某市护岸工程设计方案及概算.docx

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某市护岸工程设计方案及概算

***省***市

***护岸工程设计方案及概算

******勘测设计公司

二OO年月日

前言

***市位于松花江一级支流***的中游，***省东南部，滨绥、牡图铁路交汇点。

地处东经129°**′—129°**′，北纬44°**′—44°**′。

北临**县，南接**市，东与***市，西与***市接壤。

现有城区面积52.43km2。

***属山区性河流，河水流速大，本次工程位于***左岸**公路大桥下游**村，***左岸堤防桩号（15+575-15+975）段。

***左岸堤防桩号（15+575-15+975）400m段现状堤防无护岸工程，工程位置处江道狭窄，过水断面积小，加大了江水流速，河道凹岸河流对岸边冲刷严重；由于左岸河岸坍塌，现状400m堤防段堤脚护滩及防浪林全部被冲毁，常年冲刷主河床逐渐向堤脚靠近。

冲刷产生的立岸平均高5m，距离堤脚最近距离3m，以严重威胁堤防安全及堤防下游保护区人民生命及财产安全。

***洪水发生频繁，平均10年左右发生一次较大洪水，建国以来发生较大洪水的年份有1960年、1964年、1965年、1991年，其中1960年、1991年较为严重。

1960年洪水为建国以来最大洪水，洪峰流量为6230m3/s，相当于30年一遇标准，由于当时堤防规模小，标准低，在本段护岸上游造成漫堤决口，淹没城区面积14.05Km2，最大淹没水深达4.5m，造成十分严重的灾害，倒塌房屋1700余间，被淹居民5569户，受灾耕地2400km2。

1991年洪水为建国以来第二大洪水，洪峰流量为6070m3/s，相当于25年一遇标准，***干流左岸堤防虽未决口，但出现多处河岸淘刷、崩岸等险情，严重威胁堤防安全。

洪水造成的财产损失及生命伤害是无法挽回的，因此修建本段护岸是十分必要和紧迫的。

为了贯彻落实2011年中央和省委1号文件精神，加强江河、水库工程养护维修，巩固江河治理成果，保证工程安全运行，充分发挥防洪效益，需申请项目列入本年度岁修计划。

针对***左岸堤防桩号（15+575-15+975）段400m堤防维修加固护岸工程，作出本次工程设计方案。

***左岸**护岸工程主要包括护坡工程、镇脚工程。

本工程总工程量32772m3,其中土方开挖6233m3,土方填筑22805m3,砂石方3702m3,混凝土方32m3。

工程总投资******元。

其中建筑工程费******元，临时工程费***元，独立费用***元。

1综合说明

1.1绪言

1.1.1工程位置

***市位于松花江一级支流***的中游，***省东南部，滨绥、牡图铁路交汇点。

地处东经129°**′—129°**′，北纬44°**′—44°**′。

北临林口县，东与穆棱市，西与海林市接壤。

见图1—1。

***市是我省重要城市之一，是***省东南部地区政治、经济、文化科技中心，是东南边陲的交通枢纽，是我国重要的边境贸易口岸基地。

***市是以绿色食品、医药化工、电子信息和旅游产业为主的山水园林城市。

城市基础设施雄厚，工业结构合理，门类齐全，在我省财政税收中占有重要地位。

城区所辖四个区，即东安区、西安区、爱民区和阳明区。

现有城区面积52.43k㎡，人口89.9万人。

2010年全市实现地区生产总值781亿元，其中：

第一产业完成增加值124.8亿元；第二产业完成增加值308.8亿元；第三产业完成增加值347.3亿元。

三次产业结构为16.0：

39.5：

44.5；人均地区生产总值达到28115元。

全市共实现全口径财政收入87.2亿元，其中市区完成38亿元。

1.2工程任务和规模

1.2.1工程任务

堤防段保护区内有居民住宅区10座（金河湾小区、大树花园小区、皇都丽景小区等），工业厂矿及国有大型企业30多家（康佳冰箱厂、***二发电厂、***制药厂、北方工具厂等），10家银行及金融公司，4所小学1所中学，2家医院。

