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潤淪河生態修復工程（東三環—金五公路）
初步設計報告
?。ㄖ鞑酃こ?、水保工程、環保工程及征遷工程部分）
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滹沱河生態修復工程（東三環—金五公路）
初步設計報告 （主槽工程、水保工程、環保工程及征遷工程部分）
某某2018年 11月
前 言
滹沱河生態修復工程（東三環—某某城區東）整治范圍自東三環北延線至某某城區東振興北街，主槽長 23.3km。主要建設內容包括以下五部分：
?。?）主槽防洪工程：對滹沱河某某無極界至某某城區東（樁號 55+800～64+800）9km 主槽按 10 年一遇行洪標準進行疏浚，對主槽急彎段頂沖部位以及主槽近堤段進行防護，岸坡防護長度 5.5km。
?。?）水生態修復工程：對本項目 23.3 公里河道主槽按照生態修復原則進行水面攔蓄、沙洲整理等溪流湖區水系建設，打造“小水多綠，以綠帶水”的生態濕地河道。
?。?）水環境治理工程：①周漢河濕地工程，在滹沱河與周漢河交匯處北岸灘地布置一處周漢河表流濕地公園。②初期雨水處理系統， 河道兩岸灘地建設集水、入滲等初期雨水處理系統，保證清潔雨水排入河道主槽。
?。?）生態綠化工程：對項目區內灘地及主河槽進行節點綠化、樸野綠化帶、主槽綠化、堤外綠化林帶等生態綠化建設，主要建設臺西 湖生態區、廉州湖生態區、濱河綠化帶、田園風光區、堤外綠化林帶、
主槽濕地生態區等內容。
?。?）道路工程：建設南北兩岸農村道路 50.26km（其中包括利用原有道路 17.03km）。其中，滹沱某某岸道路自東三環北延線至定魏線，全長 25.52km（其中利用原有道路 6.1km）；滹沱河南岸道路自東三環北延線至某某城區東，全長 24.74km（其中利用原有道路10.93km）。
2018 年 4 月 28 號石家莊市行政審批局以石行審投資[2018]132 號
文件批復了《滹沱河生態修復工程（東三環—某某城區東）初步設計報告》。
根據石家莊市政府 PPP 項目實施安排，滹沱河生態修復工程（東三環—某某城區東）以金五公路為界分為兩個標段，其中東三環至金五公路段（樁號 41+500~54+500，長 13km）為第一標段，金五公路至某某城區東段（樁號 54+500~64+800，長 10.3km）為第二標段。為進行銀行貸款編制了本簡要報告，本報告主要內容包含第一標段的主槽工程、水保工程、環保工程及征遷工程部分，其中主槽工程、水保工程及環保工程設計內容及投資包含已經批復的第一標段生態修復工程的全部建設內容，征遷工程設計內容包括主槽、兩岸交通路、堤外林帶和周漢河濕地四部分。
目 錄 前
言
................................ .............................
II
1
綜合說明
................................ ...........................
1 1
1.1 緒言 ........................................................... 1 1.2 水文 ........................................................... 3 1.3 工程地質 ....................................................... 3 1.4 工程任務和規模 ................................................. 4 1.5 工程布置及建筑物 ............................................... 5 1.6 施工組織設計 ................................................... 6 1.7 建設用地與移民安置 ............................................. 6 1.8 環境保護設計 ................................................... 7 1.9 水土保持設計 ................................................... 7 1.10 勞動安全與工業衛生 ............................................ 8 1.11 節能設計 ...................................................... 8 1.12 工程管理設計 .................................................. 9 1.13 投資概算 ...................................................... 9 1.14 經濟評價 ...................................................... 9 1.15 工程特性表 ................................................... 10 2 水文
................................ ..............................
11
2.1 流域概況 ...................................................... 11 2.2 氣候特征 ...................................................... 12 2.3 設計洪水 ...................................................... 13 2.4 泥沙 .......................................................... 13 2.5 施工洪水 ...................................................... 14 3 工程地質
................................ ..........................
15 3.1 區域地質概況 .................................................. 15 3.2 主槽工程地質條件及評價 ....................................... 17 3.3 建筑物工程地質條件及評價 ...................................... 19 3.4 結論及建議 .................................................... 22 4 工程任務和規模
................................ ....................
24 4.1 基本情況 ...................................................... 24 4.2 工程區現狀 .................................................... 26 4.3 存在問題 ...................................................... 27 4.4 工程任務 ...................................................... 28 i
4.5 工程規模 ...................................................... 28 4.6 設計水面線 .................................................... 29 5 工程布置及建筑物
................................ ..................
35 5.1 設計依據 ...................................................... 35 5.2 工程等級和標準 ................................................ 36 5.3 水生態修復工程 ................................................ 37 6 施工組織設計
................................ ......................
53 6.1 施工條件 ...................................................... 53 6.2 料場的選擇與開采 .............................................. 54 6.3 施工導截流 .................................................... 54 6.4 主體工程施工 .................................................. 55 6.5 施工交通運輸 .................................................. 56 6.6 施工工廠設施 .................................................. 57 6.7 施工總體布置 .................................................. 57 6.8 施工總進度 .................................................... 58 6.9 安全文明施工 .................................................. 59 7 建設用地與移民安置
................................ ................
60 7.1 工程建設用地范圍 .............................................. 60 7.2 第一標段水利占地補償投資 ...................................... 62 8 環境保護設計
................................ ......................
63 8.1 環境保護設計主要內容 .......................................... 63 8.2 環境保護措施 .................................................. 63 8.3 環境管理與監測 ................................................ 66 8.4 環境保護估算 .................................................. 69 9 水土保持設計
................................ ......................
71 9.1 項目及項目區概況 .............................................. 71 9.2 防治目標及防治措施布局 ........................................ 72 9.3 水土保持監測與管理 ............................................ 75 9.4 投資概算 ...................................................... 76 10 勞動安全與工業衛生
................................ ...............
