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正文內(nèi)容

洪水河堤防及河道治理工程設計報告(編輯修改稿)

2025-02-17 17:28 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 9 月 14 日,最晚初冰日期為 10 月 26 日,最早封凍日期 12 月 14日,最晚封凍日期 1 月 10 日,最早解凍日期 2 月 17 日,最晚解凍日期 3 月 6 日,最早終冰日期為 4 月 14 日,最晚終冰日期為 5 月18 日;冰期天數(shù)最長 243 天,最短 175 天,平均 208 天;封凍天數(shù)24最長 69 天,最短 43 天,平均 58 天,大部分年份的冰期出現(xiàn)封凍現(xiàn)象;冰厚測驗資料很少,實測岸冰厚 ,河心冰厚 。根據(jù)冰情觀測資料分析,大部分年份冰期河段會出現(xiàn)封凍現(xiàn)象。洪水河冰情的又一個特點為河道上游先封凍、下游后封凍,這樣減少了下游河道封凍前的河道流冰量;而開河(解凍)則為先下游、后上游,稱為“文開河” ,使開河期下游河道流冰密度降低,減少了河道出現(xiàn)冰壩、冰塞等災害性冰情的機會。253 工程地質(zhì) 概述本工程為甘肅境內(nèi)小河流治理工程,工程區(qū)位于肅州區(qū)境內(nèi)的洪水河下游河谷內(nèi),洪水河為討賴河的一級支流。工程區(qū)位于洪水河下游的蘭新鐵路橋至 312 國道之間,本次列入治理河段洪水河主河道長度為 , 。由甘肅省地勘局地質(zhì)礦產(chǎn)勘察院進行堤防工程的地質(zhì)勘測任務。本次勘察按初設階段的深度要求進行,完成的主要任務是:1)調(diào)查區(qū)域地質(zhì)構造情況,進行區(qū)域構造穩(wěn)定性評價。2)基本查明堤防工程方案各工程地質(zhì)段堤基及鄰近區(qū)的工程地質(zhì)條件,并對有關的主要工程地質(zhì)問題做出評價。3)查明治導線工程地質(zhì)條件,并提供相關地質(zhì)參數(shù)。4)進行天然建筑材料勘察。 具體見表 31本次勘察按初設階段深度要求進行,所采用的規(guī)范、規(guī)程主要為:①《堤防工程地質(zhì)勘察規(guī)程》(SL/T1882022)②《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》 (GB5028799)③《中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》 (SL552022)④《水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)范》 (SL2512022) 。26 區(qū)域地質(zhì)概況 地形地貌洪水河屬黑河水系,發(fā)源于祁連山北麓,洪水河全長約 130km,新地水文站以上流域面積為 1581km2。上游祁連山內(nèi),山勢陡峻,源地終年積雪,有冰川分布,山地陰坡有天然林,植被較好;下游山前平原區(qū),植被較差。洪水主要來自出山口以上。河流的補給來源有降水、地下水和冰川融水。肅州區(qū)地勢為南高北低,自西南向東北傾斜,南部是祁連山山地約 3000~5000m 的高山群。中部是河西走廊的一部分,也是農(nóng)業(yè)的精華之地。自嘉峪關隆起帶分界以東是酒泉、金塔盆地,以西是玉門、敦煌、瓜州盆地、酒泉盆地海拔高度約1350~1500m ,以南是祁連山山前傾斜平原的一部分,海拔約1500~1800m 。洪水河出山后橫穿祁連山山前第四紀沖積平原,洪積平原為戈壁化的卵石灘,地形平坦,開闊、地勢由南向北傾斜,河床地層均由第四季洪積形成卵石構造,地層結構單一而且厚度深。堤防沿線未壓覆礦產(chǎn),未發(fā)現(xiàn)文物,軍事設施等。