水库灌区末级渠系配套工程设计

1、xx市xx水库灌区末级渠系配套工程设计二一二年五月概述xx市xx水库灌区位于山西省大同盆地南部，地处xx市应县境内，灌区总土地面积13.58万亩，总耕地面积6.03万亩，是xx市主要自流灌区之一。灌区水源为桑干河的旁引水库xx水库，其入库径流为桑干河干流的地表径流。为了贯彻落实2011年中央“一号文件”精神，加快水利改革发展，全面加快水利基础设施建设，突出加强农田水利薄弱环节建设，切实加强水利支撑保障能力，实现水资源可持续利用，提高农田抗御旱涝灾害的能力。根据xx市水务局朔水发2011223号关于下达2011年农田灌溉末级渠系配套工程建设计划的通知精神，xx市xx水库管理处对臧寨村、温家坊村、

2、刘霍庄村、肖寨村、上桥头村末级渠系配套工程进行了设计。通过配套改造，可改善灌溉面积1.23万亩。按照xx市水务局对xx水库灌区农田末级渠系配套工程建设的安排意见，并结合灌区的实际情况，确定了本次末级渠系配套工程设计的重点是考虑效果明显。灌区群众积极性高，与21世纪首都水资源规划节水改造相匹配的项目，达到成片治理。本次xx水库灌区农田灌溉末级渠系配套工程的主要项目为：臧寨村斗农渠d50现浇砼u型渠3.25km，大车桥5座，出水口25个；温家坊村斗农渠d50现浇砼u型渠2.15km，大车桥2座，出水口14个；肖寨村斗农渠d50现浇砼u型渠2.56km，大车桥5座，出水口16个；刘霍庄村斗农渠d50

3、现浇砼u型渠2.31km，大车桥2座，出水口15个；上桥头村斗农渠d50现浇砼u型渠3.12km，大车桥3座，出水口20个。本次xx水库灌区农田灌溉末级渠系配套工程总投资101.7176万元，其中国家补贴资金46万元，施工期110天。工程实施后可改善灌溉面积1.23万亩。1、综合说明1.1编制依据xx水库灌区位于大同盆地南部应县城西北部，取水水源为桑干河。本次末级渠系配套工程，依据国家水利、水电工程有关规程、规范，按照最大限度地利用有限投资，重点考虑节水效果明显的项目，配套一片渠系，发挥最大的工程效益，促进节水农业的发展。以此为依据，编制本次末级渠系配套工程设计。1.2建设条件1.2.1自然条

4、件xx水库灌区是应县的主要自流灌区，灌区受益范围为藏寨乡的十四个自然村。本次设计的五个自然村，耕地宽广，劳动力平均占有耕地多，对于发展高产丰产农业有着广阔的前景。水利工程建设是社会主义新农村建设的有力支撑和保障，可促进当地经济长期平稳较快发展。xx水库灌区属北温带较干躁的大陆性气候，干旱寒冷，多分、温差大。冰冻期约150天，最大冻土深度0.92m。灌区内四季多风，冬春最甚，风向多为西北、西南风力较强。受季候风的影响，降水量少而集中，多年平均年降雨量357.7mm。降雨主要集中在6至8月份，占全年降雨量的70%左右。xx水库位于应县城西北13公里处，西依黄花梁，北贴左砂公路，东部和南部为桑干河所

5、环绕，地形西高东低，库区介于曹娘村与xx村之间。设计正常蓄水位1005.0m，最大库容1200万m3.水库引水渠渠首位于东榆林水库下游37kmxx村东南桑干河左岸，水库枢纽工程主要由大坝、南、北放水洞、进库扬水站等几部分组成。2011年完成了除险加固工程，提高了水库的安全系数，减少了坝脚绕渗损失。灌区北干渠已防渗改造15.143km，防渗衬砌六条支渠，总长19.45km，配套建筑物104处。1.2.2工程地质xx水库灌区位于大同盆地南部，西部为黄花梁山区，东部为桑干河，是一个由盆地向盆地逐渐倾斜的洪积、冲积平原，平坦宽广，土层深厚，土质良好，是平原部分的核心，为农业生产基地。1） 灌区土壤灌区

6、范围土壤主要为黄土，表层土质一般为砂质轻壤，地下水埋深一般为1.5-2.0m之间。地势平坦开阔，地面坡度较缓，约为12000-13000。由于降雨量少增发强度大，加之桑干河地下水的阻滞顶托，灌区内盐碱化较为严重。2） 水文地质xx水库灌区地处黄花梁东部桑干河冲击平原区，由河流冲洪积物和湖泊沉积物相间沉积而成。该区含水岩组为第四系中、上更新统冲湖积粉砂及亚砂岩性，颗粒细，含水层薄而不均，水位埋深浅，水量贫乏，属中、深埋弱水区。桑干河为灌区主要河流，既是灌区的主要灌溉水源，又是排水的主要通道。2.工程任务和规模2.1灌区现状2.1.1社会经济概况xx水库灌区是应县的主要自流灌区，灌区受益范围为应县

