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防洪评价报告(报批稿)目录TOC\o"1-1"\u1概述 11.1项目背景 21.2编制依据 51.3技术路线及工作内容 62石横大桥 92.1基本情况 102.2河道演变 122.3防洪评价计算 132.4防洪综合评价 262.5工程影响防治措施 282.6结论与建议 283ddA匝道大桥 343.1基本情况 353.2河道演变 373.3防洪评价计算 383.4防洪综合评价 513.5工程影响防治措施 533.6结论与建议 564乔美大桥 594.1基本情况 604.2河道演变 624.3防洪评价计算 634.4防洪综合评价 764.5工程影响防治措施 784.6结论与建议 785美宫1#大桥 855.1基本情况 865.2河道演变 885.3防洪评价计算 895.4防洪综合评价 1015.5工程影响防治措施 1035.6结论与建议 104附图一**县**至**高速公路线路示意图附图二九龙江流域水系分布示意图附图三桥址位置图附图四yy大桥平面图附图五ddA匝道大桥平面图附图六ww大桥平面图附图七**1#大桥平面图附图八yy大桥桥型布置图附图九ddA匝道大桥桥型布置图附图十ww大桥桥型布置图附图十一**1#大桥桥型布置图附图十二大桥岸堤防护加固断面图防洪评价报告1概述PAGE11概述
1.1项目背景拟建海峡西岸经济区高速公路网****至**高速公路位于**省南部的*****县境内,****至**高速公路是海峡西岸经济区高速公路网的重要组成部分,也是闽南厦漳泉三市地方高速公路网的重要组成部分,还是扩大海峡两岸交流合作最主要的通道之一。**省位于我国东南沿海,地处东经115°50′~120°44′,北纬23°30′~28°19′之间,东北与浙江省毗连,北部及西北部与江西省接壤,西南部与广东省交界,东隔台湾海峡与台湾省相望。**省是我国东海与南海的交通要冲,是我国对外开放与世界经济文化交流的重要门户和基地。全省形似斜长方形,东西宽480km,南北长530km,陆地面积12.14万km2,辖9个地级市,2006年全省人口3558万人。解放以来特别是改革开放以来,全省经济快速发展,2006年全省地区生产总值7614.55亿元,人均地区生产总值21400元,三次产业结构比例为11.8:49.8:38.4,经济结构不断优化,第一产业持续下降并趋于稳定,第二产业不断提高,所占比重最大,第三产业稳步发展,全省经济发展水平已经处于工业化中期阶段。据国家统计局对全国社会经济评价认为,**省是改革开放以来经济综合力上升最快的省份之一。***位于**省南部,其地理位置界于东经116°53′~118°09′,北纬23°32′~25°13′之间,东北与厦门、泉州市毗邻,西南与龙岩市、广东省交界,东隔台湾海峡与台湾相望,面对台湾、南临港澳,处于厦门、汕头两个经济特区之间,地理位置十分优越。全市陆地面积1.26万km2,辖一市二区八县,即龙海市、芗城区、龙文区、漳浦县、云霄县、东山县、诏安县、平和县、南靖县、华安县和**县,2007年全市人口478万人,全市生产总值863.7亿元,区域地势平坦,是闽南“金三角”的中心城市之一,其特殊的区位和产业基础,已成为**省最富发展潜力的城市之一。拟建****至**高速公路的建成将完善国家和区域高速公路网布局、充分发挥高速公路网功能、提高综合运输效率,推动海西经济区的建设;有利于进一步发挥厦门湾港口群的资源优势,带动临港产业的发展;还将促进海峡两岸“三通”,提高区域国防交通保障能力。总之,本项目的建设是:完善路网布局的需要;扩大对台交流合作的需要;建设海峡西岸经济区和促进区域经济发展的需要;促进泛珠江三角洲区域交通一体化的需要;适应交通量快速增长的需要;增强国防交通保障的需要。根据中交第二公路勘察设计研究院有限公司编制的《海峡西岸经济区高速公路网****至**高速公路初步设计说明书》(2009年12月),项目起点位于厦门、***分界处的漳州**县**,与福广线厦门云埔至罗溪段高速公路相接,设**1#大桥跨龙津溪、同枋县道,路线下坡设**2#大桥,经寨内后于后井设**分离式中桥跨同枋县道,路线前行于后炉设**3#大桥,于林口设ww1#大桥、ww2#大桥,经内洋、北山后,于yy村的内厝设dd互通连接同枋县道,过dd互通后设yy大桥跨龙津溪、同枋县道,接后料短隧道,经后料进入科山特长隧道(3626m),隧道出口设科山1#中桥、科山2#大桥、科山3#大桥,经竹塔穿新村隧道后,路线沿龙津溪南侧山坡地前行,经顶厝至科山村,设科山枢纽互通(预留)与规划的沈海复线安溪官桥至漳州**段高速公路相接,经谢潭后设岩溪互通连接省道207线,过岩溪互通后,于田头村设田头1#分离式中桥、田头中桥、田头2#分离式中桥(跨岩兴县道),路线穿狮子头隧道后,经双门山、石桥,于白石村前设白石分离式小桥跨坦克旅部队规划路,然后经塘仔内、五房,至**县**镇的庵下为本路段的设计终点(K25+000),通过**枢纽互通(该互通纳入厦成高速公路漳州段一并设计)与厦成高速公路漳州段连接,路线总长26.34km(设计里程25.0km)。路线于K0+286.656~K0+987.096为**1#大桥,跨越龙津溪支流dd溪;路线于K3+631.000~K4+418.000为ww大桥,跨越龙津溪支流dd溪;路线于AK0+074.980~AK0+263.920为ddA匝道大桥(dd互通连接同枋县道的匝道大桥),跨越龙津溪支流dd溪;路线于K6+830.5~K7+168.5为yy大桥,跨越龙津溪支流dd溪;全线计4次跨越龙津溪支流dd溪河道。各桥址位置详见附图3。根据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国防洪法》、《中华人民共和国河道管理条例》以及《**省防洪条例》等,河道范围内的建设项目均应进行防洪评价并编制评价报告。2009年12月,受***厦成高速公路有限责任公司的委托,我院承担海峡西岸经济区高速公路网****至**高速公路yy大桥、ddA匝道大桥、ww大桥及**1#大桥防洪评价报告书的编制任务。接到任务后,我院立即组织技术力量对各桥址进行现场踏勘及测量。在现场查勘及测量的基础上,收集、调查、了解相关资料,根据有关规程、规范及技术标准的要求进行水文分析计算及防洪影响评价,于2010年1月下旬如期完成《海峡西岸经济区高速公路网****至**高速公路yy大桥、ddA匝道大桥、ww大桥及**1#大桥防洪评价报告(送审稿)》的编制。2010年2月6日,**县水利局组织有关专家以及业主单位***高速公路建设总指挥部、桥梁设计单位中交第二公路勘察设计研究院有限公司及我院等相关部门召开该防洪评价报告评审会,与会专家对报告提出了许多的宝贵的修改完善意见,根据这些意见进行修编后,于2010年3月1.2编制依据1.2.1法律法规和政策⒈《中华人民共和国水法》;⒉《中华人民共和国防洪法》;⒊《中华人民共和国河道管理条例》;⒋水利部、国家计委水政【1992】7号《河道管理范围内建设项目管理的有关规定》;⒌《**省防洪条例》。1.2.2技术规范标准及规划设计成果1.《防洪标准》GB50201-94;2.3.《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004;4.《公路工程技术标准》JTGB01-2003;5.《水利工程水利计算规范》SL104-95;6.《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2006;7.