KP2164+300方案设计Word文档下载推荐.docx

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1概述1

1.1任务由来1

1.2设计依据1

2工程概况3

2.1地理位置3

2.2地质环境条件3

2.3灾害发育特征4

3工程设计5

3.1设计参数5

3.2工程设计5

3.3工程量8

3.4工程费用估算8

4施工注意事项与材料要求8

4.1材料要求8

4.2注意事项9

5建议10

6安全文明施工10

6.1安全文明施工的目标10

6.2安全文明施工组织机构和实施方案11

7工程管理11

7.1管理体制与组织机构11

7.2工程管理范围和保护范围12

7.3工程设施维护与管理12

7.4工程保护范围的使用与管理13

1概述

1.1任务由来

受中石油西部管道酒泉输油气分公司委托，我所承担了西气东输二线甘肃段KP2164+300处的水工设计，工作内容主要为该段输气管道穿越河道的水毁灾害治理工程设计。

1.2设计依据

（1）中国石油管道公司企业标准，《在役油气管道地质灾害风险管理技术规范》（报批稿）；

（2）中华人民共和国石油天然气行业标准，《油气输送管道线路工程水工保护设计规范》（SY/T6793-2010）；

（3）油气储运项目设计规定（CDP），《油气管道水工保护典型图集》；

（4）中华人民共和国国家标准，《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；

（5）中华人民共和国国家标准，《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）

（6）中华人民共和国国家标准，《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）

（7）中华人民共和国国家标准，《油气输送管道线路工程抗震技术规范》（GB50470-2008）

（8）中华人民共和国石油天然气行业标准，《油气田及管道岩土工程勘察规范》（SY/T0053-2004）

（9）中华人民共和国石油天然气行业标准，《原油和输气管道穿跨越工程设计规范：

穿越工程》（SY/T0015.1-98）

（10）中华人民共和国国家标准，《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

（11）中华人民共和国国家标准，《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）；

（12）中华人民共和国国家标准，《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；

（13）中华人民共和国国家标准，《室外排水设计规范》（GB50014—2006）；

（14）中华人民共和国铁路行业标准，《铁路路基支挡结构设计规范》（TB10025-2001）；

（15）《工程地质手册》（第四版）；

（16）中华人民共和国国家标准，《油气输送管道穿越工程设计规范》（GB50423-2007）；

（17）中华人民共和国国家标准，《防洪标准》（GB50201-94）；

（18）中华人民共和国国家标准，《堤防工程设计规范》（GB50286-98）；

（19）《水力计算手册》第二版（2004）；

（20）中华人民共和国国家标准，《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007/XG1-2009）；

（21）中华人民共和国建设行业标准，《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）；

（22）中华人民共和国国家标准，《建筑用砂》（GB/T24684-2001）；

（23）中华人民共和国国家标准，《建筑用卵石、碎石》（GB/T24685-2001）。

2工程概况

2.1地理位置

本工点位于甘肃省武威市凉州区高坝镇红中村，大地坐标为E102°

38'

52"

，N37°

50'

07"

，海拔1655m～1660m。

工点东北方10km外为G30连霍高速。

此段西二线与乌兰线、西二线并行，自北向南依次为西二线、乌兰线、西一线，间距分别为50m和30m，西二线气流方向107°

。

2.2地质环境条件

气候区分属河西冷温带干旱带，为典型的内陆干旱气候区，总的气候特点是：

冬冷夏炎，昼夜温差大，干旱少雨，蒸发强烈，风大沙多。

主要气象要素特征值为：

多年平均气温7.7℃，最高气温38.5℃，最低气温-29.5℃，最大冻土深度142cm；

多年平均降雨量159.5mm，日最大降水量62.7mm。

河流所属水系为石羊河水系，汇入石羊河水系多年平均出山口水量为14.693×

108m3/a，河流主要补给源为大气降水和冰川融水，因此各河流径流量的变化与降水和季节气温变化有一定的相关性。

地貌类型为冲、洪积山前倾斜平原，总体地势西南高、东北低。

现为农业区，农田广布，地形平坦。

本工点地层岩性主要为第四系冲、洪积成因的砂砾石和砂卵砾石。

砂成分主要为石英、长石及岩屑，砾卵石成分主要为砂岩、变质砂岩、花岗岩。

卵砾石粒径一般为20～80mm，磨圆度较差。

区域构造复杂，新构造运动强烈，差异性升降运动和水平走滑运动显著。

据甘肃省地震区划资料和《中国地震动加速度分区图》，本区地震烈度为Ⅷ度，地震动加速度为0.20。

水文地质分区属河西走廊水文地质区，进一步归属于武威盆地，为潜水分布区。

永昌及武威城区周围富水性丰富，单井涌水量3000～5000m3/d，其他大部分地段富水性中等—丰富，单井涌水量500～3000m3/d，水位埋深30～100m，矿化度0.5～1.0g/L。

2.3灾害发育特征

灾害点处西二线管道横穿一条SW～NE向季节性河流，穿越长度约110m，遭受季节性水流冲蚀的管段长度约65m。

由于该段河道宽阔，地层松散，季节性汇流量较大，洪水对西二线管道形成垂直方向的冲刷，冲刷作用较强，目前河床内已形成明显的集流冲刷沟槽，并有整体下切和局部深切的趋势，灾害进一步发展可能造成露管。