7、臧寨乡十四个自然村。全灌区总土地面积13.58万亩，其中耕地面积6.03万亩，总人口1.72万人，其中劳动力6353个，人均耕地4.03亩，劳动力平均占有耕地9.48亩。灌区主要农作物有小麦、玉米和其他粮食作物；各占18、24、18。经济作物占耕地面积的4。灌区工、副业以烧砖、养殖为主。2.1.2灌区水资源及工程现状xx水库灌区以桑干河为水源，通过进库扬水站提引后进入xx水库，通过调节供水。目前东榆林水库上游来水日趋衰减，再加上上游工矿、企业用水量的增加，东榆林水库泄水、弃水的可能性不大。xx水库的水源一个是靠东榆林水库调节供水，再一个是抓住东榆林水库泄洪的机遇抽蓄水量。实际情况是调节供水、提

8、洪蓄水，保证率不高，xx水库的水源问题是个严重的困难。灌区的工程现状：首都水资源规划项目节水改造工程北干渠已防渗改造15.143km，六条支渠防渗改造19.45km，只是对骨干输水渠道进行了节水改造，末级渠系配套工程未列入建设内容，全部末级渠系仍为裸渠。2.1.3灌区存在的主要问题xx水库灌区运行以来为当地农业生产，农民增收种植结构的调整起到了不可替代的作用。前期节水改造工程只是对骨干输水渠道进行了防渗衬砌，但末级渠系一直没有列入正规建设，渠底淤积、渠堤冲刷坍塌，渗漏严重，跑漏水现象相当突出，水资源浪费也很严重，水分生产率不高。渠道建筑物设计标准低，仅有的建筑物也已严重老化，不适合社会主义新农

9、村建设的需要。田面工程布局不合理，农田基本建设无统一规划，田块过大，平均亩次用水量高达290m3，即浪费了水资源又加重了用水户的负担。xx水库灌区由于地理位置因素，地下水埋深浅，加上桑干河地表径流顶托，土壤含盐量高，盐渍化存在已久。多年来虽然采取排水改碱，洪淤压碱，大水漫灌压碱，打井竖排等措施，取得了一定的改良效果。但由于灌排失当，排流不畅，往往造成渠线两侧土地次生盐渍化。2.3灌区末级配套工程建设的必要性综合分析xx水库灌区现状，本灌区土地平坦、宽阔、土壤肥沃，有良好的种植习惯，农民灌水积极性高，是xx市的主要粮牧生产基地。但是水资源供需矛盾突出是农业可持续发展的主要瓶颈，农田水利建设滞后是

10、影响农业稳定发展和粮食安全的最大硬伤。降雨量减少，农业生产结构的调整，用水量相对增大，加之上游工矿企业用水量增大，河道来水量逐渐减少，灌溉水源严重不足，严重影响灌区内农业经济的稳定持续发展。随着社会和经济的发展，供需水矛盾进一步尖锐，扭转农业主要“靠天吃饭”局面的任务越来越艰巨。所以，采取有效措施，加大节水投入，合理利用水资源，节约灌溉用水，提高现有灌溉水资源的利用率是十分必要的。再有本灌区为弱水区，有限的灌溉水源尤显珍贵，采用工程措施，减少水源损失，灌区末级渠系配套工程建设尤为紧迫。2.4灌区末级渠系配套工程建设的任务与原则2.4.1工程建设的任务本次配套工程建设主要是13.39km，斗、农

11、渠的改建，采取防渗措施，减少渠道的渗漏损失，提高灌溉水利用系数，达到节水目的。设计改善灌溉面积1.23万亩。2.4.2工程建设的原则本次工程建设设计原则是充分利用有限的投资，重点考虑节水效果明显的项目，改建配套一片末级渠系，最大限度地发挥工程效益，达到节水目的。根据灌区气候、工程地质及水文地质条件，维持原渠道的布置格局和走向，采用材料用量省，占地面积少，输水效果好等优点的现浇c20砼u型渠衬砌方案。2.5设计依据设计依据：山西省小型u型渠道防渗工程标准图集（试行）3.水土资源平衡分析3.1原则本次设计水土资源平衡分析的原则是，在原有灌溉面积不扩大的前提下，改善灌溉面积1.23万亩，合理调配水资