《水利水电工程水文计算规范》SL278-2002;8.《水文调查规范》SL196-97;9.《水力计算手册》;10.《海峡西岸经济区高速公路网****至**高速公路初步设计说明书》(中交第二公路勘察设计研究院有限公司2009年11月);11.《海峡西岸经济区高速公路网****至**高速公路初步设计审查意见及批复》(2009年11月);12.《海峡西岸经济区高速公路网****至**高速公路初步设计yy大桥、ddA匝道大桥、ww大桥及**1#大桥设计图纸》(中交第二公路勘察设计研究院有限公司,2009年11月)13.相关河流的综合规划、河道整治与防洪工程设计报告等。1.3技术路线及工作内容龙津溪流域内主要有**和枋洋两个水位站,主要观测水位及雨量,也有较少的流量观测资料。**水位站位于**城关,控制流域面积855km2,约占龙津溪流域面积(924km2)的92.5%;该站设立于1962年7月,观测水位资料延续至今(在1956,1958至1962年也有观测水位),漳州水文水资源分局曾于1984年7月在**水位站下游约600m处布设断面测流,并同步观测相关水位,为建立**水位站的水位流量关系曲线积累了宝贵资料,现有自1956年以来的由实测水位查水位流量关系而得的流量资料。枋洋站于1960年由**省水利水电勘测设计研究院为建设枋洋水库而设立的观测站,观测历时仅两年半,流量资料不完整。除此之外,**省沿海各流域设立的东张、渡里、濑溪、赤桥、诏安、东圳、造水、太平口、上河、溪源宫、五丰、吉宦、外渡等水文站,至今都具有较长观测资料,可以作为本论证洪水计算的依据或参考。防洪评价采用资料除了上述水文站测验资料外,还包括河道地形图、河道断面图、大桥设计资料及地质勘察资料等。****至**高速公路yy大桥、ddA匝道大桥、ww大桥及**1#大桥防洪评价主要工作内容有:⒈桥址设计洪水及洪水位推求;⒉壅水计算;⒊冲淤及河势分析;⒋在上述计算基础上,进行防洪影响论证,提出防洪评价结论。计算方法简述如下:一、设计洪水分析计算方法yy大桥、ddA匝道、ww大桥及**1#大桥计四座大桥均位于龙津溪上游支流dd溪,各桥址控制流域面积分别为103.6km2、103.4km2、49.6km2、根据《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2006规定,各桥址设计洪水计算分别采用推理公式法、瞬时单位线法、水文比拟法和地区综合法分别计算,经适应性分析后择优选用。二、设计洪水位计算方法各桥址处均未有水位流量关系测验,根据天然河道洪水水面线计算方法推求各桥梁所在河段洪水水面线,再查得大桥桥址各频率设计洪水位。三、桥梁壅水计算方法根据桥梁结构型式、河道特性按两种经验公式分别估算桥梁壅水高度:⒈公路部门经验公式;⒉华水桥差公式。经适用性分析后确定采用值。防洪评价报告2yy大桥2石横大桥
2.1基本情况2.1.1建设项目概况拟建****至**高速公路yy大桥位于龙津溪上游dd支流,大桥上距dd工业区约2km。建设yy大桥,目的在于解决跨越dd溪的交通问题以及桥下河道行洪问题,是确保****至**高速公路的重要建设项目之一。根据中交第二公路勘察设计研究院有限公司编制的《****至**高速公路初步设计yy大桥设计图纸》(2009年12月),大桥全长337.0m,左线里程为K6+830.5~K7+167.5,右线里程为K6+831.5~K7+168.5,中心里程为K6+999.0。桥梁设计等级为公路-Ⅰ级,为双向4车道桥梁。桥梁上部结构:3×30+3×40+4×30m连续刚构T梁。下部结构:0#桥台采用肋板式台,10#桥台采用柱式台,桩基础,桥墩采用柱式墩,桩基础。桥面设计高程为112.580~116.846m,桥梁高3.7m,梁底108.88~113.16m。桥面宽度为26.0m,横断面为0.5m护栏+11.75行车道+0.5m护栏+0.5m隔离带+0.5m护栏+11.75yy桥桥址以上控制流域面积103.6km2,设计洪水频率为1%,设计洪峰流量值为1350m3/s,大桥跨越龙津溪支流dd溪,桥位中轴线与水流方向基本呈正交,有2座桥墩座落在河道内,2座桥墩落在左岸滩地的农田上,2座桥墩落在右岸岸坡上,桥墩在河道行洪时将对洪水水流产生阻水作用2.1.2河道基本情况2.1.2龙津溪为九龙江北溪一条支流,其发源于泉州市安溪县境内的佛耳山南麓,流经安溪县的西坪、龙涓、虎丘及*****县的枋洋、岩溪、**、武安等乡镇,经龙文区洛滨汇入九龙江北溪。龙津溪流域面积924km2,河长80km,河道平均坡降5.5‰。流域呈现狭长形,上游坡缓,两岸狭谷对峙,遇有台风暴雨,洪水来势凶猛,陡涨陡落;下游坡缓,两岸开阔,地势平坦,洪水消退缓慢。龙津溪的水系呈树枝状,龙津溪流域面积50km2以上的支流有5条,即罗岩溪、内枋溪、dd溪、湖珠溪、**溪,各支流流域面积分别为56.4km2、95.0km2、106.0km2、79.4km2、67.3km2。龙津溪上现有的主要水利工程有小(2)型以上蓄水工程23座,其中中型水库1座为活盘水库,小(1)型水库3座(大枋水库、内寮水库和江新水库),小(2)型水库19座。活盘水库为**县也是龙津溪中下游地区唯一一座中型水库,该水库位于龙津溪支流**县**镇上花村,距**县城关13.0km,水库坝址以上集水面积30.5km2,坝址以上主河道长11.0km,坡降45.9‰,水库总库容1992.8万m3,调洪库容为159万m3。龙津溪流域属亚热带海洋性季风气候区,温暖湿润,日照充足,雨量充沛。流域多年平均降雨量为1500~1900mm,从上游向下游递减。根据**城关站1936~2006年64年(缺1946、1949~1954年7年)统计,城区多年平均年降雨量为1520.9mm,活盘水库站1964~2006年43年平均年降雨量为1633.9mm。降雨主要集中于3~9月,约占全年降雨量的85%。根据**县气象站统计,多年平均气温21℃,极端最高气温38℃,极端最低气温-1.7℃;多年平均风速1.7m/s;多年平均相对湿度80%。2.拟建yy大桥位于龙津溪支流dd溪下游河段,大桥距dd工业区约2km。桥址所在河段河道基本顺直,水流呈东南向西北流,下游约1km的一河道转弯处。桥址所在河段河道断面形状呈“U”字型,河道坡降较陡。根据地质钻孔资料,河床表层土质沙层或卵石层,沙层薄,卵石层厚度达4.0m以上。桥址河槽宽度仅60m左右,左岸滩地发育,滩地被开垦用作农田以及石雕厂,右岸为人工填过土的平台,占用了部分河道影响河道行洪。桥址处河道边2.1.3现有水利工程及水利规划情况大桥所在河段为龙津溪的上游,现状没有正规的防洪水利工程,仅在左岸有农民自建的简易小堤用以保护堤外农田,堤顶高程86.0m左右。龙津溪历年来陆续有进行流域综合规划、防洪规划等,但没有涉及到桥址所在位置的工程规划。2.2河道演变yy大桥所在河段的历来勘察资料及规划设计资料较少,也未见过河床演变的历史资料。从桥址附近地形地势以及上下游关系来看,桥址上游为2km、下游1km为转弯河道,桥址正处于上下游弯道之间的连接顺直段,略有弯曲,河面一般在50~100m,河床呈“U”字型,河道坡降较陡,水流方向由东南向西北,前期河床演变为了行洪有足够的宽度,河床应是缓慢的冲刷状态,河槽逐渐加宽刷深,直到河槽发育成熟后,水流逐渐变缓,反过来对河床冲刷起抑制的作用,两岸开阔地带水流缓慢,滩地逐渐淤积,河床演变后期,河槽多卵石、粗沙,河槽冲淤变化总体上逐渐趋于平衡,河流流态与河道走向较稳定大桥桥位与河道水流方向基本呈正交,有2座桥墩座落在河道内,2座桥墩落在左岸滩地的农田上,2座桥墩落在右岸岸坡上,大桥的建设对河床变化会产生影响,主要表现在两个方面,其一、由于桥梁的建设,过水断面减少,桥前形成壅高,桥前流速略有减小,桥址上游壅水范围内河床可能略有淤积。