莊浪縣城區(qū)橡膠壩工程設(shè)計報告-工程規(guī)劃及施工組織設(shè)計(DOC 75頁)

1、1 綜合說明1.1 概 述1.1.1 流域概況水洛河屬渭河二級支流，上游分為南洛河和北洛河兩條支流,兩支流于莊浪縣城處匯合，匯合后稱下洛河。北洛河發(fā)源于寧夏回族自治區(qū)隆德縣蘇臺鄉(xiāng)馬鹿溝和黃草溝，由東北流向西南，于莊浪縣通邊鄉(xiāng)佛崖灣峽流入莊浪縣境，流經(jīng)通邊鄉(xiāng)、通化鄉(xiāng)、良邑鄉(xiāng)和水洛鎮(zhèn)，河長31Km，流域面積278km2，年均徑流量2974萬m3，年均流量0.943m3/s。1.1.2氣象 莊浪縣位于內(nèi)陸腹地，屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，全年盛行西北風(fēng)，最大風(fēng)速20m/s。氣候干燥，晝夜溫差大，夏季氣溫高，多冰雹、雨洪，夏秋季雨水集中。全年平均氣溫7.9，最熱月為7月，月平均氣溫19.9，歷年最高氣溫34.

2、8，最冷月為1月，平均氣溫5.5，極端最低氣溫23，最大凍土深63cm，多年平均無霜期142天，多年平均降水量547.8mm，年蒸發(fā)量1310.2mm（口徑20cm）。1.1.3年徑流北洛河莊浪縣城區(qū)橡膠壩壩址控制流域面積278km2，河床平均比降1%，平均徑流量0.943m3/s，年均徑流量2974萬m3。1.1.4暴雨洪水特性水洛河流域年徑流多由降雨補給，大多以暴雨形式出現(xiàn)，年內(nèi)分配極不均勻，多集中在79月。全年可分為35月為春汛期，由上游冰雪融水和降雨補給，69月為夏秋洪水期，以降雨補給為主，1011月為秋季枯水期，以地下水補給及河槽儲蓄量為主，12月至次年3月為冬季枯水期，以地下水補給

3、為主。橡膠壩壩址處二十年一遇洪峰流量為420m3/s，五十年一遇洪峰流量為570m3/s。1.1.5泥沙北洛河多年平均侵蝕模數(shù)為5000t/km2，壩址處多年平均輸沙量為166.8萬噸。1.1.6水面蒸發(fā)橡膠壩壩址多年平均水面蒸發(fā)深度為287.52mm。1.1.7 工程地質(zhì) 地質(zhì)概況地形地貌地質(zhì)構(gòu)造北洛河(城區(qū)段)河谷地貌以河漫灘、級階地為主，級階地零星發(fā)育?，F(xiàn)代河床漫灘經(jīng)河堤治理后穩(wěn)定河寬100108m，平均高程1616.51639m,左岸級階地寬300350m,平均高程1619.61642m，級階地缺失；右岸級階地寬500550m，平均高程1619.81642m,級階地寬50100m，平均

4、高程16381650m。莊浪縣城位于莊浪斷陷盆地中心，區(qū)域地層呈平緩傾斜，無斷裂無褶皺。 地層巖性主要地層有第四系全新統(tǒng)粉土質(zhì)礫、低液限粉土（低液限粉土）、新第三系(N) 棕紅色、淺黃色泥巖、砂質(zhì)泥巖石、泥質(zhì)砂巖。水文地質(zhì)條件工程區(qū)淺層地下水資源貧乏，淺層地下水屬第四系松散堆積物砂礫孔隙潛水類型；主要分布于北洛河干流河漫灘地及、級階地底部?，F(xiàn)代河床及河漫灘地地下潛水位埋深0.51.5m， 級階地潛水位埋深3.55.50m，級階地潛水位埋深大于15.0m，含水層巖性為含細(xì)粒土礫，厚度0.51.50m，滲透系數(shù)K1535.0md；下墊面第三系紅色泥巖屬于相對隔水層。單井出水量100300m3d。北

5、洛河河谷淺層地下和北洛河河水水化學(xué)類型屬HCO3NaCa2。對普通硅酸鹽水泥及其金屬結(jié)構(gòu)無侵蝕性。地震設(shè)防烈度根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖GB183062001。莊浪縣地震動峰值加速度為0.20g，相應(yīng)地震設(shè)防烈度為度。另據(jù)探孔揭露及土工試驗資料，壩基、堤基位于泥巖之上。壩址工程地質(zhì)條件1#橡膠壩、2#橡膠壩、3#橡膠壩分布段地層巖性可劃分為層，表層為第四系全新統(tǒng)（ al-plQ4 1-3 ）河谷沖洪積含細(xì)粒土礫，厚度.20.6m，天然狀態(tài)下呈松散狀，河漫灘零星分布向下為壩基第三系（N）紅色泥巖，呈厚層狀分布，巖體產(chǎn)狀近似水平，層狀分布。巖體無斷裂，節(jié)理裂隙較發(fā)育，呈軟塑硬塑狀，無地下水活動，不存

6、在壩基滲漏水問題，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為Kpa。壩基開挖邊坡，粉土質(zhì)礫1：0.75；紅色泥巖1：0.5。天然建筑材 細(xì)骨料場根據(jù)地質(zhì)勘探及混合料顆分試驗資料，北洛河混凝土細(xì)骨料資源量貧乏，細(xì)骨料料場選在南洛河南坪砂廠，砂廠細(xì)骨料資源總量大于10萬m3，5mm以下細(xì)骨料占31.96%，但0.075mm以下泥成分貪量較低，平均值3.28%，細(xì)度模數(shù)2.45，天然狀態(tài)下呈淡紅色泥質(zhì)、砂、卵石、碎石混合狀，需采篩，采篩率為24.68%，因此，細(xì)骨料選在南坪砂廠集中購買，平均運距10km。粗骨料場粗骨料料場選在南洛河南坪砂廠，總資源量大于20萬m3，平均采篩率達(dá)64.7%，礫石母巖為石英巖、花崗巖等堅硬巖石

