王家坟沟大坝工程设计说明

1、精品 料推荐王家坟沟大坝工程设计说明一、基本情况吴忠市太阳山开发区位于东径1060010645之间，北纬 374037 40之间，是一座以煤、电为中心和白云岩、石灰岩深加工为产业的新型工业基地，是推动我区经济社会实现跨越式发展的又一重要增长极。王家坟沟发源于太阳山镇西北丘陵山区，距镇区最大距离不足1 公里，经太阳山镇西北流向东南入盐湖，属一年内陆河小流域，北向南高程在 13601400 之间，地面坡度在 1/50 1/200 之间，流域面积 5.64 平方公里，河床及河岸土质多为黄土，地貌类型属黄土丘陵沟壑区，该流域地势较为平缓，植被稀少，水土侵蚀严重。项目区属典型大陆性气候，为中温干旱半干旱

2、地区。主要气候特点是冬季干冷，夏季酷热，降水稀少，风大沙多，多年平均气温为 8，多年平均降雨量 280mm，平均蒸发量 2330mm，降雨量年内分布极均匀，年降雨量的 70%集中在 79 月份。二、兴建该工程的目的和作用王家坟沟大坝的兴建可有效拦截区域内的地面径流，阻截洪峰对太阳山开发区镇区的冲击，同时涵养区域水源，稳定河床，防止沟壑侵蚀，抬高侵蚀基点，增加湿地面积，对流域综合治理有显著的促进作用。三、工程设计依据（一）、中华人民共和国防洪法（二）、防洪标准（gjj50-92）（三）、堤防工程设计规范（g b 50286-98 ）1精品 料推荐（四）、吴忠市太阳山移民开发及工业发展总体规划四、

3、工程设计标准（一）、工程等级和建筑物级别按照太阳山开发区发展总体规划，根据防洪标准水利水电工程等级划分标准确定：工程为等工程，相应防洪级别为级，建筑物级别为 5 级。（二）、地震烈度根据中国地震参数区划图 ，本区地震基本烈度为度，场地地震动峰值加速度值0.20g 。五、筑坝材料的选择原则上，只要不含大量有机混合物和水溶性盐类的土、砂、石料均可筑坝。具体选用时应就地就近取材，开采运输方便，压实经济合理，总造价最低。该大坝选用均质土坝，填筑材料分布广泛，平均运距5 公里，岩性以中粉质砂壤土为主，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可控制在12%

4、-15%，坝体干容重不小于1.55t/m 3。六、设计洪水位的确定王家坟沟流域形状呈扇形，面积5.64km2，概化长度 2.7km。流域暴雨历时短，是产生洪水的主要原因。根据宁夏暴雨洪水图集 和流域位置查得6h 点雨量均值和各计算参数以及概化雨型进行设计洪水计算，推求不同频率最大点雨量及小泉水文站 1997-2003 年实测资料计算。2精品 料推荐项目频率（ %）变差点雨量系数内容cs/cv（mm）cv0.501.02.0510分类最大降雨量300.743.5134.6116.498.774.757.3洪峰流量 (m3/s)19.2816.7610.198.364.9洪水总量 ( 万 m3)3

5、8.6726.3518.299.456.33王家坟沟以 20年一遇最大洪峰流量8.36m3/s 控制设计，洪水总量39.45 万 m，坝前设计水位3.5m。七、坝体断面尺寸确定（一）、坝坡考虑坝型、坝高、坝体及坝基土石的性质与其实心密度、坝体所承受的荷载以及坝的施工和运用条件等因素， 上游坝坡应较下游坝坡为缓。常用的土坝坡一般变化在 1:2 1:4 之间。该土坝取：迎水坡坡度为 1:3 ，背水坡坡度为 1:2.5 。（二）、坝顶宽度坝顶宽度主要根据交通、防汛抢险、坝高、施工等因素来确定。如无特殊要求，一般坝顶最小宽度不得小于 5m。本工程坝顶宽度取： b=6m。（三）、坝高确定根据市库区湿地的