79 10.1 危險與有害因素分析 ........................................... 79 10.2 安全、衛生防范措施 ........................................... 79 11 節能設計
................................ .........................
82 11.1 設計依據 ..................................................... 82 11.2 能耗分析 ..................................................... 82 11.3 節能措施設計 ................................................. 83
11.4 節能效果綜合評價 ............................................. 85 12 工程管理設計
................................ .....................
86 12.1 工程管理體制 ................................................. 86 12.2 工程運行管理 ................................................. 88 12.3 工程管理范圍和保護范圍 ....................................... 90 12.4 工程觀測 ..................................................... 90 13 設計概算
................................ .........................
91 13.1 投資主要指標 ................................................. 91 13.2 水利工程 ..................................................... 91 13.3 水保、環保、移民工程 ......................................... 94 13.4 水利工程專業概算表格 ......................................... 94 14 經濟評價
................................ ........................
106 14.1 工程概況 .................................................... 106 14.2 評價依據和主要計算參數 ...................................... 106 14.3 財務分析 .................................................... 107 14.4 經濟評價 .................................................... 107 14.5 社會效益 .................................................... 109
1
1 綜合說明
1.1 緒言
1.1.1 河流概況 滹沱河是海河流域子牙河系的兩大支流之一，發源于山西省繁峙縣五臺山北麓，流經代縣、原平縣及忻定盆地之后，在盂縣活川口下游進入我省平山縣，經崗南、黃壁莊水庫，在石家莊市跨南水北調總干渠、穿京廣鐵路、京港澳高速、大廣高速等，經石家莊市、衡水市、滄州市的 13 個縣（市、區），在饒陽縣大齊村進入獻縣泛區，至獻縣樞紐與滏陽新河匯流后，由子牙新河入海。干流長 588km，總流域面積 24960km²，其中山區面積 23677km²，平原 1283km²。
滹沱河建有崗南、黃壁莊 2 座大型水庫。崗南水庫總庫容 17.04 億 m 3 ，黃壁莊水庫總庫容 12.10 億 m 3 ，兩庫聯合，控制流域面積為 23400km²，占全流域面積的 94.5%，水庫設計洪水標準為 500 年一遇洪水，校核洪水標準為 10000 年一遇洪水。
滹沱河黃壁莊水庫以下至機場路，有松陽河、渭水河、小青河、太平河及周漢河等五條淺山丘陵及平原河道支流匯入；機場路以下無支流匯入。
1.1.2 工程地理位置 工程河段位于滹沱河黃壁莊水庫以下石家莊市主城區東北部，起于東三環北延線，止于金五公路，河道主槽長度 13km（樁號 41+500～ 54+500 ），涉及長安區和某某區。區域內路網縱橫交錯，交通發達，石黃高速、G307 國道和正無路（S302）順河而下，機場路、金五公路、果王線等多條道路橫跨滹沱河。工程地理位置見圖 1-1。
圖 1-1 工程地理位置示意圖
2
3
1.1.3 項目任務和規模 本項目為滹沱河生態修復工程（東三環-某某城區東）中的東三環至金五公路段的主槽治理工程、水保、環保及征遷工程，河段長 13km， 建設內容主要為水生態修復工程：即，對東三環北延線至金五公路段 （樁號 41+500～54+500）13km 河道主槽按照生態修復原則進行水面攔蓄、沙洲整理等溪流湖區水系建設，打造濕地河道。
1.2 水文