其二、由于桥孔压缩水流,桥下流速增大,使水流的挟沙能力增大,可能引起桥下河槽的冲刷,使桥下河槽局部加宽加深,并趋向冲淤平衡,平面流态变化不大。2.3防洪评价计算2.3.1水文分析计算2.3.1龙津溪流域内主要有**和枋洋两个水位站,主要观测水位及雨量,也有较少的流量观测资料。**水位站位于**城关,控制流域面积855km2,约占龙津溪流域面积(924km2)的92.5%;该站设立于1962年7月,观测水位资料延续至今(在1956,1958至1962年也有观测水位),漳州水文水资源分局于1984年7月在**水位站下游约600m处布设断面测流,并同步观测相关水位,近几年来,由于采砂严重超采造成河道下切,漳州水文分局历年都有进行洪水测流,并适时对原水位流量关系进行修订,为建立**水位站的水位流量关系曲线积累了宝贵资料,现有自1956年以来的由实测水位查水位流量关系而得的流量资料。枋洋站于1960年由**省水利水电勘测设计研究院为建设枋洋水库而设立的观测站,观测历时仅两年半,流量资料不完整。除此之外,**省沿海各流域设立的东张、渡里、濑溪、赤桥、诏安、东圳、造水、太平口、上河、溪源宫、五丰、吉宦、外渡等水文站,至今都具有较长观测资料,可以作为本论证洪水计算的依据或参考。2.3.1流域的暴雨主要是由于两类气象因素而产生,一类为太平洋或南海一带热带风暴入侵,另一类为北方入侵的冷气流,前者多发生于7~9月间,后者多发生在5、6月。由太平洋台风入侵所挟带的暴雨量较大,尤以从广东省汕头登陆,转向东北,风向为东南偏东的台风,所引起的暴雨更为严重。从康藏高原入侵的冷空气与流域内不稳定气流相遇时亦将在流域内出现暴雨,但一次雨量一般不会很大。龙津溪流域洪水系由台风暴雨所造成,流域呈现狭长形,上游坡陡,两岸峡谷对峙,遇有台风暴雨,洪水来势凶猛,下游河道坡降趋缓,两岸开阔,地势平坦,河道泄洪量锐减,经常发生洪水浸滩,淹没耕地,受北溪洪水顶托,下游洪水消退缓慢。龙津溪洪水过程线以单峰型为主,双峰型较少,洪峰陡尖,传播时间快,从枋洋溪口至**城关只需约4小时。本工程地处龙津溪上游,属山区性河流,坡降陡,流速大,洪水陡涨陡落,洪水历时与暴雨历时相关密切,一般历时为1天左右。2.3.1大桥处于龙津溪支流dd溪,集雨面积103.6km2,河道长度17.15km,平均坡降20.65‰。流域内无实测流量资料,根据规范,拟采用推理公式法、瞬时单位线法、水文比拟法和地区综合法分别计算设计洪水,经比较后择优选用。1、推理公式法和瞬时单位线法推理公式法和瞬时单位线法同属暴雨推求设计洪水方法,设计暴雨根据**省暴雨等值线图集查得流域各短历时设计暴雨参数,详见下表。暴雨统计成果表表2-1历时暴雨参数各频率设计暴雨值(mm)均值(mm)CvCs/Cv1%2%5%10%1h550.403.512711497.684.46h870.473.522720116714124h1500.483.5398353292245根据上述分析的流域设计暴雨成果以及流域汇水面积、河道长度、平均陂降等分别按推理公式法和瞬时单位线法计算不同重现期的设计洪水,计算成果详见表2-2。2、水文比拟法龙津溪流域内仅有**水位站和枋洋水位站,其中枋洋水位站观测资料不完整,难于分析该站成果。工程选取**水位站作为水文比拟法的参证站。由**站长系列实测洪水位查相应水位流量关系曲线,可求得**水位站1956~2006年(缺1957年)共50年洪峰流量系列,根据此洪水系列进行P-Ⅲ线型频率曲线适线,求得**站洪水成果为:。大桥集雨面积103.6km2,各频率设计洪水按面积比的n次方移用**站洪水成果,面积指数采用**沿海地区综合成果值n=0.72,Cv值采用地区综合法分析而得。计算大桥桥址设计洪水为:,成果详见表2-2。3、地区综合法根据**省沿海地区各水文站东张、渡里、濑溪、赤桥、诏安、东圳、造水、太平口、上河、溪源宫、五丰、吉宦、外度等计13个站点洪水统计参数,点绘区域洪水参数与流域面积相关图。根据大桥集雨面积由地区综合线即可查算设计洪水,其成果为:,成果详见表2-2。不同方法计算设计洪水成果表表2-2方法各频率设计洪峰流量(m3/s)备注1%2%5%10%推理公式法13501180945764采用瞬时单位线法1130995810697参考水文比拟法1006840628474参考地区综合法12651057790596参考从各种方法计算成果看,水文比拟法最小,且大桥集雨面积与参证站**水位站相差大,不予考虑;其它三种方法成果较接近,地区综合法在重现期大时居中,重现期小时又小,瞬时单位线在重现期大时居中,重现期小时居中,推理公式法则最大,考虑到地处**省沿海山区,工程流域面积较小,符合推理公式法计算的要求,同时为安全考虑,本论证推荐采用推理公式法成果。如表2-2所示。2.3.1拟建****至**高速公路yy大桥位于龙津溪上游dd支流,大桥上距dd工业区约2km。桥址未曾有过水位、流量测验,桥址设计洪水位拟采用天然河道洪水水面线计算方法来推求大桥上下游各频率设计洪水水面线,再查得桥址设计洪水位。一、基本资料⑴断面断面采用本院最新2009年12月施测的dd溪yy大桥与ddA匝道大桥上下游河段断面成果资料。本次水面线推算从yy大桥下游250m至ddA匝道大桥上游牛角厝村,全长2.0km,采用断面个数10个,平均断面距220⑵糙率大桥河段无实测流量,根据2006年7月16日洪水,按调查洪痕确定洪水水面比降3.1‰,并对照天然河道糙率表反复推敲,综合分析确定该场洪水流量以及率定该河段糙率值为n=0.060~0.065。这与该河段河槽灌木杂草丛生、两岸许多滩地被占用的河道现状是比较吻合的。二、起始水位选取yy大桥桥下250m处河道较平顺、规则的9#断面作为水面线推求起始断面,该断面下距龙津溪干流4.5km,河段陂降约达3.0‰以上,洪水陂降陡,基本不受干流顶托影响,断面距枋洋水利枢纽工程溪口闸址约10km,水闸上下游水头差小,也不会影响该断面洪水位式中:——过流量();——河道糙率;——过洪面积();——水力半径();——河道坡降。利用上述2006年7月16日调查洪水位确定的河段洪水水面比降3.1‰以及率定的河道糙率,按实测河道断面推求起始断面水位流量关系,见表2-3。yy大桥桥下9#起始断面水位流量关系表表2-3水位(国家85高程:m)81.082.083.084.085.086.087.088.0流量(m3/s)0.6017.474.4167303.560710601630起始水位根据各频率设计洪水流量由起始断面水位流量关系查得,各频率起始水位见表2-4。各频率起始水位成果表表2-4P(%)1%2%5%10%流量(m3/s)13501180945764水位(m)87.5287.2186.7686.36三、设计洪水水面线天然河道水面线采用河道恒定非均匀流水面曲线方程式进行计算,其公式为:,式中:—上、下游断面平均水位(m);—为上、下游断面水流平均流速(m/s);—为沿程水头损失(m),;—为局部水头损失(m),,为局部水头损失系数:顺直和收缩河段,取=0;逐渐扩散段,=-(0.3~0.5);急剧扩散段,=-(0.5~1.0)。按上述计算原则及选用参数推求大桥上下游河段设计洪水水面线,成果详见表2-5。