大化瑶族自治县局龙排涝工程设计书.doc

大化瑶族自治县局龙排涝工程设计书1综合说明1.1绪言1.1.1工程概况大化瑶族自治县局龙排涝工程是个新建排洪设施治理洪涝灾害的水利项目，位于大化县城西北部百马乡歌休村局龙屯。地处大化水电站库区右岸，距大化水电站坝址约33km，距水库周边最短距离约1.0km，属水库渗没影响范围。涝区内有县道大化贡川四级柏油路和乡道贡川百马公路通过，沿排涝渠线附近有机耕路连通，对外交通方便。工程区涉及到局龙、弄水、定查三个自然屯七个队，共有人口508人，项目区总耕地面积268亩，人均耕地0.53亩，人均有粮238公斤，人均纯收入1309.0元，与全县人均收入1306元基本持平。受自然环境条件限制，局龙涝区饱受洪涝之灾。尤其是大化电站水库蓄水后，每年都要出现大的灾害，最近的2001年，8月中旬受特大暴雨袭击，三个自然屯全部受内涝，受淹118亩，绝收108亩，房屋倒塌2户，受灾人口467人，交通受阻13天，直接经济损失21万元。当地老百姓有句打油诗：“天睛三日火烧禾，一场大雨到处涝”。形象地说明了面对洪涝灾害的痛恨和无奈。大化县历届人大代表、贡川乡府和当地人民曾多次反映受灾情况，强烈要求兴建百马乡局龙排涝工程。大化县委、县政府和县移民局高度重视灾区情况，每年均做好防灾和救灾工作。然而，由于未根治洪涝灾害，当地至今仍饱受洪涝之苦。涝区属红水河流域，河流呈伏状，涝区有多处消水洞与红水河相通，大化电站水库兴建前地表水均经消水洞排入红水河，基本上不淹没农田。大化水电站蓄水后，坝前水位抬高，受外江回水顶托，原有排水通道水力坡降减缓，加上库底泥沙淤积消水洞口，使原来的自由出流，变成为渗流，致使排水不畅，造成内涝。特别是当外江洪水和区内暴雨同时遭遇，造成工程区内大部分耕地被淹，淹没时间长达15天，被淹耕地绝收或减产，严重影响当地群众的生产生活。为此，当地群众和政府迫切要求修建该排涝工程，以根治洪涝灾害。1.1.2设计工作概况本阶段于2005年3月进行勘测准备，在三个月内，完成1:10000地质校测0.5km2，岩土试验2组，完成工程区5级平面控制1.7 km2，四等水准测量1.9km，设计人员完成水文资料收集整理、水文系列建立，对涝区灾情进行调查，拟定排涝设施方案及设计标准，确定工程布置，进行建筑物及施工组织设计，估算工程投资、进行经济指标测算。1.1.3方案和效益推荐方案排洪设施进口高程为160.40m，设计最大洪泄量2.7m3/s（P=20%），引水线路总长1060.5m，总落差2.078 m，其中明渠 40.5m,隧洞1020m，附属建筑物为简易公路1200米和农桥2座。工程建成后，可保证歌休村局龙屯人口508人，农田120亩，不再受到洪涝灾害的威胁，并保障公路交通的安全畅通。1.2水文1.2.1水文气象概况百马乡局龙排涝区地貌属低山岩溶峰丛洼地谷地貌，峰顶高程一般为300500m，谷地高程为160176m。百马乡歌休村距大化县城36公里。涝区内无水文、气象测站，邻近流域有大化气象站、都安水文站、都安气象站，大化瑶族自治县1988年成立，大化气象站设立较晚，气象观测年限不长，而都安气象站和水文站分别自1952年和1936年起有气象观测资料，故工程区主要气象要素特征依据这两站资料进行统计的。都安气象站和水文站实测资料统计表明：多年平均降雨量1717.6mm，最大降雨量2502.5mm，最小年降雨量1135mm；多年平均蒸发量1204.4mm，最大年蒸发量1351.9 mm，最小年蒸发量995.2 m m；多年平均气温21.3，极端最高气温39.6，极端最低气温0.4；多年平均风速2.4m/s，最大风速22.0 m/s，相应风向NNW。1.2.2 设计洪水工程水文资料采用都安水文站及都安气象站资料，两站至今累计有50余年气象资料，均为国家基本站网，实测资料均按有关规程规范审查整编，合理可靠。设计洪水采用设计暴雨推求，计算方法为综合瞬时单位线和推理公式两种，两种计算成果相接近，经过比较本次设计采用综合瞬时单位计算成果，见表1-1。根据1992年8月实际洪涝水位、涝区容积及现有地下消水洞排涝历时，按均匀流估算，消水洞平均泄洪量为0.42m3/s。按灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99）的有关规定，按5年一遇暴雨洪水3天将排至水稻耐淹水深，确定涝渠进口高程160.4m。用现有地下消水洞平均泄流量0.42 m3/s和本工程同时泄洪作调洪演算，引水设施进口最大泄洪量2.7 m3/s。