XX沟中型淤地坝项目设计说明书.doc

XX沟中型淤地坝项目设计说明书第一章 概况第一节 基本情况 XX沟中型淤地坝位于XX县XX镇XX村村，距县城40km。属黄河水系,XX河的三级支流，XX沟的二级支流，XX沟小流域坝系，XX村沟子坝系。坝控面积2.1km2，地貌类型属黄土丘陵沟壑区第一副区,该流域沟壑纵横,植被稀少,水土流失严重。多年平均侵蚀模数13200t/km2（约9778m3/km2）。坝址所在沟道主沟道长1.8km，支毛沟14条,沟壑密度3.7km/km2,沟道平均比降4%，平均沟深60m,平均沟底宽45m,沟上部宽度350m,岸坡坡度1525左右,沟床及沟岸土质多为黄土,取土场分布在大坝两岸,储量丰富。第二节 社经情况 XX沟中型淤地坝位于XX县XX镇XX村，该村总户数237户，人口837人，劳力397个，耕地面积2081亩，人均耕地2.5亩，粮食总产14.8万kg，亩产141kg，人均产粮177kg，人均纯收入931元。第三节 综合治理现状及规划情况XX沟中型淤地坝坝控面积2.1km2，上游坡面治理较差，只有一些零星治理措施。根据XX县退耕还林还草总体规划，规划五年内完成治理面积1.47km2，其中乔木林72公顷，灌木林75公顷，治理度达到70%，年平均治理进度29%。第四节 兴建该工程的目的和作用兴建该坝的主要目的是拦蓄泥沙，防止水土流失，抬高侵蚀基准点，提高坝系整体的防洪能力，改善当地生态环境，拦泥淤地，增加粮食产量，提高人民群众的生活水平。该坝建成10年后，拦蓄泥沙20.53万m3，可新增坝地4.4hm2，可增加粮食产量2.1万kg，可促进退耕还林还草396亩，对流域综合治理有显著的促进作用。第五节 建筑材料土场：坝址两岸有丰富的土料，属中粉质壤土，能够满足筑坝需要。石料：距坝址5km处有石料厂，有块石、碎石可满足供应，购价55元/m3，用小四轮车运输，运杂费7.6元。砂子：距坝址20km处的砂厂,砂源充足可满足供应,购价65元/m3，用三轮车运输，运杂费14.6元。水泥：距坝址10km处县水泥厂有工程所需的C32.5水泥,能满足供应,购价270元/t，用三轮车运输，运杂费4.6元。钢材: 到坝址40km处的县城购买, 购价3850元/t，用三轮车运输，运杂费18.2元。柴油: 到坝址40km处的县城购买, 购价4450元/t，用三轮车运输。第六节 水文及气象资料根据XX地区水文手册，以及XX县气象局多年实测资料，本流域属暖温带大陆性季风气候，主要气候特征是：一年内四季分明，春季干燥多风，降雨稀少；夏季炎热，雨量较多；秋季凉爽，气候宜人；冬季寒冷，降雪很少。全年平均日照时数为2868小时，年均无霜期170天左右。年平均气温在6.811.8之间，大于10的积温为3512。年内平均大风日数为8日，平均风速为2.6m/s。年平均降雨量为492mm，降雨年际变化大，最大年降雨量达867.1mm（1961年），最小为204.2mm（1965年）。年内分配不均匀，69月降雨量占全年总降雨量的76%，123月仅占全年的5.4%。沟道内无常流水，径流多由暴雨引起。流域多年平均径流总量为11.93万m3,径流模数为5.68万m3/km2,多年平均土壤侵蚀模数13200t/km2，年输沙量为2.77万t。第二章 水文计算第一节 设计依据及设计标准1、设计依据中华人民共和国水利行业标准水土保持治沟骨干工程技术规范SL2892003；山西省企业标准淤地坝工程技术规范晋Q834-85；中华人民共和国国家标准水土保持综合治理 技术规范 沟壑治理技术GB/T16453.31996；中华人民共和国行业标准水工混凝土结构设计规范SL/T19196；中华人民共和国行业标准水利水电工程制图标准 水土保持图SL73.62001；流域内万分之一地形图、实测1/500坝址地形图及流域现状调查资料。 2、设计标准洪水重现期按20年一遇设计(P=5%)，50年一遇校核(P=2%)，设计淤积年限10年。第二节 水文计算.1、设计暴雨量的计算采用省淤地坝工程技术规范（以下简称省规范）（31）式 H24P=KPH24式中：H24P频率为P的24小时暴雨量（mm）H24最大24小时暴雨均值（mm）查省规范附表D-4得， H24=65mm，Cv=0.55KP频率为P的皮型曲线模比系数。