1、项目背景湖南省烟草公司 2009 年规划建设长株潭烟草物流中心，项目区位于长沙县暮云镇官桥湖防洪大堤以北，京广铁路和 107 国道以南，占地面积约 800 亩。由于官桥湖港位于拟建场地中央，且河道蜿蜒曲折，断面不规则，对物流中心建设影响较大。根据长株潭烟草物流中心设计图，物流中心结构均为大型仓库，需对该河段进行改造，并于 2009 年 6 月委托我院对此段河道改造方案进行防洪评价。考虑长株潭烟草物流中心河段位于官桥湖港末端，该河段河道改造将对整个流域产生影响，其整治工程必须以流域规划为依据，根据城市发展的要求，为满足城市建设的需要，委托我院对官桥湖港进行全面规划。21 流域概况1.1 自然概况
2、湖港位于长沙县暮云镇，为暮云镇官桥湖垸的撇洪渠，发源于长沙县跳马镇新田村齐心塘，于暮云镇官桥湖垸的官桥湖防洪闸注入湘江。官桥湖港集雨面积 33.5km2，干流长 9.1km，河流平均坡降为 2.7。官 桥 湖 垸 兴 建 于 1963 年 冬 ， 由 原 有 的 象 鼻 垸 和 郑 家 湖 合 并 而 成 ， 垸 内保 护 面 积 1625 亩 。 京 广 铁 路 和 107 国 道 从 垸 内 穿 过 ， 使 官 桥 湖 垸 在 地 理 位置 更 加 重 要 。 官 桥 湖 垸 有 湘 江 防 洪 大 堤 990 米 ， 有 撇 洪 渠 防 洪 堤 （ 及 官 桥湖 港 防 洪 堤 ） 长
3、3532 米 ， 排 渍 机 埠 2 台 310KW。 垸 内 地 面 高 程33.20 33.60m。官桥湖港集雨面积较小，暴雨和洪水特性与湘江基本同步。湘江流域地处亚热带湿润气候区，春夏之间降水量集中，具有大陆性气候特点。流域多年平均降水量为 1473mm。水汽主要来源于太平洋西部的南海和东海以及印度洋的孟加拉湾。降雨的年际变化大，且年内分配极不均匀，46月多暴雨洪水。降雨主要集中在 47 月，占全年总降水的 56.7。由于湘江流域基本属于同一个雨区，干支流洪水的发生时间基本相应。同时，干支流洪峰的出现随暴雨中心走向不同，一般情况下暴雨中心由南向北移动，因此洪峰出现时间也是上游干、支流早于
4、中、下游，当上游干、支流洪峰到达控制站的时间相隔较短，即形成较大洪水。1.2 社会经济概况官桥湖港干流长度 9.1km，流域主要位长沙县暮云镇。暮云镇位于长沙县南面偏西，西临湘江，与湘潭县九华乡、望城县坪塘镇隔河相望；北3接长沙市天心、雨花两区；东与跳马乡接壤；南与湘潭市昭山乡毗连；东南与株洲市为伴。地势东高西低，地形为半丘陵。长沙县暮云镇地处长株潭“两型社会”试验区的核心地带,距三市均约 18km,距省政府新址仅6km，107 国道、京广铁路穿镇而过，京珠高速、上瑞高速傍镇而行，芙蓉南路、湘江风光带、火星大道、新韶山路等长沙市城市干道延伸至暮云，交通、区位极具优势，有融城金三角之美誉。全镇总
5、面积 64.96km2，其中，耕田面积 17628 亩（其中水田 17090.5 亩，旱土 537.5 亩） ，山林面积 3744.6亩，水域面积 8644.2 亩。总人口 72859 人，其中农业人口 29473 人。全镇辖暮云市、南托岭两个社区居委会，高云、西湖、莲华、三兴、牛角塘、北塘、南塘、暮云新村、许兴、兴马 11 个村，184 个村民小组。暮云镇 2008 年各类企业总产值 52.1 亿元，工业总产值 24.5 亿元，规模工业总产值 3.8 亿元， ，财政总收入 2.35 亿元,农民人均可支配收入达到10138 元。1.3 河流现状官桥湖港位于长沙县暮云镇，为暮云镇官桥湖垸的撇洪渠
6、，干流长9.1km，河流平均坡降为 2.7。发源于长沙县暮云镇新田村齐心塘，流经齐心塘、田心桥、石坝湾、施家坪、罗家铺子、许家桥、罗家坝、暮云市，于暮云镇官桥湖垸注入湘江。官桥湖港上游 松 树 塘 以 上 为岸线，河段属极不规则河段，水面忽宽忽窄，河段冲刷与淤积均相当严重，桥涵众多，由于没有固定的岸线与堤防线，目前该区域为洪水淹没区。在冲刷作用下，河道内存在宽水面与窄河沟相间的局面。下游 107 国道松树塘段，该河段右岸为官桥湖垸，左岸主要为岸线，堤线基本成型，罗家坝以上严重淤积，河坝以下冲刷相当严4重，有滑坡及坡脚虚空现象，同时堤坡高而陡，边坡稳定性不够。出口107 国道以下段从在建 长 株
