1.综合说明
1.1 工程概况
重庆市XX县XX河XX段河道综合治理工程位于重庆市XX县XX事处,距XX县城区约15km,距重庆市区22.9km。XX事处地处XX县南部,为重庆市首批唯一的国家级综合改革工业重镇。工程上起于在建中兴桥(平面图上为新桥)以上200m,下至胡家桥,河道中心线长度3000m。工程措施采用河道疏浚加河道护岸治理两种方式,防洪标准为20年一遇、四等V级进行设计。
本工程是重庆市XX县XX河XX段河道综合治理工程,由水务局全权负责筹建和管理本工程。工程建成后将保护后方拟建的XX商业带和工业园区;工程建成后使岸线变得平滑顺畅、岸坡稳固牢靠,对固化河道、稳定河势有积极作用;将彻底改变周边环境,美化城市,提升XX事处的形象。该工程的建设,符合XX城市总体规划,扩大城市规模,具有显著的社会效益和经济效益。
项目总投资13.6万元。1.1.2 设计情况
设计依据为甲方提供的有关图纸文件以及有关调查统计资料等,同时还包括法律依据、各有关技术标准和规范。
1.1.2.1 法律依据
①《中华人民共和国土地法》②《中华人民共和国建筑法》③《中华人民共和国防洪法》
④《中华人民共和国环境保》
⑤《中华人民共和国水污染防治法》⑥《建设工程质量管理条例》
⑦《建设项目环境保护管理条例》1.1.2.2 主要技术标准和规范
《防洪标准》(GB50210—94)
《堤防工程设计规范》(GB50286—98)
《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》(SL252—2000)
《城市防洪工程设计规范》(GJJ50—92)
《水利水电工程设计洪水计算规范》(SL44—93)
《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)
《水工建筑物荷载设计规范》(DL5077—1997)
《堤防工程地质勘察规程》(SL/T188—96)
《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB50199—94)
1.2 工程建设必要性
璧山县位于四川盆地东南部嘉陵江长江之间,重庆市西侧、东
经10602—10620、北纬2917—2953之间,
东邻沙坪坝区、九龙坡区、南界江津市、西连永川区,铜梁县、北与合川、北碚接壤。县境如柳叶,南北长60km,东西宽15km。2006年全县总人口61.4万人,其中城镇人口18.5万人,城镇化水平30%。规划2010年全县总人口61.1万人,城镇人口24.5万人,城镇化水平40%;2020年全县总人口61万人,城镇人口33.5万人,城镇化水平55%。
2003年底,璧山县实施乡镇建制调整,成立了XX事处,辖58个行政村,7个社区,幅员面积90.93km2,XX城镇面积近5km2。总人口75014,其中:农业人口49814人,非农业人口25200人。工农业总产值287860万元,其中:工业总产值278560万元,农业产值9300万元。财政总收入15370万元,其中:工商税收10350万元。农民人均纯收入3525元。
XX事处以经济建设为中心,与时俱进,抢抓机遇求发展,使XX的经济和社会各方面事业得到迅猛发展,取得了累累硕果。辖区内基础设施齐全,现已累计投入2亿多元资金用于交通、通讯、能源等基础设施建设,有日供水能力2万吨的水厂一座,360千伏安,11万伏和22万伏变电站各一座,日供气50万m3天然气站一座,并开通了光纤电视传输网、广播、通讯、道路、绿化、灯饰工程等设施完善。市级重点XX中学,县级示范初中XX初中,两所县级文明社区示范小学和重庆舞蹈学校、四川美术学院XX分院相继建成,第三军医大学新桥医院XX门诊部建立,重庆全发药业集团落户及重医
附属第一医院XX康复区即将动工。辖区内设有国税所、地税所、工商所、司法所、邮政所、电信所、派出所、房管所、电管站,城镇的综合服务功能显著增强。
XX投资环境优越,招商引资力度大,投资优惠,现已引进海内外客商600余家,工业、农业、第三产业呈欣欣向荣的态势。
1.1.2XX城镇发展规划
按照XX城镇发展总体规划,XX街道经济开发区的重点开发项目为工业、商贸、旅游度假业。到2010年,XX街道(开发区)将建成重庆西部近郊城区,城区面积达8km2,城市人口达5万人的一座新兴卫星城市。
1.1.3璧南河对XX城镇发展的影响
璧南河属长江水系,发源于璧山县大路镇大竹村和福禄镇白花村。集雨总面积441.3km2(不含梅江河和永川九龙河集雨面积),河流总长73.1km,河流流经本县大路镇、河边镇、璧城街道、XX街道、健龙乡、广普镇进入江津市油溪镇注入长江。
XX街道位于璧南河中游,璧南河由北往南流经整个开发区约5km,汛期壅水严重,严重影响行洪,使防汛工作本来就严峻的XX更是雪上加霜,制约社会发展和经济建设。
XX街道是重庆市首批唯一的国家级综合改革工业重镇,XX街道的防汛工作,直接影响到成渝高速公路、老成渝公路交通设施等数亿元财产及开发区已成项目的建设发展。且XX街道地处璧南河岸边,河道垮塌严重,给当地防洪和城镇规划带来了极大的阻力,尽管历
年来各级花了大量人力物力进行防洪抢险,疏竣河道,但没有解决根本原因,见效不大。
鉴于XX街道作为工业重镇发展的必然和极大减轻当地防洪压力,当地决定建设璧南河XX街道段河西:广达纸业—民安大桥(右岸)防洪堤应急工程,以增加土地利用率,极大降低洪灾,满足城镇发展需要,造福当今,利于后世。
本次设计璧南河流域XX街道段属于天然河道,两岸顺直,河床纵坡平缓,平均坡度为1.9‰,河床淤积严重,防洪标准低,现有城区防洪标准约为8—10年一遇,远低于国家要求的20年一遇防洪标准。每遇洪水,两岸受灾严重,河岸经常受洪水冲刷和浸泡而垮塌。区域内人口、厂矿企业较多,经济发达,又是璧山县的第二重镇,璧山县璧南河XX段河道综合治理工程的建设,不仅可以改善XX街道的城区环境,美化城市,而且能够促进XX街道城区的开发和建设,对XX街道的经济发展起到有力的促进作用。
1.3工程建设条件
1.3.1 水文气象
XX街道处于川东平行岭谷区,其气候属典型的亚热带季风气候区,气候温和,雨量充沛,冬暖春早,初夏冬雨,盛夏炎热常伏旱,秋多连绵阴雨,无霜期长,热量充足,风小,湿度大,云雾多,日照少等特点。
据县气象局34年(1959-1993年)记载,年平均降雨量为1028.1mm,年内分配不均,其中4-9月降水量占全年总量的79%。多
年平均气温为17.9℃,极端最高气温41.1℃(2006年8月15日),极端最低气温-3℃(1975年12月15日),多年平均蒸发量1245mm,多年平均年日照小时数1228小时。
璧山县璧南河XX段河道综合治理工程采用2000年《璧山县河道普查成果汇编》成果资料,断面为璧山县龙江堰断面,QP=5%=2m3/s,相应洪水位265.85m。
1.3.2工程地质
璧南河XX堤防地处川东平行岭谷华莹山帚状褶皱束,华莹山脉东西延伸的低山丘陵区,原始地形高低不平,但高差较小。璧南河由此向南流经整个开发区约5km。
工程区内的地层岩性主要为第四系冲洪积层,厚约4-7m,侏罗系中统上砂溪庙组泥岩,岩层呈单斜分布,倾向135°,倾角16°,区内无断层、滑坡、崩塌、采空等不良工程地质现象,天然状态下稳定性良好。
工程区域地壳相对稳定,地震基本烈度为VI度。工程区域岸坡以河流冲洪积的土质岸坡为主,基岩零星露头,岸坡地形平缓,现状稳定,无不良地质现象,工程地质条件较好。
工程区位于璧南河岸边,处于地下水排泄区域,地下水埋藏较浅,地下水的补给为大气降水及璧南河水,水质可达Ш类水标准。
1.4工程建设方案
XX街道现有城镇人口2.5万人, XX街道是璧山县县城规划范围。按照《防洪标准》(GB50201—94)规定,确定XX街道璧南河河
道按20年一遇洪水标准设计,频率P=5%。
项目实施地点是中兴桥以上200m至胡家桥一段,河道中心线全长3000m,由于工程量小,投资不大,可在一年完成。根据本工程的工程任务,确定本次璧山县璧南河XX段河道综合治理工程位于重庆市璧山县XX事处,沿河治理长度为3000m,清淤平整工程3000m(包含防洪护岸部分),防洪护岸工程段共分为0+465-1+677桩号段及2+290-3+000桩号段两段,河道中心线总长1880m: 0+465-1+677段仅作左河岸护岸,设计起点坐标:X=31221.30、Y = 58123.06(XX坐标),设计终点坐标:X=31297.80、Y =59210.31,设计河底宽度为40m,设计左护岸长度1016m,2+290-3+000段河道左右岸均作护岸,设计河底宽度为40m,左河岸护岸起点坐标:X=31074.57,Y=59541.57,终点坐标:X=31391.90,Y=60035.92,设计护岸长度860m,右河岸护岸起点坐标:X=31086.93,Y=59637.70,终点坐标:X=31399.33,Y=59973.46,设计护岸长度730m。
1.5河道整治建筑物设计
按《防洪标准》(GB50201—94)以及《堤防工程设计规范》(GB50286—98)的有关规定,重庆市XX县XX河XX段河道综合治理工程等级为Ⅳ等,其主要建筑物按4级,次要建筑物均按5级设计。
按照因地制宜,就地取材的原则,根据河道的地理位置、重要程度、地质条件,结合水流特征、施工条件、工程造价,拟定护坡
结构尺寸为:基础埋置深度为设计河床以下1.0m,基底顶宽
1.0m,基底做成平底。设计河床以上至常年水位以上0.3m为浆砌石护坡,堤身平均厚0.6m,迎水面坡度1:1,常年水位以上0.3m设置2.5m宽人行道,厚0.15m,下设0.1m碎石垫层,人行道以上3m处护坡坡度为1:2.5,采用M7.5浆砌条石框格内植草皮护坡,以上至护坡顶护坡坡度为1:2.5,采用灌木丛护坡。
1.6 工程施工
工程位于XX事处,对外交通方便,场内地形开阔,仅需沿堤脚开辟临时施工道路并与外部道路相连,即可满足场内交通需要,工程施工条件较好。根据XX河洪水特性,本工程枯期导流时段选用11~5月,枯期在河漫滩上施工不需修筑导流围堰,汛期保护渡汛,渡汛高程为2.45m。工程石渣料场位于堤防后方XX事处,平均运距约1.3km,储量可满足工程填筑要求。砂卵石料场位于工程区附近,运距约为1km,储量满足工程填筑要求。工程计划第一年10月开工,第二年5月底竣工,总工期8个月。
1.7 工程管理
成立“重庆市XX县XX河XX段河道综合治理工程建设管理办公室”为河道管理机构,隶属XX事处。工程管理和保护范围主要包括:堤墙、河道沿线的观测控制点、绿化带、跨河桥梁等。运行管理包括汛情发布、工程维护以及财务管理等。
1.8 征地拆迁及工程占地
工程占地范围包括工程永久占地及临时占地。工程永久占地包括防洪堤及陆域回填建设用地及管理用地,其占地范围与工程管理范围一致,共占地8.8亩。临时占地包括料场、渣场、临时施工道路、临时生产生活设施用地等,共占地39亩。经估算工程占地总投资为120.31万元。
1.9工程投资
本次工程投资指标如下:建筑工程984.75万元;临时工程47.24万元;费用258.11万元;基本预备费.5万元;水(环)保投资35万元;总投资13.60万元。详见工程投资概算表。
1.10 结论及建议
本工程是一项集城市防洪、交通建设、岸坡整治、沿江绿化、治理污染于一体的综合性工程,该工程涉及面较广,社会效益与经济效益并重,对于配合XX城市总体规划、扩大主城区、拉动地方经济有重要作用。
工程特性表
序号 一 1 2 二 1 水文 工程区以上流域面积 km 代表流量 多年平均流量 设计洪水流量(p=5%) 河道 河道行洪断面 现河道行洪断面 2
备注 璧南河 名称 单位 km m/s m/s m 2332数量 287.98 845 24-50 序号 2 3 三 1 四 1 (1) (2) (3) (4) (5) 2 (1) (2) 3 五 1 2 3 六 1 2 3 名称 设计河道行洪断面 河道比降 现河道比降 设计河道比降 特征水位 设计洪水位 防洪效益 保护人口(p=10%) 建设怔地和移民安置 永久占地 农用耕地 非耕地 河滩地 林地 拆迁房屋 工程临时占地 农用耕地 非耕地 拆迁房屋 主要建筑物 清淤长度 护岸长度 防护堤 形式 地基特性 地震基本烈度/设防烈度 堤顶高程 施工 主体工程量 开挖土石方 填筑土石方 浆砌石方 混凝土 临时施工房屋 施工动力及来源 供电 其他动力设备 单位 m ‰ ‰ m 人 亩 亩 亩 亩 亩 m 亩 亩 亩 m m m m m m m m M MW MW 23333222数量 40 1.49 1.49 271.71 3万 8.8 8.8 39 39 3000 1880 浆砌石+草皮护坡 土基—岩基 小于6 272.50 -272.60 1210 683530 11192 6185 租用 附近接入 2台空压机 备注 底宽 工程起点 河道中心长 河道中心长 序号 4 5 6 7 七 1 2 对外交通 距离 施工导流 方式 型式 施工用地 施工工期 准备工程 总工程 经济指标 静态投资 名称 单位 km 亩 月 月 月 万元 万元 万元 数量 0 明渠导流 草土围堰 7 1 8 984.75 404.85 13.6 备注 建筑工程投资 移民、环境及其他部分投资 工程总投资
2 水文
2.1 基本资料
2.1.1 流域概况
工程所在流域属璧南河小流域。璧南河是属长江水系,是长江一级支流。该河发源于璧山县青龙湖管委会火石村古老寨和福禄镇白花村。县域流域内有15个乡(镇),集雨面积441.3km2,河流长73.1km,河道比降1.9‰。主河道流经大路镇、保家镇、河边镇、蒲元镇、璧城镇、狮子镇、XX事处、来凤镇、龙江乡、健龙乡、广普镇、 云坪乡后进入江津市,江津市的油溪注入长江左岸。年径流总量为1.63亿m3。其支流长5km以上的有7条,5km以下的有35条。流域左岸属丘陵区,右岸为低山区,沿河多坪坝。河流两岸农耕发达,居民较为集中,周边植被覆盖较好,水土流失不严重。
2.1.2 水文气象
XX街道处于川东平行岭谷区,其气候属典型的亚热带季风气候区,气候温和,雨量充沛,冬暖春早,初夏冬雨,盛夏炎热常伏旱,秋多连绵阴雨,无霜期长,热量充足,风小,湿度大,云雾多,日照少等特点。
据县气象局48年(1958年-2006年)记载,年平均降雨量为1028.1mm,年内分配不均,其中4-9月降水量占全年总量的79%。多年平均气温为17.9℃,极端最高气温41.1℃(2006年8月15日),极端最低气温-3℃(1975年12月15日),多年平均蒸发量1245mm,多年平均年日照小时数1228小时。
2.1.3 上下游水利工程概况
璧南河在距离XX场镇下游9.02km左右有一石河堰—龙江堰,其余河段(璧山境内)水利工程较少,仅有中小型水库11座,上游河段至工程建设段范围内无中型以上规模水利工程,仅有小(一)型水库6座,小(二)型水库13座。璧南河工程流域段的水利工程几乎都修建于上世纪六、七十年代,水利工程修建年代久远,病害多,蓄水能力不足,防洪能力有限。
图2-1 龙江堰现状图2.1.4历史洪水调查
据璧山县有关资料《璧山县城防洪规划(2008-2020)》和《重庆市璧山县璧南河环境综合整治工程(一期)初步设计报告》记载,从1858年(清咸丰七年)至今的150年中,璧城遭受大小洪灾近百次,最大洪水是2007年7月17日洪水,其次是1946年7月4日洪水位,再次是1919年7月16日洪水。其中2007年“7.17”洪水发生年代较近,且量又大,重现期为150年(距1858年至今150年当中发生的最大一次洪水),故本次重点对该次洪水进行调查。其余重大洪水发生年代较早,现难以准确调查到其洪痕高程。
在本工程河段璧南河支流上游有同心水库,该水库为中型水库,控制集雨面积20.4km²,水库正常蓄水位为343.78m,根据本次收集资料,“7.17”洪水发生前水库因供水需要水位以消落至339.30m,腾空前约370万m3,“7.17”洪水入库后水库将其洪量全部装满,基本没有下泄洪水。
另在工程河段璧南河支流上有盐井河水库,该水库为小(一)型水库,控制集雨面积为27.4km²,正常蓄水位为307.50,堰顶高程为304.00m,水库有闸控制泄流。根据本次收集资料“7.17”洪水
发生前2007年7月16日08时水库运行水位为307.25m,相应库容为714万m²,“7.17”洪水水库最大下泄流量为213m³/s,水库水位增高至308.15m,相应库容为788.70万方。
综上所述,规划河段“7.17”洪水主要来自盐井河水库下泄的213m³/s流量和同心水库坝址下游~规划河段之间的区间洪水。根据这种思路计算了扣除两个水库控制集雨面积后的洪水+盐井河213m³/s流量下泄后的各个断面的“7.17”洪峰流量。根据计算结果可知规划河段上游终点至下游起点“7.17”洪水重现期从100年一遇至150年一遇之间逐步变化。
2.1.5 测站基本资料
2.1.5.1水文测站及测验情况
1、河边水文
璧南河流域内上游河边镇有河边水文测站,其集雨面积为7.19km2,属重庆市水文水资源局管辖,有1984-1999年实测径流资料,该站多年平均降雨量为1065.2mm,多年平均径流深为484.4mm,多年平均径流系数为0.45。
2、双石桥水文站
邻近流域小安溪上有双石桥水文站,集雨面积246km2,其气候、地理条件与工程区相似,双石桥水文站流域地形为盆地东部边缘三山两槽的深丘地带小面积代表站。
一般来说,当系列较短时,均值、Cv及Cs值变幅较大,随着系列加长,变幅趋小。当系列长度大于30年后,参数基本稳地。本次收集
到双石桥水文站1973~1999年共27年实测洪水资料。系列中包含了各量级的洪水,长度接近于30年,参数基本稳定,因而洪水系列具有一定的代表性。
