水利堤防工程设计报告.doc

1 目 录 1 1 综合说明综合说明 1 1 1 1 工程概况 1 1 1 2 水文 2 2 1 3 地质 3 3 1 4 工程任务 5 5 1 5 工程布置及设计 5 5 1 6 施工组织设计 7 7 1 7 环境保护设计 7 7 1 8 工程管理 8 8 1 9 工程招标 8 8 1 10 工程投资概算 9 9 2 2 水水 文文 1212 2 1 流域概况 1212 2 2 气 象 1212 2 3 基本资料 1414 2 4 洪 水 1414 3 3 工程地质工程地质 1717 3 1 区域地质概况 1717 3 2 堤防的工程地质条件与评价 2020 3 3 天然建筑材料 2121 3 4 结论与建议 2323 4 4 工程任务及规模工程任务及规模 2424 4 1 自然及社会经济情况和防洪要求 2424 4 2 工程建设内容 2828 5 5 工程布置及设计工程布置及设计 2929 5 1 设计依据 2929 5 2 堤防布置原则 3030 5 3 河相关系分析及已建和拟建建筑物情况 3131 5 4 稳定河宽计算 3232 2 5 5 治理段堤线布置 3232 5 6 河槽断面设计 3535 5 7 堤防工程设计 4141 5 8 稳定计算 4242 5 9 排洪涵管设计 4545 6 6 施工组织设计施工组织设计 4646 6 1 施工条件 4646 6 2 建筑材料 4747 6 3 施工导流 4949 6 4 主体工程施工 4949 6 5 主要施工指标 5050 7 7 环境保护设计环境保护设计 5151 7 1 防洪工程对环境影响预测评价 5151 7 2 环境保护措施设计 5252 7 3 综合评价 5353 7 4 结论 5454 8 8 工程管理工程管理 5555 8 1 管理依据 5555 8 2 管理机构 5555 8 3 工程管理范围和保护范围 5555 9 9 工程招标工程招标 5757 9 1 招标依据 5757 9 2 招标范围及标段划分 5757 9 3 招标形式 5757 9 4 招标组织形式 5757 1010 工程投资概算工程投资概算 6060 10 1 编制原则和依据 6060 10 2 工程概算指标 6363 1 1 综合说明 1 1 工程概况 1 1 11 1 1 工程工程背景背景 XX 县 XX 镇 XX 沟河河堤工程 为 2017 年 XX 省土地治理项目 工程位于 XX 镇关上村至 XX 沟村段 距 XX 县县城 25km 我院组织 技术人员 于 2017 年 4 月进行了外业勘测及地质勘探 设计治理河 道长为 3 683 68km 共完成河道 4 0km 范围 1 2000 地形图和 2 6212 621km 其中 左岸 2 205km 右岸 0 416km 纵断面测量 治理 区起始于 XX 县与临潭边界交汇处废旧沙场 终止于 XX 沟村 工程主要保护对象为 XX 镇关上村 XX 沟村 2 个村民小组 350 户 1467 人免受洪水的侵害 保护沿岸 960 亩耕地安全 1 1 21 1 2 地理位置地理位置 XX 县位于 XX 省南部 XX 市西南部 XX 河中游 地处青藏高原东 麓与西秦岭陇南山地接壤区 地处XX XX XX XX 几何中心 享有 陇原 旱码头 和 千年药乡 的美誉 境内海拔为2200 3872 米 之间 境内山峦环抱 洮水绕城东流 草场广阔 资源丰富 山川秀 美 是甘肃南部亟待开发的一块宝地 地理位置 距省府兰州市267 公里 距陇海铁路陇西火车站120 公里 自古就有 西控青海 南 通巴蜀 东去三秦 之说 是通往兰州 陇西 陇南 甘南和四川的 必经之地 国道212 线 省道306 线的交叉连接使XX 县处在一个经 济相互促进 文化相互渗透 观念相互影响的 四区八县 经济增长 带中心位置 是甘肃南部重要的商品集散地 享有陇上 旱码头 的 美称 2 XX 县 XX 镇 XX 沟河河堤工程位于 XX 省 XX 县县城西部 XX 镇关 上村至 XX 沟村段 地理坐标东径 103 47 21 103 47 12 北纬 34 30 35 34 32 24 1 1 31 1 3 社会经济情况社会经济情况 XX 县辖 18 个乡 镇 310 个村民委员会 2133 个村民小组 全县常住人口 45 18 万人 其中农业人口 39 29 万人 人口密度 123 人 km2 总耕地面积 62 42 万亩 其中山地36 万亩 台地15 万亩 川地11 万亩 人均耕地1 5 亩 年产粮食0 7 亿 kg 人均 163kg 2011 年全县国内生产总值 19 4 亿元 完成大口径财政收入 15540 万元 一般预算收入 8135 万元 城镇居民人均可支配收入 11220 元 农民人均纯收入达到 2870 元 本次设计治理河段为起始于 XX 县与临潭交汇处废旧沙场 终止 于 XX 沟村 3 68km 范围 设计治理段河长 3 68km 工程新建堤防长度为 2 6212 621km 其中 左岸 2 205km 右岸 0 416km 排洪涵管 1 1 座 1 2 水文 1 2 11 2 1 自然概况自然概况 XX 县 XX 镇 XX 沟河河堤工程位于 XX 河一级支流 XX 河末端 发 源于蛾儿岭山梁 防洪 XX 沟段以上控制流域面积 78 4km2 主河道 长 