7、，礫石干密度19.0KNm3，比重2.65，但含泥量為2.61%，不宜分散采篩，需在砂廠集中購買，平均運距10km。1.2 北洛河莊浪縣城區(qū)橡膠壩開發(fā)方案1.2.1建設(shè)條件北洛河上游為六盤山土石山林區(qū)，植被較好，屬輕度水土流失區(qū)，河水常年不斷流。在莊浪縣城區(qū)段修建橡膠壩，河道泥沙淤積量小，水質(zhì)良好，能達(dá)到觀光游覽、凈化空氣、提高地下水位等綜合效益的目的。1.2.2開發(fā)方案比選 （1）壩型確定 經(jīng)綜合分析，比較合適的擋水閘（壩）型式是橡膠壩和翻板閘。翻板閘管理不便，對行洪有一定影響，且投資較高；橡膠壩不影響河道行洪，且該壩型節(jié)約投資，運行安全，管理方便。故確定本次設(shè)計壩型為橡膠壩。 （2）開發(fā)方

8、案根據(jù)莊浪縣城區(qū)段開發(fā)治理方案，莊浪縣北洛河城區(qū)段橡膠壩的范圍確定在徐碾大橋至河馬大橋之間，自上而下呈階梯型排列在莊浪縣北洛河城區(qū)段，全長2435m?？傮w規(guī)劃設(shè)計10級橡膠壩,其中2007年計劃建設(shè)1#3#壩。1#壩壩址位置: 以自來水公司截水廊道河床基礎(chǔ)提高0.1m的水平線與右岸堤頂線降低0.7m的斜線相交處作為1#壩的壩址位置。2#壩壩址位置:以1#壩的基礎(chǔ)淹沒0.2m的水平線與右岸堤頂線降低0.7m的斜線相交處作為2#壩的壩址位置。以自來水公司截水廊道為0+000樁號，按照以上壩址確定原理，推出1#10#橡膠壩壩址樁號。十級開發(fā)方案：1#壩壩底板高程1638.126m，壩高3.0m，壩長

9、91m，回水長度300m；2#壩壩底板高程1635.826m，壩高2.5m，壩長94m，回水長度202.5m；3#壩壩底板高程1632.926m，壩高3.0m，壩長95m，回水長度282m；4#壩壩底板高程1630.986m，壩高2.5m，壩長112m，回水長度283.5m；5#壩壩底板高程1627.500m，壩高2.5m，壩長106m，回水長度325m；6#壩壩底板高程1625.200m，壩高2.5m，壩長101m，回水長度193.5m；7#壩壩底板高程1622.900m，壩高2.5m，壩長99m，回水長度230.5m；8#壩壩底板高程1620.600m，壩高2.5m，壩長97m，回水長度2

10、27.5m；9#壩壩底板高程1618.300m，壩高2.5m，壩長108m，回水長度180.5m；10#壩壩底板高程1616.000m，壩高2.5m，壩長102m，回水長度225m。1.3 設(shè)計成果概述1.3.1防洪標(biāo)準(zhǔn)及工程等級根據(jù)國家防洪標(biāo)準(zhǔn)（GB50201-94），確定其設(shè)計防洪標(biāo)準(zhǔn)為二十年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為五十年一遇，臨時工程洪水標(biāo)準(zhǔn)為五年一遇。 該樞紐工程定為四等工程，橡膠壩、控制室分別為4級建筑物。1.3.2設(shè)計洪水 壩址處無實測洪水資料，洪水采用地區(qū)經(jīng)驗公式法、面積比法和歷史洪水調(diào)查值三種方法進(jìn)行計算。經(jīng)分析，本次可研設(shè)計采用地區(qū)經(jīng)驗公式法計算的成果。故橡膠壩壩址處二十年一遇洪

11、峰流量為420m3/s，五十年一遇洪峰流量為570m3/s。1.3.3工程設(shè)計 本工程主要分為以下幾個部分：橡膠壩工程；邊墻工程；控制室工程；河道疏浚工程。（一）橡膠壩工程根據(jù)莊浪縣2007年建設(shè)計劃，本次暫做1#3#橡膠壩設(shè)計，以后逐步實施。根據(jù)北洛河城區(qū)段總體規(guī)劃要求，盡量增加水深和蓄水量，1#橡膠壩控制水面洄水至自來水公司截水廊道，2#橡膠壩控制水面洄水至1#橡膠壩，3#橡膠壩控制水面洄水至2#橡膠壩。經(jīng)綜合考慮，確定1#3#橡膠壩均為單跨，1#橡膠壩壩底板高程1638.126m，壩頂高程1641.126m，壩高3.0m，凈長91 m；2#橡膠壩壩底板高程1635.826m，壩頂高程16

12、38.326m，壩高2.5m，凈長94 m；3#橡膠壩壩底板高程1632.926m，壩頂高程1635.926m，壩高3.0m，凈長95 m。1#3#橡膠壩基礎(chǔ)均置于新鮮巖石上，底板厚度0.8m，采用C20鋼筋砼現(xiàn)澆，底板以下為C15混凝土基礎(chǔ)，壩底板順?biāo)鞣较蜷L度分別為10m、9m、10m，壩底板分縫間距分別為9.1m、9.4m、9.5m，采用651型止水帶止水，伸縮縫采用2cm厚閉孔泡沫板。該橡膠壩壩袋采用雙錨固形式錨固，錨固槽為暗槽設(shè)置，壩袋上下游錨固線采用外錨固，端部堵頭錨固線采用內(nèi)錨固。（二）邊墻工程左、右岸邊墻結(jié)構(gòu)型式完全相同，上下游邊墻長分別為10.0m、14.0m，基礎(chǔ)座于基巖上