根据双石桥站1973年4月~2004年3月共31年(水利年)径流系列作频率分析计算,采用数学期望公式
pmm100%n1计算经验频率,
用矩法计算统计参数,频率分布线曲线采用P-Ⅲ型,经频率分析计算得双石桥径流统计参数成果如表2-1:
表1-2 双石桥站统计参数表
不同径流深及对应典型年(mm) 参证站 Cv Cs/Cv 多年 平均 447.4 P20% 580.7 对应年份 1998 P50% 436.8 对应 年份 1996 P75% 324.8 对应年份 1994 P95% 212.1 对应年份 1995 双石桥 0.38 2 本次设计分析了双石桥站1973~2004年31年径流系列资料,在31年实测径流资料中包括了丰、平、枯年份,从径流累均曲线看,当系列长度达到15年以上时,其均值趋于稳定,从累进变差过程看,当系列长度达到19年时,Cv值趋于稳定,所以,该系列具有代表性。本次分析计算成果与《重庆市水资源综合规划:水资源调查评价报告》分析计算成果相比较,《重庆市水资源综合规划》分析双石桥站1956-2000年系列得多年平均径流深为462.5mm,《重庆市永川孙家口水库工程可行性研究报告》分析双石桥站1969-1999年多平均径流深为442.4mm,本次分析成果为447.4mm。三个分析成果差异不大,分析造成差异的原因为选择径流系列不同所至,故认为本次分析成果基本合理。
2.1.5.2 水文基本资料复核
河边水文站控制条件好,断面较稳定,资料质量可靠,控制集雨面积小,降水量~年径流深关系较好,其年径流系数随年降水量的增加而增加,相关点群上部接近直线。
双石桥水文站自建站到停测期间,每年校测水准及水尺零点高程,水位无缺、漏测,水位过程线连续、合理;该站历年断面虽较稳定,但年内略有冲淤变化,由于一般年份汛前、汛后、大洪水前后均测断面,测流计算一般借用最新断面,故借用断面测流和计算合理,本次设计采用该站刊印成果;复查未发现年初、年末水位流量不衔接问题。1975年至1980年、1981年未测流,只有水位,整编时用临时曲线、绳套曲线和多曲线配合上游船闸出流漏水合成关系曲线推求各年的流量。此外,由于该站受上游有船闸影响频繁,但在水文部门资料整编时考虑了船闸出水及渗漏,其刊印成果复查后认为是比较合理的。
两个水文站属国家正规水文站,观测项目有水位、流量、降水等,该站历年资料都是经由水文部门整编、审查后刊印,资料精度可靠,资料可用于本阶段设计。2.1.5.3气象站资料
1、气象测站情况
璧山县气象站属璧山县气象局管辖,位于工程流域范围内,有1958-2006年共48年的年、月降水量资料。
2、气象特性及要素
工程处距璧山县气象站直线距离近。璧山县气象站为国家气象
部门设置的专业站,观测有降雨、气温、风速、风向、日照、蒸发等内容,资料精度可靠。
2.2 设计洪水
2.2.1洪水标准
根据《 防洪标准》 (GB5O201-94 ) ,非农业人口达20-50 万人时,其城市为中等城市,防洪标准为50-100 年一遇洪水;非农业人口镇20 万人时,其城市为一般城镇,防洪标准为50-20 年一遇洪水。乡村保护区人口小于等于20 万人时,其防洪标准为20-10 年一遇洪水。根据《 防洪标准》 (GB5O201 -94 )2.0.2条,当城市可以分为几部分单独进行防护的,各防护区的防洪标准,应根据其重要性、洪水危害程度和防护区非农业人口的数量,分别确定其防洪标准。
根据《 璧山县城乡总体规划》 (2007-2020 ) ,到2015 年XX组团人口为8-13.1万人。由于璧山县属山丘区城市,城区分布高程相差较大,因此其防洪标准按下限考虑,故选择XX组团防洪标准为20 年一遇洪水。
2.2.2 暴雨特征
工程流域处于亚热带季风气候区,气候湿润多雨,常出现大雨或暴雨,暴雨一般发生在5-10月,大暴雨多发生在6-8月,根据璧山县气象站1958年-2006年逐日降雨资料统计分析,一次暴雨过程多为1-3天,其中大部分雨量都集中在24小时以内。历年10分钟最大降雨量32.9mm,1h最大降雨量53.7mm,最大6h降雨量均值为87mm,最大24h降雨量均值为104mm。
2.2.3 洪水特性
工程流域所在河流—璧南河属山溪性雨洪河流,洪水由暴雨形成,洪水过程陡涨陡落,其过程直接受暴雨特性的影响。根据临近流域河边水文站对邻近河流梅江河(相隔仅10km左右)的实测资料统计,最大洪峰流量出现在5-9月,通过洪水过程线分析,起涨时间多在2-6h,形成洪峰时间多在13h以内,峰型多为单峰。
2.2.4 设计洪水
由于流域内无实测洪水资料,工程设计洪水采用设计暴雨推求设计洪水,并与双石桥水文站实测洪水进行面积比法成果进行比较。
1、推理公式法
本次工程设计以龙江堰为控制断面计算洪水。龙江堰口以上集水面积F=303.66km2,主河道长L=53.79km,河道比降J=1.39‰。而本次璧山县璧南河XX段河道综合治理工程上游起至新桥上游200m处,下游止于胡家桥,以XX事处胡家桥为本次综合治理工程下游的末端断面,其上集水面积F=281.44km2,主河道长L=51.12km,河道比降J=1.49‰。
(1)设计暴雨
工程流域内无雨量站,由于本工程控制集水面积不大,故选择邻近流域点雨量代表面雨量。邻近流域西面有璧山县气象站,相距15km,暴雨资料系列为1958-2006年共48年;将璧山县气象站最大10min、1h、6h、24h暴雨,按年最大值选样法,统计各时段暴
雨,采用P-Ⅲ型曲线进行频率分析,与《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》中的暴雨参数进行比较见下表2-2。
暴雨参数统计表
表2-2 项目 时段(h) 1/6 1 6 24 查暴雨手册
璧山气象站 x (mm) 15.1 40.0 72.0 98.0 Cv 0.35 0.41 0.45 0.49 Cs/Cv 3.5 3.5 3.5 3.5 x (mm) 15.0 40.1 75.5 99.1 Cv 0.35 0.43 0.46 0.43 Cs/Cv 3.5 3.5 3.5 3.5 (2)计算公式
按照《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2006、1984年《四川省中小流域暴雨洪水计算手册》等有关规范及资料对小流域洪水的计算方法,认为小流域暴雨和洪水同频率。本次设计采用推理公式计算设计洪水。
采用四川省水文手册推荐使用的计算公式Q=0.278ψ(s/τn )F
(3)公式参数
集雨面积F:根据1:10000航测图量算所得;
河长L:根据1:10000航测图量算所得;
河流平均比降J:采用Jhi1hiliL2(‰)公式计算,式中hi,li
采用1:10000航测图量算所得。
流域形状系数θ:θ=
LJ1/3F1/4产流参数μP:盆地丘陵区计算公式μP=KP=KP4.80F-0.19计算,式中KP由Cv=0.18,Cs=3.5Cv查P-III型曲线KP值表而得。
汇流参数m:采用盆地丘陵区综合公式:当1<θ<30时,
m=0.40θ0.204;当θ>30时,m=0.092θ0.636。 雨力Sp:采用手册推荐公式Sp=24n
2p1H24p进行计算。
洪峰系数ψ:ψ=1-1.1
pspn0
0.3830=汇流时间0, :
m1/4s44n , =044n(4)设计洪水计算成果
将以上暴雨参数资料用推理公式法计算工程控制断面处的设计洪水。经计算,计算洪水比较成果表2-3,如下:
推理公式法设计洪水成果比较表表2-3
控制断面 项目 频率 5 10 查暴雨手册 Qp 3(m/s) 璧山气象站(推荐) Qp 3(m/s) 2 683 498 278 1 690 493 262 842 龙江堰 20 50 XX胡家桥 5 845 10 20 50 652 467 248 8 472 2 2、水文比拟法
水文比拟法推求工程处设计洪水,是采用双石桥水文站1973~1999年共27年实测洪峰流量系列计算的洪水成果,取n=0.67,根据公式Q工程(
F双0.67)Q双计算而得。计算结果见表2-4。F工程 水文比拟法设计洪水成果表
表2-4
流域 断 面 集雨面积 (km2) 246 303.66 281.44 频 率(%) 0.1 1250 1439 1368 0.2 1130 1301 1237 1 847 975 927 2 726 836 795 5 566 652 619 10 438 504 479 小安溪 璧南河 璧南河 双石桥 龙江堰 XX胡家桥 3、成果合理性
从表2-3和表2-4可以看出用推理公式计算成果大于用水文比拟法计算成果,为了工程安全起见采用推理公式计算成果。从表2-3分析比较:在各频率下,查暴雨手册资料推算的最大洪峰流量均小于对应频率下的利用璧山气象站资料推算的最大洪峰流量。暴雨手册资料统计年限截止到1982年(指1/6h暴雨;1h暴雨统计到1980年,气象部门的资料统计到1975年;6h暴雨没有说明统计年限,但平均系列21年,重庆站也仅有25年;24h暴雨统计到1975年,暴雨资料系列显然太短,像1981年、1996年、1998年等大洪水均没统计在内,故最终认为璧山气象站资料更为合理。
2.2.5 分期设计洪水
由于工程流域与河边水文站属于同一流域,因此本工程利用河边水文站实测洪峰流量推求工程流域设计分期洪水。
根据河边水文站的实测资料,分析洪水季节性变化的一般规律,并结合施工设计要求,将年内分为四期,即汛前过渡期(4月),汛后过渡期(10月),主汛期(5-9月),枯水期(11月-3月)。
主汛期洪水直接采用设计暴雨推求的设计洪水成果。汛前、汛后过渡期及枯水期,根据河边水文站实测流量资料按年最大值不跨期选样法,得到各分期时段洪峰流量系列,经频率分析计算,用面积比推算到工程控制断面分期洪水,面积比指数枯水期n=1,汛前、汛后过渡期n=0.67。由此计算出控制断面分期设计洪水成果表2-5,如下:
工程控制断面分期洪水计算成果表2-5
控制断面 龙江堰 XX胡家桥 P% 分期 4月 10月 11-3月 5-9月 4月 10月 11-3月 5 47.3 62.0 54.7 10 33.1 41.9 34.0 20 20.1 24.2 16.5 50 6.5 7.1 2.0 备注 1.分期洪水按面积比拟法移用,面积比指数枯水期n=1,汛前、汛后过渡期n=2/3。 2.主汛期采用暴雨推求的洪水成果 2 40.7 53.3 47.0 683 28.5 36.0 29.3 498 17.3 20.8 14.2 278 5.6 6.1 1.7 5-9月 845 8 472 2 2.3 洪水水面线计算
研究工程对河道行洪能力的影响,主要是计算工程修建后引起的上游壅水高程等。本工程采用一维数学模型进行壅水高程计算。
2.3.1 横断面测量
我院接受业主委托后,于2008年11月组织工程技术人员,对工程河段进行了认真的考查及收集了相关资料。并对工程河段所选横断面进行了水下、岸滩详细施测,并点绘了横断面图。
2.3.2水面线计算
(1)水面线计算公式
河道水面线推算采用一维数学模型,一维恒定流运动方程可写成:
zVVn2V204/3sgsR
求解时考虑河道局部水头损失后,对上式沿河道方向进行差分离散,为:
ZuZd()Q2sQ21111(22)(2)22g2AdAuKdKu
式中:Zu、Zd-上、下游断面水位,m;
Au、Ad -上、下游断面过水面积,m2;
ku、kd -上、下游断面流量模数,m3/s;
-局部水头损失,对渐变流,=1,=0;
Δs-上、下游断面间距,m;
Q-断面流量,m3/s;
g-重力加速度,取9.81m/s2。 (2)计算条件①河道断面
本次主要采用实测的大断面和璧山县XX镇1:500河道地形图(2007年)。
②河道糙率
根据调查工程河段“7.17”洪痕高程为273.06-274.07m之间,对高水水位进行适当修正,从而完成高水部分的参数率定。该河段河床由岩石、沙砾石或卵石组成,床面教平整,水流通畅,两岸岸璧为土质或岩质,形状较整齐,参照《天然河道糙率表》,其糙率范围为0.022-0.035,本次工程河段选择综合糙率工程前为0.028,工程后为0.025。
③控制断面水位的确定
工程起点位于XX镇胡家桥,经现场踏勘,其下游9.02km处为龙江堰,经分析,工程起点水位受龙江堰上游水位控制,故本次工程设计选取下游龙江堰断面作为水面线计算的起始断面。
龙江堰为浆砌石溢流堰,堰顶溢流,最大坝高6.0m,坝顶总长
60m,堰顶高程263.00m,堰宽1m,洪水期过堰水流形态为薄璧堰堰流。采用堰流公式计算水位流量关系,公式为
,其中,
σs淹没系数,m’包含侧收缩影响的流量系数,B堰宽,H0为堰上全水头,根据2007年7月17日历史洪水流量1430m3/s和堰上游实测洪水位266.71m反算σs m’,代入堰流公式,得到水位流量关系曲线,本次工程选定的参考控制段面为璧南河龙江堰:
控制断面龙江堰水位~流量关系线(黄海高程)
表2—6水位(m) 263.4 263.6 263.8 2 2.2 2.4 263 263.2 流量3(m/s) 0 16.5 46.5 85.5 131.6 183.9 241.8 304.7 水位(m) 2.6 2.8 265 265.2 265.4 265.6 265.8 266 流量3(m/s) 372.3 444.2 520.2 600.2 683.9 771.1 861.8 955.8 由上表通过插值法可知,当工程处起始段面遭遇20年一遇洪水时,洪峰流量为2m3/s,对应的洪水位为265.85m。其水位流量关系图见图2-1。
(3)水面线推求
在进行水面线推求时,将计算断面剖分为多个计算断面,然后根据实测的大断面资料、确定的河段糙率及其相应流量,按照水面线公式从下游向上游逐段推算整个计算河段各断面的水位。本次水面线推求时结合桥涵水力计算方法。
①桥涵水力计算
壅水计算采用试算法,该法系用上下游有效断面流速水头差,计算最大壅水高h3:
h3a(V32V12)2g
其中:
V3VBQQB3h3bBh3bb
V1Qh3V3h3QB(h3h3)Bh3(h3h3)h3h3
式中:Q——流量(m3/s);
B——无桥墩时的截面的宽度(m);b——两墩间的净宽(m);
h3
QBh3——桥墩下游正常水深(m);
V3——桥墩下游为正常水深时的断面平均流速,V3(m/s);
V3——桥墩下游为正常水深时扣除桥墩后的有效过水
断面的平均流速(m/s);
V1——桥墩上游最大壅水处的断面平均流速(m/s);
h1——桥墩上游最大壅水处的水深(m);
h1与h3的差值h3——最大壅水高度,(m);
a——动能修正系数;
——过水断面收缩系数。
初拟工程后堤距30m、35m、40m、45m进行比选计算,通过计算推求得到工程所涉及河道设计洪水水面线计算成果见表2-7。
工程段设计水面线
表2-7 P=5%(20年一遇)水位 单位:m(黄海)
编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 地 名 龙江堰 胜利堰下游 胜利堰上游 来凤新大桥下游 来凤新大桥上游 胡家桥下游 胡家桥上游(工程起点) 顾地大桥下游 顾地大桥上游 新塔水桥下游 新塔水桥上游 新桥下游(中兴桥) 里程 -9613 -8220 -7420 -6620 -6320 -6020 -5720 -5200 -4600 -4550 -4350 -4330 -3457 -3274 -3213 -2940 -2450 -1950 -1450 -950 -450 -20 0 465 850 1293 1340 1677 1695 2106 2780 流量3(m/s) 2 2 2 2 2 880 880 880 870 870 870 870 860 860 860 860 850 850 850 850 850 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 工程前 265.85 266.44 267.02 267.59 267.80 268.02 268.23 268.61 268.95 269.14 269.43 269.65 269.98 270.15 270.18` 270.47 270.79 270.92 271.15 271.35 271.52 271.69 271.76 271.81 271.92 工程后工程后工程后工程后(30m) (35m) (40m) (45m) 265.85 266.44 267.02 267.59 267.80 268.02 268.23 268.61 268.95 269.14 269.43 269.65 269.97 270.15 270.17 270.47 270.79 270.92 271.15 271.35 271.52 271.69 271.71 271.86 271.95 265.85 266.44 267.02 267.59 267.80 268.02 268.23 268.61 268.95 269.14 269.43 269.65 269.97 270.15 270.17 270.47 270.79 270.92 271.15 271.35 271.52 271.69 271.71 271.82 271.91 265.85 266.44 267.02 267.59 267.80 268.02 268.23 268.61 268.95 269.14 269.43 269.65 269.97 270.15 270.17 270.47 270.79 270.92 271.15 271.35 271.52 271.69 271.71 271.80 271.90 265.85 266.44 267.02 267.59 267.80 268.02 268.23 268.61 268.95 269.14 269.43 269.65 269.97 270.15 270.17 270.47 270.79 270.92 271.15 271.35 271.52 271.69 271.71 271.78 271.85 272.17 272.25 272.17 272.13 272.09 272.36 272.43 272.35 272.32 272.28 272.45 272.47 272.40 272.36 272.33 272.81 272.81 272.74 272.72 272.69 272.95 273.02 272.92 272.86 272.81 273.09 273.22 273.08 273.01 272.95 32 33 新桥上游(中兴桥) 工程终点 2800 3000 845 845 273.30 273.46 273.31 273.22 273.16 273.35 273.52 273.37 273.27 273.19 由上表对比《璧山县城防洪规划报告》中顾地大桥上游20年一遇洪水位成果为272.38m,本次计算工程前该断面20年一遇洪水水位为272.36m,两者较为接近,即本次洪水水面线推求成果合理可行。
