生活区场地布置方案2015.1.2

1、金平县金水河四级水电站工程 生活区布置方案生活区布置方案审批： 校核： 编制： 2014年10月15日目录1.1. 概述11.2. 生活区场地布置方案11.2.1. 围堰布置11.2.2. 围堰顶宽与坡比11.2.3. 围堰堰顶高程11.2.3.1. 设计思路11.2.3.2. 汛期水位线确定21.2.3.3. 堰顶高程确定51.2.4. 结论81.2.4.1. 最终参数确定81.2.4.2. 场地填高高程91.3. 生活区房屋布置方案91.3.1. 尺寸设计91.3.2. 结构设计101.3.2.1. 圈梁设计101.3.2.2. 地板设计101.3.2.3. 排水沟设计101.3.2.4.

2、 球场设计101.3.2.5. 化粪池设计111.3.3. 用水设计111.3.3.1. 生活用水111.3.3.2. 消防用水111.3.4. 用电设计111.3.5. 绿化设计12生活区布置方案1.1. 概述金水河四级水电站项目部生活区拟建于厂房上游左岸300m处，该处位于河滩地上，现河道水面高程为317.0m，地面高程为317.7m，通过查阅洪水资料及现场实地勘察，该处河滩地在汛期将被淹没。在此布置生活区应考虑汛期的安全度汛问题，需要采用土石围堰围闭生活区布置范围，同时对该围闭的生活区拟建位置进行填筑加高处理，并考虑预留足够的河道宽度以满足汛期行洪要求，故对生活区场地布置方案进行了编制。

3、同时根据生活区办公及生活要求，对生活区房屋基础、结构尺寸、电路、用水管路、排水、绿化及场地硬化等办公生活设施进行了设计，具体方案如下。1.2. 生活区场地布置方案1.2.1. 围堰布置 1、横向围堰：在生活区拟建位置上游填筑一道横向土石围堰，围堰轴线与水流方向垂直，同时要求横向围堰伸出纵向围堰6m左右形成丁字型，使其保护生活区纵向围堰不受河水直接冲蚀而产生掏刷破坏。 2、纵向围堰：在生活区拟建位置侧面填筑一道纵向土石围堰，其布置位置根据满足汛期过洪能力相应的断面（过流宽度）来确定。3、围堰防护：围堰填筑完成后，在汛期来临前对纵横向围堰迎水面进行抛填2m厚的块石防护，块石料的来源主要采用厂房及隧

4、洞开挖料。1.2.2. 围堰顶宽与坡比1、围堰顶宽：根据水电水利工程围堰设计导则，围堰顶宽主要考虑满足施工和防汛抢险的要求，一般土石围堰高度2050m，堰顶宽度为7m10m。该围堰高度小于20m，为低围堰故取小值，堰顶宽度取7m，同时考虑将围堰堰顶用作生活区外侧的道路。2、围堰坡比：根据水电水利工程围堰设计导则，一般土石围堰砂砾石及石渣边坡坡比为1:1.81:2.0，本项目围堰主要采用河道疏挖的砂砾石及主体工程开挖石渣料填筑，故参照砂砾石及石渣边坡确定围堰的坡比，因围堰坡比未经过稳定计算，故此处保守取大值，坡比取1:2.0。1.2.3. 围堰堰顶高程1.2.3.1. 设计思路本设计先确定建筑物

5、的洪水标准，再在该洪水标准下运用试算法，先假定河流的过流水深H，计算得出河流流速v，根据流量公式，代入计算出的流速v，可计算出过流面积Sx，从而得出过流水深Hx ，通过比较H与Hx的关系，通过逐步代换使其两者接近，此时的水深Hx即为满足汛期过流水深。通过汛期过流水深Hx我们可以计算出相应的汛期水位高程，用所求得的汛期水位高程H水加上堰顶超高即为我们要求的围堰堰顶高程H堰。1.2.3.2. 汛期水位线确定 1、洪水标准生活区在金水河四级电站工程竣工后将拆除，其使用23年，故相应的该围堰工程使用年限亦为23年，同时考虑到围堰过水或被冲毁导致的后果（生活区损失约100万为较大经济损失，因办公生活设施

6、损毁将影响工期）。查阅水利水电工程等级划分及洪水标准，根据工程失事造成的后果及影响工期，使用年限在1.53年之间，因此将其归为4级临时性水工建筑物。又因围堰结构类型为土石结构，参照水利水电工程等级划分及洪水标准如下表1中数据查知此工程洪水重现期在1020年。生活区拟建于厂房上游左岸300m处，故此处可参照厂房控制断面的洪水标准。从“可行性研究报告”中可知厂房控制断面10年一遇洪峰流量为850m，20年一遇洪峰流量为1070m，因其取值是按照图表法保守取大值，同时结合风险度综合分析及遇超标洪水的应急措施（提前预警、临时加高），所以本方案采用10年一遇洪水标准（洪峰流量为850m）进行设计。表 1