保护人口8万多人，工业厂矿、企事业单位50多家。

1.2.2工程规模

本次护岸工程段堤防的防洪标准为100年一遇，是按照现行国家《防洪标准》GB（5020，并参考《***市城市防洪工程初步设计报告》的批复。

***左岸**护岸工程建设内容：

修建加固堤防护岸400m,护岸前修建顶宽5m护滩，总长400m；护岸结构形式采用坡式护岸，岸坡1：

2.0。

护坡采用30cm钢筋块石笼，下设20cm砂砾垫层，一层无纺布。

镇脚采用顶宽1m、底宽2m、高2m梯形钢筋石笼结构。

1.3水文与地质

1.3.1设计洪水

***设计洪水根据***站实测及相关插补系列结合历史洪水调查成果经分析计算确定。

1.3.1.1资料系列

***站计算洪水系列为1851-2005年，共155年，实测及插补连续系列65年，其中实测年份有1938-1940年、1950-2005年，相关插补的年份有与石头站相关的1936年、1937年，与镜泊湖入库站相关插补的1941年、1942年、1944年、1949年。

1.3.1.2经验频率计算

采用实测插补系列与特大值系列共同组成一个不连续系列作为代表总体样本的方法计算。

采用历史特大洪水6项，实测系列洪水特大值处理2项，特大洪水排序及数值见下表。

特大洪水序列表

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

年份

1862

1896

1851

1900

1960

1914

1932

1991

流量（m3/s）

7820

7750

7750

7000

6230

6180

6180

6070

按下式计算经验频率

特大值频率：

PM=M/（N+1）

PM：

特大值频率

M：

特大值项数

N：

洪水调查期

由于特大洪水第二、三项洪峰流量一致，按规范规定M取为2.5，则第一项洪水频率为：

第二、三项频率平均为：

一般洪水频率：

（m=L+1------n）

式中N=2005-1851+1=156年：

洪水调查期

a=8：

特大值项数

L=2：

实测系列中特大值个数

n=65：

连续实测系列

m：

实测一般洪水序位

频率曲线统计参数的计算与确定。

线型采用P-Ⅲ型曲线，CS=2.5CV,试线确定统计参数。

本次采用CV=1.055适线结果较为合理。

据此计算各频率设计洪峰流量。

本次成果与东勘院、松辽委计算成果对照见表下表。

***站历次洪峰流量设计成果表

计算单位及年份

计算系列

Qm

m3/s

CV

Qp（m3/s）

计算

采用

1%

2%

5%

10

1964年

东勘院

N=67

n=26

a=12

1850

1.00

8970

6470

5570

4170

1979年

东勘院

N=82

n=38

a=12

1850

0.95

1.0

8880

7390

5510

4120

1982年

东勘院

N=127

n=38

a=7

1740

0.97

1.02

8610

7150

5310

3950

1988年

松辽委

N=134

n=45

a=7

1700

1.09

1.04

8590

