某岸堤防工程初步设计报告.docx
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1、某岸堤防工程初步设计报告1.1 绪言XX县地处东经103o44z-104o24r,北纬34。5535。25之间。位于甘肃省定西市西南部,东依陇西,南连漳县、卓尼,西与临洲毗邻,北靠安定区。东西长60公里,南北宽56公里,总土地面积2065平方公里,耕地面积80.06万亩,最高海拔3941米(露骨山),最低海拔1930米(三合口)。全县总人口34万人,人多地少,经济基础薄弱,属我省贫困县之一。工程区位于渭河一级支流XX河上,距XX县城9.0km,距省城兰州183km。XX县XX河XX至河口段堤防工程,位于渭河上游川南支流XX河上,河道全长28公里,防护区段以上积水面积65.6km20本工程的要紧
2、任务是确保XX县XX河XX至河口段右岸村庄、农田等在设计洪水标准下不受洪水侵害,减少该区的洪灾缺失,保障当地经济持续、稳固的进展。左岸正在修建河口至锹峪乡公路,路基沿XX河左岸临河布置,公路右侧(临河侧)使用浆砌石重力式挡土墙防护,经复核计算,其防洪标准满足本次设计要求,因此本次设计不再对左岸进行防护,只考虑修建右岸堤防工程。工程建成后可在设计洪水标准下,保护右岸人口1389人、耕地2366亩(河道现状见照片1、2)o2011年4月,受XX县工业集中区管理委员会委托,我公司编制了XX县XX河XX至河口段右岸堤防工程初步设计报告。照片IXX河河道现状(一)照片2 XX河河道现状(二)1. 2水文
3、气象1.1.1 气象工程区地处西秦岭末端向北部黄土高原过渡区,为土石高山地带,高寒阴湿。根据XX气象站资料,该地区多年平均气温为5.7C,最热月七月平均气温17.2,最冷月一月平均气温-7.5,极端最高气温为33.3C,极端最低气温-23.3C,多年平均降雨量525.7mm,多年平均蒸发量807.8mm,最大冻土深度为94cm,最大风速20ms,年日照时数2421小时,年降雨日数114.6天。1.1.2 洪水XX河流域的大洪水要紧由大暴雨形成,工程河段没有实测资料,设计洪峰流量使用甘肃省暴雨特性研究推理公式、水科所与铁路部门小流域推理公式、“铁一院”公式、经验公式等间接法推求,并进行了洪水调查
4、。用各类方法推算的洪峰流量及洪调成果见表I-IoXX河洪峰流量计算成果表表IT单位:m3s计算方法1%2%5%10%洪水调查205甘肃省暴雨特性研究233208173142推理公式18615810165“铁一院”公式236192140100经验公式1481218462使用值236192140100经以上四种计算结果比较及洪水调查验证,确定使用“铁一院”公式计算成果,XX河20年一遇设计洪峰流量为140m3so1.2.3分期设计洪水工程所在流域无实测洪水资料,施工洪水使用相应频率洪峰流量。1.2.4泥沙XX河流域没有实测泥沙资料。根据现场踏勘,该流域属黄土沟壑区,流域内植被较差,根据甘肃省地表水
5、资源中侵蚀模数图等值线,流域中心位置侵蚀模数5000tkm2o经计算防洪堤工程区悬移质年输沙量为32.8万3根据河床构成情况,推移质近似按悬移质输沙量的20%计入,防洪堤工程区年总输沙量为39.4万to3工程地质1.3.1工程地质条件概述工程区位于XX县城东南侧的XX河XX河口河谷段盆地中,区内河谷宽0.50.9km,河谷呈宽浅的“U”型,谷底由河床、河漫滩、I级阶地、级阶地、m级阶地构成;河谷两岸谷坡由vv级阶地与基座构成。XX河自南西向北东方向流经工程区,河床及漫滩宽60130m,水面宽I-IOm,水深0.030.15m0区内锹峪两岸发育有七级阶地,Im级阶地为堆积阶地,vv级阶地为基座阶