14km 河道平均坡降 23 47 XX 县境内地貌主要属于高原形态 古地理环境为秦岭海槽 地 下岩浆活动强烈 褶皱断裂构造相当发育 地质构造属西秦岭北支 褶皱带 次级构造为弧形构造 境内山峦起伏 沟壑纵横 全县山 3 地占 88 8 南有长江 黄河分水的岷峨山 大拉梁 北有XX 河 渭河分水的木寨岭 岭罗山 全境山岭起伏 河流纵横 气 势壮观 其中 XX 县 迭部交界处的达拉梁海拔为 3754 米 属 XX 县最高峰 马坞油坊庄为 2040 米 为最低点 相对高差 1707 米 境内大部分地区海拔在 2300 3000 米之间 地表切割较小 河谷大 多宽浅 1 2 21 2 2 水文水文 XX 县地处青藏高原边缘 是甘南高原向黄土高原 陇南山地 的过渡地带 境内大部分地方海拔高 受大陆性气团 副热带暖 湿气团的交替影响和地形对大气抬升的作用 形成高寒阴湿这一 气候特点 降雨量多 气温低 无霜期短 多冰雹等自然灾害 XX 县气候属于高原性大陆气候 总体气候高寒湿润 从东至 西由温带半湿润气候过渡到高寒湿润气候 根据 XX 县气象站资料统 计 年平均气温 5 7 平均最高气温 13 2 平均最低气温 0 极端最高气温 31 8 极端最低气温 26 3 年降水量 588 2mm 蒸发量 1192 2mm 年主导风向为西北风 最大风速 24m s 最大冻 土深度 75cm XX 河的洪水主要由暴雨形成 经复核 工程区 XX 村段五十年 一遇洪峰流量 296 15m3 s 二十年一遇洪峰流量 218m3 s 十年一遇 洪峰量 158 34m s 采用 2 年一遇洪水设计洪峰流量 53 37 m3 s 作为防洪河段造床 流量 采用阿尔图宁公式计算防洪段稳定河宽为 20 0m 1 3 地质 4 1 3 11 3 1 区域地质概况区域地质概况 工程区位于 XX 河支流 XX 河 海拔高程为 2460 2370m 河谷呈 开阔的 U 形 谷底开阔 平坦 主要由冲洪积堆积的 级阶 地 河漫滩 现代河床组成 两岸 级阶地比较发育 阶面宽阔 平坦 级阶地在两岸呈不连续状分布 河流呈蛇曲状游荡 侧蚀 比较严重 工程区处于西秦岭复杂褶皱带 XX 河复式向斜中段北翼的次级褶 皱 三岔 十里铺复式背斜核部附近南侧 区内构造较发育 其走 向与主构造方向基本一致 出露的主要地层有 志留系 S 区域变 质板岩夹片岩 上第三系 N 红色砂质泥岩 第四系晚更新统 Q3 黄土状土 全新统 Q4 冲洪积成因的松散堆积物 工程区地下水主要赋存于第四系松散地层中 含水层为河漫滩 阶地砂卵砾石层 地下水的类型为孔隙潜水 地下水位一般埋深 0 8 1 5m 主要受大气降水 地表水 基岩裂隙水补给 向下游及 河床排泄 河水 地下水水化学类型为 HCO3 Ca2 型 矿化度 0 21 0 22g l 为淡水 PH 值 8 2 8 34 呈弱碱性 水质良好 对普通混凝土无腐蚀性 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2015 本工程区地 震动峰值加速度为 0 15g 相应地震基本烈度为 度 地震动反 映谱特征周期为 0 45s 根据 堤防工程设计规范 GB50286 2013 规定 堤防工程为 等小 1 型工程 主要建筑物级别为 4 级 工程建筑物建议按 度设防 1 3 21 3 2 堤防及河道整治工程地质条件堤防及河道整治工程地质条件 根据工程堤线所处地貌部位不同可将堤线分为 河床及漫滩河 5 堤线段 级阶地前缘堤线段 各段堤基主要地层岩性基本一致 堤基分为砂卵砾石堤基 岩石堤基 板岩夹片岩 上部主要为 al plQ4冲洪积含漂石砂卵砾石层 厚度 1 0 4 0m 下伏基岩为 志留系 S 灰色板岩夹片岩 堤基砂砾卵石层中无粉细砂等不良夹层存在 即在 度地震条 件下不存在地基土地震液化问题 堤基存在洪水冲刷及施工过程中存在基坑涌水问题 工程地质条件相对简单 不存在影响堤防工程建设的工程地质 问题 1 3 31 3 3 天然建筑材料天然建筑材料 在 XX 河两岸河漫滩及河床中广泛分布有砂砾石 可作为砼粗细 骨料使用 目前均有料场分布 砂砾石料储量丰富 可满足本工程 使用要求 碾压河堤的砂砾石料可就近在河床 河漫滩中采取 进行碾压 其质量满足碾压料要求 建议对堤体的碾压质量应按相对密度大于 0 60 g cm3控制 1 4 工程任务 工程起始于 XX 县临潭边界交汇处废旧沙场 结束于 XX 沟村 设计治理段河长 3 68km 流域内植被覆盖较差 水土流失严重 治 理区域内沿岸村社较为集中 人口稠密 工程主要保护对象为 XX 镇 关上村 XX 沟村 2 个村民小组 350 户 1467 人免受洪水的侵害 保 护沿岸 960 亩耕地安全 工程新建堤防长度为 2 6212 621km 其中 左岸 2 205km 右岸 6 0 416km 排洪涵管 1 1 座 1 5 工程布置及设计 1 5 11 5 1 工程等别及设计标准工程等别及设计标准 XX 县 XX 镇 XX 沟河河堤工程保护对象为 2 个村民小组 350 户 1467 人及沿岸 960 亩耕地安全 根据 防洪标准 GB50201 2014 规定 确定保护对象等级为 等 按 堤防工程设计规范 GB50286 2013 规定 该段设计堤防工程主要建筑物级别为 4 级 防洪标准按 10 年一遇洪水设计 