根据调查，该处管道埋置深度为1.93m，急需进行工程治理。

图1水毁灾害示意平面图

水毁灾害发育情况见照片1～2。

照片1灾害点现状

照片2管线处冲刷较深的沟槽

3工程设计

3.1设计参数

3.1.1岩土参数

本工点岩土性质为砂卵砾石，参照《工程地质手册》和地区经验，土体参数取值见表3-1。

表3-1岩土参数取值表

名称

天然重度

（kN/m3）

变形模量

（MPa）

压缩模量

内摩擦角

内聚力

地基承载力特征值

（KPa）

砂卵砾石

21.0

40～85

20～65

32

380

3.1.2结构设计参数

挡土墙墙底摩擦系数取值0.4，地基承载力取值380KPa。

支挡工程抗滑稳定系数取1.3，抗倾稳定系数取1.6。

3.2工程设计

3.2.1防洪设计标准：

本次治理工程设计标准按国家《防洪标准》（GB50201—94）、国家能源局发布的《油气输送管道线路工程水工保护设计规范》（SY/T6793-2010）和甘肃省国土资源厅2003年发布的《甘肃省地质灾害防治工程勘查设计技术要求》（试行）等相关规范和要求执行。

本次防洪标准按50年（p=2%）一遇设计，治理工程为丙类构筑物。

3.2.2设计参数计算

1.流量

因缺乏详实的洪水流量、最大洪水流量等水文资料，设计中无法进行河道水面线推算和洪水流量计算,只能根据明渠均匀流流量计算公式，依据实测地形、坡度等资料，由实际最大洪水位推算设计洪水流量。

计算公式如下：

式中：

Q—河道的设计洪水流量,单位m3/s；

h—河道测量最大水深,单位m；

b—河道的过水宽度，单位m；

m—河道的边坡系数；

n—河道的糙率系数；

i—河道的纵坡；

计算：

取h=1.1m，取m=1.5，取n=0.025，取b=130m，取i=0.0275。

最终得设计洪水流量为315.4m3/s。

2.冲刷深度

在管道穿越河流过程中，河流河床的最大冲刷深度往往决定管道及穿越段水工保护工程的埋设深度。

下游防冲墙深度按《水闸设计规范》中海漫末端的河床冲刷深度公式计算，公式如下：

—上游护底首端河床冲刷深度（m）；

—上游护底首端单宽流量，m2/s；

—上游护底首端河床水深，（m）；

—河道土质允许不冲流速（m/s），本河床土质允许不冲流速，本处地质条件基本为中壤土，取值范围在0.65～0.85（m/s）。

表3-2下游防冲墙冲刷深度计算表

桩号

（m）

Q

（m3/s）

B

（m2/s）

（m/s）

KP2164+300

1.9

315.4

130

2.4

0.8

0.7

结合工程实际布置，参照以上计算结果，并考虑一定的安全系数（0.5m），将水工保护工程基础深度设计为2.0m。

3.防护工程

根据本工点所处的地理位置、地形地貌、地表径流特点及其对管道的危害，该水保工程采取的主要工程措施为防冲墙工程和铅丝石笼护坦工程。

其设计尺寸如下：

防冲墙：

防冲墙迎水坡垂直，背水坡坡率为1:

0.4，顶宽1.0m，底宽2m，基础埋深2.0m，防冲墙长130m，两端嵌入岸坡深度不得低于2m。

详见施工图设计图XQDS-SG-2。

铅丝石笼护坦：

铅丝石笼护坦长130m，宽5m，厚1m，由195块单体石笼骨架构成，单体石笼骨架间用Φ4铁丝连接。

详见施工图设计图XQDS-SG-3。

3.3工程量

工程量见表3-1。

表3-1工程数量汇总表

单项工程

项目

单位

数量

备注

1

防冲墙

总长130m

M10浆砌块石

m3

498

C20砼

6.5

挖土方

1225

回填土方

750

伸缩缝

m2

6.7

清淤

1310

2

铅丝石笼

Φ10钢筋

kg

15604

Φ4铁丝

2874

330

90

块石

658

3.4工程费用估算

见工程估算书。

4施工注意事项与材料要求

4.1材料要求

⑴、石料：

工程砌筑所用石料尺寸一般大于30×

30cm，应为新鲜坚硬、未风化且不易风化的硬石，强度大于30MPa，并进行物理力学性质测试。

石料要求无裂纹。

⑵、砂浆：

砂浆要求和易性好，流动性稳定，能填满空隙和不平整的表面，并与底面紧密结合。

砂浆的强度和粘结力好，硬化后的砂浆必须达到设计强度，并和所接触的表面粘结牢固。

施工中注意砂子的粒度和级配，采用中粗砂，级配良好，其空隙率不应超过40％，含泥量不超过3％。

⑶、水泥要有出厂合格证，要加强保管，以防受潮。

4.2注意事项

⑴、受微地形影响，当设计与实地有出入时，根据实际情况，局部可适当调整；

⑵、施工区位于沟道内，易受洪水的袭扰，应安排在非汛期施工，施工中应加强防洪措施；

⑶、基础开挖按8~10m一段跳槽开挖施工，严禁拉通槽施工，以保证安全；

跳槽分段长度可按现场实际情况进行相应调整。

⑷、严格按设计尺寸进行施工，不能改变挡土墙的截面形式和尺寸；

⑸、浆砌块石的施工应严格按照有关浆砌石规范要求进行。

浆砌块石第一层摆放大块石，大面朝下，砂浆要求饱满