13、，1#橡膠壩左右岸基礎(chǔ)高程均為1636.926m，頂部高程分別為1642.230m、1641.826m；2#橡膠壩左右岸基礎(chǔ)高程均為1634.626m，頂部高程分別為1640.243m、1639.486m；3#橡膠壩左右岸基礎(chǔ)高程均為1631.586m，頂部高程分別為1637.427m、1637.186m；邊墻結(jié)構(gòu)為重力式擋土墻結(jié)構(gòu)，采用C20鋼筋混凝土現(xiàn)澆。（三）河道疏浚工程根據(jù)實測河道中心線縱斷面圖及橡膠壩設(shè)計指標(biāo)，本次河道疏浚長度為785m，其中：1#橡膠壩以上疏浚長度為300m，設(shè)計河床高程為1637.926m，河道設(shè)計比降為1/72；1#2#橡膠壩之間疏浚長度為282m，設(shè)計河床高程

14、為1635.626m，河道設(shè)計比降為1/86；2#3#橡膠壩之間疏浚長度為203m，設(shè)計河床高程為1632.586m，河道設(shè)計比降為1/94。（四）控制室工程控制室是操縱橡膠壩充脹和排空坍落的機電設(shè)備及附屬設(shè)施的維護(hù)結(jié)構(gòu)。為了節(jié)約投資和方便交通，控制室布置在3#橡膠壩的右岸壩端，矩形結(jié)構(gòu)，平面軸線間尺寸為13.2×6.0米，共三層，一層為壁厚為0.5米的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，二層為墻厚為0.37米的磚混結(jié)構(gòu)，三層為墻厚0.24米磚混結(jié)構(gòu)，在第三層設(shè)1.2米寬室外走廊。一層位于臺地下，為設(shè)備層，主要放置充排壩袋的水泵、電機及測壓設(shè)備等，地板為0.65米厚的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；二層為配電層，主要放

15、置配電柜等設(shè)備；三層管理層，為操縱及看護(hù)橡膠壩人員的住所。樓板為整體現(xiàn)澆式板梁結(jié)構(gòu)，板厚0.12米，各層之間采用內(nèi)置懸臂式鋼筋混凝土樓梯連接，梯寬0.7米。供水水源為自來水，采用兩臺ISG80-125（I）型單級單吸管道離心泵，一臺備用，用150mm直縫卷制電焊鋼管為供水管，經(jīng)埋于壩底板下方的供（排）水管路，向壩體供水?？刂剖覂?nèi)布置3臺300S-12A型單級雙吸中開式離心泵，經(jīng)埋于壩底板下方的供排水管路，排放壩內(nèi)水體?？刂剖?0KV電源引自，距離約150米，單回路供電，架空10KV線路選用LGJ-3×50電纜，室外柱上變壓器選擇S9-100/10一臺，其容量為100KVA，水泥電桿長

16、12米，檔距為50米。配電屏安裝有GGD1-25（改）總控制屏(兼進(jìn)線柜)， 寬度均為800mm，所有電氣設(shè)備均在屏上操作。1.4 施工組織該工程位于主河槽上，受氣候條件限制較大，需在短期內(nèi)突擊完成，原則上以機械化施工為主，人工施工為輔；專業(yè)隊伍施工為主，民工施工為輔，爭取在2007年6月底以前竣工并投入運用。工程在項目管理上嚴(yán)格按照基本建設(shè)程序，在本工程施工過程中，必須認(rèn)真細(xì)致地嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，建立項目管理責(zé)任制和質(zhì)量管理保證體系，確保工程質(zhì)量，力爭工程按期順利完工。1.5 工程管理該工程屬于等工程，根據(jù)中華人民共和國水利部水利工程管理單位編制定員試行標(biāo)準(zhǔn)（SLJ70581），設(shè)管理人員6人，分

17、設(shè)所長（股級），工程管理及水情調(diào)度，財務(wù)供應(yīng)、行政辦公及建筑物維修養(yǎng)護(hù)、護(hù)壩、水工觀測、水庫調(diào)度運行等人員。工程管理機構(gòu)為“莊浪縣北洛河城區(qū)段橡膠壩工程管理所”， 該管理所由莊浪縣政府領(lǐng)導(dǎo)，業(yè)務(wù)隸屬于縣水務(wù)局，管理所負(fù)責(zé)工程安全調(diào)度、工程維修、水工觀測及資料整編等工作。管理方法上實行定崗、定員、定責(zé)，該工程投資較大，必須保證工程自身及運行安全，需按照國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范及操作規(guī)程的要求，制定工程管理細(xì)則，并進(jìn)行專業(yè)技術(shù)和職業(yè)道德培訓(xùn)。1.6環(huán)境影響評價在莊浪縣城區(qū)段修建橡膠壩，進(jìn)行梯級開發(fā)，水量豐富，河道泥沙淤積量小，水質(zhì)良好，環(huán)境優(yōu)美。工程建成后常年擋水，形成人工湖，兼有凈化空氣的作用，同時與紫

18、荊公園風(fēng)景區(qū)交相輝映，共同構(gòu)筑一個小型景區(qū)，為當(dāng)?shù)匕l(fā)展旅游事奠定了良好的基礎(chǔ)。工程施工過程中，對施工現(xiàn)場的生態(tài)環(huán)境會有暫時的一定程度的破壞；施工后及時對環(huán)境進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)，可以將其不利影響消除或降低到最低限度?？傊?，工程建成后，具有較好的生態(tài)效益和社會效益，宜盡快實施。1.7 工程量及投資本工程估算總投資為990.94萬元，其中建筑工程為700.29萬元，機電設(shè)備及安裝工程25.75萬元，金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備及安裝工程81.95萬元，臨時工程51.24萬元，其他費用84.54萬元，預(yù)備費47.19萬元?？偣こ塘?2.21萬m3，其中土石方開挖及回填10.99萬m3，砼及鋼筋砼工程1.22萬m3，共需勞