洪峰流量 158 34m3 s 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2015 本工程区地 震动峰值加速度为 0 15g 相应地震基本烈度为 度 地震动反 映谱特征周期为 0 45s 1 5 21 5 2 工程总体布置工程总体布置 工程布置根据拟定的工程布置原则 结合具体地理位置 地形条 件 以及防洪区内的各种建筑物位置等综合因素 在满足设计稳定河 宽的条件下在 XX 河两岸布设新修河堤 2 621km 堤边线基本顺河势 沿现河道边缘布置 个别地段适当裁直 在左岸桩号 0 945 处布置排 洪涵管 1 座 对防洪河段结合筑堤开挖河床砂砾石进行疏浚整治 1 5 31 5 3 堤防工程设计堤防工程设计 根据因地制宜 就地取材 经济合理的原则 结合堤段所处地理位 置 工程现状 堤基地质 建筑材料 施工条件 工程造价等因素 综合比较确定 布置在河床 高漫滩上的防洪堤选择碾压砂砾石均 质土堤 堤顶宽取 3m 堤高 2 05m 深泓线以上 基础埋深 1 8m 深泓线以下 水深 1 2m 迎水面采用 C15砼护坡 护坡厚度 7 顶部 0 15m 渐变至底部 0 20m 齿槽基础深 0 3m 宽 0 5m 堤防纵 向每隔 5m 设设聚乙烯闭孔泡沫板伸缩缝一道 在护坡地面 0 3m 以 上每间隔 3m 呈梅花形布设 DN50PVC 排水管 1 5 41 5 4 排洪涵管设计排洪涵管设计 在左岸桩号 0 945 处布设排洪涵管 1 座 采用 DN1000mm 钢筋管 承插口处采用热沥青历练麻油包裹 进水管高程根据现场实际地形 确定 出水管高程高于设计河床 0 5m 排洪涵管管身坡比 1 10 1 20 涵管扭面 挡土墙及支墩均采用 M10水泥砂浆砌石 为 了防止主河槽泄洪时河道洪水沿涵管倒流至堤后 涵管出口端焊接 厚 10mm 钢板合叶式拍门 当主河道水位回落时 使堤后积水及时排 入主河槽 详见排洪涵管设计图 1 6 施工组织设计 工程所在区域中心距 XX 县县城 30km 区域内有省道徐合公路 及简易乡村道路 道路通畅 车辆通行便利 交通方便 工程施工 用水从 XX 河抽取 生活用水接取当地自来水或开采地下水 水质均 满足饮用 生产 生活用水要求 10KV 及以下农村电网覆盖工程区 施工用电可直接就近 T 接至施工场地 本工程施工点多 可以多工作面平行施工 施工安排有很大的 灵活性 总工期设计为 3 个月 工程施工期选择在枯水期 主体工程施工为导流 砂砾石开挖 砼现浇 砂砾石填筑 砂砾石以挖掘机开控为主 辅以人工开挖 就近堆放 以备填筑所用 主要工程量 主要工程量 土石方开挖 1 89 万 m3 土石方填筑 2 05 万 m3 8 砼 3771m3 浆砌石 8m3 主要材料量 主要材料量 水泥 1049t 砂子 2058m3 石子 3146m3 块石 11m3 主要劳动力量 主要劳动力量 总劳力 0 98 万工日 1 7 环境保护设计 工程实施过程中 砂石料开采过程将对河滩原地貌和植被有所 影响 但其范围有限 新建防洪堤基础开挖时 泥沙将直接进入河 流 增加河流的泥沙含量 施工噪声对周边居民产生一定影响 针对上述不利影响 工程实施过程中一方面通过合理调配 尽 量地做到挖填平衡 减少对植被的破坏 同时 加强施工组织及管 理 减少噪声污染 在施工过程中对原料场和原地貌的破坏 必须 进行恢复 岸边营造防护林进行绿化 美化环境 1 8 工程管理 本工程在建设过程中由 XX 县 XX 镇政府负责筹建专门的工程管 理机构 负责工程实施 建成后由 XX 县水利水保局防汛办负责管理 工程管理范围主要包括流域河道 堤身和护堤地 路等 根据 XX 省水利工程用地划界标准 DB62 446 1995 规定 管理范围自河堤背水面坡脚起算 10m 管理范围外 10m 划定为保护 范围 1 9 工程招标 工程的招标范围为工程监理 工程施工等两种类型 工程建设 内容为新建防洪堤防 2 621km 排洪涵管 1 座 9 工程的招标范围为工程建设的全部施工任务施工监理等 施工 任务治理河长 3 68km 新建堤防 2621m 其中 左岸 2205m 右岸 416m 排洪涵管 1 座 监理任务为治理河长 3 68km 全河道范围 工程批复后 甲方组织或委托具有招标代理资质的专门机构进行招标 通过招标择优选择监理 施工队伍 项目法人应按照招标的有关规 定 通过招标的方式选择监理和施工单位 不得不经过招标使施工 和监理单位在同一个直接主管部门下自成一体封闭运行 1 10 工程投资概算 1 10 11 10 1 投资概算投资概算 工程部分总投资 280 00 万元 其中 建筑工程 230 79 万元 占一至三部分投资的 86 55 施工临时工程 11 47 万元 占一至三 部分投资的 4 30 独立费用 24 40 万元 占一至三部分投资的 9 15 基本预备费 13 33 万元 1 10 21 10 2 工程量指标工程量指标 主要工程量 主要工程量 土石方开挖 1 89 万 m3 土石方填筑 2 05 万 m3 砼 3771m3 浆砌石 8m3 主要材料量 主要材料量 水泥 1049t 砂子 2058m3 石子 3146m3 块石 11m3 主要劳动力量 主要劳动力量 总劳力 0 98 万工日 10 工程特性表 表表 1 11 1 