由于工程河段水位受下游龙江堰控制,加之工程河段已成桥梁较多一共有四座,因此工程河段设计堤距从30-45m变化,其20年一遇设计洪水位与现状洪水位比较变幅在0.17m范围内。
由水工分析后,工程堤防设计依据现有河宽为控制,工程后设计水面线如下:
工程段设计水面线
表2-8 P=5%(20年一遇)水位 单位:m(黄海)
编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 地 名 龙江堰 胜利堰下游 胜利堰上游 来凤新大桥下游 来凤新大桥上游 里程 -9613 -8220 -7420 -6620 -6320 -6020 -5720 -5200 -4600 -4550 -4350 -4330 -3457 流量(m/s) 2 2 2 2 2 880 880 880 870 870 870 870 860 3工程前 265.85 266.44 267.02 267.59 267.80 268.02 268.23 268.61 268.95 269.14 269.43 269.65 269.98 工程后 265.85 266.44 267.02 267.59 267.80 268.02 268.23 268.61 268.95 269.14 269.43 269.65 269.97 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 胡家桥下游 胡家桥上游(工程起点) 顾地大桥下游 顾地大桥上游 新塔水桥下游 新塔水桥上游 新桥下游(中兴桥) 新桥上游(中兴桥) 工程终点 -3274 -3213 -2940 -2450 -1950 -1450 -950 -450 -20 0 465 850 1293 1340 1677 1695 2106 2780 2800 3000 860 860 860 850 850 850 850 850 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 270.15 270.18` 270.47 270.79 270.92 271.15 271.35 271.52 271.69 271.76 271.81 271.92 272.17 272.36 272.45 272.81 272.95 273.09 273.3 273.35 270.15 270.17 270.47 270.79 270.92 271.15 271.35 271.52 271.69 271.71 271.80 271.90 272.15 272.34 272.38 272.73 272. 273.05 273.27 273.32
3 工程地质及建筑材料
3.1 前言
重庆市XX县位于四川盆地东南部嘉陵江长江之间,重庆市西侧,东经106º02′~106º20′,北纬29º17′~29º53′之间,东邻沙坪坝区、九龙坡区,南界江津市,西连永川市、铜梁县,北与合川、北碚接壤。县境南北长60km,东西宽15km。
XX河系长江左岸二级支流,由北向南经油溪河汇入长江,是XX县境内最大的一条溪河,全流域控制集雨面积441.3km2,河道长73.1km,河道比降2.78‰。XX县境内流经壁城镇、狮子镇、XX镇、来凤镇等十个乡镇。据XX县有关资料记载:从1858年(清朝咸丰七年)至今的145年中,XX遭受大大小小洪灾近100次,洪涝灾害已严重制约着地区经济发展和群众的生命财产安全。
重庆市XX县XX河XX事处段综合治理工程的建设,对提高XX县城防洪标准,加快城镇化建设步伐,保护城区环境,美化城市,促进地区经济发展和保护人民生命财产安全,具有十分重要的意义。
XX县XX河XX段防洪护堤北起中兴桥以上200m堰口处,南至胡家桥,全长3km,工程级别为4级,主要建筑物(防洪护堤)级别为
4级。
受璧山县委托,我院开展初步设计阶段的勘察工作,本次综合治理工程地质勘察手段主要采取地面调查及地质钻探。
3.2 工程地质
3.2.1地质环境
工程区位于四川盆地东南部,总体上属川东丘陵、平行岭谷区。地貌主要受控于地质构造和岩性。背斜构成狭窄的山脉,高程一般550~885m,山脊一般由三叠系灰岩组成,向斜形成宽缓的槽谷,高程一般260~400m,地层主要由侏罗系砂、泥岩组成。XX县境东部为东山、西部为西山,县城中部龙棱山连丹凤场短轴背斜纵贯南伸,呈三峡夹两谷地貌。
区内出露的主要地层为三叠系及侏罗系地层,累计地层总厚达3118m。第四系松散堆积沿槽谷地区河流两岸分布。
本区大地构造位于扬子准地台四川台拗川东陷褶束中的华蓥山穹褶束与泸州穹褶束之间。区内主要由北东~北北东向近于平行的不对称褶皱组成。背斜轴部较平缓,翼部陡峻,背斜枢纽呈起伏状,往往形成多个高点。向斜由北往南逐渐开阔,并向南扬起,在向斜开阔地带其西翼有近于南北向的次一级褶皱。区内地表断裂构造不发育,仅在沥鼻峡背斜东翼新胜茶厂至庆口一带有规模较小的两条高角度走向逆冲断层和一条正断层,其走向平行或呈锐角斜交背斜轴。工程区位于温塘峡背斜北西翼一带,温塘峡背斜背起北碚老岩
头南至江津牛角湾,长度130Km,轴向N25°E至N20°W,轴部地层T1-T3,两翼地层J1-J2s,由西山坪、甘家槽、云峰场高点构成向西突出弧形。
区内新构造运动特征:
(1)本区新构造运动以大面积间歇性抬升为其总特征。表现在层状地貌明显,有多级夷平面、阶地。
(2)上升速度具有明显不均衡性,总体看是东强西弱,北强南弱。表现在东部为中~高丘,西部为低~缓丘,由北向南丘顶高程由350-400m降至300-350m。
3.2.2地震
据地震史料记载,工程区外围主要有松潘~龙门山及马边两个强震区,距工程区均在250km以外,对工程区影响烈度为小于V度。以工程区为中心,半径250km范围内,从公元元年至2002年,共记载震级≥4.7级的中强地震17次,其中≥5级的9次(表3-1),最强为1986年2月14日富顺5.7级地震,均发生在距工程区100km以外,震中大部位于华蓥山基底断裂南段,其次为巫山~金佛山基底断裂带的南川附近。距工程区较近的地震有1936年5月9日铜梁安居镇发生的4.7级地震,距工程区直线距离约35km,影响至工程区的烈度已小于V度;19年11月20日,重庆市渝北区统景镇发生的5.4级和5.2级地震,距工程区约45km,影响到工程区的烈度小于V度。
Ms≥5.0级地震一览表3-1(工程区周围250km范围内)
震级LMs 5.5 5.5 5.0 5.7 5.0 5.0 5.0 5.0 5.4 5.3 8.0 震中烈度 Ⅶ Ⅶ Ⅵ Ⅶ Ⅵ Ⅵ Ⅵ Ⅵ Ⅶ Ⅶ Ⅺ 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 地震发生时间 1610年2月3日 1854年12月24日 12年2月10日 16年2月14日 1905年11月9日 1913年8月18日 1954年10月24日 1959年11月13日 19年11月20日 1997年8月 2008年5月12日 北纬 28.5º 29.1º 28.9º 29.3º 29.4º 31.8º 29.4º 29.0º 29º51′ 29°31′ 31.0° 震中位置 东径 参考地名 104.5º 高县庆府 107.0º 南川陈家场 105.0º 南溪 104.9º 富顺 104.7º 自贡 104.5º 北川 104.8 自贡 105.0º 富顺 106º51′ 渝北统景 105°29′ 荣昌广顺镇 103.4° 四川汶川 1970年至1986年间,区内共测得Ml≥2级(Ms≥1.2级)地震454次,均为小于4.7级以下的弱震。其中心Ml≥3.0级(Ml≥2.2级)地震有80次,发生在华蓥山断裂带上的有78次,70%集中在华蓥山基底断裂南段的自贡~泸州一线。区内震源深度一般10~20km,属浅源地震。2008年5月12日四川省汶川大地震璧山震感强烈,但只有轻微余震,没有大的影响,本区的市政设施、及生产生活等均未受到严重不良影响。
综上所述,工程区地质构造稳定,属弱震环境,据1∶400万《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001),地震动峰值加速为0.05g,反应谱特征周期为0.35s,相应地震基本烈度为Ⅵ度。根据《抗震设
计规范》(GB50011—2001),重庆市区地震设计分组为第一组,抗震设防烈度为Ⅵ度,设计基本地震加速度值为0.05g。
3.3 场区工程地质条件总述
3.3.1地形地貌
场区位于XX河河谷岸坡地带,属河流侵蚀堆积地貌区,地貌形态多为河谷平坝和少量零星的山丘,河谷侵蚀深度一般5~10m,河谷呈“U”形,两岸基本对称,河面宽20~50m。场区总体地形北高南低,顺堤轴线方向地形平坦,地面高程2.~279.05m,相对高差14.41m。垂直于堤轴线方向上高程273.10m以下为河流岸坡地带,地面高程一般2.~273.10m,相对高差9.46m,地形坡度角一般7~15º,局部地段达15~25º。水下地形较平缓,高程261.90~2.m,相对高差约3m,坡度角约5~10º。岸坡273.5m高程以上地形平坦,为浅丘地貌,多为农田及零星山丘,地面高程267~280m。
3.3.2地层岩性
据地面地质调查及钻孔揭露,场地大部分被第四系土层覆盖,仅局部地段有零星基岩露头,工程区上覆地层为第四系全新残坡积、冲洪积层及人工填土,下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组泥岩、砂岩及泥质粉砂岩,现由上至下分述如下:
①第四系人工杂填土(Q4ml):主要由低液限粘土、泥岩、砂岩碎块石组成,块碎石粒径一般5~60cm,块碎石间充填粉质粘土、细砂等,土石比3:7~2:8,松散~中密,稍湿~湿。回填时间1年~2年。
主要分布在左岸桩号KZ2+107~KZ3+000m、右岸桩号KY2+383~KY3+000m,厚1.00m~3.00m。
②第四系全新统冲洪积层(Q4al+pl):岩性以粉细砂、粉质粘土、粉土为主。粉质粘土呈灰紫红,可塑~硬塑状,韧性中等,无摇振反应,干强度中等~高,稍有光泽反应。粉土及粉细砂主要呈透镜体状夹于粉质粘土中,呈灰色,稍湿~湿润,松散~中密,摇振反应强烈,韧性低、干强度低,无光泽反应。冲洪积主要分布于左岸桩号KZ0+670~KZ1+119m、KZ1+293m~KZ1+677m,厚0.80m~5.60m。
③第四系全新统残坡积层(Q4el+dl):为低液限粘土,褐黄色,可塑状,局部含5%砂质。韧性中等~高,无摇振反应,干强度中等~高,稍有光泽反应。主要分布于XX河两岸农田及斜坡上。厚1.0m~4.50m。
④侏罗系中统沙溪庙组(J2s):岩性为泥岩、砂岩、泥质砂岩呈不等厚互层。
粉砂质泥岩:紫红色,粉砂泥质结构,巨厚层构造,主要由粘土矿物组成。局部含灰绿色砂质团块及结核。
砂岩:灰色,细粒结构,中厚层状构造,钙泥质胶结,以长石为主,岩屑、石英、云母等次之。
泥质粉砂岩:灰色,暗褐色,泥质粉砂结构,中厚层状构造,泥质胶结,含长石、云母等矿物。
3.3.3地质构造
场区位于温塘峡背斜北西翼一带,岩层呈单斜层状产出,地层
产状296~300º∠36º。枢纽区无大的断裂构造发育,构造主要以裂隙为主,主要有两组:①118°∠50°~51°,裂面平直,呈闭合状,未见填充物,结合差,间距1.2~3.8m,延伸2~6m。②216°∠85°~88°。裂面微见弯曲,间距0.8-3.6m,延伸2.5~5.5m。局部充填泥质,结合差。故场区裂隙不发育,地质构造简单。
3.3.4水文地质
①地表水:在线路范围内,场地上覆为第四系人工填筑土主要由低液限粘土、冲洪积层砂土、残坡积低液限粘土,下付基岩主要为泥岩,局部出露砂岩,泥岩为相对隔水层。地表水体主要为水田中的水,其他回填地段,汇水条件差,线路范围内无冲沟。
勘察期间正常河水位2.71~265.94m,该河水位常年变化不大,可作为常水位,河深2.60-4.10m。据调查,其历史最高洪水位268.50m(1981年),该水位对堤防施工有较大影响。据附近河段水质分析成果:河水对砼无腐蚀性。
②地下水:
区内地下水主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水,接受大气降雨及高水位河水补给,向XX河排汇。本次勘察进行了一次降深简易抽水试验表明:其出水量为74.30m3/d,主要含水层为砂土(细砂),其综合渗透系数K=53.67m/d,根据本区经验,给水度为0.10,抽水公式引用SL320-2005第6.2.7节公式为:
KtKlg122tt2(Hhw)2.3Q。另据水(本次抽水试验为潜水完整孔)样水质分析成果,区内地下水对砼无腐蚀性。
3.3.5不良物理地质现象
据工程地质调查,工程区内未见采空区、崩塌、泥石流、滑坡等不良物理地质现象发育。
3.4 岩、土体物理力学性质
3.4.1人工填土:分布在堤岸两边,回填时间约1年,主要由粘土、泥岩、砂岩碎块石组成。据触探试验统计分析见表3-2:填筑土松散、变异性大,均匀性差,力学性质差。建议该土层天然容重取20.00KN/m3。
填筑土N63.5触探试验统计表3-2
序号 ZK11 ZK12 ZK14 ZK15 ZK16 试验深度(m) 0.5-0.8 1.2-1.5 1.9-2.1 1.4-1.7 0.6-0.9 校正后 区间值 1.0-15.6 1.0-12.3 1.0-14.8 1.0-11.5 1.0-12.7 锤击数 平均值 4.65 4.13 4.45 4.52 4.52
密实度 标准差 3.02 2.02 2.83 2.67 2.75 变异系数 0.65 0.49 0. 0.59 0.61 松散 3.4.2低液限粉质粘土:褐黄色,可塑状,取土样6组进行室内试验(详见表:3-3),该土层容许承载力取133.2KPa,天然容重取18.60KN/m3。
3.4.3砂土(细砂):该层呈褐黄色,主要为细砂组成,含粘粒,约占2-15%,级配好,呈圆形,透水,湿-饱和,松散,偶见黑色腐质木。为确定颗粒含量取土样6组进行室内粒度分析,粒径0.25-0.074mm的含量占68.3-84.20%,为细砂。标贯试验统计数据表分析:砂土密实度松散。该层水下部分容许承载力建议取100KPa,
水上部分容许承载力建议取120KPa。
低液限粉质粘土物理力学统计表3-3
序号 天然含水量% 天然 密度 g/cm3 1.87 1.90 1.94 1.85 1.93 1. 1.90 饱和 密度 g/cm3 1.94 1.98 2.02 1.93 2.01 1.98 1.98 干密度g/cm3 1.50 1.55 1.61 1.48 1.59 1.55 1.55 比重 天然抗剪 孔隙比 饱和度% 液限 塑限 % % 液性 指数 塑性 指数 粘聚力 (KPa) 18.60 22.10 25.70 16.90 21.40 19.50 20.70 3.09 0.15 18.15 12.42 内摩擦角 (°) 10°24′ 12°41′ 13°18′ 11°35′ 11°57′ 10°10′ 11°40′ 1.24 0.11 10°39′ 10°30′ 压缩性 压缩系数 a0.1-0.2 (MPa)-1 0.43 0.37 0.33 0.46 0.40 0.39 0.40 0.05 0.12 0.36 0.36 压缩模量 Es0.1-0.2 (MPa) 4.19 4.74 5.14 3.95 4.29 4.47 4.46 0.43 0.10 4.11 4.11 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 粉质粘土 定名 ZK11 ZK12 ZK13 ZK14 ZK15 ZK16 平均值 24.70 22.50 20.30 25.00 21.60 22.20 22.72 2.70 0.80 2.72 0.76 2.73 0.70 2.69 0.82 2.73 0.72 2.70 0.74 2.71 0.76 83.4 31.5 16.6 81.1 30.1 16.9 79.6 29.8 15.2 82.2 82.2 80.8 81.6 32.4 17.4 30.8 17.2 0.54 0.42 0.35 0.51 0.32 0.37 0.42 14.9 13.2 14.6 15.0 13.6 14.8 14.4 31.5 16.7 31.0 16.7 标准差 变异系数 标准值 推荐值 容许承载力 133.2KPa(查规范JTG D63-2007之表2.1.2-3) 3.4.4工程区内强风化带岩石结构不清晰,岩石破碎,据现场鉴别岩芯结合经验,提供强风化带岩石地基承载力容许值建议取:泥岩350KPa、砂岩450KPa。通过对工程区中等风化带岩石取样做天然与饱和单轴抗压强度试验,试验结果表明(见表3-4):砂岩饱和单轴极限抗压强度平均值为5.49MPa,属软岩。泥岩饱和单轴极限抗压强度平均值为2.14MPa,属极软岩。
