工程西起柳家沟口，东至东龙山石嘴，河道长度2170m，堤防长度2660.6m，是商洛市区丹江城防工程的重要组成部分。丹江历来洪水灾害不断，沿岸人民与洪水的搏斗也从未停止，历史上、尤其是新中国成立后曾进行过多次治理。1974年随着市区上游的二龙山、南秦水库建成蓄水，丹江洪水得到了有效控制，水库下游丹江河道进行了以改河造地为目的的丹江治理，市区段在原左岸堤防内侧河道上修筑了新堤防，将河道人为缩窄。由于河道缩窄流速增大，加之水库蓄浑排清挟沙能力加大，30余年来市区河道急剧淘刷、下切23m，最大处可达4m，河道下切引起大部分堤防基础的掉根悬空、堤防坍塌甚至损毁。为了对市区人民生命安全和经济发展提供必要的安全保障，确保市区社会安定、经济可持续发展，以适应商洛市作为东西部联系重要结点城市形象，对商洛市区丹江防洪工程加快建设，势在必行、刻不容缓。由于防洪安全的严峻形势，商洛市政府责成商洛市水利水保局，先后委托专业设计单位，编制了陕西省丹江干流防洪工程项目建议书、陕西省丹江干流防洪工程可行性研究报告，以及陕西省丹江干流防洪工程初步设计等文件上报立项，将商洛市区丹江堤防建设放在了“重中之重”的位置。并且由2000年起，先后实施了丹江桥至柳家沟段左岸堤防、二龙山水库至构峪桥段左岸堤防、构峪沟至丹江桥段左岸堤防，以及构峪桥至南秦河口段右岸堤防等工程，使得市区防洪安全逐步得到保证，市区环境得到较大改善，深受市民好评。受商洛市区丹江城防工程建设管理处委托，依据相关规定、规范以及前期工作成果，对市区丹江柳家沟至东龙山段的左岸堤防进行施工图设计。1.2 气象与水文丹江流域位于北亚热带边缘，区内气候温和、四季分明，无霜期长、雨量较充沛，具有明显的山地气候特征。年平均气温12.9，多年平均日照2155h，无霜期209d，最大冻土深度23cm；年平均风速2.5m/s，最大瞬时风速24m/s，主导风向夏季为东南风，冬季为西北风。多年平均降雨量715mm，降雨量年际年内变化均比较大。暴雨洪水特征为： 季节性明显，暴雨多集中在7、8、9三个月。 夏季暴雨历时短、强度大，洪水相应暴涨陡落，多呈现单峰型；秋季多为连阴雨型暴雨，历时长，相应强度小，洪水多呈现多峰型。 洪水因降雨表现为年际变化比较大。本次设计工程的位置，恰位于南秦河口以下丹江河段段，故设计洪峰流量直接采用已批准的陕西省丹江干流防洪工程初步设计分析成果，即采用南秦河口下断面设计洪峰流量值，见下表。频率（%）1.02.03.35.0设计洪峰流量（m3/s）23231841151512601.3工程地质工程区位于大地构造单元东秦岭褶皱系、加里东褶皱带；并位于东秦岭纬向构造带，商丹（商州区丹风县）盆地的西段。区内地震基本烈度为7度。地下水类型为第四系松散层空隙潜水，补给源为大气降水和基岩裂隙水，水质较好，对水泥砂浆、混凝土无侵蚀性。工程区位于丹江河流左岸河漫滩之上，西起柳家沟口，东至东龙山山嘴；河道长度2170m，拟建堤防工程坐落在丹江河漫滩上，设计堤线长度2660.6m。根据工程地质勘察钻探及物探资料，组成原堤身和堤基的地层岩性、工程地质特性自上而下划分为以下四层，其工程地质条件为：地层上部为第四系砂砾石层，覆盖层基底为第三系泥质砂岩和三迭系炭质板岩。地层由上至下分别为：素填土。分布于堤身及耕地，主要为粉质粘土夹砾砂、块石等人工堆积物；圆砾层。以圆砾为主，岩性组成主要为花岗岩、大理岩、片麻岩等，工程地质条件相对较差。砾石：砾石磨圆度呈圆次圆状，岩性组成主要为花岗岩、大理岩、片麻岩等，工程地质条件较好。砂岩、砂砾岩：为新生界、第三系沉积物，紫红色，泥、钙质胶结，成份为石英岩、花岗岩等岩石组成；工程地质条件良好，但基岩面埋深较大。该工程天然建材除砂砾料和石料相对较远外，填筑料可就地取材。工程区地表水和地下水水质均可满足要求。从整体工程地质角度看，没有大的不良工程地质问题存在，可以满足本工程要求。1.4 工程规模和任务商洛市区丹江城防柳家沟至东龙山段左岸堤防工程，涉及河道长度2170m，设计堤防长度2660.6m。工程位置处丹江流域面积1562km2。根据相关规范以及前期工作的批复文件，商洛市区丹江城防工程为防洪工程，堤防为4级建筑物。堤防按50年一遇洪水设防，计洪峰流量1841m3/s。本段堤防工程设计通过新建、加固堤防，使堤防工程达到规定标准，保证设防标准下安全泄洪，保障市区安全。1.5 工程布置及建筑物根据陕西省丹江干流防洪工程初步设计确定的设防标准、堤线布置以及建筑物等级，依据相关规范，对范围内的堤防进行施工图设计。