铁山垅钨矿矿山泥石流治理工程施工图设计.doc

目 录第一章工作概况第二章设计依据第三章治理工程布置及工程量第四章施工图设计说明第五章工程施工要点第六章有关问题说明第七章治理工程经费预算附 件(另附)铁山垅钨矿矿山环境恢复治理补充勘察报告附 表1、附表一、治理工程经费预算结果表2、附表二、治理工程经费预算汇总表3、附表三附表九：各坝体及排洪道工程经费预算表附 图图号 顺序号 图 名1 1 江西省于都县铁山垅钨矿矿山泥石流治理工程布置图(另附)2 2 I号坝平面位置图2 3 I号坝设计断面图3 4 号坝平面位置图3 5 号坝设计断面图4 6 号坝平面位置图4 7 号坝设计断面图5 8 V号坝平面位置图5 9 V号坝设计断面图6 10 号坝平面位置图6 11 号坝设计断面图7 12 号坝平面位置图7 13 号坝设计断面图8 14 排洪道纵剖面图8 15 排洪道横断面图-33-第一章 工作概况江西省于都县铁山垅钨矿矿山环境恢复治理工程于二OO一年三月由国土资源部环境司批准立项。四月，该工程的环境地质调查由江西省环境监测总站完成并编制了调查报告，报告对铁山垅钨矿隘上矿区泥石流的发育状况、发育条件及其发展趋势和危害的严重性进行了综合评述，同时提出了两套泥石流防治方案。针对两套防治方案，江西地质工程勘察院进行了相应工程的初步设计。上述调查报告及初步设计合编为江西省于都县铁山垅钨矿矿山环境恢复治理方案及初步设计，于同年五月提交省国土资源厅审查。二OO一年六月十七日，省国土资源厅环境处组织有关专家对上述治理方案及初步设计进行了会议评审，确定方案一为治理工程实施方案，同时对治理工程范围内的勘察、测量工作以及施工图设计提出了相应的要求和建议。为满足施工图设计需要，省环境总站对工程现场进行了补充勘察、测量，并于二OO一年十月编制提交了江西省于都县铁山垅钨矿矿山环境恢复治理补充勘察报告。泥石流治理工程施工图设计由江西地质工程勘察院承担完成。第二章 设计依据本设计为铁山垅钨矿隘上矿区泥石流治理工程施工图设计，设计依据的基础资料、主要规程规范及参考文献如下：1、江西省于都县铁山垅钨矿矿山环境恢复治理方案及初步没计；2、江西省于都县铁山垅钨矿矿山环境恢复治理补充(坝址探槽、测量)勘察报告；3、地质灾害治理设计规范(讨论稿，1997)；4、砌体结构设计规范(GBJ3-88)：5、建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)：6、工程地质手册(第三版)；7、泥石流防治（中国铁道出版社，1983）。工程内容主要包括拦砂坝、拦挡坝、导水坝、排洪道等。坝体设计中坝高参数根据地质调查报告结论确定。第三章 治理工程布置及工程量根据专家审定的泥石流治理方案，本施工图设计包括拦砂(挡)坝五座、导水坝一座、排洪道一条。工程布置详见“江西省于都县铁山垅钨矿泥石流治理工程布置图”，施工图设计图纸附后。各坝体及排洪道的位置、工程量等参数详见下表。泥石流治理工程一览表工程位置工程类型工程编号坝顶标高(m)坝高(m)砌体方量(m3)设计库容(m3)排洪道长度(m)浇筑方量(m3)号沟沟口处拦砂坝I3231319306279号沟号坝导水坝4276430号沟号坝拦砂坝56116266039143号沟排洪道排洪道1070306号沟沟口处拦砂坝29052201309号沟沟门处拦砂坝31211191010489号沟沟口处拦挡坝2577520备 注排洪道原有废弃坑道段长440米，砼浇筑段长630米第四章 施工图设计说明一、泥石流性状分析根据铁山垅钨矿环境地质调查报告，调查区共发育五条沟谷，各沟谷泥石流易发程度(严重程度)为中等，并以号沟松散物质堆放量最大(10.8万m3)、流域面积也最大(0.577Km2)。以下对调查区泥石流性状作简要分析：据经验公式，泥石流流体容重c=9.8/（1-0.0334AIc0.39）式中A坍方程度系数，取A=0.9：Ic沟谷平均坡度，取Ic=320则有 c=13.71（KN/m3）。