岩石抗压强度成果统计表 表3-4
标准差 1.83 1.34 0.98 0.57 变异系数 0.2 0.24 0.24 0.27 标准值 (MPa) 8.1 4.88 3.83 2.04 地基容许承载力(KPa) 1500 670 岩性 岩样状态 天然 饱和 天然 饱和 数据个数 6 6 9 9 数据范围 6.0-13.0 3.2-8.6 2.2-6.6 1.3-3.6 平均值 (MPa) 8.94 5.49 4 2.14 砂岩 泥岩 3.4.5岩土物理力学参数建议值
根据岩土取样室内物理力学试验成果及现场标贯试验成果,结合本期整治堤防特点,提出岩、土物理力学参数建议值表3-5
单轴抗压强度 地基容许承载力(KPa) 基底摩擦 系数 0.40 0.50 0.30 0.35 0.21 0.38 0.30 临时边坡值 (基坑深度<5m) 1:0.50 1:0.30 1:0.60 1:0.50 1:2.0(水下)* 1:1.25(水上)* 1:1.00 / / C KPa 40.00 80.00 / / 结构面抗剪强度 标准值 φ (°) 18.00 27.00 / / 12º(水下)* 22º(水上)* 27º 项目 岩性 天然容重(KN/m3) 天然 3.83 8.10 / / / / 饱和 2.04 4.88 / / / / 弱风化泥岩 弱风化砂岩 强风化泥岩 强风化砂岩 砂土(细砂) 填筑土 24.85 25.00 23.50 22.50 18.50 20.00 408 976 350.00 450.00 100(水下)* 120(水上)* / 注:弱风化岩体地基承载力容许值根据岩石饱和抗压标准值乘以地基条件系数再乘以地基极
限承载力分项系数0.2得来; 加*者为重庆市地区经验值。
3.5 工程区工程地质分段及稳定性评价
3.5.1岸坡工程地质分段
根据河道现状及设计方案,根据岸坡岩土物质组成将岸坡划分为土质岸坡及岩土混合岸坡二类,如下表:
河道类别
备注 河道沿线分段桩号 左岸:KZ0+000~KZ0+214、KZ2+107~KZ3+000(属基本稳定岸坡) 右岸:KY0+000~KY0+214、KY2+383~KY3+000 (属基本稳定岸坡) 左岸:KZ0+670~KZ1+119、KZ1+293~KZ1+677(属基本稳定岸坡) 总长度(m) 1938 占总长的.1% 土质岸坡 833 占总长的27.6% 占总长的8.3% 岩土混合岸坡 左岸:KZ0+214~KZ465(属稳定岸坡) 251 3.5.2堤防工程分段现状及评价
(1)左、右岸桩号K0+000~K0+214m
岸坡:总体地形东高西低,河流两岸地势平坦,多为农田,顺堤线方向高程为265~277m。堤岸高度约为3~8m,岸坡坡度10~20°。岸坡主要由第四系残坡积粉质粘土夹少量细砂组成,粉质粘土土质均匀,厚度3.0-4.0m。天然含水量平均值22.72%,天然重度18.5~19.4kN/m3,天然孔隙比在0.70~0.82之间,塑性指数IP=13.2~15.0,液性指数IL=0.32~0.54,为可塑状态;压缩系数a(1-2)在0.33~0.46之间,为中压缩性土;土的天然抗剪强度标准值:内聚力C=18.15Kpa,内摩擦角Φ=10°39′,统计结果表明:土体的力学指标抗剪强度及压缩系数、压缩模量变异性低,可靠性好。天然岸岸坡坡现状稳定。根据
本次勘察期间的地区调查和访问,XX河水流量不大,流速平缓,河床纵降不大,因此河水对岸边的冲刷能力较小,对岸坡的稳定性影响也不大。当坡高h≤5m,土质边坡坡率允许值为1:1.00-1:1.25,本段岸坡属基本稳定岸坡。
堤基:拟利用原天然岸坡,种植草皮,采用浅基础,地基稳定,本工程区第四系残坡积土层容许承载力取133.2Kpa,可作为种植草皮持力层。
(2)左岸桩号KZ0+214~KZ670m
岸坡:该段为岩土混合岸坡,岸坡土层与基岩纵、横向交叉分布,土层多为第四系残坡积粉质粘土夹碎石,地形多呈斜坡;裸露基岩为砂岩和泥岩互层,地形呈斜坡,岸坡坡度20~40°,属稳定岸坡。
堤基:本段下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂岩和泥岩互层,垂直于河堤轴线上,基岩顶面坡度与地形坡度近一致,基岩顶面起伏不大,呈台阶状,基岩顶面坡度角8~15º。据钻孔实际情况将基岩划分为强风化带及中等风化带。强风化带:岩心多呈碎块状,少量呈短柱状,质软,手折易断,厚度一般1.70m~3.5m。强风化下限高程257.90m~265.90m。中等风化带:岩芯较完整,多呈短柱状,柱状及少许碎块状,质较硬,锤击不易碎,碎块手不易折断。本次勘察揭露最大铅直厚度7.20m。该河段内工程特性较好,承载力较高,土层和强风化基岩均可作基础持力层,但土层和基岩分界处宜留沉降缝,防治不均匀沉降。
(3)左岸桩号KZ0+670~KZ1+119m、KZ1+293m~KZ1+677m
岸坡:主要为冲洪积砂土(细砂)及少量人工杂填土构成,坡高约4-6m,坡角15°~30°,岸边2-4m范围内常年洪水位下冲积土层细砂,厚度3.0-5.0m。大部分湿~饱和,松散~中密,透水性较强,在河流、雨季浸泡、冲刷作用下呈软~流塑状,易变形、产生渗透破坏,属基本稳定岸坡。
堤基:该河段内上覆土层厚度较大,工程特性差,且承载力低,不宜选作基础持力层。因岸坡天然土层较厚,处理费用较高,建议对冲洪积砂土层作块石换填碾压达设计要求后,方能作斜坡镇脚地基持力层。且应按照规范要求留设沉降缝,防治基础不均匀沉降,变形破坏。另外建议采取相应的防、排水措施,对基础和上部结构处理的抗液化措施。
(4)左岸桩号KZ2+107~KZ3+000m、右岸桩号KY2+383~KY3+000m
岸坡:总体地形东北高西南低,河流两岸地势平坦,顺堤线方向高程为265~272m。堤岸高度约为3~7m,岸坡坡度10~15°,岸坡主要由第四系人工杂填土夹少量粉质粘土组成,杂色,稍密、稍湿,由泥岩,砂岩块碎石及粉质粘土组成,土石比8:2~4:6,块碎石粒径5~40cm。回填时间1~5年,厚0.20~4.0m,属基本稳定岸坡。
堤基:本工程区的人工填土多为原堤线填土及生活垃圾,未经夯实处理,且局部为新近堆填,欠固结,根据相邻工程及经验,施工时可换填碾压处理达设计要求后,方能作持力层。
3.5.3堤基基础施工建议
1、场地地下水较丰富,基础施工中应采取相应的疏排水措施,以确保施工质量和人员安全。
2、基坑施工时应尽量避免用炸药爆破,且施工中应采取必须的安全措施,以确保人员安全;基坑开挖好后,应及时封闭,以免降低地基承载力。
3、据重庆地区经验,建议人工岸坡及基坑开挖临时坡度值,(h≤8m)土层1:1,强风化基岩1:0.50,中等风化基岩1:0.3。
3.6 天然建材
本工程施工设计方案需碎石5211m3;砂5155m3;条石10494m3,块石1879m3;料场选取采取就近取材、技术上可行经济上合理的原则。
3.6.1碎石料
碎石料可在璧山县福禄镇清和料场购买,利用沥鼻峡背斜轴部三叠系嘉陵江组灰岩制取,灰岩岩质坚硬,单轴饱和抗压强度大于55MPa,岩石表观密度为2630kg/m3,含泥量0.82%,针片状颗粒含量约9%,压碎指标9.4%,最大粒径9.1mm,满足Ⅱ类碎石指标。嘉陵江组灰岩为非活性骨料,可作为砼骨料。碎石料储量约在2.0万m3,能满足设计所需,运距约30Km。
3.6.2砂料
砂料场位于江津市德感镇长江边,砂料含砂率为26.5%,河砂堆
积密度1.55g/cm3,表观密度2.g/cm3,含泥量2.4%,有机质含量合格,粒度模数2.6,平均粒径0.38mm。满足技术要求,砂料储量约在3万m3,运距约35Km,采取购买。
3.6.3条、块石料
条、块石料拟在璧山县大兴镇石门村料场购买,地层岩性为侏罗系沙溪庙组中厚层状灰色砂岩,岩石完整,砂岩的饱和抗压强度在30-32MPa 之间。料场地形呈20°~25°缓坡,浅层厚约2m的强风化属无用盖层,有用层厚度大于6m,可采储量12万m3;质量、储量均能够满足本工程建材所需,采取购买,平均运距25km。
3.7 结论及建议
1、工程区区域构造相对稳定,地震动峰值加速度为0.05g,相应地震基本烈度为Ⅵ度。
2、工程区沿线未发现危岩、泥石泥、滑坡等物理地质现象。 3、工程区水文地质条件简单,地表水对砼无腐蚀性。
4、①左、右岸桩号K0+000~K0+214m:天然岸岸坡坡现状稳定,可作为种植草皮持力层。②左岸桩号KZ0+214~KZ670m: 该段为岩土混合岸坡,建议以强风化基岩选作浅基础持力层。③左岸桩号KZ0+670~KZ1+119m、KZ1+293m~KZ1+677m:建议对冲洪积砂土层作块石换填碾压达设计要求后,方能作斜坡镇脚地基持力层。④左岸桩号KZ2+107~KZ3+000m、右岸桩号KY2+383~KY3+000m:施工时可换填碾压处理达设计要求后,作基础持力层。
5、天然建筑材料碎石料在璧山县福禄镇清和嘉陵江组灰岩料
场,砂料场位于江津市德感镇,条、块石料在璧山县大兴镇石门村侏罗系沙溪庙组砂岩料场。料源质量,数量满足用量要求,均以购买方式解决。
6、建议下阶段加强施工地质工作。
4 工程任务及规模
4.1社会经济发展概况及工程建设必要性
4.1.1 社会经济发展情况
璧山县位于四川盆地东南部嘉陵江长江之间,重庆市西侧、东经106
02
—106
20
、北纬29
17
—29
53
之间,东
邻沙坪坝区、九龙坡区、南界江津市、西连永川市,铜梁县、北与合川、北碚接壤。县境如柳叶,南北长60km,东西宽15km。2006年全县总人口61.4万人,其中城镇人口18.5万人,城镇化水平30%。规划2010年全县总人口61.1万人,城镇人口24.5万人,城镇化水平40%;2020年全县总人口61万人,城镇人口33.5万人,城镇化水平55%。
2003年底,璧山县实施乡镇建制调整,成立了XX事处,辖58个行政村,7个社区,幅员面积90.93km2,XX城镇面积近5km2。总人口75014,其中:农业人口49814人,非农业人口25200人。工农业总产值287860万元,其中:工业总产值278560万元,农业产值9300万元。财政总收入15370万元,其中:工商税收10350万元。农民人均纯收入3525元。
XX事处以经济建设为中心,与时俱进,抢抓机遇求发展,使XX的经济和社会各方面事业得到迅猛发展,取得了累累硕果。辖区内基础设施齐全,现已累计投入2亿多元资金用于交通、通讯、能源等基础设施建设,有日供水能力2万吨的水厂一座,360千伏安,11万伏和22万伏变电站各一座,日供气50万m3天然气站一座,并开通了光纤电视传输网、广播、通讯、道路、绿化、灯饰工程等设施完善。市级重点XX中学,县级示范初中XX初中,两所县级文明社区示范小学和重庆舞蹈学校、四川美术学院XX分院相继建成,第三军医大学新桥医院XX门诊部建立,重庆全发药业集团落户及重医附属第一医院XX康复区即将动工。辖区内设有国税所、地税所、工商所、司法所、邮政所、电信所、派出所、房管所、电管站,城镇的综合服务功能显著增强。
XX投资环境优越,招商引资力度大,投资优惠,现已引进海内外客商600余家,工业、农业、第三产业呈欣欣向荣的态势。
按照XX城镇发展总体规划,XX街道经济开发区的重点开发项目为工业、商贸、旅游度假业。到2010年,XX街道(开发区)将建成重庆西部近郊城区,城区面积达8km2,城市人口达5万人的一座新兴卫星城市。
4.1.2工程段现状河势现状情况:
本次综合治理工程设计为璧南河流域XX街道段,属于天然河道,两岸顺直,有部分弯曲段,河床纵坡平缓,平均坡度为1.49‰,河床淤积严重,由于连年洪水,淤泥滞留在河道中,被
胜利堰阻拦,加之近年建设工程的部分弃渣堆积在岸边,使得个别河段淤泥深度达0.8m,河底抬高,河道断面减少,加之河道两岸岸坡有石质、陡坡、土质、砂质,长有杂草及灌木、树木,河床多为岩板、沙质、砂砾石、块石、乱石,依河流地段不同而构成情况不同,对河道行洪有一定阻碍作用。严重影响汛期泄洪。
图4-1 璧南河流域XX段现状堤岸图一
该段河堤主要存在问题是河道两岸地面高程较低,防洪高程不够,致使每年洪水期间,后方良田土地及住家户均要遭受洪灾影响,且两岸长有杂草及灌木、树木等,致使糙率增大,对河道行洪不利。
图4-2 璧南河流域XX段现状堤岸图二
图4-3 璧南河流域XX段现状堤岸图三
此段河堤存在的主要问题是河道两岸乱挖、乱建、乱倒的“三乱”现象严重,既抬高了河床,又缩小了行洪断面,过水断面不够,不能满足行洪要求,致使每年洪水期间,后方工厂及住家户均要遭受洪灾影响,且两岸长有杂草及灌木、树木等,致使
糙率增大,对河道行洪不利。
图4-4 璧南河流域XX段现状堤岸图四
此段河堤存在的主要问题是河道为宽缓的“U”型河谷地貌,
主河道狭窄,过水断面小,一遇洪水就两岸漫滩,不能满足行洪要求,致使每年洪水期间,后方工厂及住家户均要遭受洪灾影响,且两岸长有杂草及灌木、树木等,致使糙率增大,对河道行洪不利。
图4-5 璧南河流域XX段现状堤岸图五
此段河堤存在的主要问题是原河道两岸已建直立式防洪挡墙,该河道驳岸均为硬质驳坎,生态景观效果较差,同时直立式堤防减弱了河道亲水的特性,减弱了水域对璧山滨水区块的发展作用。
4.1.3项目建设的必要性
由于璧南河流域XX段在遭遇洪水时损失极为严重,历年来各级都投入了大量物力财力防洪抢险,疏浚河道,但由于治标不治本,解决不了根本问题,加之现有城区防洪标准约为8—10年一遇,远低于国家要求的20年一遇防洪标准。每遇洪水,两岸受灾严重,河岸经常受洪水冲刷和浸泡而垮塌。现在由于河道地形,城镇规划发展受阻,给优化投资环境,加大招商引资力度工作带来了困难。因此,该项目建设对XX城镇建设有着重要性和必要性。
据历史资料记载,1946年7月5日滂沱大雨,全镇8个村受灾,3500多亩农田被淹。1956年6月29日大暴雨,原老XX场几乎全部被淹,农田淹没4000余亩,1976年8月17日暴雨,大半个场镇被淹。1996年7月21日遭受20年一遇洪水侵袭,半个场镇被淹,淹没农田3000余亩,淹没厂矿、企业20余个,经济损失400多万元。2002年“6.13”洪灾,10小时降雨量183mm,是1959年来最大的一次降雨过程,全镇水利、电力、交通、通讯及市政基础设施毁坏严重。2007年“7.17”洪灾,XX场镇大半个场镇被淹,直接经济损失达1.3亿元。以上仅为有数据统计,根据现场调查,XX河在XX场镇段两岸几乎无防洪建筑物,且高程较低,几乎每年洪水期间,两边街道均要遭受洪灾,加之域内人口、厂矿企业较多,经济发达,又是璧山县的第二重镇,所以璧南河XX段河道综合治理工程的建设,不仅可以改善XX街道的城区环境,美化城市,而且能够促进XX街道城区的开发和建设,对XX街道的经济发展起到有力的促进作用。
4.2项目建设任务
工程建设任务包括:璧南河XX段河床拓浚整治和堤岸生态护坡;以及在河道中清除阻洪严重的沙嘴。
根据上述遇到的问题采取如下防洪措施:
① 针对河道中由于两岸乱挖、乱建、乱倒的“三乱”现象严重有侵占、堵塞河道部分以及原有沙嘴侵占河道,造成洪水期阻洪等部分(如桩号2+220段沙嘴),本次治理将对此类部位全部清除,以保
障行洪通畅。
②清淤工作应结合河道防洪护岸分期分批进行,结合水环境保护和河道调水冲污,对河道定期清淤,以3~5年为一循环。加强防护措施,包括及早建立河道两岸绿化带,防止两岸泥沙流入河道,加强执法力度,禁止向河道及两侧倾倒垃圾。在保证水面积的前提下,消除死沟、断头浜,增加水流活度,提高水流速度,提高水质和减少泥沙沉积速度。
③局部河段主行洪河道部分过水断面不足,周边建筑坐落在河道堤岸附近,洪水期间泄洪不畅,对防洪造成威胁段(如中兴桥下游至大回水湾段),本次治理将采用疏浚河道增加河底宽度的办法来增加行洪断面,以达到排洪的目的。
④针对现有硬质岸坡进行生态化处理,对于规模不大的堤段采取拆除堤防,重新修建生态岸坡的方式(如中兴桥下游左岸100m范围内原有堤防);于两侧建筑物拆迁困难,造成退堤无法实施的河段(如新塔水桥下游的河道右段),采用堤顶增加绿化带,栽种大型树木等方式进行生态化处理。
4.3工程规模
4.2.1 工程范围及防洪标准的确定
根据本工程的工程任务,确定本次璧山县璧南河XX段河道综合治理工程位于重庆市璧山县XX事处,沿河治理长度为3000m,清淤平整工程3000m(包含防洪护岸部分),防洪护岸工程段共分为0+465-1+677桩号段及2+290-3+000桩号段两段,河道中心线总长
1880m: 0+465-1+677段仅作左河岸护岸,设计起点坐标:X=31221.30、Y = 58123.06(XX坐标),设计终点坐标:X=31297.80、Y =59210.31,设计河底宽度为40m,设计左护岸长度1016m,2+290-3+000段河道左右岸均作护岸,设计河底宽度为40m,左河岸护岸起点坐标:X=31093.26,Y=59600.75,终点坐标:X=31437.85,Y=599.16,设计护岸长度656m,右河岸护岸起点坐标:X=31086.93,Y=59637.70,终点坐标:X=31399.33,Y=59973.46,设计护岸长度580m,工程对外交通方便,建设条件优越。