12、源，提高水的利用率，节约水量，实现灌区水资源的优化配置和高效利用，为灌区经济社会和农业的可持续发展及生态环境的改善，提高支撑与保障。根据上级安排确定的灌区改善灌溉面积1.23万亩，设计灌溉保证率p=50。3.2设计入库水量上游东榆林水库汛期泄水是个不确定因素，只是有泄水的可能，其余时间下游河道基本没水，几乎没有区间来水。固xx水库只能在汛期蓄水或通过与东榆林水库联合调度蓄水。进库扬水站配有500hw-11型混流泵四台，单泵提水能力为0.67m3s，四台泵联合提水能力为2.68 m3s，根据灌区实际需水需求，确定入库水量600万方。3.3灌溉制度由于本地区降水量少，特别是冬春季雨量更少，绝大部分

13、土地播前墒情不足，不能保证适时下种，所以冬春浇是本地区一次保墒的关键水。它即可以充分利用秋后和春季较多的水量灌溉，将水暂时储蓄在土壤中，便于春季适时下种，促进种子的发芽生长，又能洗盐压碱。因此根据当地历年灌溉实际并考虑作物生长期灌溉和降水的不均匀性，灌溉制度重点是考虑在冬春汇。3.4灌区需水量根据灌区的灌溉制度及引水的可能性，灌区现状水平年50保证率年需600万方。3.5水土资源供需平衡分析上游东榆林水库在汛期有泄水的可能，而xx水库只能在汛期蓄引水量，取当年六月至次年五月为水量平衡的调节周期。4、工程布置及主要建筑物4.1工程等级和标准1）工程等级xx水库灌区为自流灌区，北干渠设计规模为3.

14、3万亩，节水改造面积2.0万亩，设计渠道饮水量为0.11-0.12m3/s根据灌溉与排水工程设计规范gb50288-1999规定，斗农渠工程等别为等，大车桥级别为4级。2)设计标准灌溉保证率p=50地震设防裂度：根据山西省地震烈度分布图，本工程地震设防烈度为7度。4.2工程布置4.2.1改建内容本次灌区末级渠系配套工程建设项目的确定，以山西省水利厅晋水财务（2011）409号文件及xx市水务局朔水发（2011）223号关于下达2011年农田灌溉末级渠系配套工程建设计划的通知精神为依据，结合灌区实际情况，按照最大限度地利用有限的投资，重点考虑节水效果明显，改建配套一片末级渠系，发挥工程的节水效益

15、，以此为依据来确定本次改建配套项目。本次灌区改建配套工程的主要项目为：臧寨村斗农渠防渗3.25km，改建大车桥5座，出水口25个：温家坊村斗农渠防渗2.15km，改建大车桥2座，出水口14个；肖寨村斗农渠防渗2.56km，改建大车桥5座，出水口16个：刘霍庄村斗农渠防渗2.31km，改建大车桥2座，出水口15个；上桥头村斗农渠防渗3.12km，改建大车桥3座，出水口20个。以上工程的建设，可改善灌溉面积1.23万亩。4.2.2工程布置本次xx水库灌区农田灌溉末级渠系配套工程布置维持现状，改建原有的斗农渠，尽量不占耕地。全部采用u型渠防渗。4.3末级渠系及建筑物工程4.3.1渠道设计流量末级渠系

16、设计纵坡1/800-1/2000。根据灌区气候、工程地质及水文地质条件，采用材料用料省，占地面积少，输水效率好等优点的现浇c20砼u型渠衬砌方案，u型渠下圆弧直径为50cm，衬砌厚度6cm。渠道设计水深35-40cm，渠深50-60cm，设计流量0.11-0.12m3/s，提顶宽为50cm。对u型渠土基的开挖方式，采用先夯填后开挖。回填土方填筑前应清除填筑范围内的草皮、树根、淤泥、腐殖土和污物。u型渠砼基础的回填，要求回填密实均匀，并与老土结合牢靠。原渠坡要求清理基础，挖成台阶，填方要分层夯实，每层要求洒水刨毛，压实系数不小于0.93，干容重不小于1.55-1.60g/cm3。土槽开挖的质量要

