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1、黑龙江省兰西县颜家沟兰西镇城区段护坡水毁修复工程设计报告公司二一七年十二月编制单位： 主管院长： 总工程师： 项目设总： 主管总工： 专业总工： 专业负责人：目 录1 流域概况11.1 地理位置11.2 气象11.3 水文21.4 工程地质132 工程位置及维修方案192.1 工程位置192.2 修复方案213 设计依据及标准213.1 设计依据213.2设计标准224 护坡工程设计224.1 水面线224.2 护坡型式224.3坡顶高程224.4护坡结构设计235 主要工程量246 施工技术要求256.1施工准备256.2 清基和拆除要求266.3 格宾石笼固脚及护脚276.4 土工布306
2、.5砂砾石垫层316.6混凝土护坡板316.7现浇混凝土护坡板326.8混凝土工程337 工程预算36图纸目录附图1 工程平面布置图附图2 工程断面图1 流域概况1.1 地理位置颜家沟子位于嫩高平原东部兰西县兰西镇南部，为季节性河流，发源于兰西县北安乡境内的刘占山屯和马达屯之间的坡地，地理坐标为东经126.18-126.12，北纬46.49-46.27，属于呼兰河下游右岸一级支流。河源始向南流，在兰西镇南折向东，至兰家窝堡村附近转向南，于兰西县境内的西黄崖子附近律家店向东汇入呼兰河，河道全长40.1km，流域面积567km2。流域地势由西北向东南倾斜，上游河道平均比降约为2/1000，主槽河宽
3、约5m15m，流域内村屯较密。1.2 气象兰西县属于我省中西部嫩高平原半湿润季风型气候。主要特征是四季分明，雨热同季，春季多风少雨，空气干燥，夏季温热短促，降水充沛，秋季湿润凉爽，降温迅速，冬季严寒漫长。全县年平均气温2.9，极端最高气温32.6，极端最低气温-39，稳定通过10的有效积温2711，无霜期143天，日照时数2731小时。兰西县地处我省呼兰河下游干旱地区，降水量少，蒸发量大，地表水资源贫乏。多年平均降雨量475mm，70%集中于6、7、8三个月。多年平均水体蒸发量为857.6mm，多年平均风速4.51m/s，最大风速29m/s。主要气候灾害有干旱、洪涝、大风、冰雹、早霜等。1.3
4、 水文1.3.1 测站分布颜家沟子上无水文资料，其所在的呼兰河干流入河口上游约10km处建有兰西水文站，呼兰河左侧支流泥河上游建有泥河水文站。与呼兰河相邻的明青坡地西侧大青岗碱沟上先后设立过三处水文站，分别是太阳升、友爱、一八七站。 (1)泥河水文站泥河干流上建有泥河水文站，于1957年4月由黑龙江水利厅设立，集水面积原为617km2，1982年复核后改为639km2。1986年1月1日断面向上迁移3.0km，至滨北铁路泥河大桥下游30m处。迁移后为泥河(二)站，测验河段较为顺直，两岸控制条件较好，大洪水最大水面宽100m左右，具有1957年至今水位、流量和降水等观测资料。河床组成为细砂和黑土
5、，测流断面洪水期受冲淤变化影响，水位流量关系一般为顺时针绳套曲线，流量整编采用连时序法定线推流。(2)兰西站兰西水文站位于呼兰河下游，颜家沟子入河口上游，距河口约54km(行洪距离)，1949年设立为水位站，1953年改为水文站。基本水尺断面位于现有绥兰公路桥上游70m。集水面积27736km2，具有1953年至今的水位、流量观测资料。(2)明青坡地水文站太阳升水文站始建于1966年，控制面积450km2，1978年撤消，只有5年实测水位流量资料； 1980年在其上游建立一八七站，控制面积61km2，具有19802005年实测水位、流量资料；1981年又在一八七站下游建立友爱站，控制面积253
6、km2，具有1981年2005年实测水位、流量资料和1982年2005年降水观测资料。友爱及一八七站均于2006年撤销。以上测站资料的测验，整编及刊印执行国家规范，成果可靠。颜家沟子位于呼兰河下游右岸，基本上属于低丘陵区，流域内除了沟边的盐碱地以外大多为农田。流域洪水特征与友爱站接近，面积上与泥河站相似，位置与兰西站非常相近。因此，本次选择兰西站、友爱站和泥河站作为设计参证站。1.3.3 暴雨洪水特性颜家沟子属于季节性河流，洪水按成因可分为春汛和夏汛。春汛洪水由融冰雪形成，大小主要取决于冬季降雪量和春季气温回升的速度，主要发生在4月中下旬至5月上旬，洪峰洪量一般不大，过程较短。夏汛洪水主要是由
