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防洪護(hù)岸工程方案設(shè)計(jì)報(bào)告目錄TOC\o"1-3"\h\u1項(xiàng)目概況 項(xiàng)目概況1.1.工程概況防洪護(hù)岸工程位于,工程河段為。工程河段位于巴南區(qū)花溪街道,處于巴南區(qū)中心城區(qū)內(nèi),工程河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,但其左岸岸坡標(biāo)高大約在181.00m~192.00m間,僅能達(dá)到20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn),工程河段常年受洪災(zāi)影響。為保證花溪河防洪安全及防洪對(duì)象的生命財(cái)產(chǎn)安全,巴南區(qū)土地整治儲(chǔ)備中心擬對(duì)該段河岸進(jìn)行防洪護(hù)岸綜合治理,以提升工程河段防洪能力,保障花溪河工程河段行洪安全及城市居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí),結(jié)合臨河側(cè)《花溪河綜合整治項(xiàng)目》治理措施,將該處打造成為綠色休閑、宜居暢通、安全穩(wěn)健的幸福河道生活區(qū)。工程所在河流為花溪河,起于花溪二橋,止于鎮(zhèn)安橋,治理河道總長(zhǎng)350m,治理范圍為河道左岸岸坡,左岸堤頂控制線長(zhǎng)度346.20m,治理工程由護(hù)岸工程、綠化工程兩部分組成。工程總投資估算2337.74萬(wàn)元,建筑及安裝工程費(fèi)1590.34萬(wàn)元,其中規(guī)劃住宅用地(E06-2/05地塊)段投資估算1215.31萬(wàn)元,建筑及安裝工程投資費(fèi)用852.47萬(wàn)元;規(guī)劃市政道路段投資估算1123.43萬(wàn)元,建筑及安裝工程投資費(fèi)用737.87萬(wàn)元。1.2工程背景本工程位于巴南區(qū)花溪街道,處于巴南區(qū)中心城區(qū)內(nèi),工程河段防洪標(biāo)準(zhǔn)為100年一遇,但其左岸岸坡標(biāo)高大約在181.00m~192.00m間,僅能達(dá)到20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn),工程河段常年受洪災(zāi)影響,而工程河段左岸岸邊有規(guī)劃住宅用地(E06-2/05地塊)和規(guī)劃市政道路。在推進(jìn)《重慶市巴南區(qū)李家沱組團(tuán)(E標(biāo)準(zhǔn)分區(qū))控制性詳規(guī)》實(shí)施過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)規(guī)劃住宅用地和規(guī)劃市政道路因地勢(shì)偏低、防洪未達(dá)標(biāo),絕大部分區(qū)域位于河道管理范圍內(nèi)。在未取得經(jīng)水行政主管部門審批同意的涉河建設(shè)方案情況下,無(wú)法對(duì)工程河段內(nèi)的規(guī)劃安排進(jìn)行實(shí)施。為了進(jìn)一步的加快規(guī)劃的實(shí)施和增進(jìn)巴南區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,重慶市巴南區(qū)土地整治儲(chǔ)備中心委托重慶交通大學(xué)工程設(shè)計(jì)研究院有限公司(后稱我司)對(duì)該段河岸進(jìn)行防洪護(hù)岸綜合治理,以提升工程河段的防洪能力,保護(hù)工程河段行洪安全及城市居民的生命財(cái)產(chǎn)安全,推動(dòng)巴南區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃的實(shí)施。同時(shí),結(jié)合臨河側(cè)《花溪河綜合整治項(xiàng)目》治理措施,將該處打造成為綠色休閑、宜居暢通、安全穩(wěn)健的幸福河道生活區(qū)。1.3工程建設(shè)必要性(1)工程的建設(shè)是巴南區(qū)城市建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,是巴南區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃實(shí)施的保障。隨著巴南區(qū)經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的穩(wěn)步推進(jìn),區(qū)域經(jīng)濟(jì)將進(jìn)一步發(fā)展,減少洪澇災(zāi)害對(duì)人民生活的影響,保障城市居民的正常出行,是巴南區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的需要,也是人民生活的需要。本工程的建設(shè)提升了河段抗洪能力,是堤后城市建設(shè)及巴南區(qū)城鄉(xiāng)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)的保障。(2)工程的建設(shè)是保護(hù)臨河城鎮(zhèn)居民生命財(cái)產(chǎn)安全的需要,是巴南區(qū)城市防洪的重要組成部分。工程河段左岸為天然岸坡,地面標(biāo)高約181.00m~192.00m,僅能達(dá)到20年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn),沒(méi)有達(dá)到巴南區(qū)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)要求,存在較大的洪災(zāi)隱患。工程建設(shè)后,工程河段防洪能力將達(dá)到100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn),較大的提高了工程河段的抗洪能力,切實(shí)的保障了臨河居民的生命財(cái)產(chǎn)安全及生活出行安全,成為巴南區(qū)的城市防洪的重要組成部分。(3)工程的建設(shè)是維護(hù)岸坡穩(wěn)定、防治水土流失的關(guān)鍵措施。工程河段現(xiàn)狀為自然岸坡,抗沖能力差,每年都有大量岸坡水土沖刷流失,淤積了下游河道。雖然花溪河綜合治理項(xiàng)目對(duì)工程河段臨河岸坡進(jìn)行了整治,一定程度上鞏固了岸坡,減輕了水土流失情況,但該項(xiàng)目整治范圍并未達(dá)到巴南區(qū)中心城區(qū)城市防洪標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)高,而重慶市巴南區(qū)花溪河(二橋段)防洪護(hù)岸工程的修建將該河段的抗洪能力提升到了100年一遇洪水等級(jí),進(jìn)一步的保護(hù)了堤后岸坡,維護(hù)了岸坡穩(wěn)定,減輕該河段的水土流失情況。(4)工程的建設(shè)提升了當(dāng)?shù)厣钌a(chǎn)環(huán)境,是打造“城美青山”美麗巴南的需要。為響應(yīng)巴南區(qū)“城美青山”美麗巴南的號(hào)召,結(jié)合臨河側(cè)花溪河綜合整治項(xiàng)目的工程措施,本工程也采取了相應(yīng)的綠化措施——植樹(shù)造景、下河漫步道等措施,使得工程河段建后更加親民便民、綠色自然,為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┝艘粋€(gè)綠色舒適的生活點(diǎn),改善了當(dāng)?shù)鼐用裆瞽h(huán)境。重慶市巴南區(qū)花溪河(二橋段)防洪護(hù)岸工程是保護(hù)當(dāng)?shù)厝嗣竦恼I詈蜕a(chǎn),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展所必要的。工程的建設(shè)既能達(dá)到防洪的目的,又能改善河道的生態(tài)環(huán)境,推進(jìn)規(guī)劃的實(shí)施,促進(jìn)巴南區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此工程的建設(shè)是十分必要的。1.4前期工作情況2021年6月,受重慶市巴南區(qū)土地整治儲(chǔ)備中心委托,我司承擔(dān)了《重慶市巴南區(qū)花溪河(二橋段)防洪護(hù)岸工程方案設(shè)計(jì)》工作。接受任務(wù)后,我司立即組織有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員到實(shí)地進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)踏勘,并到有關(guān)單位收集了當(dāng)?shù)氐乃臍庀?、社?huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀、發(fā)展規(guī)劃及相關(guān)設(shè)計(jì)報(bào)告等多方面資料,經(jīng)過(guò)詳細(xì)的分析論證,提出了初步的設(shè)計(jì)方案。隨后,2021年6月2日巴南區(qū)土地整治儲(chǔ)備中心組織召開(kāi)了《重慶市巴南區(qū)花溪河(二橋段)防洪護(hù)岸工程》方案咨詢會(huì),參會(huì)單位:區(qū)土儲(chǔ)中心、區(qū)水利局、區(qū)規(guī)資局、區(qū)建委、區(qū)財(cái)政局及我司設(shè)計(jì)人員。會(huì)議就工程立項(xiàng)、工程審批、治理范圍、工程措施等進(jìn)行了討論,各參會(huì)單位發(fā)表了相關(guān)的意見(jiàn)和建議。2021年7月5日,巴南區(qū)人民政府組織召開(kāi)本工程方案協(xié)調(diào)會(huì),參會(huì)單位:區(qū)土儲(chǔ)中心、區(qū)水利局、區(qū)規(guī)資局、區(qū)建委及我司人員。我司設(shè)計(jì)人員匯報(bào)了項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)情況,徐副區(qū)長(zhǎng)和各方參會(huì)人員就工程建設(shè)方案進(jìn)行了討論,并給出了指導(dǎo)意見(jiàn)。會(huì)后我司根據(jù)兩次會(huì)議意見(jiàn)對(duì)方案進(jìn)行了修改完善。2水文條件2.1流域概況花溪河為長(zhǎng)江的一級(jí)支流,發(fā)源于巴南區(qū)南彭街道將軍灣村委。由東南流向西北,經(jīng)南彭街道、界石鎮(zhèn)、南泉街道、花溪街道等,于李家沱城區(qū)匯入長(zhǎng)江。全流域面積265.25km2,河道總長(zhǎng)57.38km,總落差469.0m,平均徑流深475.2mm,水能蘊(yùn)藏量約4000KW。流域形狀略呈狹長(zhǎng)形,河道曲折蜿蜒,彎曲度系數(shù)達(dá)2.1。