表11 设计洪水成果表频率P瞬时单位线Qm (m3/s)推理公式Qm(m3/s)洪量W（104m3）555.355.074.911047.6845.0064.572039.8036.053.91表1-2 水文成果表项目工程设计流量备注排涝渠2.7 (m3/s)工程设计流量为调洪流量减去地下河泄洪流量值1.3工程地质局龙排涝区位于大化县百马乡歌休村局龙屯，位于红水河右岸，属于水库渗没范围。受自然环境条件限制，局龙涝区饱受洪涝之灾，尤其是大化电站水库蓄水后，每年都要出现大的灾害，为此大化县移民局要求对此涝区进行排涝工程建设，并委托我院进行初步设计。 由于受前期工作费限制，我院仅开展地质踏勘工作，为此业主另行委托河池市基础工程公司对该工程进行较详细的地质勘察工作，完成了收集原有资料、现场踏勘、室内土工试验等，并提交了大化县局龙排涝工程工程地质勘察报告，以下简称勘察报告。本设计均采用业主提供的地质资料。1.4工程规模通过历年洪涝灾害分析，局龙涝区涝灾主要是由于地下消水洞消水能力不足所致，而地下消水洞拓宽困难，故拟保留原来的行洪通道，另开凿一条泄洪线路以解决涝区洪涝问题。1.4.1排涝标准根据水利水电工程水利动能设计规范SDJ11-77(试行)及灌溉和排水工程设计规范GD50288-99有关规定，排涝工程按P=20最大暴雨形成洪水标准，设计排涝历时：对农作物采用3日暴雨3天内排至耐淹水深。根据作物组成，耐淹水深取0.250.3m，基本排完标准为排水隧洞进口底板高程以上0.1m。本工程排涝渠全长1060.5m，总落差2.078m，主要渠系建筑物有：明渠40.5m，无压隧洞一座（长1020m），简易公路1200m和农桥2座。1.5工程布置及主要建筑物1.5.1工程等级局龙排涝工程，保护人口508人，保护农田面积120亩，按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的有关规定，确定工程为等工程，建筑物级别为5级。1.5.2工程布置根据局龙洪涝区和邻区的地形条件，本设计在1/10000地形图上做了两个排涝走向方案定线布置，经实地踏勘核实，所以本设计阶段推荐采用：新建明渠 隧洞 红水河的走向方案。并做了明渠断面方案比较，选择工程投资省、占用耕地少的矩形断面方案为推荐方案。1.5.3主要建筑物主要建筑物有明渠40.5m，无压隧洞一座（长1020m），简易公路1200m和农桥2座。隧洞进口底部高程160.36m，底坡i=0.002，隧洞尺寸按排涝和施工时农用小四轮单行道要求，净宽2.2m，净高1.8m，矢高0.73m。进出口段用浆砌石衬砌。 1.6施工组织设计工程区位于大化县城西北部，距大化县城有33km，已有四级公路和10kv输电线路通达，城区程控电话网、移动电话网已覆盖，涝区内有自来水管网，通讯、用电、用水均很方便，生产生活物资供应充足。本工程渠线短，结构简单，适宜组织当地群众配合专业队伍共同施工。除暴雨形成内涝期间外，可全年施工。整个工程以中小型机械配合人工施工。场外运输以汽车为主，场内以农用小四轮为主。明渠挖土以挖掘机及推土机配合农用小四轮挖、装、运，结合人工挖填。隧洞采用正台阶开挖法施工，手风钻打孔，人工爆破，人工出碴。明渠石方开挖以手风钻钻爆，人工及农用车出碴。 施工进度计划2005年11月开工，2006年10月竣工，施工期为一年，（不含筹备期）。1.7环境影响评价及水土保持设计1.7.1环境影响评价工程建成后，将改善工程区生态环境，促进当地建设发展，防止水土流失，美化生活环境。虽在建设期间对大气、水体、噪声等自然环境造成一定的影响，但只要加强施工管理，采取一定保护措施后，即可降低影响程度，工程负面影响较小。1.7.2水土保持设计本工程土石方开挖部分用于填洼地造田外，其余部分运至指定弃渣场填埋，重点防护治理区为弃碴场，结合当地自然环境主要考虑生物措施，如绿化等，水土保持工程费用6.0万元。1.8工程管理本工程建设属大化水库移民安置遗留问题处理，由水库运行维护基金费用中提供一次性补偿资金建设，工程建成后移交地方政府统一管理，不设专职管理人员，由村政府指派或群众推荐12名人员，不脱离生产，兼职管理，不设管理机构和专门用房。待大化县县城防洪体系建立之后，归并入大化县防洪工程管理处统一管理。根据中华人民共和国水法、中华人民共和国河道管理条例、中华人民共和国防洪法、河道堤防工程管理通则，划定管理及保护范围并建立界标和安全警示标志。1.9投资总概算工程概算依据广西水利水电建筑工程预算定额（1997年版），广西水利水电工程设计概（估）算费用构成及计算标准和广西水利水电工程初步设计概算编制方法（1997年本），及有关上级部门颁发的文件、法规编制。工程投资由建筑工程、临时工程、其他费用及预备费四项构成。采用基础单价如下：人工工资按97标准规定为19.17元/工日。风、水、电预算价格分别为0.07元/m3、0.2元/m3、0.4元/kw.h。其中水实际价格按信息价，电实际价格按97标准有关规定计算。