设计任务书.docx

1、设计任务书1 综合说明1.1 绪 言1.1.1 工程地理位置N 市位于我国E海之滨，大陆海岸线中段，长江三角洲南翼。D 河工程位于N市D 平原，该河自H 水库下游通过前塘河、长山江、环湖河、高钱河并纳东钱湖来水，入后塘河后接三溪浦水库下泄的洪水，向北经界牌碶河排入Y江，为D 平原的防洪、排涝提供了有利条件。河道全长约29.7km。工程由南向北经过的行政区有鄞州区横溪镇、云龙镇、东钱湖旅游度假区、鄞州区五乡镇以及高新区、北仑区。1.1.2 兴建缘由近年来，N市经济持续快速发展，显示出巨大的活力和潜力，成为国内经济发展最活跃的地区之一，“长三角”南翼重要的区域城市。D 平原位于浙江省东部沿海，是鄞

2、奉平原的一部分，总面积403km2。在D 平原分布有N 市江东区、高新区、鄞州新城区及鄞州区的主要乡镇（茅山、姜山、下应、云龙、五乡等）、东钱湖旅游度假区、北仑区的小港开发区等重要区域。D 平原是N 城市向东发展的前沿，是N 市“十一五”期间及今后一段时间重点建设的区域，D 区域正面临着历史性的发展机遇和难以回避的强有力挑战。为了抓住机遇、迎接挑战，必须加强基础设施的配套工作。但是，目前整个D 区域的防洪排涝能力仅在510年一遇，防洪排涝形势严峻，压力巨大，特别是随着新一轮的N 市城市总体规划（2006-2020年）的批复实施，D 地区快速推进的城市化进程和迅猛发展的经济社会，对防洪减灾的保障

3、要求越来越高。因此，尽快兴建防洪排涝骨干工程，提高D 平原的防洪排涝能力，保障社会经济的进一步发展和人民生活水平的进一步提高显得尤为必要和紧迫。沿山干河工程是N 市市区河道整治规划、N 市D平原 防洪排涝规划等规划中确定的“北排”措施中的一项重要工程，是D 平原三大骨干排水系统之一。研究表明，按“高水高排，洪涝分治”的原则和思路进一步强化和提升沿山干河的功能，来应对和服务新一轮城市总体规划对防洪减灾安全保障的需求，由于明显的削峰作用，工程可以有效疏导山区洪水，消除因下垫面改变导致洪涝水转移而产生的负面影响，大大缓解D 平原的排涝压力。通过沿山干河整治工程的实施，还可以改善沿线横溪、云龙、东钱湖

4、、高新区的河网水环境，明显提高沿岸地区的生态环境质量，有利于生态市建设和经济社会协调发展，是N城市外缘一道亮丽的风景线。该工程的建设对D 地区的社会经济可持续发展起到了积极的促进作用，无论是在近期的城市东扩建设过程中，还是在远期规划状况下，沿山干河工程在D地区防洪排涝体系中的地位和作用都是举足轻重，工程的建设十分必要和紧迫。1.2 水 文1.2.1 流域概况D 平原位于浙江省东部沿海，在杭州湾之南，为浙东丘陵与宁绍平原的一部分。D 平原河道属于鄞奉河网，区域内河网密布，纵横交错，平原总面积403km2，河网水面率约在11%左右。现有地面高程一般为2.02.5m，低洼地高程约1.7m左右（黄海基

5、准）。区域内面宽超过20m的河道有小浃江、后塘河、中塘河、前塘河、姜山河、长山港、下应河、宝幢河、九曲河以及在建的Y新河等主要河道。D 山区（丘陵区）为天台山余脉，面积约300km2。山区面积大但山峰不高，坡度较为平缓，有小块山间盆地和溪谷平原分布。山区建有三溪浦、横溪、东钱湖三座中型水库，控制流域面积169.9km2。D 区域地势南高北低、东高西低，自然形成由南向北排、自东向西排的格局。1.2.2 气 象本区域属亚热带季风气候区，冬夏季风交替明显，四季分明，温暖湿润，光照充足，雨量充沛。全区域年平均雨日160天左右，多年平均年降水量1510mm左右，其空间分布不均，变化范围一般在1420mm

6、1600mm之间。降雨量在年内时空分布不均，呈两个高峰一个低谷，第一个高峰在6月份，时为冷暖气流在长江下游交绥的梅雨季；低谷出现在7月份，时为副热带高压控制的伏旱期；第二个高峰在89月份，主要是受台风活动影响，为全年雨量最大月份。根据鄞州站气象资料统计，多年平均水面蒸发量为1270mm（20cm蒸发皿观测值），多年平均气温为16.2，极端最高气温41.2（2005年7月5日），极端最低气温-8.5（1973年12月26日），无霜期235天左右，平均相对湿度81%，平均水汽压17.1hPa，最大风速19.7m3/s（1974年8月19日），多年平均最大风速为13.4m/s。1.2.3 设计暴雨本

