农田水利设施完善工程施工图设计说明

农田水利设施完善工程施工图设计说明SS-00PAGEPAGE6农田水利设施完善工程施工图设计说明富金村农田水利设施完善工程包含现状沟渠渠化、山坪塘整治、新建生产便道、现状边沟整治，箱涵。一、现状沟渠渠化现状为土渠，两岸边墙、底板均未衬砌，沟内淤积严重，堵塞严重，排水不畅，边墙存在坍塌，亟待整治。1）设计依据(1)《灌溉与排水渠系建筑物设计规范》（SL482-2011）；(2)《灌溉排水工程初步设计报告编制规程》（SL533-2011）；(3)《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)；(4)《节水灌溉工程技术规范》（GB/T50363-2006）；(5)《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)；(6)《渠道防渗工程技术规范》(GB/T50600-2010)；(7)《水利工程水力计算规范》(SL104-95)；(8)《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）。2）设计原则通过与当地水管站水利人员现场踏勘，结合工程区的地形、地貌特点，确定以下原则：（1）确保排水沟排水顺畅；（2）改造排水沟尽量沿着现有走向，减少工程量及农户间矛盾。3）工程防洪标准及洪水计算①防洪标准根据《防洪标准》（GB50201—2014）和《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288—99）的有关规定，确定本工程排水沟设计洪水标准为10年一遇，排水建筑物级别为5级。②计算方法集水区洪峰流量：Q=0.278×K×I×F式中：Q——最大洪峰流量（m3/s）；K——径流系数；I——设计频率平均1h降雨强度，（mm/h）；F——山坡集雨面积（km2）。排水量按明渠均匀流公式计算：Q=A·C，其中C=（1/n）R1/6式中：Q——排水沟设计流量（m3/s）；A——排水沟过水断面面积，m2；C——谢才系数；R——水力半径，m；i——纵坡坡降；n——糙率系数；③基本参数集水区洪峰流量参数取值：径流系数（K）取0.67，10年一遇平均1h降雨强度（I）为62.8mm/h。排水沟断面计算参数取值：纵坡坡降（i）视具体情况取0.02～0.03，糙率系数（n）取0.017。④计算结果排水沟：排水沟设计采用矩形形断面，陡坡段采用跌坎消能方式。4）设计方案根据整治段地形地质条件及边坡、断面现状，本项目排水沟采用3种断面形式，具体形式详见图纸。排水沟超高根据《灌溉与排水工程设计规范》计算。渠道糙率采用0.02，渠道内设计水深0.45m，边墙按每隔10m间距设沉降缝，缝宽均为2cm，缝内采用遇水膨胀止水条止水。基础承载力不宜小于100kP，若渠道基础遇软弱地基时，需采用块石换填，换填深度为0.5m。二、箱涵1、概述根据不压缩现有河道宽度的原则，箱涵净空尺寸采用4.0x3.5米净空以满足过水断面要求，即净高4米，净宽3.5米。箱涵采用钢筋混凝土结构，进口侧洞口顺接改移河渠，出口侧顺接既有河道。2、技术标准本项目勘察设计执行国家或交通部所颁发的最新标准、规范，主要内容如下：（1）《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）；（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）；（3）《公路圬工桥涵设计规范》（JTG061-2005）；（4）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；（5）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；（6）《公路桥涵施工技术规范》（JTJF50-2011）；（7）《公路工程抗震设计规范》（JTGB02-2013）；（8）《公路勘测规范》（C01-2007）；（9）《公路工程地质勘察规范》（JTGC20-2011）；（10）《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2015）。3、技术指标1）设计速度：15km/h2）荷载等级：公路-Ⅱ级。3）洪水频率：设计洪水频率按1/25考虑。4）地震烈度：基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g，按照7度构造设防。5）设计基准期：50年。6）耐久性设计环境类别：Ⅰ类。7）抗渗等级：结构抗渗按P8考虑。4、主要材料材料详见设计图纸部分。（1）混凝土水泥：应采用品质稳定的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，其技术要求应符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定。细骨料：应采用硬质洁净的天然中粗河砂，也可使用经专门机组生产、并经试验确认的机制砂，其技术要求应符合《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）的规定。粗骨料：应采用坚硬耐久的碎石或卵石，其技术要求应符合《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）的规定。选用的骨料在施工前进行碱活性试验，应优先采用非活性骨料或经碱-骨料反应抑制措施有效性试验验证合格的骨料。混凝土拌和及养护用水应符合《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）的规定要求。混凝土拌和物中各种原材料引入的氯离子总量不得超过胶凝材料总量的0.06%。混凝土矿物掺和料应采用性能稳定的粉煤灰，其性能应符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）中I级粉煤灰的规定。