大桥上下游河段设计水面线成果表表2-5断面编号累距(m)断面位置各频率设计洪水位(m,国家85高程,下同)1%P=2%P=5%P=10%9#087.5387.2186.7686.368#250yy大桥88.2087.8587.3986.967#40588.7188.3987.8987.466#570ddA匝道大桥89.3189.0288.5388.105#82590.2489.9289.4389.014#111591.0490.7590.3089.873-1#1270下溪沙91.5291.2690.8190.393#140091.9591.6691.2190.772#167092.8592.5692.0591.581#2000牛角厝93.9693.6493.1092.57四、大桥设计洪水位根据上述洪水水面线的推求成果,查得大桥桥址各频率设计洪水位,详见表2-6。大桥桥下设计洪水位成果表表2-6项目1%P=2%P=5%P=10%设计流量(m3/s)13501180945764设计水位(m)88.2087.8587.3986.962.3.2壅水分析计算2.3.2大桥桥位与河道水流方向大体上基本呈正交,大桥全长337.0m,桥跨组合为:3×30+3×40+4×30m。大桥有2座桥墩座落在河道内,2座桥墩落在左岸滩地的农田上,2座桥墩落在右岸岸坡上。大桥选用设计标准为100年一遇洪水,桥面设计高程为112.580~116.846m,梁底108.88~113.16m,桥墩采用桥墩采用柱式墩,桩基础。大桥桥前最大壅水高度分别采用公路部门经验公式和华水桥差计算公式分别计算,经适用性分析后确定采用值。一、公路部门经验公式,式中:——桥前最大壅水高度();——系数,与水流进入桥孔的阻力有关,一般;——桥下平均流速();——桥前河流全断面平均流速()。根据桥址河道断面特性及桥梁设计方案对桥梁阻水面积及阻水宽度进行分析,采用投影法分析计算墩台斜向阻水,按上述公式计算大桥水位壅高,其成果详见表2-7。水位壅高成果表(公路经验公式法)表2-7频率P=1%P=2%P=5%P=10%流量()13501180945764水位()87.5287.2186.7686.36()574.9527.3464.1406.4()2.3482.2382.0361.880桥的阻水面积()35.433.029.426.3()539.5494.3434.7380.1()2.5022.3872.1742.010壅水高度()0.0750.0690.0580.051备注取系数=0.10。二、华水桥差公式大桥桥面设计高程高,当发生设计洪水时不会产生漫桥,可采用华水桥差公式计算:,式中:——流速系数;——侧收缩系数;——桥下净过水面积();——天然过水面积()。按上述公式计算大桥水位壅高,其成果见表2-8。水位壅高成果表(华水桥差公式法)表2-8频率P=1%P=2%P=5%P=10%流量()13501180945764水位(黄海:)87.5287.2186.7686.36()574.9527.3464.1406.4()539.5494.3434.7380.1壅水高度()0.0830.0760.0630.055备注取系数=0.95,=0.95三、大桥水位壅高采用成果从上述计算结果看,两种计算方法估算桥梁水位壅高成果均较小,成果较接近,采用对工程较为不利的华水桥差公式法计算的成果,即大桥10年一遇洪水壅高0.055m,桥上洪水位86.415m;20年一遇洪水壅高0.063m,桥上洪水位86.823m;50年一遇洪水壅高0.076m,桥上洪水位87.286m;100年一遇洪水壅高0.083m,桥上洪水位87.603m。2.3.2壅水长度按下式估算:,式中:——壅水曲线的全长();,——桥前最大壅水高度();——桥址河段天然水面坡降。经估算,10~20年一遇洪水壅水长度约为50m。2.3.3冲刷与淤积分析前面已对河床演变趋势作过分析,在没有人为因素(例如采沙作业)强力干扰情况下,大桥所在河段河床多卵石、粗沙,河槽冲淤变化总体上逐渐趋于平衡,河流流态与河道走向较稳定,平面形态变化不大。建桥后,由于桥孔压缩水流,桥下流速增大,使水流的挟沙能力增大,形成桥下的一般冲刷,另一方面由于墩台阻水产生水流结构变化而引起的局部冲刷。建桥后,由于桥孔压缩水流,桥下流速增大,水流挟沙能力也随之增大,引起整个桥下断面的河床冲刷。随着一般冲刷的发展,桥下断面逐渐增大,流速相应降低,桥下河槽的泥沙输送和交换达到暂时的平衡状态,或者流速降低到不能继续冲刷河床时,冲刷即趋于停止。桥墩局部冲刷的产生是因为桥墩阻碍了水流,被阻水流在桥墩周围形成强烈的漩涡。这种漩涡具有很大的动能,淘刷桥墩周围,特别是迎水面的河床泥沙,形成局部冲刷坑。随着冲刷坑的加深,水流能量减小,狭沙能力降低,当水流对床面泥沙的作用与床面泥沙对水流的抗冲作用达到相对平衡时,冲刷即行停止。2.3.4河势影响分析桥址处河道基本顺直,水流呈东南向西北流,桥址所在河段河道断面形状呈“U”字型,河道坡降较陡,主槽摆动不明显,河流走向基本稳定。大桥桥位中轴线与水流方向基本呈正交,建桥后,洪水水流方向基本不会发生变化,由于桥梁阻水作用以及桥孔对水流压缩作用,建桥后使得洪水流速变大,从而影响河势。2.3.4建桥前桥址处100年、50年、20年和10年一遇洪水水流平均流速分别为2.348m/s、2.238m/s、2.036m/s和1.880m/s;建桥后100年、50年、20年和10年一遇洪水水流平均流速分别为2.502m/s、2.387m/s、2.174m/s和2.010m/s,建桥前后断面平均流速增加0.130~0.154m/s,增大6.6~6.9%。2.3.4建桥后使得桥下流速变大,从而影响河势,主要体现在:⑴在大桥壅水影响范围内,流速略有减缓,水流挟沙能力有所下降,局部可能造成少量淤积。⑵桥址断面处,过水断面面积减小,流速增加,桥址下游区水流由于流速增加,对河床、河岸有可能产生一定冲刷。⑶桥址桥墩附近水流的紊动作用增强,对河势影响表现为对桥墩处河床的局部冲刷,对岸坡、堤脚可能形成冲刷或淘刷。2.4防洪综合评价2.4.1与现有防洪标准、有关技术要求和管理要求的适应性分析yy大桥全桥长307.0m,单孔跨距为30~40项目所在河段对本项目建设并没有禁止性管理规定。2.4.2对行洪安全的影响分析大桥设计洪水频率为1.0%,设计洪水位87.52m,计算桥前壅水高度为0.083m,则桥前计算水位为87.603m。桥面设计高程为112.580~116.846m,高于设计洪水位21.2m以上,河道泄洪为桥下泄流,根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004规定,按洪水期有大漂流物考虑,桥下最小净空不小于1.50m,可见,大桥的桥下净空高度满足规范的要求,本项目行洪满足规范规定。由于壅水作用,使得上游影响河段内断面流速略有减小,造成河床泥沙略有淤积,对上游影响河段泄洪会产生一定的不利影响。建桥后,10年、20年一遇洪水桥前壅高为0.055m和0.063m,在同等天然洪水位条件下过流量比天然情况下减少40~50m3/s。2.4.3对河势稳定的影响分析桥址所在河段河道基本顺直,河道断面形状呈“U”字型,河道坡降较陡。主河槽宽度仅60m左右,左右岸滩地部分被占用,影响河道行洪。大桥中轴线与水流方向基本呈正交,建桥后洪水水流方向基本不会发生变化,但桥下水流可产生冲刷作用。建桥后,在大桥壅水影响范围内,流速有所减缓,水流挟沙能力有所下降。由于桥孔压缩水流,使得桥下流速变大,形成桥下一般冲刷,对河床、河岸会产生一定冲刷,桥下断面河床高程将略有降低,主河槽深槽可能有所成长向下游推移,这种影响一般发生在桥下较短的范围内。另外桥墩及墩台对河道行洪的阻水作用,在桥墩周围会产生有害水流流态,从而对墩周围河床或岸坡产生一定的淘刷作用。