查省规范附表D-3得 K5%=2. K2%=2.58 K10%=1.72将以上数据代入（3-1）式得H24.10%= 1.7265=111.8(mm)H24.5%= 2.165=136.5(mm)H242%=2.5865=167.7(mm)2、设计洪峰流量的计算采用省规范（3-2）QP=CH24PF2/3式中：QP频率为P的洪峰流量（m3/s）C1洪峰地理参数，查表31丘陵沟壑区C1=0.17, F坝控面积将已知数据代入式32得Q10%=0.17111.82.12/3=31.17（m3/s）Q5%=0.17136.52.12/3=38.05（m3/s）Q2%=0.17167.72.12/3=46.75（m3/s）3、设计洪水总量的计算采用省规范（33）式WP=KRPF式中：WP频率为P的洪水总量（万m3）K小面积折减系数，查省规范表（3-2），取K=0.7RP设计暴雨的一次洪水模数（万m3/km2）由设计暴雨查省规范附表D-5得R10%2.908（万m3/km2）R5%4.555（万m3/km2）R2%7.016（万m3/km2）将数字代入上式得:W10%=0.72.9082.1=4.27（万m3）W5%=0.74.5552.1=6.70（万m3）W2%=0.77.0162.1=10.31（万m3）4、年来泥沙量计算采用省规范（37）式：VS=（1-KS）SFV栏= VSN式中：VS年来泥沙量S年平均侵蚀模数S0.9778万m3/Km2KS坡面治理措施平均拦沙率Ks=0V栏淤积库容N淤积年限，N=10年VS=（1-0）0.97782.1=2.053（万m3）拦2.0531020.53万m35、水文计算成果汇总表控制面积(km2)暴雨(mm)洪峰(m3/s)洪量(万m3)淤积量P=5%P=2%P=5%P=2%P=5%P=2%年万m32.1136.5167.738.0546.756.7010.311020.53第三章 工程设计第一节 枢纽组成通过实地勘测、调查坝址处地形、地质情况,经多方案比较,确定XX沟中型淤地坝的枢纽组成为大坝和放水建筑物(卧管、涵洞、明渠及消力池)两大件，不设溢洪道。放水建筑物布置在大坝左岸。坝址两岸有适宜的中粉质土壤，其储量足以满足填筑坝体的需要,故坝型选择为均质碾压土坝。第二节 土坝设计一、 筑坝土料设计筑坝土料的平均运距60m，土质为中粉质壤土，其有机质含量小于2%，水溶盐含量小于5%，满足碾压土坝对土质的要求。施工时土料的最优含水量应控制在12%-15%。坝体干容重不应小于1.55t/m3。二、坝高、库容、面积曲线绘制坝高与面积、库容关系曲线的绘制是由经纬仪、水准仪网络交汇测量绘制的地形图量算求得的。根据实测坝址以上沟道的纵横断面，计算不同水位面积和层间库容，然后计算出累计库容，坝高库容面积计算见下表,然后绘制出坝高（H）库容（V）面积（A）曲线。水位(m)坝高(m)层间面积(m2)平均层间面积(m2)水层厚度(m)水层间体积(m3)库容累计(m3)990000300260012722600600900218001274412002400170023400127662200580029002580012788360011600430028600128010500020200612021224012821272403244083602167201284149480491601054022108012861611600702401260022520012881813600954401460022920012902015600 124640三、坝高计算采用公式：H=h拦+h滞+h安式中：H总坝高（m）h拦拦泥坝高（m）h滞滞洪坝高（m）h安安全超高（m）由V拦=20.53万m3，查坝高 库容曲线得：h拦=14.4m，相应拦泥高程为1004.4m，淤地面积4.4hm2。设计情况下：V滞5%=6.70万m3，V拦+V滞5%=20.53+6.7=27.23万m3，查坝高库容曲线得： h拦+h滞=15.76m，相应设计洪水位为1005.76m，h滞5%=15.76-14.4=1.36m。校核情况下：V滞2%=10.31万m3，V拦+V滞2%=10.31+20.53=30.85万m3，查坝高库容曲线得h拦+h滞=16.4m ,相应校核洪水位1006.4m,h滞2%=16.4-14.4=2.0m。查省规范表41取h安=1.1m则H设=14.4+1.36+1.3=17.06mH校=14.4+2.0+1.3=17.7m取最大坝高为17.7m,相应坝顶高程为1007.7m,沟底高程为990.0m。四、施工期汛期拦洪坝高计算为保证大坝施工期安全渡汛，需计算汛期拦洪坝高。汛期拦洪坝高为汛期防洪库容（最低放水孔以上能拦蓄20年一遇洪水总量）对应的坝高与安全超高之和。