其他材料均按2005年第2期当地材料信息价格计入运杂计算。工程费用按单价乘以工程量计算，其他临时工程按建安工作量的3.5计算。工程概算总投资143.56万元，其中建筑工程98.16万元，其他费用38.58万元，预备费6.82万元。1.10国民经济评价1.10.1效益计算 防洪治涝效益，以修建排涝设施后所免除或减轻的灾害损失来体现。洪涝灾害损失等于被淹实物指标乘以损失率，洪灾损失根据大化县百马乡局龙屯的资料确定。项目多年平均效益21.5万元。1.10.2经济评价 经计算得经济内部收益率为12.3%，大于12%，经济效益费用比为1.28，大于1.0，经济净现值为21.3万元（I=12），大于0，项目在经济上是可行。1.11结论及建议 大化县局龙排涝工程的实施，将改变该地区洪涝状况，使保护区的治涝标准提高到5年一遇以上，保护人口508人，保护耕地120亩，在技术上可行，经济上合理，对保护当地的经济建设成果十分重要。 为搞好本工程建设，我们提出如下建议： 本工程建设在土地征用和拆迁补偿方面费用较大，建议有关部门减免各种税费，以减少工程投资。2 水文和水利计算2.1 涝区概况 内涝区耕地高程为160.5167米之间，属大化水电站库区，地形呈内低、外高，同时涝区有几处消水洞与大化水电站水库相通，水库正常水位155.00米，水位比未建电站前提高了40米左右，消水洞地下水道出口被红水河水淹没后，落差小，流速慢，加上连年的水土流失，草渣等物不断阻塞，消水洞消水能力逐年降低，这是产生内涝的主要原因。涝区集流区包括贡川乡的陇陆、单耕屯，在1:10000地形图上计算集雨面积为F=3.2km2。2.2 气象、气候情况 大化县属红水河中游，为亚热带气候，年降雨量分配不均匀，约78%的雨量集中在49月，形成降雨的天气系统主要为锋面、涡切变，是流域产生较大洪水的主要原因。 大化县于1988年成立，气象站成立晚，气象观测年限短，资料缺乏系统性、准确性。局龙屯行政区原属于都安县管辖，因此，涝区气象要素特征值参照都安水文站和都安气象站的观测资料进行统计，详见表2-1。表2-1 大化县主要气象要素特征值名 称多年平均值最大值最小值备 注年降雨量(mm)1717.62502.5135蒸发量(mm)1204.41351.9995.2气温（）21.339.60.4风速m/s2.422相应风向NNWNNNNNNNWNNW 2.3 设计洪水2.3.1设计暴雨 按年最大值统计都安水文站最大1h、6h、24h暴雨量，组成不同时段连续暴雨系列进行频率计算，采用皮尔逊型曲线计算，各时段设计暴雨，详见表2-2。表2-2 都安水文站设计暴雨成果表时段均值HCVCS/SV频率P(%)510201h63.90.374109.195.681.26h1080.354.5182.2158.2133.524h1490.384.5260.1224.2187.22.3.2流域特征涝区属大石山区，四周围山高坡陡，流域集中，降雨后，地面大部分雨水经消水洞、地下水道汇流入红水河。流域特征值详见表2-3。 表2-3 流域特征值表F(km2)L槽(km)L坡(km)J3.23.53.780.0612.3.3 洪峰流量和洪水总量计算 洪水计算方法 防洪设计洪水，采用综合瞬时单位线、推理公式等二种方法计算，计算公式如下： 综合瞬时单位线 式中：t时刻瞬时单位线纵高； 伽马函数； n相当于线性水库的个数（调节次数或调节系数） e自然对数的底； t时刻； 参数n、k由地区综合经验公式确定。 推理公式 当Tcm时，=1mn/Sp Tc=m时，=n Tcm时，式中：Qm洪峰流量（m3/s）； 洪峰径流系数； Sp雨力，Sp=H24，p/241-n (mm/h); Tc产流历时，即净雨历时，Tc=（1-n）Sp/1/n (h)； H24,p相应频率P的年最大24小时暴雨量(mm); n暴雨递减指数，大化区取n0.7 ；m流域最大汇流历时 (h); F流域集雨面积（km2）； L主河道长度（km）；J主河道平均坡降 （以小数计）； 稳定下渗率； 设计洪水计算成果采用上述两种方法计算，设计洪水成果相吻合，经分析比较，本次设计采用综合瞬时单位线计算成果，列表245。表24 设计洪水成果表频率P瞬时单位线Qm (m3/s)推理公式Qm(m3/s)洪量W（104m3）555.355.074.911047.6845.0064.572039.8036.053.91历 时012345678910Q（m3/s）03.813.039.821.011.98.25.74.02.82.1历 时1112131415161718192021Q（m3/s）1.751.511.31.121.020.930.850.720.620.550.46历 时2223242526272829303132Q（m3/s）0.400.300.250.200.16表2-5 局龙排涝工程设计洪水过程（P20）2.4 调洪计算2.4.1 原有消水洞泄流能力的估算涝区有三个消水洞与红水河连通，这些消水洞都受到不同程度的堵塞,但还是具备有一定的消水能力。