编号编号项项 目目 名名 称称单位单位数数 量量备备 注注 一一水文 气象特征水文 气象特征 1工程位置以上面积km278 4 2多年平均流量m3 s71 86 3设计洪水标准及流量m3 s158 34十年一遇 4多年平均降雨量mm588 2 5多年平均蒸发量mm1192 2 6多年平均气温 5 7 7最大风速m s24 二二地震动峰值加速度地震动峰值加速度g0 15 三三地质地质 1防洪堤地基岩性 砂卵砾石或板岩 2最大冻土深度cm75 四四工程特性工程特性 1堤防级别级 4 2修建堤防总长度km2 621 左岸堤防长度km2 205 右岸堤防长度km0 416 3新建河床稳定河宽m20 4护坡形式 现浇 C15砼 5防洪堤高度m2 05m深泓线以上 6河堤基础埋深m1 80m深泓线以下 11 工程特性表 续表 1 1 编号编号项项 目目 名名 称称单位单位数数 量量备备 注注 五五主要工程量主要工程量 1开挖砂砾石万 m31 89 2夯填砂砾碎石土万 m32 05 3现浇砼m33771 4浆砌石m38 六六主要材料主要材料 1水泥t1049 2砂子m32058 3石子m33146 4块石m311 七七劳动力劳动力万工日 0 98 八八工程投资概算工程投资概算万元 280 00280 00 12 2 水 文 2 1 流域概况 XX 县 XX 镇 XX 沟河河堤工程位于 XX 河一级支流 XX 河末端 发 源于蛾儿岭山梁 防洪 XX 沟段以上控制流域面积 78 4km2 主河道 长 14km 河道平均坡降 23 47 流域特征参数表 表表 2 12 1 流域 面积 主沟 长 L1 沟底比 降 I1 流域名称断面名称 Km2 km 山坡平 均长度 L2 km 山坡平 均坡度 I2 XX 河支流XX 村断面 78 41423 471 5166 2 2 气 象 XX 县地处甘南高原东缘与陇中黄土高原及陇南山地的接壤区 本县由东到西从温带半湿润气候向高寒气候过渡 高寒阴湿 夏秋 变化剧烈 自然灾害频繁 四季不甚明显 根据 XX 县气象站资料统 计 年平均气温 5 7 平均最高气温 13 2 平均最低气温 0 极端最高气温 31 8 极端最低气温 26 3 年降水量 588 2mm 蒸发量 1192 2mm 最大风速 24m s 最大冻土深度 75cm XX 县气象站各月气象要素统计见表 2 2 13 XX 县气象站气象要素统计表 表表 2 22 2 月 份 项 目单 位 一二三四五六七八九十十一十二 年 平均气温 6 9 3 627 210 813 616 115 711 66 60 4 5 15 7 平均最高气温 2 14 69 915 117 720 522 822 517 713 38 13 913 2 平均最低气温 13 7 9 7 3 51 14 97 410 410 37 32 4 6 11 40 极端最高气温 16 420 427 127 927 731 530 230 82822 619 714 131 5 极端最低气温 26 3 25 1 16 1 13 5 3 2 1 22 12 4 2 3 10 1 18 1 24 7 26 3 降水量 mm2 94 617 944 483 471 2110 110791 746 471 6588 2 蒸发量 mm40 554 397 8140151 9144 3148 7146 998 878 352 238 51192 2 日照时数 h191 4176 8184 6190 3200 1201 2197 6200 5147 2165 3181 1203 32239 5 相对湿度 60616465697378777876696369 最大风速 m s14181817211724141317171724 平均风速 m s0 81 21 51 51 31 00 91 01 00 91 00 71 1 最大冻土深度 cm6875667000006195375 最大积雪深度 cm1287118000398712 备 注蒸发皿 为 20cm 蒸发量资料 14 2 3 基本资料 XX 河流域没有实测水文资料 其下游有 XX 河 XX 县水文站 集 水面积 78 4km2 是本次水文分析计算的依据站 XX 县水文站始设 于 1957 年 资料观测有水位 流量 泥沙 XX 河李家村站 1947 年 建站至今 是 XX 河流域实测系列最长的站 本次收集到 1947 2001 年共 55 年资料 2 4 洪 水 本工程上阳坡断面集水面积为 78 4km2 所以用小流域铁一院公 式计算其洪峰流量 铁道部第一勘测设计院 中国科学院地理研究所及铁道部科学 院西南研究所三个单位通过对渭河流域等河流洪水实测和调查资料 进行分析 得出了地区洪峰流量计算公式 多年平均洪峰流量 Q n XP PCk 1 1 ny 1 1 式中 Q 暴雨洪峰流量 m3 s k1 产流因子 按下式求的 k1 0 278SF 其中 S 面平均暴雨参数 mm s F 流域面积 Km2 C 径流系数 按已知的 R r1 F n S 等值查径流系数值 表而得 n 暴雨衰减指数 当 t 小时则 n 取 0 55 t 1 小时 n 取 0 7 X 山坡与主河槽综合汇流因子 为山坡汇流因子 K2与河槽 15 汇流因子 K1之和即 X K1 0 95K2 K1 K2 35 0 11 