城区二环路北四段道路工程桥涵行洪论证与河势稳定评价报告Word文档格式.docx
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目前广元市已初步形成以高等级公路、铁路为主骨架,辅以水运等其它运输方式相配套的现代综合交通运输网络体系,对全市社会经济的发展产生了巨大的促进作用。
随着社会经济等各项事业将实现跨越式的飞速发展,城市城镇人口不断增加,城乡人民生活水平不断提高,这些都给广元市的交通运输体系提出了更高要求。
因此,加快广元市的交通基础设施建设,完善广元市城市路网结构体系和综合交通运输体系,对全面建设小康社会以及广元市未来经济社会发展战略目标的实现具有极其重要的意义。
广元市城市建设以中心区为核心,沿山间谷地及公路向外发展,形成了山区城市特有的组团式布局特点。
由于受地形、地貌限制及历史因素制的,市中心区可建设利用面积小,房屋密度大,人口相对集中,环境质量日益恶化,基础及各类配套设施老化、不健全并严重滞后,土地容量远远低于城市发展需求,加之用地结构比例失调,城市功能和土地效益不能充分发挥。
同时,广元市呈组团式格局,中心区与各组团之问需大力改善交通状况,加强中心区与各组团间联络,发挥组团效应,完善城区道路网络功能,以适应城市经济发展的需求。
路线起点于许家湾处以高架桥形式接已设计的电子路北延线高架桥(-K0+201.301),向东南方向穿过山坳折向东北(K0+440),穿越长胜机械厂及国营116厂之间,经机电电子工业园北侧再次折向东南(K1+400),经建平机电工业公司(K1+870),跨越天源机械厂(K2+320),经建平初中南侧(K2+700),终点与二环路东段(水柜路)及广巴高速水柜互通连接。
为建立与城市用地布局和土地利用相协调、结构合理、安全畅通、设施完备的现代化道路交通系统,满足城市不断增长的交通需求,促进城市合理有序地发展,总规提出中心片区交通干道网络以利州路、蜀门路为主骨架的“两环三沿三横六纵”干道交通系统。
二环路北段道路是广元市城市总体规划中“两环三沿三横六纵”干道交通系统中两环的一部分,连接上西片区及城北片区,实现片区之间便捷联系的重要城市基础设施。
2011年11月,开始对二环路北段道路工程展开方案研究工作。
研究期间,多次组织了现场踏勘,并走访相关部门,收集广元市总体规划及路网规划、设计资料,了解二环路北段、电子路北延线、水柜路北段、横向规划道路、广巴高速公路的规划情况,以及沿线重大基础设施的建设及规划情况。
根据广元市城市总体规划2010-2020和项目具体实施要求,规划城区道路跨河沟段需进行行洪论证分析北二环四段,下附图。
北二环四段“广元市城区二环路北四段道路工程桥涵行洪论证与河势稳定评价报告”由广元城市建设与投资有限公司建设,需要穿越小沟道,根据国家有关法律法规的规定,应对建设项目进行行洪论证与河势稳定评价。
关于编制广元市城区二环路北四段道路工程桥涵行洪论证与河势稳定评价报告的委托函见附件。
编制单位全面收集了桥位河段的水文泥沙与河床地形等有关资料并进行分析。
通过对桥区河段多年来的河床演变分析及数学模型计算结果表明,建桥后引起的水位壅高及范围较小,引起的流场变化范围、流速值增加以及主流变化等均较小,修建该桥对该河段的防洪和河势稳定均不会产生较大影响,于2012年4月底提出了广元市城区二环路北四段道路工程桥涵行洪论证与河势稳定评价报告(报批稿)。
1.2评价依据1.2.1相关法律、法规相关法律、法规
(1)中华人民共和国水法(2002年10月)