据资料记载，1992年8月上旬，连日降大雨，涝区境内严重受灾，都安气象站24小时暴雨211.5mm，相当于十年一遇标准（211.1mm），同时在现场调查到1992年排涝渠有洪痕6处，高程为163.8m，淹没历时为18天。根据19951998年68月的大化电站坝前运行水位记录，坝前水位为154.1155.0m，工程区的红水河水位一般都在154.5155.0m之间，即不存在外江洪水倒灌问题，内涝是由于天然行洪通道排水能力不足引起的。据此由水位流量关系推算1992年洪水相应洪量为65.31万m3，采用公式Q=W/T估算出消水洞平均泄流量分别为0.42m3/s。2.4.2 调洪演算 基本资料水位库容关系局龙的水位库容关系曲线根据1：10000地形图勾绘，相应成果见表2-6。设计洪水过程线采用本设计洪水计算成果，见表2-5。表2-6 水位库容关系表水位（m）160.0161.0162.0163.0164.0165.0库容（万m3）3.2316.2331.448.9268.88102.37 计算成果根据局龙涝区历年洪涝灾害情况和地形特点，按有关规范和标准，确定本工程治涝标准：5年一遇24小时暴雨洪水3天排完，用现有的地下消水洞和本工程同时泄洪作调洪演算，泄流方式为宽顶堰（无压）自由出流，计算公式：q=m.bH3/2式中：m流量系数；b堰顶宽（m）；H堰上水头（m）。进口护墙为八字形，查水力学（82年高教出版社），取m=0.351，采用水利水电工程设计计算程序集中的“调洪演算的数值解程序”计算，按拟定方案进行调洪计算，计算成果见表2-7表2-7 调洪演算成果表集雨面积(Km2)进口高程(m)底宽(m)最大泄流量Q（m/s3）最高水位（m）排水历时（h）3.2160.42.03.12162.57246 3 工程地质局龙排涝区位于大化县百马乡歌休村局龙屯，位于红水河右岸，属于水库渗没范围。受自然环境条件限制，局龙涝区饱受洪涝之灾，尤其是大化电站水库蓄水后，每年都要出现大的灾害，为此大化县移民局要求对此涝区进行排涝工程建设，并委托我院进行初步设计。 由于受前期工作费限制，我院仅开展地质踏勘工作，为此业主另行委托河池市基础工程公司对该工程进行较详细的地质勘察工作，完成了收集原有资料、现场踏勘、室内土工试验等，并提交了大化县局龙排涝工程工程地质勘察报告，以下简称勘察报告。本设计均采用业主提供的地质资料。4工程任务及规模4.1工程任务4.1.1涝区概况百马乡歌休村局龙屯位于大化县城的西北部，地处大化水电站库区右岸，距大化水电站坝址约33公里。距水库周边最短距离约1.0公里，属水库渗没影响范围。工程区涉及到局龙、弄水、定查三个自然屯七个队，共有106户，人口508人，均为农业人口，民族均为壮族，总耕地面积268亩，人均耕地0.53亩，人均有粮238公斤，人均纯收入1309.0元，与全县人均收入1306元基本持平。大化水电站1985年竣工，水库正常蓄水位155m，水库面积20.4km2，水库回水至岩滩坝址长82.2km，具有日调节能力，两岸山岩陡峭，河槽下切较深，河床及两岸多为原生基岩，形成水深流急的窄深河槽，水库沿程两台地、峡谷相间，沿河居民点和大部分耕地分布在两岸台地和岸坡上，居民以壮族为主，以农业为生。农作物主要为粮食作物，种植水稻、玉米、红薯和豆类，其次是经济作物中的花生、木薯和甘蔗等，水田大部分种双季稻或一熟早玉米、一熟中稻，旱地则种植两造玉米和豆类，河滩地一般在枯水季节种一造红薯或豆类。大化水电站水库蓄水以来，连年遭受不同程度的内涝，且呈内涝时间逐年延长、淹没耕地面积逐年增大、内涝损失逐年加重的趋势。与此同时洪涝灾害导致洪涝区交通阻塞，电讯中断，学生被迫停课，生产无法正常进行，生活水平急剧下降，生活贫困。大化县是全区乃至全国有名的扶贫重点县，水库移民又是扶贫工作的重要对象，中央及自治区“八七”扶贫攻坚计划中要求在二十一世纪初全部消灭贫困，因此，要尽快治理局龙的内涝，使涝区人民达到稳定温饱，脱贫致富。4.1.2洪涝灾害工程区由于没有排涝设施，自从大化电站建设后就饱尝涝灾之苦。当地老面姓有句打油诗：“天晴三日火烧禾，一场大雨到处涝”，形象的说明了当地群众对洪涝灾害痛恨而无奈的实际情况。根据调查，历史洪水情况见表41表41 水电站建站后洪涝摘录表 年份灾情摘录备注19887月中旬突降大雨，山洪爆发，域内发生涝灾，洪水位达163.6米，农作物被淹没116亩，绝收108亩。