7120

5200

3890

1999年

本次计算

N=148

n=59

a=8

1730

1.05

1.055

8860

7350

5400

3980

1.3.2护岸工程地质条件

本段护岸地貌为河漫滩，上部为低液限粘土，中间夹级配不良细砂透境体，下部为级配良好砾石，厚2m～6.5m，底部基岩为细砂岩。

护岸顶土层较薄，外坡脚下局部段为主河床，河床切割深度已到砾石层。

其于部分是经采砂后严重破坏滩地，现滩地岩性大部分为采砂余料和填筑的基建残土等组成，属人工筑滩。

岩性不均匀、密实性差、透水性强，抗冲刷能力弱，岸坡稳定性差。

护岸底脚是江河水位变化区，同时存在冰与土的联合冻胀问题，各段护岸底脚岩性主要为粉土、细砂、砂砾石组成，属微弱冻胀土，应作好防冻胀处理。

1.4主要建筑物

本次护岸工程布置，考虑堤岸受风浪、水流作用已经或可能发生冲刷破坏的堤段修筑护岸防护，护岸上起莲花排水闸护岸尾端，下至下游河岸地质条件较好及宽阔的河岸滩地相接。

根据风浪淘刷、水流流速及堤岸坍塌趋势等，确定本次设计防护措施护岸工程总长400m。

为使堤岸防护工程与堤身防护工程更好的连接，本次设计护岸顶与堤防护脚顶高程相平，少量修型，减少挖填方；设计护岸顶高程231.00m。

根据地质、地形及施工条件设计采用坡式护岸结构形式，岸坡1：

2.0。

护坡采用30cm钢筋块石笼，下设20cm砂砾垫层，一层无纺布，

钢筋笼尺寸2m×2m。

依据工程位置枯水水面线及冲刷深度，设计镇脚顶高程231.00m,高枯水位68cm。

设计镇脚底高程223.80m，高于最大固脚冲刷深度1.2m。

为防止对镇脚冲刷沿镇脚前加固5m宽护滩。

镇脚采用顶宽1m、底宽2m、高2m梯形钢筋石笼结构，石笼每隔6m一段。

1.5施工

1.5.1工程条件

护岸工程在城区江道左岸，城区道路可通至堤脚，现有堤顶也可做为施工道路，交通较为方便。

***江段内没有通航、过木要求，施工期不截断河道，不影响下游供水，施工期安排在春、秋二季，不受排冰影响。

工程所需的主要建筑材料水泥、木材、钢筋都可以由本市供应。

钢材、木材可直接从本市建材市场和木材公司购买，至工地平均运距7km-8km。

水泥选用温春镇***水泥集团产品，平均运距35km。

天然建筑材料主要有粘土、砂、卵石、石料。

粘土料场主要有飞机场、碾子沟两处，运距3km-9km，砂、卵石可直接从城区段江道内砂场购买运距5km，块石选用桦林石料场运距17km。

施工用水可直接从***中抽取，施工用电采用柴油发电机组发电，十分方便。

1.5.2主体工程施工

由于工程采用钢筋石笼结构镇脚，不受天气及温度的影响施工期可选择枯水期施工，先将护滩用2m3挖掘机填筑碾压完后，开挖镇脚基坑，开挖的土方填筑护坡，全部开挖完成后，进行排水，镇脚放线投放镇脚钢筋笼，填充石料。

石料填充时，级配要均匀，填充料中严禁有风化石，粒径要符合有关规定及设计要求，投放填充以机械、人工配合，进行分层投放，投料高度不能超过35cm，严禁一次性填满。

镇脚回填碎石土料，并用水撼实。

护岸边坡整形用机械、人工两种方式，整形后铺无纺布、砂垫层，无纺土工织物用作护坡反滤层时，其做法是待固脚施工完后将岸边按设计削坡线削至设计边坡，压实，整平后把土工织物平铺在坡面上。