17、求是断面标准，渠线端直。开挖时，要严格控制渠道断面尺寸，严格控制超挖和欠挖。混凝土衬砌每隔5m设一道伸缩缝，缝宽2cm，以1:1:4沥青、水泥、砂浆充填灌注。水力要素表详见d50混凝土u型渠道水力要素表4.3.2大车桥设计随着灌区农副业的大力发展，城乡道路一体化进程的加快，村村通油路工程的全覆盖，原过渠桥的设计标准明显偏低，远远不适应经济发展和东部新区建设。本次大车桥设计标准为公路级，桥面宽4.4-4.6m，桥墩采用m7.5浆砌石砌筑，桥板采用c25钢筋砼现浇，桥面铺装采用c15细石混凝土表面抹光。具体结构尺寸见混凝土u型渠道车桥设计图。4.3.3出水口设计出水口采用c20砼预制或现浇，结构为

18、u型槽，直径为d 50，安装与c20u型渠对接。5、混凝土的技术指标混凝土强度等级为c20；抗冻等级为f50；抗渗等级为w4；取糙率=0.015，设计水灰比0.5。5.1各种材料的技术要求1）块石桥墩浆砌石石料除应满足坚硬，无裂缝和洁净等质量要求外，还要求径边大于20cm，上下面大致平整无尖角薄边。2）钢筋钢筋具有出厂证明书或试验报告单。运至工地使用前必须作拉力、冷弯试验及焊接工艺试验。具体不同种类、钢号、直径等均应符合有关国家标准。垫扎带肋钢筋、垫扎光园钢筋、低碳钢垫扎圆盘条必须符合gb1499-1998、gb13013-91、gb/t701-1997的要求，钢筋搭接严格执行部颁标准。3)水

19、泥水泥选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，所用水泥强度不低于42.5，同一衬砌工程的水泥品种不宜超过两种。运至工地的水泥应有生产厂家的品质报告，水泥品质应符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（gb175-1999）的要求。运输、保管及使用应符合有关规范要求。4)砂石骨料骨料的选用应遵守质优经济、就地取材的原则。砂料应质地坚硬、清洁、级配良好，细度模数为2.2-3.0之间。砂子技术要求表项目指标备注有机质含量浅于标准色如深于标准色，应配成砂浆进行强度对比试验含泥量（）3指粒径小于0.08mm的细淤泥和粘土的总和泥块含量（）1坚固性（）10系硫酸钠溶液5次循环后的重量损失云母含量（）2比重（t/m3）2.5

20、轻物质含量（）1粗骨料要求坚硬、无裂纹、级配良好，最大粒径不超过板厚度的1/31/2.抗压强度大于混凝土强度1.5倍。宜选用5-40mm的碎石。碎石技术要求表项目指标备注含泥量（）1泥块含量（）0.5集料中粒径大于5mm，经水洗手握后变成小于2.5mm的颗粒的含量坚固性（）5硫酸盐及硫化物含量及重量计（）0.5有机质含量浅于标准色比重（t/m3）2.55针片状颗粒含量（）15抗压强度mpa30碎石压碎指标值（）25吸水率（）2.55）水凡能引用的水，均可搅制和养护砼及水泥砂浆6、工程预算6.1编制依据预算执行文件：水利部水总（2002）116号文颁发的水利工程设计概（估）算编制规定预算执行定额

21、：水利部水利建筑工程概算定额、水利建筑工程概算补充定额、水利工程施工机械台时费定额。6.2基础价格根据水利部水总（2002）116号文水利工程设计概（估）算编制规定的通知进行计算人工工资；计算结果为：工长工资5.1元/工时，高级工工资4.74元/工时，中级工工资4.08元/工时，初级工工资2.18元/工时。主要材料价格采用xx市建设局出版的xx市二一二年一季度工程造价信息中的相应指导价格，按指导价格进入单价，以实际市场价格计算材料价差。施工用电、水单价施工用电，因施工点分散，离村庄又远，从电网供电不方便。以自备发电机供电计算电价为2.32元/千瓦.时。水价从供水点购买，单价为2.29元/立方。

22、基础价格具体计算见单价分析表6.3费用标准1）其他直接费：按直接费的4计算；2）间接费按直接工程费的4计算；3）企业利润按直接费于间接费之和的7计取；4）税金按直接费、间接费、利润三项之和的3.22计取；工程投资预算成果：xx水库灌区末级渠系配套工程投资101.7176万元。主要工程量：土方开挖11796m3；土方回填18951m3；混凝土及钢筋混凝土1238m3；钢筋制安11.4t。7、组织实施末级渠系配套工程由xx水库管理处组织实施，受益村或农民用水协会参与建设。组织机构由xx水库管理处组织成立项目部，负责工程施工管理，项目部下设办公室、工程科、安监科、财务科。施工管理的中心任务是施工队伍