受灾人口412人，直接经济损失约21万元建站后19928月上旬，域内连降暴雨，洪水猛涨至历史罕见水位，达163.8米，三个自然屯低洼一带一片汪洋，耕地受淹121亩，全部绝收，房屋倒塌3户，受灾人口456人。交通受阻18天，直接经济损失25万元。建站后19966月下旬连续数日降大雨，域内大水酿成受淹112亩，绝收103亩，受灾人口412人，交通受阻12天，直接经济损失18万元。建站后20018月中旬受特大暴雨袭击，三个自然屯全部受内涝，受淹118亩，绝收108亩，房屋倒塌2户，受灾人口467人，交通受阻13天，直接经济损失21万元建站后大化县库区人民几乎都居住在大石山区，生活本来已相当困难，再加上年年内涝，粮食有时有种无收，或者有时收获甚少，生活更加困难。因此，迫切需要兴建排涝工程，才能保证农民耕种的农田免受内涝灾害，获得较好收成，生活才能得到改善和提高，人民才能安居乐业。4.1.3工程任务本工程建设任务是：通过调查分析洪涝灾害成因和特点，进行洪水分析及计算，并根据地形条件定排涝堤线，拟定排涝总体方案，确定设计标准和规模；通过方案比较，提出推荐方案及实施办法和管理机构。根据近十几年来洪涝灾害成因分析，暴露局龙涝区现有排洪通道行洪能力严重不足，究其原因，主要是原有消水洞长年淤积造成泄流量减小。根据洪涝灾害现状，以及现场勘查地形、地质情况，由于原有地下排洪通道扩宽困难，故拟保留原有行洪通道，再开凿一条泄洪线路，把洪水引到红水河，降低洪水位，减少淹没面积，缩短洪涝历时，治理涝灾。工程以排涝明渠和无压隧洞为主。4.2设计原则及标准4.2.1设计原则根据建设条件和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）、灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99）的要求，排涝工程考虑设计：1.按P=20最大24h暴雨形成洪水，设计排涝历时： 3日内将涝区涝水排至耐水深以下。根据涝区内农作物组成，耐淹水深取0.250.3m，基本排完标准为排涝渠进口底板高程以上0.10m。2.保留原有通往红水河的消水洞，由于洪水期（59月）消水洞排水能力不足，水位上涨，形成地下径流，故需要新建一座排涝工程，根治涝区的洪涝灾害。4.2.2设计标准从1/10000地形图和实地复核情况可知，现在局龙主要洪涝区房屋分布高程在164170之间，耕地最低高程为160.5m。根据设计原则及当地房屋耕地分布情况，从满足行洪排涝要求、减少工程投资、使投资效益最大化的角度出发，确定洪涝区最低保护高程为160.50m。同时根据有关规程规范，按洪水消落与洪涝历时，对农作物影响情况，拟定洪涝区防洪限制水位为163.5m。4.3承泄区安全考虑经济排涝距离及承纳涝水的能力，承涝区就近选定为大化水库库区。根据大化水库近几年来运行工况，由于科学预测和科学调度，工程区的外江水位一般都不超过155.0m。根据19921998年59月的坝前运行水位记录，坝前水位为154.1155.0m，工程区的外江水位估计都在154.5155.0m之间，均不构成对排涝工程泄流的顶托影响，在计算排涝流量时，外江水位的顶托采用5年一遇三日平均流量相应的水位158.0m，作为承涝区的设计水位。5、工程布置5.1设计依据5.1.1工程等别及建筑物级别局龙排涝工程，保护人口508人，保护农田面积120亩。按水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）的有关规定，确定工程为等工程，建筑物级别为5级。5.1.2设计基本资料1、水文水文成果见表5.1.1：表5.1.1 水文成果表设计泄洪流量（P=20%）备注调洪计算流量（m3/s）消水洞泄流量（m3/s）工程设计流量（m3/s）3.120.422.7工程设计流量为调洪流量减去地下河泄洪流量值2、气象多年平均降雨量 1717.6mm最大年降雨量 2502.5mm最小年降雨量 1135.0mm多年平均气温 21.3极端最高气温 39.6极端最低气温 0.4多年平均蒸发量 1204.4mm最大年蒸发量 1351.9mm最小年蒸发量 995.2mm多年平均相对湿度 75%历年最大定时风速 22.0m/s3、地质资料基岩、土层物理力学指标见5.1.2表地震烈度：工程区地震基本烈度为6度建筑材料容重：混凝土 2.4g/cm3钢筋混凝土 2.5 g/cm3浆砌石 2.2 g/cm3填土 1.85 g/cm3水 1.0 g/cm3表5.1.2 基岩物理力学指标表进口明渠土性天然重度r(KN/m3)C(Kpa)允许承载力R(Kpa)开挖稳定边坡值粘土18.020671801:0.75隧洞岩性饱和容重r(KN/m3)饱和抗压强度Rc(Mpa)允许承载力R(Kpa)开挖稳定边坡值石灰岩25.6448.430001:035.2设计方案选择及结论5.2.1排涝走向选择根据局龙涝区的地形条件，本设计在1/10000地形图做了两个排涝走向方案定线布置：方案：在内局龙屯对面山，原有排涝明沟右侧转弯处，新建明渠40.5米，无压隧洞1020米。