经调查取样测试，固体物质(变质石英砂岩)的重度H=27.34KN/m3。由此计算出泥石流流体水石比(体积比)为3.48：1。调查区五条沟谷中以号沟汇水面积最大，沟谷溪流量也最大，其50年一遇最大流量为0.7752m3s。按水石比3.48：1计算，泥石流量大流量为1.Om3/s。计算可知，泥石流泥位浅、流速小，在适当位置设置重力式拦砂坝后，坝后泥砂呈低速淤积状，流体冲击力极小。因坝后库容已考虑了泥砂淤积总量，故泥石流基本不存在漫坝溢流的情况。综合以上分析，坝体结构验算时按坝后淤满泥砂时的静压力考虑，但适当提高稳定性系数，以保证坝体安全可靠。二、施工图设计说明（一）拦砂坝I位于号沟沟口处，坝基平均高程310米，坝顶高程323米，设计库容6279米3。1、坝址岩性基岩为灰黑色变质石英细砂岩，岩石坚硬完整，结构致密，块状构造，地层产状23030；北西侧分布有厚达2.8米的残坡积层；南西侧分布有一断裂破碎带，产状31037。2、构造设计坝高13米，基底为中微风化基岩。坝顶宽2米，坝底宽9米。迎水面坡度1：0.500，背水面坡度1：0.136。坝体采用浆砌块石砌筑，施工采用座浆法，块石强度80Mpa，水泥砂浆强度M7.5。坝体下部设泄水孔，构造采用100PVC管，迎水面采用8钢筋网封口。泄水孔向下游方向下倾5%，水平间距3米，垂向间距1.5米，分三排布设，相邻两排错开成梅花形布置。3、稳定性验算计算取坝体单位长度1米。砌体重度1=24KN/m3，坝体断面S=78.5m2，坝体重量G=1884KN，迎水面坡度1：0.500。坝后堆积体重度1=20KN/m3，肉摩擦角=36，与坝体间摩擦角=12，堆积坡角=10。按库仓士压力理率计算其对坝体推力：P=0.52H2 Ka，其中H=13m，Ka=0.565，取P=955KN。抗滑移安全系数Ks=(G+Pcos51.4)/(Psin51.4)=(1884+955cos51.4)0.50/(955sin51.4)=1.661.3抗倾覆安全系数Kt=(18843.89+955cos51.47.8)/(955sin51.44.33)=3.711.5坝体稳定性满足规范要求。4、坝身强度验算截面取坝底截面。抗压（拉）强度偏心距 e=B/2-C=9/2-8744.3/2479.8=0.97(m)截面应力 Pminmax=(2479.8/9)/(160.97/9)则 Pmas=453.7KpaPmin=97.4Kpa当石材强度为80Mpa，水泥砂浆强度为M7.5时，砌体抗压强度设计值为qu=1.03Mpa，Pmasqu/2，满足规范要求。坝体截面不出现拉应力，满足规范要求。抗剪强度剪应力 =955sin514.4-(1884+955cos51.4)0.4/91.3抗倾覆安全系数Kt=(4292.04+203cos51.43.5)/(203sin51.42.0)=4.161.5坝体稳定性满足规范要求。4、坝身强度验算截面取坝底截面。抗压（拉）强度偏心距 e=B/2-C=5/2-1001.1/555.6=0.70(m)截面应力 Pminmax=(555.6/5)/(160.70/5)则 Pmas=204.5KpaPmin=17.8Kpa当石材强度为60Mpa，水泥砂浆强度为M7.5时，砌体抗压强度设计值为qu=0.89Mpa，Pmaxqu/2，满足规范要求。坝体截面不出现拉应力，满足规范要求。抗剪强度剪应力 =203sin51.4-(429+203cos51.4)0.4/51.3抗倾覆安全系数Kt=(27964.94+1311cos53.69.55)/(1311sin53.65.33)=3.781.5坝体稳定性满足规范要求。