河網(wǎng)較發(fā)達(dá),支流有馬灘、水碓等大小22條,多分布在中上游。其中5km以上者4條,長(zhǎng)36.4km,河道落差較集中較大者為中游的高灘巖(落差41.85m)、七層巖(落差20.80m)及下游已建有小型的電站的虎嘯口、南泉堤坎、花溪灘等。根據(jù)河流的特點(diǎn),將全河分為上、中、下游:南彭水庫(kù)大壩以上為上游,長(zhǎng)14.23km,山高水低,河谷呈“V”形,河槽狹窄,寬5-10m,岸高2-3m,平均比降3.9‰,支溝發(fā)育,呈樹(shù)枝狀,比降大,流程短,徑流易于匯集,為洪水的主要策源地。南彭水庫(kù)至虎嘯口為中游,長(zhǎng)28.48km,河槽斷面近似梯形,寬20-30m,岸高5m左右。平均比降1.82‰。該段陡灘跌水較多,落差集中,除高灘巖、七層巖外,尚有3m以上者近10處。此種陡灘跌水,多為裸露的厚層砂巖組成,群眾稱為“石龍過(guò)江”,形成天然的優(yōu)越壩址,有利于筑壩發(fā)電?;[口至河口為下游,長(zhǎng)18.01km,河谷深切,斷面呈“U”形,河槽寬30-50m,岸高10m左右。該段河道蜿蜒,支流較少,落差集中,平均比降2.3‰,較中游為大。工程河段位于花溪河下游段,距花溪河與長(zhǎng)江匯合口約3.1km,位于長(zhǎng)江回水影響區(qū)內(nèi)。工程河段長(zhǎng)350m,起于花溪二橋,止于鎮(zhèn)安橋,河道流向由南向北,河道彎曲。工程河段臨河側(cè)已由花溪河綜合整治項(xiàng)目進(jìn)行了打造,主要措施為鎮(zhèn)腳護(hù)岸、親水步道及植樹(shù)草皮護(hù)坡等。工程地理位置及流域水系圖見(jiàn)附圖2-1和附圖2-2。2.2水文氣象工程所在的花溪河流域徑流由降水形成,主要受降水特性的支配和下墊面影響,其次為地下水補(bǔ)給。花溪河徑流量年內(nèi)分布不均勻,徑流量最大月份為7月,占全年徑流量的18.7%,徑流量最小的月份為2月,只占全年徑流量的2.3%,最大月徑流量為最小月的8.1倍;徑流量主要集中在5~9月份,占全年徑流量的71.6%;4月和10月為過(guò)渡期;11~3月徑流量較少,5個(gè)月徑流量只占全年降雨的15.4%。工程位于重慶市巴南區(qū)境內(nèi),巴南區(qū)處于四川盆地中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)中的盆地南部長(zhǎng)江河谷區(qū),屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候區(qū)。年平均氣溫18.5℃,最冷月1月年平均氣溫8.0℃,最熱月7月年平均氣溫28.3℃。極端最低溫度-1.8℃(1975年12月15日),極端最高溫度達(dá)43.9℃(2006年8月15日)。年平均降雨量為1079.2毫米,降水主要集中在5—10月,此期間降水量占全年降水量77%以上。巴南主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是:四季分明、冬暖春早、夏熱秋遲、降水充沛,雨熱同季、濕度大、云霧多、光照和霜雪少。初夏有梅雨,盛夏有伏旱,秋季多綿雨,冬季多云霧,春季天氣多變化。氣候資源豐富,立體氣候明顯,氣象災(zāi)害頻繁。巴南亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候是受太陽(yáng)輻射、地理緯度、地形地貌、大氣環(huán)流等因素影響所形成。北緯29°覆蓋全境,太陽(yáng)輻射量適度,緯度地理位置和高山屏障效應(yīng)削減冷空氣入侵,年平均溫度比同緯度長(zhǎng)江中下游偏高,形成冬暖春早、夏熱秋遲、四季分明、霜雪少氣候特征。北緯29°緯度帶是冷暖空氣交匯頻數(shù)較高地區(qū),為多降水和冰雹、雷暴、大風(fēng)等氣候背景,春、秋季和初夏表現(xiàn)最突出。冬、春、秋三季,上空主要受大氣環(huán)流南支氣流反時(shí)針氣旋性氣流影響,多低值天氣系統(tǒng)活動(dòng),水汽生成豐富,造成云霧多、光照少、多夜雨氣候特征。夏季受副熱帶西太平洋高氣壓影響,每年5—9月,高氣壓南北活動(dòng)、東西震蕩,常引發(fā)暴雨、雷雨大風(fēng)冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣,其間7—8月高氣壓易較長(zhǎng)時(shí)間停留盤踞,高溫悶熱,連晴少雨,形成伏旱氣候。境內(nèi)受地質(zhì)構(gòu)造,地層控制,發(fā)育成為與構(gòu)造走向一致的低山、丘陵、平壩相間排列的平行嶺谷地貌,丘陵占總幅員面積62.27%,南北海拔高差978米,降水和植被豐富,立體氣候特征明顯。附圖2-1工程地理位置圖附圖2-2流域水系圖3工程地質(zhì)3.1地形地貌工程區(qū)屬低山丘陵地貌?;ㄏ幼阅狭魅牍こ虆^(qū),經(jīng)兩次轉(zhuǎn)彎后向北流出工程區(qū),河道彎曲?;ㄏ雍庸纫话銓?0~50m,現(xiàn)狀河床高程171.00~171.80m,河谷形態(tài)呈“U”型,兩岸與河床之間多為天然岸坡,高度一般10.0~15.0m,兩岸大多地形平坦,多為沖積形成的階地平臺(tái),階面高程190~192m,階面寬20~330m,左岸階地為拆遷工廠空地,右岸階地上大量分布房屋,局部地段基巖裸露,河道從上至下分布2座橋梁,分別為花溪二橋和鎮(zhèn)安橋,均為公路橋。工程河段現(xiàn)場(chǎng)照片如下圖所示:圖3-1工程河段俯視圖圖3-2工程河段立視圖(上游段)圖3-3工程河段立視圖(下游段)3.2地層巖性場(chǎng)地出露侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組及第四系地層,現(xiàn)將地層由新至老分述如下:(1)人工堆積層(Q4s):巖性主要為素填土,由砂巖、泥頁(yè)巖及粉質(zhì)粘土組成,結(jié)構(gòu)松散,土層厚3.0~5.0m,分布于河道兩岸臺(tái)階地上。(2)沖積層(Q4al):巖性為主要為褐黃色粉質(zhì)粘土,可塑狀,局部軟塑狀,結(jié)構(gòu)較緊密,厚1.0~5.5m,局部夾薄層粉細(xì)砂,在工程區(qū)各段均大面積分布。(3)殘坡積層(Q4el+dl):巖性為紫褐色粉質(zhì)粘土夾碎石,碎石成分主要為泥巖、砂巖,含量約占20~25%,可塑狀,厚度一般2.0~3.0m,在工程區(qū)零星分布。(4)侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組(J2s):巖性為紫褐色、暗紫紅色泥巖與灰色砂巖互層,厚度大于200m,在工程區(qū)局部有出露。3.3地質(zhì)構(gòu)造工程區(qū)域構(gòu)造處于金鰲寺向斜東翼,巖層呈單斜產(chǎn)出。在場(chǎng)地中部偏西基巖露頭處測(cè)得:巖層產(chǎn)狀為280°∠7°,場(chǎng)內(nèi)地層中發(fā)育裂隙二組,其產(chǎn)狀、特征分別為:①175°∠65°,裂面平直,局部有泥質(zhì)充填,間距1.1~2.5m,結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度差,為硬性結(jié)構(gòu)面;②25°∠80°,裂面較平直,略有起伏,間距2.0~3.0m,結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度差,為硬性結(jié)構(gòu)面;層面結(jié)構(gòu)面為軟弱結(jié)構(gòu)面,結(jié)合很差。擬建場(chǎng)地未見(jiàn)斷層通過(guò),地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。3.4水文地質(zhì)(1)地下水類型場(chǎng)地內(nèi)地表水主要為大氣降水。大氣降水由道路排水管及地表匯入花溪河。場(chǎng)地內(nèi)地下水以第四系松散層孔隙水及強(qiáng)風(fēng)化基巖裂隙水的形式賦存。第四系孔隙水主要賦存于透水性較差的沖積粉質(zhì)粘土中,入滲、滲透和賦存條件差,地下水主要接受地表水體、大氣降水和長(zhǎng)江補(bǔ)給,水量大小受大氣降水和長(zhǎng)江水位控制,經(jīng)調(diào)查地表未見(jiàn)泉點(diǎn)出露?;鶐r裂隙水主要賦存于厚砂巖中。砂巖裂隙較發(fā)育,連通性好,為主要含水層;泥巖為隔水層,裂隙發(fā)育程度差,連通性差,起阻水作用,多發(fā)育淺表層網(wǎng)狀風(fēng)化裂隙水。工程區(qū)基巖裂隙水水量貧乏,未見(jiàn)有集中地下水出露點(diǎn),主要以散浸的形式排泄出地表。(2)水化學(xué)特征工程區(qū)地表及地下水水質(zhì)類型屬HCO3—Ca2+—Na+型,PH值7.44~7.55,HCO3-含量3.46~8.0mmol/L,ECO2含量6.29~21.20mg/L,SO42-含量0.56~49.02mg/L,Mg2+含量9.26~21.36mg/L。根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB50487-2008)附錄L的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),場(chǎng)地土體對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及其中鋼筋具有微腐蝕性;對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性。(3)土體滲透性工程區(qū)土體滲透系數(shù)在3.25×10-4~5.95×10-4cm/s之間,屬中透水性。3.5不良地質(zhì)現(xiàn)象工程區(qū)未見(jiàn)滑坡、泥石流及崩塌等不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。
