大凌河朝陽城區(qū)廣場、旅游景區(qū)人工濕地工程設(shè)計(jì)

1.段水系工程概況大凌河是遼寧省西部的一條大河。上游的南支和北支來自遼寧省建昌縣和河北省平泉縣。它流經(jīng)東北部的建昌、ka左、凌源、朝陽、北票、宜縣和凌海市的渤海公路。凌海河總面積23263公里2號，全長435公里。大凌河朝陽城區(qū)段人工湖工程位于大凌河中游,在大凌河左岸修建百年一遇、右岸二十年防洪堤,河道上修建三座橡膠壩,蓄起三片人工水面。工程主要包括:河床上建三座橡膠壩,壩長均為400m,上游兩座高2.50m,下游一座高2.2m,形成長5100m、206.06hm2的水面。沿湖兩岸建10m寬人工游道和平均90m寬綠化帶,綠化帶內(nèi)建主題游園、景點(diǎn),栽植各類喬木、灌木、草皮,并配有廣場和人文小品,兩岸形成開放式帶狀自然親水公園。1#人工湖湖底防滲面積為55萬m2、2#人工湖為65萬m2、3#人工湖為60萬m2。總投資為3500萬元。施工工期:1#、2#人工湖自2003年3月20日至6月30日,3#人工湖自2004年10月20日至2005年6月30日。2.自然總結(jié)2.1干旱地區(qū),大氣候變化大,氣候干燥朝陽市地處遼寧西部,大凌河流域中游,屬寒溫帶夏雨炎熱型氣候,受南來的溫暖氣團(tuán)與北來的大陸氣團(tuán)交綏影響以及季風(fēng)環(huán)流影響,年內(nèi)氣候變化較大,夏季炎熱,冬春少雨,氣候干燥,是我省的干旱地區(qū),有十年九旱之稱。大凌河流域降水量自南向北遞減,朝陽地區(qū)多年平均降水量487.9mm,多年平均蒸發(fā)量為2085.2mm,多年平均氣溫8.9℃,多年平均日照時(shí)數(shù)2794.4h,是遼寧省日照時(shí)數(shù)較長的地區(qū)。2.2地貌地貌分析朝陽市區(qū)地貌為大凌河河谷盆地,周圍丘陵低山環(huán)繞,盆地內(nèi)地形平坦,兩岸微向大凌河傾斜,大凌河兩岸地形不對稱,左岸寬闊平坦,為朝陽市中心地區(qū)。河床與漫灘地貌巖性由上至下依次為:(1)粉土夾粉質(zhì)黏土:分布不穩(wěn)定,局部粉質(zhì)黏土較厚;(2)中砂及細(xì)紗:分布不均且不連續(xù);(3)圓礫:層厚39-41m,分布連續(xù),該層上部3-5m段含較多黏性土。3.綜合土工膜滲透設(shè)計(jì)3.1保證既成湖又不對兩岸建筑物造成侵沒由于大凌河河床左岸為朝陽市城區(qū)居民水源地,湖區(qū)內(nèi)有水源井10眼,日供水量為12萬噸。人工湖成湖的制約條件是既成湖又要保證水源地出水量、同時(shí)又不能對兩岸建筑物造成侵沒。中國地質(zhì)大學(xué)對城區(qū)段人工湖成湖條件論證結(jié)果:河床天然狀態(tài)下人工湖底垂向平均滲透系數(shù)為1×10-4cm/s;開挖取料后湖底垂向平均滲透系數(shù)為5×10-4cm/s,若湖底平均滲透系數(shù)達(dá)到(3~5)×10-5cm/s時(shí),既可維持多年區(qū)域水平衡,又可保證人工湖成湖。3.2湖底框架土工膜防滲方案方案一:黏土防滲。湖底防滲采用黏性土料,并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行碾壓,碾壓后的滲透系數(shù)達(dá)到3×10-5cm/s-5×10-5cm/s,同時(shí)沿人工湖兩側(cè)布設(shè)4眼觀測井,以便對人工湖兩岸地下水位進(jìn)行長期動(dòng)態(tài)觀測,為人工湖的正常運(yùn)行提供必要觀測數(shù)據(jù)。方案二:土工膜防滲。土工膜采用兩布一膜,土工膜平均滲透系數(shù)為1×10-7cm/s,須預(yù)留10%的湖底面積,但預(yù)留面積不能太集中,否則,在補(bǔ)給源部位形成地下水丘并造成局部侵沒,而離補(bǔ)給源較遠(yuǎn)的地方(尤其是水源地)則出現(xiàn)大幅下降。為了防止土工膜被水流沖刷破壞,土工膜表面覆蓋圓礫保護(hù)層。人工湖右岸為淤積區(qū),土工膜圓礫保護(hù)層厚0.5m,人工湖左岸為沖刷區(qū),土工膜圓礫保護(hù)層厚1.3m。經(jīng)分析比較,采用方案二,因“90%土工膜、10%開采后的河床”為設(shè)計(jì)理想狀態(tài),若預(yù)留部位分散,則土工膜與預(yù)留部位的連接很難保證質(zhì)量,容易被洪水沖出。且土工膜焊接部位和四周錨固部位、湖底保護(hù)層施工過程中很難保證土工膜局部不受損害。因此全部使用土工膜防滲。4.綜合土壤肥力技術(shù)和防滲技術(shù)4.1抗?jié)B性能好復(fù)合土工膜是一種土工合成材料,是用聚乙烯或聚氯乙烯和土工布熱合而成的材料,具有抗拉、抗頂破、抗撕、強(qiáng)度高、延伸性能好、變形模量大、耐老化、使用期長等特點(diǎn),它具有較好的防滲效果。