滹沱河設計洪水，采用最近省水利廳批復的《滹沱河防洪整治工程規劃（機場路至獻縣樞紐段）》成果。見表 1-1。
表 1-1 滹沱河設計洪水采用成果表 單位：m 3 /s
洪水標準 黃壁莊下泄 鐵路橋下 北中山 姚莊 備注 100 年 14050 14050 14050 14050
鐵路橋下系指太平河匯入后流量 50 年 3300 4200 3450 3100 10 年 800 1100 750 700 5 年 400 470 400 400 周漢河設計洪水直接采用經某某省水利廳批復通過的《周漢河藁 城市段治理工程初步設計報告》的成果，周漢河 5 年一遇流量為 34m 3 /s。
根據施工組織設計，施工期為 10 月 1 日至次年 5 月 31 日，計算標準為 10 年一遇。根據北中山水文站實測施工期洪水系列采用 P-Ⅲ 型頻率曲線計算，滹沱河 10 年一遇施工期洪峰流量為 12.6m 3 /s。
1.3 工程地質
結合可研階段勘察成果，初步設計階段勘察共完成鉆孔 44 個，總進尺 832m。通過勘察，查明了主槽、建筑物及道路的工程地質和水文地質條件，對工程區主要的工程地質問題進行了分析與評價，為工程
4
3 4 4 4 4 設計提供了物理力學等參數，達到了預期目的。
場區Ⅱ類場地基本地震動峰值加速度為 0.10g，相應地震烈度均為Ⅶ度。
在勘探深度范圍揭露的地層主要有：第四系上更新統沖洪積（Q alp ）
粘土、壤土、細砂、粗砂，第四系全新統下段沖洪積（Q 1alp ）粘土、壤土、中砂，第四系全新統中段沖洪積（Q 2alp ）壤土、粉細砂、中砂， 第四系全新統上段沖洪積（Q 3alp ）細砂、中砂，人工填土層(Q s )等。
工程所需砂料及石料擬從市場采購。所購材料應滿足相關規程規范要求。采購中應加強所購材料質量控制。
1.4 工程任務和規模
1.4.1 工程任務 本次滹沱河生態修復工程整治范圍為東三環北延線至金五公路河段，主槽長 13km，橫向寬度為河道主槽范圍。通過實施主槽沙洲整治、溪流湖區建設水生態修復工程，使主槽防洪標準達到 10 年一遇洪水，生態環境整體改善。
1.4.2 工程規模 1.4.2.1
工程總體布局 對不滿足邊坡穩定要求段主槽岸坡進行貼坡，蓄水位以上岸坡按適宜人類親水活動要求進行整治，利用現狀挖沙坑、河心灘高地，按景觀美化進行整理。以不影響河道行洪為前提，興建河道溪流和湖區攔蓄工程。
1.4.2.2
主要建設內容 本次工程建設主要內容包括：
5
對本項目 13 公里河道（樁號 41+500～54+500）主槽按照生態修復原則進行邊坡修整、沙洲整理等溪流湖區水系建設，打造“小水多綠，以綠帶水”的生態濕地河道。
1.4.2.3
洪水標準 河道整體防洪標準為 50 年一遇洪水、主槽行洪標準為 10 年一遇洪水，符合《子牙河系防洪規劃》及滹沱河有關規劃成果。
工程段位于京廣鐵路橋以下、北中山以上，根據設計洪水分段流量，工程段 10 年一遇設計洪水洪峰流量 1100m³/s；50 年一遇設計洪水洪峰流量 4200m³/s；100 年一遇設計洪水洪峰流量 14050m³/s。
1.5 工程布置及建筑物
1.5.1 工程等級及標準 根據確定的洪水標準，滹沱河整體行洪標準為 50 年一遇，主槽行 洪標準為 10 年一遇。
根據《防洪標準》和《水利水電工程等級劃分與標準》，左岸緊鄰堤防的岸坡級別為 1 級，右岸緊鄰堤防的岸坡級別為 2 級；其他遠離 堤防的岸坡建筑物級別為 5 級。主槽內水系攔蓄建筑物級別為 5 級。根據《中國地震動參數區劃圖》（ GB18306-2015 ），工程范圍內Ⅱ
類場地基本地震動峰值加速度為 0.10g，相應地震烈度為Ⅶ度。
1.5.2 工程布置 根據現狀主槽地形地貌、灘地生態修復工程布局和兩岸交通等要求，“宜湖則湖、宜溪則溪、宜綠則綠”，通過在東三環下游 1km、河西營村南和前堤里村南布置 3 座攔蓄工程，沙洲整理等，打造臺西湖帶狀水面、洲島湖區節點。節點間以沙洲、綠地為主，溪流環繞其間
6
與河湖水面相連。
1.6 施工組織設計
根據地質資料，回填均可采用開挖土料。原則上土方不取不棄。
汽柴油等大宗商品可與當地有關部門溝通，集中購買。
石家莊市鹿泉區有多個砂石料建材市場，其所供應的砂石料數量及質量均能滿足本工程要求，工程區與料場距離約 40km，工程開工前需與料場所在地有關部門溝通，確保工程所需的砂石料供應充足。
1.7 建設用地與移民安置
工程建設用地包括設計主槽、堤外交通路、生態綠化、施工道路及施工生產生活營區等占壓的土地。設計主槽根據國土部門土地利用現狀圖并結合土地現狀情況，共分為三種情況，其中設計主槽范圍內， 現狀及土地利用現狀圖均為耕地等非水域用地的土地，面積1908.9 畝； 現狀為沙坑，而土地利用現狀圖顯示為耕地等非水域用地的土地，面積 1325.49 畝；土地利用現狀圖顯示為河流水面國有土地，但部分土地已被當地群眾開墾耕種的土地，該類占地不計占地補償，僅對范圍內附著物補償。堤外交通路占地總計 78.76 畝。生態綠化占地面積共 計36175.63 畝，其中生態綠化節點占地6507.37 畝，濱河綠化帶2362.16 畝，堤外綠化林帶 1419.21 畝，田園風光區 25886.89 畝。
施工道路及施工生產生活營區等為臨時用地。根據施工組織專業設計成果，施工道路均布置在綠化工程占地范圍內，不再計列補償費。施工生產生活營區總計 11.34 畝。
經調查，工程占壓耕地青苗及樹木總計 14064.23 畝，農村副業 22 家，零星樹木 10413 株，機井 53 眼，墳墓 320 冢，大棚 5500m2；占