7、 潭 烟 草 物 流 中 心 穿 过 ， 两 岸 均 有 堤 防 右 岸 防 洪 大堤 顶 高 程 为 38.50-39.10m， 堤 顶 宽 6-8m， 左 岸 防 洪 大 堤 顶 高 程 为 37.50-37.90m，河堤单薄，防洪排涝标准较低。官桥湖港集雨面积不大，地形起伏较小，河道内没有较大的水利工程，河坝有一处为罗家坝，灌溉官桥湖垸内农田，出口为官桥湖防洪闸。同时，官桥湖港由于没有整体规划，存在多处较小的便桥，阻水严重。另外，跨官桥湖港的主要桥涵有京珠高速桥、芙蓉南路桥、京广铁路桥及 107 国道桥，由于官桥湖港宽度不大，这些桥涵均为一跨跨过官桥湖港，行洪畅通，阻水现象不严重。官桥湖
8、港流经长沙县暮云镇为长株潭融城的金三角地带，两岸为农田和菜地，植被覆盖水平一般，属于弯曲型河段。洪水期易受湘江回水顶托影响，当湘江水位较高而官桥湖港来水较小时以沉积作用为主，当湘江水位较低而官桥湖港来水较大时以冲刷作用为主，枯水期以沉积作用为主。河槽中第四系覆盖层主要为细砂淤泥层，河势基本稳定，河床由沙石、卵石组成。河流的水流挟沙能力与来沙量基本相适应，泥沙冲淤基本平衡。河段内深泓基本稳定，处于微冲微淤状态，主流没有横向摆动现象。河流经过长期的演变，河段的河势和形态处于平衡。 官桥湖港中水的污染源主要是农村面污染和生活垃圾、水草腐烂及工业生活污水等点污染，生活生产污水和废弃物通过排污口注入了官
9、桥湖港中。各种污染物在水中不易净化，处理难度大，工业废水和生活污水是本区两个最主要的常年性的点污染源。51.4 河道存在主要问题和规划整治的必要性官桥湖港流经长沙县暮云镇，长株潭融城的发展，不断促进该区域经济、文化、科技的发展，但该区域以前为农业区，河道未进行过大规模治理，河道中生长大量杂草。该区域主要存在以下问题：1、河道从未进行整治，河流有的地方相对很宽，但局部比较狭窄，宽度相差几倍，有些位置已经淤塞形成池塘；2、官桥湖港堤防全线未达到防洪标准，根据长沙城市防洪初步设计报告中官桥湖港水面线计算的组合方案，发生设计标准的洪水时，官桥湖港全线会发生漫溢；3、护坡状况差，官桥湖港由于从未进行整治
10、，两岸的边坡均为原始状态，边坡不规则，有些位置坡处有泥泞小道，河岸边坡已长出很多杂草和灌木，柳树已伸入河面上。随着经济的发展，各项建设的同步推进，官桥湖港的护坡建设越加滞后。不仅防洪要求无法达到，洪水对边坡冲刷严重，且护坡景观无法达到城市发展的需求；4、涉水建筑物比较杂乱，由于该区域以前主要进行农业生产，两岸分布有排水涵闸和泵站，河流中设置有小型的取水河坝，随着城市建设的发展，该区域将建设成为长株潭城市中心，以前设置的各项涉水建筑物很大一部分将失去原有的灌溉作用，不仅影响城市景观，还会对洪水期行洪有较大的影响；5、水污染情况，在官桥湖港河道中，周围许多生活污水和废弃物通过排污口注入了官桥湖港中
11、，使河水受到一定程度的污染。另外农业生产和杂草腐化也会对水质有一定的影响。将来该区域成为城市中心，如有一条干净清澈的小河，不仅提升居民的生活品质，更能提升一个城市品味。河道防洪标准不足，水环境的状况较差，已经影响城市防洪和生态环6境，制约着城市建设的发展，与“生态优先”的发展原则不相符合。官桥湖港整治是提高水环境承载能力，改善生态环境的基本措施。通过官桥湖港渠综合整治，可从根本上提高水资源的承载能力，为创造生态城市提供支撑，也为全面改善该区域的生态环境提供有力保障。开展河道整治不仅促进长株潭城市一体化发展，促进长株潭建设资源节约型、环境友好型社会的建设，同时也是关系到城市经济社会发展的大局，是
12、社会经济发展的客观要求，要充分认识开展官桥湖港整治的必要性。通过官桥湖港整治，能提高撇洪渠泄洪等能力，改善水环境和城市环境，提升城市品味，建设环境友好型社会，为不断提高人民群众生活水平和质量奠定良好的基础，也为将来城市的发展建设提供一个基本的必须条件。72 规划目标与任务2.1 规划范围官桥湖港整治规划的主要范围为河道干流段，从起点新田村齐心塘至官桥湖港入湘江口官桥湖闸，全长 9.1km。2.2 规划依据本次规划主要依据：1、 中华人民共和国水法 ； 2、 中华人民共和国防洪法 ；3、 中华人民共和国河道管理条例 ；4、 中华人民共和国水污染防治法 ；5、 中华人民共和国水土保持法 ；、 城市