根据河段实际条件，本段堤防工程的断面型式采用复式断面。下部断面采用浆砌石重力式挡土墙作为防洪墙，临水面直立，抵御一般常遇洪水；上部采用土堤，临水面为1：1.8边坡，采用预制混凝土花格护坡，格内填土种植草皮。上下断面之间设置2.6m宽亲水平台，临水侧设置糙白玉栏杆。亲水平台顶面采用C20混凝土铺筑，厚度100mm。堤防背水侧坡面坡比采用1：2.0，坡面植草皮防止坡面流土。防洪墙采用M7.5水泥砂浆砌筑块石，顶宽0.6m，底宽2.6m，高度3.8m。临水侧河床面以下设M7.5浆砌块石防冲齿墙，齿墙顶宽0.8m，底宽1.5m，高度2.5m。堤顶宽度按照堤防设计相关规范，并考虑施工、防汛抢险以及形成市区休闲场所等综合因素，确定为7.5m。堤顶面全宽为行车道，采用C20混凝土铺筑，厚度150mm。1.6 施工本工程位于丹江干流左岸河漫滩，地势开阔平坦，背水侧为较宽阔的农田（城市建设保留用地），可满足料场、工棚、机械停放、临时生活区以及施工临时道路的布置。本工程主要建筑物平行于二级过境公路，间距80200m，对外交通方便。砌筑用石料主要分布在市区以南的卅里铺，岩性为花岗岩、黑云母花岗岩，质量完全满足工程的技术需要，储量丰富，运距近，交通方便。砌筑砂砾料位于工程区首端以南的南秦河河床，质地良好，蕴藏量丰富，运距较近。堤防填筑料分布于工程段的原堤防部分或就近在河道采取使用。水泥、钢材、木材等在市区市场就近采购。施工用电由市区电力网供给，施工用水可直接汲取河道径流或潜流。施工队伍生活用水由市区自来水供给，所需办公、生活物资在市区市场采购。根据施工计划安排，工程施工在2005年10月1日至2006年4月30日期间进行，工期7个月。施工期间，河道径流可由上游的二龙山水库、南秦水库进行控制。根据两座水库枯水期发电流量，按6.0m3/s进行施工导流设计。施工导流采用集中导流方式，在河道偏中部修筑导流渠，导流围堰采用河床砂砾石填筑，过水断面采用土工防渗膜铺面防渗。工程以机械施工为主，人工施工为辅。基础砂砾石开挖、运输，堤防砂砾石填筑等采用机械施工，整修边坡、浆砌石等采用人工施工。主体建筑工程量为：土方开挖18.81104m3，土方填筑22.37104m3，水泥砂浆砌块石2.67104m3，铅丝笼砌块石1861m3，混凝土6500m3。1.7 工程占地及拆迁本工程之工程占地和施工临时占地已由业主在施工前专项解决，本工程建设不计列面积以及费用。1.8 投资预算工程投资预算编制年为2005年，材料价格采用工程所在地2005年下半年价格水平。依据陕计20001045号文颁发的陕西省水利水电工程概（预）算编制办法及费用标准和陕西省水利水电工程预算定额，以及陕水计1996140号文颁发的水利水电工程施工机械台班费定额进行投资预算编制。预算静态总投资1585.20万元，总投资1585.20万元。总工日7.16万个。2 水文2.1 基本情况2.2.1 流域概况丹江是汉江最大支流，发源于陕西省商洛市境内秦岭东段的凤凰山南麓，流经商洛市的商州、丹凤、商南三县（区），于商南县月亮湾处出省界，经河南、湖北于丹江口市汇入汉江，全长433km，总流域面积16812km2。丹江在陕西商洛市境内流程259km，流域面积7478km2，占丹江总流域面积的44.5%，占商洛市总面积的38.8%。境内河道平均比降3.27。丹江流域北界为蟒岭，南界为流岭、新开岭。丹江穿行于三岭对峙的山间河谷川道，自西向东贯穿商洛市中部，属于山区河源型河流。丹江两岸地形地貌差异较大，左岸多为浅山区，右岸多为深山区，两岸支流呈现较强的不对称性。左岸支流多，但流程短流域面积小，主要支流有板桥河等6条；右岸支流少，但源远流长，相对流域面积大，主要支流有南秦河等2条。二龙山水库坝址至丹凤县月日滩河段为“商丹”盆地段，河道长约73km，区间流域面积1994km2，河道平均比降2.89%。该段为黄土川塬区，植被较差，水土流失严重，河流含沙量大。该河段两岸城镇村庄集中、人口密集、耕地平坦肥沃，是商洛市的主要经济区。商洛市区就坐落在此段的上游边缘。2.1.2 气象水文商洛市丹江流域地处北亚热带季风气候区，加之受秦岭阻隔，区内气候温和，热量充足，四季分明，无霜期长，具有温带山地气候特征。多年平均气温12.9，多年平均日照2155h，无霜期209d，最大冻土深度23cm；年平均风速2.5m/s，最大瞬时风速24m/s，主导风向夏季为东南风，冬季为西北风。多年平均降雨量715mm，降水主要集中在7、8、9三个月，占全年降水量的46%，是陕西省著名的暴雨高值多发区。