铺放平整，松紧适度。

在坡面上铺设应自下而上进行，两幅无纺土工织物之间相互搭接宽度不小于30cm，并以人工缝制。

在土工织物上面铺20cm厚砂垫层，铺装钢筋笼，填充石料找平。

1.6设计概算

1.6.1编制依据

依据水利部水总（2002）116号文件编制，采用水利部（2002）水利建筑工程概算定额。

1.6.2概算成果

本工程总工程量32772m3,其中土方开挖6233m3,土方填筑22805m3,砂石方3702m3,混凝土方32m3。

工程总投资******元。

其中建筑工程费******元，临时工程费***元，独立费用***元。

2水文

2.1流域概况

2.1.1地理位置

***市位于松花江一级支流***的中游，***省东南部，滨绥、牡图铁路交汇点。

地处东经129°33′—129°40′，北纬44°34′—44°37′。

北临**县，南接**市，东与**市，西与**市接壤。

现有城区面积52.43km2。

见图2—1。

2.1.2地形和地貌

***市城区地处长白山脉张广才岭的盆地中。

西部凤凰山和北山海拔高程为320m-395m，与市中心区相对高差为100m-180m。

城区地形呈西北高、东南低。

地面坡度2%-10%，海拔高程为230m-260m。

***由西向东横穿市区，市区形成依山傍水、得天独厚、风景优美的自然环境。

***市城区属于剥蚀丘陵与山间河谷平原地貌，可划分为河漫滩地，一级阶地、二级阶地和剥蚀丘陵。

2.1.3流域概况

***为松花江第二大支流，发源于******，河流大致南北向，流经敦化市、镜泊湖、***市、***市、***市、***县和***县，在**县注入松花江，江道全长725km。

平均比降1.39‰，流域总面积37600km2。

流域呈南北狭长地形，地跨吉林、***两省，地理坐标为东经127°**′—130°**′，北纬43°**′—46°**′。

两岸支流分布较为均匀，水形网呈树枝状，支流多数短而湍急，面积不大。

最大支流为海浪河，流域面积5251km，相当总面积的1/7。

主要支流分布情况见表2—1、图2—1。

流域内山地占89%，森林占40%以上，平地很少仅为流域面积的7.73%。

流域地势，由河源向北递减，河源山高达1100m，一般为300—700m。

***根据河流情况，分为上、中、下游三段，河源至**湖为上游，镜泊湖至**为中游，**至**为下游。

***市城区位于***中游，市区***水文站控制流域面积22194km2，城区段江道长19km，江道比降0.5‰，行洪宽度500—700m，主槽宽度120—280m。

城区段江道左侧有支流北安河汇入，右侧有支流兴隆河、东小河、铁岭河汇入。

表2—1主要支流特性表

河名

流域面积（k㎡）

河长（km）

落差（m）

位于干流左、右侧

沙河

1876

147.8

405

右

珠尔多河

1794.6

90.4

303

左

蛤蚂河

1911.6

94.6

265

右

海浪河

5251.4

212.8

530

左

五虎林河

1420

64.2

161

右

三道河

1455

88.4

558

左

乌斯浑河

4099.8

154

253

右

2.2气象

