盐碱地综合治理试点项目工程设计方案

盐碱地综合治理试点项目工程设计方案1.1工程建设内容及任务1.1.1工程建设内容本次盐碱地综合治理项目，在兰州炼油厂农场西侧的盐碱地规划修建蓄水塘坝1座，在蓄水塘坝外围修建排碱沟2.04km；修建车桥6座；综合治理盐碱地面积8939亩。1.1.2工程建设任务本项目主要建设任务为：通过开挖、清淤、疏通排碱沟，以便对碱水进行二次利用，修建蓄水塘坝，在蓄水塘坝周围建设景区配套设施，形成景观。缓解地下水抬升、土壤盐碱化等问题。1.2工程设计依据（1）《水利水电工程可行性研究报告编制规程》DL5020-93；（2）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）；（3）《农田排水工程技术规范》SL103-95；（4）《农业项目经济评价实用手册》DL5020-93；（5）《盐碱地改良》（中华全国科学技术普及协会出版）；（6）《渠道防渗工程技术规范》SL18-2004；（7）《水利水电工程施工测量规范》SL52—1993；（8）《水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标（七）》SL38-92；（9）《土工合成材料非织造布复合土工膜》GB/T17642-2008。1.3工程等级、防洪标准本工程属盐碱地综合治理项目，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252s-2000），该排碱工程为Ⅴ等，其工程建筑物洪水为30年一遇设计，50年一遇校核，临时建筑物洪水标准为10年一遇。1.4主要建筑物设计1.1.1排碱沟设计1、排碱沟自然流量计算排碱沟自然流量按以下公式计算：[(bmh)h]5/3I0.5{n[b2h(1m2)]2/3}其中：b—沟底宽；n—糙率；h—正常水深；I—沟道坡降；m—边坡比；排碱沟自然流量计算值见表1.4。表1.4 排碱沟自然流量计算表自然流沟底宽沟底坡正常水量Q灌溉时期糙率n边坡比mb（m）降I深（hm）（m3/s）非灌溉期1.4/100.50.280.50.025001:0.75灌溉期0.650.402、排碱沟每日来水量计算（1）非灌溉期每日来水量（24h）Q360024=24192m3来式中：Q——排碱沟自然流量（m3/s）；——排碱沟自然来水量（m3/s）。来（2）灌溉期每日来水量（24h）Q360024=34560m3来式中：Q——排碱沟自然流量（m3/s）；——排碱沟自然来水量（m3/s）。来3、排碱沟布置及设计参数设计新建干排位于蓄水塘坝外围，距塘坝上口边缘距离5m。干排总长2.04km，沟口宽7.95m，沟深3.5m，沟底设计宽为0.5m，沟底采用干砌石砌筑，干砌石厚度0.5m，高1.0m，迎水面坡比为1:0.75，在干排边坡上部分做草皮防护，详见排碱沟横断面设计图。排碱沟设计断面图如下：2007952001:1.251:1.251:0草皮防护.7525050 1101:0.75504-1干排断面设计图4、车桥设计车桥按公路二级标准设计。本项目布设车桥6座，采用混凝土结构，设计桥长8m，桥宽1.5m，桥基均需原土翻夯，土质基础干容重不小于1.55t/m3，砂砾石基础干容重不小于2.05t/m3。底部设有砂砾石垫层。主要工程量见下表，具体尺寸相见设计图。表1.2车桥主要工程量土方开土方回砂砾石垫C25砼C30砼M10浆砌块石挖填层m3m3m3m3m3m355381854120.181330.9890.6398.581.1.2蓄水塘坝1、蓄水塘坝工程设计方案通过现场勘测，结合内、外业资料进行综合分析，并与当地政府、水务局、国土局、环保局等就修建蓄水塘坝相关问题交换了意见，对修建蓄水塘坝采用三种设计方案进行比选，采用的蓄水塘坝出水口断面型式一致，针对进水口型式和蓄水塘坝底高程设计，拟采用以下三种设计方案：方案比选

设计

投资（万元）

特点方案一

蓄水塘坝进水口高程高于坝底高程，进水口断面型式与干排断面一致，排碱沟水直接流入蓄水塘坝，使蓄水塘坝达到正常水位，塘坝坝底高程由进水口沿塘坝边坡往下垂直距离1m处至出水口方向（由北到南方向）设置0.0018%的纵坡，即进水口底高程为1556.35m，进水口处坝底高程为1555.35，出水口底高程为1551.35m，与该处坝底高程一致，蓄水塘坝达到正常水位高程为1556.15m，低于进水口底高程；进、出水口各设车桥1座。