由于降水时空分布不均，径流610月为丰水期，12月至次年3月为枯水期。据资料统计显示，丹江上游多年平均径流深为249mm，其中710月份约占全年径流量的63%左右。丹江流域洪水频繁，主要由暴雨或连阴雨形成。由于流域上游山高坡陡，河短流急，峰型单一，一次洪水过程一般为1日；流域下游汇流面积增大，洪水过程延长至25日，呈多峰型。2.1.3 水文资料丹江上游先后建有水文站5座，其中干流3座，支流2座。详见表21。表21 丹江上游水文站基本情况表站 名所在河流流域面积（km2）设站时间实测资料年限备注起止年份年数麻 街丹江3251973.71974199825程家坡丹江9651959.51959197012柴 湾丹江14661951.61953195641958年撤消板 桥板桥河4931974.71974199825谢 塬南秦河4531959.119591973111974年撤消2.2 暴雨、洪水特性丹江洪水主要为暴雨形成，暴雨多集中在79月份，约占年降水量的46%。影响丹江流域暴雨的天气系统除东部台风外，主要是副热带高压与西风槽的相互作用所致，此时如遇孟加拉湾或南海水汽供应充足，往往在丹江流域商洛市范围形成暴雨或大暴雨。秦岭是阻挡西南气流进入我省北部的天然屏障，气流抬升作用强烈。因此，环流形势和地形影响是形成位于秦岭以南的丹江流域暴雨的主要原因；同时，也是影响流域内降水分布和暴雨强度的主要原因。丹江流域暴雨洪水频繁，尤以局部性暴雨引起的突发性洪水最多，造成的危害也最大。一般6月中旬即出现暴雨，7、8月份最为频繁，9月份易出现阴雨连绵天气，或连阴雨伴有大暴雨天气。局部大暴雨的特点是，面积小、历时短、强度大、衰减快。连阴雨大暴雨的特点是历时长、范围广。本流域山高坡陡，源短流急，汇流迅速，洪水多为陡涨陡落的单峰型，一次洪水过程一般在1日左右，洪水过程峰型尖瘦。2.3 设计洪水本工程位于商洛市区的丹江干流河段，西由上游的柳家沟口起，东至下游的东龙山石嘴处，河段长度2170m。工程上游7.0km处为二龙山水库，支流南秦河上游6.2km处为南秦水库，断面水库之间没有较大支流汇入，河道径流基本由水库控制。二龙山和南秦水库上游流域地处暴雨中心区，且控制流域面积较大，其对下游一定范围河道、尤其是对南秦河口断面的滞蓄洪影响较大。因此，工程所在河道设计洪水可视为断面天然洪水受二龙山、南秦水库调蓄后的下泄流量。本次商洛市区丹江城防柳家沟至东龙山段左岸堤防工程施工图阶段设计，依据已批准的陕西省丹江干流防洪工程初步设计中确定的设计洪水，对设计洪水分析过程和结果论述如下。2.3.1 天然洪水分析计算南秦河口断面天然洪水分析，采用经面积比拟修正后的程家坡水文站的频率计算成果。程家坡水文站原位于二龙山水库坝址处，具有12年实测资料。2.3.1.1 程家坡站资料系列插补延长程家坡水文站（现二龙山水库坝址）有实测流量资料12年（19591970年）。根据上下游麻街站、板桥站、柴湾站洪水流量系列插补延长最大洪峰流量系列，作洪水还原计算，使程家坡站洪水流量系列插补延长后达52年。采用方法简述如下：a）采用下游干流柴湾站流量资料，按面积非线性修正（1、3日洪量按面积线性修正）插补19531956年洪水资料，即：Qm程（F程F柴）2/3 Qm柴W程（F程F柴）W柴式中：F程 965km2，F柴1466km2。b）采用上游麻街站、板桥站流量资料，考虑两站同次洪水到达程家坡站的传播时间，用流量叠加法经面积非线性修正，插补还原程家坡站19741987年洪峰流量资料。对19882004年洪峰流量资料，根据建立的19741987年麻街站、板桥站实测洪峰流量之和与程家坡站同期天然洪峰流量相关方程计算。相关方程为：Qm程1.121Q0.985m（麻+板）相关系数为0.97。程家坡19742004年1、3日洪量根据麻街站、板桥站实测洪量，按面积线性修正计算。c）1958、19711973年洪水资料，考虑1998年审查出案的二龙山水库设计洪水与防洪安全复核报告中，采用多种方法计算确定的天然年最大洪峰流峰值方法可行，本次作为插补值直接采用。d）1957年的年最大洪峰流量值，采用陕西省洪水调查资料刊印成果。2.3.1.2 程家坡站资料系列分析对程家坡站插补延长后的洪峰流量资料系列进行统计概率分析，其成果见表22。