13、水系规划规范 ；、 防洪标准GB5020194；、 堤防工程设计规范GB5028698；、 水利水电工程规划编制规程DL502093。2.3 规划目标通过对官桥湖港的整治，改变官桥湖港目前河道中存在的突出问题，对河流瓶颈部位进行整治，提高河流的行洪能力，提升河流两边保护范围防洪抗灾能力。通过的岸坡和河道的整治，改进河道水系面貌，逐步改善官桥湖港渠周边的生态环境和城市景观，最终使官桥湖港能适应长株潭城8市圈现代化发展建设需要，成为长株潭城市中心城市生态保护区的前沿，成为以生态、旅游为主，辅以低密度高档住宅的城市生态屏障区的一部分，适应城市建设和经济发展需要，建成人水共处、和谐优美的生态环境。实现
14、长株潭两型社会建设的规划整治总体目标。促进该区域经济社会的可持续发展，为创建生态城区提供保障。2.4 规划原则（1）遵循全面规划、统筹兼顾、综合利用、讲求效益的原则。（2）坚持人与自然和谐共处的治水思路。充分考虑生态用水、环境用水，根据周边居民对生活环境的要求，保证河流景观。（3）正确处理河道整治与其他城市基础设施建设、排涝与抗旱、水利建设与环境保护、景观生态建设的关系。（4）重视官桥湖港的行洪流畅，同时要求与城市开发结合，使城市建设与防洪治涝有机结合。2.5 规划任务长株潭融城的发展，不断促进该区域经济、文化、科技的发展，但该区域以前为农业区，河流未进行过大规模治理，仅在河流中修建几处小型的
15、河坝，由于官桥湖港为受季节和暴雨影响的小河流，以致河底被冲刷，河道中生长大量杂草。因此，官桥湖港规划的主要任务是：1、在流域防洪排涝规划布局要求下，考虑城市化进程加快的因素，通过规划和整治，保证河流的行洪流畅，保护周边居民的生产生活。2、根据实际地形和洪水情况，对河道进行清淤，容易漫溢的部位进行疏通，对边坡进行加固，提高河流的过流能力与防洪标准。93、由于城市的发展，官桥湖港有景观需求，在保证安全的前提下还需保证河流的景观，中水和枯水整治线应与自然生态环境要求相适应。4、研究不同分类河道的平面格局、空间布置、断面景观方案，使河道的水面、河线形态、河岸景观与城市发展、人民生活水平相协调。5、从防
16、止和控制污染，改善水体水质出发，对水污染问题原则性提出治理措施和建议，使河道水体达到水功能区划要求的水质标准。提高水体自净能力和水环境承载能力，改善恢复水生态环境。6、对涉水建筑物进行整治，不需要的建筑进行拆除，对有用的建筑保留并进行修缮。103 水文3.1 河道基本情况3.1.1 湘江流域概况湘江发源于广西临桂县海洋坪的龙门界，经兴安、全州至下江圩斗牛岭，进入湖南省东安县，再经冷水滩、祁阳、衡阳、衡山、株洲、湘潭、长沙至湘阴的濠河口分两支注入洞庭湖，全长 856km，流域面积为94660km2，河流平均坡降为 0.134，是洞庭湖水系中最大的河流，也是长江七大支流之一。湘江流域内水系发育，5
17、km 以上的支流有 2157 条，两岸支流为不对称形，右岸支流比左岸发育。3.1.2 官桥湖港流域概况官桥湖港为长沙县暮云镇官桥湖垸的一条撇洪渠，发源于长沙县暮云镇新田村齐心塘，于暮云镇官桥湖垸注入湘江，官桥湖港出湘江口有官桥湖防洪闸控制。官桥湖港集雨面积约 33.5km2，干流长 9.09km，河流平均坡降为 2.7。3.2 气象湘江流域地处亚热带湿润气候区，流域植被良好，河网发育，降水充沛。湘江水资源的主要来源是降水。流域多年平均年降水量为1361.6mm，水汽主要来源于太平洋西部的南海和东海，以及印度洋的孟家拉湾。因受太阳辐射，季风环流和地理、地形因素的影响，流域内降水表现出明显的季节性