(2)中华人民共和国防洪法(1998年1月)(3)中华人民共和国河道管理条例(1988年)(4)河道管理范围内建设项目管理的有关规定(水政19927号)(5)四川省河道管理范围内建设项目管理暂行办法(川水发200440号)1.2.2技术标准及规程规范技术标准及规程规范
(1)水利工程水利计算规范(SL104-95)
(2)公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)(3)防洪标准(GB50201-94)(4)水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000)1.2.3项目相关资料项目相关资料
(1)广元市城市城市总体规划2010-2020(四川省城乡规划设计研究院)
(2)广元市城北片区控制性详细规划(重庆市规划设计研究院四川分院)(3)四川省水文手册(4)四川省中小流域暴雨洪水计算手册(5)本工程地形图(6)相关工程地质资料(7)道路红线及用地规划(8)现行国家和建设部有关工程建设标准、规范、规程1.3评价河段范围与洪标准评价河段范围与洪标准1.3.1评价河段范围评价河段范围按照四川省河道管理范围内建设项目行洪论证与河势稳定报告编制大纲的要求,本报告评价河段范围为:
桥涵穿越河段横向拟建工程两岸以外各10m;
纵向:
桥梁上下游各300m。
1.3.2评价河段防洪标准依据中华人民共和国防洪标准(GB50201-94)和四川省河道管理范围内建设项目管理暂行办法(川水发200440号)的规定,评价河段位于广元城区,因此确定其工程防洪标准时可按城市的等级和防洪标准考虑,城市的防洪标准见表1-1所示。
表1.3.2-1城市的等级和防洪标准等级重要性非农业人口(万人)防洪标准重现期(年)特别重要的城市市150200重要的城市15050200100中等城市502010050IV一般城镇205020由表1.1可见,该河段满足III级防护标准要求;
根据中华人民共和国河道管理条例,河道管理范围是指“有堤防的河道,其管理范围为两岸堤防之间的水域、沙洲、滩地(包括可耕地)、行洪区,两岸堤防及护堤地。
无堤防的河道,其管理范围根据历史最高洪水位或者设计洪水位确定。
河道的具体管理范围,由县级以上地方人民政府负责划定。
”同时根据四川省河道管理范围内建设项目管理暂行办法第一章第三条规定:
“河道管理范围:
有堤防的河道,河道管理范围为两岸堤防之间的水域、沙洲、滩地(包括可耕地)、行洪区、两岸堤防及护堤地。
无堤防的河道,省内市、州人民政府所在城市规划区内的河道管理范围,按50年一遇的洪水位划定;
省内县(区、市)级人民政府所在地的河道管理范围,按20年一遇的洪水位划定;
其余河道的管理范围,按10年一遇的洪水位划定”,该工程所在地为广元城区,其评价河段的防洪标准为50年一遇洪水。
按照城市桥梁设计准则CJJ1193,2.0.3城市桥梁设计宜采用百年一遇的洪水频率,对特别重要的桥梁可提高到三百年一遇。
防洪标准较低的地区,若按百年一遇或三百年一遇的洪水频率设计,导致桥面高程较高而引起困难时,可按实际情况考虑,但仍须确保桥梁结构在百年一遇或三百年一遇洪水频率下的安全。
按照公路桥涵设计通用规范(JTGD60-2004)、公路工程水文勘测设计规范(JTGC30-2002),本工程起于电子路北延线许家湾处交叉口,由西向东沿线经长胜机器厂、116厂、电子工业园、建平机电工业公司宿舍、天源机械厂,最后于水柜村5组与二环路东段(水柜路)衔接。
二环路北段全长约3.44km。
综合评定,该路段桥涵都以100一遇为设防标准。