本工程防护对象为XX事处场镇及沿河道两岸的工业园区、学校、房屋居民等,其防洪标准按《防洪标准》(GB50201—94)及《璧山县城防洪规划报告》(2008.09)确定:璧山县璧南河XX段河道综合治理工程防洪标准为20年一遇洪水标准。
4.2.2设计防洪护岸堤脚线的确定
4.3.2.1 堤线布置原则
根据《防洪工程设计规范》,本工程堤线布置考虑了以下原则:
1)河堤堤线应与河势流向相适应,并与大洪水主流线大致平行。一个河段两岸防洪的间距或一岸高地一岸防洪之间的间距应大致相等,不宜突然放大或缩小。
2)堤线布置力求平顺,各堤段平缓连接,不采用折线或急弯;左右岸、上下游已建和拟建工程统筹兼顾,按统一规划原则进行;
3)堤线布置尽可能利用有利地形,修筑在土质较好、比较稳定
的滩岸上,留有适当宽度的河滩地,尽可能避开软弱地基、深水地带、古河道、强透水地基;
4)堤线应布置在占压耕地、拆迁房屋等建筑物少的地带,避开文物遗址,利于防汛抢险和工程管理。
4.3.2.2 堤线选择
本工程堤线是在场镇规划的堤线基础上确定的,同时考虑了堤线布置原则,河道行洪能力,水流流线平顺,保持天然河势,尽量保留原有河滩地,尽量方便施工,降低工程造价,满足工程防洪与河岸稳定,结合场镇总体规划,美化环境等因素。
本工程堤脚线位置详见工程总体布置图。4.3.2.3 堤距的选择
本次璧山县璧南河XX段河道综合治理工程基本上按原有河岸线布置,不改变现有河流流势,故堤距为原河流宽度。根据该段河流设计频率年的流量,现状纵坡,拟定了40m、45m及50m堤距,进行水面先推算,根据现状地形条件以及与上下游衔接情况,以及顾地大桥、新塔水桥的过水断面,最终确定璧山县璧南河XX段河道综合治理工程段河堤堤距不得小于40m。
4.2.3 设计洪水水面线
4.2.3.1基本参数的确定
(1) 河道糙率
① 天然河道糙率计算
璧南河XX段天然河道糙率根据现场踏勘及前水文章节的推算,
并结合天然河道糙率表,糙率取值0.028。
② 工程后河道糙率计算
工程后河道糙率根据《水力计算手册》,结合本工程河段整治情况分析,璧南河XX段治理后两岸建筑材料为浆砌条石及草皮护坡,糙率n=0.024;而河底仍为天然河道,并对河床进行部分清淤,其糙率取n=0.029,故整个断面按加权平均推算糙率为n=0.025。
(2) 洪峰流量
璧山县璧南河XX段河道综合治理工程洪峰流量P=5%、Q=845m3/s。
(3) 起始断面水位
从表2-7工程段水面线计算表查得:P=5%(20年一遇)时,Q=845m3/s、H=271.71m。
4.2.3.2 计算方法水面线计算公式:
河道水面线推算采用一维数学模型,一维恒定流运动方程可写成:
zVVn2V20sgsR4/3
求解时考虑河道局部水头损失后,对上式沿河道方向进行差分离散,为:
ZuZd()Q2sQ21111(22)(2)22g2AdAuKdKu
式中:Zu、Zd-上、下游断面水位,m;
Au、Ad -上、下游断面过水面积,m2;
ku、kd -上、下游断面流量模数,m3/s;
-局部水头损失,对渐变流,=1,=0;
Δs-上、下游断面间距,m;
Q-断面流量,m3/s;
g-重力加速度,取9.81m/s2。 4.2.3.3 设计洪水水面线计算
以龙江堰20年一遇洪水位271.71m为起始水位,推算上游各断面水面线。
其成果如下表4-1:
璧南河XX段工程后设计洪水水面线计算成果表
表4-1 单位:m
编 号 地 名 里程 流量3(m/s) 工程前 工程后(40m) 工程后(45m) 工程后(50m) 1 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 龙江堰 胡家桥上游(工程起点) 顾地大桥下游 顾地大桥上游 新塔水桥下游 新塔水桥上游 新桥下游(中兴桥) 新桥上游(中兴桥) 工程终点 -9613 0 465 850 1293 1340 1677 1695 2106 2780 2800 3000 2 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 845 265.85 271.76 271.81 271.92 272.09 272.15 272.28 272.33 272.43 272.61 272.63 272.68 265.85 271.71 271.80 271.90 272.05 272.11 272.19 272.24 272.34 272.53 272.55 272.60 265.85 271.71 271.78 271.85 272.01 272.07 272.16 272.21 272.29 272.47 272.49 272.52 265.85 271.71 271.77 271.82 271.99 272.05 272.14 272.19 272.26 272.42 272.44 272.47 4.4堤顶高程的确定
4.3.1 安全超高的选定
(1)按《堤防工程设计规范》确定
本工程主要建筑物级别为4级,根据《堤防工程设计规范》按允许越浪的堤防工程确定安全加高值为0.3m;
(2)按《城市防洪工程设计规范》确定
本工程主要建筑物级别为4级,根据《城市防洪工程设计规范》按护岸工程确定安全加高值为0.5m;
按以上规范确定的安全加高值差别不大,本阶段确定安全加高为
0.5m。
4.3.2 堤顶超高的计算
堤顶超高=设计波浪爬高+设计风壅增长高度+安全加高,即Y=R+e+A。
计算;风浪要素采用莆田试验站法
设计波浪爬高按计算,其中
RpkkkROH
计算,gF0.450.0018()2V2gd0.7V平均波高按H0.13th[0.7(2)thgV0.13[th(gd)0.7]V2
gT22dVgHth平均波周期按T13.9(2)计算,波长按L计算,2LgV
KV2Fcos计算。设计风壅增长高度按e2gd
在本工程计算中:多年平均最大风速以12m/s计,风区长度以50m计,安全加高以0.5m计。经计算,设计波浪爬高为0.323m,设计风壅增长高度0.000m,则堤顶超高为0.823m,详见表4-3。
堤顶超高计算表
表4—3项目 计算风速V(m/s) 风区长度F(m)
计算结果(m) 18 50 9 2.5 计算公式 按多年平均最大风速1.5倍计 堤前平均水深d(m) 从堤前原地面高程算起 护坡坡率m 平均波高H(m) gF0.450.0018()2V2gd0.7VH0.13th[0.7(2)thgV0.70.13[th(gd)]2VTVgHH13.9(2)0.513.9 ggV 0.384 1.187 0.8 1.07 1. 3.6×10 0.000 -6平均波周期T(s) 斜坡的糙率及渗透性系数K△ 经验系数Kv 爬高累积频率换算系数Kp 综合摩阻系数K KV2Fcos 风壅水面高度(m) e2gd波浪爬高(m) 安全加高(m) 堤顶超高(m) RpkkkROH 0.323 0.5 0.823 4.3.3 沿程堤顶高程计算和确定
堤顶高程=设计洪水位+堤顶超高,考虑到本工程征地位置有限,故超高部分由防浪墙来解决。同时兼顾到安全因素,本工程堤顶防浪墙高1m,本工程沿程堤顶高程计算结果详见表4-4。
堤顶高程计算结果表
表4—4 单位:m(黄海)
断面号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 桩号(起点为上游) 0 465 850 1293 1340 1677 1695 2106 2780 2800 3000 设计洪水位 (m) 271.71 271.80 271.90 272.05 272.11 272.19 272.24 272.34 272.53 272.55 272.60 堤顶超高 (m) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 计算堤顶高程(m) 272.71 272.80 272.90 273.05 273.11 273.19 273.24 273.34 273.53 273.55 273.60 备注 设计起点 设计终点 本次设计护坡堤顶只考虑到设计洪水位,因该处堤防后方为工业园区,只需保证后方陆域回填高程达到计算堤顶高程即可达到防洪要求。
5.工程布置及主要建筑物
5.1 工程等级及建筑物级别
按《防洪标准》(GB50201—94)及《堤防工程设计规范》(GB/T50286—98)的有关规定,璧南河XX段河道综合治理工程防洪标准为20年一遇,工程等级为Ⅳ等,其主要建筑物按4级,次要建筑物按5级设计。
本工程位于地震波及区域,但地震基本裂度小于Ⅵ度,根据《水工建筑物抗震设计规范》(DL5073—2000)规定,其建筑物不需进行抗震设防设计。
有关文件及其他
《XX县河道普查》
《XX县城防洪规划报告》设计规范
《防洪标准》GB 50201-94
《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000
《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-93《堤防工程地质勘察规程》SL/T188-96《堤防工程设计规范》GB 50286-98
《城市防洪工程设计规范》CJJ50-92
《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002
《水工建筑物荷载设计规范》DL5077-1997
《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》GB50199-94
《堤防工程管理设计规范》SL171-96
5.2 工程总体布置
5.2.1 布置原则
本阶段工程治理布置原则:
(1)河线格局体现原生自然性——通过对现状河流的走势和构成要素的读解研究,合理维护和利用现有河(岸)线,对有悖河流自然规律和不能满足工程目标实现的河段,通过工程技术措施拟定河线整治方案。
(2)总体设计展示技术先进性——利用已建工程研究范围内自
然环境要素的数字模型,及模拟分析计算的流域水资源状态成果,制定水资源配置和水工程布局的控制方案,围绕工程治理的总体目标,结合流域自然环境,运用现代水利工程技术,合理编制工程的治理方案。
(3)治理目标立足建设可达性——工程治理建设方案,注重于流域水资源的开发和保护利用,围绕水资源的配置方案,构建工程建设格局,通过建设方案的工程技术经济比选,确保工程建设目标设置科学、规模合理、技术可行,工程建设目标得以如期实现。
(4)结构措施满足景观生态性——工程设计体现防洪安全与景观生态的结合,结构选型在强化视觉自然感的同时,运用生物技术和植物措施,致力营造区域水系生态和河流景观的环境空间。
(5)工程规模符合经济合理性——工程建设在满足河道功能和工程安全的前提下,应力求减少土地的征占和地面附着物的拆迁;合理布局,减轻处理难度,降低征迁赔偿,实现建设目标的工程造价降低。
5.2.2工程格局
河道治理以流域工程的防洪护岸建设目标为指导,以洪水水文分析成果为依据,工程设计的重点是:研究建设地地势地貌特征和地质构造特性,分析工程建设的可行性、合理性和经济性,应用水利工程科学技术,开展工程的总体方案设计。
河道建设以实现河流泄洪安全为首要目标,工程设计对现状两岸
城市格局和空间展布的合理性、拆迁处理的可能性进行综合分析评价。对有碍行洪安全的建筑楼群,予以拆迁退堤还河,保障设计洪水标准下的泄洪安全;同时加固加高和改建现状两岸堤防,构建完整闭合的城市防洪体系。在实现防洪安全的前提下,强化河岸景观建设和生态建设,合理选择堤岸结构型式和建筑材料,改良河流自然环境,彰显城市河流魅力。
本阶段工程治理总体格局由河道护岸工程和河床疏浚工程组成。治理全长3km。
河道整治城郊段设计原则:在满足行洪的前提下,尽量不破坏原有天然岸坡,仅清除岸坡灌木、竹笼和杂草,适当削填边坡,然后对岸坡采取框格内种植草皮、灌木丛护坡;已有堤防段河道整治方案以利用原有挡墙为主,对原有河床进行疏浚、扩宽为原则。
河道整治工程建设项目见表5-3。
璧山县璧南河XX段河道整治工程建设项目汇总表
表5-1
序
型 式 备注 名 称 号 桩号(m) 右岸利用已有砌石挡墙1 河道疏浚 0+000~0+465 100m,左岸利用原天然岸坡,种植草皮 序 名 称 号 利用原砌石挡墙,仅对河1+690~2+115 该段河道作清淤处理 利用原天然岸坡,种植草2+115~2+290 皮,对该段的阻洪沙嘴作清除 右岸利用已有砌石挡墙,左0+465~1+690 2 新建护岸工程 2+290~3+000 岸新建混凝土护坡+生态护坡 新建混凝土护坡+生态护坡 桩号(m) 型 式 备注 5.3河道护岸工程
5.3.1 堤线方案布置原则
河堤堤线应与河势流向相适应,并与大洪水的主流线大致平行。一个河段两岸堤防的间距或一岸高地一岸堤防的距离应大致相等,不宜突然放大或缩小;
堤线应力求平顺,各堤段平缓连接,不得采用折线或急弯;
堤防工程应尽可能利用现有堤防和有利地形,修筑在土质较好、比较稳定的滩岸上,留有适当宽度的滩地,尽可能避开软弱地基、深水地带、古河道、强透水地基;
堤线应布置在占压耕地、拆迁房屋等建筑物少的地带,避开文物遗址,利于防汛抢险和工程管理;
5.3.2 堤线布置范围
具体布置如下:工程位于重庆市XX县来XX事处。防洪护岸工程段共分为0+465-1+677桩号段及2+290-3+000桩号段两段,河道中心线总长1880m: 0+465-1+677段仅作左河岸护岸,设计起点坐标:X=31221.30、Y = 58123.06(XX坐标),设计终点坐标:X=31297.80、Y =59210.31,设计河底宽度为40m,设计左护岸长度1016m,2+290-3+000段河道左右岸均作护岸,设计河底宽度为40m,左河岸护岸起点坐标:X=31074.57,Y=59541.57,终点坐标:X=31391.90,Y=60035.92,设计护岸长度860m,右河岸护岸起点坐标:X=31086.93,Y=59637.70,终点坐标:X=31399.33,Y=59973.46,设计护岸长度730m。左、右护岸堤线的元素表如下表5.2、5.3。
表5.2 右河堤线曲线元素表
右新建护堤堤脚线曲线元素表 交点 编号 右JD1 右JD2 右JD3 右JD4 右JD5 右JD6 右JD7 右JD8 右JD9 X(N) 31086.93 31163.78 31267.88 31419.28 31462.35 31461.09 31461.45 31445.03 31399.33 Y(E) 59637.70 59652.07 59680.95 59766.71 59790.60 59865.82 593.26 59915.25 59973.46 半径 (m) 77.5 80.8 转角 (o) 115.11 142.52
表5.3 左河堤线曲线元素表
左新建护堤堤脚线曲线元素表 交点 编号 左JD1 左JD2 左JD3 左JD4 左JD5 左JD6 左JD7 左JD8 左JD9 左JD10 左JD11 左JD12 X(N) 31221.30 31239.71 31194.26 31153.66 31115.74 31028.49 31050.84 31091.08 31097.17 311.08 31287.55 31297.80 Y(E) 58123.06 58210.72 58287.91 58360.66 58433.18 58573.16 58736.58 511.16 520.51 59001.61 59188.95 59210.31 半径 (m) 231 463 转角 (o) 137.65 140.28 左JD13 左JD14 左JD15 左JD16 左JD17 左JD18 左JD19 左JD20 左JD21 左JD22 左JD23 左JD24 左JD25 左JD26 左JD27 左JD28 左JD29 左JD30 左JD31 31074.57 31062.00 31041.85 31073.17 31171.96 31229.95 31285.48 31468.31 31478.62 31486.03 31502.38 31498. 31498.76 31512.20 31477.08 31437.79 31430.81 31424.04 31391.90 59541.57 59555.56 59583.43 59597. 59612.93 59625.14 594.98 59745.82 59755.12 59766.86 59802.98 59842.47 59866.99 59910.37 59939.18 599.24 60006.71 60038.24 60035.92 28 118 101.45 115.31 151 60 37 29.41 77.28 81.21 5.3.3 工程设计
5.3.3.1 设计基本资料
A、水文气象
XX街道处于川东平行岭谷区,其气候属典型的亚热带季风气候区,气候温和,雨量充沛,冬暖春早,初夏冬雨,盛夏炎热常伏旱,秋多连绵阴雨,无霜期长,热量充足,风小,湿度大,云雾多,日照少等特点。
据县气象局34年(1959-1993年)记载,年平均降雨量为1028.1mm,年内分配不均,其中4-9月降水量占全年总量的79%。多年平均气温为17.9℃,极端最高气温41.1℃(2006年8月15日),极端最低气温-3℃(1975年12月15日),多年平均蒸发量1245mm,多年平均年日照小时数1228小时。
B、 地震设防烈度
据1990年版《中国地震烈度区划图》(1:400万),工程区地震基本烈度属Ⅵ度区。根据国家质量监督局2001年8月1日颁布的《中国地震参数区划图》(GB18306—2001),该区地震基本加速度为0.05g,地震设防烈度为6度,根据规范可不进行抗震计算。
C、 糙率