7、流域内水文测站分布比较均匀，有西坞、姜山、莫枝堰、姚江大闸、镇海等雨量站、水位站或潮位站。经统计分析奉化江流域内各雨量站1956年2007年的最大1日、3日暴雨资料，流域20年一遇最大1日暴雨为224mm，最大3日暴雨为345mm。详见表11。表11 奉化江流域设计暴雨成果表特 征 值指定频率设计暴雨（mm）均 值（mm）CVCs/Cv1%2%5%10%H1d1030.584.0329283224180H3d1620.574.0507438347280根据计算需要，对流域面雨量采用“630910”典型暴雨实测雨型进行了时空分配计算。详见表12、13。表12 奉化江流域设计暴雨空间分配成果表 分

8、区 频率DN平原DN山区鄞西平原鄞西半山区奉化平原奉化半山区皎口水库片亭下水库片横山水库片1%504.5689.5515.5440.5355.2458.8470.9452.7519.32%435.5595.1444.8380.4306.7396.3406.7391.0448.75%360.0471.4352.2301.6243.3314.3322.7310.1356.210%277.8379.4283.4243.0196.0253.3260.1249.9287.3表13 D 地区设计暴雨计算成果表分区名称暴雨指定频率设计暴雨（mm）1%2%5%10%山区小浃江山区H1d409.9353.127

9、8.9223.8H3d530.2457.4362.1291.3三溪浦水库H1d537.9463.3366.0293.7H3d721.4622.4492.9396.6东钱湖水库H1d507.4437.1345.3277.1H3d672.9580.6459.7369.9横溪水库H1d472.1406.7321.2257.8H3d718.0619.9491.3395.7平 原H1d349.4301.0237.7190.8H3d507.1437.7346.8279.21.2.4 设计洪水与设计潮位本工程设计洪水采用由设计暴雨来推求洪水的方法。产流计算采用新安江三水源模型，山区汇流计算采用浙江省瞬时单位

10、线、推理公式法。其中D 山区设计洪水计算成果见表14。表14 D 山区设计洪水成果表编号S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11面积（km2）15.95.68.714.2245179.119.88.639.833.3洪峰流量(m3/s)1%201.470.6115.3158.1314.1609.61042.3247.3128.1450.1416.42%173.660.899.3136.3270.6517.5879.8213.5110.5388.4324.95%137.848.378.7107.9214.4398.2662.9169.287.7307.9257.510%111.33963

11、.186.6172.3309.4508.2136.170.6247.6207.1根据镇海站19532005年的潮位资料，分别统计年最高高潮位和最高低潮位资料，按P型曲线进行频率计算和适线，得各重现期的最高高潮位和最高低潮位，见表15。表15 镇海站（修正后）设计潮位计算成果（黄海高程）潮位性质不同频率设计潮位值（m）均值1%2%5%10%20%年最高高潮位2.433.423.263.032.852.66年最高低潮位0.672.371.991.501.150.84Y江流域综合规划和N 市市区河道整治规划认为：Y江流域洪水与河口潮汐为相互独立的偶然事件，它们的遭遇是属两个偶然系列的组合频率问题，两

12、者之间处于相互独立的地位。本次设计分析亦采用此结论。为防洪排涝安全起见，本次计算中考虑在设计条件下对防洪排涝工程较为不利的洪潮遭遇组合。具体方案为重现期10、20、50年一遇的洪水，下游按10年一遇潮位遭遇组合，以此进行水利计算。1.3 工程地质1.3.1 区域地质概况工程区位于宁波平原东南侧，地势平坦，河网密布，地面高程一般为1.53m。工程区东南为天台山脉的东北端，以丘陵低山为主。工程区内基岩主要为侏罗系上统火山碎屑岩与白垩系下统紫红色的砂砾岩及砂岩。覆盖层为第四系（Q）松散堆积物，成因复杂，岩相多变，主要为第四系冲积、冲海积、冲湖积和海积等为主，其厚度受基底起伏控制，变化较大，山麓沟谷区

13、第四系厚度一般小于40m，平原区第四系最大厚度达120m。按浙江省构造分区图，工程区位于华南褶皱系（2）浙东南褶皱带（3）丽水-宁波隆起（7）新昌-定海断隆（9）内，泰顺黄岩大断裂于工程区东南面通过，区内构造以断裂为主，褶皱不发育。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），工程区北端地震动峰值加速度为0.1g，其余大部分地区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.65s（按区软弱场地划定）。1.3.2 地质条件评价（一）河道沿线工程地质评价河道土体为多元结构，表层填土性质变化较大。层粉质粘土、粘土性质一般，分布较为稳定，但厚度薄。层淤泥质土为高压缩性、低强度的软土，