大凌河朝陽城區(qū)段人工湖工程采用重量為500g/m2(125/0.25mm/125)的兩布一膜。4.2土工膜的錨固首先,按照設(shè)計(jì)高程開挖、整平、碾壓湖底,人工鋪設(shè)復(fù)合土工膜,機(jī)械上保護(hù)層土料。土工膜四周與湖底錨固和砼壁的錨固。人工湖北側(cè)與80cm厚橡膠壩砼底板錨固,東、西側(cè)與堤防砼齒墻錨固,砼齒墻堤防外側(cè)為砼護(hù)坡板,板厚15cm,3*3m分縫。2#、3#湖南側(cè)與橡膠壩消力池砼錨固,1#湖南側(cè)通過黏土齒墻與原河道錨固。5.開挖回填基面及錨固基礎(chǔ)鋪設(shè)人工湖防滲工程施工工序如下:測量放樣→土方開挖(回填)→基面平整、壓實(shí)→土工膜鋪設(shè)→鐵絲石籠下錨固→覆蓋層填筑。施工主要工序是控制土工膜鋪設(shè)(焊接)及錨固等環(huán)節(jié)。5.1渠道施工—土工膜鋪設(shè)和保護(hù)層覆蓋土工膜鋪設(shè)按一萬平方米為一個(gè)單元,其長幅方向與河道方向平行鋪設(shè)。人工湖左岸(沖刷區(qū))有充足的工作面為大面積鋪設(shè),即多幅膜連續(xù)焊接,抻平后留有1.5%的余幅。然后進(jìn)行膜上保護(hù)層覆蓋,保護(hù)層覆蓋料為砂礫料,級配為d50施>10。施工機(jī)械采用15噸自卸汽車,上料厚度1.3米后,用推土機(jī)整平后,15噸自卸汽車才能通過。人工湖右岸(淤積區(qū))為保護(hù)層料場,即保護(hù)層取走達(dá)到鋪膜高程后,鋪設(shè)土工膜,因工作面狹小,鋪膜方法為條帶式三聯(lián)法鋪設(shè),即連續(xù)焊接三幅,一幅半卷起,1M3挖掘機(jī)往另一幅半甩料厚度達(dá)到0.5米,用推土機(jī)整平后,作為挖掘機(jī)的施工道路,再往卷起的一幅半膜上摔料。以上兩種保護(hù)層覆蓋料的施工施工方法是通過試驗(yàn)確定的,保證了上料時(shí)不壓壞膜體。土工膜鋪設(shè)采用人工滾放的辦法,鋪完一卷后人工抻平,鋪設(shè)時(shí)不應(yīng)過緊,留有余量,并從一邊折起50cm,第二卷隨后搭接上,以利于焊機(jī)行走。鋪膜過程中要做到膜下無水,上面不允許車輛直接行走。為防止大風(fēng)吹損在鋪設(shè)期間土工膜四周均采用砂袋壓住,直到覆蓋層施工完為止,施工人員一律要求穿軟底膠鞋工作,防止破壞土工膜。5.2接速度本工程土工膜拼接方式采用焊機(jī)對土工膜接縫焊接。施焊前,先將土工膜接縫的搭接面擦拭干凈,不能有灰塵、油污和水滴;焊機(jī)預(yù)熱5分鐘左右開始焊接,將焊機(jī)插入上下兩片膜之間,向后退方向施焊,同時(shí)用壓輥重壓已焊部位,焊接速度為0.8-1.0m/min。兩幅土工膜的搭接寬度為10cm左右,放置成左上右下。本工程大部分采用了焊接法。因湖底防滲是汛期施工,降雨后施工區(qū)兩次過流,邊緣膜被浸濕,1#湖500M2、2#湖800M2采用了卷接(即兩幅膜邊緣重合后卷3次,合計(jì)卷接寬度為60CM,卷接后用黏土覆蓋后上保護(hù)層),2#湖400M2采用手工縫接(即兩幅膜邊緣重合后卷2次,合計(jì)重合寬度20CM,用尼龍線縫上)。對完成焊接的土工膜,嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制是檢驗(yàn)防滲效果的關(guān)鍵。組織有關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行焊縫檢查驗(yàn)收,不允許漏焊,合格的焊縫呈透明色,檢查合格后即可進(jìn)行下一工序施工,否則,用彩筆標(biāo)出漏焊點(diǎn),及時(shí)補(bǔ)焊,直到滿足設(shè)計(jì)、施工要求。5.3游道或橡膠壩底板土工膜錨固安裝土工膜錨固的好壞關(guān)系到是否能形成一個(gè)封閉防滲體。開始進(jìn)行鐵絲石籠施工之前,由監(jiān)理驗(yàn)收批準(zhǔn)后方能進(jìn)行土工膜錨固。將土工膜錨固于游道或橡膠壩底板混凝土護(hù)腳齒墻側(cè)面,錨固方法是用1cm厚、5cm寬的木板和射釘將土工膜和膜兩面5mm厚、5cm寬膠皮釘混凝土墻側(cè)面。將然后平鋪土工膜,填筑20cm砂礫料后,在膜上進(jìn)行石籠施工。土工膜預(yù)留石籠外的長度約3-4m,與人工湖底所鋪的土工膜焊接。6.土工膜防滲效果大凌河人工湖防滲工程在施工過程中,鋪膜采取了嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施,按復(fù)合土工膜施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)