6、现状及该大坝的实地效应，计算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。、h=h+h .3精品 料推荐式中： h设计洪水位( m )h 超高度( m )h =r+e+a.2ekv d cos( m ).2gh式中： r波浪在坝坡上的爬高( m )e 风雍水面高度 ( m )a 安全加高，按坝的等级和运用条件从查表采用， 本工程按5 级工程取 a=0.5m；k 综合摩阻系数，其值变化在（ 1.5-5.0 ）10-6 之间，计算时取 k=3.610-6 ；v 水面上 10m处的风速， m/s，、级土石坝采用 1.5 倍多年平均最大风速，非常情

7、况均为 1 倍多年平均最大风速；经查：太阳山地区风速为 16m/s；d 吹程 ( m ) ，根据气象资料取值为 500m；h 水库的平均水深 ( m )风向与坝轴线的夹角（度） ，查气象资料取值为55.45 。1、计算波浪的平均爬高rrk k k2hl 2ll1 m2v 2gd0. 452hl0.0018 g (v 2 )2ll252hl4精品 料推荐式中： k与坝坡糙率有关的系数，根据护坡类型查表为：草皮护坡取值为 0.85-0.9 ；k 经验系数，由风速、坝前水深、重力加速度所组成的无维量 v 查表确定ghk 风向与坝轴垂线成一夹角时的折减系数，查表确定，经查表取值为 0.79 ；2hl、

8、2ll 分别为平均波高与平均波长（ m ）；g 重力加速度 ( m/s 2 ) ；d 吹程 （ m ) ；v=16=2.73gh9.8 3.5v 1.01.52.02.53.03.54.0 5.0ghk1.01.021.081.061.221.251.281.30查表得： k =1.142hl =0.001816 2( 9.8500) 0.45=0.1779.816 22hl =250.177=4.437k k k= r0.851.140.79 0.1774.437 =0.227(m)r12hl 2llm21 322、计算设计爬高值不同累计概率的爬高rp 与 r 的比，可根据爬高统计分布表确定

9、，设计爬高值的累积概率p 按工程等级确定，对于5 级土石坝取 5%的爬高值5精品 料推荐r5 %rp =1.86 r =0.422 ( m )在正常运用情况下，坝顶应高出设计水位至少0.5m，故取 rp =0.5( m )所以：坝高为： h=h+ h =3.5+0.5=4.0（ m ）八、坝基和岸坡处理土坝的各种结合面教师防渗的薄弱部位。如处理不当，极易产生集中渗流、造成接触冲刷，引起坝体不均匀沉陷、裂缝，影响坝体稳定，因此，必须妥善处理坝体与坝基、岸坡及其他建筑物的连接。（一）、截水墙土坝的主要优点之一，就是对地基要求最低，几乎是各种地基上都可以建造。但地基的性质对土坝的影响很大，在相当大的

10、程度上决定着土坝的构造、尺寸。截水墙是一种结构简单，工作可靠而防渗效果好的坝基防渗措施。截水墙的位置可设于距上游坝脚1 1坝底宽度处。截水32墙的底宽，除应满足施工要求外，还应保证回填土料与不透水层的接触面有足够于 (1 1) h 开挖边坡一般根据坝基砂砾层的稳定度来决定，并应35考虑有利于回填粘土与坝基土料的结合，多采用1:1.5 1:2.0 。本工程截水墙取底宽 3.0m，平均深度 2.5m，坡度 1:1.5 。（二）、清基不论是土基或岩基，在筑坝之前，都必须进行清基。清基范围超出坝的坡脚线 0.6m，清基平均深度为30cm，清除坝基范围内的地面表土、乱石、草皮、树木、腐殖质等。与坝体连接