卧管最低放水孔高程为994.75m，查坝高库容曲线，相应死库容为1.426万m3，设计洪水总量为6.70万m3，则总库容为8.126万m3，查坝高库容曲线，相应坝高为9.5m，相应高程为999.5m，取安全超高2m，则H汛=9.5+2=11.5m，相应高程1001.5m。五、坝体断面尺寸确定坝顶宽度因坝顶无交通要求，查省规范表4-2 ,坝顶宽度B=3m。坝坡因坝高17.7m，查省规范表4-3,取在上下游10m处设马道,上游马道以上坡比1:1.75,马道以下坡比1:2；下游马道以上坡比为1:1.5,马道以下坡比为1:1.5。3、排水沟为防止暴雨冲刷坝面，在坝体与岸坡结合处设纵向排水沟，将坝面流水送出坝脚以外。排水沟为矩形断面，尺寸为30 30cm（深 宽），边墙、底板厚均为20cm，用M5.0水泥砂浆浆砌块石砌筑,M10水泥砂浆勾缝。4、结合槽为增加坝体稳定性，防止土坝与沟底结合面上透水，沿坝轴线方向从沟底到岸坡开挖一道梯形断面结合槽。结合槽底宽1.0m，深1m，边坡比1：1，结合槽用黄土人工回填夯实。5.坝基和岸坡处理坝体填筑前，必须对坝基和岸坡进行处理，清基范围应超出坝的坡脚线0.6m，清基平均深度为30cm，凡在清基范围内的地面表土、乱石、草皮、树木、腐殖质等均要清除干净，不得留在坝内做回填土用。与坝体连接的岸坡应开挖成平顺的正坡，土质岸坡不陡于1：1.5。6.护坡:在土坝上游淤面以上及下游坝坡设置草皮护坡,种植柠条,防止雨水冲刷,护坡面积2111.5m2。7.取土场整治工程完工后，取土场用推土机按机修梯田标准整平,整治面积2719m2。第三节 放水建筑物设计放水建筑物由放水卧管和输水涵洞及出口明渠段三部分组成。放水卧管布设在大坝上游左岸的红粘土地基上，涵洞及出口明渠段布设在大坝右侧底部的红粘土地基上。一、卧管设计卧管采用箱式方形结构，底坡为1：2，用M7.5水泥砂浆浆砌块石砌筑成台阶式。卧管台阶高0.4m，盖板采用C20钢筋混凝土预制板。1、放水流量的确定根据中华人民共和国水土保持综合治理技术规范，要求排掉洪水保坝，按3天内放完一次10年一遇洪水总量计算 Q放= W10% /T=4.2710000 /386400=0.165m3/s取Q=0.1653/s为设计放水流量。2、放水孔孔径的计算卧管台阶高为0.4m，每台设放水孔，每台设一孔，按每次放水同时开启2孔计算，放水孔孔径为d=0.68Q放(H11/2H21/2)1/2式中：d放水孔孔径（m）H1、 H2分别为第1、2孔的作用水头（m），H1=0.4m,H2=0.8m，Q放放水流量（m3/s） Q放=0.165m3/s 将以上有关数值代入公式得d=0.680.165/（ 0.40.5+ 0.80.5）1/2=0.224(m)取放水孔孔径为0.23m验算下泄流量：Q放=d2(H11/2H21/2)0.682=0.232(0.41/20.81/2)0.682=0.175m3/s3、卧管断面尺寸确定考虑在实际运用中，由于水位变化而导致的放水孔调节，卧管内流量比正常运用时应加大20%30%，故卧管断面设计时要按加大流量计算，取Q加=1.3 Q放=1.30.175=0.228m3/s.卧管内的水流近似于明渠水流,按明渠均匀流公式进行水力计算,求出正常水深。拟定卧管底宽b=0.4m。采用公式：Q加=C 式中：Q加卧管过水流量（m3/s），Q加= 0.228m3/sb卧管断面底宽（m）,b=0.4m过水断面面积（m2）=bh0=0.4h0C谢才系数，C=（1/n）R1/6R水力半径，R=/X，X湿周，X=0.4+2h0n糙率，n=0.017i卧管底坡，i=1/2将以上有关数值代入公式，经试算得卧管正常水深为：h0=0.0881m为保证放水孔水流跌落卧管时水柱的跃高不致淹没进水孔底缘,使卧管内不形成压力流,对方形卧管,其高度应为卧管正常水深的34倍，则卧管断面高为：H=40.0881m=0.352m, 为了便于施工，取H=0.4m卧管断面尺寸确定为（宽高）0.40.4m4、卧管结构尺寸确定查省规范表D13，取侧墙顶宽0.3m,底宽0.5m,基础外伸长0.10m,基础厚0.4m,盖板搭接长度0.15m。卧管轴线与涵洞轴线夹角为125度,卧管斜长30.97m，沿底板每隔10m设一道断面为0.5m0.5m的齿墙,共3道,以增加其稳定性。卧管总高度14.55m，共31台，32块盖板。为防止卧管放水时产生真空，在卧管顶部设通气孔，通气孔高程1007.15m,末端高程992.6m,最低放水孔高程994.75m。5、卧管末端消力池断面尺寸确定为使水流平顺进入涵洞，在卧管末端与涵洞连接处设消力池。消力池为矩形断面，用M7.5水泥砂浆浆砌块石砌筑,盖板采用C20钢筋混凝土预制板。