7、暴雨形成，流域内暴雨多出现在7月和8月，7月份最多，6月和9月也有暴雨出现，但为数不多。夏汛洪水与暴雨相对应，主要发生在7月8月，其它时间发生洪水相对较少。峰形多为单峰形，起涨时间短，一般在3d以内，洪水持续时间为3d7d。颜家沟子没有历史洪水资料，本次设计采用黑龙江省兰西县颜家沟兰西镇城区-呼兰河入河口近期治理工程初步设计报告中洪水结论。洪峰流量成果分别采用图集等直线法和参证站洪水参数修正法进行计算，推荐控制断面Cp采用兰西站洪水参数修正法成果，Cv直接采用图集等值线查得。各控制断面设计洪水成果见表1.3-1。表1.3-1 控制断面设计洪峰流量成果表 单位:m3/s控制断面控制面积(km2)
8、设计值P=2%P=3.33%P=5%P=10%P=20%韩家粉房25816212495.453.121.3孔家沟39021316312569.527.8兰家窝棚46123718113977.130.7颜家沟子56727220715987.934.81.3.3 水面线本工程为水毁修复工程，由于本次水毁范围较小，仅为80m，因次本次设计不重新计算水面线，仍采用黑龙江省兰西县颜家沟兰西镇城区-呼兰河入河口近期治理工程初步设计报告中结论。 (1)横断面河道横断面图直接采用2012年实测成果，采用断面80个。断面位置布置示意见图。本工程位于CS27处。(2)河道糙率主槽糙率、滩地糙率根据河道状况以及植被
9、条件等，初步选择糙率，采用1988年实测洪痕水面线，按河道现状实测河道大横断试算率定主槽和滩地糙率为0.03和0.08。(3)流量及起始断面水位起始断面水位流量关系采用实测横断面成果按曼宁公式计算，主槽糙率采用0.03，滩地糙率采用0.08，河道水面比降根据实测洪痕连线推算为1。水位流量关系见图。颜家沟子入呼兰河口处没有堤防，颜家沟子水面线考虑呼兰河回水影响，从颜家沟子河口下呼兰河干流断面起推，按外水同频率遭遇考虑，起始断面各频率水位和流量成果见表3.3-2。表1.3-2 起始断面水位流量表项目P=2%P=3.33%P=5%P=10%P=20%水位(m)126.92 126.45 126.05
10、 125.26 123.90 流量(m3/s)272 207 159 87.9 34.8 水面线计算采用简化的稳定非均匀流公式，以下游CS1断面为起始控制断面，由下游向上游分别试算推求至颜家沟子CS80断面。(1)水面线计算公式采用简化的稳定非均匀流公式：式中：Hx、Hs分别为下断面和上断面水位，m；Q 设计流量，m3/s； 上、下断面平均流量模数；L滩 断面间洪水间距，m。流量模数按主槽和滩地分别计算，公式为：K主K滩式中：n主、n滩为主槽、滩地糙率；R主、R滩为主槽、滩地水力半径；A主、A滩为主槽、滩地断面面积，m2；、 为主槽、滩地断面偏角； 河道弯曲系数；=L主/L滩；L主为主槽河长。
11、(2)壅水计算公式桥梁壅水高度采用铁三院公式：式中：H壅水高度，m；壅水系数，按流量压缩比在0.050.15范围内插值，压缩比0.6时采用0.15，0.3时采用0.05；Vm桥孔压缩断面平均流速，m/s；V0桥孔扩散断面平均流速，m/s。(3)洪水水面线设计水面线，成果见表1.3-3。水面线成果见图。表1.3-3 颜家沟子设计水面线成果表序号断面编号断面桩号河底高程设计水面线(m)p=20%p=10%p=5%p=3.33%p=2%1cs127609.2120.71122.92123.95125.03125.59126.232cs227309120.82123.06124.14125.22125
12、.78126.423cs327108.5121.26123.18124.28125.36125.92126.564cs45cs56cs626965121.42123.31124.42125.49126.05126.697cs726535.4121.71123.74124.88125.94126.49127.138cs825975.7122.08124.19125.38126.43126.99127.639cs925822.3122.18124.29125.48126.54127.10127.7410cs1025156.6122.63124.76125.98127.06127.62128.271
