水利工程设计变更方案比较(校核)

i四川省升钟水库灌区二期工程南充干渠27+373~27+766段渠线方案比较专业名称水工审核审查校核李勇计算黄强水利部四川水利水电勘测设计研究院四川省2016年1月ii目录1.1概述..........................................................................................................................................11.1.1地质条件...............................................................................................................12.1方案比较..................................................................................................................................52.1.1原设计方案描述...................................................................................................52.1.2方案比较...............................................................................................................511.1概述南充干渠设计全长60.73km，起于右总干渠末端西充境内袁家嘴分水闸，止于嘉陵区砖石孔，除去首段（袁家嘴分水闸～大鹏山隧洞进口）9.6km已建成部分，本阶段南充干渠设计内容为“大鹏山隧洞进口～嘉陵区砖石孔”段，总长约51.13km。南充干渠共分为4个流量段，大鹏山隧洞进口～金凤山斗渠分水设计流量为16.5m3/s，金凤山斗渠分水～五龙支渠分水设计流量为14m3/s，五龙支渠分水～赵子河水库进口设计流量为6.5m3/s，赵子河水库出口～嘉陵区砖石孔设计流量为9.6m3/s。南充干渠渠道及渠系建筑物级别为4级。本次渠线比较段位于南充干渠4~5标段分界区域，属于二流量段，桩号范围27+373~27+766，总长393m。本段渠道与双盘路（县道，祥龙至文井段，公路等级为四级）交叉，在施工过程中，业主反馈征地困难，涉及一座鱼塘，难协调，提出渠线往玉凤山内侧布置，适当改建公路。应业主要求，为尽量减小投资，并减少对现有交通的影响，本阶段进一步对该段进行渠线方案比选。1.1.1地质条件线路区出露的地层主要为侏罗系上统蓬来镇组下段（J3p1），在冲沟、洼地以及斜坡地段分布有第四系坡残积层、坡洪积层。沿线主要为粉砂质泥岩及泥质粉砂岩不等厚互层，岩层倾角平缓。粘土、壤土层呈可塑状～软塑状，压缩变形大；粉砂质泥岩一般具弱膨胀性，抗风化和抗冲刷力弱。主要地质参数见表1-1-1~3。2干渠地下洞室围岩分类建议数据表表1-1-1围岩类别岩体结构类型围岩主要工程地质特征密度抗剪断强度变形模量泊松比单位弹性抗力系数（无压）坚固系数摩擦系数凝聚力γfCEμK0fkg/cm3MPaGPaMPa/cmⅢ厚层～巨厚层状新鲜砂岩（＞15Mp），岩性单一，软弱夹层少，岩体整体完整性较好，裂隙不发育，闭合无充填，一般地下水活动微弱，洞线与岩层走向夹角大于30°。2.3～2.50.70～0.800.5～1.05～60.23～0.296～104～6Ⅳ层状～互层状隧洞进、出口弱风化砂岩及洞身新鲜较软岩或软岩，结构面较发育，岩体较完整～完整，岩体抗风化能力弱，层间结合力较差，易脱层或塌方，地下水活动微弱。洞线与岩层走向夹角大于30°。2.2～2.30.65～0.700.2～0.42.5～30.29～0.352～32～3Ⅴ碎裂状、散体状隧洞进、出口强风化、强卸荷砂岩，弱风化较软岩或软岩及挤压破碎带等，岩体破碎，节理裂隙很发育，普遍张开松驰，部分充填泥、岩屑等，完整性差～破碎，易塌方。地下水活动中等~强烈。＜2.10.36～0.400.005～0.010.2～0.30.35～0.400.3～0.51～1.53明（暗）渠土体物理力学建议指标表表1-1-2层位岩性干密度抗剪强度压缩模量允许承载力临时边坡永久边坡内摩擦角凝聚力γφcEsPg/cm3°MPaMPaMPaQ4dl＋plQ4al＋plQ4dl＋elQ4col＋plQ4col粘土1.39～1.688～10（饱快）0.0135.00.1～0.151:1～1:1.251:1.25～1:1.515～18（饱固快）0.011粘土夹块碎石1.53～1.6410～13（饱快）0.0105.50.2～0.251:11:1～1:1.2518～20（饱固快）0.007孤块石夹粘土1.80～2.0028～3006.50.3～0.354明（暗）渠物岩体物理力学建议指标表表1-1-3层位岩性风化状态干密度抗剪强度抗剪断强度变形模量泊桑比允许承载力临时边坡永久边坡摩擦系数凝聚力岩体/岩体砼/岩体