地質(zhì)勘察實物工作量統(tǒng)計表 表 31序號 工作項目 單位 數(shù)量 比例尺一 水文地質(zhì)、工程地質(zhì)測繪      1 工程地質(zhì)調(diào)查 km2 62 工程地質(zhì)縱剖面測繪 km 12 1:2022二 工程地質(zhì)勘探      1 探坑 m/孔 28/12  三 取樣及試驗      1 砂礫石顆分試驗 組 12  272 砂礫石密度試驗 組 123 土工實驗 組 4 地層巖性項目區(qū)出露地層巖性為全新統(tǒng)洪沖積砂卵礫石層。兩岸的I~Ⅱ級階地上覆蓋為厚 2~5m 砂質(zhì)壤土層。治理河段沿岸出露的地層巖性主要為第四系(Q)不同成因的堆(沉)積物,主要有上更新統(tǒng)洪沖積砂卵礫石層(Q 3pl—a1) 、全新統(tǒng)洪沖積粉砂質(zhì)壤土層(Q 4pl—al) 、全新統(tǒng)洪沖積河床砂卵礫石層(Q 4pl—al) 等。①上更新統(tǒng)洪沖積砂卵礫石層(Q 3pl—a1):廣泛分布于傾斜平原,略具水平層理,顆粒組成以卵礫石為主,含少量漂石,卵礫石間充填中粗砂,松散,局部為泥鈣質(zhì)弱膠結,中等密實,強透水。該層隱伏于河床砂卵礫石層以下,是酒泉盆地重要的含水層。②全新統(tǒng)洪沖積粉砂質(zhì)壤土層(Q 4pl—al):分布在戈壁表層,一般厚 — m,其顆粒組成以粉粒為主,約占 40—50%,次為砂粒,約占 20%,粘粒約占 10—20%,局部夾有細砂層透鏡體。該層在地表呈斷續(xù)分布,一般在村莊及其周圍較厚,并多為耕地,向戈壁延伸,則變薄或尖滅。③全新統(tǒng)洪沖積河床砂卵礫石層(Q 4pl—al) :屬洪沖積砂卵礫石層,主要由卵礫石及漂石組成,卵礫石占 50—60%,漂石占 15—25%,其間充填中細砂,含量占 20—25%,無分選性,未膠結,局部夾有砂層透鏡體。天然密度為 — g/cm3,天然干密度為— g/cm3。該層為本次防洪堤工程基礎持力層。 水文地質(zhì)28本次洪水河設計年徑流計算,取用 1957—2022 年水文資料,多年平均徑流量 23935 萬 m3;經(jīng)頻率計算求得 p=50%徑流量 19520 萬m3; 75%徑流量 14696 萬 m3;(1)地下水類型地下水按其埋藏類型可分為孔隙性潛水和基巖裂隙水??紫缎詽撍饕x存和運移于現(xiàn)代河床、漫灘的沖洪積砂卵礫石層和低階地砂卵礫石層中,直接受河水和兩岸基巖裂隙水補給,向洪水河排泄。基巖裂隙水多賦存于河谷兩岸及河床基巖內(nèi)的斷層、裂隙及其破碎帶中,以下降泉的形式向洪水河排泄。地下水動態(tài)變化受氣候變化影響較大,隨著降雨量的增大地下水位升高,雨季也是地下水的豐水期。項目區(qū)地下水一般無色、無味、透明。根據(jù)水質(zhì)化學分析結果(見表 31) ,河水、孔隙性潛水的化學類型為 SO2 4—HCO 3—Ca2+—Mg2+型水,硫酸根離子含量為 ~,對混凝土結構無腐蝕性。 地質(zhì)構造及地震工程區(qū)自下第三紀漸新世末,由于受喜馬拉雅運動影響及祁連山北麓深大斷裂的復合,造成南部山區(qū)的劇烈上升,北部地區(qū)相對沉降,此間形成第三系湖盆,沉積了一套中新統(tǒng)(N lb)的紅色碎屑巖建造。中更新世末期,湖盆繼續(xù)下降,又沉積了一套山麓一湖盆相的上新統(tǒng)疏勒河組(N 2s)及下更新統(tǒng)玉門組(Q 1y)的洪積一冰磧地層。下更新世末,受構造運動的影響,在工程區(qū)上游的南部山區(qū)29形成了背斜和向斜構造,使第三系地層與玉門組地層同時產(chǎn)生褶皺,并產(chǎn)生了南部山前大斷裂,將上新統(tǒng)疏勒河組(N 2S)地層逆沖至玉門組(Q 1y)地層之上,同時又沉積了中更新統(tǒng)酒泉砂卵礫石層(Q 2) 。新構造運動表現(xiàn)仍很強烈,南部山前斷裂仍在活動,致使疏勒河組地層覆蓋在酒泉組地層之上。至中更新世末期,區(qū)內(nèi)的新構造運動逐漸減弱。