7、 临时性水工建筑物洪水标准重现期（年）临时性建筑物类型临时性水工建筑物级别345土石结构50202010105混凝土、浆砌石结构201010553 2、计算参数（1）流量河流流量q可用以下公式确定：q = Sv式中：S河流过流断面面积；v河流流速；q河流流量，此处取10年一遇设计洪水流量850m3/s。（2）过流断面本河段过流断面拟定为梯形断面，右岸边坡比暂1:0.5，纵向围堰边坡比取1:2.0，拟拓宽河流河底宽度至20m。过流断面图见图1。 由图可知：a = 52H， b = 5H， L2 = L1 + 52H。河流过流断面面积S可由以下公式确定：S =（L1+L2）H/2 式中：L1过流断

8、面底部宽度； L2过流断面水面宽度； H现有河流水位高度。（3）流速流速v可用以下公式计算得出：v = 1/nr2/3i1/2式中：n河道粗糙率； r水力半径； i水力坡降。查阅资料可得知本设计中的天然河道相应河道粗糙率n = 0.040.05，本设计取均值n = 0.045根据现场测量水力坡降i=0.55%水力半径可由假定H深度计算得出，其基本公式为： r = S/（a+L1+b）式中：S过流断面面积；L1过流断面表面宽度；a右岸坡长； b左岸坡长。 3、汛期过流水深H试算（1）基本计算过程假设河流水位高度H为2.5m，可得出：a = 52H = 2.80m b = 5H = 5.59m L

9、2 = L1+52H = 26.25m河流过流断面面积： S =（L1+L2）H/2 = （20+26.25）*2.5/2 = 57.81由流速公式计算流速：v = 1/nr2/3i1/2 = 1/nS/（a+L1+b）2/3i1/2 = 1/（0.045）*57.81/(2.80+20+5.19)2/3*(0.0055)1/2 =22.2*1.62*0.074= 2.65m/s将上式计算的流速v代入流量公式计算过流断面面积S1及过流水深H1：S1 = q/v = 850/2.65 =321H1 = 2S1/（L1+L2）= 2*321/（20+52H1+20） 通过解以上方程得出：H1 =

10、10.5mH = 2.5m，故重新代入Hx计算，通过上述方法代入计算得出最终的过流深度H = 6.7m。（2）试算数据以下为试算下得出的结果（n值取为0.045）。表2 过流水深H试算数据表序号过流水深H（m）过流面积S （）流速Vx（m/s）过流面积Sx (m2)过流水深Hx （m）备注12.557.812.65321.119.929.9320.515.45155.905.735.7154.614.12206.447.147.1205.014.61184.486.556.5182.814.40192.986.866.8193.804.51188.586.776.7190.114.47190.

11、016.7由上表计算数据可确定最终过流深度H应为6.7m。（3）汛期水位线H水=H底+H=314.5+6.7=321.2m1.2.3.3. 堰顶高程确定 1、概述本设计中的围堰工程为不过水围堰，其堰顶高程H堰等于设计洪水的静水位H水加安全超高再加波浪高度。其中：波浪高度包括风浪沿围堰边坡的爬高和风浪壅高。即按下式计算:H堰= H水 + A + R + e 式中：H水汛期水位线高程。A安全超高；R波浪在坝坡上的爬高；e风壅增水高度。 2、安全超高A根据水利水电工程等级划分及洪水标准，不过水的临时性挡水建筑物的安全加高值按表2确定。表3 临时性挡水建筑物安全加高（m）建筑物级别临时性挡水建筑物类型

12、备注土石结构混凝土、浆砌石结构30.70.44、50.50.3 因本围堰为土石结构的4级临时性水工建筑物，所以安全加高A应采用0.5m。 3、波浪爬高R当m=1.55时，波浪在坝坡上的爬高可采用以下公式计算：Rm=KwK1+m2hmLm 式中：Rm平均波浪爬高；m上游坝坡坡度系数，本设计为2；K斜坡的粗糙率渗透系数，围堰边坡为块石护坡，可看作抛填两层块石（透水基础）类型，查下表4可知其值为0.50.55，因未经计算，故保守取小值0.5；KW经验系数，根据WgH=4.26，查表5取值1.28；hm平均波高，计算公式采用莆田试验站公式；Lm平均波长。表4 粗糙渗透性系数K护面类型K光面不透水护面1

13、.0混凝土或混凝土板0.9草皮砌石0.850.90砌石0.750.80抛填两层块石（不透水基础）0.600.65抛填两层块石（透水基础）0.50.55表5 经验系数KwWgH11.522.533.545Kw1.001.021.081.161.221.251.281.30平均波高hm可由莆田试验站公式计算： 式中：hm平均波高，m； Tm平均波周期，s； W风速，水面上10m高度处10min的平均风速，m/s。按照规范要求，对4、5级建筑物,正常运用条件下，采用多年平均最大风速的1.5倍，查阅金水河四级电站招标文件可知本流域内多年平均最大风速为23m/s，经计算W为34.5m/s； D风区长度，

