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蛟流河中下游护岸工程长岗村险工治理初设剖析

2012-10-24

黑龙江水利科技 2012年1期
关键词:洮南市流河险工

李 敏

( 洮南市水利勘测设计队,吉林 洮南137100)

1 工程概况

蛟流河下游护岸工程长岗村险工位于洮南市幸福乡境内,长岗村。长岗村险工位置在蛟流河堤防的边缘,经过1998年大水,使河道的横向冲刷严重,已形成陡坎,险工长度为600 m。

2 险工治理

蛟流河下游堤防长岗村段,担当着十分重要的任务,一旦决口,将有500 hm2良田被淹没,3个自然屯、160 户、560 口人的生命财产将受到严重威胁。

由于多年的河水冲刷及河道自然走向的原因,转弯处水流方向与堤防走向几乎垂直,致使该处河段左侧河岸兑岸严重,部分主河道已贴近堤脚,如果不及时治理,堤防的安全将难以保证。

3 设计基本资料

3.1 水文

3.1.1 流域概况

蛟流河属于嫩江流域洮儿河水系,洮儿河一级支流。发源于内蒙突泉县老头山,主河流经内蒙的突泉县、吉林的洮南市,在洮南市城北汇入洮儿河,全长264 km。

蛟流河在野马吐进入洮南市后,左岸瓦房镇祟德屯有那金河汇入,右岸大通乡勤俭屯有额木特河汇入。瓦房有务本水文站,控制面积4 800 km2。

3.1.2 气象

洮南市属中温带大陆性季风气候,春季多风少雨,夏季炎热,秋季凉爽,冬季寒冷少雪。全年降水较少,蒸发量大,日照充足,昼夜温差大,据气象资料统计数据分析如下:

气温:年平均气温4.2℃,最低气温出现在1月份,为零下32.7℃,积温3 100℃。

无霜期:年平均无霜期135 d,最长141 d,最短117 d。

蒸发与降雨: 多年平均蒸发量1 840 mm,平均降水377.9 mm,年内降水分布极不均匀,多集中在7 ~9月份,占全年降水量的70%以上。

多年平均冻土深度1.8 m,最大冻土深2.20 m。

3.1.3 水文

3.1.3.1 蛟流河洪水

1) 暴雨特性。蛟流河洪水由暴雨形成。蛟流河流域的暴雨成因主要有蒙古低压、华北气旋、贝加尔湖、冷涡等。这些气象的特点是连续阴雨、雨强不大,笼罩面积大。1998年暴雨是本流域降雨影响的典型。

2) 洪水特性。洮南市属于半干旱地区,植被较差,雨量少易干旱,而发生暴雨就产生洪水,洪水一般发生在7月中旬—8月下旬。根据历年洪灾资料统计,务本至洮南河段长59 km,洪水传播时间为1 d。

3.1.3.2 蛟流河设计险段相应水位确定

蛟流河设计洪水标准根据蛟流河堤防工程标准,为20 a一遇洪水,洪峰流量1 030 m3/s,该险段处设计水位为167.25 m。设计堤顶高程按超高1 m为168.25 m,’98 大水过后,经地方自筹资金建设已达标。

3.2 工程地质

3.2.1 工程地质条件

3.2.1.1 地形地貌

蛟流河堤防处于松嫩平原的西部,地势由西北向东南微倾斜,按其成因类型及形态单元分述如下:

1) 冲洪积堆积物地域顺蛟流河向东南方向倾斜呈扇状散开,坡降1.4%,表层多由薄层黏性覆盖,但由扇顶向前缘逐渐加厚,表层土厚度从0.3 m可达25 m,将表土层以3 m厚为界,分成薄层土覆盖的扇形地( I1) 和厚层土覆盖的扇形地( I2) :①薄层土覆盖扇形地( I1) :表层岩性为全新统冲洪积含砂低液限黏土,厚度0 ~3 m。其下部为全新统冲洪积砂砾石( Q4al+pl) ,在局部地块砂砾石露出地表。②厚层土覆盖扇形地:分布在扇形地前边缘,表层岩性为全新统冲洪积含砂低液限黏土,含砾低液限黏土,低液限黏土,下部为细砂,砂粒石,局部地势较高处有全新统风积堆积粉土质砂( Q4eol) 及上更新统顾乡屯组冲积粉土质砂,细砂( Qae3g) ,厚度10 ~25 m。