糙率参照“天然河道糙率表”选取:整治设计河道为浆砌块石河堤(河道侧墙),河堤表面用砂浆抹面、勾缝,岸壁较光滑,河道底板采用清淤整平方式处理;河道底坡比较均匀,河床断面比较平整;故河道过水断面综合糙率选为0.025。D、河段比降确定
根据防洪需要和该段河道的实际地形,整治后该段河道比降为1.49‰。
E、地质特性及物理力学指标
勘察区内出露的岩、土体主要有砂土、砂卵石、粉土、泥岩、泥质砂岩,根据XX河XX城区—来凤段勘察,其岩土物理力学参数见下表,由表可以看出,区内岩石抗压强度的变异系数多为0.14—0.25之间,由于泥岩中砂质含量的不同,使得试验数据相差大。表3.3中泥岩饱和抗压强度标准值2.14Mpa,强分化砂岩岩石天然抗压强度4.84 Mpa,中分化砂质泥岩天然抗压强度5.49Mpa,具明显的分区性。
璧南河XX段河道综合治理工程岩土物理力学参数建议值表
基底摩擦 系数 0.40 0.50 0.30 0.35 0.21 0.38 0.30 临时边坡值 (基坑深度<5m) 1:0.50 1:0.30 1:0.60 1:0.50 1:2.0(水下)* 1:1.25(水上)* 1:1.00 / / C KPa 40.00 80.00 / / 结构面抗剪强度 标准值 φ (°) 18.00 27.00 / / 12º(水下)* 22º(水上)* 27º 表5-4 地基容许承载力(KPa) 项目 岩性 天然容重(KN/m3) 单轴抗压强度 天然 3.83 8.10 / / / / 饱和 2.04 4.88 / / / / 弱风化泥岩 弱风化砂岩 强风化泥岩 强风化砂岩 砂土(细砂) 填筑土 24.85 25.00 23.50 22.50 18.50 20.00 408 976 350.00 450.00 100(水下)* 120(水上)* / 5.3.3.2岸型方案拟定
岸型设计方案一般有:斜坡式、直立式、多阶混合式等的断面构造形式。
(1)直立式堤
直立式堤的优点是:堤身断面较经济、占地面积小,有些直立堤工程造价可能相对较低。缺点是:直立堤对地基和墙身要求高、稳定性较差、不利消浪。该堤防用于现状河道较窄处。(2)斜坡式堤
斜坡式堤的优点是:能较好地适应砂卵石地基条件,整体稳定性较好;能有效的吸收波能,消浪效果明显好于直立式堤,对强风浪区有较强的适应性;筑堤土料一般可就地取材;施工工艺不复杂;维修养护较容易。缺点是:占地面积较多,工程量较大;工程造价可能相对较高。
(3)多阶混合式堤
多阶混合式的优点是:综合斜坡式和直立式堤的优点同时,从景观上更美观大方。
璧南河流域在工程段河床较缓,考虑到河道冲刷不大,堤脚采用混凝土基础+砌石护脚的方式。常年水位以上采用缓坡。河道较宽处设置滩地。滩地及缓坡上种植草皮、灌木等。考虑到生态河道要求体现出河流的健康状态,在常水位以上种植绿化树木及草皮。
本工程河堤的设计结合工程所在地的自然条件和工程的具体实际选择堤防的结构形式。拟定堤岸结构方案如下:
(1)设计基底高程至设计常年水位平台:采用浆砌石结构护坡,保障河床防冲稳定。
(2)设计常年水位平台至防洪堤顶:新建堤岸框格内植草皮护坡。
5.3.3.3设计方案比选
本次方案比选拟定一个断面,对堤型方案从经济、技术,施工难易度等各方面进行综合比较:
(1)堤型方案一:C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡(典型断面图见图5-1),本方案在拟建河道基础以1:1起坡至人行道高程处,采用浆砌石护坡,人行道以上至堤顶采用草皮护坡,坡度为1:2.5,堤顶表面硬化并栽种树木。每米护岸工程造价为2266.43元,单位工程量见表5-5。
(2)堤型方案二:C15混凝土基础+C15砼护坡+人行平台+草皮护坡(典型断面图见图5-1)本方案在拟建河道基础以1:1起坡至人行
道高程处,采用C15砼护坡,人行道以上至堤顶采用草皮护坡,坡度为1:2.5,堤顶表面硬化并栽种树木。每米护岸工程造价为2433.09元,单位工程量见表5-5。
各护堤方案工程量及投资比较表
表5-5 编 项目名称 号 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m3 m2 m2 元 单位 (元)
单价
方案一 工程量 23.50 0.80 12.00 1.00 1.80 0.25 0.38 0.30 — 2.60 7.50 7.50 造价 方案二 工程量 23.50 0.80 12.00 1.00 1.80 0.25 0.38 0.30 2.30 — 14.50 7.50 造价 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 土方开挖 大卵石回填 砂卵石填筑 C15砼基础 M7.5浆砌条石框格 砂碎石垫层 C15人行道 C15坝顶硬化 C15砼护坡 M10浆砌条石护坡 草皮护坡 灌木丛护坡 方案造价合计 9.03 87.25 8.30 418.45 190.40 136.08 393.06 437.81 446.58 209.45 12.39 23.12 212.21 69.80 99.60 418.45 342.72 34.02 147.40 131.34 — 544.57 92.93 173.40 2475.88 212.21 69.80 99.60 418.45 342.72 34.02 147.40 131.34 1027.13 — 179.66 173.40 2835.72
图5-1 方案一典型断面图
图5-2 方案二典型断面图
各方案比较如下:
从工程造价方面比较,方案一较方案二投资少359.84元/m。
从工程量组成方面比较,方案一和二的土石方用量一致,
从工程占地方面比较,方案一和方案二一样。
从施工难易度方面比较,方案一优于方案二。
综上所述,方案一为最优方案,故本设计中将方案一作为推荐方案。
5.3.3.4堤型方案选择
结合璧南河XX段境内实际情况,拟定护岸形式为C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡。5.3.3.5冲刷深度计算堤脚冲刷深度计算
1、水流平行于岸坡产生的冲刷
依据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)附录D计算公式计算
hB=hp+[(Vcp/V允)n-1]
式中:hB—局部冲刷深度(m),从水面起算;
hp—冲刷处的水深(m)Vcp—平均流速(m/s)
V允—河床面上允许不冲流速(m/s),查阅《水力计算手册》取0.95.
n—与防护岸坡在平面上的形状有关,一般取n=1/4。
各段水流平行于岸坡产生的冲刷深度表表5-6
桩号 0+465 计算计算 冲刷深度 0.41 设计冲刷深度 1 工程段 璧南河XX段 河岸 左岸 1+907 2+676 0+700 右岸 1+940 2+383 0.39 2、水流斜冲防护岸坡产生的冲刷
依据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)附录D计算公式计算
△hp=[23×tg(α/2)×Vj2/(1+m2)1/2×g]-30d
式中:△hp—从河底算起的冲刷深度(m) α—水流流向与岸坡夹角 m—防护岸坡边坡系数
d—坡脚处土壤计算粒径(cm) Vj—水流局部冲刷流速(m/s) g—重力加速度
水流斜冲防护岸坡产生的冲刷深度表表5-7
桩号 0+500 2+818 2+709 2+400 冲刷深度 0.38 0.35 0.41 0.32 工程段 璧南河XX段 河岸 左岸 左岸 右岸 右岸 考虑到基础的稳定,确定各段基础埋深为1m。(6)护坡计算
砌石护坡在最大局部波浪压力作用下所需的换算球形直径基护坡厚度按一下公式计算:
wm21hpD=0.85D50=1.018Kt
kwm(m2)Q=0.525ρkD3
当Ltn/hp≤15时,t=1.67D/kt;当Ltn/hp>15时,t=1.82D/kt;
其中,D—石块的换算球形直径,m; Q—石块的重量,t;
D50—石块的平均粒径,m; t—护坡厚度,m;
kt—随坡率变化系数;ρk—块石密度,t/m3;ρw—水的密度,t/m3;
hp—累积频率为5%的波高,m;
Ltn—平均波长,m;
计算成果见下表表5-8表5-8
璧南河 (7)堤基处理
护坡设计厚度(m) 0.6
护坡最小厚度(m) 0.240 根据地质分析:①左、右岸桩号K0+000~K0+214m:天然岸岸坡坡现状稳定,直接以该段地基土作为持力层。②左岸桩号KZ0+214~KZ670m: 该段以强风化基岩选作浅基础持力层。③左岸桩号
KZ0+670~KZ1+119m、KZ1+293m~KZ1+677m:对冲洪积砂土层作块石换填碾压达设计要求后,可作斜坡镇脚地基持力层。④左岸桩号KZ2+107~KZ3+000m、右岸桩号KY2+383~KY3+000m:对原回填土在施工时换填碾压处理达设计要求后,作基础持力层。
5.3.3.6结构型式及材料
经过方案比选,拟定护岸形式为C15混凝土基础+浆砌石护坡
+人行道+草皮护坡。根据前述设计水深,冲刷深度计算、护坡厚
度计算及堤顶超高,拟定护坡结构尺寸为:基础埋置深度为设计河床以下1.0m,基底顶宽1.0m,基底做成平底。设计河床以上至常年水位以上0.3m为浆砌石护坡,堤身平均厚0.6m,迎水面坡度1:1,常年水位以上0.3m设置2.5m宽人行道,厚0.15m,下设0.1m碎石垫层,人行道以上3m处护坡坡度为1:2.5,采用M7.5浆砌条石框格内植草皮护坡,以上至护坡顶护坡坡度为1:2.5,采用灌木丛护坡,详见河道标准断面图。
5.3.3.7堤顶结构设计
根据《堤防工程设计规范》GB50286-98规定,璧南河堤顶宽应为3.0m。对部分河段用地紧张和高边坡区域,可适当缩短堤顶宽度。由于本工程护堤与园区公路相接,本工程护堤顶为不过车堤顶,采用厚0.1m 的C15混凝土封顶。5.3.3.8堤身稳定
由于本工程为4级堤防,根据《堤防工程设计规范》(GB50286—98)表2.2.3、表2.2.5和表2.2.6的规定,挡墙抗滑、抗倾稳定安全系数和边坡抗滑稳定最小安全系数应满足表5-9的要求。
挡墙和边坡允许值要求
表5-9
计算条件 最小安全系数 1.05 1.00 1.20 1.05 1.45 1.35 正常运用条件 非常运用条件 正常运用条件 非常运用条件 正常运用条件 非常运用条件 名称 挡墙抗滑稳定 安全系数 挡墙抗倾稳定 安全系数 岩基 土基 岩土物理力学计算参数参照地质建议值,并结合同类工程确定。由于填筑料是由土、石混合料组成,根据我院同类工程的设计经验,对本工程拟定了主要计算参数。(一) 抗滑稳定性验算
挡墙抗滑稳定计算公式为:
Ks={[W3sinα3+W3cosα3tgΦ+ct/sinα3+ P2sin(α2+α3)tgΦ]/ [P2cos(α2+α3)]}
式中:KS—抗滑稳定安全系数;
c—地基土的粘聚力;
α1α2α3—边坡滑动面与水平面的夹角;
Φ—基础土的内摩擦角;
f—堤身与基础间的摩擦系数,取0.4。
从各段选择1-2个断面进行计算:计算结果见表5-2-3-2
(二) 抗倾稳定性验算
挡墙抗滑稳定计算公式为:
K0MMVH
式中:K0—抗倾稳定安全系数;
MV—抗倾覆力矩(kN·m) MH—倾覆力矩(kN·m)
从各段选择1-2个断面进行计算:计算结果见表5-10
护脚齿墙抗滑安全计算表
表5-10
断面形式 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 计算安全系数 规范要求安全系数 抗滑 1.34 1.36 1.32 1.34 1.40 1.36 1.35 抗倾 1.81 1.76 1.83 1.83 1.85 1.82 1.84 抗滑 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 抗倾 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 1.45 工程段 河岸 选取桩号 0+600 0+900 左岸 璧南河XX段 1+400 2+300 2+600 2+400 右岸 2+600
(2)边坡稳定验算
边坡稳定验算计算公式为:总应力法
①施工期抗滑稳定安全系数K=(CubsecWcosthu)
Wsin
②水位降落期抗滑安全系数
K=
〔Ccubsec(Scosuibsec)tgcu)Wsin
W=W1+W2+vwZb
从各段选择1-2个断面进行计算:计算结果见表5-11。
边坡抗滑安全计算表
表5-11
断面形式 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 C15混凝土基础+浆砌石护坡+人行道+草皮护坡 计算安全系数 规范要求安全系数 1.36 1.34 1.41 1.36 1.34 1.34 1.47 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 1.15 工程段 河岸 选取桩号 0+600 0+900 左岸 璧南河XX段 1+400 2+300 2+600 2+400 右岸 2+600 (3)迎水坡护坡抗滑稳定计算
堤防迎水坡设计为浆砌石+草皮护坡,其稳定计算公式如下:
Ks= tgΦ/f=tg37°/0.48=1.57>1.10式中: Ks——抗滑稳定安全系数;
Φ—筑堤材料的内摩擦角,取37°;
f—护坡砌石与堤身填筑材料间的摩擦系数,取0.48;
由以上计算结果表明:堤防各段上下游堤坡设计合理,防洪堤抗滑安全稳定。
(5)渗透稳定计算
堤内的地下水主要受降雨和河水补给,汛期河水补水给场地,枯水期场地补水给河水,场地地下水和河水呈互补关系,工程不存在稳定的渗流条件。本工程堤体填筑砂砾(卵)石渗透系数K,取9.2×10-2cm/s;给水度μ,取0.15;水位降落速度V,取2.31×10-3cm/s。代入计算式k/μV=631>60,根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)附录E.6.1规定,当k/μV>60时水位降落为缓慢下降,此时堤身渗流自由面保持总水头10%以下,已不致影响堤坡稳定,不需要进行迎水面坡的水位降落稳定计算。5.3.3.9结构构造沉降缝
为避免堤产生不均匀沉降,引起堤身开裂,混凝土段护坡每10m设置沉降缝,缝宽20mm,用沥青木板封填。
5.3.3.10 下河通道
沿堤线每200m布置宽3m的下河梯道,梯道为M10浆砌条石梯步,步高0.18m,步长0.45m。人行道以下步高0.18m,步长0.27m。
5.3.4绿化设计
在河道治理中,利用植物景观的搭配形成河道景观的“一河一景”。在璧南河XX段的植物景观配置中,形成以垂柳为主要乔木进行绿化搭配,形成规整与驳岸形态及滨水空间密切配合的绿化配置;结合自然现状绿化,突出河道自然生态绿化风格。主要植物选择如表5-12。
植物选择表
表5-12
乔木 小乔木 灌木 地被
垂柳、黄葛树、天竺桂、广玉兰、乐昌含笑、华棕、白玉兰、银杏,柿树,柚树 桂花、山茶、红叶李、红枫,石榴,樱花,桃树, 伞房决名、红叶石楠、金边六月雪、金叶女贞、红花继木、花叶良姜、小叶栀子、夏鹃、春鹃、八角金盘 吉祥草、麦冬、金心吊兰、鸭跖草、天门冬、马蹄金 工程段主要以体现,生态型自然河流特色为主要目标,绿化的风格以近自然的生态绿化为基调。主要的植物种类以当地原生优势物种为基调树种,以河岸两侧的竹类和垂柳树,黄葛树、枫杨等野趣浓郁的植物来进行主基调的定位。
5.4河道清淤措施
河道泥沙淤积是造成河床抬高,构成行洪阻塞,壅高洪水水位的原因之一,因此要定期拓浚河床,以满足行洪过水断面要求,保
障设计洪水标准下的泄洪安全。
河道清淤应根据堤距,清至设计河底高程以上;同时,针对桩号2+200及2+709对行洪产生阻碍作用的沙嘴,要彻底清除掉,保证机械安全清淤。河道清淤位置见表5-13。
河道机械清淤位置表
表5-13
桩号位置 右岸利用已有砌石挡墙100m,河道名称 0+000~0+465 左岸在保障设计堤距40m后,利用 原天然岸坡平整岸坡,种植草皮 利用原砌石挡墙,仅对河该段河璧南河XX段 1+690~2+115 道作清淤处理 利用原天然岸坡,种植草皮,对2+115~2+290 该段2+200及2+709的阻洪沙嘴作 清除。 6.施工组织设计
6.1施工条件
6.1.1施工用水
施工用水直接在河里抽水使用、生活用水接自来水管网。
6.1.2施工用电
施工用电在河堤就近的动力线处搭线,能满足施工用电要求。
6.1.3交通条件
工程区位于XX街道规划区内,河道沿线有沿河公路,对外交通十分方便。
6.2施工导流
6.2.1导流标准
重庆市XX县XX河XX段河道综合治理工程设计防洪堤级别为4级,根据堤防工程施工规范(SL260-98),施工导流洪水标准为3~5年一遇、度汛洪水标准为5~10年一遇。根据XX镇城区水文特征,本工程枯期导流洪水标准取3年一遇(P=33.3%)、度汛洪水标准取5年一遇(P=20%),流量为651m3/s。
6.2.2围堰尺寸确定
围堰采用麻袋装土石料砌筑,位置位于河床中部。设计围堰高度为1m,其中顶宽1m,底宽2m,内外坡比均为1:0.5。
6.2.3 基坑排水
根据邻近工程地质勘察报告,在漫滩及阶地上存在松散岩类孔隙水,主要受大气降雨和璧南河水侧向补给,地下水水位受璧南河水涨落影响,当河水上涨时地下水水位亦随之上升。当挡墙基础开挖时河水反渗,基坑排水采用明沟排水系统,排水系统布置兼顾基坑开挖及主体建筑物施工,采用水泵分段抽排水,进行分段施工。
6.3料场的选择与开采
6.3.1 料场选择
6.3.1.1土石混合料