1 278 0 IA L 33 0 22 5 05 0 2 278 0 IA FL 其中 L1 主河槽长度 Km A1 主河槽流速系数 由流速系数表查得 0 断面扩散系数 可在出口断面附近选取有代 表性的断面 量取其一米水深时相应河宽之半 m m1 主河槽沿程平均糙率系数 I1 主河槽平均坡度 L2 流域坡面长度 Km I2 山坡平均坡度 A2 坡面流速系数 由坡面流速系数值表查得 y 反应流域汇流特性的指数 P1 为形成洪峰流量的同时汇流的时间系数 与流域的汇流 形状指数 和随暴雨衰减指数 n 而变的指数 n 有关 P 形成洪峰流量的同时汇流面积指数 计算结果见表 2 3 洪水计算结果 表表 2 32 3 不同频率洪峰流量 m3 s 流域 名称 断面 名称 计算 方法 Qm 1 2 5 10 20 50 XX 河 支流 XX 村 铁一 院 71 86 365 29 296 15 218 00 158 34 112 85 53 37 XX 河的洪水主要由暴雨形成 经复核 工程区 XX 村段五十年 一遇洪峰流量 296 15m3 s 二十年一遇洪峰流量 218 00m3 s 十年 16 一遇洪峰量 158 34m s 根据拟建防洪工程和治理区域的特点 本 次工程采用十年一遇洪峰流量 可满足设计要求 17 3 工程地质 XX 县 XX 镇 XX 沟河河堤工程位于 XX 省 XX 县县城西部 XX 镇关 上村至 XX 沟村段 地理坐标东径 103 47 21 103 47 12 北纬 34 30 35 34 32 24 上游自 XX 县与 临潭交界处开始 至下游 XX 村结束 治理河道范围 3 68m 新建堤 防长 2 621km 其中左岸规划堤防长 2205m 右岸规划堤防长 416m 本堤防工程的工程地质勘察工作以本工程区的地质测绘及踏勘为主 导 在借鉴已建堤防工程及现行河道内天然建筑材料的开采情况 阐 明本堤防工程的基本工程地质条件 本次勘察工作依据并执行的主要规程规范有 堤防工程地质勘察规程 SL188 2005 水利水电工程水文地质勘察规范 SL373 2007 中小型水利水电工程地质勘察规范 SL55 2005 水利水电工程地质测绘规程 DL T5185 2004 堤防工程设计规范 GB50286 2013 水利水电工程天然建筑材料勘察规程 SL251 2015 以及其他相关规程规范 3 1 区域地质概况 3 1 13 1 1 地形地貌地形地貌 工程区地处西秦岭山地西段 属构造剥蚀中山地貌 XX 河两岸 山峦起伏 沟壑纵横 其中 XX 县 迭部交界处的达拉梁海拔高程为 3754m 属于 XX 县的最高峰 XX 河为工程区内最低侵蚀基准面 海 拔高程 2040m 相对高差 1700m 工程区位于 XX 河左岸支流 XX 河上 18 海拔高程为 2460 2370m 河谷呈开阔的 U 谷底开阔 平坦 一 般宽度 80 180m 主要由冲洪积堆积的 级阶地 河漫滩 现 代河床组成 两岸 级阶地比较发育 阶面宽阔 平坦 为当地主 要农田 而 级阶地在两岸呈不连续状分布 河流呈蛇曲状游荡 侧蚀比较严重 为了有效的保护两岸农田不受洪水侵害 同时与城 市建设的人文景观 提高城市品位相结合的目的而进行河堤防护 3 1 23 1 2 地层岩性地层岩性 工程区出露的主要地层有 志留系 S 区域变质板岩夹片岩 上第三系 N 红色砂质泥岩 第四系晚更新统 Q3 黄土状土 全 新统 Q4 冲洪积成因的松散堆积物 现有老到新分述如下 1 志留系 S 岩性为青灰色板岩夹片岩 常见有棕红色热液呈 岩脉状侵染 板状构造 板理及其发育 尤其是风化后板理密集 由于板理 节理 层面相互组合切割 岩石呈长条状 片状剥落 一般单层厚度 1 3cm 岩体产状 NW305 315 NE 75 85 主 要出露于迭藏河右岸河床堤线起始段 与工程关系密切 2 第四系晚更新统 Q3 黄土状土 分布于迭藏河两岸基岩山 坡表层 厚度 2 6m 最厚 20m 远离河流 与工程关系不大 3 第四系全新统 Q4 冲洪积成因的松散堆积物 岩性主要有 冲洪积成因的 级阶地表层堆积的砂壤土 砂卵砾石 河床及 河漫滩堆积的砂卵砾石 该层直接为防洪堤堤基 与工程关系十分 密切 3 1 33 1 3 地质构造与地震地质构造与地震 工程区处于西秦岭复杂褶皱带 XX 河复式向斜中段北翼的次级褶 皱 三岔 十里铺复式背斜核部附近南侧 区内构造较发育 其走 19 向与主构造方向基本一致 本区所在的西秦岭近东西向构造带 历 经了长期复杂的演变与多次构造运动 区内虽未发现近晚期断裂构 造的运动形迹 但从河谷两侧山坡上的 级残留阶地的相 对高差来看 本区地壳在下更新世晚期之前 一直处于强烈的间歇 性上升阶段 从全新世早期开始 地壳上升运动趋于稳定 从而形 成了今天所看到的宽阔的阶地川台地景观 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2015 本工程区地 震动峰值加速度为 0 15g 相应地震基本烈度为 度 地震动反 映谱特征周期为 0 45s 根据 堤防工程设计规范 GB50286 2013 规定 堤防工程为 等小 1 型工程 主要建筑物级别为 4 级 工程建筑物建议按 度设防 3 1 43 1 4 水文地质条件水文地质条件 工程区地下水主要赋存于第四系松散地层中 