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宁夏扶贫扬黄灌溉一期红寺堡五泵站及五干渠工程施工组织设计.doc

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宁夏 扶贫 灌溉 一期 红寺堡五 泵站 干渠 工程施工 组织设计
资源描述:
第 一 章 工 程 概 况一、工程概述宁夏扶贫扬黄浇灌一期工程红寺堡五干渠是整个骨干工程之一,位于同心境内,苦水河以西,跨韦州、下马关二个乡镇,始于韦州镇张家旧庄自然村,止于甜水河十里山 水库上游 1.5m 处,全长 17.72km,控制净灌溉面积10.90 亩。五干渠进口接五泵站出水渡槽,起始设计水位 1444.05m,加大水位1444.15m,干渠全长 17.72km,本级浇灌面积 3.34 万亩,D4 标段为五泵站及 0+000~4+050,渠道长度 4.05 km,有 9 座建筑物,其中 5 座生产桥,3 座渡槽,1 座路涵。二、 工程地质1、区域地质概况五干渠位于大罗山东麓,地表岩性为冲洪积砂壤土、壤土,夹碎石、角砾。地面高程在 1300-1500 米,为罗山洪积扇,四干渠及五干渠前段的洪积扇被山洪沟切割成打下不等的沟间地块,地面高程起伏较大。五干渠后段地形起伏较小、位于洪积扇的边缘。2、岩性渠线所经地区揭露地层有:沟谷中分布有第四系新统冲洪积(Q 42a1+p1)碎石及角砾;第四系上更新统(Q 31p1-a1)壤土(局部夹粘土层) ,夹杂色碎石、角砾层;第三系中新统红柳沟组(N 1h)砾岩,分布于四干渠中——后段;二叠系上统上石盒子组(P 2sh)长石石英砂岩,分布于四干渠前段。工程区地层岩性由老至新分述如下:(1)二叠系上统上石盒子组(P 2sh)长石石英砂岩,浅紫红色,坚硬,中厚曾状,产状 78°∠21°。(2)第三系中新统红柳沟组(N 1h)砾岩,砖红色,含大量石膏矿物,坚硬状态。(3)第四系上更新统(Q 31p1-a1)壤土,局部夹砂壤土、粘土及碎石、角砾透镜体,土黄色-黄褐色,坚硬-硬塑状态,壤土多具有湿陷性,属于中等压缩性土;其间的碎石及角砾多呈透镜体分布在壤土层中。(4)第四系新统冲洪积(Q 42ap1+1)碎石及角砾。杂色- 青灰色,松散-稍密,成份为砂岩、灰岩等,约占 60%,砂及壤土充填,分布与渠线经过的冲沟中的表部。(5)第四系全新统坡积(Q 4d1)壤土及角砾。壤土多呈黄色,角砾呈青灰色- 杂色,分布于渠线经过的冲沟的坡角处。3、地质构造及地震工程区构造上地处祁吕贺山字型构造体系的脊梁贺兰褶带的罗山-云雾山隆起带。罗山- 云雾山隆起带在本地区主要表现为:罗山背斜,它是由奥陶系地层组成的复式背斜,轴向为南北向,长达 40 余公里,宽 3-5 公里。本区历史上地震活动较强烈,历史上曾发生多次地震记载,1561 年 7月 25 日红寺堡以西 6 公里处发生 7.25 级地震,震中烈度 XI-X,1981 年 1月 19 日-10 月 27 日,红城水(五干渠后段)共发生 1-2.6 级地震 8 次。以上地震与本地区新构造运动有着密切关系,根据《中国地震动参数区划图 》(GB18306-2001) ,本场地地震动峰字值加速度为 0.2g;地震动反应谱特征周期为 0.3s,等效于地震基本烈度为Ⅷ度区。通过对整个工程区的勘察,本工程区的主要建筑物附近未发现有活动断裂,其区域构造稳定性是较好的。4、水文地质工作区为大罗山的洪积扇区,地下水主要由大罗山基岩裂隙水及大气降水补给。水位埋深一般大于 15 米,地下水流向由扇顶向扇底流动,流入苦水河及甜水河水系,水质由扇顶到扇底逐渐变坏,矿化度由扇顶的 1.57g/L-2.87g/L 至扇底的 5.6g/L,地下水化学类型为 SO4-C1-Na-Mg 型。由于该地区地下水水位埋深大,包气带及含水带透水性大,灌区形成后地下水排泄通畅,地下水位不会有明显上升。