14、本设计取200m； Hm水域平均水深，本设计为6.7m； g重力加速度，取9.81m/s2； Lm平均波长，m； ghmW2 = 0.13th(0.092)th（0.0018*1.2520.13th0.092） hm = 0.13th(0.092)th（0.0018*1.2520.13th0.092）*34.529.81 hm = 0.270平均波周期Tm可由以下式计算：Tm=4.438hm0.5 =4.438*（0.270）0.5 =2.307s对于深水波，Lm可由下式计算： =9.81*2.3072/（2*） =8.316m将求得的Lm和hm代入求波浪爬高公式中：Rm=KwK1+m2hmL

15、m = 1.28*0.51+40.270*8.316 = 0.429根据碾压式土石坝设计规范附录A.1.12可知4、5级坝采用累积频率为5的爬高值，R5与平均波浪爬高Rm的比例关系为1.84：1。所以可得：R=Rm1.840.429*1.84=0.790m 4、风浪涌高e风浪涌高可用以下公式计算：e=KW2D2gHmcos 式中：K综合摩阻系数，取3.610-6； 计算风向与坝轴线法线的夹角，按正向来波计算，取0； 代入数据可得：e=KW2D2gHmcos=3.6*10-6*34.52*200/（2*9.81*6.7）*1=0.007 m 5、堰顶高程H堰= H水 + A + R + e式中：

16、H水汛期水位线高程321.2m。A安全超高0.5m；R波浪在坝坡上的爬高0.79m；e风壅增水高度0.007m。故 ： H堰= H水 + A + R + e=321.2+0.5+0.79+0.007 =322.5m最终确定堤顶高程为322.5m。见下图3。1.2.4. 结论1.2.4.1. 最终参数确定根据最终确定的过流深度H，可计算出满足汛期要求的相应参数。过流断面水面宽度： L2 = L1+2H = 20+2.5*6.7 = 36.75m过水断面面积： S =（L1+L2）*H/2 = 190河流流速： v = q/s = 850/186 = 4.5m/s 围堰顶高程： H堰=322.5m

17、1.2.4.2. 场地填高高程 经过测量数据及上述计算成果，拟建生活区位置在汛期将被淹没，故填筑了围堰工程对生活区布置位置进行保护。考虑到汛期水位上升，围堰渗水必将淹没生活区地面，故需对生活区地面进行填筑加高。同时考虑到遇超标洪水时的方便抢险，及为堰顶作为生活区道路，故生活区的地面填筑高程与围堰堰顶高程一致。由设计中的计算数据可计算出满足洪水期过流水深的安全填高H。安全填高H见下图。 安全填高H可由以下公式计算：H =H堰-H0 =322.5-317.7 =4.8m根据方案计算的最终结果应对现有沙滩地进行填高4.8m至高程322.5m。1.3. 生活区房屋布置方案1.3.1. 尺寸设计 生活区

18、各房屋及主要场地尺寸见下表6。表6 房屋尺寸表序号类别尺寸（m）备注1宿舍5.56*3.64业主单人间尺寸4.00*3.64m2办公室5.56*3.64会议室、技术组尺寸5.56*7.28m3业主食堂职工食堂5.56*3.64厨房5.56*5.46其中储物间占5.56*1.82m小饭厅5.56*5.464六公司食堂职工食堂5.56*7.28厨房5.56*5.46其中储物间占5.56*1.82m客餐厅5.56*5.46其中休息区占5.56*1.82m5球场28*156羽毛球场13.4*6.17公用卫生间1.5*1.28化粪池6*1*1.5采用“目”字型三级化粪池，深度为1.5m，13级容积比例为

19、2:1:31.3.2. 结构设计1.3.2.1. 圈梁设计圈梁采用钢筋混凝土材质，混凝土强度采用C20，基础宽200mm、高300mm。纵筋为5根14；箍筋为8，间距200mm。1.3.2.2. 地板设计宿舍、办公室、食堂地板均采用5cm砂浆地板，表面进行水泥浆抹光处理。（业主办公室均安装地板砖） 1.3.2.3. 排水沟设计 每栋房屋的排水沟宽度为30cm，沟壁采用砖砌筑厚6cm，砌筑完成后沟底、沟壁采用砂浆抹面；纵向排水沟纵坡为1%。屋后靠山侧设置排水主沟，分别向上下游排水，主沟宽度50cm，沟深3070cm，纵坡为0.6%，沟壁采用砖砌筑厚6cm，砌筑完成后沟底、沟壁采用砂浆抹面。1.3.2.4. 球场设计篮球场、羽毛球场混凝土采用C20，厚150mm（前期不进行浇筑，待生活区地基沉降一段时间再进行浇筑）。1.3.2.5. 化粪池设计化粪池采用“目”字型三级化粪池，用砖砌水泥粉壁面；13级容积比例为2:1:3，尺寸分别为6*2*1.5m、6*1*1.5m、6*3*1.5m；采用200mm塑料进粪管及塑料过粪管，进粪管要求内壁光滑、防止结粪，长度为3050cm，1-2池间的过粪管长110cm(90度弯角1个)，2-3池间的过粪管长110cm(90度弯角1个)，3池出口过粪管长720cm。1.3.3. 用水设计1.3.3.1. 生活