1710.00

特点：由于蓄水塘坝进水高程高于坝底高程，干支水流可自流流入蓄水塘坝，并形成足够的水深，保证蓄水及水上娱乐所需水深；方案二

蓄水塘坝进水口形式与方案一相同，设计蓄水塘坝坝底高程低于排碱沟底高程（低50cm），在蓄水塘坝西侧开挖5条进水渠，进水渠断面类型式与干排断面一致，干排与进水口相接，使蓄水塘坝达到正常水位，塘坝坝底高程由进水口至出水口方向（由北到南方向）设置0.0027%的纵坡，即进水口底高程为1556.35m，该处坝底高程为1555.85，出水口底高程为1551.35m，与该处坝底高程一致，蓄水塘坝达到正常水位高程为

1740.00

由于塘坝周边开挖排碱沟，大大减小了地下水对塘坝边坡的压力，有助于塘坝边坡稳定。特点：塘坝底高程低于排碱沟底高程，但水深较浅；干排需达到一定水位才能流入蓄水塘坝，要开挖5道引水渠，才能使蓄水塘坝1556.15m，低于进水口底高程；每达到正常个入水口及出水口各设车桥1座。水位，且同时得配套6座车桥，工程造价较高，不经济。特点：进水口前端的浆砌石挡水墙可以在排碱沟与蓄水塘坝连接处修建混防止大量泥沙随水凝土浆砌块石挡水墙，当排碱沟水流进入到方案位达到一定高度后用水泵抽至蓄水1768.00塘坝，起到三塘坝，使蓄水塘坝达到正常水位，沉淀池的塘坝坝底纵坡、蓄水塘坝进、出水作用；干排口底高程与方案一一致。水位达到一定高度后，用水泵抽到蓄水塘，由于排碱沟正常水量较小，很难达到用泵抽水的水位要求，且运营成本较高。方案一：10cm厚C15混凝土预制板外边缘接干排1559.85（坝顶高程）200绿化草皮1:4C20混凝土护栏坝体200i=0.021557.851:3.51556.35(排碱沟底高程）进水口1556.35（设计水位）A1556.15（正常水位）10cm厚C15混凝土预制板i=0.001820cm厚中细砂保护层1555.35（坝底高程）聚乙烯复合土工膜（PE膜）10cm厚中细砂保护层图4-2方案一蓄水塘坝断面设计图方案二：10cm厚C15混凝土预制板1559.85（坝顶高程）200绿化草皮1:4C20混凝土护栏坝体200i=0.021557.851:3.51556.35(排碱沟底高程）进水口1556.35（设计水位）A1556.15（正常水位）i=0.0027101555.85（坝底高程）cm厚C15混凝土预制板20cm厚中细砂保护层聚乙烯复合土工膜（PE膜）10cm厚中细砂保护层图4-3 方案二蓄水塘坝断面设计图方案三：10cm厚C15混凝土预制板1559.85（坝顶高程）200绿化草皮1:4C20混凝土护栏300.坝体20071:2i=0.021557.85401:3.500M10浆砌石挡墙881556.35(排碱沟底高程）进水口1556.35（设计水位）120A1556.15（正常水位）i=0.00181555.35（坝底高程）10cm厚C15混凝土预制板20cm厚中细砂保护层聚乙烯复合土工膜（PE膜）10cm厚中细砂保护层图4-4 方案三蓄水塘坝断面设计图结论：综合以上各种因素，可知方案一对本工程来说更经济合理，所以采用方案一。蓄水塘坝具体设计参数及结构尺寸见设计图。3、蓄水塘坝位置及参数（1）蓄水塘坝位置及参数蓄水塘坝位于大唐XX电厂南侧，占地面积为300亩，蓄水塘坝达到正常水位时的蓄水面积为168084m2（252亩），平均水深1.5m，在坝顶往下2.0m处设计宽为2.0m的马道，马道以上开挖坡比为1:1.0，马道以下开挖坡比为1:3.5；蓄水塘坝坝底从北到南设计纵坡为0.0018%。