4水文分析計(jì)算4.1水文基本資料巴南區(qū)境內(nèi)有6個(gè)水文站和一個(gè)氣象站,水文站分別是安瀾水文站、一品水文站、界石水文站、回龍灣水文站、惠民水文站和東泉水文站,氣象站為巴南氣象站。其測(cè)站分布圖如下圖4-1所示。本工程所在的花溪河流域內(nèi)有界石水文站,于2016年建立,所測(cè)資料年限短,無(wú)法使用。鄰近五布河流域內(nèi)有東泉水文站,該站于2003年12月由重慶市水文局建立,所測(cè)資料年限為2003年至今,所測(cè)資料年限較短,該站上游有原白鶴水文站,所測(cè)資料年限為1958年~2003年,因此本次水文基本資料采用白鶴水文站的資料并利用東泉水文站的資料進(jìn)行插補(bǔ),另外工程所在的巴南區(qū)設(shè)有巴南氣象站。本工程所在的花溪河流域內(nèi)有界石水文站,于2016年建立,所測(cè)資料年限短,無(wú)法使用。鄰近五布河流域內(nèi)有東泉水文站,該站于2003年12月由重慶市水文局建立,所測(cè)資料年限為2003年至今,所測(cè)資料年限較短,該站上游有原白鶴水文站,所測(cè)資料年限為1958年~2003年,因此本次水文基本資料采用白鶴水文站的資料并利用東泉水文站的資料進(jìn)行插補(bǔ),另外工程所在的巴南區(qū)設(shè)有巴南氣象站。圖4-1巴南區(qū)水文測(cè)站分布圖一、白鶴水文站⑴測(cè)站沿革白鶴水文站于1958年4月由四川省水利電力廳設(shè)立。1959年改由重慶市農(nóng)業(yè)局領(lǐng)導(dǎo)。1976年基本斷面上遷約932m,改名為白鶴(二)站,1977年1月又上遷80m改名白鶴(三)站,該站集雨面積283km2,2004年停止觀測(cè)。⑵測(cè)驗(yàn)河段特性測(cè)驗(yàn)河段順直,長(zhǎng)約120m,河床為泥沙組成,有沖淤變化?;緮嗝嫦掠?16m處有一斜條石壩,壩高1.75m,起中、低水控制,當(dāng)洪水淹沒(méi)石壩后控制逐漸消失,成為天然河道。下游160m處有天星店水輪泵站,枯水期水輪泵站用水時(shí),對(duì)本站水位有影響,下游900m有長(zhǎng)河溝匯入,高水時(shí)有回水頂托影響,再下游約10km處有雙勝電站,對(duì)本站流量測(cè)驗(yàn)也有影響,基本斷面上游250m處有石橋一座,其間還有一條小支溝匯入,再上游1km處有白鶴電站,電站閘門啟閉對(duì)本站低水位有影響。⑶水文測(cè)驗(yàn)情況①水位觀測(cè)白鶴站1982設(shè)立BM水準(zhǔn)點(diǎn),為假定基面,每年用三等水準(zhǔn)校測(cè),其高程未發(fā)生變動(dòng)。白鶴站設(shè)有基本水尺兩組,水尺型式分別為岸式自記水位計(jì)SW40型、直立槽鋼搪瓷及木板水尺。每次大洪水后均用四等水準(zhǔn)進(jìn)行校測(cè),水尺零點(diǎn)高程未變動(dòng)。水位觀測(cè)枯水期采用兩段制,汛期加密測(cè)次,洪水過(guò)程守候觀測(cè),基本上能控制水位變化過(guò)程。②流量測(cè)驗(yàn)流量測(cè)驗(yàn)以流速儀一點(diǎn)法測(cè)流為主,布置測(cè)速垂線11根,多年平均測(cè)次150次,流速儀施測(cè)的水位變幅占年水位變幅的37.4%~91.8%。高水時(shí)采用浮標(biāo)測(cè)流,浮標(biāo)類型為草把,投放浮標(biāo)8個(gè)~14個(gè),流速儀及浮標(biāo)測(cè)速能控制斷面流速變化。該站歷年施測(cè)大斷面2次以上,一般在汛前、汛后或大洪水后進(jìn)行斷面施測(cè)。本站水位流量關(guān)系曲線呈單一線型,且歷年比較穩(wěn)定,故流量整編時(shí)采用穩(wěn)定的單一曲線推求。二、東泉水文站⑴測(cè)站沿革2003年12月由重慶市水文局在白鶴水文站下游,巴南區(qū)東溫泉鎮(zhèn)設(shè)立東泉水文站,該站集雨面積479km2,測(cè)站以上河長(zhǎng)62km。⑵測(cè)驗(yàn)河段特性測(cè)驗(yàn)河段順直,其下約350m有一攔河條石拱壩。壩頂高程為215.69m,為中、低水控制,攔河壩左岸有一引水渠供下游電站發(fā)電使用,對(duì)低水測(cè)驗(yàn)影響較大;其下約290m河道向左彎曲,為高水控制。三、巴南氣象站巴南氣象站位于巴南區(qū)龍洲灣街道魚胡路7號(hào),該站建于1959年5月1日,于1959年6月1日投入使用,歷史上2次遷址,最近一次于1991年1月1日遷至現(xiàn)址,觀測(cè)場(chǎng)20m×16m,海拔高度243.6m,目前主要承擔(dān)地面、酸雨觀測(cè)任務(wù)。4.2設(shè)計(jì)洪水計(jì)算4.2.1暴雨洪水特性花溪河流域洪水由暴雨形成,洪水發(fā)生時(shí)間與暴雨一致。每年4月下旬開(kāi)始進(jìn)入汛期,5~9月為本流域大暴雨多發(fā)季節(jié),特大暴雨、洪水常發(fā)生在此時(shí)期,而8月本流域常發(fā)生伏旱,若遇暴雨也有較大洪水發(fā)生。10月以后,副高南移,流域內(nèi)降水較多,但雨強(qiáng)較小,一般不會(huì)形成大洪水。根據(jù)白鶴站1959年~2016年實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì):在58年中,該地區(qū)暴雨出現(xiàn)較早,年最大洪水流量出現(xiàn)時(shí)間為4月~9月,但其中4月、9月分別均只出現(xiàn)1次,且量級(jí)較小。從年最大洪水流量出現(xiàn)頻次和量級(jí)看,其主汛期應(yīng)為5月~8月,最大洪峰出現(xiàn)在1995年7月(844m3/s)。4.2.2設(shè)計(jì)暴雨工程依據(jù)巴南氣象站實(shí)測(cè)雨量資料及《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》(以下簡(jiǎn)稱《手冊(cè)》)中最大1/6h、1h、6h、24h暴雨均值及變差系數(shù)等值線圖的查值成果推算設(shè)計(jì)暴雨。設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)見(jiàn)表4.2-1。根據(jù)巴南氣象站44年的實(shí)測(cè)雨量資料,統(tǒng)計(jì)歷年最大1/6、1、6、24小時(shí)降雨量。對(duì)1973~2016年雨量系列進(jìn)行頻率分析,用P-Ⅲ型頻率曲線適線,用適線法確定統(tǒng)計(jì)參數(shù)(其中均值用矩法計(jì)算)。巴南氣象站暴雨頻率曲線圖見(jiàn)圖4-2~圖4-5。設(shè)計(jì)流域暴雨參數(shù)成果表表4.2-1暴雨參數(shù)時(shí)段(h)統(tǒng)計(jì)參數(shù)均值CVCS/CV巴南氣象站1/617.00.353.5140.60.363.5668.50.453.52491.50.403.5《手冊(cè)》查值1/615.00.353.5140.00.423.5670.00.433.52493.00.503.5圖4-2巴南氣象站1/6小時(shí)暴雨頻率曲線圖圖4-3巴南氣象站1小時(shí)暴雨頻率曲線圖圖4-4巴南氣象站6小時(shí)暴雨頻率曲線圖圖4-5巴南氣象站24小時(shí)暴雨頻率曲線圖4.2.3設(shè)計(jì)雨型根據(jù)《手冊(cè)》查設(shè)計(jì)雨型綜合分區(qū)圖查得工程流域位于Ⅳ1區(qū),其設(shè)計(jì)雨型分配比值見(jiàn)表4.2-2。24h設(shè)計(jì)雨型逐時(shí)(⊿t=1h)分配比值表表4.2-2時(shí)段123456786h雨量分配比24h中其余18h雨量分配比0.0440.0290.0510.0360.0580.0730.1090.190時(shí)段910111213141516176h雨量分配比0.1500.1920.2030.2150.1920.04824h中其余18h雨量分配比0.1750.1390.0964.2.4計(jì)算方法、公式和有關(guān)參數(shù)的選取分別采用推理公式法、瞬時(shí)單位線法和水文比擬法進(jìn)行計(jì)算。(1)推理公式法洪峰流量計(jì)算公式:式中:——洪峰流量(m3/s);——洪峰徑流系數(shù);S——暴雨雨力;n——暴雨衰減指數(shù);F——集水面積(km2);L——河長(zhǎng)(km);J——河道平均坡降;τ——流域匯流時(shí)間(h);τ0——當(dāng)=1時(shí)的流域匯流時(shí)間(h);tc——產(chǎn)流歷時(shí)(h);μ——產(chǎn)流參數(shù);m——匯流參數(shù);(2)洪水計(jì)算參數(shù)=1\*GB3①流域特征參數(shù)μ根據(jù)流域地理位置、地質(zhì)概況、流域下墊面情況,本流域?qū)佗騾^(qū),盆地丘陵區(qū),采用《手冊(cè)》中表3-1盆地丘陵區(qū)的μ值統(tǒng)計(jì)系數(shù)公式:μ=4.8F-0.19、CV=0.18、Cs=3.5CV計(jì)算各設(shè)計(jì)μ值。②匯流參數(shù)m根據(jù)《手冊(cè)》中表3-2值綜合成果表,本流域?qū)倥璧厍鹆陞^(qū)的m值計(jì)算公式:當(dāng)θ=1~30時(shí),m=0.3180.204,當(dāng)θ=30~300時(shí),m=0.055θ0.72。③流域特征參數(shù)此次設(shè)計(jì)選取鎮(zhèn)安橋斷面作為工程河段的流量控制斷面,經(jīng)過(guò)涉河段控制斷面(鎮(zhèn)安橋斷面)位置的分析確認(rèn),我們搜集了花溪河1/5萬(wàn)航測(cè)圖,在航測(cè)圖上量算求得涉河工程控制斷面的集雨面積,集雨面積圖見(jiàn)附圖4-1。并通過(guò)勾繪主河道長(zhǎng)度,得到各段河長(zhǎng)L(km),然后通過(guò)以下河道平均比降公式計(jì)算求得河道平均比降J(‰):經(jīng)計(jì)算涉河控制斷面(鎮(zhèn)安橋斷面)處的流域特征參數(shù)詳見(jiàn)下表4.2-3。流域特征參數(shù)表4.2-3斷面位置流域特征參數(shù)F(km2)L(km)J(‰)鎮(zhèn)安橋斷面260.057.03.47(3)瞬時(shí)單位線法=1\*GB3①產(chǎn)流參數(shù):流域平均暴雨損失量If,查《手冊(cè)》中綜合分區(qū)圖,流域平均穩(wěn)定入滲率c,查《手冊(cè)》綜合分區(qū)圖。此次設(shè)計(jì)流域?qū)儆谠O(shè)計(jì)流域=4\*ROMANIV區(qū)。流域平均暴雨損失量If=25mm,流域平均穩(wěn)定入滲率c=0.9mm/h②匯流參數(shù):根據(jù)設(shè)計(jì)流域的地理位置,查《手冊(cè)》綜合瞬時(shí)單位線匯流參數(shù)分區(qū)圖,屬④區(qū)。③設(shè)計(jì)雨型:根據(jù)《四川省中小流域暴雨洪水計(jì)算手冊(cè)》查設(shè)計(jì)雨型綜合分區(qū)圖為Ⅳ1區(qū)。④暴雨點(diǎn)面折減系數(shù)分區(qū)為Ⅳ1(江北以上)。(4)水文比擬法考慮了歷史洪水以后,白鶴站有1896年、1926年、1959~2009年共53年洪水系列資料。對(duì)其采用P-Ⅲ頻率曲線進(jìn)行適線,得到白鶴站的設(shè)計(jì)洪水成果,見(jiàn)表4.2-4。白鶴站設(shè)計(jì)洪水成果表4.2-4單位:m3/s洪水要素統(tǒng)計(jì)參數(shù)不同頻率設(shè)計(jì)值(%)均值CvCs/Cv1251020洪峰流量3160.693.01110956752599446白鶴站流域面積283km2,此次設(shè)計(jì)流域面積260km2,將白鶴站設(shè)計(jì)成果按面積比移用到此次設(shè)計(jì)流域,面積比指數(shù)洪峰取0.67。4.2.5設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果上述三種計(jì)算的設(shè)計(jì)流域設(shè)計(jì)洪水成果見(jiàn)表4.2-5。