14、性质差，厚度大，是河道岸坡稳定的主要控制层。河道经开挖后，该层于河道边坡处出露，为控制滑动的主要土层，应进行抗滑稳定验算，必要时建议采用短桩处理。1层粉质粘土、2层粘土性质一般，3层粉质粘土性质稍好，但埋藏较深，对河道岸坡稳定影响不大。各土层物理力学指标见表16、17。（二）各桥址工程地质评价各桥址桥基土体均为多元结构：层粉质粘土、粘土，性质一般，厚度薄；层淤泥质土为高压缩性、低强度的软土，性质差，厚度大；1层粉质粘土、2层粘土性质一般，3层粉质粘土性质稍好，分布不稳定；层含砾砂粉质粘土性质较好，厚度薄，分布不稳定；层含泥砾石性质较好，厚度较大，且分布较为稳定，是良好的长桩桩端持力层；层含碎石

15、粉质粘土性质较好，在大通桥一带分布较为稳定，且厚度较大，亦可作为长桩桩端持力层；层基岩，工程地质条件好，为良好的桩端持力层。各桥址浅部均无合适的天然地基持力层和桥梁墩台的地基持力层。（三）上游建筑物工程地质评价1、隧洞引河为防止河水对岸坡的冲刷破坏，建议迎水面设置砌石挡墙进行保护且挡墙基础宜挖除上部松散地层置于砂卵砾石层上。建议不冲刷流速：粉质粘土允许不冲流速v00.8m/s；砂卵砾石层为允许不冲流速v01.01.2m/s。建议砂砾石层允许水力坡降J允0.1，地基承载力标准值fk=300350kPa，压缩模量Es=2530MPa，内摩擦角=3133。建议开挖边坡：粉质粘土1:1.25；砂砾石层

16、1:1.251: 1.5。2、分洪隧洞隧洞进口覆盖层厚度大，高程20m以下覆盖层厚约1018m，高程20m以上覆盖层厚约510m。基岩为高坞组（J3g）青灰色熔结凝灰岩，强风化带厚1.65.2m，弱风化带厚1.05.0m。工程地质条件较差。出口段覆盖层厚度约1820m，基岩为茶湾组（J3c）青灰色晶屑熔结凝灰岩，强风化带厚约6.6m，弱风化带厚约4.3m。受断层F2影响，岩体较为破碎，地质条件差。洞身段上覆岩体厚度大多为80150m，围岩多为熔结凝灰岩、流纹质晶屑熔结凝灰岩、晶屑熔结凝灰岩等，块状构造，新鲜岩石致密坚硬，工程地质条件较好。建议隧洞围岩的单位抗力系数及坚固系数：进口段围岩类别为类

17、，f=34，k=46MPa.cm-1；洞身段围岩类别多为，f=56，k=810MPa.cm-1；出口段围岩类别为类，f=24，k=35MPa.cm-1；断层及破碎带f=23，k=34MPa.cm-1。隧洞进出口、遇断层及破碎带等不良地质地段需进行衬护处理，预计隧洞衬砌段长度约占全洞长的1/41/3。建议进出口洞脸开挖边坡：覆盖层1:11: 1.25；强风化岩石1:0.75；弱风化岩石1:0. 5；微风化新鲜岩石1:0.3。3、隧洞下游河道河道土体为多元结构，表层填土性质变化较大，层粉质粘土性质一般，分布较为稳定，但厚度薄。1层淤泥质粉质粘土及2层淤泥质粘土为高压缩性、低强度的软土，性质差，厚度

18、大，是河道岸坡稳定的主要控制层。河道经开挖后，该层于河道边坡处出露，为控制滑动的主要土层，应进行抗滑稳定验算，必要时建议采用短桩处理。层含泥粉细砂性质一般，埋藏较深；层含泥砾砂性质较好，但埋藏较深，对河道岸坡稳定影响不大。建议开挖边坡：层粉质粘土1:1.25；1层淤泥质粉质粘土1:3.51:4。建议层粉质粘土允许不冲流速v00.8m/s；1层淤泥质粘土允许不冲流速v00.350.4m/s。上游隧洞、河道部分各土层物理力学指标见表18。表16 沿山干河上游段各土层物理力学指标建议值表土层代号土层名称含水量比重湿密度干密度饱和度孔隙比液限塑限塑指液指渗透系数压缩系数压缩模量固结系数（10-3）快