23、的组织、施工技术指导及质量控制、财务活动等。各职能部门既要分工明确，又要互相协调配合，建立责任制，各付其责。根据进度要求，制定具体的施工计划和进度计划。8、建后管理末级渠系执行谁受益谁管理的制度，由村民委员会或农民用水协会负责管护和维修保养。9、施工组织设计9.1施工条件9.1.1工程概况本次工程位于应县臧寨乡境内，改善灌溉面积1.23万亩，涉及五个任务村。配套工程施工点多线长，可同时多处施工，互不干扰，有利于加快施工进度，不利因素要相应增加临建工程量9.1.2自然条件灌区属北温带较干燥的大陆性气候，干旱、寒冷、多风、温差大，封冻期从十一月中旬开始，次年四月下旬至五月除冻层消失，冰冻期约150

24、天，根据气象资料安排6-10月份施工。9.1.3对外交通及水电供应工程区位于应县城西北部，应、怀公路；左砂公路从工程区穿过，各村镇均有村村通道路贯通，对外交通运输较为方便。可满足施工要求。各施工点用电由于离村庄较远，又不方便，接电困难，均采用自备发电机柴油供电。施工用水从附近村庄买水解决。9.2建筑材料1）主要材料采购水泥由山阴县水泥厂采购，运距约45km，钢材由应县市场购买，运距13km。2）砂石料供应本地区砂石料较为丰富，质量满足要求，完全能够满足工程所需。石料从山阴大羊村及甘庄石料厂采购，平均运距70km。砂料从应县镇子梁砂场和南泉砂场采购，平均运距45km，该砂料储量丰富，可满足工程用

25、量的需求，且砂料级配均匀纯净度高，能满足混凝土及砌石质量要求。9.3施工程序本次xx水库灌区末级渠系配套工程主要包括斗渠13.39km防渗，大车桥改建17座，出水口90个。施工战线长，工程项目分散，临建工程较大。工程的特点是可以全面铺开，互不干扰，施工方法采用机械与人工结合，专业队伍为主乡村民工为辅的方法。9.3.1主要施工方法土方开挖主要以人工作业为主，土方回填夯实采用胶轮车运土，打夯机夯实，建筑物回填人工夯实。混凝土及水泥砂浆采用0.4m3搅拌机集中拌和，由机动翻斗车水平运输到工作点。u型渠衬砌的方法1）草测定线确定渠道走向，核定设计纵坡，确定渠道挖、填高度。整平工作面：挖方渠道用推土机推

26、到约三分之二处的设计渠堤高度，填方渠道则用推土机填到三分之二处，并分层碾压。2）施工放线：在草测的基础上，重新在整平的工作面上放线，确定挖、填高度。填筑前应清除填筑范围内的草皮、树根、淤泥、腐殖土和污物。要求回填密实、均匀并于老土结合牢靠。原渠坡要清理基础，挖成台阶，分层夯实，每层要求刨毛洒水，压实系数不小于0.93，土基填筑时应控制含水量和干容重，一般要求干容重不小于1.55-1.60g/cm3。3）开挖基槽：按设计开挖并刨毛开挖角，便于回填土结合。基槽开挖要求断面标准，渠线端直，要严格控制渠道断面尺寸，严禁超挖和欠挖。人工开挖u型土槽的步骤为：定好渠线中心桩，测量好高程，按渠口尺寸洒好两侧

27、灰线，先粗挖u型槽弓形处，取出槽内大土，将中心桩（并高程桩）移到渠底设计高程处，开挖弓形槽内土。根据渠道设计断面，用直径16钢筋做两个u型外模，每10m渠段按模版做一个标准断面，在两标准断面间拉紧线绳，两头外模放置垂直于地面，将线绳上下移动，边移动边削去余土，沿线检查基面是否符合标准，反复修整直至符合要求。土槽挖好后，经核验合格后方可进行混凝土衬砌。4）u型机浇筑砼渠道：u型混凝土现场衬砌机浇筑要求一次成型，原浆收面。砂浆抹面厚度不超过5mm，加浆收面厚度不超过2mm。混凝土拌和要严格控制配合比，要严格控制衬砌机的引进速度，确保振捣质量，浇注时要注意蜂窝和两堤水平。混凝土伸缩缝应按设计施工，必须当天处理，可用切缝机或人工切割半缝形伸缩缝，伸缩缝填充前，应将缝内杂物、粉尘清除干净，应做到缝形整齐，尺寸合格，填充紧密表面平整。5）整边：在u 型机过后，立即安装模板整边，并达到四线平行顺直，渠堤宽9cm。6）养护：一般分两个阶段。第一个阶段是在终凝后前两天内用喷壶轻洒，第二阶段在两天后放水入渠养护。7）整理土堤：土堤高于砼