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壓企業 6 家；占壓輸變電線路 36 處，通訊線路 3 處。
對占壓的農用房屋及農村副業進行一次性補償由權屬人自行搬遷； 對臨時用地按照有關政策在使用結束后進行復墾，復墾總面積 11.34 畝。對設計主槽占壓 1 家副業，采取搬遷安置方式進行安置；對綠化 工程占地占壓的 21 家副業采取一次性貨幣補償。
對工程占壓的 6 家企業采取一次性貨幣補償方式安置。
對占壓影響的專業項目按原標準、原規模和恢復原功能的原則就近進行改、遷建。
根據實物量計算，本段工程征遷安置補償總資 39845 萬元。
1.8 環境保護設計
本工程主要建設內容包括對工程段河道兩岸建設貫通東西的交通路，對工程段 13km 主槽進行溪流湖區生態水系建設。工程建設對沿線生態環境不利影響較小，主要環境問題在于施工期廢水、廢氣、噪聲、固體廢棄物等排放對工程影響區內生態環境造成不利影響，采取必要環保措施后可以得到有效減免。
工程施工期間應加強環境監測和管理工作，關注大氣、噪聲、固體廢棄物等對渠道沿線村莊的影響，實施環境監理和環境工程“三同時” 制度，及時掌握各施工階段的環境污染程度和范圍，減免工程對環境的不利影響。
經分析，工程不存在影響項目建設的環境制約因素，從環境保護角度考慮，本工程是可行的。
1.9 水土保持設計
項目區河段內河床受人為影響大，河谷地貌已經不明顯，河床內
8
分布大量道路、房屋及采砂坑。項目區土壤侵蝕類型以水力侵蝕為主， 大風季節裸露砂坑易發生風蝕，土壤侵蝕強度為微度。
本工程水土流失主要發生在土方開挖、填筑及臨時堆土堆放過程中，施工期是造成水土流失主要時段。依據施工特點和布局，將水土流失防治區劃分為主槽工程區、生態綠化及濕地工程區、交通道路工程區、施工生產生活區等四個水土流失防治分區，將交通道路工程區劃分為永久性道路工程區及施工臨時道路工程區等兩個二級分區。
工程采取水土流失防治措施及相應的水土保持監測、管理和監理后，可有效控制因工程建設引起的水土流失，實現防治目標。因此從水土保持生態建設角度考慮，主體工程建設是可行的。
1.10 勞動安全與工業衛生
勞動安全與衛生設計首先根據項目區自然條件、社會條件及工程布置等，進行了危險與有害因素分析，確定了危害勞動安全與衛生的因素。根據《水利水電工程勞動安全與工業衛生設計規范》（ GB 50706-2011 ），針對各危害因素，提出了相應的勞動安全與衛生措施。
1.11 節能設計
根據《中國節能技術政策大綱》，節能設計應遵循“開發與節約并舉、節約優先”和“節能與發展相互促進”的方針，本著優先采用節能型的施工工藝和高性能用能設備，提高能源利用效率和效益，減少對環境影響的原則進行設計。
本次工程主要采用機械施工輔以人工，應合理安排施工和選取節能機械。根據工程特點結合當地客觀條件，確定節能措施。從能源消耗和產出分析，本工程屬于低耗能、節能性投資項目，工程項目符合
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國家、行業和地方節能設計的要求。
1.12 工程管理設計
工程建成后，成立相應的管理單位，由于水利工程的重要性和特殊性，該管理機構應隸屬于水行政主管部門，即石家莊市水務局?；?PPP 項目的特殊性，在 PPP 協議有效期內，由相應的 PPP 公司負責該工程的運行、管理和維護，同時受石家莊市水務局的監督和管理。
1.13 投資概算
滹沱河生態修復工程東三環至金五路主槽、水保、環保、移民拆遷部分工程總投資191309.29 萬元，其中水利工程投資150359.59 萬元， 環保工程投資492 萬元，水保工程投資612.7 萬元，拆遷補償投資39845 萬元。
1.14 經濟評價
工程實施后，多年平均防洪效益為3000 萬元，年均生態效益21000 萬元，經濟內部收益率 8.21%，經濟凈現值 4078 萬元。
該工程的實施，可使滹沱河有效防御洪水、減少自然災害損失， 保護廣大人民群眾生命財產安全，對保持經濟建設穩步發展，改善生態環境、提升周邊生居民活質量等方面都將發揮積極作用，具有良好的社會經濟和生態效益。
10
1.15 工程特性表
表 1-2 工程特性表 序號及名稱 單位
數量 備注 一、水文 1.流域面積 km² 24960 全流域 2.工程段設計洪水標準 100 年一遇 m³/s
14050
50 年一遇 m³/s
4200
10 年一遇 m³/s
1100
5 年一遇 m³/s
470
3.周漢河 設計洪水 5 年一遇 m³/s
34
3.施工導流標準（10 年一遇）
m³/s
12.6
二、工程規模 1.河道治理長度 km 13
2.設計洪水標準 河道整體
50 年一遇
主槽
10 年一遇
減滲防沖
10 年一遇
三、主槽水生態修復工程 1.水系建設面積
公頃
1038.4 主槽邊線以內 2.水面面積
公頃
308.6
3.綠地面積
公頃
729.8 含沙洲 10 座，面積 101.5 公頃 4.蓄水建筑物
座
3
5.減滲設計 復合土工膜 萬 m 2
61.3
膨潤土防水毯 萬㎡
286.1
四、經濟指標 1.工程總投資 萬元
191309.29
2.水利工程 萬元
150359.59
3.水保工程 萬元
612.7
4.環保工程 萬元
492
5.移民征遷 萬元
39845
11
2 水文
2.1 流域概況