5.1 判断是否需要设消力池。采用公式：式中：q单宽流量，q=0.2280.4=0.57m3/s.mh2第二共轭水深（m）h0卧管正常水深（m），h0=0.0881ma流速不均匀系数，取a=1.1g重力加速度（m/s2），g=9.81m/s2将以上有关数值代入公式计算得h2=0.08812(181.10.5729.810.08813)0.51 =0.865m下游涵洞正常水深hs=0.249m,h2hS,故发生远离式水跃,需设消力池。5.2消力池断面尺寸确定池深计算采用公式：d=（h2-hs）式中：d消力池深（m）淹没安全系数，=1.25h2消力池的跃后水深（m），h2=0.865mhs紧接消力池出口的下游水深（m），hs=0.249m将以上有关数值代入公式计算得:d=1.25(0.865-0.249)=0.77m取池深D=0.8m池长计算采用公式:LK=(4.85.5)(h2-h0)=(4.85.5)(0.865-0.0881)=3.76-4.27m取池长LK=4.0m池宽计算采用公式:B=b+0.4=0.4+0.4=0.8m取池宽B=0.8m消力池断面尺寸确定为:长宽深=4.00.80.8m6、消力池结构尺寸确定查省规范表D8，确定消力池结构尺寸为：侧墙顶宽0.65m,底宽1.4m,基础外伸长0.2m,基础厚0.5m,盖板搭接长度0.3m。消力池底高程为992.6m,盖板顶高程为994.8m。二、盖板配筋计算1、卧管盖板配筋计算卧管盖板采用钢筋砼预制板，盖板长宽=0.71.0m，拟定盖板厚度为0.15m。砼强度等级为C20，相应的抗压强度fc=10N/mm2，钢筋采用热轧级钢，相应的抗拉强度fy=210N/mm2。取钢筋砼容重r砼=2.5t/m3=25KN/m3,淤泥饱和容重r淤=2t/m3=20kN/m3,水容重r水=1t/m3=10kN/m3,砼保护层厚=25mm盖板上淤泥厚度h淤=14.4-4.75=9.65m,盖板上水深h水=16.4-14.4=2.0m,盖板宽度b=1.0m。盖板内力按简支梁计算，每块盖板配筋量计算如下：1.1均布荷载计算荷载标准值计算自重荷载gk1=r砼bh砼=251.00.15=3.75KN/m淤泥压力荷载gk2=r淤bh淤=201.09.65=193KN/m水压力荷载qk3=r水bh水=101.02.0=20kN/m荷载设计值计算板自重荷载分项系数rG1=1.05,淤泥压力荷载分项系数rG2=1.2,水压力荷载分项系数rQ=1.0g=rG1qk1+rG2qk2=1.053.75+1.2193=235.54kN/mq=rQqk3=1.020=20kN/mQ=g+q=235.54+20=255.54kN/m1.2内力计算板的计算跨度按以下公式取小值L=L0+aL=1.1L0式中:L0板的净跨（m），L0=0.4ma搭接长度（m），a=0.15m将以上有关数据代入公式计算得:L=0.4+0.15=0.55mL=1.10.4=0.44m 取L=0.44m跨中弯矩设计值采用公式:M=0.125r0(g+q)L2支座截面剪力设计值采用公式:V=0.5r0(g+q)L0 式中: r0结构重要性系数，r0=0.9设计状况系数，=1.0其它符号意义同前.将以上有关数值代入公式计算得:M=0.1250.91255.540.442=5.57KNm V= 0.50.91255.540.4=46.0KN 1.3 配筋计算a、采用公式M= 1/rdfcash02，求asa s= rdM/ fc bh02式中：as受拉钢筋合力点到受压区边缘的距离 rd结构系数， rd=1.2M跨中弯矩，M=5.57KNm=5.57106 N.mm fc砼抗压强度， fc=10N/mm2b板的宽度，b=1.0m=1000mm a砼保护层厚度，a=25mmh0盖板有效厚度，h0=h-a=150-25=125mm 将以上有关数值代入公式计算得： as=1.25.57106 / 101000752 =0.043 b、 根据as计算受压区相对高度采用公式:=1-(1-2as)1/2将有关数值代入公式计算得:=1-(1-20.043)1/2=0.044判断是否满足b条件。该工程采用热轧级钢b =0.614，因为=0.044min条件卧管盖板配置级钢筋，min=0.15%采用公式:=fc / fy =0.04410/2100.21%min=0.15% 满足最小配筋率要求e、查表选配合适的钢筋直径和根数查表确定每块盖板选用510的受力筋，实际钢筋面积As=392.5mm2，分布筋选用56.5的钢筋。 