13、1cs1124657.1122.96125.14126.38127.46128.03128.6912cs1224034.5123.37125.53126.78127.88128.46129.1213cs1323851.5123.50125.64126.90127.99128.57129.2314cs1423049.8124.03126.14127.40128.50129.09129.7515cs1522651124.30126.42127.68128.78129.36130.0316cs1622147.6124.63126.77128.03129.13129.71130.3917cs17217
14、50.2124.90127.02128.28129.38129.97130.6418cs18桥下21561124.95127.11128.37129.48130.06130.7319cs19桥121541125.04127.11128.37129.48130.06130.7320cs20桥下21470125.08127.14128.40129.51130.09130.7621cs21桥221450125.10127.14128.40129.51130.09130.7622cs22桥下21420125.13127.16128.42129.52130.10130.7723cs23桥32140012
15、5.13127.16128.42129.56130.17130.9624cs2421347.8125.17127.19128.44129.58130.20131.0025cs2520995.2125.40127.39128.63129.76130.37131.1526cs2620592.8125.67127.70128.93130.04130.64131.4027cs27桥下19934126.07128.26129.49130.60131.19131.9228cs28桥419934126.07128.26129.49130.60131.19131.9229cs2919669.9126.2812
16、8.37129.61130.72131.32132.0530cs3019375.6126.48128.52129.76130.87131.47132.1931cs3118825.5126.85128.92130.15131.25131.84132.5432cs3218573.3127.02129.09130.32131.42132.01132.7033cs3318112.4127.32129.37130.59131.68132.27132.9634cs34桥下17892.9127.47129.50130.72131.81132.40133.0835cs35桥517872.9127.48129.
17、50130.72131.81132.40133.0836cs3617617.8127.65129.64130.86131.94132.52133.2037cs3717015.3128.05130.02131.22132.29132.86133.5338cs3816528.2128.38130.37131.56132.63133.20133.8639cs3915909.2128.79130.86132.06133.12133.69134.3440cs4015408.3129.13131.14132.33133.39133.96134.62续表1.3-3 颜家沟子设计水面线成果表序号断面编号断面桩
18、号河底高程设计水面线(m)p=20%p=10%p=5%p=3.33%p=2%41cs41桥下15063129.33131.31132.50133.56134.13134.7842cs42桥615043129.39131.34132.59133.73134.74135.1943cs4314704.9129.59131.52132.77133.92134.97135.4944cs4414407.1129.79131.70132.93134.06135.07135.6045cs4513910.7130.12132.02133.22134.33135.26135.8146cs4613507.6130.