19、力13.29萬工日。工程主要材料量：水泥3416T，鋼材144T，砂子0.73萬m3，石子0.98萬 m3。2 基本資料2.1 流域概況水洛河屬渭河二級支流，上游分為南洛河和北洛河兩條支流,兩支流于莊浪縣城處匯合，匯合后稱下洛河。南洛河發(fā)源于關(guān)山西麓莊浪縣韓店鄉(xiāng)的灶火溝，由東向西，流經(jīng)韓店鄉(xiāng)、南坪鄉(xiāng)和水洛鎮(zhèn)，河長30.5Km，流域面積325.7km2，年均徑流量 0.38億m3，年均流量1.2m3/s；北洛河發(fā)源于寧夏回族自治區(qū)隆德縣蘇臺鄉(xiāng)馬鹿溝和黃草溝，由東北流向西南，于莊浪縣通邊鄉(xiāng)佛崖灣峽流入莊浪縣境，流經(jīng)通邊鄉(xiāng)、通化鄉(xiāng)、良邑鄉(xiāng)和水洛鎮(zhèn)，河長31Km，流域面積278km2，年均徑流量0.3

20、0億m3，年均流量0.95m3/s；下洛河由東北向西南，流經(jīng)朱店鎮(zhèn)、萬泉鄉(xiāng)至徐家城納入清水河，經(jīng)靜寧縣周家峽口、出清水峽，至仁大川高溝村注入葫蘆河。水洛河 總河長99.5Km（莊浪縣境內(nèi)89.5km），總流域面積905.7Km2（莊浪縣境內(nèi)836.7Km2）,年均徑流量0.84億m3，年均輸沙量395萬t。本次可研設(shè)計橡膠壩壩址位于北洛河末端，壩址以上控制流域面積278Km，年均流量0.943m3/s，年均徑流量2974萬m3。2.2 氣象莊浪縣位于內(nèi)陸腹地，屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，全年盛行西北風(fēng)，歷年最大風(fēng)速為20m/s。氣候干燥，晝夜溫差大，夏季氣溫高，多冰雹、雨洪，夏秋季雨水集中。全年平均氣

21、溫7.9，最熱月為7月，月平均氣溫19.9，歷年最高氣溫34.8；最冷月為1月，平均氣溫5.5，極端最低氣溫23，最大凍土深63cm，多年平均無霜期142天。多年平均降水量547.8mm，年內(nèi)分布極不平衡，冬春降水稀少，10月至翌年4月降水僅占全年降水的20，全年降水量60以上集中在79三個月。年蒸發(fā)量1310.2mm（口徑20cm）。有關(guān)氣象統(tǒng)計資料見表21。2.3 年徑流水洛河流域年徑流多由降雨補給，大多以暴雨形式出現(xiàn)，年內(nèi)分配極不均勻，多集中在79月。全年可分為35月為春汛期，由上游冰雪融水和降雨補給，69月為夏秋洪水期，以降雨補給為主，1011月為秋季枯水期，以地下水補給及河槽儲蓄量為

22、主，12月至次年3月為冬季枯水期，以地下水補給為主。2.3.1年徑流的推求由于北洛河無實測水文資料，故利用甘肅省水文圖集進(jìn)行年徑流計算。按圖勾繪出流域分水線，并定出流域中心位置，用直線內(nèi)插法求得北洛河流域多年平均徑流深為107mm。多年平均徑流量：用公式Q=（1000×F×Y）/T計算出平均流量，再由公式W=QT計算多年平均徑流量。式中：Q多年平均流量（m3/s） F流域面積，為278Km2 Y多年平均徑流深，為107mm T計算時段長，為31.54×106s由以上數(shù)據(jù)計算得壩址處多年平均流量分別為0.943m3/s，并求得多年平均徑流量分別為2974萬m3。77

23、莊浪縣氣象站各氣象要素統(tǒng)計表項目名稱單位月 份全年一二三四五六七八九十十一十二多年各月平均氣溫C-5.5-2.73.59.414.217.819.919.113.88.41.6-4.17.9多年各月平均最高氣溫C1.23.79.716.120.624.525.924.919.314.17.42.214.1多年各月平均最低氣溫C-10.6-7.5-1.33.57.810.814.4139.44-2.5-8.72.8多年各月極端最高氣溫C11.215.323.627.129.834.833.533.32824.418.312.234.8發(fā)生日期日/年7/7927/7826/7324/7328/69

24、20/669/743/733/779/591/723/726-20/66多年各月極端最低氣溫C-23-21.2-13.7-10-3.31.65.74.4-0.4-6.3-15.5-22.6-23發(fā)生日期日/年28/648/7214/784/699/622/802/7330/6229/7026/6017/6915/751-28/64多年各月平均降雨量mm3.14.711.741.245.455.5117.1113.392.545.415.32.8547.8多年各月一日最大降水mm4.95.812.485.445.942.394.780.346.626.414.84.894.7發(fā)生日期日/年17/

25、7114/6012/7028/7313/6728/7125/7512/7319/752/6118/611/747-25/75多年各月最大積雪深度cm8919114151119發(fā)生日期日/年13/743/7212/709/6823/5916/691/743-12/70多年各月平均日照時數(shù)17172149173194.9220.2246.3216.1199.9144.4148.6148.4133.62179多年各月平均蒸發(fā)量mm38.451.1105.3153.9181.9192.3174.4161.7101.272.546.231.61310多年各月最大凍土深度cm63615865204663發(fā)

