七里沟二坝除险加固工程设计报告.doc

环县七里沟二坝除险加固工程设计报告8前 言根据“水利部黄土高原淤地坝工程安全大检查专项行动启动视频会议的部署”及下发的关于开展黄土高原淤地坝工程安全大检查专项行动的通知、黄土高原淤地坝工程安全大检查专项行动工作方案、省水利厅下发的甘肃省水利厅关于我省黄土高原淤地坝工程安全大检查专项行动的通知和市政府、市水保局两次关于淤地坝安全大检查专项会议精神及庆阳市水土保持管理局关于全市深入开展淤地坝安全大检查专项行动的通知要求以及（甘水利水保发201214号）关于做好2012年病险淤地坝除险加固项目前期工作的通知文件、（甘水保发201259号）庆阳市水土保持管理局关于加强三类淤地坝防汛管理工作的紧急通知文件，并依据水土保持治沟骨干工程技术规范（sl289-2003），于2012年5月，按照省市专家的除险加固意见，认为该坝属效益较好、安全隐患较大的三类病险淤地坝，我局及时组织技术人员对七里沟二坝进行了现场勘察和实地测设。严格按照甘肃省黄土高原地区水土保持病险淤地坝工程除险加固设计报告编制大纲（附件2），并委托庆阳市水利勘测规划设计院按期完成环县七里沟二坝除险加固工程设计报告。目 录1 综合说明12 基本情况12.1 地理位置12.2 原工程概况23 存在的主要问题及除险加固的必要性24 除险加固方案35 除险加固设计35.1 设计依据35.2 除险加固设计56 施工组织设计86.1 施工条件86.2 施工进度计划96.3 施工质量要求96.4 施工安全措施107 工程量计算108 工程概算118.1编制依据118.2基础单价118.3 建筑工程单价编制128.4 临时工程及独立费用138.5 编制成果139 工程建设管理139.1 组织形式139.2 质量管理149.3 财务与资金管理15附表：七里沟二坝除险加固工程预算表（表1表7）附图：1、七里沟二坝除险加固工程库区地形图2、七里沟二坝坝高库容（淤地面积）关系曲线图3、七里沟二坝溢洪道平面布置图4、七里沟二坝溢洪道工程结构设计图环县七里沟二坝除险加固工程设计报告1 综合说明七里沟二坝始建于1959年，其位于环县县城南部，地理坐标东经1072013，北纬361832，原设计坝控面积39.57 km2, 总库容650万m3，坝高41米，淤积年限30年，90年代后期至今，陆续在七里沟二坝上游分别建坝11座，经核减后，该坝控流域面积为9.54km2, 总库容125.49万m3，拦泥库容58.71万m3，目前剩余坝高3.7m，剩余库容38.51万m3，淤地面积20.23公顷，左岸设有直径为1.0 m的泄洪洞及竖井，泄水能力2.03 m3/s。经过50多年淤积，剩余库容已不能满足滞洪需求，且该工程以坝代路，所以，急需除险加固，解决群众交通、坝地正常生产和下游灌溉。除险加固设计方案为增设总长112.7米、底宽5.0米、深由2.6米降至1.5米的溢洪道，为交通需要，增设长5m，宽6 m的桥台。2 基本情况2.1 地理位置七里沟二坝位于环县县城东南部，地理坐标东经1072013，北纬361832，是马莲河上游、环江左岸的一条二级支沟，属黄土高原丘陵沟壑区第二副区，距县城5公里，坝控面积9.54平方公里。涉及环城镇的冉旗寨、漫塬、城东塬3个行政村及七里沟水保站，农户582户，总人口0.2719万人，农业人口0.2719万人，人口密度为59人/km2，劳动力0.1455万人，人均年产值4123.85元，农民人均纯收入2378.30元，人均产粮433.70kg/人。2.2 原工程概况2.2.1 批建情况七里沟二坝骨干坝是1959年由县委、县政府计划下达且设计完成的，由当时环县水电局施工建设，由环城镇城东塬、漫塬、冉旗寨三个村所在群众进行生产管护，多年来运行良好，是当地群众生产基地和交通要道。2.2.2 主要指标根据庆阳市水文资料计算，该工程采用20年一遇洪水标准设计，洪量模数3万立方米/平方公里，200年一遇洪水标准校核，洪量模数7万立方米/平方公里。