因此该中桥的设防标准应为100年一遇,成都勘察设计院设计的广元市二环路北段道路工程方案设计按100年一遇设防标准进行设计,是符合城市桥梁设计准则的。
1.4技术路线及工作内容技术路线及工作内容1.4.1技术路线技术路线本评价报告所采用的研究路线为:
水文分析计算以实测资料为基础与历史调查洪水计算相结合,计算设计洪水下拟建工程占据的过水面积及其所引起的最大雍水高度、雍水范围、冲刷淤积等,综合分析确定工程占据河道对修建对本河段行洪、河势稳定以及本河段其它已成和规划水利工程的影响。
采用经验公式推求流域设计洪水,同时参考广元城区防洪工程的成果资料。
1.4.2工作内容工作内容本次行洪论证工作内容主要包括:
区域地形和所在河道水上水下部分测量,施工点以上集雨面积、水文分析计算、河道洪水调查、河床冲刷变形计算、河势稳定分析、计算拟建工程占据过水面积及其所引起的最大雍水高度、雍水范围、冲刷淤积等,综合分析确定工程建成前后对河道行洪能力和河势稳定的影响。
工作内容主要包括水文分析计算、雍水分析以及河道稳定分析,从而对项目占据河道后对河道行洪能力预河势稳定影响的综合评价。
1、水文分析计算水文分析计算主要工作内容包括:
水文资料的审查与分析、资料的插补和延长、设计洪水分析计算及计算成果合理性分析。
2、雍水分析计算雍水分析计算为工程后修建后阻水引起上游水面变化,采用经验公式计算。
3、河道冲淤计算泥沙冲淤计算借用经验公式计算。
4、河道稳定分析第二章第二章基本情况基本情况2.1建设项目工程概况建设项目工程概况2.1.1建设项目的名称、地点及建设目的建设项目的名称、地点及建设目的建筑物名称:
“广元市城区二环路北四段道路工程桥涵”。
建设地点:
广元市利州区建设目的:
国道108交通压力与日俱增,需要新增通道解决城市组团间交通联系。
城市近期组团间联系主要通道,远期过境功能将被规划快速路取代,随着城北片区的开发,与东坝组团交通联系将增强。
随着城市经济发展,交通压力与日俱增。
建设该工程对于完善广元城区路网、方便市民出行、促进城区经济发展有着良好作用。
2.1.2道路工程的建设规模、防洪标准道路工程的建设规模、防洪标准2.1.2.1建设规模建设规模二环路北段位于广元市城北片区,是一条沟通组团之间的快速通道。
工程起于电子路北延线许家湾处交叉口,由西向东沿线经长胜机器厂、116厂、电子工业园、建平机电工业公司宿舍、天源机械厂,最后于水柜村5组与二环路东段(水柜路)衔接。
二环路北段道路全长3.44km,其中桥梁总长0.672km,桥隧比19.5。
二环路北段主线道路等级为城市次干路I级,设计速度为60km/h。
匝道道路等级为城市支路I级,设计速度为40km/h。
二环路北段布置为机动车双向四车道断面,两侧布置非机动车道及3m的人行道;
在与主干路相交段采用双向四车道主线高架+双向两车道地面层车行道以及两侧地面层非机动车道的断面,此外两侧布置各3m的人行道。
2.1.2.2建设标准建设标准1)道路等级:
二环路北段:
城市次干路I级2)设计速度:
60km/h3)荷载等级:
桥梁荷载:
公路I级,人群荷载按4.0KN/M2取值;
路面计算荷载:
BZZ-100型标准车桥梁设计安全等级:
主线高架和立交桥梁:
一级耐久性设计环境类别:
类4)设计年限:
沥青路面设计年限:
15年桥涵结构设计基准期:
100年5)道路通行净空:
城市主干路5.0m自行车和人行通道2.5m6)车行道宽度:
城市道路机动车道宽度路段:
小型汽车一条车道宽度为3.5m;
大、小型汽车混行一条车道宽度为3.75m;
立交匝道:
车道宽度为3.5m。
交叉口:
进口道车道宽度3.03.25m;
公交汽车停车站车道宽度为3.0m。
路缘带:
V40km/h,宽度为0.5m;
V40km/h,宽度为0.25m;
7)路拱设计坡度:
车行道横坡1.5%,人行道横坡-2.0%。
8)抗震设防标准:
抗震设防烈度为7度,地震动峰值加速度0.1g,抗震设防类别:
B类。
根据中国地震动参数区划图,路线所经地区设计基本地震动峰加速度值为0.1g,地震动反应谱特征周期为0.4s,对应地震基本烈度为度。
抗震设防按7度。
9)主要排水标准:
设计暴雨重现期:
地面道路P=3年,立交及高架道路P=5年。
2.1.2.3防洪标准防洪标准该项目位于广元城区,是广元市二环路北段线路四段线上的三处桥梁、两处涵洞,根据公路涵洞设计细则,其相应的防洪标准均为100年一遇。
2.1.3广元市城区二环路北四段道路桥涵工程设计方案广元市城区二环路北四段道路桥涵工程设计方案2.1.3.1桥型方案桥型方案1、桥梁工程本项目共计7座桥梁,其中四段有3座桥梁,桥梁编号一览表如下:
表2.1.3.1-1序号中心桩号交角()跨径起讫里程桥梁全长(m)上部结构桥宽跨数-米5K2+181.0000130K2+163K2+19936预应力砼简支小箱梁306K2+325.0000630K2+232K2+418186预应力砼简30支小箱梁7K2+974.00035130K2+956K2+99236预应力砼简支小箱梁30广元市二环路北段道路工程(桥梁工程部分)作为城市桥梁,除满足交通功能外,还应考虑景观需要,与城市融为一体。
在满足结构安全、经济合理的前提下,桥型选择遵循遵循“技术先进、安全可靠、耐久适用、经济合理、美观和有利环保”的设计原则。
2、涵洞工程广元市二环路北段道路工程全线共设有四处涵洞,其中在四段有两处涵洞分别为K2+730、K2+900,孔径有1.51.5。
均为排水涵。
2.1.3.2桥位方案根据工程设计方案,桥梁采用4X30m简支小箱梁,采用预制吊装,对既有道路的影响较小;
施工周期容易保证,周期短。
下部桥台处设置伸缩缝,其余部位采用桥面连续;
相对于连续梁,其抗震性能较差。
涵洞形式采用盖板涵及拱涵。
采用拱涵。
本项目涵洞的布置充分考虑了沿线现状排水通道的恢复以及现状小路车行、人行的需求。
设计要点a).钢筋混凝土盖板暗涵板块间无横向联系,按单块板受力计算,且按不同填土高度计算盖板厚度和配筋;
钢筋混凝土盖板明涵板块间有预留钢筋,板块全部落梁到位后,相邻板预留钢筋互相连接,并现浇湿接缝,形成整体。
b).台帽与涵台顶面应铺设厚度不小于1cm的油毛毡垫层。
c).为了对涵洞下端起支撑作用,涵底必须铺砌。
d).预制盖板时必须在混凝土达到设计强度50%后才允许脱底模。
混凝土强度必须达到设计强度85%后才能堆放和运输,并要求在盖板端部用两点搁支,并不得使上、下面倒置。
e).台背填土必须在搁置盖板和砌体砂浆或片石达到85%设计强度以后进行,并应在两个台背同步分层对称夯填。
台背填土选择透水性良好的砂砾石或砂质土壤,保证内摩擦角不小于35。
f).洞身在顺水方向应根据地形、地基土壤情况,每隔46米设置一道沉降缝,沉降缝贯穿整个断面。
洞口与洞身分离砌筑。
沉降缝宽12cm,缝内填沥青麻絮。
g).施工过程中,当洞顶覆土厚度小于0.5m时,涵顶及涵两侧填土在两倍孔径范围内必须采用人工方法分层夯实;
当洞顶覆土厚度在0.51m时,涵顶可通过施工车辆,但压路机必须采用静压。
h).涵洞基底容许承载力在施工图设计阶段根据地勘资料确定好基础形式后再行拟定。