含水层为河漫滩 阶地砂卵砾石层 地下水的类型为孔隙潜水 地下水位一般埋深 0 8 1 5m 主要受大气降水 地表水 基岩裂隙水补给 向下游及 河床排泄 经过采取水样分析 河水 地下水水化学类型为 HCO3 Ca2 型 矿化度 0 21 0 22g l 为淡水 PH 值 8 2 8 34 呈弱 碱性 水质良好 对普通砼无腐蚀性 对钢筋混凝土结构中的钢筋 无腐蚀性 3 1 53 1 5 物理地质现象物理地质现象 本区是长江流域与黄河流域的分水岭地带 从区域地质来说 该区是泥石流 滑坡等地质灾害的高发区 工程区植被稀少 岩土 裸露 暴雨频发 为滑坡 泥石流等地质灾害的引发提供了物质基 础 20 岩体风化也是本区的主要物理地质现象 一般基岩强风化的层 的厚度 1 2m 个别地段可达 3 5m 使地表岩体呈现极其破碎的现 象 3 2 堤防的工程地质条件与评价 3 2 13 2 1 堤线工程地质条件堤线工程地质条件 拟建的堤防工程始于 XX 县与临潭交界处至于 XX 村 其中 左 岸堤线长 2205m 右岸堤线长 416m 本着堤线为了少占用耕地 尽 量沿河床及河漫滩布置 局部段对原河道进行截弯取直 根据堤线 所处地貌部位不同可将堤线分为 河床及漫滩河堤线段 级阶地 前缘堤线段 1 1 左岸堤线工程地质条件 左岸堤线工程地质条件 左岸河堤自废旧沙场 级阶地开始至下游 XX 沟村结束 新建河 堤长 2205m 现将左岸工程地质条件分段描述如下 左岸桩号 0 000 2 205 段 其中桩号 0 000 0 525 段沿河床 河漫滩布置 级阶地布置 0 525 2 205 段开始于关上村下游阶地 沿河道岸坎布置 其两段堤基地层岩性为 地表分布有薄层 0 1 0 4m 结构松散的砂壤土 粉细砂 局部地形高起处为农田 地埂的砾石人工堆积物 中部为结构稍密的砂卵砾石 卵 砾石岩 性为砂岩 变质砂岩及少量砾岩 厚度 2 0 4 0m 无粉细砂等不良 夹层存在 建议清除上部松散的砂壤土 砂卵砾石 将堤基置于下 部结构稍密的砂卵砾石层中 其允许承载力 0 4MPa 变形模量 35 40MPa 砼 砂卵砾石摩擦系数 0 5 堤基允许水力坡降 0 10 0 12 将迎水面护坡基础置于洪水最大冲刷深度以下 施工 21 过程中堤基开挖需要采取排水措施 设计迎水面 1 1 5 背水面 1 1 25 堤后采用砂卵砾石夯填 要求相对密度大于 0 60 砂卵砾 石临时开挖坡比 水上 1 1 水下 1 1 25 1 1 5 2 2 右岸堤线工程地质条件 右岸堤线工程地质条件 右岸河堤自关上村村头开始 至关上村文化广场结束 与已建 一事一议项目堤防工程连接 构成一个完整的防洪体系 新建河堤 长 416m 现将右岸工程地质条件分段描述如下 右岸桩号 0 000 0 416 段 地势较开阔 平坦 地层具二元结 构 上部为薄层砂壤土 结构疏松 厚 0 2 0 5m 中部为结构稍 密的砂卵砾石 厚度 2 0 4 0 m 属透水性强 无粉细砂等不良夹 层存在 基底为志留系 S 褐灰色板岩夹片岩 泥质结构 板状构 造 板理 节理裂隙发育 表现为岩石较破碎 强风化层厚度 1 0 2 0m 建议 清除上部松散的砂壤土 砂卵砾石 将堤基置于 下部结构稍密的砂卵砾石层中 其允许承载力 0 4MPa 变形模量 35 40MPa 砼 砂卵砾石摩擦系数 0 5 堤基允许水力坡降 0 10 0 12 将迎水面护坡基础置于洪水最大冲刷深度以下 施工 过程中堤基开挖需要采取排水措施 堤坡 迎水面 1 1 5 背水面 1 1 25 堤后采用砂卵砾石夯填 要求相对密度大于 0 60 砂卵砾 石临时开挖坡比 水上 1 1 水下 1 1 25 1 1 5 3 3 天然建筑材料 天然建筑材料勘察为详勘 天然建筑材料的勘察工作依据 水 利水电工程天然建筑材料勘察规程 SL251 2015 按详查进行 按 设计用量的 2 倍进行勘察 根据堤防工程的特点 对天然建筑材料 22 本着就地取材 分布合理 保证质量 采用便利 不占用或少占用 耕地的原则进行筛选 3 3 13 3 1 砂砾石料场砂砾石料场 工程区 XX 河防洪堤段砂砾石料储量丰富 河床 漫滩砂砾石料 沿河床连续分布 该段河床 漫滩宽 80 220m 不等 长度大于 5km 可就地取材筛分 冲洗使用 料场内岩性为冲洪积砂卵砾石 据勘探厚度大于 3 0 4 0m 局部漫滩表面有薄层砂土覆盖 须清除后开采 地下水埋深较浅 约 0 8 2 0m 并随河水的涨落而变化 变化幅度较大 砂砾石层 松散 无不良夹层 砾石成分为砂岩 变质砂岩及少量的砾岩 石 质坚硬 磨圆度差 砾石多呈次圆状 板片状 中等分选 级配不 良 砂为中粗砂 根据取样实验卵石占 11 5 22 6 砾石占 65 3 75 3 砂占 9 0 11 5 砾石中针片状含量 35 26 软弱颗粒含量 3 8 4 4 含泥量 1 0 1 3 粒度模数 7 37 7 76 砾石针片状颗粒含量 软 弱颗粒含量指标不满足规范质量技术要求 砂细度模数 2 30 2 73 砂的含泥量 14 0 22 7 砂的平均粒径0 38 0 41mm 砂的含泥量 偏大 其余各项指标均满足规范质量技术要求 由于砂的含泥量偏 大 须多遍冲洗后才能使用 平均运距 15km 3 3 23 3 2 堤身填筑料堤身填筑料 依据 堤防工程设计规范 GB50286 2013 