工程河段設(shè)計(jì)洪水成果表4.2-5單位:m3/s采用資料計(jì)算方法頻率(%)P=1.0%P=2.0%P=5.0%P=10%P=20%巴南區(qū)氣象站推理公式法883751583460342瞬時(shí)單位線法946806616502380《手冊(cè)》推理公式法1030868659504360瞬時(shí)單位線法1090906702546392——水文比擬法10493848317035194.2.6設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果合理性分析及選用從上述設(shè)計(jì)洪水計(jì)算成果可以看出,采用《手冊(cè)》暴雨資料計(jì)算結(jié)果相比于采用巴南氣象站暴雨資料計(jì)算成果偏大,出于工程安全考慮,采用《手冊(cè)》暴雨資料計(jì)算結(jié)果更實(shí)際。由于本工程流域?yàn)樾×饔颍樗^(guò)程峰值受最大6小時(shí)成峰暴雨量影響較大,從實(shí)際情況、可靠角度出發(fā),鎮(zhèn)安橋控制斷面推薦采用《手冊(cè)》推理公式法計(jì)算的成果為設(shè)計(jì)所用。此外,本次將巴南區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告(2016-2030)洪水成果進(jìn)行對(duì)比。由巴南區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告(2016-2030)洪水成果與采用《手冊(cè)》推理公式法計(jì)算成果進(jìn)行比較分析,百年一遇洪水(鎮(zhèn)安橋斷面流量1060m3/s)僅比《手冊(cè)》推理公式法同頻率的洪水(約為1030m3/s)成果大2.8%,巴南區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告(2016-2030)洪水成果與《手冊(cè)》推理公式法成果較接近。將巴南區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告(2016-2030)鎮(zhèn)安橋斷面洪水成果與《手冊(cè)》推理公式法計(jì)算成果進(jìn)行比較見(jiàn)表4.2-6。巴南區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告(2016-2030)洪水成果與推理公式法計(jì)算成果比較表表4.2-6單位:m3/s采用資料P=1.0%P=2.0%P=5.0%P=10%P=20%巴南區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告(2016-2030洪水成果1060910713569430《手冊(cè)》推理公式法洪水成果1030868659504360由表4.2-6可知,巴南區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告(2016-2030)洪水成果、《手冊(cè)》推理公式法洪水成果基本接近,本次設(shè)計(jì)洪水推薦《巴南區(qū)防洪規(guī)劃報(bào)告(2016-2030)》洪水成果,見(jiàn)下表4.2-7。工程河段洪峰流量成果表(推薦)表4.2-7單位:m3/s頻率P(%)1251020洪峰流量10609107135694304.2.7施工期洪水一、洪水分期每年3月下旬開(kāi)始,隨著氣溫的回升和降雨量增多,流量逐漸加大,4月為汛前過(guò)渡期,5月~10月上旬為主汛期,降雨量最豐沛,暴雨頻繁,洪水也大,年最大流量主要發(fā)生在該期。10月中旬~11月為汛后過(guò)渡期,隨著降雨減少,洪水也小。12月到翌年2月是穩(wěn)定退水期。根據(jù)洪枯水變化規(guī)律和施工設(shè)計(jì)安排,將全年劃分為10月~次年4月,10月~次年3月、11月~次年4月、11月~次年3月、12月~次年3月、12月、1月等7個(gè)分期,以供施工設(shè)計(jì)選用。二、白鶴站分期設(shè)計(jì)洪水根主汛期洪水由設(shè)計(jì)暴雨直接推求,其余時(shí)段洪水,根據(jù)白鶴水文站洪水資料,各分期以年最大值取樣,經(jīng)頻率分析計(jì)算,用P-Ⅲ型曲線適線確定統(tǒng)計(jì)參數(shù),求得白鶴水文站各分期設(shè)計(jì)洪水(見(jiàn)表4.2-8),再用水文比擬法轉(zhuǎn)換到計(jì)算斷面處,詳見(jiàn)表4.2-8。白鶴站分期洪水成果表表4.2-8項(xiàng)目分期均值CvCs/Cv各頻率設(shè)計(jì)值Qp(m3/s)p=2%p=5%p=10%p=20%p=50%10月~4月67.61.002.527420415210343.310月~3月45.81.042.519214210569.628.211月~4月56.61.102.525018213285.832.911月~3月26.51.302.513695.165.739.312.512月~3月12.31.202.558.841.929.718.56.4612月5.810.862.520.615.812.38.724.191月3.990.782.513.010.28.055.913.05三、本工程分期設(shè)計(jì)洪水成果本工程起點(diǎn)河道集雨面積260.00km2,白鶴水文站集雨面積為283km2。用水文比擬法推算到本工程,分期洪水面積比指數(shù)n=0.67,花溪河治理工程(二橋段)分期洪水成果見(jiàn)表4.2-9?;ㄏ又卫砗佣喂こ蹋ǘ蚨危┓制诤樗晒肀?.2-9項(xiàng)目分期均值CvCs/Cv各頻率設(shè)計(jì)值Qp(m3/s)p=2%p=5%p=10%p=20%p=50%10月~4月63.8712.5258.87192.74143.6197.3140.9110月~3月43.271.042.5181.40134.1699.2065.7626.6411月~4月53.481.12.5236.20171.95124.7181.0631.0811月~3月25.041.32.5128.4989.8562.0737.1311.8112月~3月11.621.22.555.5539.5928.0617.486.1012月5.490.862.519.4614.9311.628.243.961月3.770.782.512.289.647.615.582.88四、主汛期洪水本工程擬從2021年10月至2022年10月進(jìn)行修建,施工期洪水重現(xiàn)期為五年一遇。由于施工工期為一年,需考慮主汛期五年一遇的設(shè)計(jì)洪水成果,結(jié)果見(jiàn)表4.2-10。主汛期洪水成果表4.2-10單位:m3/s頻率長(zhǎng)江流量花溪河自身洪水流量20%43500430主汛期洪水水面線根據(jù)《重慶市主城區(qū)防洪規(guī)劃(2016-2030)》,花溪河河口五年一遇洪水位為186.93m,而工程河段的五年一遇水位均低于186.93,因此工程河段受長(zhǎng)江頂托作用。因此水面線計(jì)算考慮兩種組合情況。組合情況1:花溪河發(fā)洪水,長(zhǎng)江不響應(yīng)。組合情況2:長(zhǎng)江發(fā)洪水,花溪河響應(yīng)。兩種組合情況下的主汛期洪水水面線計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4.2-11及4.2-12。組合情況1主汛期洪水水面線計(jì)算結(jié)果表4.2-11斷面編號(hào)斷面名稱里程(m)P=20%水位(m)河底高程(m)CS-0控制斷面0+000176.01169.50CS-10+068176.30170.00CS-2鎮(zhèn)安橋下0+162176.68170.80CS-3鎮(zhèn)安橋上0+183176.76171.00CS-40+205176.86170.55CS-50+240177.03171.00CS-60+317177.25170.50CS-70+406177.47171.50CS-80+474177.78171.50CS-9花溪二橋下0+540178.23171.80CS-10花溪二橋上0+580178.44171.80注:表中里程自鎮(zhèn)安橋下游175m處控制斷面算起的河道里程組合情況2主汛期洪水水面線計(jì)算結(jié)果表4.2-12斷面編號(hào)地名里程(m)P=20%水位(m)河底高程(m)HX1河口0186.93166.00HX2202186.93166.50HX3486186.93167.00HX4815186.93167.50HX5花溪大橋下1028186.94168.00HX6花溪大橋上1195186.95169.00HX71460186.95169.00HX81605186.95170.00HX91819186.95168.50HX102026186.95170.00HX11石龍橋下2155186.95171.00HX12石龍橋上2233186.96169.67HX132471186.95170.65HX142716186.95169.66HX152922186.96172.45HX163071186.96169.51HX17鎮(zhèn)安橋下3289186.96171.87HX18鎮(zhèn)安橋上3350186.97171.55HX193435186.97170.45HX203556186.97171.00HX21花溪二橋下3690186.98171.80HX22花溪二橋上3734186.98171.80注:表中里程是自花溪河河口斷面算起的河道里程,工程河段為表中鎮(zhèn)安橋上至花溪二橋下河段。組合情況1下的主汛期洪水位均低于開(kāi)挖面高程(180.96m~186.42m),因此組合情況1下的主汛期洪水不對(duì)工程建設(shè)過(guò)程產(chǎn)生影響。組合情況2下的主汛期洪水位均高于開(kāi)挖面高程(180.96m~186.42m),因此組合情況一下的主汛期洪水對(duì)工程建設(shè)過(guò)程產(chǎn)生影響,建議在主汛期來(lái)臨前將擋墻修至187m以上高程,以不耽誤工程建設(shè)工期。4.3設(shè)計(jì)洪水位4.3.1計(jì)算公式工程河段水面線采用伯努利能量方程進(jìn)行計(jì)算,即:式中:Z2、Z1為計(jì)算段上、下游斷面水位;V2、V1為計(jì)算段上、下游斷面平均流速,、為計(jì)算段上、下游斷面的動(dòng)能修正系數(shù);hf為沿程水頭損失;hj為局部水頭損失。在流量、控制斷面水位和河段糙率確定后,即可由該式算出河道斷面的水力要素。4.3.2主要參數(shù)的確定根據(jù)一維水面線的計(jì)算公式,其關(guān)鍵在于沿程水頭損失和局部水頭損失的確定。(1)動(dòng)能修正系數(shù)是以總流的斷面平均流速V代替過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的點(diǎn)流速Vi來(lái)計(jì)算斷面的平均單位動(dòng)能,為校正誤差而引入的修正系數(shù),理論上可按下式計(jì)算:式中:Vi為斷面單元流速(m/s);V為斷面平均流速(m/s);A為過(guò)水面積。是個(gè)大于1.0的數(shù)值,其值取決于斷面上流速分布不均勻的程度,流速分布越不均勻,值越大。