工程淤积年限为10年，侵蚀模数8000吨/平方公里，设计坝高41米，坝体坡比上游为1:2.5，下游为1:3.0。坝顶长220米，宽4.2米。总库容125.49万立方米，拦泥库容58.71万立方米，滞洪库容66.78万立方米，淤地面积20.23公顷。工程设计为两大件，由土坝和放水建筑物组成，建筑物等级为五级。放水建筑物布设在坝体左岸，由涵洞、竖井、陡坡、消力池组成。3 存在的主要问题及除险加固的必要性近年来，由于淤地坝均已超过设计淤积年限，目前剩余坝高3.7m，已淤库容86.98万m3，现泥面高程达到1274.0米，剩余滞洪库容仅为38.51万m3，完全失去防洪能力，如发生点暴雨，随时会有溃坝危险，随之必然淹没下游绒山羊基地、南关小学、环江护岸、砖厂、预制场在内的47 hm2范围，该范围内的群众、企事业单位人员生命财产安全将受到严重威胁。4 除险加固方案根据多次实地踏勘测量分析该工程具体情况，由于缺少50年代设计资料，我们用万分之一地形图经过扫描，量算剩余坝高范围内高差1米的几条等高线，算出对应面积，绘制坝高库容水面面积曲线图，为查算剩余坝高防洪能力提供依据。经研究及演算，不需加高坝体，提出了加固上游坝坡及增设非常溢洪道，为交通需要，增设长5m，宽6 m的桥台的方案。5 除险加固设计5.1 设计依据根据洪德水文站39年实测水文资料计算不同频率的洪量模数（a1）。用适线法确定、cv根据经验频率点据，选用皮尔逊型理论频率曲线适线（cs=3.5 cv），通过调整、cv参数，使理论频率曲线与经验频率点距相配合，尽量照顾点群的趋势，使曲线通过点群中心，曲线各段上下两方的点据数略相等；适线时着重考虑曲线中上部与经验频率大值点据配合要好。适线法最终确定结果为： =50.0mm，cv=0.50。模比系数kp值经查，皮尔逊型理论频率曲线模比系数kp值如表3-1。表3-1 不同频率所对应的模比系数kp值表频率p（）1053.3210.50.33kp1.661.992.182.422.743.063.24不同频率24小时暴雨量计算hp=kp 式中：hp频率为p的24h暴雨量，mm； kp频率为p的皮尔逊型曲线模比系数； 最大24h暴雨量均值，mm。流域不同频率暴雨计算结果见表3-2。表3-2 流域不同频率暴雨计算成果表频率p（）1053.33210.50.33hp83.099.5109.0121.0137.0153.0162.0径流系数的确定根据甘肃省暴雨特性研究和庆阳地区水文手册等资料，并根据流域土壤种类、植被状况和雨强等因素，分析确定不同频率暴雨径流系数，结果见表3-3。表3-3 流域不同频率暴雨径流系数表频率p（%）1053.33210.50.33径流系数0.250.280.330.360.420.460.51洪量模数的计算洪量模数采用下式计算：ap=0.1hp 式中：ap频率为p的洪量模数，万m3/km2； 暴雨径流系数；hp频率为p的24h暴雨量，mm；流域不同频率洪量模数计算结果见表3-4。表3-4 流域不同频率洪量、洪峰模数表频率p（%）1053.3210.50.33洪量模数ap(万m3/km2)2.272.993.434.005.236.968.26洪峰模数ap(万m3/km2)9.5112.3413.9415.9620.3525.6530.375.2 除险加固设计目前该坝滞洪库容虽然不能满足200一遇洪水校核标准，但为了确保当地群众生产及交通安全，计划增设溢洪道排洪及反滤体排水。5.2.1 溢洪道调洪演算根据单坝调控进行调洪演算。按200年一遇洪水标准计算，洪峰流量qmp =a1f0.736=22.39.540.736=134.91 m3/s,(a1为庆阳市洪峰流量参数)，坝控流域一次最大洪水总量wp20=9.543=28.52万m3wp200=9.546.96=66.4万m3 取滞洪坝高1.7米，坝体安全超高2.0米，查坝高库容水面面积曲线图得vz=38.51万m3，则所需溢洪道设计最大泄洪流量 =54.63m3/s5.2.2 溢洪道断面设计溢洪道布设在坝体右岸，根据需要，进口设计为11.5米长的八字墙，进口宽7.0米，接平段口宽收缩为5.0米，翼墙向下及向两侧均插深1.5米，翼墙高由2.6米降至1.0米，翼墙厚0.3米。