4、坝身强度抗压（拉）强度偏心距 e=B/2-C=11/2-15617.6/3574.0=1.13(m)截面应力 Pminmax=(3574.0/11)/(161.13/11)则 Pmas=525.2KpaPmin=124.6Kpa当石材强度为90Mpa，水泥砂浆强度为M7.5时，砌体抗压强度设计值为qu=1.09Mpa，Pmaxqu/2，满足规范要求。坝体截面不出现拉应力，满足规范要求。抗剪强度剪应力 =1311sin53.6-(2796+1311cos53.6)0.4/111.3抗倾覆安全系数Kt=(3662.04+141cos51.43.9)/(141sin51.41.67)=5.921.5坝体稳定性满足规范要求。4、坝身强度抗压（拉）强度偏心距 e=B/2-C=4.5/2-905.7/454.0=0.26(m)截面应力 Pminmax=(454.0/4.5)/(160.26/4.5)则 Pmas=135.9KpaPmin=62.9Kpa当石材强度为60Mpa，水泥砂浆强度为M7.5时，砌体抗压强度设计值为qu=0.89Mpa，Pmaxqu/2，满足规范要求。坝体截面不出现拉应力，满足规范要求。抗剪强度剪应力 =141sin51.4-(366+141cos51.4)0.4/4.51.3抗倾覆安全系数Kt=(14643.56+684cos51.47.1)/(684sin51.43.67)=4.201.5坝体稳定性满足规范要求。4、坝身强度抗压（拉）强度偏心距 e=B/2-C=8/2-6279.8/1890.7=0.68(m)截面应力 Pminmax=(1890.7/8)/(160.68/8)则 Pmas=356.9KpaPmin=115.8Kpa当石材强度为60Mpa，水泥砂浆强度为M7.5时，砌体抗压强度设计值为qu=0.89Mpa，Pmaxqu/2，满足规范要求。坝体截面不出现拉应力，满足规范要求。抗剪强度剪应力 =684sin51.4-(1464+684cos51.4)0.4/81.3抗倾覆安全系数Kt=(5732.23+260cos53.64.35)/(260sin53.62.33)=4.001.5坝体稳定性满足规范要求。4、坝身强度抗压（拉）强度偏心距 e=B/2-C=5/2-1461.3/727.3=0.49(m)截面应力 Pminmax=(727.3/5)/(160.49/5)则 Pmas=231.0KpaPmin=59.9Kpa当石材强度为60Mpa，水泥砂浆强度为M7.5时，砌体抗压强度设计值为qu=0.89Mpa，Pmaxqu/2，满足规范要求。坝体截面不出现拉应力，满足规范要求。抗剪强度剪应力 =260sin53.6-(573+260cos53.6)0.4/50抗剪强度满足规范要求。地基承载力坝基岩石饱和单轴抗压强度标准值frc=114.7Mpa，Pmax=231.0Kpa，Pmax远小于frc，地基承载力满足规范要求。5、石料场位于坝址80度方向80米处，岩性为灰黑色变质细砂岩，其储量及强度能满足设计要求。（七）排洪道本工程为号沟导水坝（工程）的配套工程，上游利用原有废弃砂山坑道与导水坝连接，下游人工浇筑砼排洪道，将水流引入山下公路西侧的小河中。1、构造设计上游废弃坑道段作清淤处理，下游采用C15素砼浇筑，断面如下：过水断面深0.8米，宽0.7米，断面形式为矩形，侧壁厚度0.15米，底板厚度0.20米。排洪道砼浇筑段全长630米，沿长度方向每隔20米设置一条伸缩缝，转折处设伸缩缝，缝内灌注沥青砂浆。穿越公路段采用钢砼暗管过渡，其它有碍通行或有安全隐患地段渠道顶部应加设钢砼盖板。2、过流能力验算渠道设计安全超高H=0.3m，过流面积=0.35m2，水力半径R=0.206m，渠道糙率n=0.015，根据满宁公式：流速V=(R2/3I1/2)/n其中坡率I取下游较平缓段坡度I=0.02，则 V=3.29m/s流量 Q=V=1.15m3/s计算可知，该设计断面能满足排水过流1.02m3/s要求。