金鳌沙村海堤达标工程方案设计报告书.docx

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金鳌沙村海堤达标工程方案设计报告书

1工程基本概况1

1.1工程概述1

1.2气象与水文1

1.3社会经济1

1.4工程地质2

1.5工程任务和规模2

1.6工程建设的必要性2

2工程水文水利计算4

2.1工程设计洪潮水位的确定4

2.2堤顶高程计算4

3堤线布置及堤防加固方案比较7

3.1堤线布置7

3.2堤防加固方案的技术经济比较7

4附件9

1、堤身挡土墙结构稳定计算书9

2、洪梅镇金鳌沙村护堤岩土工程勘察报告9

3、海堤达标工程平面布置图、标准断面图9

4、工程方案估算书9

1工程基本概况

1.1工程概述

洪梅镇金鳌沙村海堤达标工程位于洪梅镇东南部金鳌沙村，担负洪梅镇部分区域的防洪任务,是洪梅镇水利防灾减灾工作的重点部分，也是东莞市城乡水利防灾减灾工作的一部分。

该工程按照省委“搞好规划、落实资金、保证质量、早日完成”的指示精神和市委、市政府等各级主管部门的要求进行方案设计。

此海堤全线分三段共长1.485km，位于金鳌沙村。

1.2气象与水文

东莞市属亚热带季风气候区，具有明显的平原气候特征，长夏无冬，湿润多雨。

根据气象资料可知流域多年平均气温23.1℃，风向以东南向为主，1996年～2000年平均降雨量1820mm，降雨量年内分配不均，雨量集中在4月～9月。

该镇同时受到海潮和暴雨洪水的影响，风暴潮是造成洪涝灾害的主要原因，当风暴潮和东江洪水相遇时，其危害更为严重。

1.3社会经济

洪梅镇于1981年建镇，是东莞市“最年轻”的一个镇。

洪梅镇地处珠江口东岸，东莞市西南部，属水乡地区。

全镇交通发达，通车里程达29公里。

全镇总面积23.1平方公里，总人口4.6万人，外来暂住人口2.6万人。

洪梅镇盛产水稻、香蕉、蔬菜和优质鱼虾蟹，素有“鱼米之乡”美称。

1.4工程地质

场地7m深度以上土层多为淤泥，场地内均有分布，局部为淤泥质土，偶夹粉砂。

承载力特征值fak=60kPa。

建筑场地类别为Ⅲ类。

场地地处地震基本烈度7度区。

详细工程地质见《洪梅镇金鳌沙村护堤岩土工程勘察报告》。

1.5工程任务和规模

洪梅镇金鳌沙村海堤达标工程，工程任务是对原有堤围按规范要求进行达标建设，使洪梅镇金鳌沙村免受洪暴潮灾害，保护当地人们的生命和财产安全，达到防灾减灾的目的。

本工程根据国家《防洪标准（GB50201-98）》、《广东省海堤工程设计导则（试行）DB44/T182-2004》和省市水利防灾减灾的指导要求，结合金鳌沙现状及社会经济发展情况，确定金鳌沙海堤防潮（洪）标准为50年一遇重现期暴潮洪水，堤防工程级别为2级，海堤工程上的闸、涵、等主体建筑物设计防潮（洪）标准也一致。

1.6工程建设的必要性

洪梅镇历来潮（洪）涝灾害频繁，台风经常带来强暴雨，风暴潮是造成洪涝灾害的主要原因，常造成严重的经济损失。

建国以来，政府曾对洪梅镇进行了一系列的河道整治和堤防建设工作，尤其近年加大的水利设施的建设力度，使部分海堤石堤化建设，增强了一定的防灾抗灾能力。

但仍有部分海堤崩塌，残缺不全，高度也不够，对潮洪的危害始终未能得到根本的根治。

一旦有外江潮洪就会造成的巨大的经济损失。

因此减少潮洪涝灾害对当地人民群众的生活、生产和生命以及国家财产构成的严重威胁，进行堤防工程建设促进经济的发展和社会的和谐稳定，带来巨大的社会经济效益和环境效益，是有必要的。

2工程水文水利计算

2.1工程设计洪潮水位的确定

洪梅镇金鳌沙村海堤达标工程的工程范围内无专门的水文测站，其设计的洪潮水面线采用工程附近沙田区泗盛处的设计洪潮水位。

根据珠江水利委员会勘测设计院编制的《东江流域防洪规划书》中东江三角洲设计洪潮水面线成果，并与《广东省海堤工程设计导则（试行）DB44/T182-2004》中附录B中成果相对比，数据基本一致，说明成果较为合理可靠。

