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正文內(nèi)容

洪水河堤防及河道治理工程設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)

2025-02-17 17:28 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(zhǎng) 243 天,最短 175 天,平均 208 天;封凍天數(shù)24最長(zhǎng) 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(cè)驗(yàn)資料很少,實(shí)測(cè)岸冰厚 ,河心冰厚 。根據(jù)冰情觀測(cè)資料分析,大部分年份冰期河段會(huì)出現(xiàn)封凍現(xiàn)象。洪水河冰情的又一個(gè)特點(diǎn)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(kāi)河(解凍)則為先下游、后上游,稱為“文開(kāi)河” ,使開(kāi)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(zāi)害性冰情的機(jī)會(huì)。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(jí)支流。工程區(qū)位于洪水河下游的蘭新鐵路橋至 312 國(guó)道之間,本次列入治理河段洪水河主河道長(zhǎng)度為 , 。由甘肅省地勘局地質(zhì)礦產(chǎn)勘察院進(jìn)行堤防工程的地質(zhì)勘測(cè)任務(wù)。本次勘察按初設(shè)階段的深度要求進(jìn)行,完成的主要任務(wù)是:1)調(diào)查區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造情況,進(jìn)行區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。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(duì)有關(guān)的主要工程地質(zhì)問(wèn)題做出評(píng)價(jià)。3)查明治導(dǎo)線工程地質(zhì)條件,并提供相關(guān)地質(zhì)參數(shù)。4)進(jìn)行天然建筑材料勘察。 具體見(jiàn)表 31本次勘察按初設(shè)階段深度要求進(jìn)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(zhǎng)約 130km,新地水文站以上流域面積為 1581km2。上游祁連山內(nèi),山勢(shì)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(lái)自出山口以上。河流的補(bǔ)給來(lái)源有降水、地下水和冰川融水。肅州區(qū)地勢(shì)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(guān)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(jì)沖積平原,洪積平原為戈壁化的卵石灘,地形平坦,開(kāi)闊、地勢(shì)由南向北傾斜,河床地層均由第四季洪積形成卵石構(gòu)造,地層結(jié)構(gòu)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(shè)施等。地質(zhì)勘察實(shí)物工作量統(tǒng)計(jì)表 表 31序號(hào) 工作項(xiàng)目 單位 數(shù)量 比例尺一 水文地質(zhì)、工程地質(zhì)測(cè)繪      1 工程地質(zhì)調(diào)查 km2 62 工程地質(zhì)縱剖面測(cè)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(yàn)      1 砂礫石顆分試驗(yàn) 組 12  272 砂礫石密度試驗(yàn) 組 123 土工實(shí)驗(yàn) 組 4 地層巖性項(xiàng)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(jí)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(jié),中等密實(shí),強(qiáng)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(xì)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(xì)砂,含量占 20—25%,無(wú)分選性,未膠結(jié),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(chǔ)持力層。 水文地質(zhì)28本次洪水河設(shè)計(jì)年徑流計(jì)算,取用 1957—2022 年水文資料,多年平均徑流量 23935 萬(wàn) m3;經(jīng)頻率計(jì)算求得 p=50%徑流量 19520 萬(wàn)m3; 75%徑流量 14696 萬(wàn) 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(yùn)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(bǔ)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(dòng)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(xiàng)目區(qū)地下水一般無(wú)色、無(wú)味、透明。根據(jù)水質(zhì)化學(xué)分析結(jié)果(見(jiàn)表 31) ,河水、孔隙性潛水的化學(xué)類型為 SO2 4—HCO 3—Ca2+—Mg2+型水,硫酸根離子含量為 ~,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性。 地質(zhì)構(gòu)造及地震工程區(qū)自下第三紀(jì)漸新世末,由于受喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)影響及祁連山北麓深大斷裂的復(fù)合,造成南部山區(qū)的劇烈上升,北部地區(qū)相對(duì)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(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(gòu)造,使第三系地層與玉門組地層同時(shí)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(shí)又沉積了中更新統(tǒng)酒泉砂卵礫石層(Q 2) 。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)仍很強(qiáng)烈,南部山前斷裂仍在活動(dòng),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(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn),主要為差異性的升降運(yùn)動(dòng)。根據(jù) 2022 年國(guó)家發(fā)布的 1/400 萬(wàn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(2022, GB18306—2022) 》 ,項(xiàng)目區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)持征值 ,出山口以下平原區(qū)地震動(dòng)峰值加速度 ,基本烈度為Ⅶ度,建筑物按Ⅶ度設(shè)防。 