第五章 工程施工要点一、施工组织本项目为地质灾害治理项目，包括六座坝及一条排洪道，工程质量要求高，工程量较大，施工位置分散，施工管理有一定难度。承包施工单位应成立项目经理部，设项目经理、施工员、质检员、材料员、安全员等，科学合理地安排施工作业队。爆破采石、材料购运、砌体工程等应合理布局、同步展开、并做到有序施工。工程开工前应全面了解现场的施工条件，编制详细的施工组织设计；工程开工后应严格按计划实施，确保工程质量和进度并取得合理的经济效益。二、技术要点1、爆破采石本工程所用石料均为就地取材，岩石强度要求达到施工图要求，风化程度要求为中微风化，所以料场表层强风化带应剥除不用。废弃土石料要求合理堆放，采石后开挖面应确保安全稳定，杜绝随意弃渣和边缓失稳，避免沟谷中松散物质大量增加而加剧泥石流的发生。爆破施工必须严格遵守有关技术及安全操作规程，施工人员应持证上岗。2、坝体砌筑石料及砂浆强度应符合设计要求。坝基及坝肩基底均应置于中微风化岩面上，第四系松散层、强风化层及碎岩石必须清除干净。坝体伸缩缝间距1020米，具体设置位置详见施工图，灌缝沥青砂浆按定额配比(1：2：7)。泄水孔封口钢筋网应作防锈处理。3、排洪道开挖及浇筑上游废弃坑道段清理深度应大于1米，并保持水流通畅。混凝土强度应符合设计要求。伸缩缝间距20米，转折处应设伸缩缝，沥青砂浆灌缝。清淤及开挖弃土应合理堆积。三、施工次序原则上各治理工程应同步实施，但由于各沟谷泥石流的危害程度差异以及可能存在有资金问题（如不能及时到位），建议分沟谷按以下次序进行治理：号沟号沟号沟号沟号沟。四、工期及时间因号坝工程量最大，施工工期该坝起决定作用。号坝预算为5042工日，按每天投入40工日计算，工期为126天。其它坝体及排洪道的施工应以此为准合理安排。施工时间应尽量避开雨季，以11月至次年2月为佳。五、治理工程主要材料用量本次治理工程所需主要材料用量详见下表。沟号工程名称主 要 材 料 用 量毛石(m3)425#水泥(t)中砂(m3)砾石(m3)I号坝2165237915号坝48254206号坝29853271261号排洪道105147251号坝24727105号坝2143235906号坝58364248总 计860510493788251第六章 有关问题说明1、拦砂坝设计库容的确定取决于各沟谷松散固体物质的可移动量，计算方法如下：可移动量=（废石尾砂总量-不可移动量）可移动系数其中可移动系数考虑废石尾砂粒径、危岩崩滑、迳流面积、沟谷纵坡降等因素综合确定。设计库容略大于可移动量，并据此设计坝高。2、因设计库容的限制，滥采滥挖现象应彻底杜绝，以免增加库容负荷。3、现有尾砂库的废石尾砂清运、农田恢复、矿区植被恢复等矿山环境恢复工程未列入本次治理设计范围，各级政府部门应在经济条件许可的情况下尽量安排实施。其中废石尾砂是理想的建筑材料，应予合理利用，在恢复环境的同时亦能获得收益。4、矿山环境恢复的数据库建设应由有关部门安排实施。第七章 经费预算泥石流治理工程经费预算按江西省建筑工程经费预算定额（1993年版）有关规定执行，定额以外工程量采用估算费用。治理工程预算结果详见附表一，预算费用汇总表详见附表二，各坝体及排洪道工程经费预算详见附表三附表九。本预算各项材料差价未作调整，该调整应根据施工承包合同及施工期间材料市场价格确定。主要材料预算单价如下：425#普硅水泥：342.35元/吨；毛石：42.29元/米3；中砂：19.89元/米3。根据各坝址所处场地地形及交通条件，水泥的二次搬运费按50200元/吨计取，详见附表。毛石及中砂的二次搬运费可在材差中直接调整。本预算未含尾矿废石清运工程、农田恢复、矿区植被恢复工程等所需费用。