3.2.1.2 地质构造

该险段位于松嫩平原之上,第四系沉积了较厚堆积层,所以基底岩面埋深由西向东南逐渐加深。地层由老到新叙述如下:

1) 白垩系上统( K2) 包括:①四方台组( k2s) :岩性以深灰绿色及少量棕色泥岩为主,夹有砂岩及砂砾岩,埋深在164.7~217 m,厚度在5.8 ~45.0 m,分布于全区。②明水组( k2m) :岩性为棕红及灰黑色泥岩,粉砂质与灰绿、灰白色粉砂岩组成韵律层。分布于冲积平原上,厚度>64 m。

2) 上第三系中新统包括: ①大安组( Nd) : 岩性上部为灰、灰绿色泥岩,粉砂泥岩,泥质粉砂岩;下部为灰绿色砂岩,含砂粒岩,属弱胶结,成岩差,不整合于白垩系之上,厚度0 ~82.0 m。②泰康组( Nt) :岩性:上部为灰绿,灰黑色泥岩夹薄层砂岩,成致密块状; 下部为灰白色砂岩,砂砾岩夹薄层泥岩。呈弱胶结,疏松易碎。厚度1.0 ~35.0 m,伏于大安组地层之上,分布于全区。

3) 第四系包括:①下更新统( Q1) :白山土山组冰水堆积层( Q16gl+fgl) ,岩性为灰黄、灰白色砂卵石夹有灰白黏土透镜体及泥砾,厚度2.8 ~26.5 m,分布在冲积、湖积低平原上。②中更新统( Q2) :中更新统大清沟组在白土山组之上,湖相沉积特征明显,厚度一般为4 ~15 m,透镜体。③上更新统顾乡屯组位于大清沟组之上,为湖相沉积的粉细砂和黄土状黏土,厚度4 ~30 m。④全新统( Q4) 。

3.2.1.3 水文地质条件

该区域地下水主要类型为孔隙潜水,埋藏深度2 ~8 m,含水层厚度9 ~18 m。岩性为冲洪积砂砾石组成。砂砾石渗透系数为0.346 cm/s。补给来源以大气降水,河水为主。水位升降幅度与河水位关系密切,承压水分布在下更新统园砾石层中。含水层埋深在60 ~97 m,厚度2.8 ~26 m。地下水为重碳酸钠钙水,矿化度低,地下水、地表水对混凝土无侵蚀性。

3.2.2 工程地质评价

该险工位于蛟流河下游,险工长600 m,处于平原区,河曲发育,河岸土层上部为壤土,孔隙度大,松散,厚度2.5 ~1 m,下部为园砾层,厚度3 ~20 m。主河道河床弯曲,汛期河水对河岸壤土层侵蚀,冲刷严重,应采取护岸措施。

3.3 天然建筑材料

该工程所用的土料为原河岸上开挖的弃土,黑色、稍湿、可塑,满足用土要求。

本工程主要用块石和碎石,用以抛石和干砌石和碎石护坡。全部石料均由镇西半拉山石场购进,选用无风化,块石粒径≥30 cm,抗拉强度≥30 kPa。

3.4 地震烈度

根据《中国地震烈度区划图(1990) 》,本区地震基本烈度为<Ⅵ度区。属于构造相对稳定区。

4 工程设计

4.1 设计原则、标准及依据

4.1.1 设计原则本着水利工程为人民群众生命财产安全做保障,同时能长久有效的发挥效益的原则进行规划设计。

4.1.2 设计标准

蛟流河堤防工程等级是按照《堤防设计规范》( GB50286-98) 确定的,堤防工程等别为Ⅵ等,该险工为4 级建筑物,临时建筑物为5 级,该段堤防防洪标准为20 a一遇洪水。

4.1.3 设计主要依据

《堤防工程设计规范》( GB50286-98) ; 《堤防工程施工规范》( SL260-98) ;《水力计算手册》。

4.2 工程任务及工程布置

治理险工长度为600 m,险工位置在幸福乡长岗村。

险工治理采用丁坝护岸结合碎石护坡的形式,根据《堤防工程设计规范》( GB50286-98) ,确定共需建丁坝4 座,碎石护坡500 m,丁坝位置设在碎石护坡两侧,每侧各2 座。