在马道上设计钢筋混凝土栏杆，栏杆长度为2.04km，高度为1.2m，具体设计及尺寸见设计图。（2）蓄水塘坝蓄水量计算考虑到蓄水塘坝亲水环境的需要，景观水位距离地面高差不宜过大，同时考虑降雨等因素，本规划初步确定蓄水塘坝正常水位距离坝底1.5m，设计水位为2.0m，则蓄水塘坝可蓄水量按以下计算式计算：V=SS1SSH12123式中：V——塘坝需水量（m3）；——蓄水塘坝底面积（m2）；1——蓄水塘坝底面积（m2）；2——塘坝设计水位（m）2经计算，蓄水塘坝需水量为V=33.04万m3。（3）塘坝蓄水面积为168084m2（252亩），塘坝蓄水至正常水位所需时间：非灌溉期：TQV≈14d来灌溉期：TQV≈10d来式中：V——塘坝需水量（m3）；T——蓄至正常水位所需天数（d）；——排碱沟自然来水量（m3/s）；来（4）静水压力计算a）作用于蓄水塘坝边坡内侧静水压力E=1γh2=19.822=19.60 kNW 2 w 2式中：h——塘坝水深（m）；——最大静水压力（kN）；W——水的容重（N/cm3）。wb）灌溉期作用于蓄水塘坝边坡外侧最大静水压力E=1γh2=19.81.652=13.34 kNW 2 w 2式中：h——塘坝外地下水深（m）；——最大静水压力（kN）；——水的容重（N/cm3）。wc）非灌溉期作用于蓄水塘坝边坡外侧最大静水压力E=1γh2=19.81.52=11.03 kNW 2 w 2式中：h——塘坝外地下水深（m）；——最大静水压力（kN）；——水的容重（N/cm3）。w因此在灌溉期和非灌溉期，蓄水塘坝外侧地下水压力均小于蓄水塘坝内侧静水压力，故蓄水塘坝外侧地下水压力对蓄水塘坝边坡稳定不造成影响。4、节制闸在蓄水塘坝出水口处设置节制闸一座，主要设计内容如下所述：（1）、闸室形式闸室结构形式为开敞式。开敞式闸室的特点是闸门全开时过闸水流具有自由水面，一般闸底板顶面高程较高，挡水高度较小的水闸都采用这种型式。本工程节制闸过闸流量较小，挡水高度较低，因此采用开敞式闸室（2）、闸门及启闭机闸门形式的选择，应根据运用要求、闸孔跨度、启闭机容量、工作造价等条件比较确定。本次设计工作闸门采用铸铁闸门，闸门宽度为2.0m，长为2.0m，高为1.5m。启闭机设在工作桥上，采用手摇式螺杆式启闭机提升闸门。闸门安装质量执行《供水排水铸铁闸门》（CJ/T3006-92）。（3）、闸墩尺寸及形状闸墩的作用主要是分隔闸门，同时也支承闸门、胸墙、检修桥上部结构。闸墩长度应满足上部结构的布置要求，该值一般等于底板长度，也可小于底板长度，因此取闸墩长1.8m。闸墩厚度必须满足稳定和强度的要求，混凝土和少筋混凝土闸墩厚0.9～1.4m，浆砌石闸墩厚0.8～1.5m。浆砌石常用在小型水闸中，因此边墩厚1.5m，宽为为0.5m。（4）、检修桥小型水闸的检修桥一般采用板式结构，高度视闸门和启闭设备的形式及闸门高度而定。检修便桥设在闸室下游，宽度1.5m，两侧采用钢管栏杆，高度1.0m。节制闸设计参数及主要工程量见下表，具体设计参数及尺寸详见设计图。表1.8节制闸设计参数表过流能力设闸计闸墩地孔顶基净上、下游水头差5cm上、下游水头差10cm闸室高承宽程形式载力闸前闸后闸前闸后流量流量mm水位水位水位水位kpa（m3/s）（m3/s）（m）（m）（m）（m）1.整体1.51.00.950.91.00.91.2开敞800式表1.9节制闸主要工程量表C25砼C15砼M10浆砌干砌石碎石钢筋防护石垫层栏杆m3m3m3m3m3tm130.84810270.759.81.1.3景观工程在蓄水塘坝周围规划建设景观