依椐前人資料,區(qū)內(nèi)的上更新統(tǒng)(Q 3)及全新統(tǒng)地層(Q 4)未發(fā)現(xiàn)斷裂跡象,工程區(qū)內(nèi)的新構造運動表現(xiàn),主要為差異性的升降運動。根據(jù) 2022 年國家發(fā)布的 1/400 萬《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(2022, GB18306—2022) 》 ,項目區(qū)地震動反應持征值 ,出山口以下平原區(qū)地震動峰值加速度 ,基本烈度為Ⅶ度,建筑物按Ⅶ度設防。 工程地質(zhì)條件及評價 一般地質(zhì)條件工程區(qū)微地貌較為簡單,主要為沖洪積傾斜平原地貌及河谷地貌。洪水河河谷地貌較為完整,河床、河漫灘及階地等發(fā)育。出山口佛洞廟至蘭新鐵路橋、蘭新鐵路橋至引討濟洪洪渠隧洞、引討濟洪渠隧洞至 312 國道,各河段河谷及地貌迥異,反差明顯。佛洞廟至蘭新鐵路,河谷地貌較為完整,河床、河漫灘及階地等發(fā)育,河谷深切。起始段佛洞廟河發(fā)育七級侵蝕堆積階地,其中Ⅲ級階地缺失,Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ級階地呈零星條帶狀不對稱的分布于河谷兩側,面上多有崩坡積、洪積的松散物堆積;Ⅴ~Ⅶ級階地地處峽谷崖壁之上,30發(fā)育完整,階面開闊,多呈扇形展布,面上堆積有 Q3 砂卵礫石及輕粉質(zhì)壤土河道主槽明顯;兩岸河谷高聳,達 50m 以上;至蘭新鐵路河段,發(fā)育二級階地,高出河漫灘 15m。蘭新鐵路至引討濟洪渠穿河隧洞,兩岸階地呈階地自南向北尖滅態(tài)勢,至引討濟洪渠階地消失。引討濟洪渠至 312 國道,主流不穩(wěn)定,常左右擺動,河床發(fā)育不完善,主河槽與河漫灘、階地不明顯。 堤防沿線工程地質(zhì)條件洪水河河道治理工程位于酒泉市肅州區(qū) 12km 處,治理段河道范圍為出山口樁號 0+000m—12+170m 的河段。按照河床質(zhì)粒徑及巖性特征,工程區(qū)可劃分為以下幾個工程段:(1)蘭新鐵—引討濟洪渠隧洞(樁號 0+000—3+500) 。此段河道全長為 ,樁號 3+750 處為引討濟洪洪渠隧洞。堤基為第四系沖洪積砂礫卵層,表層河床物質(zhì)顆粒較粗,漂石(200mm)含量 %—%。礫卵石(20200mm)含量 %—%;礫粒(2—200mm)占 %~%,砂粒()占%~%,粉礫(—)占 %~%,粘礫()占 %~%。平均粒徑 d50=~,特征粒徑 d85=~ 左右。河床允許不沖流速 V 允許=—。(2)引討濟洪渠隧洞—312 國道(樁號 3+500—12+170) 。此段河道全長為 ,樁號 12+170 處為 312 國道橋。堤基為第四系沖洪積砂礫卵層,表層河床物質(zhì)顆粒變細,漂石(200mm)31含量 0%—%,礫卵石(20200mm)含量 %—%;礫粒(2—200mm)占 %~%,砂粒()占%~%,粉礫(—)占 %~%,粘礫()占 %~%。平均粒徑 d50=~,河床允許不沖流速 V 允許 =—。特征粒徑d85=~ 左右。 工程區(qū)工程地質(zhì)條件評價根據(jù)地形地貌條件及河床分布情況,工程區(qū)地貌及地層巖性較為單一,分布較為穩(wěn)定,工程地質(zhì)條件簡單,工程地質(zhì)條件總體來看見尚屬良好。不良物理地質(zhì)現(xiàn)象以河流的側向侵蝕為主,存在的主要工程地質(zhì)問題包括:(1)由于河道不穩(wěn)定,造成洪水沖刷(樁號 0+000—3+500)主要發(fā)生在蘭新鐵路橋至引討濟洪渠隧洞的河段,此段河道河谷較寬,洪水期河道主流不穩(wěn)定,常左右擺動,并沖刷岸坡,河谷加寬,并威脅兩岸企業(yè)、村鎮(zhèn)安全。此段應根據(jù)上游洪水來勢,合理選擇的治導線,并加強堤防砌護,規(guī)范河道。減少主河道的擺動、無限制地加寬,使主河道穩(wěn)定展布。