本次計(jì)算過(guò)程中,取=1.0。(2)沿程水頭損失水流在流動(dòng)過(guò)程中,由于克服河床的阻滯作用,邊壁的低流速層對(duì)高流速層產(chǎn)生的阻力而消耗的能量,就是沿程阻力損失損失hf,主要決定于均勻流的坡降,可表示為:式中:L為計(jì)算段上下游斷面間距(m),K為流量模數(shù),,一般采用,K1、K2是上下兩斷面的流量模數(shù);C為謝才系數(shù),,n為糙率,y可取1/4~1/6。(3)局部水頭損失局部水頭損失即為河道的河床斷面沿程不均勻引起的水頭損失。局部阻力系數(shù)與河槽形態(tài)、收縮或放寬的比例以及水流情況有關(guān),特別是在跨河橋梁河段特別明顯,局部水頭損失hj可按下式計(jì)算:式中:為局部阻力系數(shù)。對(duì)于逐漸擴(kuò)散段,取=-0.3~-0.5;對(duì)于急劇擴(kuò)散段取=-0.5~-1.0;對(duì)于收縮段=0。4.3.3計(jì)算糙率的確定工程河段天然河道糙率根據(jù)河道形態(tài),河床組成及兩岸植被情況結(jié)合《天然河道糙率表》選定為0.040~0.055。此次設(shè)計(jì)天然河道糙率取0.045,考慮工程建設(shè)有綠化措施,建后糙率取值同建前天然河道糙率0.045。4.3.4歷史洪水巴南區(qū)所受歷史洪災(zāi)據(jù)《巴縣志》記載,1520年至1945年的426年中,發(fā)生大雨洪澇災(zāi)害49年,平均百年有災(zāi)11.5年。解放后大暴雨發(fā)生率較高,1956年大雨8次,暴雨6次,其中大暴雨3次,6月下旬,全縣普降大暴雨,毀房688間,死亡10人,農(nóng)田淹毀損糧277萬(wàn)余公斤。1960—1985年共發(fā)生暴雨67次,年平均2.6次,最高年為7次(1967年)。1972年6月27日,全縣普降暴雨,沖垮塘125口,堰187條,下澗口水庫(kù)決口,沖失8000多m3土壩,沖毀耕地198畝,沖毀堤坎3處,橋7座,崩田缺55267處,淹、沖毀在土作物59267畝,淹死4人,垮巖重傷4人,淹抽水機(jī)房11處,毀壞房屋638間。據(jù)巴南區(qū)有關(guān)資料記載,2009年8月3日-5日,受高空低槽和西南暖濕氣流共同影響,巴南區(qū)普降特大暴雨,連續(xù)兩天降雨量在200mm以上,這是我區(qū)有氣象記錄以來(lái)最大的一次暴雨。此次暴雨強(qiáng)度大,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),降雨范圍廣,造成大面積淹沒(méi)、山體滑坡、房屋垮塌、交通破壞、水利設(shè)施損毀等災(zāi)情。據(jù)統(tǒng)計(jì),截止8月6日下午14:00時(shí),全區(qū)218個(gè)村(居)、96452戶、173833人受災(zāi),受災(zāi)農(nóng)作物面積135336畝,預(yù)計(jì)糧食減產(chǎn)2476.6萬(wàn)公斤,直接經(jīng)濟(jì)損失約2.8億元。魚洞、惠民、一品、二圣、木洞、南泉、接龍、安瀾、跳石、石龍等地受災(zāi)極其嚴(yán)重,蔬菜、花椒、花木、茶葉、水產(chǎn)等示范基地被淹沒(méi)2萬(wàn)余畝,損失慘重。部分農(nóng)業(yè)設(shè)施損毀嚴(yán)重,據(jù)統(tǒng)計(jì),3座提灌站不同程度受損,渠道沖毀垮塌3640m,灌溉管網(wǎng)損毀3100m,山坪塘損壞49口,堡坎損毀3000多m,機(jī)耕道11處塌方,生產(chǎn)便道被淹6310m,裂縫或垮塌20余處,直接經(jīng)濟(jì)損失3700多萬(wàn)元,人民生產(chǎn)生活受到較為嚴(yán)重影響。根據(jù)調(diào)查,工程河段受長(zhǎng)江回水影響較大,據(jù)《重慶市巴南區(qū)河道普查成果匯編》(2000年3月)記載:建國(guó)以后1981.7洪水較大,坐落在長(zhǎng)江沿線的企業(yè):重慶工具廠、機(jī)床廠技校、重棉六廠等企業(yè)車間、庫(kù)房、住宅被洪水淹沒(méi),淹沒(méi)面積37307m2,受災(zāi)居民366戶?;ㄏ佑捎谑荛L(zhǎng)江洪水頂托,長(zhǎng)江回水至花溪河段磨灘橋位置,坐落在花溪河畔的企業(yè)山花汽車制造廠、蓄電池股份公司、市兒童福利院等受到不同程度的淹沒(méi),土橋—苦竹壩公路主干道約200m,淹沒(méi)水深達(dá)0.5m左右,造成210國(guó)道交通中斷及重大經(jīng)濟(jì)損失;城區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、商店、農(nóng)田大面積被淹沒(méi)。洪災(zāi)損失甚重。根據(jù)調(diào)查,2009年8月花溪河發(fā)生過(guò)一次很大的洪水,淹沒(méi)了花溪河兩岸很多房屋和設(shè)施,普渡橋差點(diǎn)封洞。根據(jù)對(duì)花溪河2009年歷史洪水的分析和判斷,2009年8月的花溪河洪水應(yīng)為自1986年以來(lái)最大的一次。2020年8月20日,長(zhǎng)江洪水過(guò)境,導(dǎo)致花溪河水位上漲,根據(jù)調(diào)查,花溪河下游淹沒(méi)較大,新尚城一樓門面、正安橋、花溪醫(yī)院等均被淹沒(méi),見(jiàn)圖4.1-6。圖4-6花溪河8.20洪水調(diào)查圖4.3.5控制斷面水位流量關(guān)系(1)控制斷面選取為滿足各工程河段洪水水面線計(jì)算要求,需進(jìn)行控制斷面的選擇??刂茢嗝鎸?duì)河段水位流量應(yīng)具有控制性作用,要求所選斷面附近河段河床形態(tài)穩(wěn)定、沖淤基本平衡,河段上下游應(yīng)盡可能順直,避免不規(guī)則岸勢(shì)河床形態(tài)紊亂中、高水時(shí)洪水流態(tài),帶來(lái)洪水漲落過(guò)程中水位流量關(guān)系的偏離波動(dòng)。此次設(shè)計(jì)花溪河自身洪水水面線推求控制斷面選在鎮(zhèn)安橋下游175m處位置(CS-0),水面線計(jì)算斷面共計(jì)11個(gè)水文斷面,編號(hào)自CS-0~CS-10,水文斷面位置示意圖見(jiàn)附圖4-2。受長(zhǎng)江頂托影響的洪水水面線選花溪河河口斷面為控制斷面(HX1),水面線計(jì)算斷面共計(jì)22個(gè)水文斷面,編號(hào)自HX1~HX22,水文斷面位置示意圖見(jiàn)附圖4-3。天然洪水水面線計(jì)算斷面采用實(shí)測(cè)河道大斷面及1:1000河道地形圖剖取。CS-0~CS-10大斷面圖見(jiàn)附圖4-4,HX1~HX22大斷面圖見(jiàn)附圖4-5。(2)水面線起算水位本次評(píng)價(jià)CS-0斷面采用曼寧公式Q=A·R2/3·J1/2/n推算斷面水位流量關(guān)系曲線,水力要素由大斷面計(jì)算,比降采用實(shí)測(cè)河道枯水比降,比降為3.91‰,糙率根據(jù)河道形態(tài),河床組成等特征參考《天然河道糙率表》選取,選為0.045。CS-0控制斷面水位流量關(guān)系成果見(jiàn)表4.3-1。CS-0斷面水位流量關(guān)系表表4.3-1水位(m)169.5174.5176.55178.6179.5180.4182184.1187流量(m3/s)0271.253789410701279170224823687CS-0斷面水位流量關(guān)系圖見(jiàn)圖4-7。圖4-7CS-0斷面水位流量關(guān)系圖根據(jù)CS-0斷面水位流量關(guān)系確定花溪河自身百年一遇洪水水面線起算水位為179.5m,花溪河自身五年一遇洪水水面線起算水位為176.01m。受長(zhǎng)江頂托影響的洪水水面線控制斷面HX1起算水位根據(jù)重慶市主城區(qū)防洪規(guī)劃(2016-2030)中花溪河河口水位進(jìn)行確定,受長(zhǎng)江頂托影響的百年一遇洪水水面線起算水位為194.69m,受長(zhǎng)江頂托影響的五年一遇洪水水面線起算水位為186.93m。CS-0和HX1斷面百年一遇、五年一遇洪水水面線起算水位結(jié)果見(jiàn)表4.3-2。起算水位結(jié)果表4.3-2百年一遇洪水起算水位五年一遇洪水起算水位CS-0179.50m176.01mHX1194.69m186.93m4.3.6設(shè)計(jì)洪水位計(jì)算成果根據(jù)各橫斷面資料、確定的河段糙率、各控制斷面起始水位及相應(yīng)頻率洪峰流量,采用一維水流數(shù)學(xué)模型從下游控制斷面向上游逐段推算河段各斷面的洪水位,流速、過(guò)水?dāng)嗝婷娣e根據(jù)斷面求得?;ㄏ訛殚L(zhǎng)江一級(jí)支流,需考慮是否收到長(zhǎng)江的頂托作用。根據(jù)《重慶市主城區(qū)防洪規(guī)劃(2016-2030)》查到花溪河河口百年一遇洪水位為194.69m,而工程河段的百年一遇水位均低于194.69m,因此工程河段受長(zhǎng)江頂托作用。因此水面線計(jì)算考慮兩種組合情況。組合情況1:花溪河發(fā)洪水,長(zhǎng)江不響應(yīng)。組合情況2:長(zhǎng)江發(fā)洪水,花溪河響應(yīng)。組合情況1的計(jì)算成果見(jiàn)表4.3-3,組合情況2的計(jì)算成果見(jiàn)表4.3-4。組合情況1工程河段天然水面線計(jì)算成果表表4.3-3斷面編號(hào)斷面名稱里程(m)P=1%水位(m)河底高程(m)CS-0控制斷面0+000179.50169.50CS-10+068179.75170.00CS-2鎮(zhèn)安橋下0+162180.06170.80CS-3鎮(zhèn)安橋上0+183180.13171.00CS-40+205180.23170.55CS-50+240180.37171.00CS-60+317180.59170.50CS-70+406180.81171.50CS-80+474181.06171.50CS-9花溪二橋下0+540181.43171.80CS-10花溪二橋上0+580181.63171.80注:表中里程自鎮(zhèn)安橋下游175m處控制斷面算起的河道里程組合情況2工程河段天然水面線成果表表4.3-4斷面編號(hào)地名里程(m)P=1%水位(m)河底高程(m)HX1河口0194.69166.00HX2202194.69166.50HX3486194.69167.00HX4815194.69167.50HX5花溪大橋下1028194.69168.00HX6花溪大橋上1195194.69169.00HX71460194.69169.00HX81605194.69170.00HX91819194.69168.50HX102026194.69170.00HX11石龍橋下2155194.69171.00HX12石龍橋上2233194.69169.67HX132471194.69170.65HX142716194.70169.66HX152922194.70172.45HX163071194.70169.51HX17鎮(zhèn)安橋下3289194.70171.87HX18鎮(zhèn)安橋上3350194.70170.55HX193435194.70170.45HX203556194.70171.00HX21花溪二橋下3690194.70171.80HX22花溪二橋上3734194.70171.80注:表中里程是自花溪河河口斷面算起的河道里程,工程河段為表中鎮(zhèn)安橋上至花溪二橋下河段。