19、剪固结快剪静力触探垂直水平100KPa200KPa400KPa凝聚力摩擦角凝聚力摩擦角锥尖阻力侧壁摩阻力(%)Gs()(g/cm3)d(g/cm3)Sr(%)e()L(%)P(%)Ip()IL()kv(cm/s)kH(cm/s)av(MPa-1)Es(MPa)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)c(kPa)(度)c(kPa)(度)qc(MPa)fs(kPa)粉质粘土32.02.72 1.96 1.55 96.7 0.80036.2 21.1 15.1 0.57 0.542 3.50 19.0 12.0 22.0 15.0 0.59 22.7 1淤泥质粘 土48.0 2.74

20、1.74 1.18 99.2 1.331 41.9 23.4 18.6 1.38 3.08E-072.91E-061.202 2.04 0.25 0.33 0.37 7.0 2.4 10.6 14.0 0.33 13.3 2淤泥58.1 2.75 1.67 1.05 99.5 1.612 47.1 25.4 21.7 1.51 2.14E-072.16E-061.526 1.79 0.32 0.37 0.39 5.4 1.9 9.1 12.4 0.26 7.1 3淤泥质粘 土46.3 2.74 1.73 1.18 96.1 1.325 41.8 23.3 18.5 1.24 2.95E-071

21、.79E-061.170 2.06 0.55 0.57 0.59 8.6 2.9 10.2 13.0 0.49 8.9 1粉质粘土35.2 2.72 1.86 1.38 97.9 0.98433.0 19.8 13.2 1.12 0.644 3.31 2.352.432.279.0 7.5 13.5 17.02粘土41.8 2.74 1.75 1.24 97.2 1.218 44.7 24.3 20.5 0.88 3.62E-060.918 2.41 0.840.830.9712.07.0 14.0 13.03粉质粘土29.4 2.71 1.94 1.50 99.1 0.819 0.89 8.

22、95E-060.338 5.47 0.941.381.5515.011.520.0 16.0 表17沿山干河下游段各土层物理力学指标建议值表土层代号土层名称含水量比重湿密度饱和度孔隙比液限塑限塑指液指渗透系数压缩系数压缩模量固结系数快 剪固结快剪静力触探垂直水平100KPa凝聚力摩擦角凝聚力摩擦角锥尖阻力侧壁摩阻力(%)Gs()(g/cm3)Sr(%)e()L(%)P(%)Ip()IL()kv(cm/s)kH(cm/s)av(MPa-1)Es(MPa)Cv(10-3cm2/s)c(kPa)(度)c(kPa)(度)qc(MPa)fs(kPa)粘土37.0 2.75 1.86 99.7 1.036

23、 46.4 25.3 21.1 0.59 0.760 3.77 17.0 10.5 23.0 15.00.56 39.7 1粘土42.8 2.75 1.80 99.3 1.178 44.8 25.2 19.7 0.85 1.40E-052.03E-050.848 2.68 0.46 9.6 5.0 12.8 11.8 0.37 16.6 2淤泥58.0 2.76 1.67 100.0 1.604 48.6 27.2 21.4 1.44 3.65E-064.91E-061.661 1.61 0.53 4.7 1.4 8.1 6.9 0.27 7.5 3淤泥质粘土52.0 2.76 1.71 99

24、.4 1.447 47.7 26.5 21.2 1.19 1.302 1.93 0.46 6.2 2.8 9.9 9.0 0.44 7.5 1粉质粘土33.8 2.73 1.86 96.4 0.967 39.2 24.1 15.1 0.64 0.534 3.73 12.5 12.015.9 18.7 2粘土41.0 2.75 1.79 96.8 1.174 44.6 24.4 20.1 0.81 0.776 2.85 13.5 9.014.2 13.2 3粉质粘土35.0 2.73 1.82 95.0 1.020 40.9 24.5 16.4 0.59 0.547 3.75 12.5 12.5

25、16.0 19.0 粘土、含砾砂粉质粘土33.9 2.74 1.88 97.9 0.958 42.4 24.8 17.9 0.48 0.419 4.88 20.3 16.7 注：上表中河道上、下游段以高钱河入口为界（杭甬高速公路南侧）。表18 上游建筑物各主要土层物理力学指标建议值表土层代号土层名称含水量比重湿密度干密度饱和度孔隙比液限塑限塑指液指压缩系数压缩模量固结系数快 剪固结快剪承载力标准值100KPa200KPa400KPa凝聚力摩擦角凝聚力摩擦角(%)Gs()(g/cm3)d(g/cm3)Sr(%)e()L(%)P(%)Ip()IL()av(MPa-1)Es(MPa)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)Cv(cm2/s)c(kPa)(度)c(kPa)(度)fk(kPa)1淤泥质粉质粘土44.22.731.721.1999.01.28638.121.816.31.310.9142.410.520.710.724.86.37.016.0502淤泥质粘土51.22.741.681.1195.71.47547.125.421.71.271.1432.120.370.450.497.44.810.712.3501.3.3 天然建筑材料河堤、桥梁、水闸所需的天然建筑材