(2)河道形態(tài)為喇叭形(3+500—7+250) ,河床淤泥積此段河道在引討濟洪渠隧洞至洪水河原堤防東岸,為喇叭狀形態(tài),岸線與河道主流流向成 150角擴散放大,至洪水河東岸堤防河道寬度由 350m,漸變至 1500m。河道呈淤積態(tài)勢,淤積厚度自南向北逐漸增加,至洪水河原原堤防處,厚度達 2m。32(3)河道形態(tài)為倒喇叭形(7+250—12+170) ,河床沖嚴重。此段河道洪水河原堤防東岸以下,為倒喇叭狀形態(tài),岸線與河道主流流向成 150角,河谷收縮變窄小,至 312 國道寬度由 1500m 漸變?yōu)?145m。河道呈河床兩岸成沖涮態(tài)勢。 天然建筑材料經(jīng)調(diào)查,工程區(qū)范圍內(nèi)均為第四系沖洪積物,河谷開闊,交通便利,河床及左右岸Ⅰ級階地分布范圍較大的天然砼骨料產(chǎn)地,工程區(qū)及其附近缺乏合適的可集中開采的塊石料場。 砼粗細骨料堤防工程處在河左岸,沿線河床及漫灘上的砂卵礫石,均可作為該工程的混凝土骨料。所選砂礫石料場位于國道南 700m 的左側Ⅰ級階地,為沖洪積砂卵礫石層,料場長約 200m,寬約 200m,可用層開采厚度按2m(均為水上開采)計算,儲量約為 8 萬 m3。其中卵礫石成份為花崗巖、變質(zhì)砂巖、石英巖等,石質(zhì)堅硬;砂以中細砂為主,成份主要為長石、石英、云母及巖屑。經(jīng)取樣 7 組,并進行了對比試驗,其主要技術指標如下:砂礫石料中粒徑大于 150mm 的蠻石含 量 占 ~ %, 粒 徑150~ 5mm 級 的 占 ~ %, 粒 徑 小 于 5mm 的 砂 含 量 占~ %。天然礫石料儲量豐富,砼 粗 細 骨 料 各 項 試 驗 指 標 均 能 滿 足 質(zhì) 量技 術 要 求 。砂礫石料各項試驗指標見表 41~表 44。33天然礫石料儲量較豐富,砼 粗 骨 料 各 項 試 驗 指 標 均 能 滿 足 質(zhì) 量技 術 要 求 , 砼 細 骨 料 除 孔 隙 率 、 細 度 模 數(shù) 和 平 均 粒 徑 略 偏 大 外 , 其余 指 標 均 滿 足 質(zhì) 量 技 術 要 求 。砂礫石料各項試驗指標見表 3—6~ 表3—9。 筑堤砂礫石及卵石料筑堤所需砂礫石料在洪水河河道就近挖取,根據(jù)試驗結果,砂礫石的干密度 ~,對應的內(nèi)摩擦角為 30176?!?5176。,咬合力為 20~30KPa。砂卵礫石層的抗剪強度指標為f=~,C=20~30Kpa ,允許承載力 f0=~,變形模量E0=40~50MPa 。在河床中上游附近的砂卵礫石層中,約有 20%的漂卵孤石,卵石主要為加里東晚期形成的花崗巖, 可以作為大卵石料選用,質(zhì)量和數(shù)量均能滿足設計要求。砂礫堤填筑標準用相對密實度進行控制,要求 h≥,筑壩料開采安全距離為 30m(距堤腳)。 施工用水洪水河河道來水水質(zhì)良好,可作為施工用水水源。 結論(1)工程區(qū)巖性均為第四系松散堆積物,位于洪積扇前緣區(qū),工程區(qū)屬于區(qū)域構造相對穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB183062022) ,項目區(qū)地震動反應持征值 ,出山口以下平原區(qū)地震動峰值加速度 ,基本烈度為Ⅶ度,建筑物按Ⅶ度設防。(2)工程區(qū)巖性均為第四系松散堆積物,各層巖性密度好,承34載力強,堤防工程基礎均布置在全新統(tǒng)(Q4)沖積砂卵礫石層之上,均能滿足防洪設計要求。(3)洪水河洪水水質(zhì)對普通硅酸鹽水泥無侵蝕性,堤防工程完全可以使用普通硅酸鹽水泥。(4)堤防工程所用卵石料、墊層砂石料,經(jīng)業(yè)主指定料場開采,各卵石及墊層砂石料料場質(zhì)量合格、儲量豐富,開采運輸方便。洪水河河床允許不沖流速計算表
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