治理工程预算结果表附表一附表一工程及费用名称预算金额(元)(一)工程费用1703171号沟工程费用3771211号坝377121号沟工程费用804552111号坝90629号坝564221号排洪道149702号沟工程费用44583V号坝44583号沟工程费用371658号坝371658号沟工程费用105257号坝105257(二)其它费用3661951、勘查费1384572、数据库建设费1000003、设计费766434、施工监理费51095(三)不可预见费85129总 计2154525总费用金额大写贰佰壹拾伍万肆仟伍佰贰拾伍元治理工程预算结果总表附表二附表一工程或费用名称计算单位数量单价（元）金额（元）一、直接费12576571、定额直接费10119112、六项其它直接费（1）3.03%306613、水泥二次搬运费T1049502001350504、流动施工津贴167641.23.5710355、安全防护增加费9000二、间接费2209216、施工管理费(1+2+3) 10.60%1248277、远征工程增加费(1+2+3) 2.12%249658、临时设施费(1+2+3) 3.50%412179、劳动保险费(1+2+3) 2.54%29912三、材差按有关规定计取四、计划利润(1+2+3) 4.65%95035五、人工费调增(一)+（6）+（7）+（三）+（四）+（五） 3.22%78646六、税金50912合 计1703171七、其它费用3661951、勘查费1384572、数据库建设费1000003、设计费施工费用4.5%766434、施工监理费施工费用3.0%51095八、不可预见费施工费用5%85159总 计2154525总费用金额大写贰佰壹拾伍万肆仟伍佰贰拾伍元整I号坝工程经费预算表附表三附表一工程或费用名称计算单位数量单 价（元）金 额（元）一、直接费2787401、定额直接费2307191）基础开挖m33907.0027302）浆砌块石m31930115.72223340其中：人工费15.7230340材料费98.59190279机械费1.4127213）坝面勾缝100m25.30165.088754）坝顶抹面100m20.70860.286025）伸缩缝100m25.23377.4419746）脚手架100m22.40499.2811982、六项其它直接费(1)3.03%69913、水泥二次搬运费T237100237004、流动施工津贴36501.23.5153305、安全防护增加费2000二、间接费490406、施工管理费(1+2+3)10.60%277097、远征工程增加费(1+2+3)2.12%55428、临时设施费(1+2+3)3.50%91499、劳动保险费(1+2+3)2.54%6640三、材差按有关规定计取四、计划利润(1+2+3)8.07%21096五、人工费调增36504.6516973六、税金(一)+(6)+(7)+(三)+(四)+(五) 3.22%11272合 计377121总费用金额大写叁拾柒万柒仟壹佰贰拾壹元整号坝工程经费预算表附表四附表一工程或费用名称计算单位数量单 价（元）金 额（元）一、直接费669741、定额直接费530571）基础开挖m31207.008402）浆砌块石m3430115.7249760其中：人工费15.726760材料费98.5942394机械费1.416063）坝面勾缝100m23.12165.085154）坝顶抹面100m20.68860.285855）伸缩缝100m21.61377.446086）脚手架100m21.50499.287492、六项其它直接费(1) 3.03%16083、水泥二次搬运费T5415081004、流动施工津贴8831.23.537095、安全防护增加费500二、间接费117756、施工管理费(1+2+3)10.60%66537、远征工程增加费(1+2+3)2.12%13318、临时设施费(1+2+3)3.50%21979、劳动保险费(1+2+3)2.54%1594三、材差按有关规定计取四、计划利润(1+2+3)8.07%5065五、人工费调增8834.654106六、税金(一)+(6)+(7)+(三)+(四)+(五) 