26、生日期日/年10/7316/601/612/7926/6029/7931/721-10/73多年各月平均風(fēng)速m/s1.822.22.42.21.81.71.81.51.61.71.71.9多年各月最大風(fēng)速m/s12111620151211141012141420發(fā)生日期日/年17/7919/7022/7727/748/704/6911/7322/6149/6922/6820/7920/734-27/74相應(yīng)風(fēng)向16方位NNNNWNNNENNNNSNNNNEN年最大風(fēng)速平均m/s13.5相應(yīng)風(fēng)向SE2.4 洪水2.4.1 洪水特性水洛河洪水由暴雨形成，汛期一般為59月，主汛期為79月份，洪水多尖

27、瘦，歷時短，峰高量大，且洪水的年際變化較大。該流域除上游南部地區(qū)為植被較好的土石山林區(qū)外，中下游屬黃土高原丘陵溝壑區(qū)，植被差，山體破碎，小范圍的突降暴雨強度大，沖刷力強，形成大量地表徑流，對河道兩岸沖刷嚴(yán)重，破壞性較大。2.4.2 洪水分析由于當(dāng)?shù)責(zé)o水文站，所以洪水采用地區(qū)經(jīng)驗公式法、面積比法和歷史洪水調(diào)查值進(jìn)行分析計算。地區(qū)經(jīng)驗公式法洪峰流量計算：查閱甘肅省水文圖集，水洛河流域洪峰流量經(jīng)驗公式為： q=C/F0.496 Q=q×F式中：Q相對于某一頻率的設(shè)計洪峰流量（m3/s）F控制流域面積，為278 Km2 q相對于某一頻率的洪峰流量模數(shù)（m3/s/ Km2） C相對于某一頻率的

28、洪峰流量系數(shù)計算結(jié)果見表2-2。表2-2 不同頻率洪峰流量成果表頻率（%）0.10.20.512351020洪峰流量Q（m3/s）12891056854696570490420304185洪水歷時計算：亦用甘肅省水文圖集推薦的經(jīng)驗公式計算：T=7.63F0.344式中：T洪水歷時（h） F流域面積（Km2）經(jīng)計算，洪水歷時為52.9h。洪水總量推求：用下式計算，即W=0.0038×Q0.956×（T+11）1.75式中：W洪水總量（萬m3） Q洪峰流量（m3/s） 計算結(jié)果見表2-3。表2-3 不同頻率洪水總量成果表頻率（%）0.10.20.512351020洪水總量W（萬

29、m3）51624266348228642366204817671297807面積比法在本次可研設(shè)計的橡膠壩上游有紅崖灣水庫調(diào)蓄工程，該水庫30年一遇洪水115 m3/s，100年一遇洪水190 m3/s，500年一遇洪水265 m3/s。故以紅崖灣水庫洪水資料為參證值，采用面積比法推求壩址處的設(shè)計流量。采用公式Qm設(shè)=（F設(shè)/F參）mQm參計算，式中：Qm設(shè)、Qm參設(shè)計斷面和上游參證站的洪峰流量F設(shè)、F參設(shè)計斷面和上游參證站的流域面積m指數(shù)，m取0.7經(jīng)計算，壩址處30年一遇洪水399 m3/s，100年一遇洪水659 m3/s，500年一遇洪水920 m3/s。經(jīng)適線，求得20年一遇洪水32

30、0 m3/s，50年一遇洪水490m3/s。歷史洪水調(diào)查值省交通廳、莊浪縣水利局曾調(diào)查過各斷面的洪峰流量。各單位調(diào)查的北洛河流域洪水資料見表2-4。表2-4 莊浪縣北洛河洪水調(diào)查成果表地點洪峰流量m3/S集水面積Km發(fā)生時間有何影響推算近似頻率調(diào)查單位建行大橋下5453261980.7.29無30年一遇省交通廳莊浪縣委門前3912721980.7.26無20年一遇縣水利局設(shè)計洪峰流量的確定經(jīng)過對以上三種方法計算的洪水成果分析，面積比法和歷史洪水調(diào)查值成果偏小，考慮經(jīng)驗公式法計算成果的可靠性和代表性較好，而且數(shù)值較大，為偏于安全取大值，故本次設(shè)計采用經(jīng)驗公式法計算結(jié)果，即本次可研設(shè)計洪水為：20

31、年一遇洪峰流量為420 m3/s，50年一遇洪峰流量為570 m3/s。洪水總量為：20年一遇洪水總量為1767萬m3，50年一遇洪水總量為2366萬 m3。施工洪水橡膠壩工程分期施工為2-6月，由于無實測洪水資料，故采用水文圖集法計算的成果，即非汛期最大洪水為五年一遇，為185m3/s。各月洪水根據(jù)每月降雨資料進(jìn)行計算，施工各月洪水見表2-5。表2-5 橡膠壩分期施工設(shè)計洪水成果表分期施工期洪水（m3/s）2月1.63月4.04月13.95月15.36月18.72.5 泥沙北洛河橡膠壩壩址處無實測泥沙資料，故泥沙根據(jù)甘肅省水文圖集法進(jìn)行計算，查得橡膠壩壩址所處流域年土壤侵蝕模數(shù)為0.5萬t/

32、Km2，則年懸移質(zhì)輸沙量139萬t，推移質(zhì)輸沙量按懸移質(zhì)輸沙量的20%計，則推移質(zhì)輸沙量27.8萬t，故得壩址處年平均輸沙量為166.8萬t，折合128.3萬m3。懸移質(zhì)輸沙量逐月分配見表2-6。水庫懸移質(zhì)輸沙率月分配表表2-6 單位:萬t壩址1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月合計比例（%）0.010.131.575.603.368.0832.3137.798.861.910.340.04100懸移質(zhì)0.020.182.187.794.6611.2344.9252.5212.322.660.470.061392.6 水面蒸發(fā)由于壩址無實測水面蒸發(fā)資料,故水面蒸發(fā)采用莊浪縣氣