6、地。I级阶地在两岸均较发育,阶面宽30250m,高出河床L53m;11级阶地在两岸呈连续分布,阶面宽20200m,高出河床410m;I11级阶地在两岸呈零星分布,高出河床1525m;WVI级阶地零星分布于锹峪两岸谷坡地带,表面多为320m厚的马兰黄土覆盖。堤防工程布置于XX河两岸漫滩及I级阶地前缘部位。区内XX河两岸小冲沟较发育,左岸发育较大的冲沟有:蛟龙沟。1.3.2堤线工程地质条件与评价河床及漫滩河段:5+1555+470、5+700-6+200共计2段,总长815m,堤线沿XX河右岸河床及漫滩布置,河床及漫滩均由结构稍密的砂砾石构成,厚度约68m,透水性较强,局部漫滩表面覆盖有厚度小于2
7、m松散砂土及人工砂砾石,漫滩地下水埋深均小于0.3L8m,地下水水质良好,对普通混凝土结构不具腐蚀性。I级阶地河段:0+0005+155、5+470-5+700共计2段,总长5385m,堤线沿XX河右岸I级阶地前缘及近前缘位置布置,地势较平坦,地层具二元结构:上部为薄层砂壤土,结构疏松,土层厚0.20.5m;下部为砂砾石,厚度约910m,透水性强,地下水埋深0.71.8m,地下水水质良好,对普通混凝土结构不具腐蚀性。旧河堤(土堤、路基)河段:5+981.61-6+200段,总长218.39m,堤线沿XX河右岸旧河堤布置,旧河堤堤顶宽24m不等,堤身为厚约1.1-2.0m不等的人工填筑砾石土覆盖
8、于阶地砂砾石层上,迎水堤面为混凝,经现场勘测,堤基埋深约1.5m,冲蚀破坏严重,堤坝已不稳固,需进行拆除重建。该河段地下水位埋深为1.84.0m,地下水水质良好,对普通混凝土结构不具腐蚀性。拟建堤防工程堤身使用砂砾石填筑,混凝土或者浆砌石护坡,堤顶宽3m,堤基砂砾卵石层无粉细砂等不良夹层,即在7度地震条件下不存在地基土地震液化问题;通过对河床砂卵砾石的取样分析,根据水利水电工程地质勘察范围附录M.0.2渗透变形判别标准,堤基砂砾石层具备产生变形的条件,渗透破坏形式为管涌,试验测得其平均临界水力坡度为0.16,本工程为小型工程,安全系数取1.5,经计算砂砾石的同意水力比降按0.10).12考虑,
9、堤基还存在洪水冲刷及施工过程中存在基坑涌水问题。建议:清除阶地及漫滩上部松散砂壤土层、砂砾石层,将堤基置于下部稍密的砂砾石层中,以砂砾石为堤基,其同意承载力0.4MPa,变形模数3040MPa,浆砌石/砂砾石摩擦系数0.55,护坡基础须置于洪水冲刷深度下列,洪水最大冲刷深度建议值2.0m。可通过加宽堤坝宽度防止堤基产生渗透破坏。冲沟左右岸须修筑防洪堤并与XX河防洪堤相接。施工过程中需采取排水措施,填筑堤身砂砾石时应分层碾压至密实状态,要求相对密度大于0.66,对旧堤需进行拆除重建。建议临时开挖边坡:水上1:1,水下1.3.3天然建筑材料及施工用水工程区下游XX河河口与渭河交汇处有个体采砂厂,可
10、直接购买。砂砾石料储量丰富,日最大开采量约200nVd,购买价为:砂子80元/m3,石子45元/H?,料场距工程区平均运距为3.5kmo(2)块石料工程区邻近范围内无块石料,本次选用块石料场位于XX县莲峰镇东南方向沟内,为原莲峰镇水泥厂采石场,水泥厂已停产,现块石料开采权属XX县慧达采石有限责任公司,大车便道已修至开采场,现开采块石粉碎成细骨料供铁路使用,块石料场距莲峰镇12km,为砂石便道,莲峰镇距工程区约20km,为柏油路面,总运距为33km,工程用料为成品料,去料场装运即可,装车后价格50元11R最大开采量约为100Om3/d。水泥、木材及其他材料从XX县城购买,平均运距9.0km,用汽
11、车直接运输到工地。汽运吨公里0.419元,装卸费5元t,采购保管费2.5%。(3)堤身填筑料堤身填筑料可就近使用堤内河床及漫滩砂砾石,砂砾石混合料储量丰富,大部分须水下开采,粗略估计可用总储量大于I(M)万n?。各项指标均满足规范质量技术要求,满足设计用量要求。砾、砂储量远超过设计用量,砂砾石料储量丰富,满足混凝土粗、细骨料及堤身填筑料的工程需求,开采时应将漫滩局部表层覆盖的砂土剥除,堤身填筑料使用级配良好的天然砂砾石,开采混凝土骨料后的弃料不得用于堤身填筑料,应在堤基保护范围以外开采砂砾石料,不得因采料而影响堤基防渗与堤身稳固。工程区水资源较为丰富,施工用水水源为XX河水,河水水质好,取样化
