福田河防洪治岸.doc
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1、1 河道概况福田河为深圳河的支流,发源于北部山区的梅林坳,中游流经笔架山公园、中心公园、田面村,下游沿福田南路在皇岗口岸东部汇入深圳河,集雨面积15.9km2,干流长度6.8km。福田河位于深圳市新中心区,属于城市中心地带,穿越笔架山公园、中心公园和800米绿化带,与其直接相关的绿地面积接近335.6ha,规模宏大,河道综合整治可以构造本区域更为完善的功能体系。2 水文2.1设计洪峰流量福田河全长6.8km,流域面积15.9km2。设计洪水分析采用广东省暴雨径流表中的综合单位线法,流域的汇流参数m1的关系采用大陆高区(A线)。洪水计算成果见表1-1福田河流域各控制断面设计洪峰流量成果 表1-1
2、断面名称面积(km2)设计洪峰流量(m3/s)P=50%P=10%P=3.3%P=2%P=1%P=0.5%梅林路以上箱涵入口2.39732.151.562.767.874.480.8梅林路4.16651.483.4102110121132北环路5.52252.084.1103113125137笔架山支流入口以上6.96754.795.7120131146160笋岗路9.06067.5119150163182200红荔路11.05079.1140176193214236深南路13.10287.6156197216240264滨河路至河口段15.995.21702152362622892.2 河口
3、推算水位福田河出口为深圳河,设计洪水组成应采用同频率组成法,福田河P=1%洪水水面线推算起点应为深圳河福田河口P=1%洪水水位。但目前深圳河没有推算过P=1%水面线,根据相关资料分析,P=1%洪水水面线推算起点选用治理深圳河第二期第二阶段工程设计复查报告终稿深圳河P=2%水面线计算成果3.29米;P=0.5%洪水水面线推算起点选用深圳河P=0.5%水面线计算成果3.61米。3 地质3.1 区域地质概况工程区大地构造位置位于莲花山深圳北东向构造岩浆岩带和高要惠来东西向构造岩浆岩带交接部位的南缘,区内各种构造十分发育,其中北东向构造最为醒目,以长21km、宽大于4 km的深圳断裂带为代表;次为北西
4、向和东西向构造,断裂构造规模一般中等,延伸长数公里,压性为主,无活动性断裂。根据1990年广东省地震烈度区划图(1:180万),本区域地震基本烈度为为度。 地下水主要有第四系孔隙潜水和基岩裂隙水两种形式,水位埋深2.56.0m,水质类型为HCO3Ca型和ClCa型,PH值6.056.67,HCO3含量0.4687.136mmol/L,侵蚀性CO2含量0.0036.03mg/L,对钢结构和砼具弱中等腐蚀性。地下水咸淡水分界线大致位于滨河大道附近,滨河大道以南属微咸水。3.2 明渠段工程地质评价1) 皇岗北路至红荔路段笋岗路以北河道底板以下基本上全是厚层的残坡积粘性土,砾砂、粉细砂等砂性土相对较薄
5、,工程地质条件较好;笋岗路至红荔路段,河道底板上下均为砂性土。建议采取逐级放坡开挖的方式,在坑底设排水沟和集水井,及时排出地下水,并最好选择枯水季节施工。2) 红荔路至深南路段本段河道底板以上土层以填土、粉细砂和砾砂为主,中间分布有粘性土,而底板以下则以砾砂为主,局部分布粘性土。由于地下水位较高,因此本段的主要工程地质问题仍是岸坡中砂性土和填土的渗透稳定和开挖基坑涌水问题。3) 深南路至福田南段本段地层的显著特点是有中厚层的粘土沿河道底面上、下两侧连续分布,填土层基本都分布在地下水位以下,只在局部地段分布着薄层砂性土,本段堤基和河道持力土层的抗滑稳定、渗透稳定和抗冲能力均较好。在最南侧桩号0+