滹沱河發源于山西省繁峙縣，流經代縣、原平和忻定盆地之后穿 太行峽谷，在盂縣活川口下游進入我省平山縣，經崗南、黃壁莊兩座 大型水庫，在石家莊市區北穿京廣鐵路，向東經正定、某某、無極、 深澤入衡水市，流域總面積 24960km 2 ，其中山區面積 23677 km 2 ，平 原面積
1283
km 2 ，干流總長
588
km ，其中崗南水庫至黃壁莊水庫
28km ， 黃壁莊水庫以下至出市界 109km，河道寬度 700～7000m，縱坡北中山以上 1/850～1/2300，北中山以下 1/2800。
滹沱河流域地形分盆地、山丘、丘陵、平原四種類型，最高峰五臺山海拔 3058m，東冶以上為忻定盆地，河床寬淺、坡度平緩，兩岸黃土砂礫沉積很厚，為滹沱河泥沙主要來源。東冶至王母屬山區地形， 從石窯子開始河道穿過滹沱河山峽，兩山對峙，河寬約百米，坡陡流急，至某某省境內河床逐漸開闊，坡度變緩。王母至黃壁莊屬淺山丘陵地形，兩岸黃土分布較廣，河床坡度平緩。黃壁莊以下進入華北平原，河道寬淺，于正定縣城附近穿京廣鐵路，于饒陽縣城進入獻縣泛區，至臧橋與滏陽河匯合為子牙河，至天津經海河入渤海。1966 年開挖子牙新河后，滹沱河在獻縣樞紐處與滏陽新河匯流進入子牙新河至歧口入渤海。
滹沱河屬游蕩性多沙河流，出山口之后，由于泥沙沉積，河床淤積，主流極不穩定。歷史上曾南侵寧晉，北擾清南，東串黑龍港，現有眾多故道遺跡，明代以來，滹沱河河道變遷多始自某某。
滹沱河黃壁莊以下，河槽呈寬淺式、坡度平緩，行洪時河槽無定， 枯水時水流散亂?，F狀河槽為 1939 年洪水后形成，1958 年開工興建
12
崗南、黃壁莊兩座大型水庫，其后相繼建成我省石板、下觀、張河灣和山西省郭莊、唐家灣等 11 座中型水庫，滹沱河山區洪水得到有效控制。滹沱河黃壁莊水庫以下河道劃定治導線寬 1600m，經過歷次防洪整治，主河槽位置基本穩定。
崗南水庫位于某某省平山縣崗南鎮附近的滹沱河干流上，距省會石家莊 58km，控制流域面積 15900km 2 ，總庫容 17.04 億 m 3 ，是一座以防洪、供水、灌溉為主，結合發電的大（Ⅰ）型水利樞紐工程。
黃壁莊水庫位于某某省鹿泉市黃壁莊村附近的滹沱河干流上，控制流域面積 23400km 2 ，總庫容 12.1 億 m 3 ，是一座以防洪、供水、灌溉為主，結合發電的大（Ⅰ）型水利樞紐工程。
2.2 氣候特征
滹沱河流域屬暖溫帶半干旱大陸性季風氣候區，夏季炎熱多雨， 多偏南風；冬季寒冷干燥，多偏北風。多年平均降水量 600mm 左右。降水量年內變化很大，大部分集中在 6～9 月，其降水量占全年降水量的 75%，降水量年際變化亦較大。例如，獅子坪 1956 年降水量 1390.1mm，1972 年僅為 264.0mm，不及 1956 年降水量的 1/5。流域平均降水量在地區分布上相差較大，除五臺山降水量最大外，其余地區以獅子坪為中心，向東、向西逐漸減小。
據石家莊氣象站資料統計，多年平均降水量 526mm 左右，年平均氣溫 13.0℃，最高氣溫發生在 7 月份，多年平均 26.6℃；最低氣溫發生在 1 月份，多年平均-2.7℃；極端最高氣溫 42.7℃，極端最低氣溫-19.8℃。多年平均風速 1.8m/s，最大風速 16m/s，風向 NW。多年平均水面蒸發量 1568mm（20cm 口徑蒸發皿）。平均無霜凍期 199d， 霜凍一般始于 10 月 27 日，終于次年 4 月 11 日，最大凍土深 56cm，
13
穩定凍結初日最早為 11 月 22 日，開始解凍日期最晚為 3 月 10 日。
2.3 設計洪水
崗南、黃壁莊水庫以下滹沱河設計洪水在 2008 年《子牙河系防洪規劃》以及歷次的滹沱河防洪綜合整治工程中均曾進行了大量的分析工作。在某某省水利水電勘測設計研究院和石家莊市水利水電勘測設計研究院 2012 年 10 月編制完成的《滹沱河防洪綜合整治工程（黃壁莊水庫至某某東界段）修改初步設計報告》中，對滹沱河自黃壁莊水庫至北中山河段分段設計洪水進行了細致的分析復核，結果與我院編制的 2008 年《子牙河系防洪規劃》報告基本一致，且成果已經某某省水利廳批復通過，直接采用該成果。
治理工程段位于鐵路橋至北中山區間，治理工程段不同標準設計洪水成果見表 2-1。
表 2-1 滹沱河工程治理段設計洪水成果
洪水標準 100 年 50 年 10 年 5 年 3 年 設計洪水 （m 3 /s）
14050 4200 1100 470 440
2.4 泥沙
崗南、黃壁莊水庫建成后，除 1963、1996 年等大水年份外，一般不再向下游河道泄水，因此不能組成泥沙系列進行統計分析。
以黃壁莊水庫至東三環區間面積 854km 2
分析（含周漢河流域面積），該區域位于侵蝕模數Ⅳ區和Ⅶ區，兩區域面積各占
1/2
左右，Ⅳ區懸移質平均輸沙模數為
1000 ～ 2000t/km 2 ，Ⅶ區懸移質平均輸沙模數為 100～200t/km 2 ，該區域侵蝕模數均按 1000t/km 2
計算，年平均懸移質輸沙量 85.4 萬 t。
黃壁莊水庫一般年份不泄洪，也沒有輸沙量。距今較近的“96.8”
14
和“7.19”洪水，黃壁莊水庫下泄，輸沙量很少，基本可忽略不計。
黃壁莊水庫至工程位置區間，年平均輸沙量 85.4 萬 t，推移質輸 沙量按懸移質輸沙量的 20%計算，推移質年平均輸沙量為 17.1 萬 t， 黃壁莊水庫至工程位置區間年平均總輸沙量為 102.5 萬 t。
2.5 施工洪水
2.5.1 施工期及計算標準 根據施工組織設計，施工期為 10 月 1 日至次年 5 月 31 日，計算 標準為 10 年一遇。
2.5.2 施工期洪水計算 一般年份崗南、黃壁莊水庫在非主汛期不會向河道泄洪，即使有少量棄水也可通過石津干渠向下游輸水。