2.4.4对现有及规划水利工程与设施的影响分析大桥所在河段现状仅在左岸有农民自建的简易小堤以保护堤外农田,在龙津溪流域综合规划、防洪规划及水电开发规划等,均没有涉及到桥址所在河段的工程规划。该简易小堤堤顶高程仅86.0m左右,堤高约1.6m,宽1.5m,边坡约1:0.2,为块石及卵石干砌体。大桥建成后的10年一遇桥前壅高仅0.055m,桥前壅高影响范围约50m,桥前壅高对该防洪堤影响较小。但大桥6#桥墩距该堤较近,桥墩周围产生的有害水流对该堤可产生一定的淘刷作用。2.4.5对防汛抢险的影响分析根据桥梁布置,大桥在左岸跨越同枋线,跨越处道路高程约87.0m,大桥梁底高程109.3m,桥下净空远大于4.5m,大桥的建设基本不会影响同枋线作为洪水期间抢险车辆的正常通行。2.4.6其它影响分析本项目在施工期建设时会产生对河道水质的影响,但其影响是短暂的,从长远看本工程的兴建基本不会对河道水质产生影响。另外拟建大桥桥面可能产生少量污水,其量虽少,但仍应实施雨污分流,并设置污水沉淀沙对污水处理后再排放,避免对下游水质产生影响。根据大桥的布置与对邻近河段的调查,本项目不涉及也不影响第三人的合法水事权益。2.5工程影响防治措施2.5.1工程防治措施根据桥梁布置方案,大桥建成后将形成壅水,10年、20年一遇洪水桥前壅高为0.055m和0.063m,壅水长度约为50m,对左岸上游壅水范围内农民自建小堤,防洪小有影响。此外,大桥建成后,还造成以下不利影响:1.由于桥孔压缩水流,使得桥下流速变大,形成桥下冲刷;2.由于桥梁对河道行洪的阻水作用,在桥墩周围产生有害水流流态,从而对墩周围河床或岸坡产生一定的淘刷作用,主要是5#桥墩位于右岸坡脚,且右岸边坡较陡,对右岸岸边影响较明显。6#桥墩对左岸农民自建小堤会产生淘刷不利影响。由于上述影响,应对大桥桥墩周围岸边进行防护,根据两岸具体地形条件及岸堤断面形式确定防护措施。初步拟定两岸防护方案:1、对左岸农民自建小堤桥址上游50m加高0.20m,并对上游50m下游80m计130m范围的现有堤身迎水坡进行边坡防护,采用浆砌条石进行护砌,厚度250mm,下设200mm厚砂碎石垫层,底部铺设反滤土工布,并设M7.5浆砌条石挡墙护脚,尺寸2、对右岸上游35m下游85m,共计120m的堤脚进行抛石处理,抛石护脚宽度5.0m,厚度1.5m,单块重量大于250Kg;岸坡进行浆砌条石进行护砌,厚度250mm,下设200mm厚砂碎石垫层,底部铺设反滤土工布,并设M7.5浆砌条石挡墙护脚,尺寸1.0m防护措施总工程量:左岸:抛石护脚1004m3,M7.5浆砌条石挡墙215m3,砂碎石垫层422m3,M7.5浆砌条石护坡225m3,反滤土工布1253m2,土方开挖量为612m3。农民自建小堤加高须M7.5浆砌块石206m3。右岸:抛石护脚1307m3,M7.5浆砌条石挡墙198m3,砂碎石垫层861m3,M7.5浆砌条石护坡904m3,反滤土工布3805m2,夯填土方量为1530m3。2.5.2投资估算一、编制办法与定额依据:⒈编制办法依据:**省水利厅闽水[2005]计财73号文颁发的《**省水利水电工程设计概(估)算编制办法》。⒉定额依据:建筑工程采用**省水利水电厅闽水电(1997)计201号文颁发的《**省水利水电建筑工程预算定额》,并按可研设计阶段将预算单价扩大8%。机械台班费采用**省水利水电厅颁发的闽水电(1997)计324号文关于《**省水利水电施工机械台班费定额》,并按规定台班费第一类费用乘以1.45的系数。二、基础单价:⒈人工预算单价:按**省水利厅闽水[2005]计财73号文颁发的《**省水利水电工程设计概(估)算编制办法》规定,人工预算单价为28.00元/工日。⒉建筑工程主要材料价格采用2009年10月份材料信息价。三、工程综合单价:工程综合单价由直接费、间接费、利润、税金等组成。⒈直接费:包括定额直接费和其他直接费,建筑工程其他直接费按定额直接费的3%计取。⒉间接费:建筑工程间接费以工程直接费为基础,土石方工程10%,砌石工程8%,混凝土工程10%。⒊利润和税金:利润按直接费和间接费之和的5%计取;税金按规定取3.381%。四、其他说明:临时工程、其他费用按**省水利厅闽水[2005]计财73号文颁发的《**省水利水电工程设计概(估)算编制办法》有关规定计取。监理费按发改价格[2007]670号文相关规定计取。五、工程投资本工程左岸工程估算总投资35.68万元,右岸工程估算总投资71.34万元,左右岸合计总投资107.02万元。详见工程投资估算表。左岸总估算表编号工程或费用名称建安工程费设备购置费独立费用合计第一部分建筑工程24.0624.06一右岸抗冲防护工程24.0624.06第二部分临时工程0.850.85一施工临时房屋建筑工程0.360.36二其他临时工程0.490.49第三部分独立费用7.537.53一建设管理费4.804.80二工程建设监理费0.630.63三勘测设计费1.991.99四其他0.110.11一至三部分合计24.910.007.5332.44基本预备费10%3.24建设期还贷利息0.00静态总投资35.68总投资35.68右岸总估算表编号工程或费用名称建安工程费设备购置费独立费用合计第一部分建筑工程52.2752.27一右岸抗冲防护工程52.2752.27第二部分临时工程1.851.85一施工临时房屋建筑工程0.780.78二其他临时工程1.061.06第三部分独立费用10.7410.74一建设管理费4.804.80二工程建设监理费1.371.37三勘测设计费4.334.33四其他0.240.24一至三部分合计54.110.0010.7464.85基本预备费10%6.49建设期还贷利息0.00静态总投资71.34总投资71.34
2.6结论与建议2.6.1结论1.大桥桥址河道基本顺直,断面呈“U”字型,坡降较陡,河槽多卵石、粗沙,河槽冲淤变化总体上趋于平衡,河流流态与河道走向较稳定。建桥后,桥梁对河道行洪的阻水面积、流速均产生一定的不利的影响,并形成桥前壅高,桥前壅高对左岸农民自建小堤有一定的不利影响。2.大桥采用100年一遇设计洪水标准,设计标准基本达到行业规范规定要求。大桥布置与水流方向基本呈正交,建桥后洪水主流线基本不会产生变化。大桥设计桥面高程高,桥下净空高度满足规范的要求,项目行洪满足规范规定,基本不会影响同枋线作为洪水期间抢险车辆的正常通行。3.大桥建成后,由于桥孔压缩水流,桥下流速变大,形成桥下一般冲刷,对河床、河岸会产生一定冲刷。另外桥墩对河道行洪的阻水作用,在桥墩周围会产生有害水流流态,对墩周围河床或岸坡产生一定的淘刷作用,主要有5#和6#桥墩对岸坡影响较明显。2.6.2建议1.根据桥梁设计方案,本阶段初步拟定对桥址左岸农民自建小堤上游壅高范围内加高堤身,并对左右岸迎水岸坡上下游一定范围内岸坡进行防护加固,保证防洪安全。2.大桥设计、施工过程中应努力减小桥墩阻水面积,并做到提高桥墩的光滑度,减少行洪糙率,尽量减小桥墩壅水高度。桥梁跨越河道的水中桩基施工应采用水中搭设平台进行施工,不得采用水中围堰,防止压缩河床影响行洪。3.应合理安排河道内桥墩施工期,尽量不要在主汛期进行主河道桥墩施工,如确实需要在汛期施工河道内桥墩,为确保施工期间防洪安全,应专门编制工程施工度汛方案和应急防洪预案报有关水行政主管部门审查备案。4.大桥施工应编制弃渣、弃土等施工废弃物和施工围堰的清理方案报有关水行政主管部门审查备案,施工期和完工以后,要及时清理弃渣、弃土等施工废弃物和施工围堰,严禁将弃渣倾倒在河中占用河道断面,从而影响河道行洪。5.施工过程中要严格执行环境保护与水土保持的各项措施,处理好施工带来的废水、废气、废渣及噪声对环境的影响,把施工带来的不利影响降至最低程度。防洪评价报告3ddA匝道大桥3ddA匝道大桥