i).路线高填区涵洞采用拱涵,因拱涵对地基承载力要求较高,必要时需对地基进行处理。
j).其余事项及要求均按公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)办理。
2.2河道基本情况河道基本情况2.2.1河道概况河道概况第一处桥梁K2+181.000位于曹家坡,是一座上跨规划道路桥梁,没有跨越沟道。
第二处桥梁K2+325.000横跨孙家沟,发源于东坝办事处水柜村境内的尹家沟,广元市城区二环路北四段道路工程K2+325中桥跨越孙家沟,属河流冲积阶地地貌类型。
该河在拟建桥处以上集雨面积3.55km2,主河道长度1.70km,平均比降28,沟道宽度约10米。
第三处桥梁K2+974.000是一座上跨规划道路桥,拟建桥梁以上集雨面积0.5km2,主沟道长1.20km,平均比降27,沟道宽约5米。
K2+730过水涵洞位于上跨桥梁K2+974.000下游约240米处,其上游集雨面积0.5km2,主沟道长1.37km,平均比降33,沟道宽约2米。
过水涵洞K2+900位于上跨桥梁K2+974.000下游约70m处,上游集雨面积0.5km2,主沟道长1.27km,平均比降27,沟道宽约2米。
2.2.2气象特征气象特征嘉陵江流域气候受地形影响,中下游盆地因有西北的岷山山脉、北部的秦岭和东北的大巴山山脉为屏障,使西北寒流不易侵入,故冬季气温较同纬度地区偏高,为长江流域降雪最少的地区;
夏季炎热多雨,秋冬多雾。
本流域的水汽主要来源于孟加拉湾和南海,除北部山区外,水汽尚为丰沛,降水量以盆地边缘区为最多。
工程河段气象特征,场区属亚热带湿润季风气候区,气候温和湿润,四季分明,雨量充沛,日照充足,无霜期长。
多年平均气温17.6,最热为七月,平均26.1;
最冷为一月,平均3.6。
极端最高气温3841;
极端最低气温-6-10。
多年平均降雨量1112.80mm,75%集中在69月,多年平均蒸发量1479.30mm,多年平均相对湿度69%。
常年日照时数1337.6小时,日照率31%。
常年主导风向为北风和西北风,最大瞬时风速为27.80m/s,基本风压0.35kN/m2。
2.2.3水文
(1)径流根据嘉陵江上游广元(新店子)水文站(19642005年)实测资料分析计算,实测最大流量12800m3/s(1990年),最小流量18.4m3/s,多年平均流量202m3/s,径流的年内分配与降雨的年内分配基本一致,每年4月起径流随降雨的增大而增大,7、8两月水量最丰,9月份次丰,11月后由于降雨量的减少,地下水补给的比重渐渐增大,径流逐渐以地下水补给为主,稳定退水至翌年3月。
径流在年内的分配不均匀,丰水期(510月)占年径流量的81.5%,枯水期(114月)仅占年径流量的18.5%。
年径流不稳定,年际间的变化较大,年径流变差系数0.34。
年最小流量一般出现在每年的2、3月份,多数出现于2月。
由此可见,径流在年内、年际丰枯变化较大。
本项目区内地表水系主要为水柜河,水柜河为季节性河沟。
夏季汛期时水位暴涨。
(2)洪水嘉陵江流域洪水主要由暴雨形成,嘉陵江干流洪水出现时间与暴雨同步,属陡涨陡落型洪水,年最大洪水发生时间以7、8、9三个月最多,6月次之,5、10月亦偶有发生,但量级较小。
三个月主汛期洪峰出现的百分比达到了87.1%,其中出现在7月份的机率最大为41.0%,其次是9月为28.2%。
嘉陵江洪水特点为涨率大,退率小,峰高量大,多为复式峰型,一次洪水过程一般历时35天。
洪水年际变化也较大,广元(新店子)水文站年最大流量发生月份频次统计见下表。