表22 程家坡站天然洪水成果表资料年限历史洪水重现期（年）统计参数设计洪峰流量（m3/s）均值CvCs / Cv1.02.03.35.01019532004704291.053.022801860156013309502.3.1.3 南秦河口断面天然洪水南秦河口断面控制流域面积1562km2，其中程家坡以上区间面积为965km2，若再扣除支流南秦河流域面积576km2，干流区间净面积仅21km2。而南秦河口断面的洪水主要来自程家坡以上和南秦河流域，为此采用以下方法来推求丹江干流南秦河口断面的天然洪水。1）计算方法a）利用综合经验公式法推求；b）依据陕西省中小流域设计暴雨洪水图集推荐的推理公式法推求；c）采用修正后的程家坡频率计算成果按面积比拟法推求。2）计算结果丹江干流南秦河口断面天然洪水成果见表23。表23 南秦河口断面天然洪水计算成果表项 目P（%）备 注1.02.03.35.0洪峰流量（m3/s）a）综合经验公式2750231320041666b）推理公式3400276022701950c）面积比拟3143256421511834采用值2.3.2 设计洪峰流量南秦河口断面设计洪峰流量的确定，考虑上游二龙山、南秦水库的调蓄影响。由于干支流同步观测资料短缺，该断面设计洪水采用同频率洪水组成法推求。目前南秦水库淤积严重，抗洪能力远远低于干流二龙山水库（已除险加固），故选南秦水库坝址以上作为一个分区，应与南秦河口断面同频率；而南秦河口以上干流（含南秦水库坝址以下支流123km2）作为区间分区相应洪水。区间分区中的二龙山水库设计洪量按该库占区间面积比例分配，相应洪峰按该坝址（原程家坡水文站）峰量关系式Q0.52W10.965推求。为简化计算对所余二库控制面以下共144km2（其中二龙山至南秦河口干流21km2）的产洪量，本次不再细算，可按各水库调洪后的最大泄流流量按水文比拟（面积指数0.67）均折算到南秦河断面进行遭遇叠加。计算成果见表24。表24 南秦河口设计洪峰流量计算成果表项目洪峰流量（m3/s）123.35南秦河口天然洪水3200262022101890南秦坝址以上分区天然洪水13771123942803南秦河口以上分区2376203517841585南秦河口断面最大下泄流量南秦水库934751624518二龙山水库1214950775646折算到设计断面支流南秦河口1093875730606干流南秦河口1230963785655南秦河口设计洪峰流量23231841151512602.4 施工期导流流量由于本工程安排在2002年11月25日至2003年4月30日，此期间为枯水期，二龙山、南秦水库处于蓄水期，仅由于电站发电而下泄尾水，枯水期一般电站发电流量为3.06.0 m3/s。则施工期河道导流量按电站发电尾水确定为6.0 m3/s。3 工程地质受原商洛市和商州区水利水土保持局委托，商洛市区丹江城防工程的地质勘察工作，分别由陕西省地勘局第十三工程地质勘察所、陕西省水利电力勘测设计研究院地质勘察总队、国家电力公司西北勘测设计研究院工程科研试验室等专业单位，进行了相应的工程地质勘察和试验工作，于1999年10月、2000年2月、2000年9月先后提出商州城区丹江河道工程地质勘察报告、陕西省丹江干流防洪工程地质勘察报告、丹江河堤砂砾石物理力学指标试验报告等成果。根据上述成果文件，对本工程地质条件分析论述，并提供相应工程设计依据。3.1 区域地质概况3.1.1 区域地质工程区位于大地构造单元东秦岭褶皱系、加里东褶皱带；并位于东秦岭纬向构造带，“商丹”盆地的西段。第三纪末期，喜山运动造成了商州构造盆地的轮廓，为新生代断陷盆地，西北部迭加于商州中生代地层之上，巨厚的新生代第三纪地层组成了商州河谷盆地的基底，第四系普遍沿丹江河谷形成三、四级阶地。本区域地壳，在现代时期仍处于相对上升阶段。3.1.2 地形地貌商洛市区位于丹江上游段的“商丹”盆地西部边缘地带，地形总趋势西北高、东南低。地形地貌受区域构造格局的控制，盆地周边相对隆起，山脊海拔高程大于1000m，相对高差200450m，属于低山区地形地貌和河流阶地。工程区为丹江河流及河漫滩，地势相对平缓，高程685.5698.7m。商洛市区位于丹江河谷一、二级阶地和高河漫滩之上，工程堤线位于丹江河漫滩。3.1.3 地层岩性 下古生界地层下古生界地层（Pt1K），位于商丹盆地北侧边缘，与盆地第三系地层呈断裂不整合接触。岩性主要为硅质大理岩、阳起石片岩及云母石英片岩，总厚度大于680m。 晚古生界地层晚古生界火成岩地层（4），位于商丹盆地南侧边缘，与盆地第三系地层呈断裂不整合接触，岩性为花岗闪长岩，分布于三十里铺以南地段。 