18、和地域性。春夏之间，降水量集中，秋季多旱，暑热期11长。46 月多暴雨洪水，降雨量一般占全年降水量的 40%以上，79 月炎热干旱，所以洪涝、干旱灾害频繁。降水量在地域上的分布，总的趋势是山区大于丘陵，丘陵大于平原。湘江流域各站多年平均水面蒸发量在800mm1000mm 之间，地区和年际变化不大。湘江流域水资源丰富，流域多年平均径流深为 766mm，折合水量 665亿 m3。年径流量的年际变化和年内分配与年降水量相应，汛期 49 月径流量占全年径流量的 70%左右。年最大流量多出现在五、六月份；最枯流量一般出现在十月至次年一月间。官桥湖港属亚热带季风性湿润气候，由于季风环流和地貌条件的综合影响
19、形成大陆性特色明显的中亚热带季风性湿润气候区，具有年内、年际变化较大、气候类型多样等特征。气候特征是：气候温和，降水充沛，雨热同期，四季分明。年平均气温 17.2，年均降水量 1361.6mm。夏冬季长，春秋季短，夏季约 118127 天，冬季 117122 天，春季 6164 天，秋季 5969 天。春温变化大，夏初雨水多，伏秋高温久，冬季严寒少。3月下旬至 5 月中旬，冷暖空气相互交绥，形成连绵阴雨低温寡照天气。从5 月下旬起，气温显著提高，夏季日平均气温在 30以上有 85 天，气温高于 35的炎热日，年平均约 30 天，盛夏酷热少雨。9 月下旬后，白天较暖，入夜转凉，降水量减少，低云量
20、日多。从 11 月下旬至第二年 3 月中旬，节届冬令，气候平均气温低于 0的严寒期很短暂，全年以 1 月最冷，月平均为 4.45.1，越冬作物可以安全越冬，缓慢生长。 3.3 设计洪水3.3.1 官桥湖港洪水特性及成因分析官桥湖港地处亚热带湿润气候区，受季风影响，冬季多为西北利亚冷12气团控制，气候较干燥寒冷，夏季为低纬海暖湿气团盘距，温高湿重，每年春夏之交，是冷暖气流交替的过渡地带，锋面和气旋活动频繁，造成阴湿多雨的梅雨天气，暴雨多为气旋雨，并有台风雨。官桥湖港的洪水系暴雨形成，时间变化特性与暴雨的特点是一致的，洪水大多为单峰型，相对历时较短。3.3.2 官桥湖港设计洪水计算鉴于官桥湖港无实
21、测水文资料，且邻近又无集水面积相当的水文站实测资料系列作参证，对此，根据 1984 年 9 月湖南省水利水电厅编制的湖南省暴雨洪水查算手册 （以下简称查算手册 ）及河流地理特征资料，计算各设计频率设计洪水。1）设计暴雨根据查算手册和官桥湖港的地理位置，查暴雨参数等值线图求得设计暴雨，再查流域所在暴雨分区的雨型分配表求得设计暴雨时程分配。2）设计净雨过程 Rt将设计暴雨时程分配扣除初损后再乘以地表径流系数即得设计净雨过程。根据流域内植被情况，地表径流系数选取 0.70。3）Rt/tt 关系曲线自最大时段净雨开始，向前后相邻时段连续累加后再除以相应的历时即得 Rt/t t 值，从而可得出 Rt/t
22、t 关系曲线。4）用试算法求 Qm具体公式为：Qm=0.278FRt/t (1)t=0.278L(mJ(1/3)Qm0.25) (2)13式中:F 流域面积M根据 =L（F0.25J(1/3)值查湖南省小流域面积 m相关图求得先 假 定 一 个 t 值 查 Rt/t t 关 系 曲 线 求 得 Rt/t， 代 入 （ 1） 式 得 m， 再 将 m 代 入 （ 2） 式 得 t， 如 此 重 复 直 到 假 定 的 t 等 于 t， 此 时 的 m 即 为 所 求 。根据流域的地理位置按照暴雨洪水查算手册上查得流域中心 24 小时可能最大点暴雨为 100mm,Cv 为 0.45。不同设计频率的
23、 Kp 值和不同设计频率下的 24 小时点暴雨及面暴雨见下表 3.3-1，设计洪峰流量见表 3.3-2。表 3.3-1 24 小时设计点、面暴雨计算表 单位：mm频率 P(%) 10% 20%Kp 1.6 1.31H24 点 160 131H24 面 157.8 129.2表 3.3-2 设计洪水计算成果表 位置 河口集雨面积（ km2） 33.5频率 P(%) 10% 20%洪峰流量（m 3/s） 95.8 76.6径流总量 R（mm） 127.3 105.9地面径流总量 R 上 （mm） 89.4 74.1地下径流总量 R 地 （mm） 38.3 31.8地下洪峰流量（m 3/s） 10.
