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甘肃省宕昌县城关镇防洪工程初步设计报告.doc
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1、 甘肃省宕昌县城关镇防洪工程初步设计报告 59目 录1.综合说明11.1 绪言11.2 水文21.3 工程地质51.4 工程任务和规模71.5 工程总布置及建筑物设计131.6 施工组织设计171.7 工程永久占地191.8 环境保护设计201.9工程管理201.10节能分析211.11工程设计概算211.12 经济评价221.13结论及建议222水 文272.1工程区河流概况272.2 气象272.3 径流292.4 洪水292.5 泥沙352.6 水位流量关系362.7 河床稳定计算362.8 河道演变分析383 工程地质603.1概述603.2区域地质概况603.3河道冲淤规律及河床稳定
2、性643.4堤基工程地质特征653.5堤防主要工程地质问题分析673.6堤防工程地质条件与评价683.7天然建筑材料及施工用水763.8结论与建议784工程任务及规模894.1自然条件和社会经济894.2 工程现状及存在的问题894.3 工程建设的必要性924.4防洪标准选定944.5 堤线布置原则及堤距确定944.6堤防断面形式选择964.7 设计水面线推算964.8 堤顶超高和冲刷深度计算984.9 工程建设的任务1024.10 工程规模1035 工程总体布置及建筑物设计1055.1 工程等别及设计标准1055.2 工程总体布置1055.3 堤防工程设计1065.4建筑物设计1125.5稳
3、定计算1126施工组织设计1166.1 施工条件1166.2 天然建筑材料1176.3 施工导流1196.4 主体工程施工1206.5 施工总布置1226.6 施工总进度1248环境保护设计1278.1 工程区环境概况1278.2工程建设对环境的影响1278.3环境保护及改善措施1298.4水土保持1308.5 综合评价结论1319. 工程管理1329.1管理机构和人员编制1329.2工程管理范围和保护范围1329.3交通、通讯、观测及其它管护设施1349.4生产生活用房1369.5建设管理1369.6管理费用测算13710.节能分析13810.1节水分析13810.2节电分析13810.3节
4、燃料分析13811工程设计概算13911.1 编制说明13910.2编制原则及依据13911.3 投资概算14011.4工程设计概算14112.经济评价15512.1 概况15512.1评价依据15512.2评价原则15512.3国民经济评价15512.4国民经济评价指标15713 结论及建议16013.1结论16013.2建议161 附:宕昌县城关镇防洪工程勘测设计委投书。宕昌县城关镇防洪工程设计图册目录序号图 纸 名 称图 纸 编 号张数1宕昌县城关镇防洪工程平面布置图宕昌城防初水0112岷江段左堤纵断面设计图宕昌城防初水0243岷江段右堤上段纵断面设计图宕昌城防初水0314岷江段右堤下段
5、纵断面设计图宕昌城防初水0435贾河左堤纵断面设计图宕昌城防初水0526贾河右堤纵断面设计图宕昌城防初水0617红河左堤纵断面设计图宕昌城防初水0718红河右堤纵断面设计图宕昌城防初水0819岷江横断面设计图宕昌城防初水09310红河横断面设计图宕昌城防初水10111贾河横断面设计图宕昌城防初水11112横断面设计大样图宕昌城防初水12113越堤道、踏步及护栏设计图宕昌城防初水13114宕昌县城关镇防洪工程施工平面布置图宕昌城防初施0111.综合说明1.1 绪言宕昌县位于甘肃省南部,陇南地区西北部,白龙江中游,岷江之滨,地处东经10401至10448,北纬3323至3346之间,是一九五四年由
