水利工程设计变更方案比较校核.docx

四川省升钟水库灌区二期 工程

南充干渠27+373~27+766段渠线方案比较

专业名称 水 工
审 核
审 查
校 核 李 勇
计 算 黄 强

水利部四川
水利水电勘测设计研究院
四 川 省
1 月
目录
1.1 概述 1
1.1.1 地质条件 1
2.1 方案比较 5
2.1.1 原设计方案描述 5
2.1.2 方案比较 5

1.1 概述
南充干渠设计全长60.73km，起于右总干渠末端西充境内袁家嘴分水闸，止于嘉陵区砖石孔，除去首段（袁家嘴分水闸～大鹏山隧洞进口）9.6km已建成部分，本阶段南充干渠设计内容为“大鹏山隧洞进口～嘉陵区砖石孔”段，总长约51.13km。南充干渠共分为4个流量段，大鹏山隧洞进口～金凤山斗渠分水设计流量为16.5m3/s，金凤山斗渠分水～五龙支渠分水设计流量为14m3/s，五龙支渠分水～赵子河水库进口设计流量为6.5m3/s，赵子河水库出口～嘉陵区砖石孔设计流量为9.6m3/s。南充干渠渠道及渠系建筑物级别为4级。
本次渠线比较段位于南充干渠4~5标段分界区域，属于二流量段，桩号范畴27+373~27+766，总长393m。本段渠道与双盘路（县道，祥龙至文井段，公路等级为四级）交叉，在施工过程中，业主反馈征地困难，波及一座鱼塘，难协调，提出渠线往玉凤山内侧布置，合适改建公路。应业重规定，为尽量减小投资，并减少对既有交通旳影响，本阶段进一步对该段进行渠线方案比选。

1.1.1 地质条件
线路区出露旳地层重要为侏罗系上统蓬来镇组下段（J3p1），在冲沟、洼地以及斜坡地段分布有第四系坡残积层、坡洪积层。沿线重要为粉砂质泥岩及泥质粉砂岩不等厚互层，岩层倾角平缓。粘土、壤土层呈可塑状～软塑状，压缩变形大；粉砂质泥岩一般具弱膨胀性，抗风化和抗冲刷力弱。
重要地质参数见表1-1-1~3。

干渠地下洞室围岩分类建议数据表
表1-1-1
围岩

类别
岩体
构造
类型
围岩重要工程地质特性
密度
抗剪断强度
变形
模量
泊松
比
单位弹性
抗力系数
（无压）
结实
系数
摩擦系数
凝聚力
γ
f
C
E
μ
K0
fk
g/cm3

MPa
GPa

MPa/cm

Ⅲ
厚层
～
巨厚层状
新鲜砂岩（＞15Mp），岩性单一，软弱夹层少，岩体整体完整性较好，裂隙不发育，闭合无充填，一般地下水活动单薄，洞线与岩层走向夹角大于30°。
2.3
～
2.5
0.70
～
0.80
0.5
～
1.0
5
～
6
0.23
～
0.29
6～10
4～6
Ⅳ
层状
～
互层状
隧洞进、出口弱风化砂岩及洞身新鲜较软岩或软岩，构造面较发育，岩体较完整～完整，岩体抗风化能力弱，层间结合力较差，易脱层或塌方，地下水活动单薄。洞线与岩层走向夹角大于30°。
2.2
～
2.3
0.65
～
0.70
0.2
～
0.4
2.5
～
3
0.29
～
0.35
2～3
2～3
Ⅴ
碎裂状、
散体状
隧洞进、出口强风化、强卸荷砂岩，弱风化较软岩或软岩及挤压破碎带等，岩体破碎，节理裂隙很发育，普遍张开松驰，部分充填泥、岩屑等，完整性差～破碎，易塌方。地下水活动中档~强烈。
＜
2.1
0.36
～
0.40
0.005
～
0.01
0.2
～
0.3
0.35
～
0.40
0.3～0.5
1～1.5

明（暗）渠土体物理力学建议指标表
表1-1-2
层

位
岩

性
干密度
抗 剪 强 度
压缩
模量
容许
承载力
临 时

边 坡
永 久

边 坡
内摩擦角
凝聚力
γ
φ
c
Es
P
g/cm3
°
MPa
MPa
MPa
Q4dl＋pl
Q4al＋pl
Q4dl＋el
Q4col＋pl
Q4col
粘 土
1.39～1.68
8～10（饱快）
0.013
5.0
0.1～0.15
1:1～1:1.25
1:1.25～1:1.5
15～18（饱固快）
0.011
粘土夹块碎石
1.53～1.64
10～13（饱快）
0.010
5.5
0.2～0.25
1:1
1:1～1:1.25
18～20（饱固快）
0.007
孤块石夹粘土
1.80～2.00
28～30
0
6.5
0.3～0.35

明（暗）渠物岩体物理力学建议指标表
表1-1-3
层

位
岩

性
风化

状态
干
密度
抗剪强度
抗 剪 断 强 度
变形
模量
泊
桑
比
容许
承载力
临时

边坡
永 久

边 坡
摩擦
系数
凝聚
力
岩 体 / 岩 体
砼 / 岩 体
γ
f
C
摩擦系数
（f′）
凝聚力
（C′）
摩擦系数
（f′）
凝聚力
（C′）
E0
P
g/cm3

MPa

MPa

MPa
GPa
μ
MPa
J3p
J2sn
砂岩
强风化
2.10
0.38~0.40
0
0.42~0.45
0.05~0.10
0.42~0.45
0.05~0.10
0.1~0.3