4.3 工程设计

1) 由于险工处即有陡坎较深的河段,又有河道流速较缓的河段,故选择丁坝与碎石护坡相结合的护坡方式。

2) 根据《堤防工程设计规范》( GB50286-98) ,确定坝长为20 m,间距为40 m,坝根埋入堤岸2 m。丁坝的尺寸,坝的上下游边坡均为1∶1.5,坝顶比降为1∶40,坝头呈圆台状。坝顶宽2 m,丁坝表面30 cm为干砌石,内部为抛石。坝顶高程与险工处岸顶高程一致。碎石护坡厚0.5 m,边坡1∶2,底部脚槽深为0.8 m,宽1.1 m,碎石护坡下面铺无纺布,做反滤层。碎石护坡顶高程与险工处岸顶高程一致。

4.4 工程量

该工程主要工程量见表1。

表1 工程量表 m3

5 施 工

丁坝的施工严格按《堤防工程施工规范》( SL260-98) 的有关规定进行施工。同时严格按设计图纸施工,丁坝的轴线与水流方向成70°的夹角。丁坝表面为30 cm厚干砌石,中间为抛石,坝头底脚常有垂直漩涡发生,以致冲刷成深塘,故坝头应构筑坚固。抛石过程中一定要注意抛石间的孔隙,确保工程质量。干砌块石一定要选择粒径≥30 cm的块石,同时块石的面一定要平整。块石选用洮南市半拉山采石厂的石料,购运块石时一定要保证块石的质量。土方开挖一定要按设计开挖到位,回填土夯实,确保工程质量。

碎石护坡施工应先按设计图纸修坡,压实,清除坡面树根,杂石等尖锐之物,再铺无纺布。铺碎石时,注意不要扎坏无纺布。

5 工程投资及概算编制

5.1 工程投资

洮南市蛟流河中下游护岸工程长岗村险工治理总长度为600 m,修建丁坝4 座,碎石护坡500 m,工程总投资为99.14 万元,其中,建筑工程86.72 万元,临时工程2.6 万元,独立费用9.82 万元。

5.2 编制原则和依据

依据水利部水总[2002]116 号文“颁发《水利建筑工程概算定额》、《水利工程施工机械台时费定额》及《水利工程设计概( 估) 算编制规定》。

5.3 基础单价

人工预算单价: 本工程投资概算人工预算单价按部颁116 号文规定计算工长为4.91 元/工时、中级工为4.24 元/工时、初级工为3.61 元/工时。

主要材料预算单价:本工程投资概算材料预算价格均按洮南市现行价格水平计算。根据工程区现状,工程所需材料全部用汽车运往工地,材料预算价格由材料市场价、运费、装卸费和采购保管费( 费率3%)4 项构成。

砂石料预算单价:工程区内无砂石料,需外购,按运到工地价。

5.4 取费标准

1) 工程单价由直接工程费、间接费、企业利润和税金4项构成。其它直接费、间接费、企业利润、税金取费标准按部颁116 号文的规定执行。

2) 根据116 号文规定,独立费用结合工程实际情况计列。建设管理费计列建设单位开办费、经常费、工程监理费。开办费按照116 号文规定计列。建设单位经常费: 包括建设单位人员经常费和工程管理经常。其中:建设单位人员经常费,根据费用指标和建设单位定员确定。工程管理经常费,按建设单位开办费和建设单位人员经常费之和的35%计取。工程监理费按照116 号文规定计列。

3) 勘测设计费: 按国家计委、建设部2002年计价格[2002]10 号文件执行。

初步设计中应按工程任务、规模、水文分析和地质勘察、主要建筑物基本形式、施工方案、移民、占地、工程管理、投资及环境影响评价和经济评价进行复核落实,对审查评估中提出的意见和问题进行补充,对工程建筑物、机电及施工组织设计要进一步深入工作,最终确定工程设计方案和概算投资。

[1]赵文博. 浅议如何搞好工程造价管理[J]. 中国科技信息,2005(12) :82.

[2]谢鉴衡,丁君松,王运辉,等. 河床演变及整治:第二版[M]. 北京:中国水利水电出版社,1997:37-55,97-100.

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