33、象站水文氣象資料進(jìn)行計算: 壩址處多年平均降水量547.8mm，年蒸發(fā)量1310.2mm（口徑20cm），徑流深107 mm，因為年蒸發(fā)量由20cm蒸發(fā)皿測得，所以折算系數(shù)取為0.54，故水面蒸發(fā)量為折算系數(shù)與蒸發(fā)皿蒸發(fā)的積減去降水量與徑流量的差。水面蒸發(fā)量計算詳見表2-7。表2-7 莊浪縣水洛河橡膠壩水面蒸發(fā)損失計算表 月份月平均蒸發(fā)皿蒸發(fā)量（mm）折算系數(shù)折算系數(shù)×蒸發(fā)皿蒸發(fā)陸面蒸發(fā)量（mm）水面蒸發(fā)量（mm）降水量（mm）徑流深（mm）降水-徑流138.40.5420.743.100.602.50 18.24 251.10.5427.594.700.903.80 23.79 3

34、105.30.5456.8611.702.309.40 47.46 4153.50.5482.8941.208.0033.20 49.69 5181.90.5498.2345.408.9036.50 61.73 6192.30.54103.8455.5010.8044.70 59.14 7174.40.5494.18117.1022.9094.20 0.00 8161.70.5487.32113.3022.1091.20 0.00 9101.20.5454.6592.5018.1074.40 0.00 1072.50.5439.1545.408.9036.50 0.00 1146.20.542

35、4.9515.303.0012.30 12.65 1231.70.5417.122.800.502.30 14.82 合計1310.2707.51548.00107.00441.00 287.52 3 工程地質(zhì)3.1 勘測概述受莊浪縣水務(wù)局委托，我院組織勘測、設(shè)計技術(shù)人員在莊浪縣水務(wù)局配合下，于2006年12月10日12月25日，對莊浪縣北洛河城區(qū)段橡壩工程進(jìn)行勘探、測量。共完成四等水準(zhǔn)測量66km，完成斷面測量14條，人工挖探井11個，采集原狀砂礫石樣11組，完成地質(zhì)剖面圖測繪14 km；經(jīng)過上述各項工作，基本查清了北洛河（城區(qū)段）規(guī)劃橡膠壩淺層地基條件及已治理堤防防滲加固導(dǎo)線淺層地基條件、

36、水文地質(zhì)條件，各項工作都達(dá)到規(guī)范要求。3.2 地質(zhì)概況3.2.1 地形地貌水洛河屬渭河水系一級支流葫蘆河支流，水洛河在縣城以上分北洛河和南洛河，前者發(fā)源于寧夏隆德縣六盤山脈西麓，流經(jīng)隆德縣蘇臺鄉(xiāng)于通邊進(jìn)入莊浪縣境，后者發(fā)源于六盤山脈的關(guān)山梁灶火溝一帶，至莊浪縣城南北洛河交匯后，向下游流經(jīng)朱店、萬泉至靜寧縣大河灘匯入葫蘆河。本區(qū)總趨勢是；東北高，西南低，東部受六盤山抬升影響形成白堊系隆起帶；西部第三紀(jì)以前為山間盆地，接受第三系沉積地層后卷入隴西構(gòu)成體系，并抬升形成了以第三世系紅色地層為主的丘陵區(qū)，構(gòu)成了現(xiàn)代地貌的基本骨架。第四系中上更新世時期松散黃土層堆積繼承了基底構(gòu)造骨架，它與第三系紅粘土地形

37、相吻合，形成了現(xiàn)代黃土地貌景觀河谷階地、梁、峁、洼地。全新世時期經(jīng)強烈的線狀侵蝕而形成的水洛河水文網(wǎng)，在原有黃土地形的基礎(chǔ)上進(jìn)一步切割，形成了水洛河樹枝狀溝谷、河谷階地及其它地形地貌形態(tài)，構(gòu)成了現(xiàn)代起伏不平的低山丘陵地貌類型。北洛河(城區(qū)段)河谷地貌以河漫灘、級階地為主，級階地零星發(fā)育?，F(xiàn)代河床漫灘經(jīng)河堤治理后穩(wěn)定河寬100108m，平均高程1616.51639m,左岸級階地寬300350m,平均高程1619.61642m，級階地缺失；右岸級階地寬500550m，平均高程1619.81642m,級階地寬50100m，平均高程16381650m?？傮w上構(gòu)成了寬闊的河谷地貌。河谷兩側(cè)為黃土丘陵山區(qū)

38、，相對高差150260m。3.2.2 地質(zhì)構(gòu)造本區(qū)大地構(gòu)造位于祁呂賀山字型構(gòu)造體系西側(cè)馬蹄形盾地和隴西系六盤山旋回褶皺帶內(nèi)；在山字型構(gòu)造體系所控制的古 地理區(qū)內(nèi)大面積沉積了新生代第三系地層，之后又受六盤山旋回褶皺帶的擠壓隆起所控制，形成了第三系莊浪斷陷盆地。莊浪斷陷盆地以莊浪縣城為中心，東以六盤山褶皺帶為界，西以萬泉石門口、磨石峽擠壓隆起帶為界，北與靜寧曹務(wù)斷陷盆地相連，南與張川龍山盆地連通。盆地內(nèi)由第三系紅色泥巖組成，厚度150350m，不整合于元古界、古生界地層之上。巖層向西南平緩傾斜，呈單斜構(gòu)造形式的盆地。3.2.3 地層巖性3.2.3.1 粉土質(zhì)礫主要分布河漫灘地及級階地底部，由土工試