24、48 8.69各频率设计洪水过程线见表 3.3-3。表 3.3-3 各频率设计洪水过程线表QP（m 3/s）时段 河口14t=1 小时 P=10% P=20%1 13.1 10.8 2 25.0 20.7 3 50.3 41.7 4 71.4 59.1 5 95.8 76.6 6 78.7 67.9 7 69.8 57.8 8 60.2 49.8 9 52.1 43.1 10 45.0 37.2 11 38.6 31.9 12 33.1 27.3 13 29.3 24.2 14 26.2 21.6 15 25.7 18.4 16 24.4 18.7 17 23.0 17.6 18 21.7 1
25、6.4 19 20.3 16.0 20 18.9 15.6 21 18.4 15.1 22 17.9 14.7 23 17.4 14.2 24 16.9 13.8 25 16.3 13.3 26 15.8 12.9 27 15.3 12.5 28 13.9 12.0 29 13.4 11.6 30 12.9 11.1 31 12.4 10.7 32 11.8 10.3 33 11.3 9.8 34 10.8 9.4 1535 8.936用同样的方法计算流域内其它位置设计洪水成果，计算结果见表 3.3-4。表 3.3-4 设计洪水流量计算成果表设计洪水流量（m 3/s）位置 累距（m） 集雨面积
26、(km 2)P=10% P=20%河口 0 33.5 95.8 76.6松树塘 3200 23.6 67.6 54.7易家坪 4400 22.1 63.4 51.3水口山 5200 18.2 52.0 42.1陈家冲 7089 15.7 44.8 36.3田心桥 7550 10.1 28.9 23.4齐心塘 8497 3.8 10.8 8.73.3.3 湘江设计洪水计算湖南省水利水电勘测设计研究总院编制的长沙市城市防洪工程初步设计报告中对湘江长沙段设计洪水进行了详细的分析计算，设计成果已经水利部审查和认可，因此本次湘江设计洪水直接采用长沙市城市防洪工程初步设计报告成果，设计洪水流量见表 3.3
27、-4，并采用直线内插法计算出官桥湖港出口官桥湖涵闸处湘江设计洪水水位，详见表 3.3-5。表 3.3-4 湘江设计洪水流量表频率（%）河道名称 0.5 1 2 3.33 5 10 备注湘江 26200 24600 22800 21500 20400 18400 长沙站表 3.3-5 湘江设计洪水水位表16频率（%）河道名称 0.5 1 2 3.33 5 10 备注湘江 39.24 38.80 38.22 37.88 37.53 36.98 官桥湖闸3.4 现状水面线3.4.1 水面线组合官桥湖垸属长沙县暮云镇，根据 1999 年湖南省水利水电勘测设计研究总院编制的长沙市城市防洪工程初步设计报告
28、 ，官桥湖垸未纳入长沙市城市防洪范围。但随着长株潭两型社会的建设，将建设长株潭沿江风光带，目前位于长沙和湘潭交界处的官桥湖垸湘江防洪大堤已按百年一遇的防洪标准进行设计和施工，其防洪标准与长沙中心城区防洪标准相同，工程等级为等，堤防、涵闸、护岸及河道整治等防洪工程建筑物级别 2级，治涝工程建筑级别为 3 级，撇洪渠为治涝工程，因此，确定官桥湖港工程等级为等 3 级。根据长沙市城市防洪工程初步设计报告 （湖南省水利水电勘测设计研究总院，1999.12） ，长沙市中心区堤垸的撇洪渠水面线分析计算考虑两种组合方案：撇洪渠 10 年一遇流量与外河 20 年一遇洪水位组合（组合一） 、撇洪渠 5 年一遇流
29、量与外河 100 年一遇洪水位组合（组合二） ，水面线取其综合外包线。本次官桥湖港现状水面线的推求即按长沙市中心城区撇洪渠水面线计算方法进行推求。3.4.2 现状水面线分析计算1、糙率和断面选取17现状官桥湖港糙率取 0.035，断面选用此次实测官桥湖港断面。2、官桥湖涵闸过流能力计算官桥湖港出口水位受官桥湖涵闸断面尺寸和外河湘江水位顶托的控制。根据官桥湖涵闸底板高程及断面尺寸（3 孔 2m3m 拱涵）以及外河湘江水位，可知设计洪水组合时官桥湖涵闸为有压涵洞淹没出流，其过流能力按下式计算： H02Q=()1gL+ihtCR出式中：以出口洞底为标高的出口水位ht淹没出流的流量系数H涵洞出口局部水
30、头损失系数出经计算，组合一情况下官桥湖闸壅高水位值 1.47m，组合二情况下官桥湖闸壅水位值 0.96m，官桥湖港出口水位详见表 3.4-1。表 3.4-1 官桥湖港出口设计洪水水位表河道名称 组合一 组合二 备注湘江 37.53 38.80 官桥湖闸出口官桥湖港 39.00 39.76 官桥湖闸进口3、明渠段水面线计算天然河道蜿蜒曲折，过水断面很不规则，断面形状、粗糙系数及河道底坡沿程都有变化，其水利因素十分复杂。本报告采用天然河道水面曲线基本公式计算官桥湖港的设计水面线。计算公式如下： gvZKlQgvZ22上上2上上 18将 代入上式得：AQv2上上22上上 AQgZKlgZ式中：Z 上
31、 、Z 下 上、下游水位A 上 、A 下 上、下游过水断面面积l断面间距离K平均流量模数Q设计流量局部水头损失系数分别计算组合一和组合二情况下官桥湖港现状洪水水面线，详见表3.4-2。从计算表中可知，官桥湖闸设计组合一情况下水位壅高值 1.47m，组合二情况下水位壅值 0.96m，罗家坝设计组合一情况下水位壅高值0.38m，组合二情况下水位壅值 0.14m，2 处建筑物阻水严重。表 3.4-2 官桥湖港现状洪水水面线位置 累距（m） 间距（m） 组合一（m） 组合二（m） 水面线（m）河口（湘江） 37.53 38.80官桥湖闸进口 0 39.00 39.76 39.7619400 400 3
32、9.01 39.77 39.77G107 暮云桥 800 400 39.02 39.78 39.78罗家坝下 1300 500 39.03 39.79 39.79罗家坝上 1340 40 39.41 39.93 39.931600 260 39.44 39.95 39.95傅家冲 2000 400 39.49 39.97 39.972200 200 39.50 39.98 39.98芙蓉南路桥上 2400 200 39.54 40.00 40.002800 400 39.58 40.03 40.03松树塘 3200 400 39.65 40.06 40.063800 600 39.97 40.