19、39132.32133.49134.58135.44136.0147cs4712809.9130.86132.88134.05135.11135.87136.4648cs4812708.9130.92132.94134.11135.17135.92136.5149cs4912213.9131.26133.22134.39135.45136.16136.7650cs50桥下11562.5131.66133.72134.89135.94136.60137.2251cs51桥711542.5131.70133.72135.05136.36136.78137.2252cs5211313.7131.85
20、133.85135.18136.55137.00137.4553cs5310929.2132.11134.08135.37136.70137.17137.6554cs5410368.4132.49134.46135.71136.96137.46137.9855cs559629.9132.98134.96136.17137.35137.88138.4356cs569258.8133.22135.17136.37137.53138.06138.6357cs578670.8133.62135.49136.66137.79138.33138.9058cs588470.8133.75135.61136.
21、78137.89138.43139.0159cs597869.3134.15136.09137.24138.31138.85139.4460cs607413134.51136.47137.63138.68139.23139.8361cs61桥下7242134.67136.54137.69138.74139.28139.8862cs62桥87222134.67136.55137.70138.76139.31139.9363cs636787.4135.03136.78137.91138.95139.49140.1664cs646346.3135.40137.08138.17139.18139.71
22、140.3665cs655984.9135.70137.39138.43139.41139.94140.5766cs665204.3136.35138.15139.16140.09140.59141.1967cs674898.4136.60138.43139.46140.38140.88141.4768cs684516.2136.92138.77139.81140.73141.22141.8069cs694136.5137.24139.09140.14141.06141.56142.1370cs703836.7137.49139.32140.37141.29141.78142.3571cs71
23、3519.3137.75139.54140.58141.51142.00142.5772cs723047.7138.15139.88140.92141.83142.32142.8873cs732638.97138.46140.21141.24142.15142.64143.1974cs742288138.69140.49141.52142.43142.91143.4675cs752026.8138.87140.69141.72142.63143.11143.6676cs761732.9139.06141.00142.05142.97143.45144.0177cs771553.4139.181
24、41.14142.20143.12143.61144.1678cs781345.5139.32141.24142.30143.23143.72144.2779cs79759.3139.71141.56142.63143.56144.05144.6180cs80210.4140.08141.90142.97143.90144.39144.951.4 工程地质1.4.1 区域地质概况1.4.1.1 地层岩性本区第四系地层分布广泛，地层岩性为有机质土(耕土层、黑色)、低液限粘土(黄褐色、灰褐色、灰色)。1.4.1.2 地质构造及区域稳定性该区域地质因受构造和新构造运动的影响，使基岩表面成波状起埋于地
25、下，控制了第四纪沉积物的分布规律。基岩全被第四纪地层所覆盖。工作区位于松嫩平原东部，按地质构造单元位于二级构造单元松辽中断陷的东北边缘，次一级构造单元乌裕尔呼兰鼻状隆起内，北东向的绥化凹地的西南部。区内构造较为复杂，新构造运动在一定程度上显示了它的活跃性，西部平原地区之基底构造发育，东部山区主要断裂有松辽平原东侧大断裂，呈折线状，产状多变。根据中国地震动参数区划图GB18306-2001该区地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为VI度。地震动反应谱特征周期为0.35s。经查阅历史地震资料，区域内无破坏性地震发生。因此，综上所述，该区地震烈度小，强度弱，近期无新构造运动。该场地无不良