f、斜截面抗剪校核首先按以下公式验算截面尺寸是否满足要求因为h0/b=125/1000=0.125V=46000N 说明截面尺寸满足要求.按以下公式验算剪力是否满足要求Vc剪力=1/rd 0.07fcbh0 =(1/1.2)0.07101000125=72917NV=46000N满足剪力要求，不需弯起钢筋。2、消力池盖板配筋计算消力池盖板采用钢筋砼预制板,盖板长宽=1.48m,拟定盖板厚度为0.2m,砼强度等级为C20,相应的抗压强度fc=10N/mm,钢筋采用热轧级钢,相应的抗拉强度fy=210N/mm。取钢筋砼容重 r砼=2.5t/m3 =25KN/m3，淤泥饱和容重r淤=2.0t/m3 =20KN/m3，水容r水=1.0t/m3=10KN/m3 ，砼保护层a=25mm。盖板上淤泥厚度h淤=9.6m, 盖板上水深h水=2.0m。盖板内力按简支梁计算，取1m板宽计算：2.1均布荷载计算自重荷载 gk1=r砼bh=251.00.2=5KN/m 淤泥压力荷载 gk2=r淤bh淤=201.09.6=192KN/m 水压力荷载qk3=r水bh水= 101.02.0=20KN/m荷载设计值计算板自重荷载分项系数rG1=1.05淤泥压力荷载分项系数rG2=1.2水压力荷载分项系数rQ=1.0g=rG1gk1+rG2 gk2= 1.055+1.2192=235.65KN/mq=rQ qk3=120=20KN/m Q=g+q=235.65+20=255.65kN/m 2.2内力计算板的计算跨度按以下公式取小值:L=L0+aL=1.1L0式中:L0板的净跨（m），L0=0.8ma搭接长度（m），a=0.35m将以上有关数据代入公式计算得:L=0.8+0.35=1.15mL=1.10.8=0.88m取L=0.88m跨中弯距设计值采用公式:M=r01/8(q+g)L2支座截面剪力设计值采用公式V=r01/2(q+g)L0式中:r0结构重要性系数，r0=0.9设计状况系数，=1.0其它符号意义同前按以上有关数值代入公式计算得:M=1/80.91255.650.882=22.27kNm V=1/20.91255.650.8=92.03kNm 2.3配筋计算a、采用公式 ：M=1/rdfcasbh02 求as a s= rdM/fc bh02 式中：as受拉钢筋合力点到受压区边缘的距离rd结构系数，rd=1.2M跨中弯距，M= 22.27106Nmmfc砼抗压强度，fc=10N/mm2b板的宽度，b=1000mma砼保护层厚度，a=25mmh0盖板有效厚度，h0=h-a=200-25=175mm将以上有关数值代入公式计算得as= 1.222.27106/ 1010001752 =0.0925b、根据as计算受压区相对高度=1-(1-2as)1/2= 1-(1-20.0925) 1/2=0.0972判断是否满足b条件。该工程采用热轧级钢,b=0.614。因为=0.0972min条件消力池盖板配置级钢筋，min=0.15%,采用公式=fc/ fy= 0.097210/ 210=0.46%min=0.15%满足最小配筋率要求。e、查表选配合适的钢筋直径和根数查表确定盖板选用12125的受力钢筋, 实际钢筋面积As=904mm2，分布筋选用66.5的钢筋。f、斜截面抗剪校核首先按以下公式验算截面尺寸是否满足要求，因为h0 /b=175/1000=0.17592030N 说明截面尺寸满足要求。按以下公式验算剪力是否满足要求Vc剪力=1/rd 0.07fcbh0将有关数值代入公式计算得：1/rd 0.07fcbh0= (1/1.2)0.07101000175=9917092030N满足剪力要求，不需弯起筋。三、涵洞设计根据地形条件，涵洞布置在左岸高程为993.4m的红粘土地基上，采用浆砌石拱涵，用M7.5水泥砂浆浆砌块石砌筑，M10水泥砂浆勾缝。涵洞底坡为1/100，进口与陡坡末端消力池连接，出口与消能段连接。涵洞与卧管消力池夹角为125度。 1、涵洞内水深计算采用明渠均匀流公式： Q=C式中：Q涵洞内过水流量（m3/s）,Q=Q加=0.228(m3/s) 过水断面面积（m2），=bh=0.8h b涵洞底宽（m），取b=0.8mC谢才系数，C=（1/n）R1/6 R水力半径，R=/X，X为湿周，X=0.8+2h n糙率，n=0.025 i涵洞底坡，i=1/100 将以上有关数值代入公式,经试算得涵洞内正常水深为：h=0.249m 涵洞允许最大水深为：h允=0.75h=0.751.2=0.9(m)，h允ho，故涵洞内不会出现有压流。