新生界、第三系地层第三系（N1）地层是组成了商丹盆地基底的主要岩石，岩性由紫红色砂砾岩夹砂岩、砂质页岩等组成。 新生界、第四系地层工程区原堤身、河滩地为第四系（Q4rL）人工堆积的砾砂、砾石土；河床及河漫滩堆积物为第四系（Q4aL）冲积砂砾石夹少量卵石；其次支沟堆积物为第四系（Q4aL+PL）冲洪积碎砾石砂质粘土。主要分布于柳家沟、大小赵峪沟及沟口等地段。3.1.4 区域地质构造工程区附近的主要断裂有： 商县（商州区）碾子凹断层：位于商洛市区东侧，工程区的北东方向，断层走向近东西，倾向北，为一逆断层，断层宽度200m，断层所经过地段岩石破碎，糜棱岩化明显，沿断裂带多分布酸性及基性侵入岩体。 金陵寺郭村断层：位于工程区以南，为草坪商南断裂之分支断层，断层走向NWW，倾向NE，倾角3550，破碎带宽度2050m，断距大，断层上升盘见有糜棱岩、角砾岩。中生代以来由压性转为张性，挽近期第三系（N）砂砾岩受牵引，发生平缓拖曳褶曲，形成杨峪河郭村向斜。3.1.5 区域稳定性与地震烈度 区域构造稳定性控制商丹盆地的形成，主要为草坪商南NW向断裂。在中生代末，即白垩纪第三纪初断裂由压性转为张性，构造运动加剧；由于断块隆起，地壳差异运动，形成了现今的商丹盆地景观，堆积了第三系及其以后的河湖相堆积物。历史上沿该断裂带无大震发生，本区有史以来记载的地震烈度为4级。纵观工程区，区域构造格架清晰，升降运动明显，具有一定的复活性，但一般分布在基岩山区前缘和盆地基底的断裂构造带中，对地表堤防工程影响较小；按构造分级标准，工程区属区域构造相对稳定地区或稳定性稍差地区。 地震基本烈度与评价商洛市有地震历史记载以来，境内没有发生过大于5级以上的地震，在陕西省境内也属于地震微弱区之一。根据中国地震动参数区划图GB183062001、建筑抗震设计规范GB500112001划分：工程区地震烈度属度区。工程场地土类型为中硬土，建筑场地类别为类。设计基本地震加速度为0.10g，场地特征周期0.40s。3.1.6 水文地质丹江是商洛境内较大的河流之一，发源于秦岭东段南麓的凤凰山，自西北顺商丹盆地流向东南。工程区内支流主要有南秦河，其次有柳家沟、大赵峪和小赵峪沟。工程区地下水位与河道主槽水位基本相同，丹江干流河床地下水属于第四系松散层空隙潜水，补给来源为大气降水和基岩裂隙水，水位埋深1.24.9m，含水层厚度815.1m，为富水性较强地带。根据陕西省水利电力勘察设计研究院地质勘察总队，2000年9月提供的地质勘察报告提供的数据，丹江商洛市区段，堤基第四系砂砾石层渗透系数K260m/昼夜。根据水质化验资料分析结果，工程区水化学类型为HCO3SO42+Ca2+Mg2+型水，PH值7.038.07，矿化度1129.08mg/L，为微咸水；环境水总硬度43.86，属极硬水；无侵蚀性CO2。工程区水质对石料砌体、混凝土均无侵蚀性，水质较好。3.2 堤防工程地质条件与评价3.2.1 地层岩性工程区位于丹江河流左岸河漫滩之上，西起柳家沟口，东至东龙山山嘴；河道长度2170m，堤线长度2660.6m。根据工程地质勘察钻探及物探资料，组成原堤身和堤基的地层岩性、工程地质特性自上而下划分为以下四层，其工程地质条件为： 素填土（Q4rL ）：该层多分布于河滩地，为人工堆积物，呈灰黄色，可塑，主要成分为粉质粘土夹砾砂、块石等，厚度0.302.66m；原堤身堆积的砾、砾砂或杂填土，均属人工堆积，无碾压，空隙大，相对密度D0.140.20，呈松散状，工程地质条件差，不可利用，应予以拆除。 砾砂（Q4aL ）：灰色，饱和，松散状，粒径d2mm以上占5458.2%，含少量卵石，岩性组成主要为花岗岩、大理岩、片麻岩等，层底深度36.23m，厚度1.24.14m不等，工程地质条件相对较差。 砾石（Q4aL ）：灰色，饱和，松散状，粒径d2mm占58%以上，砾石磨圆度呈圆次圆状，岩性组成主要为花岗岩、大理岩、片麻岩等，层底深度815.1m，厚度78.87m，工程地质条件较好。 砂岩、砂砾岩：为新生界、第三系（N1）沉积物，紫红色，泥、钙质胶结，砾石直径1030mm，成份为石英岩、花岗岩等岩石组成，基岩面埋深1015.1m。该层是组成商丹盆地基底的主要岩石，工程地质条件良好，但基岩面埋深较大。3.2.2 堤基持力层丹江北堤（柳家沟东龙山段）堤基持力层，依据陕西省水利电力勘察设计研究院地质勘察总队2000年9月提供的丹江干流防洪工程地质勘察报告，堤基主要持力（砾石）层、地下水位埋深和基岩埋深、标高等见表31。