秦州区罗峪沟防洪工程初步设计报告XXXX7Word格式文档下载.docx
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1.4工程建设的必要性
罗峪沟流域的洪水主要由每年汛期的暴雨形成,该流域是暴雨频发区,其特点是历时短,暴雨强度和总量大,史料载,罗峪沟四次发生洪水较为典型,分别为1965年、1988年、1999年和2007年。
1965年7月7日中午突降暴雨,1小时降雨量达40.6mm,据当时调查达190年一遇,形成的洪水来势猛,洪量大,其洪峰流量达572m3/s,超过了下游河道的安全泄洪能力,加之受桥梁等建筑物的影响,洪水进入市区,造成154人死亡,给人民生命财产安全造成了严重的损失,1988年8月7日的洪峰流量为596m3/s,1999年洪水造成2人死亡,财产损失严重,2001年7月15日洪水洪峰流量达582m3/s,这几次洪水的发生均不同程度地造成洪灾。
在抢险中造成了大量人、财、物的损失,防汛部门任务严峻。
罗峪沟流域特大的暴雨、形成洪水和泥石流灾害,引起了市、区各有关部门的高度重视,市政协多次提案,尽快立项修复罗峪沟流域防洪工程,在中下游修筑堤防工程;
新建泥石流防治工程;
建立排导疏浚工程,经过多方努力,将罗峪沟下游左家场至东桥头段堤防工程列入2008年天水市的重点建设项目。
目前已建成堤防1150m,其中左岸长900m(0+000~0+900),右岸长250m(0+000~0+250),右岸基础维修加固堤防长650m(0+250~0+900),本次新建堤防左岸长700m(0+900~1+600),右岸维修加固1350m(0+250~0+900段长650m加固衬砌护坡,0+900~1+600段长700m加固基础及衬砌护坡),该段堤防是下游洪水顶冲段,也是罗峪沟与藉河汇流过渡段,是天水市城区人口居住最为集中,政治、经济、文化、商贸、旅游最为发达的防洪重点河段,两岸店铺密集、楼房林立,是新兴城市黄金地段,也是天水市市委、市政府、秦州区区委、区政府所在地,汛期洪水是威胁天水市城区安全的重大隐患。
因此,修建该段堤防是防洪治理重中之重,当务之急,非常必要。
1.5工程建设的可行性
本次工程设计依据《防洪标准》(GB50201—94)为五十年一遇洪水设计,一百年一遇洪水校核,实施修复后的堤防能够达到标准。
堤防地基为砂砾石,地质条件较好,堤线治导线及堤距布置尽量结合现状堤防,充分利用现有堤身、岸坡、衬砌段及建筑物。
在原建工程的基础上进行本次修复加固的工程建设是可行的。
防洪险段治理工程建设项目是我市2008年重点建设项目,该项目的立项符合建设要求,实施是市、区有关部门关注的焦点,也是沿岸居民多年来的愿望;
工程建成后,可确保市区防洪安全,居民安居乐业,对缓解水事矛盾起到积极效果。
工程建设依据批准的设计,招聘具有资质和堤防建设经验丰富的施工企业承建,区水利部门组织建设管理,该项目建设一定能保质保量完成任务,同时项目的各项指标均达到标准,实施后社会、环境、生态效益显著,为此该项目的建设是可行的。
1.6工程任务和规模
1.6.1工程任务
根据规划,结合治理段现状,在充分认识河段水性特点、水势变化规律的前提下,依照《防洪法》和《防洪标准》,采取堤防与河道治理相结合,堤防与市区建设经济开发相结合,防洪与排洪相结合,完善防洪排洪体系,稳定河势,提高河道整体防洪能力,确保工程设防区在设计洪水标准下安全渡汛。
1.6.2工程规模
设防区为防洪险段,本次治理堤防总长度2050m,左岸堤长700m,右岸堤长1350m;
其中:
新修左堤0+900~1+600段长700m,右堤0+250~0+900段长650m加固衬砌护坡,0+900~1+600段长700m需加固基础及护坡加高衬砌。
按照《防洪标准》(GB50201—94),治理段堤防为50年一遇洪水设计,100年一遇洪水校核,防护区等级为II等,按照《堤防工程设计规范》(GB50286—98)之规定,堤防工程级别为2级。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306—2001)防护区地震动峰值加速度为0.2g,地震动反应谱特征周期分区值为0.45s,地震基本烈度值为Ⅷ度。
1.7工程布置及主要建筑物
1.7.1工程布置
堤线布置以现有堤防为基础,结合地形、地貌、现有可利用防护堤及河势发展现状,以计算稳定河宽为依据,合理确定堤线,力求上下游、左右岸河流走向相互协调统一,尽可能利用现有堤及有利地形,确保堤头接点安全可靠,在沟道居民区合理设置排洪涵洞及涵管,本次堤防设计在不拆除两岸公路及建筑物,保证合理堤距,将尽可能和现状堤线一致,在保证行洪安全的前提下,堤高力求投资经济的原则下确定,堤线走向及参数详见总体平面布置图QLD—01。
1.7.2主要建筑物
(1)堤防工程
根据河道的地形、地貌等地质条件,水文泥砂特性,河床演变特点及冲淤变化规律,权衡有关自然因素和社会因素,结合现有堤防,经分析计算,确定河床宽度为37m,基础埋深按一般冲刷深度计算并适当加深,左、右岸设计总堤高7.5m,河床面清淤深度平均为0.5m,基础平均埋深为2.5m(清淤后),河床面以上高度为5.0m,新修左堤护面材料采用C15砼现浇,衬砌厚度20~40cm,迎水面边坡1:
1.5,堤身利用现有已成砂砾石堤体,右堤维修加固1350m(0+250—0+900段长650m加固衬砌护坡,0+900—1+600段长700m加固基础及衬砌护坡)。
详见QLD—05。
(2)沿堤建筑物
治理段堤防背水坡为公路、居民区,可在巷道口设置排洪涵管,采用φ500mm砼管;
为了堤防的正常检查检修,在左岸1+000,左岸0+500及1+500处修建巡堤踏步3处,顺堤坡方面设置30×
20cm砼台阶。
1.8施工组织设计
设防段对外交通条件便利,工程区地势平坦开阔,易于进行施工布置,生产、生活用房可用简易工棚,生产生活用水可利用邻近供水系统供应,工程区用电有城网线路通过,可用“T”接线法接入。
地方建材砂子、石子可从麦积区南河川渭河采砂厂购买。
本工程以土石方及砼工程为主。
土石方开挖采用挖掘机开挖,自卸汽车运输,土石方回填采用推土机回填,砼采用机械拌和、拖拉机或人工架子车运送,钢模成型,机械振捣,人工洒水,自然养护。
工程建设总工期1年,建设工期安排在非汛期。
1.9环境评价
施工期基坑开挖可使少量泥沙进入河流,增加河流泥沙含量,工程区离居民区较近,施工噪音会对周边群众产生一定影响。
针对上述不利影响,工程实施过程中一方面通过合理调配,尽量做到挖填平衡,减少噪音污染,在施工过程中对原地貌的破坏必须进行修复;
通过河道清障,岸坡修整加固,使河道行洪顺畅,岸坡整齐美观,既保护人民生命财产,又美化城市环境,该工程建设带来的社会、环境、生态效益是长远显著的。
1.10工程管理
工程管理办法按《水法》、《防洪法》和《河道管理条例》等制定,保证河道畅通安全运行。
工程建成后,按照工程管理范围和保护范围,由秦州区水利局河道管理所管理,不另设管理机构。
1.11节能评价
本工程在建成后运行时不耗能,只在建设过程中消耗一定的燃油、水资源和电能。