4.3.7設(shè)計(jì)洪水位計(jì)算成果合理性分析本次花溪河水面線計(jì)算各斷面是在1/1000的地形圖上剖取的,斷面數(shù)據(jù)的精度完全滿足設(shè)計(jì)要求,各斷面均根據(jù)河道的走勢(shì)、斷面變化、沿河建筑物等布設(shè),河道計(jì)算斷面平均間距約58m,項(xiàng)目涉河段的計(jì)算斷面布設(shè)數(shù)量也滿足山區(qū)河流的計(jì)算要求。糙率選取0.045,糙率選取是合理的,符合《水力學(xué)》中“渠道及天然河流的糙率表”中的規(guī)定。綜合以上,本次水位計(jì)算成果是比較合理的。附圖4-1鎮(zhèn)安橋斷面集雨面積圖5工程設(shè)計(jì)方案5.1工程等別及防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-2014)及水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2017)要求,堤防工程防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)其保護(hù)對(duì)象或經(jīng)批準(zhǔn)的流域、區(qū)域防洪規(guī)劃綜合研究確定。根據(jù)《重慶市河道范圍內(nèi)建設(shè)項(xiàng)目管理辦法》(渝府發(fā)〔2016﹞224號(hào))規(guī)定,重慶主城規(guī)劃區(qū)內(nèi)的無(wú)堤防河道管理范圍原則上按100年一遇的洪水位劃定;結(jié)合《重慶市人民政府辦公廳關(guān)于做好提升重慶中心城區(qū)防洪能力有關(guān)工作的通知》(渝府發(fā)〔2021﹞39號(hào),2021.2)規(guī)定:中心城區(qū)內(nèi)新建防洪護(hù)岸工程原則上按照不低于100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì);根據(jù)《重慶市巴南區(qū)防洪規(guī)劃(2016-2030年)》規(guī)定:外環(huán)高速以內(nèi)的區(qū)域,防洪標(biāo)準(zhǔn)確定為100年一遇。本工程位于巴南區(qū)花溪街道,處于外環(huán)高速以內(nèi),屬于中心城區(qū),故本工程防洪標(biāo)準(zhǔn)采用100年一遇,施工期采用5年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《重慶市巴南區(qū)李家沱組團(tuán)(E標(biāo)準(zhǔn)分區(qū))控制性詳規(guī)》,工程防護(hù)人口約10萬(wàn)人,根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2017),本工程堤防工程等級(jí)為Ⅳ等,主要建筑物工程級(jí)別為4級(jí),臨時(shí)建筑物工程級(jí)別5級(jí)。5.2設(shè)計(jì)方案5.2.1工程總體布置工程所在河流為花溪河干流,起于花溪二橋,止于鎮(zhèn)安橋,治理河道總長(zhǎng)350m,治理范圍為河道左岸岸坡,治理工程由護(hù)岸工程、綠化工程兩部分組成。護(hù)岸工程為左岸新建堤防,左岸堤頂控制線長(zhǎng)度346.20m,樁號(hào)為K左0+000.00~K左0+346.20。新建堤防采用多級(jí)擋墻,擋墻采用扶壁式。由于新建堤防臨河側(cè)已由花溪河綜合治理項(xiàng)目進(jìn)行了打造,為使本工程與已成項(xiàng)目更加協(xié)調(diào)和互溶,本工程也進(jìn)行了一定的綠化打造,本工程綠化打造主要包含下河漫步道及植樹(shù)造景。根據(jù)工程方案布置,工程總投資估算2337.74萬(wàn)元,建筑及安裝工程費(fèi)1590.34萬(wàn)元,其中規(guī)劃住宅用地段投資估算1215.31萬(wàn)元,建筑及安裝工程投資費(fèi)用852.47萬(wàn)元;規(guī)劃市政道路段投資估算1123.43萬(wàn)元,建筑及安裝工程投資費(fèi)用737.87萬(wàn)元。A、護(hù)岸工程工程新建堤防長(zhǎng)度為346.20m,起于花溪二橋左岸橋墩,止于規(guī)劃鎮(zhèn)安橋左岸橋臺(tái)處,其樁號(hào)為:K左0+000.00~K左0+346.20,堤防型式為多級(jí)鋼筋砼扶壁式擋墻,其中K左0+000.00~K左0+206.00段為兩級(jí)擋墻,K左0+206.00~K左0+346.20段為三級(jí)擋墻。工程第一級(jí)擋墻高6.0m,長(zhǎng)346.20m,其中規(guī)劃住宅用地(E06-2/05地塊)段長(zhǎng)206.00m(樁號(hào)K左0+000.00~K左0+206.00),規(guī)劃市政道路段長(zhǎng)140.20m(樁號(hào)K左0+206.00~K左0+346.20);二級(jí)擋墻高6.5m,長(zhǎng)329.10m,其中規(guī)劃住宅用地段長(zhǎng)196.70m,規(guī)劃市政道路段長(zhǎng)132.40m;第三級(jí)擋墻高7.0m,長(zhǎng)120.86m位于規(guī)劃市政道路段。第一、二級(jí)擋墻間留有3.40m寬退臺(tái),第二、三級(jí)擋墻間退臺(tái)寬3.80m,退臺(tái)上設(shè)花壇。其平面布置如下圖所示。圖5-1工程平面布置圖新建擋墻由上至下分為兩級(jí)或三級(jí),各級(jí)擋墻間設(shè)有退臺(tái),第一級(jí)擋墻頂面沿推薦堤線布置,擋墻均采用C30鋼筋混凝土澆筑。K左0+000.00~K左0+206.00段第一級(jí)擋墻高6.0m,墻頂寬0.5m,底板厚0.5m,墻踵懸臂長(zhǎng)3.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)1.5m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.5m,擋墻底部設(shè)置0.5m寬0.3m高防滑凸榫,凸榫距墻趾1.0m;第二級(jí)擋墻高6.5~7.5m,墻寬0.7m,底板高0.7m,墻踵懸臂長(zhǎng)4.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)2.0m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.7m,擋墻底部設(shè)置0.7m寬0.5m高防滑凸榫,凸榫距墻趾1.0m。兩級(jí)擋墻之間的平臺(tái)寬度3.40m,其高程分別為191.10m。擋墻基礎(chǔ)為大塊石,第一級(jí)擋墻基礎(chǔ)填筑于回填土石料之上,第二級(jí)擋墻基礎(chǔ)大塊石填筑與基巖上。K左0+000.00~K左0+206.00段兩級(jí)擋墻橫斷面如下圖所示:圖5-2工程橫斷面圖(K左0+000.00~K左0+206.00段)K左0+206.00~K左0+346.20段一級(jí)擋墻高6.0m,墻頂寬0.5m,底板厚0.5m,墻踵懸臂長(zhǎng)3.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)1.5m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.5m,擋墻底部設(shè)置0.5m寬0.3m高防滑凸榫,凸榫距墻趾1.0m;第二級(jí)擋墻高6.5m,墻寬0.7m,底板高0.7m,墻踵懸臂長(zhǎng)4.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)2.0m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.7m,擋墻底部設(shè)置0.7m寬0.5m高防滑凸榫,凸榫距墻趾1.0m;第三級(jí)擋墻高7.0m,墻寬0.7m,底板高0.7m,墻踵懸臂長(zhǎng)4.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)1.5m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.7m,擋墻底部設(shè)置1.0m寬0.5m高防滑凸榫,凸榫距墻趾0.5m。三級(jí)擋墻之間的兩階平臺(tái)寬度分別為3.40m、3.80m,其高程分別為191.10m、186.10m,退臺(tái)上設(shè)花壇,花壇內(nèi)為0.5m厚種植土,其上進(jìn)行綠化種植。一、二級(jí)擋墻基礎(chǔ)采用大塊石填筑,填筑厚度1.5m,第三級(jí)擋墻置于基巖上。其斷面圖如下圖所示:圖5-3工程橫斷面圖(K左0+206.00~K左0+346.20段)新建堤防采用100年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn),100年一遇設(shè)計(jì)洪水位為194.70m,堤頂超高0.6m,第一級(jí)堤防設(shè)計(jì)堤頂高程195.30m,擋墻底高程189.60m,擋墻埋深1.50m。第二級(jí)堤防設(shè)計(jì)堤頂高程191.10m,擋墻底高程184.60m,埋深1.50m。第三級(jí)堤防堤頂高程186.10m,擋墻底高程179.10m,擋墻埋深不小于1.5m,墻前回填采用大塊石,其頂部回填0.5m厚種植土,其上進(jìn)行綠化種植,墻前回填面高程180.96m~186.42m。擋墻縱斷面圖如方案附圖5所示。考慮規(guī)劃住宅用地及規(guī)劃市政道路對(duì)基礎(chǔ)填筑的要求,將工程堤后回填進(jìn)行風(fēng)區(qū),自擋墻頂部按1:2放坡至開(kāi)挖面或地面線為堤防回填區(qū)(回填區(qū)Ⅰ)。自放坡線外回填為回填區(qū)Ⅱ,回填區(qū)Ⅱ應(yīng)與堤防同步實(shí)施,回填區(qū)Ⅱ材料可根據(jù)用地需求自行選擇,不計(jì)入本次投資。B、綠化工程綠化工程主要包含下河漫步道及植樹(shù)造景。1)漫步道在堤防K左0+206.00處設(shè)置一條漫步道至花溪二橋處花溪河綜合整治項(xiàng)目已成親水步道,漫步道長(zhǎng)210m,寬3.0m,高程195.30m~180.50m,擬采用透水磚砌筑。漫步道位于河道左岸岸坡之上,是連接規(guī)劃市政道路和花溪河綜合整治項(xiàng)目已成親水步道的便民步道。漫步道起點(diǎn)位于規(guī)劃住宅用地和規(guī)劃市政道路之間,占用第一級(jí)擋墻寬度3.9m,漫步道與墻頂相接,節(jié)點(diǎn)高程195.30m;終點(diǎn)位于花溪二橋附近,與花溪河綜合整治項(xiàng)目已成親水步道相接,節(jié)點(diǎn)高程180.50m。