根据地质调查资料,工程需要的砂岩石渣料、条石料及土石混合料位于堤防后方XX事处,平均运距约1.3km。场地地层有第四系全新统的残坡积层、冲洪积层,基岩为侏罗系中统沙溪庙组,该区主要的有用层为薄~中厚层状砂岩、泥岩及页岩,一般为次软岩(抗压强度5~30Mpa),其中泥岩抗压强度5~10Mpa 约占80%;砂岩约占20%。储量估算(基岩)为1000×104m3。
6.3.1.2砂卵石料
根据邻近地质勘察报告,工程区附近砂卵石层零星分布,厚度小,无开采价值。本工程砂卵石料需求不大,可就在工程区附近开采。
6.3.2 料场开采
考虑到本工程料场处在城区,设计考虑料场开采采用手风钻钻孔,浅层小药量松动爆破,1.6m3反铲开挖,220HP推土机集料,3m3装载机装料,15t自卸汽车运输到临时堆场或直接运输上堤填筑。
6.3.3 渣场规划
本工程弃渣包括工程区开挖的不能用于填筑料的开挖弃料,如生活垃圾、有机物、腐殖土等,以及料场耕作层开挖弃料。弃料临时堆放在XX规划区两旁的临时堆渣场内。工程完工后,先用工程区开挖弃料铺设料场,再用料场耕作层弃料进行复耕处理。
6.4 主体工程施工
6.4.1 土石方开挖
河道清淤及土方开挖采用机械设备开挖,人工开挖修边、修底。开挖土料一部分用于原河道回填,一部分临时堆放在两岸,用做河堤回填土料以及将来陆域回填用料;如有石方开挖则采用电钻钻孔,小炮松动爆破,人工运石渣到指定地点。开挖等级按二类分类法:土方为四级,均采用人工开挖和机械施工相结合,土方开挖不能一次到位,留一定厚度后按设计尺寸修整到位。土方回填采用人工填筑和履带拖拉机碾压相结合。基础完工后,回填开挖料,碾压后控制干容重1.86t/m3以上,控制相对密度不小于0.60。
6.4.2 护岸工程混凝土浇筑
采用木模立模,0.4m3立式搅拌机现场搅拌混凝土,斗车运至施工部位,采用溜槽将混凝土送至浇筑仓面,插入式振捣棒振捣。
6.5 施工交通及施工总布置
6.5.1 施工交通
本工程位于XX城区,对外施工交通运输较方便。由于施工场地不长,沿建筑物平行布置施工道路,并可在适当位置设置支路与城区公路和料场相接,累计长约1km。
6.5.2 施工总布置
布置原则
考虑本工程就在XX城区、且路线较段的特点,施工临时建筑物采用租用当地民房或布置在河道右岸、集中布置与分散相结合的方
式进行,同时考虑到不同的构筑物可选择不同施工单位,临时建筑物宜分散布置,以减少施工相互干扰。具体布置详见施工平面布置图。
6.5.3 分区规划
本工程建筑材料及当地材料采购运输均较方便,且施工场地位于城区,因此施工生产设施仅考虑必要的材料转运及加工场400m2、仓库100m2、临时工棚100m2,分段布置,其余临时设施尽量就近租用。
6.5.4 施工占地
本工程施工占地主要包括工程区内施工临时设施占地和料场、渣场占地,工程区内占地已取得许可,且多为河滩地,料场、渣场占地结合当地建科院开发区开发进行,充分考虑工程完工后土地的再利用。
6.6施工总进度
本工程属河道防洪工程,考虑到汛期对工程的影响,根据本工程的实际工程量、施工强度、结合当地劳动力资源情况,本着有利于各项目协调施工的原则编制施工进度计划。本工程施工总工期为8个月,即从第一年10月—第二年5月。
该工程施工期共划分为三个阶段:
⑴工程施工准备阶段:工程施工准备工作包括施工项目招标,施工场地征用,施工用水、电及施工道路三通,以及其他一些准备工作。计划第一年9月底以前完成。
⑵工程施工阶段:第一年10月—第二年4月进行河道土石方开挖、河堤挡墙砌筑、堤后土方回填、河底清淤等工程施工,计划在2008年4月底完成全部工程任务。
⑶工程完建阶段:第二年5月为工程完建期,要求完成工作扫尾清场、各种资料收集及整理,同时做好验收前的一系列准备工作。
计划在施工期间上足大小施工机械,上足作业人数,为工程顺利完成任务提供可靠保证。
7征地拆迁及工程永久占地
7.1工程占地范围和实物指标
工程位于重庆市XX县XX事处,全长3.00km。工程占地范围包括工程永久占地及临时占地。工程永久占地包括防洪堤及陆域回填建设用地及管理用地,其占地范围与工程管理范围一致,共占地8.8亩。临时占地包括料场、渣场、临时施工道路、临时生产生活设施用地等,共占地39亩。工程占地实物指标见表7.1。
工程占地主要实物指标汇总表
表7.1
永久占地 耕地 8.8 林地 8.8 47.8 非耕地 耕地 39 临时占地 林地 39 非耕地 序号 1 4 5 6 名称 单位 亩 亩 亩 亩 建筑物 小计 总计 合计
7.2 占地补偿投资估算
7.2.1 编制依据
(1)《中华人民共和国土地管理法》及《<中华人民共和国土地管理法>实施条例》,1999年1月1日起实施。
(2)《水利水电工程建设征地移民设计规范》(SL290-2003);
(3)参照DL/T50-1996《水电工程水库淹没处理规划设计规范》,1977年5月起实施。
(4)《重庆市关于调整征地补偿安置标准做好征地补偿安置工作的通知》(渝府发[2005]67);
(5)重庆市第55号令《重庆市征地补偿安置办法》(以下简称《办法》)。
(6)渝府发[2001]28号文关于《重庆市大中型水利水电工程建设征地和移民安置暂行规定》。
(7)渝府令第53号《重庆市土地管理办法》。
(8)国家和重庆市其它有关行业规定、定额及造价信息资料。
7.2.2 补偿原则
(1)以防洪护岸工程占地实物指标为基础,根据移民安置初步规划为依据计算补偿投资。
(2)价格水平年为2007年。
7.2.3 补偿标准
1、耕地前三年平均亩产值
根据占地村社2000~2003年的社会经济统计资料耕地以种植蔬菜为生,经计算占地区耕地前三年平均亩产值为2300元/亩。
2、永久占地土地补偿补助标准
根据《重庆市大中型水利水电工程建设征地和移民安置暂行规定》及《重庆市关于调整征地补偿安置标准做好征地补偿安置工作的通知》(渝府发[2005]67)文件,征用耕地补偿补助倍数合计21.5倍。
占用国有荒山、荒地、荒滩、河滩及其它国有土地依法划拨使用。
3、临时占地土地补偿补助标准
1、征用耕地按耕地一年总产值加耕地复耕费及相关税费合计后进行计算
1、征用林地补偿单价包括林地补偿费、林木及附着物补偿费和安置补助费。根据《重庆市林地保护管理条例》和《重庆市大中型水利水电工程建设征地和移民安置暂行规定》的有关规定,确定本项目征用林地的补偿标准为6500元/亩。
4、青苗补偿标准
根据《重庆市关于调整征地补偿安置标准做好征地补偿安置工作的通知》(渝府发[2005]67)文件,菜地青苗补
偿1650(一类标准蔬菜类)。
5、有关税费有耕地开垦费、林木植被恢复费。耕地开垦费按15元/m计算,林木植被恢复费按2元/m计算。
22
7.2.5 投资概算
按占地实物量和补偿标准计算,本工程征地及移民安置补偿投资为120.31万元,其中永久征地补偿费91.21万元,临时占地补偿费14.82万元,其它费用14.28万元。工程征地投资补偿表见表7-2
表7-2 工程征地投资补偿 序号 一 1 2 3 4 6 二 1 2 3 三 1 2 3 4 (1) 项目 永久征地补偿费 耕地征用 非耕地征收 林地征收 房屋拆迁拆迁 人口安置补偿 临时占地补偿费 耕地征用 林地征收 非耕地征收 其它费用 勘测规划设计费 实施管理费 实施协调费 税费 耕地开垦费 单价 103651 50334 79834 3800 6500 2000 一×2% 一×1% 一×3% 15元/m² 投资(万元) 31.45 91.21 0.00 0.00 0.00 0.00 14.82 14.82 0.00 0.00 14.28 1.82 0.91 2.74 8.80 8.80
(2) 四 林木植被恢复费 补偿总投资 2元/m² 0.00 120.31 8 环境保护及水土保持设计
8.1环境现状
目前存在的主要环境问题:一是水土流失加剧,河道淤积严重,防洪标准低,洪水灾害频繁;二是随着工农业发展和人们生活用水量的增加,有少量的工业废水和生活污水未经处理直接向河内排放,河道污染将逐年加剧。
8.2工程施工对环境的影响
工程建设对环境的影响分为有利和不利两方面。该工程实施后,河道的防洪标准提高了,人民的生命财产安全得到了保障;河堤两岸绿化带的建设,将美化城镇环境,并带动地方经济的迅速发展。其不利影响主要是占地、施工期“三废”排放等,且集中在施工期,应采用必要的水保和环保措施。工程整治结束后,可逐渐恢复和改善环境影响。
该工程实施后,将城市雨污排入管网完全分开,实行雨污分流,将城市污水导入下游污水处理厂进行处理,改善了城市环境;雨水通过城市雨水管网直接排入璧南河。
8.3环境保护方案
8.3.1控制施工期“三废”的排放
本工程总工期8个月,施工期“三废”的排放浓度不大。主要是含油、悬浮物等生产及生活污水严禁直接排入河内,必须集中隔
油、过滤、沉淀后排放。
8.3.2处理好工程弃土和弃渣,恢复植被。
8.4 环境保护投资估算
根据环境投资概(估)算费用构成及设计的有关规定,结合本工程实际采取的环境保护措施(包括水质保护、污染源调查与治理、人群健康保护等),以及环境监测、管理与监理等措施,初步估算本项目环境保护费总费用为10万元,其中:直接措施费 6万元,环评咨询费4万元。
8.5水土保持方案
根据工程施工布置、占地类型及用途、占用方式、建设时序、水土流失状况及水土流失防治目标等工程建设特性,结合当地自然环境状况,本工程水土流失防治主要为防洪护岸主体工程水土流失防治区。
防洪护岸主体工程区新增水土保持措施主要包括以下几方面:
1.可利用料的防治:主体工程开挖的土石方将全部用于陆域回填。从开挖到回填要间隔1个月甚至更长,这段时间内需要回填的土石方将被临时堆放于河道综合治理内侧,后用于工程回填。为保证可利用料的稳定性及防止其施工期的水土流失,对可利用料进行拦挡,同时在来水方向修建排水沟。
2.临时工程防治:临时工程集中在工程管理范围,即河道综合治理征地范围内,在使用期间大部分时段土地被临时建筑物占压,水土流失产生较少,主要采取修排水沟和植物措施进行防治。
8.5.1工程建设过程中水土流失预测
⑴原地貌侵蚀模数按经验估计500t/Km2.a计,年水土流失量为5T。
⑵该工程永久性弃渣可用于原河道回填。累计年新增水土流失量为5T。
⑶损害水土保持设施的面积和数量:工程建设损坏水土保持设施的面积达5800m2。
8.5.2水土流失防治方案
⑴按照“谁开发、谁保护”、“谁造成水土流失,谁负责管理”等水土流失防治原则,整治工程完成后,恢复草木植被4300m2。
⑵尽可能减少水土流失,妥善解决弃渣,尽量恢复已被扰动的植被,从而达到预防和治理的目的。
通过上述的环境保护措施和水土流失防治措施的实施,能够达到治理和防治水土流失的目的。
8.6 水保投资估算
本水土保持方案新增水保投资25万元。其中工程措施投资4万元,植物措施投资12万元,临时工程投资3万元,费用2万元,基本预备费2万元,水土保持设施补偿费2万元。
8.7综合评价与结论
工程整治后由于河道防洪标准提高了,河道两岸居民企业得到
了保护,对促进地方经济发展,保证人民安居乐业,有着积极的推动作用。虽然施工期会对环境造成一些不利影响,但通过绿化带的建设,河道周边环境将明显改善。因此,从环境影响评价角度分析,没有影响工程建设的控制因素,整治工程利大于弊,建设该工程可行。其水(环)保投资估计约35万元。
9工程安全与建设管理
9.1工程安全管理
9.1.1设计依据及标准
(1)中华人民共和国劳动部第3号令《建设项目(工程)劳动安全卫生监察规定》及其附件《劳动安全卫生专篇》编写提要;
(2)有关劳动安全卫生的标准和规范。9.1.2劳动安全措施
(1)影响劳动安全因素分析
XX县璧南河XX段河道综合治理工程影响劳动安全因素主要表现在人的不安全行为、物质和环境的不安全状态三个方面。人的不安全行为主要表现在身体缺陷、错误行为、违纪违章等。
物的不安全状态表现在设备、装置的缺陷;作业场所的缺陷;物质和环境的危险源,其中有化学方面的、机械方面的、电气方面的和自然环境方面等。
(2)劳动安全指导思想
a、要牢固树立“安全第一、预防为主”的思想,坚决贯彻管生
产必须管安全的原则,把安全生产放在重要议事日程上,做为头等大事来抓。
b、严格执行安全生产责任制度,使各级领导,各职能系统都要负起责任,确保各项生产制度、计划、措施的实现。
c、建立健全安全专职机构,加强安全部门领导,严格执行安全检查制度。
d、安全技术措施要有针对性,安全交底要认真细致,确实起到保证安全施工的作用。护岸工程特别应重视暴雨洪水和边坡开挖后形成土体滑坡等造成的灾害,因此,应做好洪水和气象灾害的防护工作,确保工程和人员、财产的安全。
(3) 施工安全措施
a、进入施工现场,必须戴安全帽,禁止穿拖鞋。在没有防护设施的陡坡施工,必须系安全带。
b、上下交叉作业及危险的出入口要有防护棚或其它隔离设施。距地面3m以上作业要有防护栏杆、挡板或安全网。
c、施工现场的坑、沟、升降口、漏斗等危险处,设置防护设施或明显标志,以防行人跌落。
d、施工现场要有交通指示标志,交通频繁的交叉路口应设指挥。
e、坑槽施工,要经常检查边壁土质稳固情况,发现裂缝、疏松
或支撑走动,随时采取加固措施。要根据土质、沟深、水位、机械设备重量等情况,确定堆放材料和机械设备距坑边距离。
f、为了防止电器设备对人造成危害,施工中所有电器设备均设置接地保护装置。机械和动力机的机座必须稳固,机械转动的危险部位要设安全防护网、罩。
g、为了防止坠落事故的发生、地沟等设置盖板;
h、遇有恶劣气候(如风力在六级以上)影响施工安全时,禁止进行露天起重作业。
i、减少自然灾害损失。暴风雨前后、检查工地临时设施、脚手架、机电设备、临时线路,发现倾斜、变形、下沉、漏雨、漏电等现象,应及时修理加固,有严重危险时,应立即排除。机械设备设临时壁雷装置;机电设备的电气开关,要有防雨、防潮设施。
9.2建设管理机构
9.2.1管理机构
根据XX街道河道整治工程的规模及防洪任务,按照璧山县水务局关于加强工程管理的有关规定,成立“XX街道河道整治工程建设管理办公室”,办公室隶属璧山县水务局。
9.2.2工程管理和保护范围
根据《河道工程设计规范》(GB50286—98)的规定,工程的管理和保护范围主要包括:堤墙、河道沿线的观测控制点、绿化带、跨河桥梁等。
9.2.3运行管理办法
汛情发布
本流域为暴雨洪水,洪水汇集较快,考虑到洪水现象的随机性,管理单位应同气象、防洪部门密切配合,提前做好汛情发布工作,以便做好防汛工作,并制订管理办法。
工程维护
为了确保工程安全,应加强工程的观测与维护,对防洪建筑物、防洪抢险通道、防洪设施定期进行维护,保证工程处于良好运行状态。同时,应定期组织人员对河道进行清污、清淤,以便保持畅通。
10工程投资概算
10.1编制说明
10.1.1 概况
重庆市XX县XX河XX段河道综合治理工程位于重庆市XX县XX事处,距XX县城区约15km,距重庆市区22.9km。XX事处地处XX县南部,为重庆市首批唯一的国家级综合改革工业重镇。工程上起于在建中兴桥(平面图上为新桥)以上200m处堰口,下至胡家桥,河道中心线长度3000m。工程措施采用河道疏浚加河道护岸治理两种方式,防洪标准为20年一遇、四等V级进行设计。
10.1.2 工程主要工程量及材料量
主体工程主要工程量为:土方明挖1210m3;土石填筑68350m3;混凝土工程6185m3;砌石工程11192m3;详见主要工程量汇总表。
主体工程主要材料程量为:水泥2063t;碎石5601m3;砂5422m3;条石10603m3;块石1879m3;汽油13.56t。详见主要材料量汇总表。
10.2编制依据和原则
10.2.1项目划分
璧山县璧南河XX段河道综合治理工程设计概算项目划分和编制方法主要参照[2005](56)号文《重庆市水利工程设计概(估)算编制规定》进行划分。10.2.2编制原则
本工程概算严格按重庆市有关概估算文件编制,材料价格按市场价计入。
10.2.3编制依据
1)、取费标准及项目划分按渝水基[2005]56号文《重庆市工程设计概(估)算编制规定》定取。
2)、建筑工程采用渝水基[2005]56号文《重庆市水利水电建筑工程预算定额》。由于该工程处于初步设计阶段。固采用预算定额编制概算时应乘以1.03的扩大系数进行编制。
3)、施工机械台班费采用渝水基[2005]56号文《重庆市水利工程施工机械台时费定额》。
4)、重庆市渝府发[2005]67号《关于调整征地补偿安置工作的通知》等有关规定执行。10.2.4基础单价
工程所在地区为六类地区,项目按重庆市渝水基[2005]56号
文新建引水工程费用指标计算人工单价为:
工长 预算单价为35.34元/工日,4.42元/工时;
高级工 预算单价为32.56元/工日,4.07元/工时;
中级工 预算单价为27.79元/工日,3.47元/工时;
初级工 预算单价为15.52元/工日,1.94元/工时;
10.2.5材料、设备价格
主要材料概算价格参照重庆市建设工程造价管理总站公布的价格结合实际按运到工地发生的各项费用合计进行计算。
主要设备依据厂家市场价运到工地价格确定,安装价格按水建[1993]63号文《中小型水利水电安装工程概(预)算定额》计算;次要设备安装价格按设备费的12%估算10.2.6风、水、电价格
该工程风价按0.13元/m³计列,施工用水根据计算综合价为1.03元/m3。
施工用电供电价格=基本电价÷(1-高压输电线路损耗率)÷(1-35Kv以下变配电设备及配电线路损耗率)+供电设施维修摊销费(变配电设备除外)
施工用电供电价格=0.67÷(1-5%)÷(1-6%)+0.03=0.78元/kwh
10.2.7 费率标准
建筑安装工程费率标准严格按渝水基[2005]56号文新建引水工程取:
1)其他直接费:直接费的1.8% 2)现场经费
a.土石方工程 直接费的4% b.砌石工程 直接费的4%