根据《国务院关于加强节能工作的决定》和发改投资[2006]2787号文对本工程进行节能评价,评价能耗指标、节能措施和节能效果方面都符合规范要求。
1.12工程投资概算
本工程总投资285.11万元,其中:
建筑工程250.53万元,临时工程5.76万元,其它费用15.24万元,预备费13.58万元。
主要工程量:
河道清障1.23万m3,土石方开挖1.33万m3,夯填0.15万m3,回填1.06万m3,砼0.75万m3,劳力1.056万工日。
伸缩缝4782m2,浆砌石及砼护坡清理9925m2。
工程余料搬运(包括清理原堤坡面垃圾、杂草、树木等)4160m3。
主要材料量:
水泥1842T、石子6219m3、砂子4120m3。
1.13工程特性表
工程特性表见下表1-1。
工程特性表表1-1
编号
项目名称
单位
数量
备注
一
水文
1
治理段河流
罗峪沟
2
流域面积
km2
78.1
3
多年平均降水量
mm
531.1
4
多年平均蒸发量
500
5
平均气温
℃
10.7
6
最大风速
m/s
21
7
设计洪峰流量(P=2%)
m3/s
450
8
校核洪峰流量(P=1%)
622
二
地质
防洪堤地基岩性
砾砂层
最大冻土深度
cm
61
地震基本烈度
度
Ⅷ
三
工程特性
治理长度
m
2050
河床宽度
37
断面型式
梯形砼护坡
φ500砼管
25
巡堤踏步
处
四
主要工程数量
河道清障
万m3
1.23
工程余料搬运(包括清理原堤坡面垃圾、杂草、树木等)
0.42
开挖砂砾石
1.33
夯填筑堤
0.15
工程特性表续表1-1
回填砂砾石
1.06
C15砼护坡
0.65
C15砼基础
0.08
伸缩缝(SPS)
m2
4782
9
浆砌石及砼护坡清理
9925
五
主要建材及劳力
总劳动工日
万工日
总工期
月
12
水泥
T
1842
砂子
m3
4120
石子
6219
六
工程投资概算
总投资
万元
285.11
建筑工程
250.53
临时工程
5.76
其他费用
15.24
预备费
13.58
2水文
2.1概况
罗峪沟是藉河北岸天水市城区段的一级支沟,发源于麦积区新阳乡凤凰南麓五眼泉,于秦州区东关注入藉河,流域面积78.1km2,全长25.0km,主河道平均比降20.12‰。
罗峪沟流域属藉河北黄土沟壑区,处于温带半湿润与半干旱气候的过渡地带,流域多年平均降水量531.1mm,年平均气温10.7℃,极端最高气温40℃(2001年),极端最低气温-19.2℃(1955年),多年平均水面蒸发量870mm,陆面蒸发量500mm,平均风速1.3m/s,最大风速21m/s(1971年4月27日),一般年份冻土深为30cm左右,最大冻土深度61cm,无霜期184天左右。
2.2径流
罗峪沟地表水径流为大气降水补给,降水主要集中在每年的5—10月份,占全年降水量的80%以上,罗峪沟多年平均径流量为582万m3。
2.3洪水
2.3.1洪水特性及历史洪水重现期
罗峪沟流域的洪水主要由每年汛期的暴雨形成,该流域是暴雨频发区,其特点是历时短,暴雨强度和总量大,1965年7月7日中午突降暴雨,60分钟降雨量达40.6mm,当时调查结果认为流域平均重现期达190年一遇,形成的洪水来势猛,峰量大,其洪峰流量达572m3/s,超过了下游河道的安全泄洪能力,加之受桥梁等建筑物的影响,洪水灌入市区,造成严重的生命财产损失。
继1965年后,1988年8月7日的洪水洪峰流量为596m3/s,2001年7月15日洪水洪峰流量为582m3/s,在调查考证及实测期的二百余年里总共发生同一量级的特大洪水达3次,经比较确定,1988年7月7日的洪水流量596m3/s的重现期定为N=200年。