***市城区有***气象台，始建于1951年，实际采用观测资料系列为1954-1998年，共45年，资料完整准确。

***市区地处寒温带，属大陆季风气候，春季干旱多风，夏季温热多雨，秋季降温急骤，冬季严寒干燥。

多年平均气温3.5℃，冬季最低气温-35.1℃。

一月最冷，月平均气温-18.6℃；夏季最高气温37.5℃，七月份最热，月平均气温22℃。

多年平均日照时数2567小时。

市区内多年平均降水量536.5mm，年最大降水量791.1mm，最小降水量339.3mm。

降雨多集中在6-9月，占全年降水量的70%以上，大雨和暴雨多集中在7-8月，日最大降雨量137.4mm。

多年平均最大冻深1.8m，冬季漫长达6个月之久。

流域内冬季多西风和西北风，夏季多西南和东南风，年内风速3-5月较大，月平均值3.4-4.0m/s，7-9

月较小，月平均值为1.7m/s-2.4m/s，最大风速达20m/s。

2.3水文基本资料

2.3.1水文测站情况

***流域内水文气象观测开始较早，在1907年就建立了***雨量站，之后依兰、敦化分别于1916年、1929年开始观测雨量，其后逐渐增设雨量站，1934年-1945年间有雨量站21处，到1945年停止观测。

自1950年又陆续恢复和增加新的雨量站，到目前为止共有雨量站89处。

水位最早于1934年在敦化、宁安开始观测，至1945年全流域先后设立水位站18处。

流量测验早在1935年—1945年之间，曾在四季通、***市、二道沟、泥什哈等处进行过。

1945年6月至1948年期间，除镜泊湖有些水文纪录外，全流域水文观测中断。

解放后逐步恢复了以往的水文测站，同时在干、支流上增设一些水文站及水位站，至今全流域有水文站19处，水位站22处。

***市周围有***站、四季通站、石头站、长汀站、石河站等水文测站可提供水文资料。

***水文站位于***中游的***市城区，地处东经129°34′，北纬44°32′。

1934年2月8日成立，1945年抗战胜利后停测，1949年9月由松江省人民政府农业厅水利局在海浪大桥设立水位站，1954年改为水文站，观测项目有水位、流量、输沙率、水温、冰凌。

当时流量测验断面在海浪大桥下游300处，1961年1月1日流量测验断面上迁800m，大连高程系统，此处集雨面积22194km2。

测验河段附近河道顺直，基本水尺和水准点没有变动，流量测验均为流速仪测流，断面垂线、测点布置和仪器检测均按水文测验规范进行。

H-Q曲线比较稳定，基本成一狭窄的条带，离差很小，各年水位历时曲线衔接。

经多次复查，资料可靠，测验精度较高，其测验资料均由省水文局统一整编。

2.3.2水文资料整编及复核情况

流域内水文资料的整编复查曾进行过多次。

1958年东北水利水电勘察设计研究院进行***流域梯级规划时对干支流测站资料作了复查。

1962年至1964年东勘院先后进行了干支流上九个测站的水文基本资料复查、中下游地区历史洪水调查与分析、洪水特性分析。

以1964年东勘院成果为基础，1979年、1982年、1988年东勘院和松辽委又对***洪水径流进行了计算。

1988年、1992年***市水利勘测设计院为进行***市城区防洪工程规划设计，在此基础上再次对***站的洪水系列进行了分析，利用洪水系列138年（1851年—1988年）。