3.1基本情况3.1.1建设项目概况拟建****至**高速公路ddA匝道大桥位于龙津溪上游dd支流,大桥上距dd工业区约1.7km。ddA匝道大桥是dd枢纽互通的匝道桥,目的在于解决跨越dd根据中交第二公路勘察设计研究院有限公司编制的《****至**高速公路初步设计ddA匝道大桥设计图纸》(2009年12月),大桥全长188.94m,大桥里程为匝道AK0+074.980~AK0+263.920,中心里程为AK0+168.500。桥梁设计等级为公路-Ⅰ级,为双向2车道桥梁。桥梁上部结构:4×20+5×20米预应力连续空心板,先简支后结构连续体系;下部结构:柱式墩、灌注桩基础,0#桥台采用肋式台、9#桥台采用U台,灌注桩基础。桥面设计高程为95.429~97.897m,桥梁高2.5m,梁底92.929~95.397m。桥面宽度为10.0m,横断面为0.5mddA匝道大桥以上控制流域面积103.4km2,设计洪水频率为1%,设计洪峰流量值为1350m3/s,大桥跨越龙津溪支流dd溪,桥位中轴线与水流方向基本呈正交,有2座桥墩座落在河道内,2座桥墩落在左岸行洪滩地上,23.1.2河道基本情况3.1.3.1流域概况龙津溪为九龙江北溪支流,发源于泉州市安溪县境内的佛耳山南麓,流经西坪、龙涓、岩溪、**、武安于龙文区洛滨汇入北溪,流域面积924km2,河长80km,河道平均坡降5.5‰。流域呈现狭长形,上游坡缓,两岸狭谷对峙,遇有台风暴雨,洪水来势凶猛,陡涨陡落;下游坡缓,两岸开阔,地势平坦,洪水消退缓慢。主要支流有罗岩溪、内枋溪、dd溪、湖珠溪、**溪,流域面积分别为56.4km2、95.0km2、106.0km2、79.4km2、67.3km2。龙津溪上现有的主要水利工程有小(2)型以上蓄水工程23座,其中中型水库1座为活盘水库,小(1)型水库3座(大枋水库、内寮水库和江新水库),小(2)型水库19座。龙津溪流域属亚热带海洋性季风气候区,温暖湿润,日照充足,雨量充沛。流域多年平均降雨量为1500~1900mm,从上游向下游递减,降雨主要集中于3~9月,约占全年降雨量的85%。根据**县气象站统计,多年平均气温21℃,极端最高气温38℃,极端最低气温-1.7℃;多年平均风速1.7m/s;多年平均相对湿度80%。3.1.3.2河道概况拟建ddA匝道桥位于龙津溪支流dd溪下游河段,大桥距dd工业区约1.7km。桥址所在河段河道基本顺直,水流呈东南向西北流。桥址所在河段河道断面形状呈“U”字型,河道坡降较陡。根据地质钻孔资料,河床表层土质沙卵层,厚度仅有1m左右,下层为强风化石英砂岩,厚度约15m。桥址河槽宽度仅50m左右,左右岸滩地发育,大部分滩地均被开发用作石雕厂,占用了行洪河道,影响河道行洪,主3.1.3现有水利工程及水利规划情况大桥所在河段为龙津溪的上游,现状没有正规的水利工程,水利工程少,仅在河槽与滩地交界位置有类似驳岸的砌石小堤,驳岸上为河滩地,驳岸顶高程86.2m左右。龙津溪历年来陆续有进行流域综合规划、防洪规划等,但没有涉及到桥址所在位置的工程规划。3.2河道演变大桥所在河段的历来勘察资料及规划设计资料较少,也未见过河床演变的历史资料。从桥址附近地形地势以及上下游关系来看,桥址上游为1.7km、下游1.2km为转弯河道,桥址正处于上下游弯道之间的连接顺直段,略有弯曲,河面一般在50~100m,河床呈“U”字型,河道坡降略陡,水流方向由东南向西北,前期河床演变为了行洪有足够的宽度,河床应是缓慢的冲刷状态,河槽逐渐加宽刷深,直到河槽发育成熟后,水流逐渐变缓,反过来对河床冲刷起抑制的作用,两岸开阔地带水流缓慢,滩地逐渐淤积,河床演变后期,河槽多卵石、粗沙,河槽冲淤变化总体上逐渐趋于平衡,河流流态与河道走向较稳定。大桥桥位与河道水流方向基本呈正交,有2座桥墩座落在河道内,2座桥墩落在左岸滩地,2座桥墩落在右岸滩地,大桥的建设对河床变化会产生影响,主要表现在两个方面,其一、由于桥梁的建设,过水断面减少,桥前形成壅高,桥前流速略有减小,桥址上游壅水范围内河床可能略有淤积,但由于桥墩阻水面积占行洪面积较小,该部分影响较小。其二、由于桥孔压缩水流,桥下流速增大,使水流的挟沙能力增大,可能引起桥下河槽的冲刷,使桥下河槽局部加宽加深,并趋向冲淤平衡,平面流态变化不大。3.3防洪评价计算3.3.1水文分析计算3.3.1.1基本资料情况龙津溪流域内主要有**和枋洋两个水位站,主要观测水位及雨量,也有较少的流量观测资料。**水位站位于**城关,控制流域面积855km2,约占龙津溪流域面积(924km2)的92.5%;该站设立于1962年7月,观测水位资料延续至今(在1956,1958至1962年也有观测水位),漳州水文水资源分局于1984年7月在**水位站下游约600m处布设断面测流,并同步观测相关水位,近几年来,由于采砂严重超采造成河道下切,漳州水文分局历年都有进行洪水测流,并适时对原水位流量关系进行修订,为建立**水位站的水位流量关系曲线积累了宝贵资料,现有自1956年以来的由实测水位查水位流量关系而得的流量资料。枋洋站于1960年由**省水利水电勘测设计研究院为建设枋洋水库而设立的观测站,观测历时仅两年半,流量资料不完整。除此之外,**省沿海各流域设立的东张、渡里、濑溪、赤桥、诏安、东圳、造水、太平口、上河、溪源宫、五丰、吉宦、外渡等水文站,至今都具有较长观测资料,可以作为本论证洪水计算的依据或参考。3.3.1.2洪水特性及成因流域的暴雨主要是由于两类气象因素而产生,一类为太平洋或南海一带热带风暴入侵,另一类为北方入侵的冷气流,前者多发生于7~9月间,后者多发生在5、6月。由太平洋台风入侵所挟带的暴雨量较大,尤以从广东省汕头登陆,转向东北,风向为东南偏东的台风,所引起的暴雨更为严重。从康藏高原入侵的冷空气与流域内不稳定气流相遇时亦将在流域内出现暴雨,但一次雨量一般不会很大。龙津溪流域洪水系由台风暴雨所造成,流域呈现狭长形,上游坡陡,两岸峡谷对峙,遇有台风暴雨,洪水来势凶猛,下游河道坡降趋缓,两岸开阔,地势平坦,河道泄洪量锐减,经常发生洪水浸滩,淹没耕地,受北溪洪水顶托,下游洪水消退缓慢。龙津溪洪水过程线以单峰型为主,双峰型较少,洪峰陡尖,传播时间快,从枋洋溪口至**城关只需约4小时。本工程地处龙津溪上游,属山区性河流,坡降陡,流速大,洪水陡涨陡落,洪水历时与暴雨历时相关密切,一般历时为1天左右。3.3.1.3设计洪水计算大桥处于龙津溪支流dd溪下游,集雨面积103.4km2,河道长度16.841、推理公式法和瞬时单位线法推理公式法和瞬时单位线法同属暴雨推求设计洪水方法,设计暴雨根据**省暴雨等值线图集查得流域各短历时设计暴雨参数,详见下表。暴雨统计成果表表3-1历时暴雨参数各频率设计暴雨值(mm)均值(mm)CvCs/Cv1%2%5%10%1h550.403.512711497.684.46h870.473.522720116714124h1500.483.5398353292245根据上述分析的流域设计暴雨成果以及流域汇水面积、河道长度、平均陂降等分别按推理公式法和瞬时单位线法计算不同重现期的设计洪水,计算成果详见表3-2。2、水文比拟法龙津溪流域内仅有**水位站和枋洋水位站,其中枋洋水位站观测资料不完整,难于分析该站成果。工程选取**水位站作为水文比拟法的参证站。由**站长系列实测洪水位查相应水位流量关系曲线,可求得**水位站1956~2006年(缺1957年)共50年洪峰流量系列,根据此洪水系列进行P-Ⅲ线型频率曲线适线,求得**站洪水成果为:。