11、的岸坡应开挖成平顺的正坡，6精品 料推荐岸坡不陡于1：1.5 ，防止与坝体连接的岸坡成阶梯状或反坡、凸起. 岸坡上缓下陡时 , 变坡角小于20，当岸坡有倒坡时，而开挖成要求的坡度工程量太大或有困难时，可用砼或浆砌石补成正坡。九、土坝的渗流及抗滑稳定计算（一）、土坝的渗流计算土坝的渗流计算是为选定经济可靠的坝体横断面提供依据。其主要计算任务是：计算渗流量，给出浸润线，核算填料是否发生渗透变形。（一）土坝渗流计算土坝渗流计算采用水力学公式法计算ya1 : 2 . 5cxoqkh 12l2m22 h12 ) l式中 :q 为单宽渗流量； y 为浸润线h 12h02yx h02l m2 h0h0q (

12、 m2 0.5) 求得逸出高度 h0k式中主要参数根据同类工程经验选取:k 渗透系数，取值： k 4.5 10 5 cm / sm2 下游边坡系数，为 m2 2.57精品 料推荐故由上式求得：q4.510 53.521.69 105m3/()17.522.52 3.52 )17.5d mh01.68105(2.50.5)1.12m4.51053.521.1221yx 1.122(0.748x1.254) 217.52.51.12（二）土坝稳定计算mo=10yr9 81: 2 . 5: 37浸 润 线61543210 -1 -2-34.5h=15.75mi cos i tg i1c i l ik

13、 cbi sini式中i 浸润线与坝外水位之间的土条饱和容重;i 浸润线与坝外水位之间的土条浮容重；i ci 与有效应力方法相应的土的抗剪强度指标。内摩擦角20 0 , 凝聚力 c15kp a湿容重 w1.7t / m3饱和容重 s1.90t / m31h13 h34h4i2 h28精品 料推荐式中 :1 、 3 、 4 分别为坝体土的湿容重、浮容重和坝基土的浮容重；1 土条单宽重量；h1h4 土条各分段的中线高度；2 为坝体土料的饱和容重，即23tgtg 200.364弧长 lr0 3.14 1081 14.13m18001800应： b0.1r ，故： sin0.1i ， cos i1(

14、0.1i )2 ；k c336.4 0 . 9950 .36411514. 13217.720 .91 .70查表：级土坝最小安全系数为k c1 .15k ck c该土坝是稳定的，满足设计要求。十、排洪道设计根据水库的作用及库区的地形、地质条件及水利要求，选用适用于小型水库、对地基要求低、常不设闸门，正常排泄洪水，将大坝排洪沟设置在右岸的挖方上，利用山水沟进行改造。采用梯形断面，底宽4 米，深 3 米，内边坡 1：1.5 ，长度 3.5 公里。十一、工程效益分析（一）、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，具体见大坝工程量预算表。9精品 料推荐王家坟沟

15、拦洪坝工程总预算表预算价值 ( 元)序号工程或费用名称设备购建安工程费其它费用合计 置费第一建筑工程3447510.003447510.00部分土坝工程2662110.002662110.00排洪沟785400.00785400.00第二机电设备及安装工程部分第三金属结构设备及安装工程部分第四临时工程45600.0045600.00部分小计3493110.003493110.00第五其它费用447654.21447654.21部分1建设单位管理费5.00%174655.50174655.502勘测设计费3.50%122258.85122258.853监理费2.00%69862.2069862.

16、204工程质量监督费0.30%10479.3310479.335工程审查验收费0.75%26198.3326198.336工程地质费27800.0027800.007水文调查费16400.0016400.00一至五部分合计3493110.000.00447654.213940764.21总投资3940764.2110精品 料推荐王家坟沟拦洪坝工程预算表序号工程项目或名称单位单价（元）工程量金额（元）备注一土 坝2365110.00清 基38.007177.557420.00m土方回填312.00192307.52307690.00m二截水墙297000.00土方开挖38.0014850118800.00m土方回填312.0014850178200.00m三排洪沟785400.00土方开挖38.0098175785400.00m11精品 料推荐（二）、效益分析利用动态分析法进行工程效益分析。十二、综合评价项目实施后，使得太阳山开发区防汛现状进一步得到改善，经过科学规划，湖区周围可以成为生态林草区，项目区林网