6、岷县、舟曲、武都三县的边缘相邻地区组合而成的新建县(五八年曾与岷县合并,六一年又分开)。全县辖6镇19乡,总人口29万。地处北亚热带、温带、高原三种气候的过渡地带,垂直气候显著,南北差异大,一般为温带大陆性气候,境内气候温和,四季分明,山清水秀,物产众多,是一片亟待开发的宝地。工程区位于宕昌县中心,地处岷江及其支流贾河的交汇处,沿岷江西北岸呈“入”字分布,东西长约5km,南北宽不足1km,距离兰州341km,距陇南市110km,距岷县县城73 km。岷江是宕昌的主要河流,系白龙江一级支流,发源于南北秦岭,河长100,流域面积2239.212,多年平均流量16.7m3/s,实测最大流量677 m
7、3/s;贾河发源于鹞子岭,于城关镇汇入岷江,河长26km,流域面积152km2,多年平均流量1.22m3/s;红河发源于旋湾梁,河长13km,流域面积53.8km2,多年平均流量0.4m3/s。加强中小河流治理作为国家公共服务重点工程防洪减灾的重要内容和水利建设的主要任务,已明确列入中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要和水利发展“十一五”规划。2008年中央1号文件明确指出“各地要加快编制重点地区中小河流治理规划,增加建设投入,中央对中西部地区给予适当补助。引导地方搞好河道疏浚。”为贯彻落实中央1号文件精神,加快中小河流治理工作。2009年11月宕昌县水利局委托我院进行宕昌县城
8、关镇防洪工程的初步设计工作,经过现场勘测和室内工作,于2009年12月编制完成了甘肃省宕昌县城关镇防洪工程初步设计报告。主要设计依据中华人民共和国水法、防洪法、水土保持法、堤防工程设计规范、灌溉与排水工程设计规范、甘肃省防洪规划报告(长江流域)甘肃省水利水电勘测设计研究院(2000年7月);宕昌县城总体规划说明书(兰州有色冶金设计研究院、宕昌县土地城建环保局。1.2 水文1.2.1 气象本工程位于岷江中游宕昌县城关镇河段,据宕昌气象站19562006年气象资料统计:多年平均气温8.9,极端最高气温34.4,极端最低气温-16.9。多年平均降水量630.3mm,多年平均蒸发量1348.6mm,全
9、年日照时数2084.5h,平均风速1.6m/s,最大风速15m/s,最大冻土深45cm。1.2.2 设计洪水宕昌县城关镇座落在岷江左岸与支流贾河交汇处的三角地带,防洪堤工程拟建在岷江和支流贾河上,岷江工程段河道长5.6km,纵坡平均比降11.5,主河槽及两侧滩地宽约30250m,在工程段下游3.8 km的左岸有支流贾河汇入,距汇口下游约3km处设有宕昌水文站,控制流域面积1449 km2,多年平均流量13.4m3/s。为使三站资料统一还原到统一控制断面,故对三盘子、新城子测站资料修正到宕昌站,作为本次岷江防洪工程水文分析的主要依据。属岷江一级支流的贾河控制流域面积216 km2,上游分贾河、红
10、河两支,贾河工程段比降22.2,集水面积162km2,多年平均流量0.5m3/s;红河工程段比降26.8,集水面积54km2,多年平均流量0.2m3/s。两条河河道宽均为3060m,河道较顺直,平时小水或干涸,每逢暴雨,洪水携带大量碎块石、泥沙等,形成稀性泥石流,对两岸居民危害极大。根据宕昌水文站48年实测洪水资料和历史洪调资料,采用P型曲线频率法计算得设计洪峰流量成果见表11。支流贾河、红河无实测洪水资料,本次采用洪水调查法计算得设计洪峰流量成果见表12。 岷江干流宕昌站设计洪水参数及成果表 表11河流断面位置集水面积(km2)参 数设计洪水Qp(m3/s)QmCvCs/CvP=1%P=2%
11、P=5%P=10%P=20%岷江干流宕昌水文站14491380.94666540382272176 支流工程段设计洪水成果表 表12河流集水面积(km2)QmCvCs/CvP=5%设计洪水Q(m3/s)红河5412.31.15340.2贾河16237.31.13119贾、红汇口21649.51.131591.2.3 分期设计洪水根据岷江洪水特性和施工要求,施工期划分为4月、5月、6月、79月、10月、11月、123月。79月主汛期采用宕昌站年最大洪峰流量成果,其余分期按跨期5天分别选取各时段的年最大流量,按连续系列采用P型曲线频率计算,得出各分期设计洪水,成果见表13。支流因考虑是季节性河流,