从表中可看出，地下水位随地形变化而变化；持力层和基岩面具有上游高，下游低的正常规律趋势，但局部具有起伏或波浪状变化现象。3.2.3 堤基岩土物理力学指标依据陕西省水利电力勘察设计研究院地质勘察总队2000年9月提供的丹江干流防洪工程地质勘察报告，以及试验资料，各层岩土的物理力学指标见表32。3.3 天然建筑材料该工程所用的天然建筑材料可分为砂砾料、堤身填筑料和砌体石料三种主要材料类型。3.3.1 砂砾料工程地质条件与评价砂料用于料石砌筑砂浆、砂砾料用于混凝土粗、细骨料等。砂砾料可在工程区上游南侧的南秦河口采集一部分，但考虑堤身填筑用料量较大，可放弃该料场的采集。鉴于上述原因，砂砾料场选择于南秦水库上游垭口料场，料场距工程区运距1015km，有正式公路通往，交通条件优越。砾石岩性以花岗岩、石英岩、片麻岩为主，其次变质砂岩、片岩等。砾石断口新鲜坚硬，磨圆度较好，可满足规范要求。砂料根据试验成果见表33。表31 堤基持力层及水位统计表勘探点编号勘探点位置地面高程（m）砾石层面（m）地下水位（m）基岩面（m）埋深标高埋深高程埋深高程ZK18柳家沟口（河床）693.601.0692.600693.608.0684.60D9柳家沟口下游208m处698.336.09692.244.9693.4314.20684.13ZK19柳家沟口下游718m处696.995.50691.494.20692.7914.80682.19D20柳家沟口下游1000m处692.425.34687.081.20691.2213.90678.52ZK20大赵峪沟口（沟心）691.141.80689.341.50689.6410.0681.14D21大赵峪沟口下游145m处693.686.23687.454.80688.8815.10678.58D23大赵峪沟口下游695m处691.634.49687.143.33688.3011.70679.93备注：Zk为钻孔编号，D为物探点编号，地面高程为勘察时地面高程。表32 堤基岩土物理力学指标岩土名称比重Gs天然密度pd（g/cm3）孔隙比e内摩擦角（）变形模量E0（Mpa）建议地基承载力fk（kPa）渗透系数K（cm/s）粉质粘土2.721.30.73115.3100砾砂2.691.790.752812160砾石1.860.55283012142003.1102砂岩、砂砾岩300500表33 砂料试验成果统计表比重颗粒矿物含量（%）粒径模数粒状矿物针、片状软弱矿物颗粒粘、粉粒淤泥云母2.6698.498.71.31.60.7012.44根据水利水电工程天然建筑材料勘察规程SDJ1778规定，对砂料质量的主要技术指标为：比重大于2.55g/cm3，云母含量小于13%，粘、粉粒含量小于35%，粒径模数以2.53.5为宜。所选料场除粒径模数偏小外，其余各项指标均能满足规范要求，尤其粒状颗粒含量高，针、片状矿物颗粒和粘、粉粒含量低，质量较好；储量远大于需要量。3.3.2 填筑料工程地质条件与评价丹江河道沿线砂砾石料分布广泛，根据天然建筑材料先近后远，尽量不占用耕地的原则，结合已建堤身填筑料的经验，本次选择河道内的砂砾石作为筑堤填筑用料。料场紧邻堤线，地形相对开阔平缓，交通方便。料场位于堤外河床、低河漫滩及丹江支流，呈窄长条状；采料控制距离应远离堤脚；地下水位埋深13.0m。堤基开挖和原堤身拆除料均可利用，不足部分再从南秦河床采集。丹江河床填筑料粒径组成主要为砾石、砾砂及少量卵石。砾卵石岩性以花岗岩、大理岩为主，其次为变质砂岩、片岩等。填筑料物理力学试验指标见表34。表34 填筑料物理力学指标试验统计表比重天然密度（g/cm3）相对密度Dr（g/cm3）紧密密度（g/cm3）渗透系数102（cm/s）天然坡角（）水上水下2.692.031.82.142.151.254.233230根据已成河堤填筑料压实试验，其物理力学指标见表35。依据水利水电工程天然建筑材料勘察规程SDJ1778，堤防工程填筑料参照土坝坝壳填筑料技术要求，其紧密容重2t/m3，内摩檫角30，渗透系数1103cm/s的主要指标，以上两种试验成果，除渗透系数大于规程的要求外，其它各项指标均能达到规程要求。表35 填筑料物理力学试验成果表试样编号颗粒比重孔隙比（%）最大干密度(g/cm)最小干密度(g/cm)控制干密度(g/cm)试验状态c+tg渗透系数K(103cm/s)C(MPa)(o)12.640.192.181.792.14风干0.1038.622.650.202.181.962.12饱和0.1037.28.6632.640.192.181.802.14风干0.1536.942.640.222.201.822.16风干0.0539.46.22注：根据市区丹江城防一期工程试验指标确定。