4.1、渠道工程地质条件(1)渠道建筑物工程地质1)1#(后头沟)渡槽工程地质场地岩性分布如下:壤土(Q 3a1)夹角砾透镜体:壤土呈土黄色,硬塑 -坚硬状态,具水平层理,局部含少量石膏结晶,壤土其物理力学指标见下表:Q3a1 湿陷性壤土物理力学指标项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 9.8 湿陷系数 (δ s) 0.016-0.074湿密度 r (g/cm3) 1.629 自重湿陷系数(δ 2s) <0.015干密度 rd (g/cm3) 1.483 总湿陷量 (△ s) cm孔隙率 e 0.828 自重湿陷量(△ 2s) cm压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.25 湿陷等级 Ⅱ级非自重压缩模量 Es(Mpa) 14.1 承载力标准值 fk(kPa) 120凝聚力 C(kPa) 14.2 开挖边坡值 1:1.25内摩擦角 φ(度) 30.3 渗透系数 K(cm/s) 1.3×10-4Q3a1 非湿陷性壤土物理力学指标项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 10.9 压缩模量 Es(Mpa) 17.7湿密度 r (g/cm3) 1.665 凝聚力 C(kPa) 10.9干密度 rd (g/cm3) 1.503 内摩擦角 φ(度) 29.1孔隙率 e 0.807 渗透系数 K(cm/s) 1.1×10-5压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.13 承载力标准值 fk(kPa) 150场地壤土中局部夹 角砾(Q 3a1)透镜体:进出口在埋深 1-2 米处,厚度 0.4-1.5 米,沟中在埋深高程 1380.2-1383.5 米,厚 0.8-1.8 米,青灰色- 杂色,呈稍密- 中密状态,砾石呈次棱角状态,砾石直径常见 5-10mm,最大可见15cm,砾石含量大于 60%,砾石主要成份为砂岩、灰岩等,充填物为砂。沟中稍密角砾其 fk=200kPa,边坡比为 1:1.50 ;其渗透系数 k=0.2cm/s。在进场地埋深 19.5 米以下,高程在 1428.5 米存在一半胶结角砾层,青灰色- 杂色,石膏矿物胶结,密实状态无法挖掘,砾石直径在 3-10mm 左右,最大可见 15cm,主要成分为砂岩,灰岩等,充填物为砂。稍密角砾其 fk=200kPa,边坡比为 1:1.50;中密角砾其 fk=250kPa,边坡比为 1:1.50;其渗透系数 k=0.2cm/s。 下部半胶结角砾其 fk=300kPa。该渡槽将进口基础放置在高程 1432 米以下非湿陷性土层上,沟中及出口基础可放置在高程 1422 米以下非湿陷性壤土层上。2) 2#(庙梁沟)渡槽工程地质场地岩性分布如下:壤土(Q 3a1)夹角砾透镜体:壤土呈土黄色,硬塑-坚硬状态,具水平层理,局部含少量石膏结晶,壤土其物理力学指标见下表:Q3a1 湿陷性壤土物理力学指标项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 10.4 湿陷系数 (δ s) 0.0158-0.051湿密度 r (g/cm3) 1.663 自重湿陷系数(δ 2s) 0-0.043干密度 rd (g/cm3) 1.507 总湿陷量 (△ s) cm孔隙率 e 0.799 自重湿陷量(△ 2s) cm压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.14 湿陷等级 Ⅲ级自重压缩模量 Es(Mpa) 14.8 承载力标准值 fk(kPa) 110凝聚力 C(kPa) 17.8 开挖边坡值 1:1.25内摩擦角 φ(度) 31.3 渗透系数 K(cm/s) 1.3×10-4Q3a1 非湿陷性壤土物理力学指标项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 8.1 压缩模量 Es(Mpa) 28.2湿密度 r (g/cm3) 1.607 凝聚力 C(kPa) 16干密度 rd (g/cm3) 1.485 内摩擦角 φ(度) 30.3孔隙率 e 0.824 渗透系数 K(cm/s) 1.1×10-5压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.07 承载力标准值 fk(kPa) 140场地壤土中局部夹角砾(Q 3a1)透镜体:厚度 0.5-2.2 米,青灰色-杂色,呈稍密- 中密状态,砾石呈次棱角状态,砾石直径常见 5-10mm,最大可见15cm,砾石含量大于 60%,砾石主要成份为砂岩、灰岩等,充填物为砂。沟中稍密角砾其 fk=200kPa,边坡比为 1:1.50;其渗透系数 k=0.2cm/s。在进场地埋深 16.0 米以下,高程在 1428.5 米存在一半胶结角砾层,青灰色- 杂色,石膏矿物胶结,密实状态无法挖掘,砾石直径在 3-10mm 左右,最大可见 15cm,主要成分为砂岩,灰岩等,充填物为砂。下部半胶结角砾其 fk=300kPa。