39、驗資料，現(xiàn)代河床、漫灘巖性均一，屬粉土質(zhì)礫，再由顆分資料：1#橡膠壩和河堤分布區(qū)段內(nèi), 巖性組成均勻。0.075mm以下泥質(zhì)成份占1.45.0，平均值2.89%，0.0752.0 mm各粒徑組占20.531.1，平均值26.2%，2mm以上各粒徑組占55.266.6，平均值含細(xì)粒60.3。詳見土工試驗成果表表31和顆粒大小分配曲線圖31、圖32、圖33和圖34，現(xiàn)代河床地表巖性屬級配不良礫石和土礫石，呈淡紅色，灰色，母巖為石英巖、花崗巖,質(zhì)地堅硬，厚度0.504.50m，潛水位 0.51.0m，與現(xiàn)代河水位大致持平，混合料比重2.6，天然干重度16.50KNm3，孔隙率n27.0%，地基承載力

40、0.300.35MPa，飽和內(nèi)摩擦角26°29°，混合料平均粒徑d502.65.7mm，平均值3.45mm，d1511.427.0mm，推薦值19mm，滲透系數(shù)K1535.0md，根據(jù)堤基d50粒徑選定，V允=0.9m/s。3.2.3.2 低液限粉土（低液限粉土）主要分布于級階地。厚度0.52.5m，具有大孔隙性、含水量較大，大于20，孔隙比大于1.0。天然狀態(tài)下呈可塑、軟塑狀。3.2.3.3新第三系(N)主要分布于莊浪斷陷盆地，縣城橡膠壩分布區(qū)，被第四系松散堆積物覆蓋，巖石性為棕紅色、淺黃色泥巖、砂質(zhì)泥巖石、泥質(zhì)砂巖。堤基范圍內(nèi)無不良堤基土分布，地基抗滑穩(wěn)定條件較好。干密

41、土工試驗成果總表工程名稱 莊浪縣橡膠壩工程 2006 年 12 月 20 日委托單位 平?jīng)鍪兴娍睖y設(shè)計院 共 5 頁第 1 頁土 樣 編 號取 樣 深 度 (m)顆 粒 組 成不均勻 系 數(shù)曲 率 系 數(shù)砂 礫 名 稱粒 徑 大 小 (mm)6020 %205 %52 %20.5 %0.50.25 %0.250.075 %0.0750.005 %50d15 V允 (m/s) CuCc1#橡膠壩河漫灘0.819.518.622.413.21.00.424.93.027.00.9448粉土質(zhì)礫2#橡膠壩河漫灘0.915.422.020.47.22.41.531.12.820.50.9024粉

42、土質(zhì)礫3#橡膠壩河漫灘1.014.526.523.012.72.10.720.53.819.50.8048粉土質(zhì)礫4#橡膠壩河漫灘1.28.333.919.68.32.00.727.23.614.70.8741粉土質(zhì)礫7#橡膠壩河漫灘1.16.824.526.810.82.81.127.22.611.40.8455粉土質(zhì)礫8#橡膠壩河漫灘1.219.932.813.98.71.30.323.15.711.40.9775粉土質(zhì)礫9#橡膠壩河漫灘1.317.020.218.015.61.30.527.42.622.30.9040粉土質(zhì)礫10#橡膠壩河漫灘1.317.026.814.38.73.71

43、.328.23.522.30.9134粉土質(zhì)礫3.4518.64試驗: 計算: 校核: 審定:度為1.932.02g/cm3，允許承載力450Kpa。級階地厚度0.52.5m，具有大孔隙性、含水量較大，大于20，孔隙比大于1.0。天然狀態(tài)下呈可塑、軟塑狀。3.2.4水文地質(zhì)條件工程區(qū)淺層地下水資源貧乏，淺層地下水補給條件較差，排泄條件較好。淺層地下水屬第四系松散堆積物砂礫孔隙潛水類型；主要分布于北洛河干流河漫灘地及、級階地底部。現(xiàn)代河床及河漫灘地地下潛水位埋深0.51.5m， 級階地潛水位埋深3.55.50m，級階地潛水位埋深大于15.0m，含水層巖性為含細(xì)粒土礫，厚度0.51.50m，滲透系

44、數(shù)K1535.0md；下墊面第三系紅色泥巖屬于相對隔水層。補給類型主要有工程區(qū)上界面和河流明流線狀入滲補給、大氣降水垂直入滲補給，排泄主要由微地貌及下墊面紅色泥巖控制，并以1%的水力坡度向下游排泄，單井出水量100300m3d。北洛河河谷淺層地下和北洛河河水水化學(xué)類型屬HCO3NaCa2。按水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范對水質(zhì)進(jìn)行腐蝕性評價，結(jié)論為：北洛河河谷淺層地下和北洛河河水水質(zhì)對普通硅酸鹽水泥及其金屬結(jié)構(gòu)無侵蝕性。3.2.5 地震設(shè)防烈度根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖GB183062001。莊浪縣地震動峰值加速度為0.20g，相應(yīng)地震設(shè)防烈度為度。另據(jù)探孔揭露及土工試驗資料，壩基、堤基位于泥巖體,粘

45、粒含量較大，初判不存在砂土液化現(xiàn)象。3.3 工程地質(zhì)條件莊浪橡膠壩工程自上游徐碾大橋下游何馬大橋，河道長2435m，規(guī)劃為蓄水區(qū)，共布設(shè)10道橡膠壩，形成10個連續(xù)的蓄水庫區(qū)。第一期規(guī)劃實施1#、2#、3#3座壩，2007年完成。3.3.1壩址工程地質(zhì)條件3.3.1 .1 1#橡膠壩工程地質(zhì)條件1#橡膠壩位于最上游，左岸控制樁號0+292，右岸控制樁號0+307，設(shè)計壩長91m，河道中心線回水長度300m。壩址和蓄水區(qū)現(xiàn)代河床穩(wěn)定河寬97.0m，地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一，層位穩(wěn)定，河床漫灘分布段地層巖性可劃分為層，表層為第四系全新統(tǒng)（ al-plQ4 1-3 ）河谷沖洪積含細(xì)粒土礫，厚度.5.0m，天然狀