2、涵洞断面尺寸确定 涵洞采用等截面半圆拱形式。根据涵洞水深计算结果，考虑到检修方便，取涵洞底宽0.8m，高1.2m，拱圈内半径0.4m。3、涵洞结构尺寸确定 涵洞基础厚0.5m，拱圈厚0.4m，墩高0.8m，起拱面宽0.5m，基础外伸长0.1m，基础宽0.85m，基础厚0.5m。 涵洞全长49.5m，进口高程为993.4m，出口高程为992.91m。为适应地基不均匀沉降，防止温度伸缩引起管裂，沿涵洞轴线每隔10m设一道沉陷缝，并与温度缝结合在一起，共5道。 为防止洞身与坝体结合时，沿管壁产生集中渗流，结合沉陷缝设截流环。截流环顶厚0.62m，底厚1m，四周均凸出洞壁 0.5m。沉陷缝宽2cm，用沥青麻刀回填。涵洞洞身用粘土做1m厚的涵衣，人工夯实，干容重达到1.6T/m2以上。四、涵洞出口消能段设计 涵洞出口建筑物由陡坡明渠段及消力池组成。明渠段水平段长18.6m，底坡1:5，进口高程992.91m，出口高程989.2m。明渠段采用矩形断面，底宽0.8m，用M7.5水泥砂浆块石砌筑，M10水泥砂浆勾缝。在明渠段中部底板增设一道宽深各为0.5m的齿墙。1、明渠段水力计算XX界水深计算采用公式：式中：hkXX界水深（m） 系数，=1.1 q单宽流量，q=0.228/0.80.285m3/s.mg重力加速度，g=9.81m/s2将以上有关数值代入公式计算得：hk（1.10.2852/9.81）1/3=0.209m 正常水深计算采用明渠均匀流公式：Q=C 式中已知Q=0.285m3/s，i=1/5 n=0.017, b=0.8m将以上有关数据代入公式，经试算得水深ho=0.0706m2、涵洞出口明渠段结构尺寸确定涵洞明渠段底板厚0.4m，进出口侧墙均采用挡土墙形式，进口侧墙高为XX界水深加0.5m的安全超高，即0.209+0.5=0.709m，取0.8m，顶宽0.4m，底宽0.75m，基础外伸0.1m，基础厚0.4m；出口侧墙高为正常水深加0.5m的安全超高，即0.0706+0.5=0.571m，取0.6m，顶宽0.4m，底宽0.7m，基础外伸0.1m，基础厚0.4m。3、明渠末端消力池设计 为使水流平顺地进入河槽，在明渠出口处设消力池，消力池为矩形断面，底宽0.8m。3.1判断是否需要设消力池采用公式：式中：q单宽流量，q=0.228/0.80.285m3/s.mh2第二共轭水深(m)h0明渠段正常水深，h0= 0.0706ma流速不均匀系数，取a=1.1g重力加速度，g=9.81m/s2将以上有关数值代入公式计算得：h2=0.07062(181.10.28529.810.07063)0.51 =0.473m紧接消力池出口的下游沟道水深hs=0.2m，h2hs，故发生远离式水跃，需设消力池。3.2消力池断面尺寸计算池深计算 d=1.25(h2-hs)池长计算 Lk=(4.85.5)(h2-ho)将有关数值代入公式计算得：d=1.25(0.473-0.2)=0.34(m)取池深d=0.4mLk=(4.85.5)(0.473-0.071)=1.932.21m取池长Lk=2.1m池宽计算 B=b+0.4=0.8+0.4=1.2m3.3消力池结构尺寸确定侧墙顶宽0.4m，底宽0.8m，基础外伸长0.1m，基础厚0.5m。 第四章 工程量计算 土坝工程量按等高线分层法计算,建筑物工程量按建筑物几何轮廓尺寸计算，具体见大坝土方量计算表、清基面积计算表、削坡工程量计算表、工程量汇总表。该工程总工程量38629m3，其中土方38291m3，石方332.3m3，砼5.7m3。第五章 工程概算第一节 概算编制说明一、 工程概况XX沟中型淤地坝由大坝和放水建筑物两部分组成。坝控面积2.1平方公里,总库容30.85万方,拦泥库容20.53万方,坝体为均质土坝，坝高17.7,坝顶宽3米,回填土方量32627方;放水建筑物包括涵洞和卧管,涵洞长49.5米,卧管高14.55米,全部用水泥砂浆砌筑石方。二、编制依据本设计主要依据中华人民共和国水利部水总200367号文件水土保持工程概（估）算编制规定和水土保持工程概算定额和初步设计有关资料、图纸；以及水利部2002116号文件颁发的水利建筑工程概算定额、水利工程施工机械台时费定额及黄河水利委员会黄规计2001113号文件颁发的黄河水土保持生态工程设计概（估）算编制办法及费用标准（试行），黄河水土保持生态工程概算定额（试行）进行编制。