碾压河堤的砂砾 石料可就近在河床 河漫滩中采取 进行碾压 该料经试验分析 卵砾石含量为 79 3 紧密密度为 2 05g cm3 含泥量为 0 5 内摩 擦角为 32 其质量满足碾压料要求 建议对堤体的碾压质量应按 23 相对密度大于 0 60 g cm3控制 筑堤砂砾及土料中不得含植物根茎 砖瓦垃圾等杂质 3 3 33 3 3 施工用水施工用水 工程施工用水水源可选择 XX 河地表水或地下潜水 其水质良好 符合施工用水标准要求 生活用水可开采利用地下水或接取当地自来水 地下水水质好 可满足生活用水要求 3 4 结论与建议 工程区处于西秦岭复杂褶皱带 XX 河复式向斜中段北翼的次 级褶皱 三岔 十里铺复式背斜核部附近南侧 区内构造较发育 其走向与主构造方向基本一致 新构造运动以强烈的间歇性上升为 主 地震基本烈度为 7 度 工程区位于 XX 县城西部的 XX 河河谷 区内不良物理地质现 象主要有滑坡 泥石流 对工程影响较大 建议在后续建设工作中 加大防护力度 确保当地群众的生命与财产的安全 拟建堤防工程堤身采用砂卵砾石填筑 混凝土护坡 堤基为 砂卵砾石 基岩 存在洪水冲刷问题 施工过程中存在基坑涌水问 题 建议 以砂卵砾石为堤基 其允许承载力 0 4MPa 堤基允许水 力坡降 0 10 0 12 可通过加宽堤坝宽度防止堤基产生渗透破坏 施工过程中需采取排水措施 填筑堤身砂卵砾石时应分层碾压至密 实状态 要求相对密度大于 0 60 若以岩石为堤基 必须置于下部 弱风化基岩上 其允许承载力 0 8MPa 24 4 工程任务及规模 4 1 自然及社会经济情况和防洪要求 4 1 14 1 1 自然及社会经济情况自然及社会经济情况 甘肃 XX 县位于 XX 省南部 XX 市西南部 XX 河中游 地处青藏 高原东麓与西秦岭陇南山地接壤区 境内海拔为 2200 3872 米之间 全县辖 18 个乡镇 境内聚居着多个民族 总人口 45 万余人 境内 山峦环抱 XX 河水绕城东流 草场广阔 资源丰富 山川秀美 是 甘肃南部亟待开发的一块地区 XX 县总面积为 3578km2 其中 耕地面积 62 75 万亩 草原面 积 290 3 万亩 水域面积 22 6 万亩 林地 72 万亩 牧草地 217 万 亩 现辖 18 个乡镇 152 个村委会 633 个村民小组 有自然村 621 个 此外有 2 个国营牧场和 1 个牧业小区 2007 年全县共有 81725 户 45 12 万人 其中城镇人口 11029 户 3 94 万人 农村 人口 70696 户 41 18 万人 全县人口密度为 126 06 人 km 2015 年全县粮食总产 10 16 万 t 其中 小麦总产 7 9 万 t 青稞 1 8 万 t 玉米 洋芋 黄豆 0 46 万 t 其它谷物产量为 2833 t 豆类产量 3062 t 油料产量 420 t 药材产量 4 6 万 t 蔬菜产 量 8650 t 其它农业产量 50130 t 水果产量为 484 78 t 2015 年全县工农业总产值 7 95 亿元 其中 工业产值 4 37 亿 元 农业产值 1 83 亿元 在农业产值中 种植业为 1 15 亿元 牧 业为 6714 万元 林业为 167 83 万元 4 1 24 1 2 工程建设的必要性工程建设的必要性 该工程治理段为 XX 沟末尾地段 河道主河槽不明显 河床 25 级阶地高出河漫滩仅为 0 3 0 8m 河漫滩与 级阶地无明显界限 详见照片 致使洪水历年泛滥成灾 由于上游无防洪河堤 每遇 洪水 就会淹没农田和冲毁耕地 造成大片良田绝收 甚至造成人 畜的伤亡 每年不可避免的洪水灾害已经成为当地农民面临的最为 严重的自然灾害 严重威胁着沿岸村民生命财产安全和当地农业生 产的发展 因此 对该河段进行堤防建设 对保护村民安全 提高 当地农业经济效益是非常迫切的 也是非常必要的 工程区现状详 见图片 1 4 4 1 34 1 3 工程的建设是社会发展的需要工程的建设是社会发展的需要 该工程为小流域治理项目 工程建设的必要性一是保护村庄及 耕地 项目区由降水引发的地表洪水多年冲刷而形成 由于缺乏统 一规划治理 资金缺乏 洪水季节沟谷两岸农田淹没受冲刷侵蚀严 重 使耕地面积不断减少 该段多年来一直未进行有效治理 常年 遭受季节性洪水的侵蚀 严重影响和制约了当地经济的持续 近年 来在麻子川乡政府及水利部门的共同努力下 对局部沟道进行了规 划治理 工程的建设可新减少水土流失 保护环境 发展农村经济 保障当地群众的正常生产和生活 利于促进当地小城镇建设 有利 于进一步打破城乡二元结构不合理的格局 缩小城乡差别 加快城 镇化进程 带动农村经济的发展 河堤的建设主要目的是护村护田 并在河堤两岸植树造林 美化环境 具有较好的环境生态效益 当地基础设施薄弱 治理段是当地主要农业基地 发展科技农 业的潜力较大 该工程的建设能够保护村民生命财产及耕地的安全 促进地方经济发展 因此在保证河道行洪宽度的前提下 兴建堤防 工程是十分迫切和必要的 26 4 2 工程建设内容 工程起始于 XX 县临潭边界交汇处废旧沙场 结束于 XX 沟村 设计治理段河长 3 68km 流域内植被覆盖较差 水土流失严重 治 理区域内沿岸村社较为集中 人口稠密 工程主要保护对象为 XX 镇 关上村 XX 沟村 2 个村民小组 350 户 1467 