平段设计为矩形断面，按照明渠均匀流公式，经过试算取底宽 b=5米水深 h=2.1米安全超高 a=0.5米过水断面 w=bh=10.5 m2湿周 x=b+2h=9.2m水力半径 r= w/ x=1.14.谢才系数：=51.11(n=0.02)实际泄流量：=57.34m3/s。则设计泄量q=57.34m3/s54.63 m3/s 符合设计要求。溢洪道平段长12.7米，比降i取1/100，平段总渠深2.6米，即溢洪道进口渠底高程为1271.4 m，通过坝体部分增设公路便桥，跨度5m，宽度6m，采用c30钢筋混凝土现浇。溢洪道采用30cm厚c20砼衬砌，底板及侧墙均采用双层钢筋配置。底板下采用厚0.1米的c15混凝土垫层，垫层下采用0.5米厚10%的水泥土夯实基础。进入陡坡至20米处，侧墙高由2.6米渐变为1.5米至出口，底宽不变。陡坡长100米，坡比为1：3.5，均采用c20砼衬砌。底板及侧墙均采用双层钢筋配置。平段及陡坡每隔5m做一抗滑齿，为倒梯形，口宽0.5m，底宽0.2m，深0.5m，共18道，c20钢筋混凝土现浇，底板厚0.3米，底板下采用厚0.1米的c15混凝土垫层，垫层下采用0.5米厚10%的水泥土夯实基础。伸缩缝与抗滑齿配套设计，采用653橡胶止水带止水，沥青木丝板夹缝。5.2.3 消力池设计陡坡出口设消力池，池长15米，宽8米，深2米，侧墙厚0.3米，底板厚0.3米，均采用c20砼衬砌。底板及侧墙均采用双层钢筋配置，底板下采用厚0.5米的c15混凝土垫层，垫层下采用1.2米厚10%的水泥土夯实基础。5.2.4 桥台设计为满足交通需要，在溢洪道通过坝体部位增设跨度为5米，宽6米，桥墩高6.45米，厚1.2米，宽1.2米，底板厚0.3米的桥台一座，桥墩下采用厚0.1米的c15混凝土垫层，垫层下采用0.5米厚10%的水泥土夯实基础，桥板长6.2米，厚0.3米宽6.0米，桥板及桥墩均采用双层钢筋配置。6 施工组织设计6.1 施工条件流域地处黄土高原沟壑区，属暖温带半湿润气候，年平均气温8.7，最高气温37.5，最低气温-25，10的活动积温为3067.9，年大风日数 13.5天，平均风速1.8 米/秒。早霜时间为9月下旬，晚霜时间为5月上旬，无霜期166天。多年平均降水量426mm，多集中在79月份，占全年降水量的62.5以上，降水量年际变化大，年最大降雨量554mm；最小降雨量为236mm。经过多年的县乡道路建设，流域交通骨架已基本建成。工程所在地通乡村道路，对外交通方便，可以满足工程建设要求；工程所在地处我局水保站处，可满足工程建设引电需要。而且，当地农民积极性高，极力支持工程建设。七里沟二坝布设在环县环城镇七里沟内，距县城5公里，沟道内有常流水，沟坝地目前全为当地群众生产用地。右坝肩有充足、疏松、质地良好、适宜筑坝的黄绵土，可以满足施工要求。建筑材料采用就地和就近取材的原则，水泥、钢筋、模板、柴油、炸药等其他零星材料来自环县县城，运距5km。石子采用环县采石厂石子，材料均匀无杂质，质量好，砂子采用西峰青砂，颗粒大、无杂质。6.2 施工进度计划根据年度计划任务和工程设计审批的时间，计划在2012年6月上旬开工备料，2012年7月下旬竣工，工期50天。6.3 施工质量要求6.3.1 溢洪道基础处理为了防止不均匀沉陷使溢洪道折裂，溢洪道基础放在土坝右岸，平段穿过坝体进入陡坡，出口在沟底老土上。溢洪道进口八字墙基础插深1.5米、两翼插入土坝坝体1.5米。同时现场浇筑宽5.6m，厚0.30m的c20钢筋砼基础。陡坡与平段相接，基础放在均匀坚实的老土上，用c20 钢筋砼现浇。基础开挖时，对出现的暗洞、裂缝、断层等要进行开挖处理，基础挖好后，基础面全部平整夯实，要对其底部高程和比降进行校核，符合设计要求后再浇筑溢洪道、陡坡及桥台。