骨干坝工程设计.doc

1 1 基本情况 1 1 建坝意义 本工程的建设 将使岗沟流域的经济 社会 生态效 益得到全面发展 通过拦泥淤地 可增加 157 亩耕地 有 效减少水土流失 可为沟道两旁提供交通方便 对下游起 到缓洪滞洪的作用 保护下游沟道两侧的沟台地 减少水 毁灾害 加速当地群众脱贫致富奔小康的进程 1 2 坝址位置 岗沟位于临夏县井沟乡 属于大夏河一级支沟 李家 咀骨干坝位于临夏市以北 10km 处 岗沟流域面积 46 52 km2 属黄土丘陵沟壑区第四副区 单坝控制面积 7 87km2 1 3 小流域社经情况及治理现状 流域内辖 5 个乡 17 个合作社 共 3442 户 18200 人 其中劳动力 9288 人 人口密度 391 人 km2 基本农田面积 3267hm2 人均耕地 2 69 亩 流域治理现状 造林 122 7hm2 种草 20 81hm2 治理程度 73 3 林草覆盖率 17 4 1 4 工程地质条件 1 地貌地形 本坝区总的地形属低缓的丘陵黄土梁峁 状沟谷地形 沟谷地貌呈 V 形 底部为第三系砂质泥岩 及泥质砂岩 2 2 地层岩性 本区主要出露岩性有 1 N2L第三系桔红色紫红色砂质泥岩及泥质砂岩 产状平缓 属一套干燥气候条件下形成的内陆湖泊沉积物 2 本区分布较广的 eolQ23风成马兰黄土 组成物质 以粉土为主 质地疏松 具有大孔隙及垂直节理 3 水文地质情况 本区地下水类型只有一层第四系孔隙潜水 分布在谷 底第三系与黄土接触面上 分布有几处泉水 但流量不大 坝址处无地下水 沟道内平时无水流 只有大雨时产生径 流 4 坝址处工程地质情况 该工程坝址工程地质条件简单 只有两层结构 上部 为黄土 下部为第三系泥岩夹砂质泥岩 不存在构造断裂 带 唯有覆盖厚度较大的黄土 1 5 气象 该流域属临夏县北部地区 属温带半干旱气候 年平 均降雨量为 500m m 主要分布于七 八 九三个月 占全 年降雨量的 58 且多以暴雨形式出现 年平均气温 6 8 无霜期 141 天 历年最大冻土深度 86cm 2 水文 2 1 洪水计算 3 由于该流域治沟淤地坝控制流域面积甚小 不具备按 设计暴雨进行产 汇流计算的条件 根据 水土保持综合 治理技术规范 GB T16453 1996 规范 洪量与洪峰的 计算 应以设计频率的暴雨为基础 按流域面积大小 确 定设计频率下不同的设计暴雨历时 以设计暴雨控制洪量 合理确定造峰历时控制洪峰 的原则进行计算 2 1 1 设计暴雨 由于该骨干坝控制流域面积仅 7 87km2 设计暴雨历时 采用 24h 根据 甘肃省暴雨洪水图集 1988 11 中年最 大 24h 点雨量均值等值线图及年最大 24h 点雨量变差系数 等值线图可推得不同频率下的 24h 雨量 见表 2 1 不同频率设计暴雨成果表 表 2 1 不同频率下设计暴雨 mm 均 值 H24 mm CvCs Cv P 5 P 0 5 530 533 5110171 2 1 2 洪水总量 洪水总量按下式进行计算 W 1000 RF 式中 径流系数 4 R 暴雨量 mm 见表 2 1 F 流域面积 km2 计算结果见表 2 2 其中径流系数参照 甘肃省水土保 持治沟骨干工程技术手册 取值 不同频率设计洪量计算表 表 2 2 径流系数流域面积不同频率设计洪量 万 m3 F km2 P 5 P 0 5 0 57 8743 267 2 1 3 洪峰流量 小流域洪水过程采用概化三角形 洪水历时 T 近似按 甘肃省水文图集 1978 3 提供的经验公式根据小流域 适用范围按下式计算 T 