6、9980+894附近河道底板上下侧埋藏着厚0.71.9m的淤泥质软土,易产生沉降变斜坡滑移,设计时应注意。4) 滨河路至河口段本段地层条件基本与前段相同,除顶部有厚2.06.5m的填土层外,河道底板上下侧圴为承载力强、抗剪强度高、透水性极弱的粘性土,工程地质条件较好。3.3 拟建建筑物处工程地质条件评价1) 笔架山公园翻板闸闸室基底以下分布的是残积砾质粘性土层,地基工程条件较好。两岸地层为填土、粉土和砂性土,局部为粘性土,左河堤分布一层厚约1.4m的淤泥质粘土。闸室底部为透水性很低的砾质粘性土,因此基本不会产生闸基渗透破坏,但两岸分布有透水性较强的粉细砂、砾砂层,尤其是右岸,容易产生绕闸渗漏,
7、处理不当易产生流土和管涌破坏。2) 红荔路泄洪闸现设计闸室底板以下有00.15m厚砾砂层,之下为巨厚的花岗岩残积土,基础承载力良好,建议基础设置高程适当降低,直接置于残积土中,可避免渗透稳定问题。两岸地层为填土和砂层,中强透水,应据计算结果确定防渗体长度,以免水头较高引起绕渗直至破坏。3) 福田水闸该闸设计基础底面高程以下为粘土和粘土质砾砂,厚度分别为1.873.55 m和1.01.9 m,有一定承载能力,前者为相对隔水层,后者含粘粒较多,弱微透水,加之粘土层向上游延伸较远,形成天然铺盖,向下游延伸推测更加宽厚,因此闸基可不做防渗处理。4) 福田排涝泵站原基础砼强度鉴定从近前池楼面地板浇注砼处
8、施工完成的3处取芯孔抽芯的外观来看,除个别岩芯有少量微小气孔外,未发现其它不良现象,砼浇注质量良好。试验结果显示,其抗压强度最大值46.5Mpa,最小值17.4 Mpa,平均29.5Mpa,均大于10.8 Mpa 的设计强度要求,因此可初步确定排涝泵站的砼强度是符合设计要求的。5)红荔路蓄洪区开挖面以上土层以填土和砂性土为主,局部是粘性土,基坑开挖需做好边坡支护措施,必要时设观测点进行沉降观测。4 工程任务和规模4.1 社会经济概况根据深圳市规划国土局2000年12月编制的深圳市福田分区规划(19982010),福田区的规划性质为:1、深圳市行政文化中心和中心商务区,二十一世纪深圳国际性城市形
9、象的集中体现区;2、功能完善的以居住功能为主的综合区;3、环境优美、富于特色的生态型现代化城区。福田河流域现状人口33万人,根据分区规划,2010年流域城市人口控制指标为37万人。4.2 福田河防洪现状福田河于1989年进行了全面整治,整治后河道全长6.773km,其中明渠长4.273km,箱涵2.5km,跌水3座。福田河各段安全泄量为: 福田水闸至红荔路涵段为149m3/s; 红荔路至北环路涵段为115m3/s; 北环路以北段为70 m3/s。4.3 工程目标在满足福田河防洪标准的前提下,充分考虑治污、景观、管网、道路、土地利用和生态恢复等方面的要求,实施综合整治措施,以求达到截污水之流、开
10、清水之源、防洪水之害、拓旅游休闲之景的目标;在已定工程标准的基础上,充分采取必要的非工程措施,使流域内的防洪能力达到200年一遇。本次设计所采用的防洪标准如下:1、城市防洪标准深圳市城市总体防洪标准为200年一遇。2、福田河各防洪建筑物防洪标准 福田水闸工程防洪标准福田水闸为深圳河堤防上的穿堤建筑物,与深圳河采取相同的防洪标准。 福田河堤防工程防洪标准根据福田河整治综合影响因素分析以及罕见洪水灾情评估,确定福田河防洪设计标准为100年一遇。堤防上的闸、涵、泵站等建筑物、构筑物的设计防洪标准,采用与堤防工程相同的防洪标准。 市政道路的防洪标准本流域内主要市政交通干道的路基、桥梁、涵洞及小型排水构
11、筑物的防洪标准均为100年一遇。4.4 防洪工程4.4.1 防洪系统综合分析福田河流域地形特点和两岸城市建设情况,可研阶段已经充分论证了防洪系统工程方案:一是通过在河道中上游增设滞洪区削减洪峰,在维持现状下游河道过流能力的条件下,建设滞洪区与河道组合效应的防洪体系(方案一);二是实施局部河段扩宽、疏浚等工程措施,扩大泄洪断面,增加河道泄洪能力或降低洪水水位,提高整个防洪体系的防洪标准(方案二)。通过对两个方案进行全面比较,认为利用笋岗路至红荔路间的洼地修建滞洪工程,配合以福田水闸改造的方案(方案一)可确保防洪系统安全可靠,对超标准洪水的防御能力强,同时利用滞洪区形成福田河独特的湿地环境,建设河