3.4.3 石料工程地质条件与评价石料场分布于丹江南岸的三十里铺、丹江北岸的付家村等地，岩性为花岗岩、大理岩等，运距716km，有正式公路通往，交通运输方便。石料分布、储量及可开采量见表36，物理力学指标见表37。表36 石料分布及储量、可开采量统计表分布地点岩 性运距（km）储量（104m3）可开采量（104m3）丹江南岸三十里铺花岗岩46200100丹江北岸付家村大理岩510150100表37 石料物理力学指标表岩石类别比重密度（g/cm3）吸水率（%）饱和抗压强度（MPa）软化系数花岗岩2.652.902.632.700.170.55701300.85大理岩2.842.822.830.210.2359990.67根据水利水电工程天然建筑材料勘察规程SDJ1778规定，对石料质量主要技术指标要求：饱和抗压强度大于40MPa，软化系数大于0.8，容重大于2.4t/m3。因此所选石料除付家村石料软化系数不合格外，其余各项指标均能满足规程要求。分布于丹江南岸三十里铺的花岗岩石料质量，优于丹江北岸付家村的大理岩。3.5 结论与建议3.5.1 结论 该工程从整体工程地质看，没有大的不良工程地质问题存在。 该工程堤线中、下段（小赵峪大赵峪沟之间，桩号0+848.51+113.1），持力层砾石埋深最大5.37m，层面高程687.08m，深度较大，给施工清基开挖带来了一定的工作难度。 该工程除砂砾料和石料相对较远外，填筑料可就近取材。施工场地开阔，交通条件较好。 工程区地表水和地下水水质均可满足要求，施工用水较为方便。3.5.2建议 堤基持力层应放在砾石层上。堤基开挖清理完成后，应组织相关人员验槽，以防有不利于稳定的地层存在。 因原堤身为人工堆筑的砾砂、素填土，松散，填筑材料各异，工程质量差，建议应全部拆除或采用其它补救措施，以达到设计密度要求。 对于原堤身填筑料作为新堤填筑用料时，应重新摊铺碾压，使其密度达到本次堤防设计要求。 堤基砾石层与砌体摩檫系数按f0.50.55选用。4 工程任务和规模4.1 概述4.1.1工程区简况工程区位于商洛市市区东部的丹江干流柳家沟至东龙山河段左岸。丹江此段位于上游的“商丹盆地”西边缘，四周群山环绕，北为蟒岭山脉，南为流岭山脉。商洛市区主要坐落在丹江一、二级阶地和高河漫滩上，市区地面高程699718m，周边山脊12001300m。丹江干流由西北至东南穿越市区，支流南秦河由工程区西端的丹江南岸自南向北汇入，丹江、南秦河两岸为较宽阔的河谷川道。商洛市市区始建于晋兴宁末年，是一座已有1600年历史的秦巴重镇，也曾是鄂豫皖革命根据地的重要组成部分。自古丹江河谷曾是京畿长安通向东南各府郡的水陆交通要道。解放后，商洛市发生了巨大变化，随着经济发展，市区范围逐渐扩大。截止目前，市区西起老构峪桥，东至东龙山，北起金凤塬南至南秦川，东西长7.3km，南北宽3.0km的市区已初具雏形。市区面积达6.72km2，居民人口12万人，工业产值1.7亿元。商洛市地处秦岭山区，土地资源极其贫乏，人均耕地不足0.9亩，且以山坡地为主，在人口压力下，自然环境人为破坏程度较高，水旱灾害频繁发生。基础设施滞后，工业基础薄弱，财政收入及群众生活困难。而处于商洛中部的丹江河谷川道自然条件相对优越，地势宽阔平坦，土壤肥沃，气候温和，水利、交通、电力、通讯等基础设施齐全，工商业比较发达，是商洛的主要经济带。位于此范围的商洛市市区，是商洛市政府和商州区政府所在地，也是商洛市政治、经济以及文化中心和陕西东南部的重要城市。根据商洛市经济发展战略，商洛市丹江流域将以开发矿产、生物、水力资源为主，建设丹江（312国道沿线段）工业经济带，使其成为汉江工业走廊的重要组成部分，商洛市市区将成为丹江工业带的龙头。根据规划，2015年，全市工农业总产值将达到35.16亿元，城市人口将达到25万人。4.1.2 河道现状及存在问题丹江沿岸历来暴雨洪水灾害频繁，而商洛市区段丹江堤防现状不容乐观。由于市区段丹江堤防堤距过窄，河道冲刷下切严重，大部分堤防出现了根基悬空，堤岸坍塌，局部堤段水毁严重，其防洪能力仅能达到15年一遇洪水。加之堤防内在质量差，险情隐患比比皆是，直接威胁着商洛市市区防洪安全，并成为制约经济发展的重要因素。