人免受洪水的侵害 保 护沿岸 960 亩耕地安全 工程新建堤防长度为 2 6212 621km 其中 左岸 2 205km 右岸 0 416km 排洪涵管 1 1 座 27 5 工程布置及设计 5 1 设计依据 5 1 15 1 1 工程及建筑物级别工程及建筑物级别 XX 县 XX 镇 XX 沟河河堤工程保护对象为 2 个村民小组 350 户 1467 人及沿岸 960 亩耕地安全 根据 防洪标准 GB50201 2014 规定 确定保护对象等级为 等 按 堤防工程设计规范 GB50286 2013 规定 该段设计堤防工程主要建筑物级别为 4 级 防洪标准按 10 年一遇洪水设计 洪峰流量 158 34m3 s 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2015 本工程区地 震动峰值加速度为 0 15g 相应地震基本烈度为 度 地震动反 映谱特征周期为 0 45s 5 1 25 1 2 设计基本资料设计基本资料 1 气象 极端最高气温 31 5 极端最低气温 26 3 年降水量 588 2mm 最大风速 24m s 最大冻土深度 75cm 2 水文 多年平均流量 71 86m3 s 最大冻土深度 75cm 3 堤防地质特性 砂砾石基础允许承载力 0 4Mpa 28 砼 砂卵砾石摩擦系数 0 5 堤基允许水力坡降 0 10 0 12 稳定堤坡迎水面 1 1 5 背水面 1 1 25 堤身砂卵砾石夯填要求相对密度大于 0 60 4 地震设防烈度 度 5 1 35 1 3 依据的主要规程 规范和资料依据的主要规程 规范和资料 1 水利水电工程初步设计报告编制规程 SL 619 2013 2 防洪标准 GB 50201 2014 3 堤防工程设计规范 GB 50286 2013 4 城市防洪工程设计规范 GB T 50805 2012 5 水利水电工程建设征地移民设计规范 SL 290 2009 6 水利水电工程设计洪水计算规范 SL 44 2006 7 水利水电工程等级划分及洪水标准 SL 252 2000 8 水工挡土墙设计规范 SL 379 2007 9 水工建筑物抗冰冻设计规范 GB T50662 2011 10 水工建筑物抗震设计规范 SL 203 1997 11 水利水电工程设计工程量计算规定 SL328 2005 12 水利水电工程合理使用年限和耐久性设计规范 SL654 2014 13 水利工程建设标准强制性条文 2016 年版 14 相关施工规范和概算定额 15 其他有关的技术 规范规程 5 2 堤防布置原则 29 根据 堤防工程设计规范 GB50286 2013 堤线布置应遵 循以下基本原则 结合现状河道布置河堤线 尽可能避开主洪的顶冲点 堤线 应与河势流向相适应 并与大洪水的主流向大致平行 堤线应力求平顺 各堤段平缓连接 不得采用折线或急弯 堤距布置要能满足河道一定过水断面要求 保证设计洪峰流 量安全通过 应考虑工程施工 工程维修 防汛抢险等的交通运输条件 充分考虑已有防护工程及桥梁等天然节点过流能力的影响 因地制宜 就地取材 因势利导 重点治理 尽量避免工程对周围环境带来不利影响 对难以避免的影响 要采取有效措施加以保护 堤线的布置尽可能利用有利地形 布置在土质较好 比较 稳定的滩岸上 同时尽可能避免大挖方或大填方 堤线的布置尽可能避免与河争地 满足安全 通畅泄洪的 要求并力求少占耕地 避免房屋等建筑物的拆迁 5 3 河相关系分析及已建和拟建建筑物情况 防洪河段总体河势具有蜿蜒型河道的特点 由正反相间的曲率 达到一定程度的弯道和长短不等的过渡段连接而成 由于河道宽浅 河床质为薄层砂壤土 结构疏松 抗冲刷能力较差 造成河道主流 左右偏移 河床冲淤规律受河道形态和河床质所控制 在中断出现 鹅头型河湾 有叉形河道的明显特征 分主叉和次叉 过渡段显现 出游荡河道的特点 工程段河势总体上是稳定的 不会发生大的河 30 槽变迁 在总体稳定的前提下 河床局部失稳现象是存在的 河道 的蜿蜒特性使河道凸岸淤积 凹岸冲刷 河道的局部分叉型使该段 河道主次叉交替变化 游荡型河段主流摆动 5 4 稳定河宽计算 按阿尔图宁公式复核稳定河宽 计算如下式 1 21 5 BAQJ 上式中 B 直河段整治宽度 m Q 造床流量 取 2 年一遇洪峰流量 53 37m3 s A 河宽系数 取 1 3 J 河床比降 计算结果为 20m 与现有河道宽度基本吻合 5 5 治理段堤线布置 设计针对治理段现状和防护范围 根据河道的地形 地质条件 水文泥沙特性 河床演变特点 冲刷变化规律等自然因素 和两岸 的居民区 村庄 农田等社会因素进行综合分析 上下游 左右岸 统筹兼顾整体布置河堤 设计治理段以防护村庄 耕地为主 河道 两岸均进行全线防护 确定治理河道长 3 683 68km 新建堤防 2 6212 621km 其中 左岸 2 205km 右岸 0 416km 新建堤防基本沿河道两侧耕地边缘 原有河道岸坎线布置 治 导线布置特性详见河堤各堤段线型规划表 5 1 31 河堤各堤段线型特性表 表表 5 15 1 流域名称河岸桩号 堤段长 度 m 线型 半径 m 圆心角 备注 0 000 堤首段 0 0000 07979 直线 0 0790 14667 圆弧 18021 21 0 1460 22882 直线 0 2280 24315