2 14F0 344 式中 F 流域面积 km2 计算结果见表 2 3 设计洪水历时计算表 表 2 3 流域面积设计洪水历时备注 5 F km2 T h 7 874 4 根据推算的洪水总量和近似设计洪水历时 可推得洪 峰流量 结果见表 2 4 不同频率设计洪峰计算表 表 2 4 洪水历时不同频率下的洪峰 m3 s T h P 5 P 0 5 4 454 584 9 2 2 泥沙 本工程地处黄土梁峁沟壑区 斜坡处于较不稳定状态 暴雨易诱发崩塌 土流等现象 是水土流失比较严重的地 区 根据水保部门多年统计资料 本地区侵蚀模数为 3000T k m2 年 流域年均输沙量按下式计算 S F Ms 式中 S 年均输沙量 t Ms 年均侵蚀模数 取 3000t km2 F 坝库以上集水面积 取 7 87km2 计算得 年均输沙量为 23610t 6 3 工程设计 3 1 工程规模 按 水土保持综合治理技术规范 GB T16453 1996 之规定 库容在 50 100 万 m3 设计洪水重现期 30 50 年 校核洪水重现期 50 100 年 淤积年限 10 20 年 并参照 水土保持治沟骨干工程暂行技术规范 SD175 86 中总库容在 50 100 万 m3时 工程等级属五等 设计 和校核洪水重现期分别为 20 30 年 200 300 年 设计淤积 年限为 10 20 年 确定该坝设计洪水重现期 20 年 校核洪 水重现期 200 年 设计淤积年限 15 年 3 2 工程总体布设 根据坝址地形 地质条件 考虑到实际利用等情况 工程采用土坝和放水建筑物 涵卧管 两大件 根据土场 土料为中粉质壤土 初步选定为黄土均质坝 放水建筑物采用涵卧管形式 根据实际地形 卧管布 设在坝体右岸 与岸坡斜交 比降为 1 2 涵管采用直径 100cm 预制钢筋砼圆管 比降为 1 100 出口设消力池 3 3 库容 坝高及断面设计 3 3 1 库容确定 该坝只布设二大件 不设溢洪道 根据国 标 GB T16453 水土保持综合治理技术规范 选一次性校 核洪水总量为设计滞洪库容 该工程总库容由拦泥库容 滞洪库容两部分组成 7 V 滞 67 0 万 m3 V 拦 26 23 万 m3 V 总 V滞 V拦 93 23 万 m3 3 3 2 坝高的确定 根据国标 GB T16453 水土保持综合治理技术规范 确定坝高 H 总 H拦 H滞 H H 拦 拦泥坝高 m H 滞 滞洪坝高 m H 安全超高 m 1 拦泥坝高 取泥沙干容重 1 35T m3 计算得 拦泥库容 V 拦 为 26 23 万 m3 坝底高程 2077 00 m 从坝高 库容曲线 图 3 1 查得拦泥高程 2095 00 m 则拦泥坝高 H 拦 为 18 0m 2 滞洪坝高确定 根据水文计算成果 校核频率 P 0 5 的洪水总量为 67 0 万 m3 该工程不设溢洪道 校核洪水总量即滞洪库容 故滞洪库容 V 滞 为 67 0 万 m3 从坝高 库容曲线 图 3 1 上查得相应滞洪高程为 2103 20 m 滞洪坝高 8 2 m 3 坝高 H 拦 18m 相应高程 2095 00m H 滞 8 2m 相应高程 2103 20m 8 H 1 5m 相应高程 2104 70m H 总 27 7m 3 3 3 坝体断面设计 根据实地勘察 坝体左 右两岸黄土贮藏丰富 适宜 兴建碾压式均质土坝 设计坝顶宽 5 0m 坝体上 下游各 设马道两处 马道宽均匀 1 2m 马道处变更坡比 迎水面 坡比从下至上依次为 1 2 5 1 2 1 1 5 背水面坡比从 下至上依次为 