12、大部分时间河流小水或干涸,故支流分期施工洪水不再设计。岷江干流宕昌站分期设计洪水成果表 单位:m3/s 表1-3月份频率123月4月5月6月79月10月11月P=10%44 82 118 98 272 97 61 P=20%26 50 81 61 176 59 37 1.2.4泥沙岷江宕昌站以上山势陡峻,岩层破碎,植被覆盖差,气候变化多样,局部暴雨频繁,水力和重力侵蚀强烈,泥石流沟道极为发育,大量泥沙泄入江 中,使河流泥沙含量陡增。据宕昌站19582001年资料,多年平均侵蚀模数642t/km2,多年平均悬移质含沙量3.0kg/m3,年平均悬移质输沙率40.2kg/s,多年平均悬移质年输沙量1
13、26.9万t,汛期69月悬移质输沙量95.8万t,占多年平均悬移质输沙量的75.6%。因无推移质实测资料,推移质输沙量采用比例系数()法及有关资料估算:宕昌站推移质年输沙量为32万t,工程区总输沙量158.9万t。1.2.5 河道演变稳定河宽分析岷江河床形态分析因缺少不同年代地形图套绘,尚不能确切分析其变化趋势。岷江两岸山体高大,河流处在较为开阔的峡谷中,局部河段河道变迁与两岸泥石流冲沟发育有密切关系,加之人类活动造成的影响较大,据调查宕昌工程段河床较原河床已缩窄,但河势变化不甚明显。目前确定河段造床流量的方法多均属经验方法,经对岷江工程河段造床流量采用断面平滩水位法比较分析,经综合后确定岷江
14、段造床流量为135m3/s,该河段稳定河宽为46m。1.3 工程地质1.3.1 区域地质情况工程区地处南、北秦岭之间的陇南山地西北部,白龙江支流岷江水系的中游。地势大致西北高、东南低。按其地貌特征,分为两个地貌单元:构造剥蚀褶皱中高山区、岷江谷地区。工程区内出露的岩层主要有三迭系第一岩性组(Ta)灰色浅灰色中薄层微粒灰岩、绢云母灰质板岩与薄板状粉砂质灰岩互层,夹灰质粉砂岩和少量中厚层灰岩;第二岩性组(Tb)碳酸盐岩及碎屑岩建造的中厚层灰岩、砂岩、粉砂岩,局部夹灰质板岩;中、薄层及厚层状微粒灰岩夹砂岩;灰深灰色和灰绿色中厚层状砂岩、灰质砂岩、板岩等,第四系地层主要为各种成因的松散堆积物。根据1:
15、400万中国地震动参数区划图(GB183062001),工程区地震动峰值加速度值为0.20g,相当于地震基本烈度为度,地震动反应谱特征周期为0.45s,地震设防烈度按度考虑。本区地下水主要受大气降水供给,按其埋藏条件可分为第四系松散层孔隙潜水和基岩裂隙水两类。1.3.2 工程地质条件 岷江左岸堤防:岷江左岸堤防从小堡子桥上游171m起始,沿岷江左岸高漫滩及、级阶地前缘布设,经新城区、大桥、岷江桥,止于计子川大桥,堤线全长5.555km,仅有158.22m为新建提防,其余均为已建堤防段,堤坝由砂砾卵石填筑而成,顶宽46m,堤高510m,临水堤坡一般采用3050cm浆砌块石或砂浆混凝土护面,基础埋
16、深1.53.5m不等。(2) 岷江右岸堤防:堤线布置在级阶地或级阶地含砾砂壤土及砂卵砾石层上,堤基为河床及漫滩相冲洪积含漂石砂卵砾石层,不均匀系数Cu=2070.5,曲率系数Cc=2.95.2,级配连续性较好,其中数粒径d50=2847mm;已建堤防基础埋深在官鹅桥大桥(0+1711+200)段为1.52.5m,岷江桥计子川段为3.5m,无突出的工程地质问题,建议将部分基础搁浅段进行基础加固,以保证堤防基础的安全;砂卵石层地基允许承载力450KPa,允许水力坡降0.110.12,基槽临时开挖边坡:水上1:11.25,水下1:1.251.50,基础施工时存在基槽涌水问题,需采取降排水措施。 贾河
17、段:左岸大草滩红河桥段(桩号0+0001+482):堤线沿贾河左岸河漫滩和级阶地前缘布设,均为已建浆砌石堤坝段,堤高1.53.0m,基础埋深1.52.0m。本段防洪堤建成运行多年,破损严重,其中0+7880+819、0+8490+879段基础有掏蚀孔洞存在,需加固处理。红河桥岷江段(桩号1+4822+490):堤线沿贾河左岸河漫滩和级阶地前缘布设,均为已建浆砌石堤坝段,堤高48.0m,基础埋深1.52.5m。 (4) 红河段:红河左岸已建堤防沿红光新村西侧级阶地前缘和高漫滩布设,堤线全长0.465km,均为已建堤坝段,堤身均为人工填筑砂碎石,临水坝坡采用3080cm的浆砌石护面,堤高35m,基