0.25~0.5
1:0.75
1:1~1:1.25
弱风化
2.18
0.45~0.50
0
0.60~0.70
0.35~0.40
0.75~0.80
0.35~0.40
1.0~1.2
0.30
0.5~1.0
1:0.5
1:0.75~1:1
新 鲜
2.20
0.50~0.55
0
0.80~0.85
0.70~0.75
0.90~0.95
0.70~0.75
1.4~1.6
0.25
1.0~1.5
1:0.3
1:0.35~1:0.5
泥质
粉砂岩
强风化
2.10
0.30~0.35
0
0.40~0.45
0.05~0.10
0.40~0.45
0.05~0.10
0.08~0.1

0.3~0.4
1:1
1:1~1:1.25
弱风化
2.29
0.40~0.42
0
0.55~0.65
0.30~0.35
0.70~0.75
0.30~0.35
0.8~1.0
0.28
0.5~0.8
1:0.75
1:1.0
新 鲜
2.40
0.42~0.45
0
0.60~0.70
0.35~0.40
0.75~0.80
0.35~0.40
1.0~1.2
0.26
0.8~1.0
1:0.5
1:0.75
粉砂质
泥岩
强风化
2.20
0.30~0.35
0.005~0.01
0.40~0.45
0.05~0.10
0.40~0.45
0.05~0.10
0.05~0.1

0.2~0.3
1:1
1:1~1:1.25
弱风化
2.31
0.38~0.40
0.005~0.01
0.50~0.55
0.25~0.30
0.65~0.70
0.25~0.30
0.6~0.8
0.38
0.3~0.5
1:0.75
1:0.75~1:1
新 鲜
2.33
0.40~0.43
0.003~0.01
0.55~0.65
0.30~0.35
0.70~0.75
0.30~0.35
0.8~1.0
0.35
0.5~0.7
1:0.5
1:0.5~1:0.75

2.1 方案比较
2.1.1 原设计方案描述
本段明渠上游接黑背山隧洞出口，下游接蛮洞山隧洞进口，沿玉凤山脚处双盘路外侧布置，为半挖半填渠道，桩号范畴27+373~27+766，总长393m，为便于比较，该段桩号另设为0+000~0+393。原设计时，为避免开挖破坏现状公路，渠线合适靠外侧，并在27+719（相应0+346）附近设立公路桥一座穿越公路。公路跨越渠道后下游与原公路相接，因渠顶高程在384.24m左右，而下游公路高程约379m，高差约5.2m，需拉坡约87m，加之修建渠道对公路旳影响长度约20m，共波及公路调节省107m。
本方案填方量大，占地较多，边坡高，最大高约15m。

原设计方案典型断面图（土渠方案）
2.1.2 方案比较
应业重规定，为尽量减小投资，并减少对既有交通旳影响，本阶段进一步对该段进行渠线方案比选。
方案一：石渠（外侧）方案
本方案调节后桩号范畴为1K0+000~1K0+401。本方案渠线仍布置在公路外侧，为减少填方及占地，渠线往公路侧合适调节，采用半挖半浆砌石渠，内侧以公路边线控制，局部狭窄处合适开挖山体，内移公路，外侧尽量减小浆砌石挡墙高度，渠道设管理公路，宽3.5m。根据布置状况，现状公路往山侧偏移约0~4m，在1K0+343附近设立公路桥一座跨越渠道，下游与原公路相接，因渠顶高程在384.50左右，而下游公路高程约377.5，高差约6m，需拉坡约100m，共波及公路调节省240m。

方案一典型断面图（外侧石渠方案）
方案二：石渠（内侧）方案
本方案调节后桩号范畴为2K0+000~2K0+399。因方案一改建公路较长，对交通影响较大，本方案将与公路交叉点上移至2K0+178附近，该处公路高程约390m，比渠顶高约5.7m，采用暗涵型式穿过公路，暗涵长82m，渠线沿公路靠山侧布置，在暗涵顶略靠外侧设管理公路，宽3.5m。本方案开挖量相对较大，波及公路改建约76m。

方案二典型断面图一（内侧石渠穿路段）

方案二典型断面图二（内侧石渠方案）
方案三：隧洞方案
本方案调节后桩号范畴为3K0+000~3K0+416。本方案在3K0+133处向公路内侧改线，采用暗涵穿过县道，明挖后原状恢复，暗涵长71m，后接隧洞，隧洞总长182m。隧洞最大埋深约30m，埋深较浅，围岩风化限度严重，粉砂质泥岩与泥质粉砂岩不等厚互层，岩层倾角平缓，洞内临时支护措施需加强以保障施工期间安全。本方案波及公路改建约56m。

方案三典型断面图（隧洞方案）

方案三穿路断面图

各方案比较表
表2-1-1
编号
项目
比较段长度（m）
优缺陷
可比投资（万元）
1
方案一：石渠（外侧）方案
393
施工以便，占地少，交通影响较大
219.39
2
方案二：石渠（内侧）方案
401
开挖边坡高，施工难度相对较大，占地少，边坡开挖对交通影响较大
198.70
3
方案三：隧洞方案
399
围岩条件差，施工难度大，占地少，对交通影响小
256.92
4
原方案
416
高填方，占地大，征地困难，后期管理难度大
177.1
注：表中投资仅为可比投资。
由上表可以看出，原方案投资最小，但高填方段对后期旳运营管理导致安全隐患，隧洞方案投资最大，石渠方案内侧方案比石渠外侧方案投资略多，但对公路影响较小，综合比较各方案，本次设计推荐方案二：石渠（内侧）方案。