三、投资主要指标XX沟中型淤地坝共需水泥34.97吨，钢材270公斤，砂子133.07方，块石358.94方，柴油39.9吨，需投工22489工时; 单位库容投资1.56元/m3，单位拦泥投资2.35元/m3，单位工程量投资12.48元/m3，单位淤地投资109547元/hm2，单位工程量换库容7.99m3/m3，单位淤地面积拦泥46666.67m3/hm2。第二节 基础单价1、人工预算单价：根据水利部颁发的水土保持生态建设工程概（估）算编制规定，人工预算单价取1.5元/工时 。2、材料预算价格主要材料价格（水泥、块石、砂石、柴油）包括材料市场价、包装费、运杂费、采购及保管费（采购及保管费率取2%），按2005年第3季度价格水平计算，计算公式为：材料预算价格=(材料市场价+运杂费)（1+采购及保管费率）。3、施工用水、电价格水按1元/吨计算；电按0.6元/(kwh)计算。4、机械使用费施工机械使用费按水土保持工程概算定额中的施工机械台时费定额计算。5、砂浆单价按当地材料价格，根据水土保持工程概算定额中砂浆配合比计算。M7.5水泥砂浆159.76元/m3, M10水泥砂浆167.46元/m3 ,M5.0水泥砂浆151.08元/m3。6、砼材料单价按当地材料价格，根据水土保持工程概算定额中混凝土材料配合比计算,C20砼176.42元/m3。第三节 建筑工程单价编制建筑工程单价由直接费、间接费、企业利润和税金组成。一、直接费：包括基本直接费和其它直接费两部分。直接费包括人工费、材料费和机械使用费，根据部水保定额以及人工、材料预算价格进行计算，其它直接费取直接费的3.5%。二、间接费：以直接费为基数取7.0%。三、独立费用1、建设管理费1项目经常费取工程措施费的1.5%。2技术支持培训费取工程措施费的0.6%。2、工程建设监理费取工程措施费的2.5%。3、科研勘测设计费3.1本工程设计无科学研究试验项目，故不列科学研究试验费。3.2勘测设计费 3.2.1 勘测费工程勘察收费=工程勘察收费基准价（1+浮动幅度价）工程勘察收费基准价=基本勘察收费+其他勘察收费基本勘察收费=工程勘察收费基价专业调整系数工程复杂程度调整系数附加调整系数其中：浮动幅度值暂不计其他勘察收费暂不计 专业调整系数取0.55 工程复杂程度调整系数取1.0 附加调整系数取0.7工程勘察收费基价按国家计委、建设部计计价格200210号文工程勘察设计收费标准计算.3.2.2设计费工程设计收费=工程设计收费基准价（1+浮动幅度值）工程设计收费基准价=基本设计收费+其他设计收费基本设计收费=工程设计收费基价专业调整系数工程复杂程度调整系数附加调整系数其中：浮动幅度值暂不计 其他设计收费暂不计 专业调整系数取0.8 工程复杂程度调整系数取0.85 附加调整系数取0.7工程设计收费基价按国家计委、建设部计计价格200210号文工程勘察设计收费标准计算.4、征地及淹没设计补偿费暂不计5、水土流失监测费取工程措施费的0.6%6、工程质量监督费取工程措施费的0.25%四、预备费1、基本预备费：按工程措施费与独立费用之和的3%计算。2、价差预备费：年物价上涨指数为零，价差预备费取零。第四节 总投资经计算XX沟中型淤地坝工程总投资48.2万元，静态投资48.2万元,其中工程措施42.81万元,独立费用3.99万元，预备费1.4万元。第六章 效益分析依据水利经济计算规范以及中华人民共和国国家标准水土保持综合治理 效益计算方法（GB/T15774-1995），XX沟中型淤地坝建成后,将产生多方面的效益,促进流域内农民致富，农村稳定，农业发展。第一节 经济效益一、拦泥效益 拦泥效益以治沟骨干工程设计拦泥库容和淤积年限为准，根据流域的径流、泥沙特征，考虑到没有这些工程时泥沙的1/4淤积到下游河道中，单位体积的清淤费15元/m3，即拦一方泥沙的效益为3.75元。工程建成后可节约下游河道清淤费用即为拦泥效益。计算采用下列公式：B1=V拦25%P清/T拦式中：B1 -拦泥效益V拦-拦泥库容 V拦=20.53万m3P清-清淤费用单价 P清=15元/m3T拦-设计淤积年限 T拦=10年B1=20.5325%15/10=7.7万元/年二、种植效益中型淤地坝工程建成后，可新增沟坝地66亩，可利用53亩进行种植并可保收,年增产粮食2.1万公斤，年产值达2.1万元。第二节 生态效益该坝建成后，坝控面积达到2.1km2，总库容30.85万m3，拦泥库容20.53万m3，淤地面积4.4hm2 ，拦蓄径流10.32万m3,可促进退耕还林还草396亩，加快水土保持治理速度，改善小流域气候条件，涵养水源，促进生态系统的良性循环。为农民群众粮食生产解除了后顾之忧，有效改善当地生态环境。第三节 社会效益该中型淤地坝建成后，能有效减轻下游中型淤地坝的防洪压力，保护下游工农业生产及人民群众的生命财产安全。