12、验河水水化学类型为HCC)3-Ca2+型,地下水较丰富,水化学类型为HCO-Ca?+型及HCO3-Ca2+-Na+S,矿化度0.430.81gl,为淡水;PH值7.398.31,呈弱碱性。满足施工用水要求,但在雨水季节,河水含泥砂量大,需沉淀处理后使用。生活用水可开采利用地下水,地下水水质好,可满足生活用水要求。4工程任务与规模1.4.1工程现状及存在的问题XX县XX河XX至河口段右岸堤防工程堤线长6.2km,沿岸为锹峪乡、清源镇的管辖范围,共有XX、裕丰、河口、锹甲铺4个村,居民1389人,耕地面积2366亩。工程区左岸为新建堤防,正在建设中,右岸仅有218.39m旧堤(桩号5+98L616
13、+200段,总长218.39m),为邻近村民集资修建,始建于上世纪90年代初期,为碎护面,厚度1015cm,基础埋深约0.81.5m,经复核计算,堤顶高程不满足本次设防要求,且堤防质量差,破旧严重,需拆除重建。工程区河道右岸一直未建完善的防洪设施,耕地阶坎与河道高程相差较小,每逢暴雨河水涨起,河道两岸连片农田均有不一致程度的灾害缺失,洪水灾害发生十分频繁。据调查,1996年6月14日晚洪峰流量205m3s,淹没农田254亩,树木被冲走,塌陷房屋17间,XX人行桥桥板被冲走4块,桥墩也受到损坏;1994年5月份、1981年7月份、1976年不一致程度的发生洪水灾害,冲走农作物,造成的直接经济缺失
14、达约10万元。存在的要紧问题:(1)工程区防洪设施不完善,洪水灾害严重。工程区左岸堤防正在建设中,右岸仅有218.39m旧堤,为邻近村民集资修建,经复核计算,堤顶高程不满足本次设防要求,且堤防质量差,破旧严重,渭河属季节性河流,全年水量要紧集中在夏、秋季,每逢降暴雨,河水就会暴涨,洪峰来临时具有峰高量大,历史短等特点,对河岸冲刷摆动很突出,致使洪水冲蚀沿线耕地的情况较为严重,沿岸耕地界限也在不断地变化,距河岸较近范围内只能种植低产作物。(2)盲目筑护岸,围堤造田,致使河道束窄,行洪断面减小。工程区内由于统一的流域治理规划未落实,河道沿岸村民与何争地的现象较为严重,村民在河滩开垦种地,每遇汛期就
15、会被洪水冲毁、淹没,讯后当地村民继续围垦造田,往往是投劳多,收获少,与河争地的现象较为严重。(3)统一的流域治理规划未落实,未形成完善的防洪体系。工程区左岸、国道“316”线XX河大桥下游段已建有部分堤防工程,但与右岸不能形成完整的防洪体系,防洪的整体效益不能充分发挥。1.4.2工程建设的必要性XX河右岸共有村民276户,人口1389人,耕地2366亩,沿岸耕地土壤肥沃,雨水充足,具有种植农作物与药材等优势,2009年全区农民人均纯收入1880元,人均占有粮320公斤,农户要紧以小麦、中药材种植为主,但由于区内洪水灾害爆发频繁,洪灾造成的缺失严重,临河100m范围内耕地种多收少,极大地影响当地
16、居民进展经济的积极性,且耕地面积在洪水的冲蚀下逐年递减。沿岸居民要求修建防护工程的呼声很高,限于资金问题,给当地政府的工作造成巨大的压力。因此,修建XX河XX至河口段右岸堤防工程十分必要。1.43工程任务与规模1)工程任务根据本工程的实际情况,确定本工程建设的任务时务必统筹兼顾,在充分认识河段水情特点、水势变化规律的前提下,依照防洪法与防洪标准,采取堤防与沟道治理相结合,堤防与当地建设相结合,完善防洪体系,保证河道行洪宽度,提高河道整体防洪能力,确保工程防护区的设计洪水标准下不受洪水侵害,促进当地经济的可持续进展。工程建设的要紧任务是:在XX县XX河XX至河口段右岸修建防洪工程,保护河道右岸居
17、民与沿岸土地不被洪水侵吞。本次设计右岸堤防长度共计6.2km,上起XX村对岸高阶地,起点对岸高程与堤顶设计高程齐平,下至河口村国道“316”线大桥,与桥墩防护段相接。已修建道路路涵14处。2)工程规模本工程要紧防护对象为河道右岸居民与沿岸耕地在设计洪水情况下不受洪水侵害,设计堤线长度6.2km。防护人口1389人,耕地2366亩,根据防洪标准(GB50201-94)规定,确定保护对象等级为IV等,选定该工程防洪标准为20年一遇洪水,相应洪峰流量为140m3s,按堤防工程设计规范(GB50286-98)规定,该堤防工程级别为4级。1.5工程布置及要紧建筑物1.5.1工程总体布置工程总设计右岸堤防