12、道生态示范区,对改善城市环境、探索生态恢复具有积极的意义;综合考虑各项因素,以尽量减少已建暗涵河道的拆迁重建工程为前提,推荐方案一。4.4.2 河道工程河道受北环路涵、笋岗路涵、红荔路涵、田面村路涵、深南路涵、福华路涵、滨河路涵、福田水闸的控制,平面走向不可能有大的改变。通过复核验证,现状河道堤线基本平顺合理,故保持现状治导线。振华西路至深南路段右岸、深南路至滨河路段左岸以及滨河路至河口段两岸,受已建建筑物控制,不能外移。福田河沿线埋设有中华电力公司(香港)元朗-梅林一、二号线电缆,电缆从笔架山水厂至滨河路上游均为顺河走向,其中田面村涵以北位于左岸,在田面村涵上游穿过福田河,下游段位于右岸,在
13、滨河路由于福田河河道左转而远离该电缆。该段河道整治需考虑电缆影响。4.4.3 滞洪区工程1、工程任务滞洪区工程在防洪系统中的作用,是将超过下游河段安全泄量部分的洪水,分流滞泄,削减下游河段洪峰流量。滞洪区工程正常运用洪水标准为一百年一遇洪水,非正常运用洪水标准为二百年一遇洪水。2、滞洪区工程选址滞洪区工程选址于笋岗路至红荔路段河道以及两侧洼地,现状地面高程为6米左右,北侧为笋岗路,东侧为华富村住宅区,南侧为红荔路,西侧为莲花山花木园和绿化管理处宿舍。3、总体布置由于滞洪区段中电公司电缆埋设于左岸河堤上,故左岸河堤需保留。由于滞洪区日常作为市民休闲活动场所,从交通便利和景观效果考虑,将滞洪区全部
14、设于河道左岸,右岸洼地用滞洪区开挖土填高至9.5m高程,作为滞洪区右侧堤岸。滞洪区与河道间通过穿堤涵管联通,涵管采用顶管法施工,不影响电缆。滞洪区内进行景观布置,非洪水期泄洪闸关闭,区内蓄景观水位4m,滞洪区与河道水体连通。泄洪建筑物设在红荔路涵上游,设控制闸以便运行管理。4、水利计算根据现状地形,可利用兴建滞洪区的面积为12万m2,滞洪区现状地面高程为6.0米左右,经过调洪计算,当流域发生百年一遇洪水时,在控制调度水位不对周边城区产生影响的条件下,控制滞洪区下泄流量为151m3/s,滞洪区库底高程为5.5m,水力计算成果见下表:泄洪闸方案滞洪区水利计算成果表 表4-1洪水频率洪峰流量(m3/
15、s)最大泄量(m3/s)最高水位(m)平均底高程(m)相应库容(104m3)1%2141457.445.524.470.5%2361708.185.535.32洪水时根据上游水位变化通过自动控制系统调节闸门的开启度,上游水位开启度关系见下表:泄洪闸方案闸前水位与水闸开启度关系表 表4-2上游水位(m)5.56.06.57.07.37.57.78.08.28.2开启度(m)全开3.22.582.132.032.42.32.232.2全开泄流量(m3/s)1451705 工程布置与建筑物5.1工程等级福田水闸为深圳河穿堤建筑物,为1级建筑物。福田河综合整治工程等级为III等,永久性水工建筑物的级别
16、为3级,临时性水工建筑物为5级。5.2 滞洪区工程1、滞洪区堤坝滞洪区堤顶超高取为1.65m,堤顶高程为9.5m。滞洪区利用现状笋岗路南侧护坡、红荔路北侧护坡、华富村西侧护坡及挡土墙作为围堤,对原边坡较陡处根据情况适当回填或开挖放缓,库底下挖,填挖方边坡均不陡于1:4,挖填土表面夯实后绿化。福田河右岸洼地用滞洪区开挖土填高至9.5m高程,作为滞洪区右侧堤岸。2、泄洪闸泄洪闸闸室中心桩号3+013.67,上游渐变段起点桩号3+039.67,下游渐变段终点桩号2+976.55, 进口段上游接滞洪区主槽断面,经过15m长渐变段由梯形变为矩形,再设5m长矩形连接段与闸室段相接。闸室段长12m,泄洪闸共
17、设两孔,单孔净宽6m,闸孔高度4.5m,闸底板高程1m。闸门采用液压启闭,启闭机控制室设于右岸,闸门开度调节采用自动控制。泄洪闸出口段分别为20m长消力池段和11.12m长渐变段,渐变段末端接红荔路涵。5.3福田村电排站1、设计规模根据实际运行情况,确定福田村电排站设计规模为:4.0m3/s, 扬程H=9.0m。2、建筑物布置本次福田村电排站改造拟将原结构拆除重建,现状前池大部及原自排流道填埋作场区用地。泵房采用半地下式,地面下为泵房集水池及泵池,钢筋混凝土整体结构,水泵为一字形布置,采用自动藕合固定安装方式。地面上受周围建筑物限制,局部为四层框架结构,设有控制室、配电室、备用电机房、值班间、