1 2 1 1 5 1 1 5 坝体填筑前必须对坝 基和岸坡进行处理 清基 清坡厚度均为 1 5m 土坝填筑 标准主要以压实干容重控制 其值不应小于 1 55t m3 坝体 碾压完成后 下游坡面种植适宜草木以保护坡面 坝体主要特性值见表 3 1 坝体特性表 表 3 1 序号项目单位特性值 备注 1 坝底高程M2077 00 2 坝顶高程M 2104 7 3 拦泥库容万 M326 23 4 拦泥高程M2095 00 5 拦泥坝高M18 00 6 滞洪库容万 M367 00 7 滞洪高程M2103 20 8 滞洪坝高M8 20 9 滞洪 拦泥库容万 M393 23 10 防汛库容万 M343 20 11 防汛 拦泥库容万 M369 43 9 12 防汛高程M2102 00 13 防汛坝高M7 00 14 滞洪 拦泥坝高M26 20 15 超高 M 1 50 16 设计坝高 M 27 70 17 坝顶长度 M 129 3 4 放水建筑物设计 根据实地勘察 左岸为硬质黄土 地质统一 地基完 整 无裂缝现象 故放水卧管布置在坝体左岸 3 4 1 放水孔设计 放水孔根据 GB T16453 水土保持综合治理技术规范 规定设计 孔径按三孔同时开启放水 三天排完二十年一 遇的洪水计算 放水孔每台高差 0 5m 放水孔径 d 0 68 二十年一遇的洪水总量为 43 2 万 m3 经计算取 d 0 5m 3 4 2 卧管设计 根据实际地形 取卧管纵坡 1 2 断面为矩形 底宽 1 2m Q 加 1 2Q设 考虑到便于施工和检修 取卧管净高 为 0 5 m 设计卧管 47 阶 阶高均为 0 5m 总长 53 4m 顶部设通气孔 卧管顶部高程 2103 7m 卧管底板用 C19钢筋砼现浇 厚 0 3m 底部设 4 处齿 墙 侧墙用 C19砼现浇厚 0 2m 盖板用 C19钢筋砼预制 厚 10 0 3m 3 4 3 消力箱设计 设计消力箱长 8m 宽 1 2m 深 3m 底部高程 2077 0m 消力箱采用 C19钢筋砼现浇 3 4 4 涵管设计 涵管轴线与坝轴线垂直 比降 i 0 01 内径 1 0m 壁 厚 0 23m 设计涵管 47 节 每节长 2 0m 总长 94 44m 进 水口涵管高程 2079 18m 出水口高程 2078 24m 接头处采 用沥青油麻处理 然后用 3 7 的石棉水泥填缝 再用 1 2 水泥砂浆勾缝 涵管设截水环 7 处 涵管末段设消力池及 尾水明渠 放水建筑物特性值见表 3 2 放水建筑物特性表 表 3 2 序号项目名称 单位 特性值备注 1 卧管顶部高程M 2103 7 2 台阶高度 M 0 5 3 放水孔数 孔 46 4 坝底高程 M 2077 5 坝高 M 27 7 6 坝底宽 M 74 44 7 消力箱底部高程 M 2077 8 涵管进口高程 M 2079 18 11 9 涵管纵坡 1 100 10 涵管长度 M 94 44 11 涵管出口高程 M 2078 24 12 齿墙个数 个 4 13 节水环个数 个 7 14 涵管节数 节 47 15 卧管总长 M 53 4 4 效益分析 该工程开发后 新增可利用土地面积 157 亩 保护现 有沟道两旁耕地 工程效益包括达到淤积年限后 新增耕 地产生的农业效益 蓄水期间养殖业效益及林业效益 建 成第 6 年开始计算蓄水养殖业效益及沟道两旁林业效益 工程建成第 16 年开始计算农业效益 新增耕地用以种植农 业经济作物 经计算 建成第 6 至 16 年工程产生年净效益 为 9 5 万元 第 16 年后工程产生年净效益为 