2.3.2设计洪水计算
罗峪沟流域面积78.1km2,堤防工程段秦州区北关左家场以上控制流域面积71.37km2,黄河水利委员会天水水土保持试验站于1985年在左家场设置测站。
搜集到左家场测站1985—2001年共16年的实测洪水资料,加上1965年的特大洪水,组成一个“不完全样本”,“按统一处理法”进行经验频率计算,再用矩法估计的参数作为适线的第一次近似值,用P—Ⅲ型曲线计算出各频率洪水的设计值,成果见表2-1。
罗峪沟设计洪水成果表表2-1
河名
位置
F
(km2)
参数
线型
P(%)Qp(m3/s)
(m3/s)
CV
Cs/Cv
0.5
3.33
10
20
50
66.7
左家场
71.37
60
2.0
3.0
P-Ⅲ
808
318
251
131
51.6
20.4
19.8
2.4泥沙
罗峪沟流域为重度侵蚀区,其多年平均侵蚀模数为6075T/km2,特征值见表2-2。
罗峪沟泥沙特征值表表2-2
站名
多年平均
输沙率
(kg/s)
年输沙量
(万T)
侵蚀模数(T/km2)
含沙量
(kg/m3)
13.75
43.36
6075
104
3工程地质
本次地质勘察工作共完成的实物量及工作量为:
地质纵剖面图长2.050km,其中左岸0.70km,右岸1.35km,地质横剖面图4条,探坑7个,勘探深度累计10.95m,取样7组,分别做了筛分试验(7组),并绘制河床质砂砾石颗粒级配曲线图1张,砂砾料颗粒级配曲线图1张及砼用细骨料颗粒级配曲线图1张,经地质勘察,确定了块石料厂的位置,并进行了贮量的勘探计算,确定了砼用粗细骨料产地的位置,并进行了储量的计算。
3.1区域地质概况
3.1.1地形地貌
本区地处秦岭地槽和陇西陆台两大地质构造单元的过渡地带,勘测区属陇西黄土高原南缘的一部分,按其地貌形态可分为两个地貌单元,即黄土覆盖的中低山区和河谷盆地区。
1)黄土覆盖中低山区
由黄土覆盖的第四系组成的中低山区分布于本区河谷左侧,山体多呈东西走向,地势呈西高东低,呈倾斜状。
海拔一般约1200~1600m,相对高差200~400m。
山势低缓,一般为黄土覆盖,局部出露第三系砖红色粘土岩。
2)河谷盆地区
系指工程区所处藉河一级支流的罗峪河河谷区,罗峪河河谷在工程区宽约80~240m,罗峪河河床及河漫滩宽约37~65m;
右岸I级阶地发育,阶面宽约0.5~0.8km,城镇居民、建筑物等多位于I级阶地阶面上,I级阶地前缘高出河床约0.8~2.5m,II级阶地不发育,该盆地呈条带状,走向近东西向。
工程区无不良物理地质现象。
3.1.2地层岩性
工程区出露的地层主要为第四系地层,局部有上第三系砖红色粘土岩出露,现分述如下:
1)上第三系(N):
岩性为砖红色、紫红色砾岩、砂岩,石灰钙质胶结,成岩作用差,厚度20—270m,多出露于山梁及支沟中。
2)第四系(Q):
广泛分布于整个测区,工程区主要为全新统(Q4)地层。
①马兰黄土(eolQ32):
灰黄—灰白色,结构疏松,土质均匀,具大孔,垂直节理发育,含少量钙质结核及斑点,覆盖于高阶地及以上各地貌单元,土层深厚,可达50米左右。
②全新统(Q4)
al—plQ42:
分布于I级阶地,呈二元结构特征,下部为砂砾石层,结构疏松,磨圆度不好,分选性较差,成份多以砂岩、花岗岩及灰岩为主,厚约5—8m,上部为亚粘土,局部为黄土状亚砂土、粉质粘土,结构疏松,土质不均,厚约0.5~1.5m。
al—plQ43:
现代河床冲洪积砂砾石层,高漫滩淤泥或亚粘土层,砂砾石结构疏松,砾石成分多为砂岩、花岗岩及灰岩等,分选性差,磨圆度不好,亚粘土层厚约0.5~0.8m。