18、办公、仓储等用房,附属用房总建筑面积为744.0米2(不含泵房)。为方便检修,泵房内设有电动吊车,并留有检修场地。泵房地面上层高8.3米、值班间、备用发电机房层高5.0米,其他用房层高3.3米。泵站出水口在福田河左侧岸坡上,采用砼结构护砌以减小对岸坡的冲刷。5.4明渠段改造工程 防洪能力要求经过滞洪区滞洪后,河道各控制断面洪峰流量见表1-5。河道各控制断面P=1%设计洪峰流量 表5-1 断面名称P=1%设计洪峰流量(m3/s)P=0.5%设计洪峰流量(m3/s)备 注梅林路以上箱涵入口74.480.8北环路涵出口125137笔架山支流入口146160笋岗路涵入口182200红荔路涵入口1451
19、70滞洪区调洪深南路入口171198滞洪区调洪滨河路入口193223滞洪区调洪河 口193223滞洪区调洪 河道断面设计1、福田水闸滨河路段(0+139.650+412.86)本次治理该段主要工作是清淤和损坏部分修复。2、滨河路深南路段(0+886.351+945.10)本段河道左岸为福田路,2.5m高程以下保留现状护岸,对损坏部分进行修复,上部拆除原护坡,改造为草皮护岸,为增加其防冲能力,草皮下部铺设土工垫。3、深南路田面村段(2+014.142+082.00)河道断面维持现状,针对河底护砌损坏较为严重的情况,采用C15砼修复河底护砌。4、田面村红荔路段(2+103.102+924.63)保
20、留主槽浆砌石护坡,对损坏部位进行修复,上部改造为土工垫植草护坡以增加抗冲能力。5、红荔路笋岗路段(3+039.673+657.76)本段河道维持现状断面形状,陡坡仍移至笋岗路涵下游,河底纵坡调整为1/400,河底相应填高或挖低。河道断面维持现状复式断面,主槽采用浆砌石护坡,上部采用土工垫植草护坡。6、笋岗路北环路涵段(3+778.855+072.86)本段位于笔架山公园内,在3+917.6处新建翻板闸,平时蓄景观水面,洪水时自动翻转泄洪。河道根据所处位置的不同分为两种处理形式,以跌水为分界。下游基本维持现状,高程7.57m以下保留现状护坡,对破损部位进行修复,上部改造为土工垫植草护坡;跌水上游
21、段根据多年平均洪水流量,设底宽不小于7m,槽深2.6m的梯形主槽,主槽上部断面采用生态驳岸,本段主槽表面进行仿自然处理。5.5 箱涵修补 经调查,箱涵内共有约10000 m2砼需作加强处理。1、北环路箱涵裂缝是由于施工时砼振捣不实造成,修补材料采用水泥砂浆(水泥:砂=1:2.5),分层修补工作。2、北环路北段箱涵和滨河路箱涵顶部砼修补采用挂网锚喷混凝土方案。5.6 其他建筑物1、活动挡水建筑物为保证景观用水需要,在笋岗路涵上游笔架山公园内设双支点带连杆渐开型自动翻板闸。2、陡坡、跌水和溢流堰在笋岗路涵下游3+696.56及笔架山公园内4+403.97处设置两座落差建筑物,其型式分别为陡坡河跌水
22、。笔架山支流在桩号4+116.47处汇入福田河,为维持笔架山公园内人工湖水面,支流入口仍采用溢流堰形式。本次设计中所设置的陡坡、跌水及溢流堰均采用砼和浆砌块石结构。3、管理交通设施巡河路根据各段河道特征分段设置:笔架山公园段河右岸保留4m宽过车通道,不设硬质路面;笋岗路至红荔路段沿滞洪区右岸新设巡河道路,C25砼路面宽4m;红荔路至振华路段沿右岸新设巡河道路,园砖路面宽4m;振华路至深南路段沿左岸新设巡河道路,园砖路面宽4m,;深南路至滨河路段利用福田路作为巡河道路,不另行设置;滨河路至河口段利用现状左岸通道作为巡河道路。4、沿河穿堤建筑物经实地测量统计,福田河明渠段沿岸共有大小雨水涵管接入口
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