33、26 40.264000 200 40.08 40.33 40.33易家坪 4400 400 40.18 40.39 40.39施家坪 4800 400 40.31 40.46 40.46水口山 5200 400 40.77 40.76 40.775500 300 41.10 40.95 41.105900 400 41.59 41.25 41.59京珠高速 6200 300 42.00 41.61 42.006762 562 43.92 43.72 43.92陈家冲 7089 327 45.26 45.10 45.26田心桥 7550 461 46.83 46.69 46.837973 42
34、3 47.21 47.05 47.21齐心塘 8497 524 50.58 50.41 50.588717 220 51.17 51.01 51.17新田村 9090 373 53.99 53.84 53.99注：组合一为官桥湖港 10 年一遇流量与外河 20 年一遇洪水位组合，组合二为官桥湖港 5 年一遇流量与外河 100 年一遇洪水位组合。4 工程地质4.1 前言湖南长沙县暮云镇地处长沙、株洲、湘潭三市的中心地带，素有“金20三角”的美称。官桥湖港位于长沙县暮云镇，属湘江水系，渠道断面多呈“U”形，河床宽3-100米不等。官桥湖港出口段为官桥湖垸，由于建垸时间较早、部分地段堤身低矮单薄、防
35、洪标准较低等多种原因，又加上湘江干流洪水的托顶，该垸防洪大堤与相关设施己不能抵御汛期长期高洪水位的侵袭，1998 年出现过漫堤溃堤等险情，部分堤段渠底也存在垮塌物淤积与生活垃圾淤积问题，因此有必要对大堤进行处险加固、综合治理。受长沙市水利局的委托，本阶段的工程地质勘察工作由东华理工大学勘察设计研究院承担。按照建设方要求，本次地勘工作的主要任务是查明大堤沿线拟建场地岩土物质的成分、地层结构、分布特征、岩土的厚度及垂直方向、水平方向的变化规律。勘察重点是人工填土层（素填土、杂填土、冲填土、压实填土） 、软土地基、强透水地基等，评价淤泥质软土地基的沉陷，粉土、砂砾层地基的渗漏、砂土液化及渗透稳定等问
36、题。并分区段评价现有大堤及其工程地质问题，提出工程处理措施建议，为设计提供有关岩土物理力学性质参数指标及桩基参数值。本阶段地勘工作自 2010 年 10 月 22 日开始， 10 月 29 日结束，完成的地勘工作量如表 4.1-1。表 4.1-1 主要地勘工作量简表序号 项目名称 单位 数量 备注1 钻探 m/孔 769.10/68 堤防2 标贯试验 次 74 N63.53 原状土取样及室内试验 组 24 堤防4 地下水试样 个 25 1：10000 平面地质测绘 km2 1.20 堤防及沿线216 沿线调查 组日 1 堤防及沿线4.2 地质概况4.2.1 地形地貌官桥湖港地处湘江右岸，现有防
37、洪堤堤顶标为 35.946.5m。堤内渠底标高 29.041.00m（85 黄海高程系，以下均同)，垸内地势东高西低、地面标高一般为 3135.0m。4.2.2 地层岩性工程区出(揭) 露的地层岩性主要有人工填土层、耕表土层，第四系全新统冲积堆积物 Q4al，第三系泥质粉砂岩（E） ，元古界冷家溪群泥质板岩(Ptlm)，其岩性组合与分布位置情况简述如下：1、Q s（人工填土）: 褐黄、灰黄、灰黑等杂色，稍湿，分布在大堤堤身，主要由粘性土回填，部分地段含少量建筑垃圾和生活垃圾，其厚度厚度 1.0010.00m 不等。2、Q pd（耕表土）: 黄褐色、灰黑色、黑褐色，稍湿湿，结构松散，含植物根须，
38、可塑为主，局部为软塑，含有机质，稍有臭味。见于堤外地表。3、Q 4al：全新统河流冲积堆积，主要为可塑状的粉质粘土。分布于河床与边滩，钻孔揭露厚度 1.005.00m。4、第三系强风化泥质粉砂岩（E）：褐红色，局部夹青灰色，粉砂结构，中厚层状构造，泥质胶结，岩质极软，手可折断，节理裂隙发育，隙面多见铁锰质浸染，岩芯较破碎，多呈碎块状或碎屑状，浸水易软化，干湿交替时易崩解散裂。属极软岩，K0+000 K0+400 堤段的堤基揭露此层。225、元古界冷家溪群强风化泥质板岩（Ptln）：灰黄色、褐红色、棕灰色，大部分矿物已风化变质，节理裂隙极发育，岩块用手可折断，岩芯多为碎片状或碎屑状，浸水易软化，