46、態(tài)下呈松散狀，河漫灘零星分布；向下為第三（N）紅色泥巖,呈厚層狀分布，強風(fēng)化層厚度.5m，天然狀態(tài)下呈密實狀。根據(jù)中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范SL55-2005，第三系紅色泥巖屬極軟巖，單軸飽和抗壓強度Mpa，巖體產(chǎn)狀近似水平，層狀分布，單層厚度變化不大。巖體無斷裂，節(jié)理裂隙不發(fā)育，無地下水活動，呈軟塑硬塑狀，不存在壩基滲漏水問題，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為Kpa。左壩端護(hù)堤高4.1m，堤基礎(chǔ)進(jìn)入基巖0.5m，右護(hù)堤高3.1m，堤基礎(chǔ)進(jìn)入基巖0.2m；左右護(hù)堤外自堤頂至下伏基巖面為人工回填砂礫層，呈中密狀，表層為硬化濱河路。堤基礎(chǔ)與泥巖結(jié)合部位可能存在滲漏水，需防滲處理。 壩基開挖邊坡，粉土質(zhì)礫1：

47、0.75；紅色泥巖1：0.5。3.3.1 .2 2#橡膠壩工程地質(zhì)條件2#橡膠壩左岸控制樁號0+495，右岸控制樁號0+509，設(shè)計壩長94m，河道中心線回水長度207.5m?，F(xiàn)代河床穩(wěn)定河寬100.0m，地質(zhì)結(jié)構(gòu)單一，層位穩(wěn)定，河床漫灘分布段地層巖性可劃分為層，表層為第四系全新統(tǒng) （ al-plQ4 1-3 ） 河谷沖洪積含細(xì)粒土礫，厚度.20.8m，天然狀態(tài)下呈松散狀，河漫灘零星分布向下為第三系（N）紅色泥巖,呈厚層狀分布，強風(fēng)化層厚度.5m，天然狀態(tài)下呈密實狀。根據(jù)中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范SL55-2005，第三系紅色泥巖屬極軟巖，單軸飽和抗壓強度Mpa，巖體產(chǎn)狀近似水平，層狀分布

48、，單層厚度變化不大。巖體無斷裂，節(jié)理裂隙不發(fā)育，呈軟塑硬塑狀，無地下水活動，不存在壩基滲漏水問題，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為Kpa。現(xiàn)狀左壩端護(hù)堤高.m，堤基礎(chǔ)進(jìn)入基巖0.m，右壩端護(hù)堤高.m,堤基礎(chǔ)進(jìn)入基巖0.m。左右護(hù)堤外自堤頂至下伏基巖面為人工回填砂礫層,呈中密狀，表層為硬化濱河路現(xiàn)狀左右堤基礎(chǔ)與基巖結(jié)合部位存在可能滲漏水，需防滲漏處理。壩基開挖邊坡，粉土質(zhì)礫1：0.75；紅色泥巖1：0.5。3.3.1 .3 3#橡膠壩工程地質(zhì)條件3#橡膠壩左岸控制樁號0+777，右岸控制樁號0+791，設(shè)計壩長95m，河道中心線回水長度282m?，F(xiàn)代河床穩(wěn)定河寬101.0m，河床漫灘分布段地層巖性可劃分為層，

49、表層為第四系全新統(tǒng)（ al-plQ4 1-3 ）河谷沖洪積含細(xì)粒土礫，厚度.20.6m，天然狀態(tài)下呈松散狀，河漫灘零星分布向下為第三系（N）紅色泥巖，呈厚層狀分布，強風(fēng)化層厚度.5m，天然狀態(tài)下呈密實狀。根據(jù)中小型水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范SL55-2005，第三系紅色泥巖屬極軟巖，單軸飽和抗壓強度Mpa，巖體產(chǎn)狀近似水平，層狀分布。巖體無斷裂，節(jié)理裂隙較發(fā)育，呈軟塑硬塑狀，無地下水活動，不存在壩基滲漏水問題，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值為Kpa。左壩端護(hù)堤高.1m，堤基礎(chǔ)進(jìn)入基巖0.2m，右壩端護(hù)堤高4.1m，堤基礎(chǔ)進(jìn)入基巖0.5m。左右護(hù)堤外自堤頂至下伏基巖面為人工回填砂礫層,呈中密狀,表層為硬化濱河路

50、，現(xiàn)狀左右堤基礎(chǔ)與基巖結(jié)合部位存在可能滲漏水，需防滲漏處理。壩基開挖邊坡，粉土質(zhì)礫1：0.75；紅色泥巖1：0.5。3.4天然建筑材料3.4.1 細(xì)骨料場根據(jù)地質(zhì)勘探及混合料顆分試驗資料，北洛河混凝土細(xì)骨料資源量貧乏，細(xì)骨料料場選在南洛河南坪砂廠，砂廠細(xì)骨料資源總量大于10萬m3，5mm以下細(xì)骨料占31.96%，但0.075mm以下泥成分貪量較低，平均值3.28%，細(xì)度模數(shù)2.45，天然狀態(tài)下呈淡紅色泥質(zhì)、砂、卵石、碎石混合狀，需采篩，采篩率為24.68%，因此，細(xì)骨料選在南坪砂廠集中購買，平均運距10km。3.4.2 粗骨料場粗骨料料場選在南洛河南坪砂廠，總資源量大于20萬m3，平均采篩率達(dá)64.7%，礫石母巖為石英巖、花崗巖等堅硬巖石，礫石干密度19.0KNm3，比重2.65，但含泥量為2.61%，不宜分散采篩，需在砂廠集中購買，平均運距10km。 4 工程規(guī)劃4.1 城區(qū)河段開發(fā)方案4.1.1 建設(shè)必要性莊浪縣北洛河十級橡膠壩壩址以上流域面積2