大桥集雨面积103.4km2,各频率设计洪水按面积比的n次方移用**站洪水成果,面积指数采用**沿海地区综合成果值n=0.72,Cv值采用地区综合法分析而得。计算大桥桥址设计洪水为:,成果详见表33、地区综合法根据**省沿海地区各水文站东张、渡里、濑溪、赤桥、诏安、东圳、造水、太平口、上河、溪源宫、五丰、吉宦、外度等计13个站点洪水统计参数,点绘区域洪水参数与流域面积相关图。根据大桥集雨面积由地区综合线即可查算设计洪水,其成果为:,成果详见表3-2。不同方法计算设计洪水成果表表3-2方法各频率设计洪峰流量(m3/s)备注1%2%5%10%推理公式法13501180945764采用瞬时单位线法1130995810697参考水文比拟法1006840628474参考地区综合法12651057790596参考从上述各种方法计算成果看,水文比拟法最小,且大桥集雨面积与参证站**水位站相差大,不予考虑;其它三种方法成果较为接近,地区综合法在重现期大时居中,重现期小时又小,瞬时单位线在重现期大时居中,重现期小时居中,推理公式法则最大,考虑到流域地处**省沿海山区,工程流域面积较小,符合推理公式法计算的要求,同时为安全考虑,本论证推荐采用推理公式法成果。如表3-2所示。3.3.1.4设计洪水位拟建****至**高速公路ddA匝道桥位于龙津溪上游dd支流,大桥上距dd工业区约1.7km一、基本资料⑴断面断面采用本院最新2009年12月施测的dd溪yy大桥及ddA匝道大桥上下游河段断面成果资料。本次水面线推算从yy大桥下游250m至ddA匝道大桥上游牛角厝村,全长2.0km,采用断面个数10个,平均断面距2⑵糙率大桥河段无实测流量,根据2006年7月16日洪水,按调查洪痕确定洪水水面比降3.1‰,并对照天然河道糙率表反复推敲,综合分析确定该场洪水流量以及率定该河段糙率值为n=0.060~0.065。这与该河段河槽灌木杂草丛生、两岸许多滩地被占用的河道现状是比较吻合的。二、起始水位选取yy大桥桥下250m处河道较平顺、规则的9#断面作为水面线推求起始断面。该断面下距龙津溪干流4.5km,河段陂降约达3.0‰以上,洪水陂降陡,基本不受干流顶托影响,断面距枋洋水利枢纽工程溪口闸址约10km,水闸上下游水头差小,也不会影响该断面洪水位。起始断面水位流量关系采用曼宁公式法计算,其公式为:式中:——过流量();——河道糙率;——过洪面积();——水力半径();——河道坡降。利用上述2006年7月16日调查洪水位确定的河段洪水水面比降3.1‰以及率定的河道糙率,按实测河道断面推求起始断面水位流量关系,见表3-3。9#起始断面水位流量关系表表3-3水位(国家85高程:m)81.083.083.084.085.086.087.088.0流量(m3/s)0.6017.474.4167303.560710601630起始水位根据各频率设计洪水流量由起始断面水位流量关系查得,各频率起始水位见表3-4。各频率起始水位成果表表3-4P(%)1%2%5%10%流量(m3/s)13501180945764水位(m)87.5287.2186.7686.36三、设计洪水水面线天然河道水面线采用河道恒定非均匀流水面曲线方程式进行计算,其公式为:,式中:—上、下游断面平均水位(m);—为上、下游断面水流平均流速(m/s);—为沿程水头损失(m),;—为局部水头损失(m),,为局部水头损失系数:顺直和收缩河段,取=0;逐渐扩散段,=-(0.3~0.5);急剧扩散段,=-(0.5~1.0)。按上述计算原则及选用参数进行水面线推求大桥上下游河段设计洪水水面线,成果详见表3-5。大桥上下游河段设计水面线成果表表3-5断面编号累距(m)断面位置各频率设计洪水位(m,国家85高程,下同)1%P=2%P=5%P=10%9#087.5387.2186.7686.368#250yy大桥88.2087.8587.3986.967#40588.7188.3987.8987.466#570ddA匝道大桥89.3189.0288.5388.105#82590.2489.9289.4389.014#111591.0490.7590.3089.873-1#1270下溪沙91.5291.2690.8190.393#140091.9591.6691.2190.772#167093.8593.5693.0591.581#2000牛角厝93.9693.6493.1093.57四、大桥设计洪水位根据上述洪水水面线的推求成果,查得大桥桥址各频率设计洪水位,详见表3-6。大桥桥下设计洪水位成果表表3-6项目1%P=2%P=5%P=10%设计流量(m3/s)13501180945764设计水位(m)89.3189.0288.5388.103.3.2壅水分析计算3.3.3.1水位壅高计算大桥桥位与河道水流方向大体上基本呈正交,大桥全长188.94m,桥跨组合为:4×20+5×20m。大桥有2座桥墩座落在河道内,2座桥墩落在左岸滩地上,2座桥墩落在右岸滩地上。大桥选用设计标准为100年一遇洪水,桥面设计高程为95.429~97.897m,梁底92.929~95.397m,桥墩采用桥墩采用柱式墩,灌注桩基础。大桥桥前最大壅水高度分别采用公路部门经验公式和华水桥差计算公式分别计算,经适用性分析后确定采用值。一、公路部门经验公式,式中:——桥前最大壅水高度();——系数,与水流进入桥孔的阻力有关,一般;——桥下平均流速();——桥前河流全断面平均流速()。根据桥址河道断面特性及桥梁设计方案对桥梁阻水面积及阻水宽度进行分析,采用投影法分析计算墩台斜向阻水,按上述公式计算大桥水位壅高,其成果详见表3-7。
水位壅高成果表(公路经验公式法)表3-7频率P=1%P=2%P=5%P=10%流量()13501180945764水位()89.3189.0288.5388.10()524.9487.0423.9369.1()2.5722.4232.2302.070桥的阻水面积()28.526.322.519.3()496.4460.7401.4350.0()2.7202.5612.3542.183壅水高度()0.0780.0690.0570.048备注取系数=0.10。二、华水桥差公式大桥桥面设计高程高,当发生设计洪水时不会产生漫桥,可采用华水桥差公式计算:,式中:——流速系数;——侧收缩系数;——桥下净过水面积();——天然过水面积()。按上述公式计算大桥水位壅高,其成果见表3-8。
水位壅高成果表(华水桥差公式法)表3-8频率P=1%P=2%P=5%P=10%流量()13501180945764水位(黄海:)89.3189.0288.5388.10()524.9487.0423.9369.1()496.4460.7401.4350.0壅水高度()0.0920.0810.0680.058备注取系数=0.95,=0.95三、大桥水位壅高采用成果从上述计算结果看,两种计算方法估算桥梁水位壅高成果均较小,成果较接近,采用对工程较为不利的华水桥差公式法计算的成果,即大桥10年一遇洪水壅高0.058m,桥上洪水位88.158m;20年一遇洪水壅高0.068m,桥上洪水位88.598m;50年一遇洪水壅高0.081m,桥上洪水位89.101m;100年一遇洪水壅高0.092m,桥上洪水位89.402m。3.3.3.2壅水长度估算壅水长度按下式估算:,式中:——壅水曲线的全长();,——桥前最大壅水高度();——桥址河段天然水面坡降。经估算,10~20年一遇洪水壅水长度约为50m。3.3.3冲刷与淤积分析前面已对河床演变趋势作过分析,大桥所在河段河槽多卵石,河槽冲淤变化总体上逐渐趋于平衡,河流流态与河道走向较稳定,平面形态变化不大。