漫步道自第一級(jí)墻頂沿規(guī)劃住宅用地段擋墻前方開(kāi)挖回填區(qū)布置,不占用原有岸坡。漫步道寬3.0m,兩邊設(shè)置0.3×0.5mC20砼路緣,漫步道路面采用透水磚砌筑,下設(shè)0.06m厚砂墊層和0.2m厚碎石墊層。漫步道材料可根據(jù)業(yè)主要求自行調(diào)整。2)綠化造景植樹(shù)造景區(qū)域?yàn)閾鯄ν伺_(tái)上的花壇區(qū)和新建堤防與花溪河綜合治理項(xiàng)目之間的未打造區(qū)域。工程總綠化面積約2500m2,花壇區(qū)綠化面積約1850m2,其中規(guī)劃住宅用地(E06-2/05地塊)段綠化面積1100m2,規(guī)劃市政道路段750m2。擋墻前方與花溪河綜合治理項(xiàng)目間未打造區(qū)域主要位于規(guī)劃住宅用地范圍線與堤防間的區(qū)域,以及規(guī)劃市政道路段擋墻前方的臨時(shí)開(kāi)挖回填區(qū),該部分綠化面積約650m2,其中規(guī)劃住宅用地段綠化面積400m2,規(guī)劃市政道路段250m2。綠化造景靠近擋墻的區(qū)域建議以攀爬、垂吊類綠植為主,其他區(qū)域可種植耐水耐旱類小型植物,工程區(qū)內(nèi)不得種植高大阻水嚴(yán)重的樹(shù)木。3.2.2護(hù)岸工程設(shè)計(jì)(1)堤頂設(shè)計(jì)根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50286-2013)》2.2.1條之規(guī)定,堤防工程安全加高值應(yīng)根據(jù)堤防工程的級(jí)別和防浪要求確定,本工程堤防級(jí)別為4級(jí)、允許越浪,堤防安全加高值為0.3m。護(hù)岸頂超高=設(shè)計(jì)波浪爬高+設(shè)計(jì)風(fēng)壅增長(zhǎng)高度+安全加高。其中:設(shè)計(jì)波浪爬高Rp計(jì)算公式為:設(shè)計(jì)風(fēng)壅增長(zhǎng)高度e計(jì)算公式為:風(fēng)浪要素采用莆田試驗(yàn)站法計(jì)算,其中平均波高計(jì)算公式為:平均波周期計(jì)算公式:波長(zhǎng)L計(jì)算公式:本次計(jì)算多年平均最大風(fēng)速以15m/s計(jì),來(lái)波波向線與垂直于堤軸線的法線的夾角為45度,迎水面坡比1:0,安全加高以0.3m計(jì)。詳見(jiàn)表5.2-1。風(fēng)浪堤頂超高計(jì)算表5.2-1項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果多年平均最大風(fēng)速(m/s)15計(jì)算風(fēng)速V(m/s)22.5風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度F(m)190水域平均水深d(m)6迎水面坡比m0平均波高H(m)0.107平均波周期T(s)1.449波長(zhǎng)L(m)3.278斜坡的糙率及滲透性系數(shù)K△0.9經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Kv1.01爬高累積頻率換算系數(shù)Kp0.845綜合摩阻系數(shù)K3.6×10-6風(fēng)壅水面高度(m)0.00092波浪爬高(m)0.270安全加高(m)0.30計(jì)算堤頂超高(m)0.57堤頂超高取值(m)0.60根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-2013),護(hù)岸堤頂高程應(yīng)高于為設(shè)計(jì)水面線加堤頂超高。工程計(jì)算堤頂高程195.27m=設(shè)計(jì)洪水位194.70m(P=1%)+0.57m,設(shè)計(jì)堤頂高程取195.30m。堤頂臨河側(cè)設(shè)防護(hù)欄桿,欄桿高度不得低于1.2m。(2)堤線比選根據(jù)工程實(shí)際情況,新建堤防堤線應(yīng)根據(jù)河道現(xiàn)狀地形進(jìn)行布置。堤線應(yīng)盡量順直,保證水流狀態(tài)平穩(wěn),并節(jié)約工程造價(jià)。由于工程河段臨河側(cè)已由《花溪河綜合整治項(xiàng)目》進(jìn)行了打造,新建堤防不應(yīng)對(duì)已打造區(qū)域進(jìn)行大面積破壞,且新建堤防應(yīng)與已打造區(qū)互融互應(yīng),不能過(guò)于突兀;新建堤防后方為規(guī)劃住宅用地及規(guī)劃市政道路,考慮規(guī)劃住宅用地用地面積需求及規(guī)劃市政道路邊線位置,本次設(shè)計(jì)所處環(huán)境較復(fù)雜,可利用空間小,需結(jié)合多方因素綜合考慮。工程新建堤防由規(guī)劃住宅用地段和規(guī)劃市政道路段組成。由于規(guī)劃市政道路后方為山體,無(wú)法大幅度后退,而規(guī)劃市政道路臨河側(cè)邊線已靠近河道,平面調(diào)整空間有限。故,該段堤防堤頂線沿規(guī)劃市政道路邊線布置,不再進(jìn)行堤線比選。堤線比選段主要位于規(guī)劃住宅用地段。由于規(guī)劃住宅用地地勢(shì)稍低(現(xiàn)狀地面高程約181.00m~192.00m),低于花溪河100年一遇洪水高程194.70m。在規(guī)劃地塊范圍內(nèi)有已成漿砌條石擋墻,該擋墻為原隔板廠擋墻,擋墻頂高程189.08~189.10m。根據(jù)工程實(shí)際情況,在規(guī)劃住宅用地段布置了4條堤頂線:方案一(比較方案):堤頂線沿規(guī)劃住宅用地范圍線布置。此時(shí)直立式擋墻堤腳位于規(guī)劃住宅用地邊線附近;方案二(比較方案):堤頂線介于規(guī)劃地塊邊界線與已成擋墻間。此時(shí)直立式擋墻堤腳高程略高于花溪河自身100年一遇洪水高程。方案三(推薦方案):堤頂線根據(jù)現(xiàn)狀地形,沿已成擋墻外緣線布置;方案四(比較方案):堤頂線沿已成擋墻內(nèi)緣線布置。四個(gè)方案堤線平面及斷面布置圖如圖5-4、5-5所示:圖5-4四個(gè)方案堤頂線平面布置圖圖5-5四個(gè)方案堤頂線斷面布置圖根據(jù)四個(gè)方案堤頂線布置情況,考慮河道占用面積、河道縮窄率及與上下游河道斷面面積比等因素,將堤頂線參數(shù)對(duì)比于下表中:堤頂線參數(shù)對(duì)標(biāo)表表5.2-2方案編號(hào)土地使用面積(m2)建后河道斷面面積(m2)占用河道斷面面積(m2)河道縮窄率(%)與上游斷面面積比(A上=1774m2)與下游斷面面積比(A下=1145m2)方案一101071365.54267.0316.361:0.771:1.19方案二92251403.89228.6815.011:0.791:1.23方案三(推薦方案)81001450.03182.5411.181:0.821:1.27方案四71551497.29135.288.291:0.841:1.31注:1.表中占用河道斷面面積為采用直立式擋墻時(shí)計(jì)算結(jié)果。2.表中上游斷面為工程河段起點(diǎn)上游220m處斷面,下游斷面取工程河段下游200m處斷面。由圖3.3-4可知,方案一堤線沿規(guī)劃住宅用地邊線布置不能順暢的與花溪河橋墩相接,存在堵塞橋墩下游行洪面積的情況,不利于行花溪河洪安全,也容易因雍水過(guò)高影響花溪二橋交通情況;同時(shí),由于方案一堤線臨近河岸,堤防位于花溪河100年一遇洪水線(不計(jì)長(zhǎng)江頂托影響)以內(nèi),堤防修建后會(huì)造成花溪河自身洪水雍高,影響花溪河的行洪安全。方案二堤腳線較方案一退后了4.19m,在修建坡面為1:0.1的直立式擋墻時(shí),堤腳略高于花溪河100年一遇洪水線(不計(jì)長(zhǎng)江頂托影響)。此時(shí),堤防修建后不會(huì)影響花溪河自身洪水時(shí)的行洪安全,同時(shí)能滿足堤后規(guī)劃住宅用地使用需求。但該方案河道縮窄率較大,在受長(zhǎng)江洪水頂托時(shí),容易造成洪水直沖對(duì)岸的情況發(fā)生,不利于行洪安全。方案三堤線沿原隔板廠已成擋墻外緣布置,比較符合河道現(xiàn)狀情況。工程建后既不會(huì)影響花溪河自身洪水時(shí)行洪安全,又能保障后方規(guī)劃住宅防洪安全,但還是存在過(guò)河道縮窄率較大的問(wèn)題。方案四堤線沿原隔板廠已成擋墻內(nèi)沿布置,符合河道現(xiàn)狀情況,不影響花溪河自身洪水時(shí)的行洪安全,且適當(dāng)?shù)拈_(kāi)挖有利于減小因河道的縮窄帶來(lái)的影響,但堤防的修建較大程度的減小了規(guī)劃住宅用地使用面積,不利于規(guī)劃的實(shí)施。經(jīng)各方面對(duì)比分析,推薦方案三堤線為護(hù)岸工程堤頂線。方案三堤線接近于工程現(xiàn)狀,對(duì)花溪河行洪影響較小,且能保證規(guī)劃住宅用地正常使用。推薦堤線與上下游河道位置關(guān)系如下圖所示,從圖中可知,工程布置后沒(méi)有形成卡口,與上下游銜接順暢。圖5-6推薦堤線與上下河道關(guān)系圖(3)堤型比選擬建堤防后方為規(guī)劃住宅用地和規(guī)劃市政道路,工程前方為花溪河綜合整治項(xiàng)目實(shí)施河段,工程利用空間有限。且工程河段現(xiàn)狀地面地勢(shì)較低,現(xiàn)狀地面與100年一遇洪水位高差有十余米,設(shè)計(jì)河段高差較大。工程區(qū)位于城市中心區(qū),工程前方花溪河綜合整治項(xiàng)目已進(jìn)行景觀打造,工程的建設(shè)需對(duì)環(huán)境互溶性和美觀性進(jìn)行考慮??紤]以上因素,根據(jù)推薦堤頂線選擇了4種斷面形式,4種方案布置如下:方案一(比較方案):直立式衡重?fù)鯄Γ环桨付ㄍ扑]方案):多級(jí)扶壁式擋墻;方案三(比較方案):多級(jí)衡重式擋墻;方案四(比較方案):多級(jí)重力式擋墻。1)方案一(比較方案)——直立式衡重?fù)鯄Γ簱鯄Σ捎没炷翝仓?,擋墻?1.50m~17.50m,擋墻頂寬0.8~1.2m,上墻高度為0.4H,衡重平臺(tái)寬1.3~2.6m,擋墻面坡1:0.1,上墻坡度1:0.4,下墻坡度1:-0.35。擋墻置于中風(fēng)化層上,擋墻每隔10m設(shè)縫,縫內(nèi)填充瀝青杉模板。墻身設(shè)Φ75mmUPVC排水管,梅花形布置,間距2.0m,排水管后增設(shè)0.4m厚塊碎石反濾層。擋墻后方沿?fù)鯄敳炕靥?,回填邊坡坡?:2,采用土石碾壓回填;后期回填根據(jù)規(guī)劃用地需求進(jìn)行回填。擋墻前方開(kāi)挖部分采用大塊石回填壓腳。擋墻頂部設(shè)置防護(hù)欄桿,欄桿高1.2m。方案五橫斷面圖如下圖所示:圖5-7方案一橫斷面圖2)方案二(推薦方案)——多級(jí)扶壁式擋墻:新建擋墻由上至下分為兩級(jí)或三級(jí),各級(jí)擋墻間設(shè)有退臺(tái),第一級(jí)擋墻坡面沿推薦堤線布置,擋墻均采用C30鋼筋混凝土澆筑。K左0+000.00~K左0+206.00段第一級(jí)擋墻高6.0m,墻頂寬0.5m,底板厚0.5m,墻踵懸臂長(zhǎng)3.