39、干湿交替时易崩解散裂。属极软岩。见于除 K0+000K0+400 堤段以外的堤基。4.2.3 地质构造及地震工程区地处新华夏系第二沉降带长(沙)平(江) 坳陷盆地黄花向斜之南西端与华夏系岳麓山向斜的交汇部位，区内地质构造比较复杂，湘江河西荣湾镇新塘断层及湘江河东新开铺磊石塘、金盆岭炮台子断层至第四系早期仍活动强裂，以后逐渐减弱。挽近期地壳运动以间歇性斜掀上升为主，据记载，长沙地区自公元 228 年1980 年共发生地震 28 次，震级14 级。据国家地震局 2001 年版 1：400 万中国地震动参数区划图 ，本区地震动峰值加速度为 0.05g,f 地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应地震
40、基本烈度为度。4.2.4 水文地质条件本次勘察在各钻孔均见地下水。工程区地下水类型主要有填土层和耕表土中的上层滞水及基岩裂隙水，勘察期间地下水水量不大。人工填土层和耕表土中的上层滞水在枯水期接受大气降水的补给、主要向堤外河床排泄，在汛期外河水位高于垸内地面时，地下水主要接受外河水的补给，其水位不稳定，随季节的变化而变化，不能形成稳定的地下径流。基岩裂隙水：分布于强风化泥质板岩及泥质粉砂岩风化裂隙中，接受23大气降水及第四系孔隙水补给，水量贫乏，对工程影响较小。勘察期间测得地下水稳定水位埋深距孔口 1.40m7.80m ，相当于黄海高程 30.90m41.50m。本次勘察采取了 2 件地下水水样
41、进行室内水质分析试验（详细成果参见水质分析报告表），根据国家有关规范判定：地下水对砼结构及钢结构具有微腐蚀性。根据现场钻孔观测、室内土工试验并结合已有资料表明：场区内堤身填土多呈稍密中密状态，成分以粘性土为主，属中等弱透水性，而新近冲填土结构松散且成分分布不均，孔隙较多，属中等透水性；耕表土含有植物根须，结构较为松散，属弱透水性；粉质粘土属弱透水性；强风化泥质板岩、泥质粉砂岩属中等弱透水性，各岩土层渗透系数（K ）建议值见表 4.3。4.2.5 主要物理地质现象本堤段出现的不良物理地质现象主要为堤身低矮单薄、河堤冲刷坍岸、河道淤塞。4.3 已建堤防概况现有大堤按形状和堤身的填筑成份可分为三部分
42、。第一段，起始桩号 0+000，终点桩号 3+500.0，总长 3500m。该堤段堤身多为粉质粘土回填，大堤堤顶高 38.20-39.30m，堤面一般宽 3-6.0m,内坡坡比 1:0.5-1:1.5,外坡坡比 1:1.2-1:1.8。部分地段堤身单薄且冲刷严重，渠道淤塞。第二段，起始桩号 3+500，终点桩号 4+400，总长 900m。现有河堤为24不规则岸坡，堤身低矮，堤身多为耕表土和粉质粘土，堤顶高 35.90-37.50m，渠道在此段水流紊乱且冲刷严重，渠道淤塞较严重。第三段，起始桩号 4+400，终点桩号 6+200，总长 1800m。现有河堤为不规则岸坡，坡度较大。堤身多为耕表土
43、和粉质粘土，堤顶高 37.50-46.50m，渠道在此弯道较多、水流紊乱且冲刷严重，渠道淤塞严重。4.3.1 堤身结构及质量根据钻孔取样岩土的现场鉴定分析，现有大堤堤身土的主要成份为网纹状粉质粘土，局部地段夹有少量生活与建筑垃圾等，多呈稍密状，堤身质量属较好。4.3.2 险情隐患险情隐患与险工险段主要出现在历年汛期与汛后退水期，它主要包括堤身低矮单薄漫堤溃堤、河堤冲刷坍岸、渠道淤塞，本阶段调查情况列于表 4.3-1。表 4.3-1 主要险情隐患调查统计表险情名称 出现地段（桩号） 备注溃堤 2+9003+000 1 处，长度 200m，堤身单薄， 1998 年溃堤时最高洪水位 39.56m。漫