26、地质现象，场地稳定性良好，适合本工程建设。本区标准冻深为2.10m。1.4.2.3 水文地质条件（1）区域水文地质条件地下水分布特征，工作区地下水赋存于下部的砂砾石层，地下水类型为潜水，波状高平原区分布有极不稳定的第四系中粗砂、含砾石层孔隙具弱承压水，还有埋藏的白垩系砂岩、砂砾岩层孔隙裂隙承压水，丘陵区地区分布有不均一的基岩裂隙水。（2）第四系砂、砂砾石层孔隙潜水含水层由细砂、中粗砂、砂、砾卵石层组成。部分地段上覆0.516.0m厚粘性土。含水层厚度为1530m，局部段达40m，地下水位埋深05m，局部具弱承压性。富水性中等，单井涌水量10003000m3/d，渗透系数3070m/d。属HCO
27、3CaMg或HCO3CaNa型水，矿化度小于0.8g/l。个别地段或个别井水Fe、Mn含量较高，C1含量相对较高，变成HCO3C1型水。补给来源主要受大气降水入渗，及侧向径流等补给。其排泄途径，主要为平枯水期向江河等地表水侧向径流和蒸发以及人工开采。（3）地下水腐蚀性评价表1.4-1 环境水对混凝土腐蚀性评价腐 蚀性类型腐蚀性特征判定依据腐蚀程度界限指标试验指标腐蚀性评价一般酸性型PH值无腐蚀弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀PH6.56.5PH6.06.0PH5.5PH5.57.1无腐蚀碳酸型侵蚀性CO2含量(mg/L)无腐蚀弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀CO21515CO23030CO21.071.07HCO3-
28、0.70HCO3-0.70-5.46无腐蚀镁离子型Mg2+含量(mg/L)无腐蚀弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀Mg2+10001000Mg2+15001500Mg2+2000Mg2+20000.80无腐蚀硫酸盐型SO42-含量(mg/L)无腐蚀弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀SO42-250250SO42-400400SO42-50003.85无腐蚀表1.4-3 环境水对钢结构腐蚀性评价 腐蚀性判定依据腐蚀程度界限指标试验指标腐蚀性评价PH值、(CI-+SO42-)含量(mg/L)弱腐蚀中等腐蚀强腐蚀PH值311、(CI-+SO42-)5004.04弱腐蚀PH值311、(CI-+SO42-)500PH3、(CI-+
29、SO42-)任何浓度根据试验指标分析判定，勘察场地地下水对混凝土及混凝土中的钢筋无腐蚀，对钢结构具弱腐蚀。1.4.2 河床现状及评价1.4.2.1 河床地层结构（1）地层结构本次勘察表明，河床地层为粘性土，属单层结构，上覆0.4-1.5m的黑色有机质土(耕土)，下为层黄褐色低液限粘土、层灰褐色低液限粘土、层灰黑色低液限粘土。沿线地貌单元为岗阜状平原，地面高低起伏，相对高差近50m。属于平原河谷，冲沟现象发育。地层岩性自上而下为：层有机质土(耕土)：黑色，为新近沉积层，表层含少量植物根系，松软，厚度0.40-1.50m。层低液限粘土：黄褐色，可塑，局部夹硬塑，粘性一般，铁质浸染较重，层厚1.6-
30、4.30m。层低液限粘土：灰褐色，局部灰黄色，可塑，局部夹软塑层，粘性一般，层厚3.60-7.50m。层低液限粘土：灰色、灰黑色，可塑，粘性一般，该层未揭穿。（2）沿河水文地质条件沿河水文地质条件简单，勘察揭露的为粘性土中的孔隙潜水，水量不丰，地下水稳定水位埋深2.80-4.60m。区域主要含水层岩性为砂类层，含水层薄厚不均，埋深大于15m，地下水类型为第四系孔隙潜水，具微承压性，本次勘察未揭露地下水。据区域水文地质资料，该工作区地下水稳定水位埋藏深度在16-18m左右, 渗透系数K=0.20cm/s。含水性能较好，水量较大。地下水主要由大气降水及河水渗透补给。1.4.2.2 土体物理力学性质
31、及评价（1）土的物理力学性质指标河床主要由低液限粘土组成。其物理力学性质指标参见表1.4-4。表1.4-4 河床土的物理力学性质指标统计表岩土编号岩土名称统计项目质量密度(g/cm3)天然含水量(%)土粒比重Gs天然孔隙比e孔隙度n(%)饱和度Sr(%)干密度d(g/cm3)液限L(%)塑限p(%)液性指数IL塑性指数IP直剪压缩系数压缩模量标贯击数N(击/30cm)标贯修正击数N(击/30cm)渗透系数(室内)k(*10-6cm/s)内摩擦角q(度)(快剪)粘聚力Cq(kPa)(快剪)0.1-0.3(1/MPa)Es0.1-0.3(MPa)2低液限粘土统计个数3333333333333332