13 43 万元 工程运行期 40 年内总净效益为 430 75 万元 工程实施后 每年可减少一定的水毁损失 促进地方 工农业的发展 增加商业利润和税收 对当地的文化教育 卫生保健 交通等生活服务设施 对社会稳定等都会带来 深远影响 综上所述 本工程的实施不仅有一定的经济效益 而 且有明显的社会效益 建议该工程早日立项建设 12 5 工程量计算 该工程主要工程量 土方 61150m3 石方 73m3 砼 275m3 主要材料 水泥 49T 钢筋 6 18T 砂子 121m3 石 子 186m3 柴油 50T 种子 37kg 详见工程量及主要材料汇总表 6 施工组织设计 6 1 工程进度安排 工程审批后 计划 2003 年 10 月开工 封冻前完成清 基 削坡 结合槽 管道安装及部分坝体填方 2004 年 3 月继续坝体填筑及卧管部分施工 2004 年 5 月底完工 6 2 施工组织 主体工程施工采用机械为主 人工为辅的施工方法 本工程施工采用招投标和建设监理制 应选择技术力量强 机械化程度高 信誉好的施工队伍 为了保质保量按期完 成工程建设 开工前县 乡成立施工领导小组 负责土场 占地等问题 县水保站委派技术人员进行质量监督 6 3 施工要求 工程施工要严格执行有关 规范 及 规程 采取切 实有效措施 确保工程的质量和安全 结构尺寸 强度等 级 填土干容重等均须符合设计要求 7 投资估算 7 1 编制说明 13 7 1 1 项目划分 本工程属水土保持生态工程 其费用由基本费和预 备费两部分组成 其中基本费包括建筑工程费 临时工 程费和独立费用三部分 预备费包括基本预备费和价差 预备费 7 1 2 编制原则和依据 投资估算编制以 黄河水土保持生态工程设计概 估 算编制办法及费用标准 为依据 按 黄河水土保持生态 工程概算定额 进行编制 本工程为可行性研究阶段 工 程单价扩大 10 1 基础单价 1 人工工资 本工程所在区属十一类地区 根据水利部水建 1998 15 号文件 并结合黄河流域实际情况 人工预算单价按 14 07 元 工日计算 2 主要材料预算价格 外购材料价格均按 2003 年 2 月份市场价为原价 加运杂 费及采购保管费组成 本地材料价格均为运到工地市场价 详见主要材料价格汇总表六 3 施工用电 根据 国家计委关于甘肃省疏导电价矛盾和实现城乡用 电同价问题的通知 计价格 2002 2611 号文规定 工程所 14 在区非工业用电基础电价为 0 494 元 kw h 外加高压输 电线路损耗率 变配电设备及配电线路损耗率 供电设备 维修摊销费组成 经计算施工电价为为 0 585 元 kw h 详见附件表一 4 机械使用费 根据 黄河水土保持生态工程概算定额 中施工机械台 班费定额及有关规定计算 对缺项的施工机械定额 均按 1991 年由水利部 能源部颁发的 水利水电工程机械台班 费定额 计算 5 砼材料单价 根据设计确定的砼强度等级 按 黄河水土保持生态工 程概算定额 中的砼配合比表分别计算出水泥 掺合料 砂石料及水的每立方米砼材料单价 经计算 C9砼 109 26 元 m3 C14砼 118 47 元 m3 C19砼 147 18 元 m3 M10 砂浆 190 60 元 m3 2 费用标准 1 直接费 由基本直接费和其他直接费两部分组 成 基本直接费包括人工费 材料费 机械使用费及零星 材料费 其他直接费按基本直接费的 2 计列 2 间接费 土方工程按直接费的 3 计列 砼工程按 直接费的 3 5 计列 石方工程按直接费的 4 计列 3 计划利润 按直接费与间接费之和的