44、堤 3+5004+400 堤身低矮，约占堤防总长度的 15.3%冲刷坍岸 2+5004+400 1 处，总长度 2000m，约占堤防总长度的 34.0%，尚未进行过处理。河道淤塞 0+8001+300、3+5006+200 多处，总长度约 3200m，约占堤防总长度的52%，尚未进行处理。254.4 堤基工程地质特征4.4.1 堤基地质结构根据沿线堤基地层结构与岩土特性情况，堤基下为粉质粘土层和基岩风化层，故将堤基地质结构分成双层结构类。由于沿线大堤堤内地表为厚度较大、相对不透水的耕表土和粉质粘土层，该类堤基在一般情况下不会出现渗漏问题。4.4.2 主要工程地质问题评价本次河道整治所存在的工程
45、地质问题归纳起来主要有渠道淤塞、堤岸冲刷稳定问题两个方面。渠道淤塞问题本次勘察堤段弯道较多，渠道较宽，堤岸多紧靠主渠道且经过居民区，堤岸岩土长年经受河水的浸泡与冲刷，坡脚岩土被水流带走容易形成淤积，影响泄洪能力，主要出现在 1+3003+5006+200 等堤段，建议对这些堤段进行清淤。堤岸冲刷稳定问题引起堤岸冲刷稳定问题的原因主要有两种：堤岸紧靠主河道，即堤外无洲滩，堤岸岩土长年经受河水的浸泡与冲刷，坡脚岩土被水流带走导致堤岸缓慢后退变陡，甚至坍塌危及堤防安全稳定；堤岸地处河流迎流当冲部位，堤岸土体本身抗冲刷能力较弱；当河水位较高时，河水直接冲刷堤基与堤身，导致堤岸坍塌失稳。从调查的情况看，
46、冲刷坍岸地质问题主要出现在 2+5004+400 等无洲滩堤段，建议对这些堤段进行防冲护脚处理。264.4.3 岩土物理力学指标根据现有勘察情况，现有河堤分为堤岸和岸坡两种类型，堤身均以粉质粘土回填为主，新建河堤边坡允许值(高宽比) 建议如下表：边坡类型 边坡高度（m） 边坡允许值(高宽比)H5m 1:1.50堤岸和岸坡5H10m 1:1.75根据土工试验成果，并参照邻近堤垸类似的已建与在建工程的经验，将岩土物理力学参数推荐值列于表 4.4-1。强风化泥质板岩、强风化泥质粉砂岩允许承载力特征值分别按350KPa、400KPa 取值, 内摩擦角分别按 30、32，凝聚力按0.09Mpa、 0.1
47、0Mpa 取值，岩石与衬砌间的摩擦系数取 0.50。表 4.4-1 官桥湖港岩土物理力学参数推荐值表 天然密度 P 固结快剪 慢剪天然含水量干 湿孔隙比e比重Gs液限WL塑限WP塑性系数IP液性指数IL渗透系数K压缩系数压缩模量内摩角凝聚力c内摩角凝聚力c允许承载力R不冲刷流速摩擦系数f 砼/土允许渗透坡降土类% g/cm3 g/cm3 % % cm/s Mpa-1 MPa 度 KPa 度 KPa KPa m/sQs（堤身填土） 23 1.49 1.94 0.72 2.71 34 19 15.0 0.4 5.5E-0.4 0.38 4.00 13 14 15 13 140 0.42Qpd 耕表
48、土 25 1.51 1.95 0.74 2.69 7.5E-04 15 6 17 5 120 0.35 0.25 0.35Q4al 粉质粘土 24 1.55 1.98 0.70 2.72 31 20 11 0.5 6.0E-0.5 0.22 6.50 16 15 18 14 180 0.50 0.28 0.544.5 堤防工程地质分类(段)评价4.5.1 工程地质分类本次勘查堤段工程地质结构及岩土特征如下表：分段桩号 堤面标高（m） 地层结构 备注0+0000+400 38.8039.30Qs 堤身填土厚 6.40-6.60m，稍密。Q4al 粉质粘土厚 6.00-6.40m，可塑。Ptln
49、强风化泥质板岩基岩面标高 26.18-26.50m。0+4001+200 38.2039.00Qs 堤身填土厚 5.80-10.60m，稍密。Q4al 粉质粘土厚 4.20-8.70m，可塑。E 强风化泥质粉砂岩基岩面标高 23.40-26.50m。1+2003+500 38.4039.00Qs 堤身填土厚 4.10-4.60m，稍密。Q4al 粉质粘土厚 3.10-7.70m，可塑。E 强风化泥质粉砂岩基岩面标高 26.15-31.70m。3+5004+200 35.9037.50Qs 堤身填土和耕表土厚 0.50-4.80m，稍密。Q4al 粉质粘土厚 2.10-4.50m，可塑。E 强风化泥质粉砂岩基岩面标高 31.60-33