陡坡先开挖工作平台，然后按设计比降和高程放线，开挖地槽，地槽挖好后，再进行校核比降和高程，符合设计标准后，绑扎钢筋进行浇筑，浇筑时按设计的砼标号配料，搅拌均匀，机械振捣，保证浇筑质量，浇筑后要铺盖草袋，洒水养护710昼夜，养护用水与拌合混凝土用水相同。6.3.2 混凝土浇筑绑扎的钢筋应平直无曲折，有锈蚀者应取锈，受力筋必须配置到位，保护层不得小于设计或规范要求。浇筑前，要检查水泥、砂、石料及拌和养护用水是否符合规定要求，每班至少检查一次；浇筑期间，要求混凝土的配合比必须采用材料箱和磅秤测定，每班至少检查两次；同时，应对水泥混合物，砂石料的品种、质量、配合比、混凝土标号、浇筑顺利、起讫时间等认真进行检测和记录。浇筑时要振捣密实，保证浇筑质量。浇筑后铺盖草袋，洒水养护7-10天。6.3.3 坝体迎水坡加固为满足交通及坝前引水土渠要求，将坝体迎水坡加厚2米，坝顶宽达到6米，塌陷的洞穴部分清理至完整土层，对出现的暗洞、裂缝、断层等要进行开挖处理，基础挖好后，基础面全部平整夯实，且对其基础高程和比降进行校核，符合设计要求后再分层浇筑。6.4 施工安全措施根据施工计划，按时开工，在保证质量的前提下加快进度，必须赶在汛期前完工。工程施工期间，防汛工作由施工单位负责，施工单位必须成立防汛组织，组建防汛抢险队伍，并准备必要的防汛抢险物资通汛设备，防患于未然。7 工程量计算按照溢洪道断面设计的几何尺寸和实际情况进行计算混凝土方量，移动土方严格根据开挖断面几何尺寸进行计算，回填土方同样。总量为16534立方米。其中挖土方9200立方米，人工开挖淤泥442立方米，填土方2100立方米，c20砼1416.5立方米，c,30砼15.8立方米，消力池基础抛石115.2立方米，需耗用钢筋36.04吨，止水带172.8米。8 工程概算8.1编制依据 (1) 水利部水总（2003）67号水土保持工程概（估）算编制规定及水土保持工程概算定额。(2) 国家计委、建设部计价格（2002）10号文工程勘察设计收费管理规定。(3) 本工程典型设计的有关资料和图纸。投资概算水平确定为2011年第四季度。按照工程项目基本建设程序和投资概（估）算要求进行编制，采用静态方法计算。8.2基础单价8.2.1人工预算单价按照水利部水总（2003）67号水土保持工程概（估）算编制规定，取工程人工费为1.9元/工时。 8.2.1材料预算价格水泥、钢筋、模板、柴油、炸药等其它零星材料来自环县县城，运距75.0 km，按当地供应部门材料价或市场价加运费、采购及保管费计算，采购及保管费率2。砂、石料按当地购买价计算，经优选后，从就近料场购买。购买价超过70元/ m3的部分，计取税金后列入相应部分之后。8.2.2 施工用电、用水及用风价格电价，按0.70元/(kwh)计算。水价，施工所用水根据具体情况就近从沟道直接抽取，按3.00元/ m3计算。风价，按0.16元/ m3计算。机械台时费，按照水土保持工程概算定额附录一计算。8.3 建筑工程单价编制8.3.1 单价组成建筑工程单价由直接费、间接费、企业利润和税金四部分组成。直接费又由基本直接费和其他直接费组成，基本直接费包括人工费和材料费。8.3.2 取费标准（1）其他直接费以基本直接费为计算基础，费率取4.0%。（2）间接费以直接费为计算基础，费率取7.0%。（3）企业利润按直接费和间接费之和的4.0%计算。（4）税金按直接费、间接费、企业利润之和的3.22%计算。8.4 临时工程及独立费用临时工程包括土围堰、工棚及料场等工程，其取费标准参照建筑工程部分单价及市场人工费等，这部分单价根据实际情况具体调整。独立费用包括建设管理费（项目经常费、技术支持培训费）、工程建设监理费、科研勘测设计费、补偿费、水土流失监测费、工程质量监督费等六部分。(1) 建设管理费：取一至三部分之和的2.4%。(2) 科研勘测设计费：根据国家计委、建设部计价格（2002）10号文工程勘测设计收费管理规定计算。取一至三部分之和的3.0%。8.5 编制成果总工程量为16534立方米。其中挖土方9200立方米，人工开挖淤泥442立方米，填土方2100立方米，c20砼1416.5立方米