由于北中山水文站位于工程段下游，工程段至北中山水文站之間無支流匯入，工程位置施工期設計洪峰流量直接取北中山水文站成果。由于黃壁莊水庫大壩下至工程位置區間現狀河道存在較多沙坑且滹沱河為沙質河床具有強滲透性，施工期洪水經河道存蓄、滲漏減小，洪峰流量削減較多，且近 20 年除大洪水年份，河道施工期洪水流量很小， 因此上述計算數據在施工組織中按 70%考慮，10 年一遇施工期洪水為 12.6m³/s。
15
3 工程地質
結合可研階段勘察成果，初步設計階段勘察共完成鉆孔 44 個，總進尺 832m。通過勘察，查明了主槽、建筑物及道路的工程地質和水文地質條件，對工程區主要的工程地質問題進行了分析與評價，為工程設計提供了物理力學等參數，達到了預期目的。
3.1 區域地質概況
3.1.1 地形地貌 滹沱河流域地形黃壁莊以下進入華北平原，河道寬淺，現代河床總體走向 SEE ，本治理段中有
3
處彎道，分別位于樁號
46+500 、 56+000 、
59+000 處。河床一般寬度 600～700m，其中樁號 42+500、54+200、 59+400 處寬度較窄，約 460m。河床高程由 61m 左右向東逐漸降低至整治段終點的 40m 左右。河床砂土裸露。
大部分河道河床邊坡為采砂坑邊坡，邊坡比較陡，砂土裸露。
河段內河床受人為影響大，河谷地貌已經不明顯，河床內分布大 量道路、房屋及采砂坑，大的采砂坑長度有數百米，采砂坑大致分布情況如下：
樁號 41+000～42+500 為人工取砂坑，且比較嚴重。某某段樁號 43+000～55+800 人工取土、取砂程度嚴重，河床坑洼不平。
局部河道已成為耕地，河道中心外側少量取土坑已成為垃圾填埋場，穿越河道道路兩側多為垃圾、建筑棄渣。
3.1.2 地層巖性 在勘探深度范圍揭露的地層主要有：第四系上更新統沖洪積（ Q 3 alp ）
粘土、壤土、細砂、粗砂，第四系全新統下段沖洪積（Q 4 1alp ）粘土、
16
4 4 4 壤土、中砂，第四系全新統中段沖洪積（Q 2alp ）壤土、粉細砂、中砂， 第四系全新統上段沖洪積（Q 3alp ）細砂、中砂，人工填土層(Q s )等。
3.1.3 地質構造與地震 根據《中國地震參數區劃圖》 GB18306-2015 ，Ⅱ類場地基本地震 動峰值加速度為 0.10g，相應地震烈度為Ⅶ度。
場區覆蓋層厚度超過
50m ， 20m
以上地層估算等效剪切波速
150 ～ 250m/s，對應場地類別Ⅲ類。
3.1.4 水文地質條件 滹沱河流域地處半濕潤半干旱地區，屬暖溫帶和溫帶大陸性季風氣候，四季分明。全年冬夏季較長，春秋季較短。年平均氣溫約在 11.8℃～12.9℃之間，7 月份溫度最高，月平均氣溫為 26℃以上，1 月份最低，月平均氣溫為-4℃。流域多年平均降雨量多在 400～600mm 之間，降雨量年內、年際變化懸殊，年降雨量的 70%～80%集中于汛期甚至是主汛期幾場大暴雨，降水的年際變化更為明顯，豐水年與枯水年降水量相差懸殊。
滹沱河由于上游建有崗南、黃壁莊水庫大型蓄水工程，現已成為季節性河流，一般在汛期有洪水通過。近幾年，由于連續干旱，汛期也少有洪水下泄。但現狀局部河段存在河兩岸排泄污水現象，水面散發著刺鼻的氣味。
本段滹沱河河道內無徑流，局部存在污水坑。揚水泵站鉆孔揭露地下水位 36.99～37.30m。
3.1.5 物理地質現象 河道人工取土、砂坑鱗次櫛比，深淺不一，部分砂坑深度大于 10m， 部分河道存在輕微堵塞，部分河堤見有毀壞現象。部分河道岸坡表層
17
堆積有垃圾和建筑棄渣，人類工程活動較為頻繁，侵占河道。
標準凍土深小于 60cm，穩定凍結初日最早為 11 月 22 日，開始解 凍日期最晚為 3 月 10 日。
3.2 主槽工程地質條件及評價
3.2.1 工程地質條件 （1）地形地貌 河床寬度 600～700m。兩岸地面高程 50～63m；河床高程由 61m 左右向東逐漸降低至整治段終點的 40m 左右。河床砂土裸露。
大部分河道河床邊坡為采砂坑邊坡，邊坡比較陡，砂土裸露。
樁號 41+000～42+500、43+000～55+800 分布大量采砂坑，最低 處高程約 45m，坑深近 10m。
?。?）地層巖性 在勘探深度范圍內自上而下揭露的主要地層有：人工填土層(Q s )， 第四系全新統上段沖洪積（Q 4 3alp ）細砂、中砂，第四系全新統中段沖洪積（Q 4 2alp ）細砂、中砂等。
?。?）水文地質條件 本段滹沱河河道內無徑流，局部存在污水坑。在鉆孔深度范圍內均未揭露地下水。
?。?）土層物理力學性質 各土層物理力學試驗成果按照工程地質單元進行了統計，分層對休止角試驗成果進行統計，砂土休止角試驗成果統計成果見表 3.2-1。各土層物理力學參數建議值見表 3.2-2。
18
表 3.2-1 砂土休止角試驗成果統計表
工程地質單元及地層時 代
巖性
統計項目
休止角φ (。) 水上
休止角φ (。) 水下 工程地質單元及地層時 代
巖性
統計項目
休止角φ (。) 水上
休止角 φ(。) 水下
Ⅱ， Q 4 3alp
細砂 最小值 31.8 26.2
Ⅱ， Q 4 3alp
中砂 最小值 31.8 30.1 最大值 33.4 30.7 最大值 33.4 31.2 統計個數 4 4 統計個數 3 3 平均值 32.8 28.1 平均值 32.6 30.8 標準差
標準差
變異系數
變異系數
小值平均值 32.2 26.4 小值平均值 32.2 30.1 大值平均值
大值平均值