γfC摩擦系数（f′）凝聚力（C′）摩擦系数（f′）凝聚力（C′）E0Pg/cm3MPaMPaMPaGPaμMPaJ3pJ2sn砂岩强风化2.100.38~0.4000.42~0.450.05~0.100.42~0.450.05~0.100.1~0.30.25~0.51:0.751:1~1:1.25弱风化2.180.45~0.5000.60~0.700.35~0.400.75~0.800.35~0.401.0~1.20.300.5~1.01:0.51:0.75~1:1新鲜2.200.50~0.5500.80~0.850.70~0.750.90~0.950.70~0.751.4~1.60.251.0~1.51:0.31:0.35~1:0.5泥质粉砂岩强风化2.100.30~0.3500.40~0.450.05~0.100.40~0.450.05~0.100.08~0.10.3~0.41:11:1~1:1.25弱风化2.290.40~0.4200.55~0.650.30~0.350.70~0.750.30~0.350.8~1.00.280.5~0.81:0.751:1.0新鲜2.400.42~0.4500.60~0.700.35~0.400.75~0.800.35~0.401.0~1.20.260.8~1.01:0.51:0.75粉砂质泥岩强风化2.200.30~0.350.005~0.010.40~0.450.05~0.100.40~0.450.05~0.100.05~0.10.2~0.31:11:1~1:1.25弱风化2.310.38~0.400.005~0.010.50~0.550.25~0.300.65~0.700.25~0.300.6~0.80.380.3~0.51:0.751:0.75~1:1新鲜2.330.40~0.430.003~0.010.55~0.650.30~0.350.70~0.750.30~0.350.8~1.00.350.5~0.71:0.51:0.5~1:0.7552.1方案比较2.1.1原设计方案描述本段明渠上游接黑背山隧洞出口，下游接蛮洞山隧洞进口，沿玉凤山脚处双盘路外侧布置，为半挖半填渠道，桩号范围27+373~27+766，总长393m，为便于比较，该段桩号另设为0+000~0+393。原设计时，为避免开挖破坏现状公路，渠线适当靠外侧，并在27+719（对应0+346）附近设置公路桥一座穿越公路。公路跨越渠道后下游与原公路相接，因渠顶高程在384.24m左右，而下游公路高程约379m，高差约5.2m，需拉坡约87m，加之修建渠道对公路的影响长度约20m，共涉及公路调整约107m。本方案填方量大，占地较多，边坡高，最大高约15m。原设计方案典型断面图（土渠方案）2.1.2方案比较应业主要求，为尽量减小投资，并减少对现有交通的影响，本阶段进一步对该段进行渠线方案比选。方案一：石渠（外侧）方案本方案调整后桩号范围为1K0+000~1K0+401。本方案渠线仍布置在公路外侧，为减少填方及占地，渠线往公路侧适当调整，采用半挖半浆砌石渠，内侧以6公路边线控制，局部狭窄处适当开挖山体，内移公路，外侧尽量减小浆砌石挡墙高度，渠道设管理公路，宽3.5m。根据布置情况，现状公路往山侧偏移约0~4m，在1K0+343附近设置公路桥一座跨越渠道，下游与原公路相接，因渠顶高程在384.50左右，而下游公路高程约377.5，高差约6m，需拉坡约100m，共涉及公路调整约240m。方案一典型断面图（外侧石渠方案）方案二：石渠（内侧）方案本方案调整后桩号范围为2K0+000~2K0+399。因方案一改建公路较长，对交通影响较大，本方案将与公路交叉点上移至2K0+178附近，该处公路高程约390m，比渠顶高约5.7m，采用暗涵型式穿过公路，暗涵长82m，渠线沿公路靠山侧布置，在暗涵顶略靠外侧设管理公路，宽3.5m。本方案开挖量相对较大，涉及公路改建约76m。7方案二典型断面图一（内侧石渠穿路段）方案二典型断面图二（内侧石渠方案）方案三：隧洞方案本方案调整后桩号范围为3K0+000~3K0+416。本方案在3K0+133处向公路内侧改线，采用暗涵穿过县道，明挖后原状恢复，暗涵长71m，后接隧洞，隧洞总长182m。隧洞最大埋深约30m，埋深较浅，围岩风化程度严重，粉砂质泥岩与泥质粉砂岩不等厚互层，岩层倾角平缓，洞内临时支护措施需加强以保障施工期间安全。本方案涉及公路改建约56m。方案三典型断面图（隧洞方案）8方案三穿路断面图各方案比较表表2-1-1编号项目比较段长度（m）优缺点可比投资（万元）1方案一：石渠（外侧）方案393施工方便，占地少，交通影响较大219.392方案二：石渠（内侧）方案401开挖边坡高，施工难度相对较大，占地少，边坡开挖对交通影响较大198.703方案三：隧洞方案399围岩条件差，施工难度大，占地少，对交通影响小256.924原方案416高填方，占地大，征地困难，后期管理难度大177.1注：表中投资仅为可比投资。由上表可以看出，原方案投资最小，但高填方段对后期的运行管理造成安全隐患，隧洞方案投资最大，石渠方案内侧方案比石渠外侧方案投资略多，但对公路影响较小，综合比较各方案，本次设计推荐方案二：石渠（内侧）方案。