c.混凝土工程 直接费的6%
d.钻孔灌浆及锚固工程 直接费的7% e.其他工程 直接费的5%
f.安装工程 按直接人工费的45% 3)间接费
a.土石方工程 直接费的6% b.砌石工程 直接费的4%
c.混凝土工程 直接费的4%
d.钻孔灌浆及锚固工程 直接费的7% e.其他工程 直接费的5%
f.安装工程 按直接人工费的50%
4)利润 直接工程费+间接费的7%
税金 直接工程费+间接费+利润的3.22%10.2.8费用
1)建设管理费
(1)项目建设管理费
该工程为新建引水工程,按渝水基[2005]56号文计取。
a、建设单位经常费
建设单位经常费费用指标为24450元/人·年,但工程属于改扩建其费用指标应减半列支为12225元,建设单位定员为2人。
b、工程管理经常费
工程管理经常费按建设单位开办费和建设单位人员经常费之和的30%计取。
(2)工程建设监理费
工程建设监理费按工程概算投资(不包括工程建设监理费本身及工程审计费)之和的0.1%计取。
2)生产准备费
(1)管理用具购置费按工程建安工程费的0.03%计。
(4)备品备件购置费按工程设备费的0.6%计。
3)科研勘测设计费
(1)工程科学研究试验费
工程科学研究试验费按工程建安工程费的0.5%计。
(2)工程勘测设计费
按国家计委、建设部计价格[2002]10号文件规定执行。
4)其他费用
(1)定额测定费
定额测定费按建安工作量的0.14%计。 (2)工程质量监督费
工程质量监督费按建安工程费的0.35%计算。 (3)工程质量检测费
工程质量检测费按建安工程费的0.9%计算。 (4)工程保险费
工程保险费按工程一至四部分投资合计的0.5%计算。
(5)工程咨询费
工程咨询费按6.4万元计算。(6)招标代理服务费
招标代理服务费按市物价局渝价[2002]680号文计取。
(7)工程审计费
工程审计费按市物价局渝价[2000]352号规定,暂按工程概算投资(不包括工程审计费本身)之和的0.15%计算。10.2.9预备费
基本预备费按工程一至四部分投资合计的5%计取。根据国家计委〔1999〕1340号文精神未计列价差预备费。
10.3投资概算成果
经计算,本次工程主要投资指标如下:
本次工程投资指标如下:建筑工程984.75万元;临时工程47.24
万元;费用258.11万元;基本预备费.50万元;水(环)保投资35万元;总投资13.60万元。详见工程投资概算表。
11 工程效益
11.1 社会效益
本次璧山县璧南河XX段河道综合治理工程拟解决该场镇居民、街道及附近开发区的防洪安全问题,体现了党和对人民的关心,是造福子孙,功在当代的伟大事业,其社会效益主要表现在:
(1)密切了党群干群关系,促进了社会的安定团结。
璧山县璧南河XX段河道综合治理工程是一项名符其实的“民心工程”。通过该工程的建设,密切了近年来比较紧张的党群、干群关系,是党的“三个代表”的具体体现,保障了人民群众生命及财产的安全,促进了社会的安定团结,有利构建和谐社会。
(2)促进了农村经济的发展。
洪水安全问题一直是影响该办事处经济发展的一大障碍。本次提防工程的新建设,解决了该镇群众的后顾之忧,可以更好的全身心地投入到致富奔小康的建设中去,促进了生产力的。其次还解决了该镇大量企业的生产安全问题,有力的吸引了更多的外来企业在该办事处安家落户,促进了当地经济的发展。
(3)改善了生活环境,提高了健康水平。
本次河道综合治理工程的兴建,不但解决场镇的防洪安全问题,而且也改善了该镇的整体环境状况,美化了场镇。由于解决了该镇的防洪问题,从而减少了因洪水泛滥造成的疾病和瘟疫,改善了群众的卫生条件,增强了人民群众的身体健康,缩小了城乡差别,有利于XX经济圈的发展,促进了全社会的协调发展。
11.2 经济效益
11.2.1 基本情况
重庆市XX县XX河XX段河道综合治理工程位于重庆市XX县XX事处,距XX县城区约15km,距重庆市区22.9km。XX事处地处XX县南部,为重庆市首批唯一的国家级综合改革工业重镇。工程上起于在建中兴桥(平面图上为新桥)以上200m,下至胡家桥,河道中心线长度3000m。工程措施采用河道疏浚加河道护岸治理两种方式,防洪标准为20年一遇、四等V级进行设计。
工程经济评价包括国民经济评价和初步财务分析,璧山县璧南河XX段河道综合治理工程属新建水利建设项目,故在此只进行国民经济评价而不作财务分析。按有、无本除险加固工程的增量费用和增量效益分析计算国民经济评价指标,评价其经济合理性。
11.2.2 主要参数
本次经济评价根据璧山县璧南河XX段河道综合治理工程的实际情况,以国家计委、建设部1993年4月颁发的《建设项目经济评价方法与参数》(第二版)、水利部1994年3月发布的《水利建设项
目经济评价规范》(SL72—94)(以下简称《规范》)及《投资项目可行性研究指南》(试行)作为依据,考虑本次工程所支付的费用和增加的效益进行国民经济评价。采用的有关参数取值如下:
① 计算期:该工程的建设期1年,建成后正常运行期取10年,即加固计算期为10年;工程开工后第二年开始发挥效益。
② 基准年和基准点:开工第一年为基准年,该年年初为基准点,各项费用和效益均按年末发生和结算。
③ 价格:经济评价在计算期内使用同一价格水平,即2005年价格水平,国民经济评价中,除按规范对工程投资进行调整外,影子价格换算系数均采用1.0。
④ 社会折现率:按照经济评价规范和细则的规定,社会折现率是项目国民经济的重要通用参数,表示从国家角度对资金机会成本和资金时间价值的估量,在进行水利建设项目国民经济评价时,应采用国家规定的12%的社会折现率,但对于属于或兼有社会公益性质的水利建设项目,可同时采用12%和7%的社会折现率进行评价,供项目决策参考。
11.2.3 工程费用计算
工程费用包括固定资产投资、年运行费、流动资金、回收固定资产余值及回收流动资金等。
(1)固定资产投资
根据设计概算结果,2009年价格水平概算工程总投资为
13.60万元。扣除属于国民经济内部转移的计划利润、税金等部分,调整后工程投资为1210万元。
(2)年运行费
考虑到河道综合治理工程实施后,不增加人员编制,故年运行费仅考虑材料费、修理费、维护费、保险费和其他费用。参考水库除险加固前的实际运行情况,年运行费按固定资产投资的2%进行粗略框算。璧山县璧南河XX段河道综合治理工程的年运行费为24.20万元。
(3)流动资金
按年运行费的10%计,年运行费为2.42万元。
(4)回收固定资产余值
按固定资产价值的10%考虑,固定资产形成率为90%,经计算固定资产余值为108.91万元。
(5)回收流动资金
流动资金回收按年运行费的10%考虑,经计算为2.42万元。
11.2.4 效益计算
璧山县璧南河XX段河道综合治理工程的主要效益为防洪效益。
11.2.4.1 防洪效益
该河道保护着数千亩耕地和XX事处3万余人口,以及XX开发区的大小企业,一旦发生洪水灾害,损失将极为严重。
工程保护区为XX开发区,园区定位为容纳5万城市人口、工业总产值达到300亿以上的新兴卫星城市。本工程受洪水影响主要为沿河的园区,后方园区高程较高,自身能达到防洪标准,受洪水影响的沿河园区每年按XX开发园区工业总产值300亿元的1/20考虑估算,再考虑1.5%的防洪系数估算十年后的年防洪效益为225万元。
(2)洪灾综合经济损失指标调查与分析计算。
1)洪灾间接经济损失
间接损失是指因洪灾造成的直接经济损失给保护区内外带来影响面间接造成的经济损失。按直接经济损失的25%计。
2)洪灾综合经济损失指标
该工程实施后防洪效益为洪灾直接损失加洪灾间接损失为281.25万元。
11.2.4.2 年均增量效益
因此,璧山县璧南河XX段河道综合治理工程实施后年均增量效益为281.25万元。
11.2.5 国民经济评价指标
国民经济评价指标有:经济内部收益率(EIRR)、经济净现值(ENPV)、经济效益费用比(EBCR)等。国民经济效益费用流量表见表11-1。
表11-1 年份 序号 项目 建设期 1 1 1.1 1.1.1 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 2.3 2.4 3 4 效益流量B 项目各项功能的效益 防洪效益 回收固定资产余值 回收流动资金 项目间接收益 费用流量C 固定资产投资(含更新改造投资) 流动资金 年运行费 项目间接费用 净效益流量 累计净效益流量 评价指标 经济内部收益率: 经济净现值(is=12%) 经济净现值(is=7%) 1210.14 1210.14 -1210.14 -1210.14 0 0 国民经济效益费用流量表 4 281.25 281.25 281.25 24.2 24.2 257.05 5 6 7 8 9 10 281.25 281.25 281.25 24.2 24.2 257.05 11 281.25 281.25 281.25 24.2 24.2 257.05 运行初期 运行期 2 281.25 281.25 281.25 26.62 3 281.25 281.25 281.25 24.2 2.42 24.2 24.2 257.05 万元 合计 12 392.58 281.25 281.25 108.91 2.42 24.2 24.2 368.38 3205.08 3093.75 3093.75 108.91 2.42 0 1478.76 1210.14 2.42 266.2 0 1726.32 281.25 281.25 281.25 281.25 281.25 281.25 24.2 24.2 24.2 24.2 281.25 281.25 281.25 281.25 281.25 281.25 281.25 281.25 281.25 24.2 24.2 24.2 24.2 24.2 24.2 254.63 257.05 257.05 72.69 257.05 257.05 257.05 -955.51 -698.46 -441.41 -184.36 329.74 586.79 843.84 1100. 1357.94 1726.32 18% ¥308.92 万元 ¥717.78 万元 经济效益费用比(is=12%): 经济效益费用比(is=7%): 1.255156 1.551002
经计算,各指标为:
当i(社会折现率)=12%时:
经济内部收益率(EIRR)=18%>12%
经济净现值(ENPV)=308.92万元>0经济效益费用比(EBCR)=1.26>1当i(社会折现率)=7%时:
经济内部收益率(EIRR)=18%>7%
经济净现值(ENPV)=717.78万元>0经济效益费用比(EBCR)=1.55>111.2.5.1 敏感性分析
由于国民经济评价中的产出物是预测的,并不一定代表将来的真实情况。现拟定以下几种不利情况进行敏感性分析,考察项目的抗风险能力。敏感性分析成果见表11-2。
表11-2 方案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 国民经济评价敏感性分析成果表 效益增减比例 费用增减比例 内部收益率 经济净现值 经济效益费用比 15% 10% 0% -10% -15% 0% 0% 0% 0% 0% -10% -15% 0% 0% 0% 0% 0% 15% 10% 0% -10% -15% 10% 15% 22.20% 20.90% 18.10% 15.10% 13.60% 14.20% 15.40% 18.10% 21.20% 23.00% 12.70% 10.20% 537 461 309 157 81 127 188 309 430 491 36 -101 1.44 1.38 1.26 1.13 1.07 1.09 1.14 1.26 1.39 1.48 1.03 0.93 11.2.5.2 国民经济评价结果
从表11-1可知,该工程的经济内部收益率大于社会折现率,经济净现值大于零,经济效益费用比大于1,从国民经济评价的角度看,本项目在经济上是合理的。
11.3 综合评价
根据该河道综合治理工程国民经济评价及其敏感性分析结果可知,该工程的经济内部收益率大于社会折现率i=12%和i=7%时,经
济净现值均大于零,经济效益费用比亦大于1,仅在投资增加15%同时效益减少15%的情况下,经济净现值才小于零,经济效益费用比才小于1,故本工程国民经济评价可行,具有一定的抗风险能力,在经济上是合理的,只要工程完建后,就能充分发挥该工程的经济效益及社会效益。
目 录
1.综合说明 ............................. 1
1.1 工程概况 ......................... 11.2 工程建设必要性 ................... 21.3工程建设条件 ..................... 51.4工程建设方案 ..................... 61.5河道整治建筑物设计................ 71.6 工程施工 ......................... 81.7 工程管理 ......................... 81.8 征地拆迁及工程占地 ............... 91.9工程投资 ......................... 91.10 结论及建议 ...................... 92 水文 ................................ 11
2.1 基本资料 ........................ 112.2 设计洪水 ........................ 172.3 洪水水面线计算 .................. 233 工程地质及建筑材料 .................. 31
3.1 前言 ............................ 313.2工程地质 ........................ 323.3 场区工程地质条件总述 ............ 353.4 岩、土体物理力学性质 ............ 38
3.5 工程区工程地质评价及护岸地基持力层选择413.6天然建材 ........................ 453.7 结论及建议 ...................... 4 工程任务及规模 ...................... 47
4.1社会经济发展概况及工程建设必要性 . 474.2项目建设任务 .................... 534.3工程规模 ........................ 544.4堤顶高程的确定 .................. 595.工程布置及主要建筑物 ................ 62
5.1 工程等级及建筑物级别 ............ 625.2 工程总体布置 .................... 635.3河道护岸工程 .................... 665.4河道清淤措施 .................... 876.施工组织设计 ........................ 88
6.1施工条件 ........................ 886.2施工导流 ........................ 6.3料场的选择与开采 ................ 6.4 主体工程施工 .................... 916.5 施工交通及施工总布置 ............ 916.6施工总进度 ...................... 927征地拆迁及工程永久占地 ............... 93
7.1工程占地范围和实物指标 ........... 937.2 占地补偿投资估算 ................ 948 环境保护及水土保持设计 .............. 97
8.1环境现状 ........................ 978.2工程施工对环境的影响 ............. 978.3环境保护方案 .................... 978.4 环境保护投资估算 ................ 988.5水土保持方案 .................... 988.6 水保投资估算 .................... 998.7综合评价与结论 .................. 999工程安全与建设管理 .................. 100
9.1工程安全管理 ................... 1009.2建设管理机构 ................... 10210工程投资概算 ....................... 103
10.1编制说明 ...................... 10310.2编制依据和原则 ................ 10410.3投资概算成果 .................. 10811 工程效益 ......................... 109
11.1 社会效益 ...................... 10911.2 经济效益 ...................... 11011.3 综合评价 ...................... 116
重庆市 璧山县
璧南河XX段河道综合治理工程
初步设计报告
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重庆市渝西水利电力建筑勘测设计院
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