工程地質(zhì)條件及評(píng)價(jià) 一般地質(zhì)條件工程區(qū)微地貌較為簡(jiǎn)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(jì)洪洪渠隧洞、引討濟(jì)洪渠隧洞至 312 國(guó)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(jí)侵蝕堆積階地,其中Ⅲ級(jí)階地缺失,Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ級(jí)階地呈零星條帶狀不對(duì)稱的分布于河谷兩側(cè),面上多有崩坡積、洪積的松散物堆積;Ⅴ~Ⅶ級(jí)階地地處峽谷崖壁之上,30發(fā)育完整,階面開(kāi)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(dá) 50m 以上;至蘭新鐵路河段,發(fā)育二級(jí)階地,高出河漫灘 15m。蘭新鐵路至引討濟(jì)洪渠穿河隧洞,兩岸階地呈階地自南向北尖滅態(tài)勢(shì),至引討濟(jì)洪渠階地消失。引討濟(jì)洪渠至 312 國(guó)道,主流不穩(wěn)定,常左右擺動(dòng),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(hào) 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(gè)工程段:(1)蘭新鐵—引討濟(jì)洪渠隧洞(樁號(hào) 0+000—3+500) 。此段河道全長(zhǎng)為 ,樁號(hào) 3+750 處為引討濟(jì)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(jì)洪渠隧洞—312 國(guó)道(樁號(hào) 3+500—12+170) 。此段河道全長(zhǎng)為 ,樁號(hào) 12+170 處為 312 國(guó)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(xì),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(píng)價(jià)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(jiǎn)單,工程地質(zhì)條件總體來(lái)看見(jiàn)尚屬良好。不良物理地質(zhì)現(xiàn)象以河流的側(cè)向侵蝕為主,存在的主要工程地質(zhì)問(wèn)題包括:(1)由于河道不穩(wěn)定,造成洪水沖刷(樁號(hào) 0+000—3+500)主要發(fā)生在蘭新鐵路橋至引討濟(jì)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(dòng),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(yīng)根據(jù)上游洪水來(lái)勢(shì),合理選擇的治導(dǎo)線,并加強(qiáng)堤防砌護(hù),規(guī)范河道。減少主河道的擺動(dòng)、無(wú)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(jì)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(kuò)散放大,至洪水河?xùn)|岸堤防河道寬度由 350m,漸變至 1500m。河道呈淤積態(tài)勢(shì),淤積厚度自南向北逐漸增加,至洪水河原原堤防處,厚度達(dá) 2m。32(3)河道形態(tài)為倒喇叭形(7+250—12+170) ,河床沖嚴(yán)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(guó)道寬度由 1500m 漸變?yōu)?145m。河道呈河床兩岸成沖涮態(tài)勢(shì)。 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(kāi)闊,交通便利,河床及左右岸Ⅰ級(jí)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(kāi)采的塊石料場(chǎng)。 砼粗細(xì)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(chǎng)位于國(guó)道南 700m 的左側(cè)Ⅰ級(jí)階地,為沖洪積砂卵礫石層,料場(chǎng)長(zhǎng)約 200m,寬約 200m,可用層開(kāi)采厚度按2m(均為水上開(kāi)采)計(jì)算,儲(chǔ)量約為 8 萬(wàn) 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(jiān)硬;砂以中細(xì)砂為主,成份主要為長(zhǎng)石、石英、云母及巖屑。經(jīng)取樣 7 組,并進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn),其主要技術(shù)指標(biāo)如下:砂礫石料中粒徑大于 150mm 的蠻石含 量 占 ~ %, 粒 徑150~ 5mm 級(jí) 的 占 ~ %, 粒 徑 小 于 5mm 的 砂 含 量 占~ %。天然礫石料儲(chǔ)量豐富,砼 粗 細(xì) 骨 料 各 項(xiàng) 試 驗(yàn) 指 標(biāo) 均 能 滿 足 質(zhì) 量技 術(shù) 要 求 。砂礫石料各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)見(jiàn)表 41~表 44。33天然礫石料儲(chǔ)量較豐富,砼 粗 骨 料 各 項(xiàng) 試 驗(yàn) 指 標(biāo) 均 能 滿 足 質(zhì) 量技 術(shù) 要 求 , 砼 細(xì) 骨 料 除 孔 隙 率 、 細(xì) 度 模 數(shù) 和 平 均 粒 徑 略 偏 大 外 , 其余 指 標(biāo) 均 滿 足 質(zhì) 量 技 術(shù) 要 求 。砂礫石料各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)見(jiàn)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(yàn)結(jié)果,砂礫石的干密度 ~,對(duì)應(yīng)的內(nèi)摩擦角為 30176。~35176。,咬合力為 20~30KPa。砂卵礫石層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)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(shè)計(jì)要求。砂礫堤填筑標(biāo)準(zhǔn)用相對(duì)密實(shí)度進(jìn)行控制,要求 h≥,筑壩料開(kāi)采安全距離為 30m(距堤腳)。 施工用水洪水河河道來(lái)水水質(zhì)良好,可作為施工用水水源。 結(jié)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(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB183062022) ,項(xiàng)目區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)持征值 ,出山口以下平原區(qū)地震動(dòng)峰值加速度 ,基本烈度為Ⅶ度,建筑物按Ⅶ度設(shè)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(qiáng),堤防工程基礎(chǔ)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(shè)計(jì)要求。(3)洪水河洪水水質(zhì)對(duì)普通硅酸鹽水泥無(wú)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(chǎng)開(kāi)采,各卵石及墊層砂石料料場(chǎng)質(zhì)量合格、儲(chǔ)量豐富,開(kāi)采運(yùn)輸方便。洪水河河床允許不沖流速計(jì)算表
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