方便群众耕种，促进农村产业结构调整，提高农民群众生活水平。淤地坝工程的建设，不仅直接增加了坝地，增加了粮食产量，更重要的是在粮食稳定的基础上，区域土地利用结构将得到合理的调整 ,对减少入黄泥沙、发展地方经济、促进社会进步、全面建设小康社会具有十分重要的作用。第七章 施工设计第一节 施工条件1、环境条件流域内各大支沟都有乡间土路，交通较为便利，村村通电，可满足施工需要。气候因素：在冬季（123月）气候寒冷不便施工；在汛期（79月）有暴雨山洪，不利沟道施工。其余时间是施工的有利时期。农事活动：随着退耕还林（草）生态工程的实施，农事活动逐年减少，较多的农村劳动力可参与到施工中去。2、施工力量近年来，全县群众参与中型淤地坝和中小型淤地坝建设，对打坝淤地深有感情，建坝积极性高，并掌握了基本筑坝技术，积累了较丰富的施工经验，涌现出了十多支水保专业施工队。流域内现有劳动力88个，推土机、装载机、小四轮、三轮车等施工机械。县水利局有工程师四名，助理工程师11名，可满足施工需要。第二节 施工质量要求一、 土坝施工质量要求1、铺土（1）大坝铺土前，应使坝基表面含水量控制在要求范围内。（2）铺土方向最好沿坝轴方向延伸，厚度要均匀，宽度一次铺够，尽量避免接缝。人工夯实铺土厚度不超过20cm，夯实后1214cm；履带拖拉机碾压时，铺土厚度不超过25cm，压实后21cm。（3）沿坝轴方向铺土，应尽量平起平筑，若不能平起时，需要仔细做好接缝处理，其横向（顺水流方向）接缝的结合坡度不陡于1：3。如高差大于1m时，应开挖结合槽。（4）每次铺土前，要将上次已压实的土面适当洒水湿润刨毛，以利上、下层结合，上坝土料含水量控制在12%15%之间为宜。2、压实（1）本中型淤地坝主要采用履带拖拉机碾压，采用“进退错距两次错车压迹应重迭1015cm。沿坝轴方向，用12档速度进行碾压，压实干容重必须达到1.55t/m3以上。（2）当坝面狭窄或机械碾压不到的部位，由人工进行夯实。夯实方法为梅花套打法，夯间重合三分之一。二、放水建筑物施工质量要求1、砌筑前应将砌石表面的泥污、水锈等刷洗干净。2、浆砌石工程用挤浆法砌筑，即先在基础表面铺一层厚3cm的浆，再将石料放在砂浆上，石料放好后用脚踩或锤击，使之紧密结合，然后给竖缝灌砂浆，至缝深2/3厚后，向缝内挤片石并有铁锤捣实，使砂浆与石块紧密结合。3、砂浆配制必须按设计的配合比调和，稠度适中，过干不易捣实，过稀降低质量。4、砌筑时上、下两层竖缝必须错开8cm以上，砌石缝宽为3cm，石料较平整的一面放在迎水面，以利水流。5、浆砌石的外露砂浆，在砂浆未凝固前，应将虚浆挖去23cm深，再用水泥砂浆勾缝，勾缝前要先用水将接缝洒湿。6、冬季砌筑时要有防冻设备，务使灰浆在未凝固前不致因冰冻而损坏。7、灰缝初凝前不能填土，震动，更不能由涵洞内排水，以免水流冲去砂浆造成漏水。8、放水建筑物砌筑前要将基础处理好，放在基岩或坚硬的地基上，严禁放在松软的地基上，地基结构变化处增设沉陷缝，涵洞砌筑完毕后，要用粘土回填1m以上的涵衣，干容重要大于坝体设计干容重。靠近管壁部位，粘土含水量不能小于20%，用大锤夯捣使回填土料与涵洞外侧紧密结合。9、水泥砂浆砌石体要进行洒水养护，表面用草袋覆盖，洒水次数根据气温和风力而定，要使砌体经常保持湿润状态，暂不加砌的，至少要养护7天。正在砌筑的表面，严禁敲打、震动。第三节 施工组织设计一、导流方案XX沟沟道内无常流水，可在枯水季节进行放水建筑物施工。与此同时，进行坝底清基，截水槽开挖回填以及部分坝体的回填工作，形成一定的库容滞洪，放水建筑物放水导流。二、 施工方法1、 施工工艺及流程该工程建设内容包括土方碾压和放水建筑物砌筑。土方碾压施工工艺包括施工准备、工程放线、清基削坡、地基开挖（结合槽、涵洞）碾压、整坡 ；放水建筑物施工包括基础开挖、石方砌筑、砂浆养护、土方回填等。2、土坝施工方案本中型淤地坝为均质碾压土坝，施工主要包括：清基削坡、挖结合槽、土料开挖与运输、坝面填筑和土料压实的质量检查等。清基削坡、挖结合槽和涵、卧管土方开挖由人工进行，其余施工工序用装载机、推土机配合施工，土料压实质量必须层层检测，每层检测数量按每50m2一个点控制 ，结合部位加密一倍。3、放水建筑物施工方案涵洞应在土坝未填土前筑好，以便筑坝时作为施工导流之用。卧管施工可与土坝碾压同时进行。所有工序全部由人工完成。三、施工组织形式工程批复后即可动工修建。工程实行招投标制和监理制，由有资质的工程建设专业队和监理单位承包完成工程建设和监理工作。在县项目领导组的指导下，由县