建議值 31 27 建議值 32.2 28
表 3.2-2 主槽土層物理力學性質指標建議值表
地層時代及工程地質單 元
巖性
含水率ω （％）
干密度 ρ d （g/cm3 ）
孔隙比e
滲透系數 K (cm/s) 休止角（°）
壓縮模量 Es (MPa)
內摩擦角 φ (°)
承載力 f k (kPa)
水上
水下 Ⅱ， 3alp Q 4 細砂 4.9 1.4 0.92 7.4E-03 31 27 6.9 24 110 中砂 5 1.4 0.9 1E-02 32.2 27.9 7 26 120 Ⅲ， 2alp Q 4 細砂 8 1.41 0.88 7.4E-03 31 27 6.9 24 120 中砂 8 1.41 0.88 1E-02 32 28 7 26 130 3.2.2 工程地質評價
場區Ⅱ類場地基本地震動峰值加速度為 0.10g，相應地震烈度為Ⅶ 度。
河道內以細砂、中砂為主，砂土結構松散～稍密。局部地表為雜
填土。
大部分河道河床邊坡為采砂坑邊坡，邊坡比較陡，砂土裸露。砂土呈松散狀態，邊坡穩定性差，建議坡比 1∶3.0，砂土抗沖刷能力差， 建議加強防護。
河床表層砂土裸露，河道多為采砂坑，砂坑邊界凹凸不整，深淺不一；采砂棄料隨意堆放，侵占河道斷面，形成河障，影響河道行洪，
19
甚至誘發河道主流變遷，建議采取平整措施。
局部河床垃圾、建筑棄渣傾倒嚴重，對環境影響大，建議采取治理措施。
勘探期間河槽內無徑流，局部存在污水坑。在勘探深度范圍內未見地下水。
3.3 建筑物工程地質條件及評價
3.3.1 Ⅰ號溢流堰工程地質條件及評價 場區Ⅱ類場地基本地震動峰值加速度為
0.10g ，相應地震烈度為Ⅶ度。場區覆蓋層厚度超過
50m ， 20m
以上地層估算等效剪切波速
150 ～ 250m/s，對應場地類別Ⅲ類。
溢流堰主要持力層為Ⅱ單元中細砂層，該層呈中密狀態，具中等～ 強透水性。建議建筑物基礎與細砂間摩擦系數 0.4。中細砂層堰底以下厚度 2.0～4.0m，其下無軟弱層。中細砂層抗沖性差，建議將建筑物基礎埋置于沖刷深度以下。
地基土中埋深 3.0～5.0mⅡ單元中細砂層局部液化，綜合判定場地液化等級輕微，建議考慮液化影響。
堰底高程以下存在Ⅱ單元細砂層，其下為Ⅲ單元中砂層，該兩層具中等～強透水性，總厚度超過 6.0m，該透水層沿河道上下游分布連續，易造成溢流堰滲漏，建議采取減滲措施。溢流堰擋水后，地基淺層中細砂層可能發生滲透變形破壞，細砂滲透破壞型式為流土型，建議允許水力比降值為細砂 0.25。
左壩頭附近分布有Ⅰ單元雜填土，堰底以下厚度 1～5m，雜填土成分混雜，結構疏松，作為建筑物基礎持力層易造成溢流堰不均勻沉降，建議對該層采取挖除換填處理。
20
右壩頭巖性為Ⅱ單元中細砂層，該層具中等～強透水性，易造成 繞壩滲漏，建議采取減滲措施。中細砂層抗沖性差，建議加強防護。
勘察期間河道干涸，考慮到滹沱河為行洪河道，建議施工期采取
施工導流措施，防止河道行洪影響施工安全。鉆孔揭露地下水位 44.67～47.13m，地下水位低于溢流堰基礎底高程，對施工影響不大。環境水對混凝土結構無腐蝕，對混凝土結構中的鋼筋無腐蝕，對 鋼結構具弱腐蝕性。土對混凝土結構具微腐蝕，對混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕，對鋼結構具微腐蝕性。
基坑開挖深度 7.0m，基坑臨時邊坡主要由砂土組成，穩定性差， 建議臨時邊坡坡比 1∶2.0。
3.3.2Ⅱ號溢流堰工程地質條件及評價 場區Ⅱ類場地基本地震動峰值加速度為
0.10g ，相應地震烈度為Ⅶ度。場區覆蓋層厚度超過
50m ， 20m
以上地層估算等效剪切波速
150 ～ 250m/s，對應場地類別Ⅲ類。
溢流堰主要持力層為Ⅱ單元中細砂層，該層呈中密狀態，具中等～ 強透水性。建議建筑物基礎與細砂間摩擦系數 0.4。細砂層堰底以下厚度 2.0～4.0m，其下無軟弱層。細砂層抗沖性差，建議將建筑物基礎埋置于沖刷深度以下。
深度 0.2～5.5m 范圍Ⅱ單元中細砂為液化層，綜合分析結果場地液化等級為中等。
堰底高程以下存在Ⅱ單元中細砂層，其下為Ⅲ單元中砂層，該兩層具中等～強透水性，總厚度超過 9.0m，該透水層在河床中分布連續， 易造成溢流堰滲漏，建議采取減滲措施。溢流堰擋水后，地基中細砂層可能發生滲透變形破壞，中細砂滲透破壞型式為流土型，建議允許水力比降值為中細砂 0.25。
21
左壩頭岸坡由Ⅲ單元中細砂組成，該層具中等透水性。易造成繞壩滲漏，建議采取減滲措施。粉砂層抗沖性差，建議加強防護。
右壩頭心灘岸坡巖性為Ⅲ單元中細砂，該層具中等透水性。易造 成繞壩滲漏，建議采取減滲措施。中細砂抗沖性差，建議加強防護。
勘察期間河道干涸，考慮到滹沱河為行洪河道，建議施工期采取
施工導流措施，防止河道行洪影響施工安全。鉆孔揭露地下水位 40.66～46.11m，地下水位低于溢流堰基礎底高程，對施工影響不大。環境水對混凝土結構無腐蝕，對混凝土結構中的鋼筋無腐蝕，對 鋼結構具弱腐蝕性。土對混凝土結構具微腐蝕，對混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕，對鋼結構具微腐蝕性。
基坑最大挖深約 7.0m，基坑臨時邊坡主要由砂土組成，穩定性差， 建議臨時邊坡坡比 1∶2.0。
3.3.3Ⅲ號溢流堰工程地質條件及評價 場區Ⅱ類場地基本地震動峰值加速度為
0.10g ，相應地震烈度為Ⅶ度。場區覆蓋層厚度超過
50m ， 20m
以上地層估算等效剪切波速