表2.2.3-1广元(新店子)水文站年最大流量发生月份频次统计表月份6789年频次(%)9271845100本此建设项目属亚热带湿润季风气候,年平均降水量973mm,最多达1518.1mm(1961年),最少仅580.9mm(1956年)。
年际相差937.2mm,最多年是最少年的2.6倍。
降水在年内分配也极为不均,80%的雨量都集中在7、8、9三个月,有强度大、历时短、降雨集中及时空分布不均等特点。
洪水多由暴雨形成,洪水过程与降雨过程相对应。
每年内均有23次洪水过程,洪峰多以单、双峰呈现,洪水历时一般为15h。
单峰为尖瘦型洪水过程,双峰或多峰为肥胖型洪水过程。
(3)泥沙嘉陵江是长江上游重点产沙河流,其含沙量居各支流之首。
新店子河段多年平均含沙量为0.564kg/m3,多年平均输沙量为3695万t,最大年输沙量12300万t,最小年输沙量878万t,多年平均输沙模数1460t/km2。
悬移质和卵石推移质中值粒径分别为0.025mm和33mm,新店子站推移质级配见表2-7。
新店子推移质输沙量根据爱因斯坦法计算约为11.26万t。
表2.2.3-2新店子水文站推移质级配成果表粒径1248163264100150200250(mm)小于某粒径的沙重百分数(%)5.38.316.025.236.849.965.077.088.597.3100本建设项目区内沟道均无实测流量和泥沙资料。
2.2.4地形和地质地形和地质地形、地貌:
(1)高程片区内山体纵横,最大高差达103米,具有明显的山地特征。
最高点高程为603米,位于片区东部;
最低点高程为482米,位于片区南部。
片区内有三处主要的山体,山顶平均高程在560米以上。
(2)坡度片区用地30%以下坡度占总用地的70,坡度20%以下的用地约占40%。
片区地形可分为三个层次:
沟谷地、缓坡地、山地。
沟谷地:
片区内有三条主要的沟谷,地势较为平坦。
用地坡度在20%以下,高程在520米以下;
缓坡地:
沿山侧为缓坡地,有一定坡度,用地坡度在30%以下,高程在560米以下;
山地:
片区内有三处主要的环状山体,主要山体山顶高程在570米-600米之间之间。
区域地质构造:
根据区域构造的成因时间和展布特征,场区属四川盆地边缘弧形(华夏式)构造带,产生于侏罗、白垩系地层中,表现为舒缓宽展的褶皱,断裂极少。
本构造带西北面为龙门山构造(华夏系)所制约,东南方受巴中莲花状构造的影响。
因此,构造呈现为由北东逐渐向东面偏转的弧形褶皱,总的趋势为北东东向。
地震危险性及地震效应:
广元市区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,特征周期值0.40s。
水文地质:
项目建设区内分布的地表水水体主要为水柜河,为南河支流,河谷近南北向发育。
第四系全新统松散层孔隙水,要为赋存于卵石土中孔隙潜水,主要接受大气降雨及嘉陵江水补充。
地下水位变化受季节控制明显,枯水季节地下水位低,雨季时期地下水位较高。
2.2.5社会经济社会经济广元市古称利州,已有2300多年的历史,位于四川省北部,川陕甘三省交汇处,为四川的北大门出川的咽喉重地,素有“蜀北重镇”、“川北门户”和“巴蜀金三角”之称。
1985年经国务院批准成立地级市,辖利州、元坝、朝天3区和青川、旺苍、剑阁、苍溪4县。
2011年广元市国民经济快速发展,全市实现生产总值(GDP)403.54亿元,比上年提高15.6个百分点。
其中,第一产业实现增加值83.80亿元,增长4.4;
第二产业实现增加值180.16亿元,增长