数十年以来，商洛市市区丹江堤防虽进行过多次修建，但还存在着一些严重问题，如： 堤距较窄，流速增大。市区丹江在上世纪70年代上游修建了二龙山水库后，在围河造地思想指导下，河道由原来的200m以上宽度人为地缩窄为40100m（本工程段现状河道宽度为5580m），导致河道洪水流速增大河槽普遍下切，床质粗化。 基础埋深过浅，堤防根基悬空。由于丹江比降较大，加之堤距偏小，使得河道冲刷下切严重，致使堤防根基悬空，堤防砌护体掉根，堤防坍塌破坏严重。 堤防内在质量差。市区现状堤防一般人工堆积的素填砾砂、土，呈松散状，经鉴定级配不良，密度指标偏小，渗透系数较大，堤身沉降变形比较普遍，堤面呈现波浪形；堤防迎水坡过陡，稳定性较差；部分堤段没有砌护或水毁严重。现状堤防不能满足稳定、抗渗、抗冲刷要求。4.2 设计依据及防洪标准 设计依据主要依据防洪标准GB5020194；堤防工程设计规范GB5028698；城市防洪工程设计规范CJJ5092；陕西省河道堤防工程管理规定等有关国家和地方法规、标准。同时还依据水利部长江水利委员会长计2001373号文，对陕西省丹江干流防洪工程可行性研究报告的审查意见，以及已经批准的陕西省丹江干流防洪工程初步设计等有关前期工作成果。 洪水设防标准商洛市市区为商洛市委、市政府和商州区委、区政府所在地，机关单位众多，人口集中，是商洛市的政治、经济文化中心，也是陕西东南部的重要城市。现有人口12万人，2015年将发展到25万人，达到中等城市规模。依据相关规定、规范和标准，以及前期工作成果和上级主管部门有关批文精神，商洛市区丹江城防工程为等防洪工程，堤防为3级建筑物。设防标准为50年一遇洪水。4.3 工程范围本堤防工程位于商洛市区丹江干流左岸的柳家沟至东龙山段，范围内干流河道长2170m，设计堤防长度2660.6m。4.4 堤线布置及堤距堤线布置主要依据陕西省丹江干流防洪工程初步设计所确定的布置原则和堤线，并根据本河段的实际地形条件，对局部堤段做适当微调，确定本工程河段堤防堤线。根据陕西省丹江干流防洪工程初步设计中所做的复核、论证，本段堤防的堤距确定仍按100m控制。4.5 河道水面线河道水面线的确定，在陕西省丹江干流防洪工程初步设计中已经做了详细的论证、计算。本次施工图阶段设计，根据批复文件精神，对要求增加的锁坝位置进行初步布置。并结合锁坝的布设，重新进行河道设计水面线计算。4.5.1 河道糙率确定确定设计河段糙率时，首先以程家坡、丹凤水文站实测断面的平均水深糙率关系为基础，结合设计河段实际情况，定出糙率初始值，然后用1935年历史洪水进行拟合。程家坡、丹凤站附近1935年历史洪水的峰值分别为2060m3/s、2990 m3/s，依据两站水位流量关系曲线，两站水位分别为721.65m、549.17m。以丹凤站水位为推求水面线的控制起始水位，由下游向上游进行水面推求，并与程家坡断面水位拟合，据此率定的河床糙率为0.0300.033；再根据商洛市区段丹江河道已经渠化的现状，如进一步按确定的堤距进行河道治理，此段河道将更接近理想的渠化河槽。根据实际条件，并参考已成工程的实际，确定设计河段河道糙率为n0.032。4.5.2 河道水面线计算 计算基础资料 2002年5月实测的河道平面图、河道中心纵断面图，以及河道横断面图（横断面间距约100m左右）； 分别以两个锁坝位置作为控制断面，由下游向上游推算。经按宽顶堰公式计算，Z2+628（2#坝位置）和 Z1+273（1#坝位置）设计洪水位分别为690.89 m和694.39m。 根据河道平面形态以及河道的收缩、扩散情况确定局部水头损失系数； 计算采用的河道糙率按前述率定值确定为0.032。 计算方法及计算公式 计算方法：根据伯努里能量方程，采用水利部规划院主编水利水电工程PC1500程序集中的水面线计算程序，通过计算机计算推求水面线。 计算公式：Z2V222gZ1V122g hfhj式中： Z1、V1 断面1的水位和流速（m、m/s）；Z2、V2 断面2的水位和流速（m、m/s）； 动能修正系数；hf 沿程水头损失，hf（V12/C12 R1V22/C22 R2）L/2；hj 局部水头损失，hj（V12/2g V22/2g）；C 谢才系数，C1/nR1/6，其中n为糙率；R 水力半径（m）；L 两计算断面之间的距离（m）； 局部阻力系数，顺直及收缩段0，逐步扩散0.30.5，急剧扩散0.51.0。 河道水面线计算成果，见表41。表41 河道水面线计算成果表河道桩号堤防归化桩号设计洪水位（m）设计堤顶高程（m）备