将涝水纳于新建明渠，再从隧洞流入承涝区（详见平面布置示意图）。新建明渠进口底板高程为160.40m，比原有明沟低0.5m，出口底板高程为158.32m。工程永久征地4.32亩，全部为水田，临时征用旱地5.85亩。方案：在外局龙屯左侧消水洞旁边选择隧洞进口，隧洞1020m，出口与方案的出口一致。进口底板高程为160.4m，出口底板为158.36m。工程征地全部为临时征地。经实地踏勘核实，方案进口入裸露的岩层比较完整，明显，无破碎带现象，容易建立洞口，施工出渣运输方便，堆放料场近，在施工期间一旦下雨，不影响施工，也不影响排洪。缺点是进口底板高程较高，单依靠新建的排涝措施只能排90%的涝水，但考虑到消水洞具有一定的消水能力，结合新建的排涝措施，排涝还是很彻底的。方案的优点是在涝区的最末端，也是在原有消水洞的底板建立洞口，其进口高程比较低，排涝也比较彻底。缺点是消水洞的周围或附近地质均为较破碎的而且发育不完整的破碎带岩层，形成洞口困难，施工安全因素低，工程运行不安全，施工出渣较困难，最重要的局龙涝区的每年涝水大部份靠此消水洞排出，一旦在施工期间下大雨，施工中排出松散的渣料以及被破坏的植被将堵塞消水洞，造成涝灾严重，也影响到工程的施工。此外，隧洞进口离民房只有30m左右，爆破将危及民房及村民生命的安全。5.2.2总体布置方案选择经过对两个方案的方案布置和初步设计比较，并做投资估算，结合选定的排涝工程线路的地质地形情况，确定采用方案作为推荐方案。5.3工程布置本工程排涝渠全长1060.50m，主要渠系建筑物有：明渠40.5m,无压隧洞一座（长1020m），简易公路1200米和农桥2座。1、明渠排涝渠布置主要是要将全区涝水纳于隧洞进口排至承涝区。根据本区的地形特点及选定的隧洞洞口位置，宜布置一条通向隧洞的干渠，干渠选线一般应尽量顺流向通过低洼地带，利于涝水排泄，减少开挖工程量和少占耕地。明渠有40.5m，进口底板高程为160.40m，渠底纵坡i=1/1000，渠底宽2.0m，矩形过水断面，设计流量为2.7m/s。明渠出口底板高程为160.36m。2、隧洞采用城门洞形，底坡设计遵循应大于正常水深相应底坡和外江水位抬高时洞内不发生水跃的原则,经水力计算采用纵坡I=0.002。隧洞宽度依照调洪和施工道路要求，采用净宽2.2m，P=20%最大泄量2.7m3/s，隧洞高度拟定为直墙高1.8m，矢高0.73m，隧洞进口高程160.36m，出口高程为158.32m。在遭遇排涝标准10年一遇洪水时，涝区内最高水位为163.8，外江最高水位为158.0m，不会形成有压流，能保证工程安全渡汛。附属建筑物 排涝渠道主要附属建筑物有简易公路1200米，农桥2座。5.4水力及结构计算5.4.1水力计算本工程排涝渠按明渠均匀流计算过流断面尺寸，其计算公式如下：Q=c式中：过流断面面积（m2）；c谢才系数，采用曼宁公式c=R水力半径（m）；R=X过流断面的湿周计算结果见表5.4.1。5.4.2隧洞衬砌衬砌按工程类比法及结合地质条件确定其尺寸，未作详细的结构计算。5.4.3明渠边墙根据灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99）及堤防工程设计规范（GB50286-98）的有关规定，本工程建筑物级别为5级，抗倾覆稳定安全系数Ka=1.40；抗滑稳定安全系数Kc=1.15(土基)；1.00（岩基）。抗滑稳定计算采用以下公式：Ka=式中：Ka抗滑稳定安全系数；f摩擦系数；垂直力总和；水平力总和；抗倾覆稳定计算采用以下公式：K=式中：K抗倾覆稳定安全系数；垂直力对边墙趾力矩的总和；水平力对边墙趾力矩的总和；计算成果见表5.4.2表5.4.2 稳定计算成果表断面KcKa重力式1.214.6 6、施工组织设计6.1施工条件6.1.1地理位置及对外交通、通讯大化县局龙排涝工程位于县城西北部，东临大化县流水乡，北界六也乡，西南部靠平果县。地处于大化水电站右岸，村部距县城36公里，已有四级公路通达，交通较为方便。工程区域已接通城区程控电话网并被移动电话网所覆盖，通信、通讯方便。6.1.2自然条件6.1.2.1地形地质条件局龙渍涝区为一山间中型盆状岩溶洼地，耕地地面高程160.5167m；相应面积约0.5km2，四周为山峦环抱，山顶高程300500m，排涝隧洞穿经北东面山脚，通达红水河直线距离约1020m，河边隧洞出口轴线上、下游各100m范围内有宽约100200m，高程170175的溶蚀台地，总面积约60000m2，可用作施工场地。