18、础埋深2.02.5,砂碎石堤基。红河右岸新建堤线沿红河右岸、级阶地前缘布设,堤线全长0.630km,末端桩号0+4920+630段有139m的村民自己修建的简易干砌石及混凝土砂浆护坡,质量差,破坏严重。堤岸为阶地前缘洪积碎石土及砂碎石层,天然岸坡稳定性较差,砂碎石地基。岷江段河床质为冲洪积含漂石砂卵砾石,其中数粒径d50=24-47mm;河床稳定系数k1=1.98-6.81,均值为2.82,河床质不稳定;贾河段河床质为洪积砂碎石,其中数粒径d50=18.82-41.5mm,均值为29.25mm;红河段河床质为洪积含块石砂碎石。1.3.3 天然建筑材料及施工用水 根据工程分布情况及料源质量条件,
19、本次拟选用料场6处,其中砂砾石料场4处,块石料场2处,防洪堤坝填筑料可直接采用岷江及其支流河床漫滩丰富的原地砂卵砾石和砂碎石。施工用水可采用河道地表水或河床漫滩地下水,其水质符合施工质量要求,但汛期河水泥沙含量大,需净化处理。1.4 工程任务和规模1.4.1自然情况和社会经济 宕昌县地处陇南地区西北部,境内高山重叠,峰谷交错,沟壑纵横,坡度陡峻,地质构造复杂,工程区所在地南北狭长,境内高山与谷地海拔相差悬殊,素以“山大沟深”著称。根据2008年的统计资料,工程区总人口25401万人,其中农业人口12960人,占总人口的51,非农业人口12441人,占总人口的49%。土地总面积5km2,建有全民
20、集体所有制工业12个,职工616人,工业产值2038万元,占全县工业总产值的82.9,平均劳动生产率6190元,每公顷工业用地产值41.54万元。1.4.2工程现状及存在的问题宕昌县城关镇防洪堤始建于上世纪60年代末、70年代初,近年来,宕昌县投入了大量人力、物力、财力兴建堤防工程,进行泥石流治理及河道整治,在防洪减灾、保障人民生命财产安全方面,取得了显著成效,但工程现状仍不容乐观。主要存在的问题有:1) 设防标准低,经对已建堤防复核,岷江、贾河总计1.95km均不满足防洪设计要求。2)工程修建施工质量差,经多年运行大桥湾、贾河两岸河堤(多为白灰砌筑)现已毁堤多处。3)河堤基础埋深浅,随着近年
21、来在河道内挖沙使河床下降,贾河段、岷江干流段河堤基础埋深有的仅为0.52m,很多部位基础被掏空。 4)统一的流域治理规划未完全落实,盲目与河争地。5)工程年久失修老化,堤基被冲刷破坏,堤身坍塌,整体质量差。6)红河段右岸住户不断增加,洪水直接威胁着居民的正常生活和生命财产安全。 1.4.3工程建设的必要性1)工程区现状河堤不满足防洪要求工程区现状河堤原保护对象多为农田,近年来城关镇大力发展小城镇建设,由于受地形限制,企事业单位及城镇居民均沿岷江、贾河及红河左右岸分布,原修建堤防的设防标准低,基础埋深浅,不满足城关镇的防洪要求。2)工程区洪水灾害严重宕昌县多次发生洪灾,1988、1989、199
22、0、1991、1992、1998、2000年洪灾和泥石流灾害损失严重,为了确保人民生命财产安全,必须加大对防洪工程的建设力度。因此,洪水和泥石流已成为制约宕昌县城关镇经济发展的重要因素。3)城关镇规划建设发展的需要根据近远期发展规划,到2020年,工程区城市建设总用地将达到251.56km2,人口达到3万人,国民生产总值将有很大提高,固定资产随之增加,城市化水平大大提高。现状河堤防洪能力不满足城区发展的需要。4)城区经济繁荣、稳定发展的需要随着经济的快速发展和城市化水平的提高,防洪建设的要求越来越迫切,为保障当地的防洪安全,促进社会经济环境可持续发展,兴建宕昌县城关镇防洪工程是十分必要和迫切的
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