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)1.5m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.5m,擋墻底部設(shè)置0.5m寬0.3m高防滑凸榫,凸榫距墻趾1.0m;第二級(jí)擋墻高6.5~7.5m,墻寬0.7m,底板高0.7m,墻踵懸臂長(zhǎng)4.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)2.0m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.7m,擋墻底部設(shè)置0.7m寬0.5m高防滑凸榫,凸榫距墻趾1.0m。兩級(jí)擋墻之間的兩階平臺(tái)寬度3.40m,其高程分別為191.10m。擋墻基礎(chǔ)為大塊石,第一級(jí)擋墻基礎(chǔ)填筑于回填土石料之上,第二級(jí)擋墻基礎(chǔ)大塊石填筑與基巖上。K左0+000.00~K左0+206.00段兩級(jí)擋墻橫斷面如下圖所示:圖5-8方案二橫斷面圖(K左0+000.00~K左0+206.00段)K左0+206.00~K左0+346.20段一級(jí)擋墻高6.0m,墻頂寬0.5m,底板厚0.5m,墻踵懸臂長(zhǎng)3.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)1.5m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.5m,擋墻底部設(shè)置0.5m寬0.3m高防滑凸榫,凸榫距墻趾1.0m;第二級(jí)擋墻高6.5m,墻寬0.7m,底板高0.7m,墻踵懸臂長(zhǎng)4.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)2.0m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.7m,擋墻底部設(shè)置0.7m寬0.5m高防滑凸榫,凸榫距墻趾1.0m;第三級(jí)擋墻高7.0m,墻寬0.7m,底板高0.7m,墻踵懸臂長(zhǎng)4.5m,墻趾懸臂長(zhǎng)1.5m,扶肋間距5.0m,扶肋厚0.7m,擋墻底部設(shè)置1.0m寬0.5m高防滑凸榫,凸榫距墻趾0.5m。三級(jí)擋墻之間的兩階平臺(tái)寬度分別為3.40m、3.80m,其高程分別為191.10m、186.10m,退臺(tái)上設(shè)花壇,花壇內(nèi)為0.5m厚種植土,其上進(jìn)行綠化種植。一、二級(jí)擋墻基礎(chǔ)采用大塊石填筑,填筑厚度1.5m,第三級(jí)擋墻置于基巖上。其斷面圖如下圖所示。圖5-9方案二橫斷面圖(K左0+206.00~K左0+346.20段)3)方案三(比較方案)——多級(jí)衡重式擋墻:K左0+000.00~K左0+206.00段擋墻為兩級(jí),K左0+206.00~K左0+346.20段為三級(jí)擋墻。擋墻第一級(jí)擋墻墻頂線沿推薦堤線布置,擋墻采用混凝土澆筑。第一、二級(jí)擋墻高6.5m,墻頂寬0.8m,上墻高2.4m,衡重平臺(tái)寬1.2m,擋墻面坡1:0.1,上墻坡度1:0.25,下墻坡度1:-0.3,擋墻底坡1:10,墻趾高1.0m,寬0.8m;第三級(jí)擋墻高7.0m,墻頂寬1.8m,上墻高2.5m,衡重平臺(tái)寬1.8m,擋墻面坡1:0.1,上墻坡度1:0.25,下墻坡度1:-0.4,擋墻底坡1:10,墻趾高1.5m,寬1.3m。擋墻兩階平臺(tái)寬分別為2.00m、3.00m,平臺(tái)上為花壇,花壇內(nèi)為0.5m厚種植土。第一、二級(jí)擋墻采用基礎(chǔ)采用大塊石,填筑厚度1.5m;第三級(jí)擋墻置于基巖上。擋墻每隔10m設(shè)一沉降縫,縫內(nèi)填充瀝青杉模板。方案三最大橫斷面圖如下圖所示:圖5-10方案三橫斷面圖4)方案四(比較方案)——多級(jí)重力式擋墻:K左0+000.00~K左0+206.00段擋墻為兩級(jí),K左0+206.00~K左0+346.20段為三級(jí)擋墻。第一級(jí)擋墻墻頂線沿推薦堤線布置,擋墻采用混凝土澆筑。第一級(jí)擋墻高6.0m,墻頂寬1.5m,背坡1:0.35,墻趾高1.0m,寬0.8m;第二級(jí)擋墻高6.5m,墻頂寬1.5m,背坡1:0.35,墻趾高1.0m,寬1.0m,墻踵高1.0m,寬1.5m,防滑凸榫高0.5m,寬1.0m,防滑凸榫距墻趾寬1.0m;第三級(jí)擋墻高7.0m,墻頂寬2.3m,背坡1:0.45,墻趾高1.5m,寬2.0m,墻踵高1.5m,寬2.0m,防滑凸榫高0.7m,寬1.5m,防滑凸榫距墻趾寬1.0m。擋墻兩階平臺(tái)寬分別為3.10m、4.00m,平臺(tái)上為花壇,花壇內(nèi)為0.5m厚種植土。第一、二級(jí)擋墻采用基礎(chǔ)采用大塊石填筑,填筑厚度1.5m;第三級(jí)擋墻置于基巖上。擋墻每隔10m設(shè)一沉降縫,縫內(nèi)填充瀝青杉模板。方案四橫斷面圖如下圖所示:圖5-11方案四橫斷面圖將以上方案各主要參數(shù)分析對(duì)比于下表:堤型參數(shù)對(duì)比表表5.2-3方案編號(hào)堤防形式土地使用面積(m2)建后河道斷面面積(m2)占用河道斷面面積(m2)河道縮窄率(%)與上游斷面面積比(A上=1774m2)與下游斷面面積比(A下=1145m2)投資估算(萬(wàn)元)方案一衡重式擋墻81001450.03182.5411.181:0.821:1.273534方案二多級(jí)扶壁式擋墻81001442.31190.2611.651:0.811:1.262338.74方案三多級(jí)衡重式擋墻81001444.08188.4911.551:0.811:1.263180方案四多級(jí)重力式擋墻81001444.44188.1311.521:0.811:1.263602注:上游斷面為工程河段起點(diǎn)上游220m處斷面,下游斷面取工程河段下游200m處斷面。從上表可知,四個(gè)方案堤后規(guī)劃住宅用地面積相同;不同的堤型占用河道面積略有不同,總的來(lái)說(shuō)相差不大,在180~190m2左右;各堤型與上下游連接都比較順暢。以上4個(gè)方案中,衡重式擋墻為直立式,較多級(jí)擋墻而言施工更為方便,且衡重式擋墻置于基巖上,不用對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理,從以上兩方面來(lái)說(shuō)衡重式擋墻更有優(yōu)勢(shì)。但由于堤防高差較大,衡重式擋墻高度較大,斷面面積更大,工程投資更多;且衡重式擋墻較多級(jí)擋墻而言美觀性較差,難以進(jìn)行美化,與環(huán)境協(xié)調(diào)度差,從投資、美觀性和環(huán)境協(xié)調(diào)性來(lái)說(shuō),多級(jí)擋墻更具優(yōu)勢(shì)。多級(jí)擋墻中,由于結(jié)構(gòu)形式的差異,使得擋墻間退臺(tái)寬度略有差異,其中多級(jí)扶壁式擋墻退臺(tái)寬度更寬,有利于綠化和景觀打造;同時(shí),因?yàn)閾鯄π问讲煌?,受力方式不一樣,其斷面面積不同,從而導(dǎo)致投資存在較大出入,經(jīng)對(duì)比分析,扶壁式擋墻投資更省。綜合考慮堤防占地面積,與環(huán)境融洽協(xié)調(diào)程度,施工難以程度、投資等多方面因素,推薦方案二——多級(jí)扶壁式擋墻為擬建堤防建設(shè)方案。(4)擋墻材料比選①擋墻材料選擇因本工程擋墻高差大,結(jié)合目前巴南區(qū)運(yùn)用材料的情況,本次設(shè)計(jì)選用鋼筋混凝土擋墻和漿砌條石擋墻進(jìn)行材料比較。a.從工程造價(jià)來(lái)看,鋼筋混凝土擋墻造價(jià)較高;漿砌條石擋墻造價(jià)較低,投資更??;b.從施工難度看,鋼筋混凝土擋墻結(jié)構(gòu)施工速度快,質(zhì)量較易控制;漿砌條石擋墻采用人工砌筑,耗時(shí)多,施工速度慢。c.從基礎(chǔ)適應(yīng)能力看,擋墻基礎(chǔ)為中風(fēng)化基巖和處理后的土質(zhì)堤基,承載力較好,混凝土擋墻和漿砌條石擋墻均能滿足其承載力要求。d.從景觀效果看,鋼筋混凝土擋墻較為生硬,漿砌條石擋墻稍好一些。綜合工程造價(jià)、施工難度、基礎(chǔ)適應(yīng)能力、景觀效果各方面比選,本次推薦采用鋼筋混凝土擋墻。②各材料參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)擬建堤防采用鋼筋砼結(jié)構(gòu),考慮堤防工程建設(shè)長(zhǎng)度較短,且位于市區(qū),擋墻混凝土推薦采用商用混凝土,標(biāo)號(hào)C30。堤后回填料采用開(kāi)挖料回填,擋墻前方開(kāi)挖采用大塊石回填。a.C30鋼筋砼擋墻:密度不得低于26.5KN/m3。b.壓腳料:采用開(kāi)挖的石渣料,要求:孔隙率不得低于0.28,碾壓干密度不小于19.5KN/m3,最大粒徑不超過(guò)50cm,填筑前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn),確定有關(guān)參數(shù)。c.堤后填筑料:堤后填筑料的選用和施工質(zhì)量直接關(guān)系到堤防的穩(wěn)定和后期建筑的沉降量的大小。本工程采用開(kāi)挖的土石料和外購(gòu)石渣料填筑。要求:壓實(shí)度不低于0.92,碾壓干密度不小于18.5KN/m3,最大粒徑不超過(guò)30cm,碾壓后綜合內(nèi)摩擦角不小于26°,填筑前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn),確定有關(guān)施工參數(shù)。規(guī)劃道路路面3m以下填筑要求應(yīng)按市政道路基礎(chǔ)填筑要求進(jìn)行填筑。(5)堤基處理堤防采用C30鋼筋砼澆筑,第一、二級(jí)擋墻基礎(chǔ)置于碾壓回填土體上,擋墻下采用大塊石填筑,要求處理后基礎(chǔ)承載力不小于350kpa,基底抗滑摩擦系數(shù)0.4。經(jīng)過(guò)計(jì)算本工程第一、二級(jí)擋墻基礎(chǔ)置于換填基礎(chǔ)上的最大壓應(yīng)力為159.14kpa,故第一二級(jí)擋墻換填基礎(chǔ)層可以滿足其承載力要求。第三級(jí)擋墻基礎(chǔ)置于基巖,根據(jù)地勘參數(shù),中風(fēng)化泥巖地基承載力約為450kpa,抗滑摩擦系數(shù)0.5。擋墻為剛性材料,經(jīng)過(guò)計(jì)算本工程鎮(zhèn)腳擋墻基礎(chǔ)置于中風(fēng)化基巖層上的最大壓應(yīng)力為410.11kpa,故擋墻基礎(chǔ)置于中風(fēng)化基巖層可以滿足承載力要求。(6)擋墻穩(wěn)定分析本工程新建堤防采用扶壁式擋土墻,采用理正巖土5.11擋土墻設(shè)計(jì)計(jì)算軟件對(duì)擋墻穩(wěn)定和應(yīng)力進(jìn)行復(fù)核。1)物理力學(xué)指標(biāo)材料的物理
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