涝区出露地层为碳酸盐类岩石，岩溶发育强烈，涝区0.5km2范围有洼地，暗河天窗三处，河边场地内洼地漏斗分布密度更大，在60000m2范围内有十多个，其底部高程大都在160.00m左右，可用作弃碴场地。6.1.2.2水文气象涝区属亚热带季风气候区，高温多雨，多年平均气温21.3，极端最高气温39.6，极端最低气温0.4，多年平均风速2.4m/s，最大风速22.0m/s。年降雨量在时空上分配不均，约78%雨量集中在59月份，大暴雨多集中67月份。多年平均降雨量1717.6mm，最大年降雨量2502.5mm，最小降雨量113.5.0mm。涝灾多由暴雨形成，汛期内降雨频繁，一次涝灾历时长达615天，对工程施工影响较大。6.1.3天然建筑材料6.1.3.1石料排涝工程开挖石方总量5337m3，满足需用量有余。6.1.3.2土料工程所需土料不多，可在排涝渠的土方开挖中使用。6.1.4外来建筑材料及生活物资本项目工程所需的水泥、钢材、炸药、木材和柴油等主要材料均由县有关部门组织供应。施工生活物资可在大化县城和当地村屯购买。6.2施工导流本项目实施时，排涝渠道基础开挖、砌石安排在枯水期进行，洪水季节可考虑开挖排水沟引水或拦截山洪即可进行隧洞施工。因此不再考虑专门的施工导流设施。6.3主体工程施工6.3.1工程特点本项目主体工程由引涝明渠、隧洞组成，全长1060.5m，其中明渠段长40.5m,隧洞1020m，本工程特点是：渠线较短，但结构简单，施工相互干扰少，可同时施工，适宜组织当地群众配合专业队伍共同施工。除汛期暴雨形成内涝期间外，全年基本都可以施工。6.3.2施工方法局龙排涝主体工程，包括新建明渠、隧洞及附属建筑物等主要工程量见表6.3.1表6.3.1 主要工程量表洪水标准土方开挖（m3）明挖石方（m3）洞挖石（m3）浆砌石（m3）P=20%4513255012258本工程要建两条简易公路，总长1200m，施工机械物资可直接运至施工场地，该区域内施工可考虑利用人工配合中小型施工机械作业施工。施工运输以农用小四轮车为主。6.3.3主体工程施工6.3.3.1明渠明渠石方开挖主要采用手风钻打孔人工爆破，小四轮出渣，其中可用作块石料部分可堆存要砌筑的地方附近，其余运至弃渣场。土方用挖掘机配合汽车或农用小四轮运输，对填筑渠段，就近利用其挖方填筑，土方采用小型推土机填方，不夯实，但要人工修整。浆砌石工程，首先使用排涝渠和隧洞开挖得的料石，不足用汽车或农用小四轮运石料沿排涝渠两侧堆放，小型拌和机和人工拌浆，人工用手推车运砂浆至各工作面。6.3.3.2无压隧洞无压隧洞总长1020m，开挖面积4.68m2，拟分为进出口两个工作面进行开挖，每个工作面按一昼夜31个循环（平均2个循环）开挖作业，每个循环进尺2m。开挖方法：拟采用全断面开挖，用风钻占眼，周边光面爆破，人工装胶轮车出碴。6.4施工辅助企业6.4.1砂石料加工系统本工程所用砂石料以就近利用排涝渠及隧洞开挖出碴加工为主，所用岩石均为石灰岩，硬度89级（按16级划分），石质坚硬，储量丰富，开采容易，运距很短，开采用手风钻钻爆，石料用430250鄂式破碎机破碎，2.8KW筛分机筛分，小型外向型锤式破碎机制砂，并就近选择加工场。6.4.2砼系统本工程量砼方量不大，拟用0.25m3拌和机作移动式拌和点拌制砼，手推车运砼入仓浇筑，机械振捣。6.4.3风、水、电系统及通风在隧洞进出口附近均设一台3m3/min的空压机风站，足可以供施工用风。本工程区域内已设有自来水管通至各户，水源为地下水，水量水质均满足施工生产生活用水要求。但需交纳水费，要与业主协商可就近在主管上接出即可。施工机械设备动力源以电和柴油为主，生活照明以电为主。本工程以土石方工程、浆砌石工程的当地材料为主，用电设备小，故负荷亦小。目前工程区已有10Kv高压输电线路通过，由业主与供电部门协商，在取得供电部门同意后，可从10Kv线路上“T”接或就近从变电站引出，但需另配置变压器。6.5施工总体布置及总进度6.5.1总体布置原则根据地形、交通条件和施工条件进行布置，要求既简便又适用，少占农田耕地为原则，尽可能做到综合利用和重复利用场地。本工程的前线工程指挥部设在附近农户，工区、生活区要搭工棚，项目实施时具体位置由建设单、施工单位按施工实际要求和地形确定。6.5.2施工总布置规划6.5.2.1施工工厂布置（1）、砂石料加工系统：本工程所用的砂石料很少，主要由渠道开挖和隧洞开挖出的石碴进行加工。（2）、砼生产系统：工程所用砼量不大，可用移动式小型搅拌机拌和。（3）、施工变电站：在隧洞附近装一台50台KVA变压器。其占地25 m2。