3.22%2709合 计90629总费用金额大写玖万零陆佰贰拾玖元整号坝工程经费预算表附表五附表一工程或费用名称计算单位数量单 价（元）金 额（元）一、直接费4182001、定额直接费3189601）基础开挖m35307.0037102）浆砌块石m32660115.72307815其中：人工费15.7241815材料费98.59262249机械费1.4137513）坝面勾缝100m27.78165.0812844）坝顶抹面100m21.15860.289895）伸缩缝100m26.30377.4423786）脚手架100m24.00695.96227842、六项其它直接费(1) 3.03%96643、水泥二次搬运费T327200654004、流动施工津贴50421.23.5211765、安全防护增加费3000二、间接费739196、施工管理费(1+2+3)10.60%417677、远征工程增加费(1+2+3)2.12%83538、临时设施费(1+2+3)3.50%137919、劳动保险费(1+2+3)2.54%10008三、材差按有关规定计取四、计划利润(1+2+3)8.07%31798五、人工费调增50424.6523445六、税金(一)+(6)+(7)+(三)+(四)+(五) 3.22%16859合 计564221总费用金额大写伍拾陆万肆仟贰佰贰拾壹元整V号坝工程经费预算表附表六附表一工程或费用名称计算单位数量单 价（元）金 额（元）一、直接费328861、定额直接费271321）基础开挖m3807.005602）浆砌块石m3220115.7225458其中：人工费15.723458材料费98.5921690机械费1.413103）坝面勾缝100m21.24165.082054）坝顶抹面100m20.26860.282245）伸缩缝100m21.02377.443856）脚手架100m20.60499.283002、六项其它直接费(1)3.03%8223、水泥二次搬运费T2710027004、流动施工津贴4601.23.519325、安全防护增加费300二、间接费57516、施工管理费(1+2+3)10.60%32497、远征工程增加费(1+2+3)2.12%6508、临时设施费(1+2+3)3.50%10739、劳动保险费(1+2+3)2.54%779三、材差按有关规定计取四、计划利润(1+2+3)8.07%2474五、人工费调增4604.652139六、税金(一)+(6)+(7)+(三)+(四)+(五) 3.221333合 计44583总费用金额大写肆万肆仟伍佰捌拾叁元整号坝工程经费预算表附表七附表一工程或费用名称计算单位数量单 价（元）金 额（元）一、直接费2747831、定额直接费2273991）基础开挖m33407.0023802）浆砌块石m31910115.72221025其中：人工费15.7230025材料费98.59188307机械费1.4126933）坝面勾缝100m25.47165.089034）坝顶抹面100m20.88860.287575）伸缩缝100m22.40377.449066）脚手架100m22.86499.2814282、六项其它直接费(1)3.03%68903、水泥二次搬运费T235100235004、流动施工津贴35701.23.5149945、安全防护增加费2000二、间接费483626、施工管理费(1+2+3)10.60%273267、远征工程增加费(1+2+3)2.12%54658、临时设施费(1+2+3)3.50%90239、劳动保险费(1+2+3)2.54%6548三、材差按有关规定计取四、计划利润(1+2+3)8.07%20804五、人工费调