1999年规划时又将实测系列延长到了1998年。

本次设计将系列延长至2010年。

新增的1999年—2010年实测系列中没有发生较大洪水，因而不会对原系列产生较大影响。

前段洪水系列经东勘院和牡水院多次工作认为比较可靠，系列代表性较好。

2.4洪水

2.4.1暴雨洪水特性

2.4.1.1暴雨特性

（1）***流域夏季受东南风影响，历年特大暴雨多系台风和气旋暖锋造成。

本流域西部为长白山向北延伸的张广才岭，流域东部为完达山脉，此两山脉构成了开口向东北方向的V字形河谷，由这一特定地形的影响，容易促使南来天气系统造成全流域性暴雨。

（2）大暴雨一般能笼罩全流域，尤其是台风雨，不但范围较广，而且雨量分布亦较为均匀，如1957年、1960年、1991年。

气旋暖风雨也能笼罩全流域，但雨量不均匀性较大，有时集中在上游如1956年，有时集中在下游如1932年。

暴雨中心出现机会较多的是***站以上流域。

2.4.1.2洪水特性

（1）洪水的时空分布

***流域年内洪峰多数发生在7、8两月份，流域年内洪峰出现次数平均为4-13次，海浪河流域洪峰出现较多，平均为8-13次，其它地区平均为4-6次。

各站历年中洪峰出现最少次数为2—8次，所以就年内单独出现一次洪峰的情况是没有的。

***流域洪水历时，一次洪水过程集中洪量时间，支流为3天左右，干流为7天左右，一次较完整的洪水历时，支流是5-7天，干流是10-15天。

***流域干支流河道坡度一般较大，镜泊湖以下干流河道比降为0.5‰，洪水跑滩不大，所以洪水传播速度比较快，根据大水年份干支流洪峰出现时间及各站流量与流速关系线推求得洪峰传播时间如表2-2。

表2-2洪水传播时间表

河段

传播时间

（小时）

河段

传播时间

（小时）

镜泊湖→兰岗

18

石河→***

6

兰岗→***市

12

***→莲花泡

18

长汀→***市

12

莲花泡→长江屯

18

备注

兰岗在石头下游21.2km，莲花泡在花脸沟上游23m。

2.4.2历史洪水

***属山区性河流，坡陡量大历时短，故***流域洪水频繁，根据洪水调查及实测资料，解放前出现的较大洪水年份有1851、1862、1896、1900、1909、1914、1932、1943年，以1862年洪水最大，***站洪峰流量为7820m³/s。

解放后出现的较大洪水年份有1951、1956、1957、1960、1964、1965、1987、1991年，以1960年为最大，***站洪峰流量为6230m³/s。

***流域较大规模历史洪水调查有3次，为1958年、1962年、1963年。

基本弄清了1851年以来中下游干流地区大水年份、洪水大小及重现期，调查到的历史洪水年份有1851、1862、1896、1900、1909、1914、1932和1943年。

洪水调查成果表见表2—3。

表2—3***站历史洪水调查成果表

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

年份

1862

1896

1851

1900

1914

1932

1909

1943

流量（m³/s）

7820

7750

7750

7000

6180

6180

6000

3990

2.4.3设计洪水

***设计洪水根据***站实测及相关插补系列结合历史洪水调查成果经分析计算确定。

2.4.3.1资料系列

***站计算洪水系列为1851-2005年，共155年，实测及插补连续系列65年，其中实测年份有1938-1940年、1950-2005年，相关插补的年份有与石头站相关的1936年、1937年，与镜泊湖入库站相关插补的1941年、1942年、1944年、1949年。

2.4.3.2经验频率计算

采用实测插补系列与特大值系列共同组成一个不连续系列作为代表总体样本的方法计算。

采用历史特大洪水6项，实测系列洪水特大值处理2项，特大洪水排序及数值见表2-4。

表2-4特大洪水序列表

序号

1

2

3

4

5

6

7

8

年份

1862

1896

1851

1900

1960

1914

1932

1991

流量（m3/s）

7820

7750

7750

7000

6230

6180

6180

6070

按下式计算经验频率

特大值频率：

PM=M/（N+1）

PM：

特大值频率

M：

特大值项数

N：

洪水调查期

由于特大洪水第二、三项洪峰流量一致，按规范规定M取为2.5，则第一项洪水频率为：

第二、三项频率平均为：

一般洪水频率：

（m=L+1------n）

式中N=2005-1851+1=156年：

洪水调查期

a=8：

特大值项数

L=2：

实测系列中特大值个数

n=65：

连续实测系列

m：

实测一般洪水序位

频率曲线统计参数的计算与确定。

线型采用P-Ⅲ型曲线，CS=2.5CV,试线确定统计参数。

本次采用CV=1.055适线结果较为合理。

据此计算各频率设计洪峰流量。

***站洪峰流量频率曲线见图2-2。

本次成果与东勘院、松辽委计算成果对照见表2-5。

表2-5***站历次洪峰流量设计成果表

计算单位及年份

计算系列

Qm

m3/s

CV

Qp（m3/s）

计算

采用

1%

2%

5%

10

1964年

东勘院

N=67

n=26

a=12

1850

1.00

8970

6470

5570

4170

1979年

东勘院

N=82

n=38

a=12

1850

0.95

1.0

8880

7390

5510

4120

1982年

东勘院

N=127

n=38

a=7

1740

0.97

1.02

8610

7150

5310

3950

1988年

松辽委

N=134

n=45

a=7

1700

1.09

1.04

8590

7120

5200

3890

1999年

本次计算

N=148

n=59

a=8

1730

1.05

1.055

8860

7350

5400

3980

图2—2***站洪峰流量频率曲线图

2.4.4设计洪水过程线

***站设计洪水过程采用