18、长度6.2km,上起XX村对岸高阶地,起点地面高程与堤顶设计高程齐平,桩号5+981.616+200段为邻近村民集资修建,需拆除重建,共计218.39m,下至河口村国道“316”线大桥,与桥墩防护段相接。根据拟定的工程堤线布置原则,结合现状堤防存在的问题、地形条件及稳固河宽的要求等因素,在不影响河势与满足堤距要求的情况下,右岸堤线尽量靠岸边高低布置,以左岸在建堤防为制导线,与左岸以70m操纵堤距并平行布置,堤身考虑修建在土质好、比较稳固的滩岸上,在河道明显变窄的河段,采取展宽堤距或者考虑清除障碍,是上下游河道堤线平顺,各堤段平缓连接。1.5.2建筑物设计(1)堤防工程设计本次设计使用重力式挡土
19、墙防洪形式,挡土墙后用碾压砂砾石填充,顶宽3.0m。重力式挡土墙护面材料使用MlO水泥砂浆砌块石,顶部宽度为0.5m,墙踵长度0.1m,厚度0.4m。沿堤身设纵向伸缩变形缝,每IOm设一道,缝宽3cm,用闭孔塑料板填缝。本次设计对原有旧堤防拆除重建,断面设计同新建堤防断面。(2)穿堤建筑物设计排水建筑物设计右岸桩号0+310、0+755、1+066、1+272、1+723、1+778、2+252、2+543、2+774、2+989、3+762、5+143、5+4705+787处为排水沟,需修建排水穿堤设施,排水穿堤建筑物使用100Cm预制碎管,进口端设沉砂池,使用C15税浇筑,底为LOXI.5
20、m。详见涵管设计图。护栏设计为防止人、畜发生危险,右岸堤顶设置防护栏,栏高1.2m,使用购买仿大理石栏杆。1.5.3设计计算(1)重力式挡土墙的稳固设计重力式挡土墙的稳固计算根据堤防工程设计规范(GB50286-98)附录F公式Fo4、F.0.5分别进行抗滑稳固与抗倾稳固计算。经计算,重力式挡土墙抗滑、抗倾稳固满足要求,计算成果如表1-2。重力式挡土墙稳固计算成果表表1-2工况正常情况非常情况设计洪水位设计洪水位骤降期多年平均水位遭遇地震抗滑安全系数2.151.211.11规范值Kc1.21.21.05抗倾安全系数2.181.711.46规范值Ko1.451.451.35(2)堤身稳固计算本次
21、设计工程区防洪堤最大堤高4.32m(地面以上2.65m)o填筑砂砾石料的天然密度为2.12gc浆砌石与砂砾石的摩擦系数0.66,粘聚力为Oo计算工况:正常情况:设计洪水位不稳固渗流期背水侧堤坡。非常情况:多年平均水位时遭遇地震的背水侧堤坡。堤身稳固使用土石坝边坡稳固分析程序分析计算,成果见表l-3o堤身稳固计算成果表表1-3工况正常情况非常情况设计洪水位不稳固渗流期多年平均水位遭遇地震安全系数1.211.10规范值K1.21.1各类工况下,安全系数均满足规范要求。(3)渗流计算XX河洪水是由局部暴雨造成,据水文资料分析,干流洪水过程多以单峰为主,中小洪水历时通常较短,峰型尖瘦。洪水回落时间很短
22、,难以形成稳固渗流,故按不稳固渗流计算,经计算,其结果满足稳固要求。1.6工程施工1.6.1施工条件本工程为堤防工程,工程区位于XX县城南侧9.0km处。工程区内地势平坦,场地开阔,便于施工场地及生活区规划布置。工程区对外交通方式为公路运输,国道“316”线、梁锹公路穿过工程区,对外交通条件较为便利。工程区施工可用XX河河道水,水源条件便利,水质符合施工用水的要求。施工用电从工程区右岸邻近的村庄接引0.38KV电源,备用30KW柴油发电机。本工程所需钢材、水泥、木材及其他材料从XX县城购买,平均运距9.Okmo1.6.2施工导流工程区位于XX河下游段,根据近几年来XX河来水的实际情况,非汛期河
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