150 ～ 250m/s，對應場地類別Ⅲ類。
溢流堰主要持力層為Ⅱ單元中細砂層，該層呈松散～稍密狀態， 具中等～強透水性。建議建筑物基礎與細砂間摩擦系數 0.4。中細砂層堰底以下厚度 3.6～5.0m，其下無軟弱層。中細砂層抗沖性差，建議將建筑物基礎埋置于沖刷深度以下。
建筑物軸線左壩頭附近及主槽右側有采砂坑，采砂坑回填土，有砂土及垃圾，回填土結構疏松，作為建筑物持力層，易造成建筑物產生不均勻沉降，建議采取換填措施。
深度 0.3～7.0m 范圍Ⅱ單元細砂為液化層，液化等級中等，場地液化等級為中等。建議采取抗液化措施。
22
溢流堰上游河床巖性為Ⅱ單元中細砂層，堰底高程以下存在Ⅱ單元細砂層，其下為Ⅲ單元中砂層，該兩層具中等～強透水性，總厚度超過 6.0m，易造成溢流堰滲漏，建議采取減滲措施。溢流堰擋水后， 地基細砂層可能發生滲透變形破壞，細砂滲透破壞型式為流土型，建議允許水力比降值為細砂 0.25。
兩壩頭至兩岸坡之間的現狀地面高程均低于堰頂，填土基礎持力層為Ⅱ單元細砂層，該層呈松散狀態，具中等透水性。易造成繞壩滲漏，建議采取減滲措施。
勘探期間主槽有來自左岸的污水，受污水影響主槽附近地下水位47.22～47.84m，接近地表，主槽至左岸地下水位 43.09～44.62m，較高。主槽至右岸地下水位 35.36～42.11m，呈下降趨勢。建議采取施工導流及基坑排水措施。
地下水及地表水對混凝土結構無腐蝕，對混凝土結構中的鋼筋具弱腐蝕，對鋼結構具弱腐蝕性。建議采取防腐措施。
土對混凝土結構具弱腐蝕型，對混凝土中鋼筋具微腐蝕，對鋼結構具微腐蝕。建議采取防腐措施。
3.4 結論及建議
?。?）場區Ⅱ類場地基本地震動峰值加速度為 0.10g，相應地震烈度均為Ⅶ度。
?。?）在勘探深度范圍揭露的地層主要有：第四系上更新統沖洪積 （Q 3 alp ）粘土、壤土、細砂、中砂，第四系全新統下段沖洪積（Q 4 1alp ）
粘土、壤土、中砂，第四系全新統中段沖洪積（Q 4 2alp ）壤土、中細砂、中砂，第四系全新統上段沖洪積（Q 4 3alp ）細砂、中砂，人工填土層(Q 4 s ) 等。
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?。?3 ）大部分河道河床邊坡為采砂坑邊坡，邊坡比較陡，砂土裸露。砂土呈松散狀態，邊坡穩定性差，抗沖刷能力差，建議加強防護。
?。?4 ）部分河段采砂取土嚴重，砂坑邊界凹凸不整，深淺高度不一， 棄渣侵占河道斷面，形成河障，影響河道行洪，甚至誘發河道主流變遷，建議采取平整措施。部分河段為垃圾覆蓋，對環境影響大，建議采取治理措施。
?。?）某某主城區北側左岸主槽擴挖段岸坡巖性為中砂、粉細砂， 穩定性差，砂土抗沖刷能力差，建議采取防護措施。
?。?）各溢流堰基礎持力層以Ⅱ、Ⅲ單元砂土為主。Ⅰ、Ⅲ號溢流堰基礎局部分布有填土，填土結構疏松，建議換填處理。砂土抗沖性差，建議基礎埋置于沖刷深度以下，并加強岸坡防護措施。Ⅱ、Ⅲ單元砂土層具中等～強透水性，溢流堰滲漏較嚴重，建議采取減滲措施。
?。?）Ⅱ、Ⅲ溢流堰場地液化等級中等。建議采取抗液化措施。泵站及其它溢流堰場地液化等級輕微，建議考慮液化影響。
?。?）Ⅲ號溢流堰附近有地表水，局部地下水位高于基礎底面，需采取導流及基坑排水措施，其它建筑物雖然沒有地表水，但場地位于行洪河道，建議采取導流措施。
?。?）溢流堰基坑臨時邊坡多由砂土組成，邊坡穩定性差，建議臨時邊坡坡比 1∶2.0。泵站基坑挖深約 12m，基坑臨時邊坡主要由Ⅲ單元中砂組成，該層屬于稍密狀態，基坑臨時邊坡穩定性差，建議采取支護措施。
24
4 工程任務和規模
4.1 基本情況
4.1.1 自然地理 本次工程位于滹沱河黃壁莊水庫以下石家莊市境內，工程段河道長度約 23.3km，涉及長安區、某某區和無極縣。項目區處于太行山東麓某某平原中南部，屬太行山洪積沖積山前傾斜平原。地勢西北高東南低， 以 1/1500～1/2000 的坡降逐漸傾斜，形成典型的山前傾斜平原地貌。氣候屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候。由于地處平原，地勢、地貌對氣候影響不大，氣候因素分布比較均勻，表現為冬冷夏熱的氣候特點。四季分明，春季干燥多風，夏季炎熱多雨，秋季氣溫涼爽，冬季寒冷雨雪稀少。
工程區域內交通路網縱橫交錯，石黃高速、G307 國道和正無路（S302）
順河而下，太行大街、機場路（ S204 ）、京港澳高速和金五公路等多條 道路橫跨滹沱河。
4.1.2 社會經濟 項目區涉及沿岸長安區及某某區。區域內自然資源豐富，近年各地區經濟發展迅猛。長安區位于石家莊市區東北部，十二五期間，區內經濟總量大幅提升，五年來，地區生產總值由 194.3 億元增至 431.8 億元， 年均增長 8.1%；某某區位于省會石家莊東部，于 2014 年設區，十二五以來，地區生產總值年均增長 9.8%，2016 年突破 600 億元大關。
4.1.3 相關規劃及實施情況 4.1.3.1
《子牙河系防洪規劃》 2008 年，某某院批復的《海河流域防洪規劃》的子規劃之一《子牙
25
河系防洪規劃》，確定滹沱河主槽行洪標準由 5 年一遇（黃壁莊水庫控泄400m³/s ）提高到
10
年一遇（黃壁莊水庫控泄
800m³/s ）。同時指出，通過崗、黃水庫調度運用，京廣鐵路橋以下段滹沱河主槽行洪標準（即灘地防洪標準）大部分已達到 10 年一遇。...
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