rQ4:
人工堆积,为现代河床两岸人工护堤或垃圾堆放点。
3.1.3地质构造及地震
工程区构造体系比较复杂,系秦岭地槽和陇西陆台两大地质构造单元的过渡地带。
地貌从成因和形态来看,属陇西黄土高原南缘的一部分,基岩上面为第三系甘肃红层,表层覆盖着第四系马兰黄土。
河流不断侵蚀下切,形成梁状山地,天水盆地是向斜断裂下沉形成的,属于构造盆地,梁状山地与沟谷平行成疏状地形,构成了两山之间有一沟,两沟之间有一山的地貌。
根据《中国地震动峰值加速度区划图》(1:
400万),本区地震动峰值加速度为0.2g,地震动反应谱特征周期分区值为0.45s,相应地震基本烈度为Ⅷ度。
区域构造稳定性较差。
3.1.4水文地质条件
本区地下水主要为罗峪河河谷潜水,主要赋存于罗峪河河漫滩及I级阶地砂砾石层中。
河漫滩的地下水埋深较浅,一般为1.2~2.8m,I级阶地地下水埋深一般为3.2~5.8m,地下水主要接受大气降水补给。
地下水的矿化度0.8~1.3g/l,总硬度为72~94.5mg/l,PH值为7.6~8.1,属HCO3-—Ca2++Mg2+型水,对普通硅酸盐水泥不具侵蚀性。
罗峪河河水的矿化度0.9~1.6g/l,总硬度68.6~97.8mg/l,PH值为8.0~8.9,属HCO3-—Ca2+型水,对普通硅酸盐水泥不具侵蚀性。
3.2堤防工程地质条件
3.2.1地质概况
工程区位于藉河支流罗峪河河谷的漫滩及I级阶地前缘,河谷宽约80~240m,呈西东走向条带状展布。
I级阶地前缘高出现代河床约0.8~2.5m,阶面倾向藉河河床,倾角约5~8°
第四系地层广泛分布于工程区,主要为罗峪河河漫滩及I级阶地堆积物、人工堆积等。
河床及漫滩(al—plQ43)冲洪积砂砾石层,砂砾石层厚度一般大于5m。
罗峪河I级阶地上部为亚粘土层(al—plQ42),厚约0.5~1.5m,稍密实。
I级阶地下部为冲洪积砂砾石层(al—plQ42),砾石磨圆度不好,分选性较差。
罗峪河河漫滩地下水埋深约1.2~2.8m,I级阶地地下水埋深约3.2~5.8m。
地下水主要接受大气降水补给,地下水类型属HCO3-~Ca2++mg2+型水,对普通硅酸盐水泥不具侵蚀性。
3.2.2防洪堤的工程地质条件
工程设防段地处罗峪河冲洪积区,地形平坦、开阔,工程设防区主要处在罗峪河河谷的漫滩及I级阶地前缘,堤基岩性上部为亚粘土层,厚约0.5~1.5m,允许承载力[R]=0.06~0.1Mpa,变形模量为9~11Mpa;
下部为砂砾石层,厚度一般大于5m,地下水埋深约1.2~4.8m,地下水类型属HCO3-~Ca2++Mg2+型水,对普通硅酸盐水泥无侵蚀性,砂砾石渗透系数K=20~40m/d,允许水力坡降为0.14~0.17,砂砾石的允许承载力[R]=0.25~0.30MPa,变形模量38~47Mpa,防洪堤基础置于砂砾石层中,建议基础开挖水下边坡为1:
1.5,水上边坡为1:
1,清除两河堤间的堆积物,使之水流顺畅。
据五处挖探(桩号分别为左岸0+350,0+900、1+700、2+300,右岸2+850,深度分别为1.85m、1.80m、1.70m、1.4m及1.8m。
颗粒组成100~40mm均值为13.26%,40~20mm均值为21.22%,20~10mm均值为19.61%,10~7mm均值为12.14%,7~5mm均值为7.65%,5~3mm均值为10.04%,3~2mm均值为3.02%,2~0.5mm均值为9.33%,0.5~
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