沟中为角砾 (Q 42ap1):青灰色 -杂色,厚度约 4.2 米,呈松散-稍密状态,局部夹约 1.0 米左右的土黄色,硬塑状态的壤土透镜体,砾石呈次棱角状态,砾石直径常见 5-10mm,最大可见 20.0cm,砾石含量大于 60%,砾石主要成分为砂岩,灰岩等,充填物为砂。沟中稍密角砾其 fk=200kPa,边坡比为1:1.50,其渗透系数 k=0.2cm/s。该渡槽将进口基础放置在高程 1428 米以下半胶结角砾层上,沟中及出口基础可放置在高程 1418 米以下非湿陷性壤土层上。3)3#(关庄台)渡槽工程地质场地岩性分布如下:壤土(Q 3a1)夹角砾透镜体:壤土呈土黄色,硬塑-坚硬状态,具水平层理,局部含少量石膏结晶,在出口岸埋深高程 1432 米左右夹土红色壤土透镜体,壤土其物理力学指标见下表:Q3a1 湿陷性壤土物理力学指标项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 12.1 湿陷系数 (δ s) 0.015-0.113湿密度 r (g/cm3) 1.682 自重湿陷系数(δ 2s) 0-0.033干密度 rd (g/cm3) 1.501 总湿陷量 (△ s) cm孔隙率 e 0.811 自重湿陷量(△ 2s) cm压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.23 湿陷等级 Ⅲ-Ⅳ级自重压缩模量 Es(Mpa) 11.6 承载力标准值 fk(kPa) 110凝聚力 C(kPa) 12.3 开挖边坡值 1:1.25内摩擦角 φ(度) 30.8 渗透系数 K(cm/s) 1.3×10-4Q3a1 非湿陷性壤土物理力学指标项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 14.0 压缩模量 Es(Mpa) 16.1湿密度 r (g/cm3) 1.713 凝聚力 C(kPa) 17干密度 rd (g/cm3) 1.507 内摩擦角 φ(度) 29.8孔隙率 e 0.824 渗透系数 K(cm/s) 1.1×10-5压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.12 承载力标准值 fk(kPa) 140场地壤土中局部夹角砾(Q 3a1)透镜体:厚度 1.0-4.5 米,青灰色-杂色,呈稍密- 中密状态,砾石呈次棱角状态,砾石直径常见 5-10mm,最大可见15cm,砾石含量大于 60%,砾石主要成份为砂岩、灰岩等,充填物为砂。 在出口(桩号 2+040)场地埋深高程 1427.8 米以下,为角砾(Q 3a1) 层,厚度 1.0-4.5 米,青灰色-杂色,呈稍密- 中密状态,砾石呈次棱角状态,砾石直径常见 5-10mm,最大可见 15cm,砾石含量大于 60%,砾石主要成份为砂岩、灰岩等,充填物为砂。 稍密角砾其 fk=200kPa,边坡比为 1:1.50;中密角砾其 fk=250kPa,边坡比为 1:1.50;其渗透系数 k=0.2cm/s。沟中为角砾 (Q 42ap1):青灰色 -杂色,厚度约 4.2 米,呈松散-稍密状态,局部夹约 1.0 米左右的土黄色,硬塑状态的壤土透镜体,砾石呈次棱角状态,砾石直径常见 5-10mm,最大可见 20.0cm,砾石含量大于 60%,砾石主要成分为砂岩,灰岩等,充填物为砂。沟中稍密角砾其 fk=200kPa,边坡比为1:1.50,其渗透系数 k=0.2cm/s。该渡槽将进口基础放置在高程 1423.5 米以下非湿陷性土层上,沟中及出口基础可放置在高程 1420 米以下角砾层上。(2)渠线工程地质条件五干渠全长 17.4km,为全断面混凝土板衬砌梯形断面,设计流量3.06m3/s ,起始水位 1444.05m,比降 1/2500,全段工程地质条件叙述如下:1)0+000~3+500(测量桩号)段该段段长 3.50 公里,地层岩性主要为上部壤土(Q 3a1)局部夹角砾透镜体,冲沟为碎石(Q 42ap1) ,现分述如下:壤土(Q 3a1):土黄色 ,坚硬状态,厚度渠线方向分布不均匀,厚度大于 20.0 米,具有湿陷性,局部含角砾透镜体。