建桥后,由于桥孔压缩水流,桥下流速增大,使水流的挟沙能力增大,形成桥下的一般冲刷,另一方面由于墩台阻水产生水流结构变化而引起的局部冲刷。建桥后,由于桥孔压缩水流,桥下流速增大,水流挟沙能力也随之增大,引起整个桥下断面的河床冲刷。随着一般冲刷的发展,桥下断面逐渐增大,流速相应降低,桥下河槽的泥沙输送和交换达到暂时的平衡状态,或者流速降低到不能继续冲刷河床时,冲刷即趋于停止。桥墩局部冲刷的产生是因为桥墩阻碍了水流,被阻水流在桥墩周围形成强烈的漩涡。这种漩涡具有很大的动能,淘刷桥墩周围,特别是迎水面的河床泥沙,形成局部冲刷坑。随着冲刷坑的加深,水流能量减小,狭沙能力降低,当水流对床面泥沙的作用与床面泥沙对水流的抗冲作用达到相对平衡时,冲刷即行停止。3.3.4河势影响分析桥址处河道基本顺直,水流呈东南向西北流,桥址所在河段河道断面形状呈“U”字型,河道坡降较陡,主槽摆动不明显,河流走向基本稳定。大桥桥位中轴线与水流方向基本呈正交,建桥后,洪水水流方向基本不会发生变化,由于桥梁阻水作用以及桥孔对水流压缩作用,建桥后使得洪水流速变大,从而影响河势。3.3.4.1流速影响建桥前桥址处100年、50年、20年和10年一遇洪水水流平均流速分别为2.572m/s、2.423m/s、2.230m/s和2.070m/s;建桥后100年、50年、20年和10年一遇洪水水流平均流速分别为2.720m/s、2.561m/s、2.354m/s和2.183m/s,建桥前后断面平均流速增加0.113~0.148m/s,增大5.5~5.8%。3.3.4.2河势影响建桥后使得桥下流速变大,从而影响河势,主要体现在:⑴在大桥壅水影响范围内,流速略有减缓,水流挟沙能力有所下降,局部可能造成少量淤积。⑵桥址断面处,过水断面面积减小,流速增加,桥址下游区水流由于流速增加,对河床、河岸有可能产生一定冲刷。⑶桥址桥墩附近水流的紊动作用增强,对河势影响表现为对桥墩处河床的局部冲刷,对岸坡、堤脚可能形成冲刷或淘刷。3.4防洪综合评价3.4.1与现有防洪标准、有关技术要求和管理要求的适应性分析ddA匝道大桥长188.94m,单孔跨距为20项目所在河段对本项目建设并没有禁止性管理规定。3.4.大桥设计洪水频率为1.0%,设计洪水位89.31m,计算桥前壅水高度为0.092m,则桥前计算水位为89.402m。桥面设计高程为95.429~97.897m,梁底92.929~95.397m,高于设计洪水位3.5m以上,河道泄洪为桥下泄流,根据《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004规定,按洪水期有大漂流物考虑,桥下最小净空不小于1.50m,可见,大桥的桥下净空高度满足规范的要求,本项目行洪满足规范规定。由于壅水作用,使得上游影响河段内断面流速略有减小,造成河床泥沙略有淤积,对上游影响河段泄洪会产生一定的不利影响。建桥后,10年、20年一遇洪水桥前壅高为0.058m和0.068m,在同等天然洪水位条件下过流量比天然情况下减少40~50m3/s。3.4.3桥址所在河段河道基本顺直,河道断面形状呈“U”字型,河道坡降较陡。主河槽宽度仅60m左右,左右岸滩地部分被占用,影响河道行洪。大桥中轴线与水流方向基本呈正交,建桥后洪水水流方向基本不会发生变化,但桥下水流可产生冲刷作用。建桥后,在大桥壅水影响范围内,流速有所减缓,水流挟沙能力有所下降。由于桥孔压缩水流,使得桥下流速变大,形成桥下一般冲刷,对河床、河岸会产生一定冲刷,桥下断面河床高程将略有降低,主河槽深槽可能有所成长向下游推移,这种影响一般发生在桥下较短的范围内。另外桥墩及墩台对河道行洪的阻水作用,在桥墩周围会产生有害水流流态,从而对墩周围河床或岸坡产生一定的淘刷作用。3.4.4大桥所在河段现状水利工程少,在龙津溪流域综合规划、防洪规划及水电开发规划等,均没有涉及到桥址所在河段的工程规划。大桥所在河段仅在河槽与滩地交界位置有类似驳岸的砌石小堤,驳岸上为河滩地,驳岸顶高程86.2m左右,高约2.0m,迎水坡为直立式,驳岸体为块石及卵石干砌体。大桥建成后的10年一遇桥前壅高仅0.058m,桥前壅高影响范围约50m,桥前壅高对该防洪堤影响较小。但大桥3#和4#桥墩距两岸驳岸体近,桥墩周围产生的有害水流对该驳岸可产生一定的淘刷作用。3.4.5ddA匝道桥为dd枢纽互通的匝道交通桥,根据桥梁布置,大桥在左岸连接同枋线,没有占用其它交通道路,大桥的建设基本不会影响同枋线作为洪水期间抢险车辆的正常通行。3.4.6本项目在施工期建设时会产生对河道水质的影响,但其影响是短暂的,从长远看本工程的兴建基本不会对河道水质产生影响。另外拟建大桥桥面可能产生少量污水,其量虽少,但仍应实施雨污分流,并设置污水沉淀沙对污水处理后再排放,避免对下游水质产生影响。根据大桥的布置与对邻近河段的调查,本项目不涉及也不影响第三人的合法水事权益。3.5工程影响防治措施3.5.1工程防治措施根据桥梁布置方案,大桥建成后将形成壅水,10年、20年一遇洪水桥前壅高为0.058m和0.068m,壅水长度约为50m,对上游壅水范围内防洪小有影响。此外,大桥建成后,还造成以下不利影响:1、大桥建成后桥孔压缩水流,使得桥下流速变大,形成桥下冲刷;2、桥梁对河道行洪的阻水作用,在桥墩周围产生有害水流流态,从而对墩周围河床或岸坡产生一定的淘刷作用。主要有大桥3#和4#桥墩距两岸驳岸体近,桥墩周围产生的有害水流对该驳岸可产生一定的淘刷作用。由于上述影响,应对大桥桥墩周围岸边进行防护,根据两岸具体地形条件及岸堤断面形式确定防护措施。考虑到该河段左岸岸坡缓,且基本无防护对象,仅有几座在河滩上违规兴建的石材厂,不考虑对左岸进行防护。右岸为yy村下圩自然村,防护人口较多,需要进行必要的防护。初步拟定两岸防护方案:对右岸驳岸小堤桥址上游50m加高0.20m,并对上游50m下游80m计130m范围的迎水坡进行边坡防护,采用浆砌条石进行护砌,厚度250mm,下设200mm厚砂碎石垫层,底部铺设反滤土工布,并设M7.5浆砌条石挡墙护脚,尺寸1.0m×防护措施总工程量:右岸:抛石护脚1416m3,M7.5浆砌条石挡墙172m3,砂碎石垫层528m3,M7.5浆砌条石护坡346m3,反滤土工布1673m2,土方开挖量为608m3。2.5.2投资估算一、编制办法与定额依据:⒈编制办法依据:**省水利厅闽水[2005]计财73号文颁发的《**省水利水电工程设计概(估)算编制办法》。⒉定额依据:建筑工程采用**省水利水电厅闽水电(1997)计201号文颁发的《**省水利水电建筑工程预算定额》,并按可研设计阶段将预算单价扩大8%。机械台班费采用**省水利水电厅颁发的闽水电(1997)计324号文关于《**省水利水电施工机械台班费定额》,并按规定台班费第一类费用乘以1.45的系数。二、基础单价:⒈人工预算单价:按**省水利厅闽水[2005]计财73号文颁发的《**省水利水电工程设计概(估)算编制办法》规定,人工预算单价为28.00元/工日。⒉建筑工程主要材料价格采用2009年10月份材料信息价。三、工程综合单价:工程综合单价由直接费、间接费、利润、税金等组成。⒈直接费:包括定额直接费和其他直接费,建筑工程其他直接费按定额直接费的3%计取。⒉间接费:建筑工程间接费以工程直接费为基础,土石方工程10%,砌石工程8%,混凝土工程10%。⒊利润和税金:利润按直接费和间接费之和的5%计取;税金按规定取3.381%。四、其他说明:临时
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