6.5.2.1弃碴场规划本工程主体建筑总开挖量为：明渠土方开挖451m3，石方开挖325 m3，洞挖石方5012 m3，利用量3528 m3，其余弃洼地碴场，土石方平衡如表6.5.1表6.5.1 土石方平衡表开挖量利用量（m3）弃碴（m3）备注项目数量（m3）浆砌块石加工砂石料回填土填洼地合计土方4512601914510弃料为隧洞出口开挖石方533730594267830772260合计5778305942602869352822606.5.3总进度（1）施工进度计划编制的前提和原则按业主意图能在12个月内完成。按招投标确定施工单位，并按承包方式进行管理。资金技术供应都能满足进度要求，并按时提供。按人力结合机械施工为主，按三班工作制。工期与进度本工程施工进度计划2005年11月开工，2006年10月竣工，施工期为一年，其中准备工期二个月（不含招投标、施工队伍组建、资金筹措、施工征地等需时）。控制工期的工程为排涝隧洞工程。其工期分别为进口明渠工期1个月，洞身开挖工期8个月，隧洞进出口衬砌和收尾工程一个月。（3）进度安排第一个月到第二个月主要完成场外机耕路与主道连接、场内交通道路的改造加固工作以及临时房屋、仓库等建设，同时接通10KV线路至施工降压点，并作好变压设备的安装。所用砂石料系统为小型机械设备加工，可在浇筑和浆砌石施工前10天运装完成。其它临时设备和准备工作，按施工进度要求提前10天左右完成。第三个月初开始进口明渠开挖（包括进口洞脸开挖）以及明渠衬砌，第三个月底以前完成。第四个月初开始隧洞的开挖，第十一个月完成全部开挖以及进出口工程，平均月进尺127.5m（二个工作面）。第十二月完成收尾工程。土石方明挖月强度776m3，洞内石方开挖626.5 m3，浆砌石月强度258 m3，施工进度如表6.5.2表6.5.2 施工强度表序号项目2005年2006年0121234567891筹备工作2明渠工程3隧洞工程4收尾工程7、环境影响评价及水土保持设计7.1环境影响评价本工程排涝渠全长1060.5m，总落差2.078m，主要渠系建筑物有：明渠40.5m，无压隧洞一座（长1020m），简易公路1200米和农桥2座。7.1.2对环境的有利影响局龙排涝工程是防治水害，改善涝区环境的综合水利工程，排涝工程的实施将使涝区能抵御5年一遇洪涝侵害，避免因洪涝灾害而造成社会危害，为当地经济稳定发展提供有力保障。同时又避免涝区积水时间过长而引起的各种传染疾病，保障了人民的身体健康。7.1.3对环境主要不利影响及对策措施施工期间将对大气、水体、噪声、自然景观造成一定影响，影响大气环境主要因素来自土石方开挖，车辆运输产生的粉尘和废气，噪声污染来源于施工机械和运行车辆，在施工现场，运输道路的一定范围内，加重噪声污染。施工期间局部绿化设施、天然植被遭受破坏，对城市环境污染绿化、美化有一定影响。治涝工程实施，需占用永久耕地4.32亩，临时耕地5.85亩，对环境造成了一定的影响。7.1.4结论及建议综上所述，防洪治涝工程的社会效益和环境效益是显著的，其环境效益远大于对环境的不利影响。工程施工期间对大气、水体、噪声产生暂时影响。待工程竣工后及时植树、种草，恢复植被和自然景观，因此，从环境影响评价角度讲，治涝工程设计方案是可行的。为减少或避免工程实施阶段对周围环境的不利影响，应注意作好以下工作：（1）、施工现场要切实搞好安全施工，做好防尘、防噪处理，居民点施工现场应尽可能与附近居民作息时间协调好，把对环境影响降到最低限度。（2）、施工运输道路要经常洒水，运输车辆要注意防漏，以减少灰尘对大气环境的污染。（3）、妥善处理工程征地，安排好因征地失去部分耕地的群众生活问题，为工程顺利实施创造有利条件。7.2水土保持设计7.2.1编制依据（1）中华人民共和国水土保持法（1991）；（2）中华人民共和国水土保持法实施条例（1993）；（3）水利部开发建设项目水土保持方案技术规范（SL204-98）；（4）广西壮族自治区实施中华人民共和国水土保持法办法（1994）；（5）关于印发广西壮族自治区水土保持设施补偿费、水土流失防治费征收使用管理办法的通知，桂价费1999247号。7.2.2水土流失预测局龙排涝工程的建设，对水土环境的主要影响是：新建的排涝渠，形成开挖边坡，占用部分土地，弃渣及坡面土体易流失，导致一定数量植被受到破坏。本工程建设规模小，对地表扰动少，造成水土流失程度轻微，防治方法简单，水土地保持重点防护治理区为弃渣场，估算造成水土流失面积为6000m2左右。7.2.3水土流失治理方案根据有关水土保持的法律法规、规范和有关文件精神，对本工程建设造成的水土流失提出相关的防治措施：（1）由于开挖引起的树木、植被受到破坏，在工程竣工后及时植树、种草、恢复植被，永久开挖边坡采用砌石、草皮护坡进行防治。（2）需布置的弃渣场、植树、种草等进行防护，且对其进行平整改造；对施工中形成的坑凹进行回填，合理利用土