32、23最大值1.8831.02.740.93548.393.41.4638.119.90.7018.218.628.90.4404.937.07.09.4最小值1.8227.32.720.87546.785.51.4136.119.30.4116.815.720.20.3804.347.07.02.3平均值1.8529.32.730.90647.588.21.4437.419.70.5517.717.226.00.4074.707.07.06.7小值平均值1.8227.32.720.87546.785.71.4136.119.30.4716.815.720.20.3904.347.07.02.3
33、变异系数标准值3低液限粘土统计个数2424242424242424242424242424248824最大值1.9733.22.750.94248.5100.01.5839.120.30.7418.822.136.00.5106.198.07.011.2最小值1.7924.62.710.73342.376.71.4133.218.40.2714.813.616.40.2903.646.05.51.4平均值1.8927.72.740.85045.989.11.4836.419.40.4917.018.027.00.3894.866.76.25.21小值平均值1.8526.12.730.79644
34、.385.11.4534.918.90.3716.015.421.30.3314.336.05.83.19变异系数0.0240.0850.0030.0710.0390.0590.0340.0460.0280.2900.0670.1360.2040.1560.1450.1050.0930.478标准值1.8728.52.730.87146.591.01.4635.819.20.5416.617.125.00.4114.616.25.86.14低液限粘土统计个数3232323232323232323232323232322232最大值1.9734.13.741.47159.5100.01.5639
35、.420.60.8918.821.436.30.4606.357.06.19.4最小值1.7924.52.650.76243.268.01.3731.818.00.3113.713.816.00.3103.967.06.10.9平均值1.9227.72.860.89946.889.81.5136.719.50.4917.218.126.20.3874.947.06.14.75小值平均值1.8926.22.730.79644.379.91.4634.818.80.3916.015.621.90.3594.537.06.12.86变异系数0.0220.0720.1180.2390.1060.098
36、0.0320.0520.0310.3230.0770.1270.1980.0970.1210.509标准值1.9128.32.750.96448.392.41.4936.119.30.5416.817.424.70.3984.765.49（2）沿河地层的容许承载力根据野外标准贯入试验与室内土工实验，并结合地区经验，综合确定地基土的容许承载力为：层低液限粘土(黄褐色)： R=160KPa层低液限粘土(灰褐色)： R=140KPa 层低液限粘土(灰黑色)： R=150KPa（3）河床工程地质特征根据堤防工程地质勘察规程SL1882005附录C表C.0.2堤基地质结构分类表，堤基地质结构为细粒土单层
37、结构。（4）抗滑稳定条件堤基主要受力层为层黄褐色低液限粘土、层灰褐色低液限粘土、层灰黑色低液限粘土。其中：层层黄褐色低液限粘土的凝聚力C=20.2-28.9kpa，内摩擦角=15.7-18.6；层灰褐色低液限粘土的凝聚力C=16.4-36.0kpa，内摩擦角=13.6-22.1；层灰黑色低液限粘土的凝聚力C=16.1-36.3kpa，内摩擦角=13.8-21.4；各层土中不存在软弱夹层，堤基的抗滑稳定性好，抗冲、抗渗稳定性较差，应采取适当的工程处理措施。地基表层为有机质土为软弱土体，设计时应注意。2 工程位置及维修方案2.1 工程位置颜家沟子于2012年开始治理，分两期进行施工。一期工程-颜家沟子河口至包家窝铺河段，主要任务是以城镇和农村防洪位为主，兼顾两岸排水。防洪主要保护兰西县种猪繁殖场、偏脸、朱家沟、小后屯等4个村镇