查得泗盛围处50年一遇（P=2%）重现期设计洪潮水位为3.05m（85水位），本段堤防直接采用该资料中的成果。

2.2堤顶高程计算

1、基本资料：

海堤级别：

2级海堤；

防潮（洪）重现期：

50年一遇（P=2%）；

最大风速（10m高最大10min平均风速）26.3m/s（SE方向）；计算参考资料：

《广东省海堤工程设计导则（试行）DB44/T182-2004》。

2、堤顶高程计算方法

堤顶高程计算按照公式进行：

Zp=hp+Rf+A

式中Zp——设计频率的堤顶高程，m；

hp——设计频率的高潮水位，m，采用该泗盛围处的设计水位3.05m（85水位）；

Rf——设计波浪计算的累积频率为2%的波浪爬高，m；

A——安全加高值，查表为：

不允许越浪海堤为0.8m，允许越浪海堤为0.4m；本段海堤按照不允许越浪设计。

3、波浪要素计算

本计算参照《广东省海堤工程设计导则（试行）DB44/T182-2004》中公式进行。

波浪要素采用莆田试验站公式如下：

=0.13th[0.7（）0.7]th{}

gTm/W=13.9（ghm/W2）0.5

式中hm——平均波高（m）；

Tm——平均波周期（s）；

W——计算风速，为26.3m/s；

D——风区长度，等效风区长度为80m；

Hm——水域平均水深，设计工况分别为：

7.05m；

Th——双曲正切函数；

g—重力加速度，为9.81m/s2。

不规则波波长L计算：

L=（gTm2/2π）th（2πHm/L）

经过计算成果如下：

平均波周期Tm=1.62S；波长L=4.11m；平均波高hm=0.133m。

4、波浪爬高计算

平均波浪爬高采用正向来波在单坡上的波浪爬高公式，计算式如下（0

RF=K△KvR0H1%KF

式中RF——波浪爬高（m），累积频率为F的波浪爬高值；

M——单坡的坡度系数；

K△——与护面有关的糙率渗透性系数，取为0.9；

Kv——经验系数，查表可得1.25；

R0——不透水光滑墙上的相对爬高，查图得1.26；

H1%——波高累积频率为F=1%的波高值；H1%/hm=2.26；

KF——爬高累积频率换算系数，K2%=0.94。

按照上述公式进行波浪爬高计算，得波浪爬高计算成果为：

R2%=0.4m

5、堤顶高程计算成果

经计算设计堤顶高程为：

Zp=hp+Rp+A=3.05+0.4+0.8=4.25m

取堤顶高程为4.3m。

3堤线布置及堤防加固方案比较

3.1堤线布置

堤线根据现有实测的1:

1000地形图和1:

50的海堤标准断面图，结合河道周围的地形地貌、河流走向、建筑物状况及城镇规划的道路、公共设施等情况进行布置。

总体布置以保证整个范围的得到防护为原则。

堤线布置尽量按照现状的堤岸线走向，充分利用已有的堤线路和有利地形，使其能保证河道平直及顺畅。

堤线避免急转弯和较大折线，力求平滑顺直，转折段采用平顺圆滑的弧段连接。

堤线选择冲淤稳定的地段，尽可能地减少拆迁工程量，同时又使工程的投资较为节省，在保证堤防安全的前提下尽量满足景观和规划等其它功用的要求，使整体布置能充分体现“水安全、水环境、水景观、水文化、水经济”五位一体的理念，较好地发挥了水利工程的基础功能、综合功能、市政功能。

海堤分三段共长1.485km。

堤线布置图详见“工程总平面布置图”。

3.2堤防加固方案的技术经济比较

堤型的选择按照因地制宜和就地取材的原则，比较考虑当地的建筑材料和堤线范围的工程地质条件。

首先对土堤和圬工堤进行比较，在不缩窄河道的情况下土堤占地面积比较大，由于土地资源宝贵，征地成本高，难度大，同时考虑当地的建议及建设习惯，主要考虑建设圬工堤型方案。

根据堤顶高程、现状地面高程、堤线附近的地形、河道水位变化情况以及水流波浪特征，堤型拟采用可以起到防浪、防冲石堤和钢筋混凝土堤进行比较。

其堤顶都设防混凝土浪墙，墙高0.7m，墙顶厚度为0.25m，堤顶宽度加固为4m，堤身堤脚都考虑采用抛石防护，堤身挡墙型式优化后采用石堤（方案一）和混凝土堤（方案二）进行比较。

根据勘探情况，附近场地勘察资料，场地7m深度以上土层多为淤泥，场地内均有分布，层顶标高1.41～1.91m。

呈流塑状，局部为淤泥质土，偶夹粉砂。

承载力特征值fak=60kPa。

建筑场地类别为Ⅲ类。

场地地处地震基本烈度7度区，所以堤身基础落在可以直接满足承载力及应力要求的地层相对较深，基础一般置于淤泥层、粉细砂层或淤泥质粉细砂层上，需要进行基础处理。

两种方案基础处理经过比较后分别采用块石抛填基础置换和打松木桩复合基础进行处理。

经过堤身挡墙的抗滑、抗倾稳定计算和基础处理后选择两种结构的堤型的较优断面进行比较（详见“防护堤断面方案图”），两种方案的比较成果见下表：

项目

土方开挖（m3）

土方回填（m3）

抛石（m3）

干砌块石（m3）

C25

砼（m3）

钢筋（t）

松木桩（m3）

石粉掺6％水泥（m3）

总估算价（万元）

每米估算价（元）

方案一

25386

17892

12061

3452.4

1758.5

41.5

375.52

2529

方案二

30402

22935

5164.5

4752

426.7

1069

3905

814.19

5483

由方案对比情况可知：

两种方案对堤线的布置要求相差不大，占地面积及开挖边线也无明显区别，经过安全稳定计算，两种方案技术上都可行。

从施工难度上，方案一可以在水下进行施工，不需要专门的围堰，方案二需要在干式条件下进行施工，对堤线在水中的堤段需要进行施工围堰，施工难度较大，成本也较高；总投资比较，由估算价可以很明显的看出方案一低于方案二，而且价格相差很多；从环境和美观上比较，两种方案也相当。

综合比较后推荐方案一（石堤断面型式），其具体断面型式、尺寸见设计图纸。

对堤身挡土墙断面进行稳定计算见附计算书。

4附件

1、堤身挡土墙结构稳定计算书

2、洪梅镇金鳌沙村护堤岩土工程勘察报告

3、海堤达标工程平面布置图、标准断面图

4、工程方案估算书