其物理指标平均值如下:Q 3a1湿陷 Q3a1 性壤土物理力学指标( 1999 年)项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 6.8 自重湿陷系数(δ 2s) 0.004-0.080湿密度 r (g/cm3) 1.511 总湿陷量 (△ s) cm 90.98干密度 rd (g/cm3) 1.413 自重湿陷量(△ 2s) cm孔隙率 e 0.926 湿陷等级 Ⅲ级自重压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.34 承载力标准值 fk(kPa) 120压缩模量 Es(Mpa) 18.6 开挖边坡值 1:1.25湿陷系数 (δ s) 0.038-0.203 渗透系数 K(cm/s) 2×10-5Q3a1 非湿陷性壤土物理力学指标(1999 年)项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 10.6 压缩模量 Es(Mpa) 17.5湿密度 r (g/cm3) 1.675 凝聚力 C(kPa)干密度 rd (g/cm3) 1.514 内摩擦角 φ(度)孔隙率 e 0.796 渗透系数 K(cm/s) 2×10-5压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.11 承载力标准值 fk(kPa) 150备注:上两表根据 1999 年勘察结果Q3a1 湿陷性壤土物理力学指标( 2001)项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 4.3 湿陷系数 (δ s) 0.021-0.076湿密度 r (g/cm3) 1.516 自重湿陷系数(δ 2s) 0.020-0.057干密度 rd (g/cm3) 1.453 总湿陷量 (△ s) cm 156.09孔隙率 e 0.868 自重湿陷量(△ 2s) cm 70.19压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.37 湿陷等级 Ⅳ级自重压缩模量 Es(Mpa) 9.1 承载力标准值 fk(kPa) 110凝聚力 C(kPa) 25.0 开挖边坡值 1:1.25内摩擦角 φ(度) 32.5 渗透系数 K(cm/s) 2×10-5Q3a1 非湿陷性壤土物理力学指标(2001 年)项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 5.1 压缩模量 Es(Mpa) 13.1湿密度 r (g/cm3) 1.558 凝聚力 C(kPa)干密度 rd (g/cm3) 1.482 内摩擦角 φ(度)孔隙率 e 0.829 渗透系数 K(cm/s) 2×10-5压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.14 承载力标准值 fk(kPa) 150备注:上两表根据 2001 年本次勘察结果壤土中局部夹粘土透镜体(Q 3a1):土黄色,坚硬状态,具有湿陷性,湿陷界线以上其物理指标平均值如下:Q3a1 湿陷性壤土物理力学指标项 目 指 标 项 目 指 标含水量 ω(%) 6.6 湿陷系数 (δ s) 0.011-0.158湿密度 r (g/cm3) 1.528 自重湿陷系数(δ 2s) 0-0.067干密度 rd (g/cm3) 1.436 湿陷等级孔隙率 e 0.931 承载力标准值 fk(kPa) 110压缩系数 a1-3(MPa-1) 0.69 开挖边坡值 1:1.25压缩模量 Es(Mpa) 9.1 渗透系数 K(cm/s) 2×10-52)前段 0+400-0+450 左右在地表分布有角砾(Q 3a1):青灰色-杂色,呈松散- 中密状态,厚度约 1.7 米,砾石呈次棱角状态,砾石直径常见 0.5-3cm,最大可见 10.0cm,砾石含量约占 60%,砾石主要成分为砂岩,灰岩、泥岩等,充填物为粗砂。其 fk=220kPa。渗透系数 k=0.2cm/s;开挖边坡比 1:1.00-1.25 。3)沟中为碎石(Q 42ap1):青灰色-杂色,局部夹壤土及块石透镜体,呈松散- 稍密状态,碎石呈棱角一次棱角形,碎石直径常见 2-5cm,碎石含量约占 60%,最大可见 15cm,碎石主要成分为砂岩,灰岩等,充填物为粗砂。稍密其 fk=200kPa。渗透系数 k=0.2cm/s;开挖边坡比 1:1.00-1.25 。三、水文气象资料1、水文资料(1)暴雨洪水特性红寺堡五干渠沿线沟道共计 10 条,渠线以上汇流面积 92.9km2 ,其中较大的有庙梁沟、陶家大沟、南滩沟和红城水沟等 4 条,这些山洪沟道的主要水文特点是洪水总量少,历时短,泥沙含量高,平时干涸无水,暴雨时洪水陡
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