外加剂应采用品质稳定、且与胶凝材料具有良好相容性的产品：减水剂宜采用高效聚羧酸高性能减水剂，性能指标应符合《混凝土外加剂》（GB8076-2008）的规定，减水剂掺量以及与水泥的适用性应有试验确定；引气剂和膨胀剂应分别复核《混凝土外加剂》（GB8076-2008）和《混凝土膨胀剂》（GB23439-2009）的要求。（2）普通钢筋普通钢筋应符合《钢筋混凝土用钢第一部分：热轧光圆钢筋》（GB1499.1-2008）的规定及钢筋混凝土用钢第二部分：热轧带肋钢筋》（GB1499.2-2007）的规定。5、设计要点1）总体设计涵洞总体布置采用正交方式，涵顶填土厚度约0.5米。箱涵净宽5米，净高3.5米。为满足排水功能，箱涵纵向设置0.5%纵向坡度。2）结构设计箱涵采用矩形断面，采用现浇C30防水钢筋砼结构。箱涵内部宽4.0米，高3.5米，顶、底板及侧墙厚度均为0.4m。箱涵纵向总长6.2米，详见设计图。地基承载力不小于300kpa。6、施工要点（1）箱涵采用明挖法施工，严禁放炮作业，开挖坡率可根据现场实际情况确定，建议采用1:1放坡，施工开挖过程要注意土体稳定和地面沉降问题，必要时设置量测监控系统，随时监视可能危及施工安全和周围建筑安全的动态，并有应急措施。（2）基坑顶面应设置防止地面水流入基坑的措施。（3）箱涵的沉降缝防水详见设计图。（4）箱涵两侧填土应待混凝土强度达到100％时方可回填。（5）混凝土的内在质量和外观均应严格控制。混凝土浇筑时应保证浇筑进度和振捣密实，所有工作缝应认真凿毛清洁，确保新老混凝土的结合强度，并应注意混凝土的养生。所有外表面均应达到平整、光洁。（6）砼试件应在同等条件下进行养护。（7）除了施工单位提供试块实验报告外，设计单位依据工程具体要求，可采用随机无损检验，以确认混凝土的施工质量及及强度等级是否满足设计要求。（8）箱涵换填后基底承载力不小于设计值，具体情况可与设计单位协商确定。（9）未尽事宜应参照《公路桥涵施工技术规范》（JTJF50-2011）执行。三、山坪塘整治设计1、水文（一）工程等级及防洪标准根据《水利水电工程枢纽等级划分及洪水标准》（SL252-2017）中3.1.2条“当山丘、丘陵区的水利水电工程永久性水工建筑物的挡水高度低于15m，且上下游最大水头差小于10m时，其洪水标准宜按照平原、滨海区标准进行确定”，故本工程山坪塘设计洪水标准确定为10年一遇，校核洪水标准确定为20～50年一遇。考虑到本工程实际情况，本工程洪水重现期采用标准下限值，即挡水建筑物设计洪水重现期为10年，校核洪水重现期为20年，消能防冲设计洪水重现期为10年。（二）设计洪水计算（1）暴雨资料年最大的1小时、6小时、24小时暴雨资料采用合川区气象站资料，年最大1/6小时暴雨设计值详见表1。表1工程各时段暴雨参数表时段均值（mm）CvCs备注1/6小时160.351.2251小时400.451.5756小时700.411.43524小时90.00.471.645（2）设计洪水山坪塘地处川东丘陵地带，参考《水利水电工程设计洪水计算手册》、本次设计各山坪塘坝址洪水具体计算如下：1）计算公式：2）推理公式的计算参数①设计流域地理参数集雨面积F：采用1：1万航测图量取。河长L：干流及各支流分水岭至工程位置河长，采用1：1万航测图量算。河流平均比降J：干、支流采用公式计算，式中hi、li采用1：1万航测图查算。流域形状系数θ：②暴雨参数雨力SP：采用手册推荐公式进行计算。洪峰系数汇流时间：。③产、汇流参数产流参数μP：计算，式中KP由CV=0.18，CS=3.5CV，查P-Ⅲ曲线KP值表而得。汇流参数m：采用盆地丘陵区综合公式：当1<θ<30时，m=0.40θ0.204。推理公式计算成果见各山坪塘特征系数表表2各山坪塘流域特征值成果表序号山坪塘名称F（k㎡）L（km）J（‰）θｍ11#山坪塘0.1690.20591.30.4140.34622#山坪塘0.030.14365.30.5170.325表3各山坪塘设计洪成果表山坪塘名称频率（%）τμΨτQp（m³/s）1#山坪塘50.130912.2220.8040.114970.239100.13613.27140.89650.150520.2372#山坪塘50.129114.920.91490.143870.326100.16313.0140.8970.170730.313（4）防洪安全性复核根据《重庆市山坪塘工程整治技术标准》规定，本工程规模小，无调蓄能力，故采用的简化计算方法进行，洪水位计算以设计、校核的洪峰流量作为下泄流量，求得溢洪道的溢流水深，根据溢流水深求得设计洪水位、校核洪水位。设计洪水位=溢洪道底高程+设计洪峰流量下泄溢洪道堰顶溢流水深。校核洪水位=溢洪道底高程+校核洪峰流量下泄溢洪道堰顶溢流水深。坝顶高程按校核洪水位加0.3m～0.5m确定溢洪道水力计算溢洪道的计算采用明渠均匀流计算公式：式中：Q—溢洪道下泄流量，m3/s。A—过水断面积，A=bh，m2。R—水力半径，m。C—谢才系数，2、山坪塘设计方案本项目包含两处山坪塘，分别为1#山坪塘及2#山坪塘，均位于太和镇，系属涪江水系。1#山坪塘多年平均径流深1000mm，山坪塘集雨面积0.16km2，总蓄水量0.0869万m3；2#山坪塘多年平均径流深1000mm，山坪塘集雨面积0.1km2，总蓄水量0.5662万m3。（一）存在的病险情况经现场核查，该山坪塘目前存在的问题：①坝体上游坝坡为土坡，浪蚀严重，坝坡局部垮塌。②无溢洪道。③无放水设施。（二）整治工程设计（1）大坝整治①坝顶整治坝顶路面采用20cm厚C20砼硬化，硬化宽度1.5m，砼每6m设置一道伸缩缝，缝宽20mm。坝顶内侧设置栏杆，详见大样图。②内外坝坡护坡整治内坡：清除浪蚀、垮塌后的土体，并在原大坝内坡坡脚往下清基深0.6m，基础如遇软土基础则需进行块石换填处理并夯实，块石换填基础厚度不小于30cm。坝脚设C20砼护脚，护脚高0.5m，宽0.4m。下游坝坡：下游坝坡清除杂草后，采用土石回填整平至1:0.5的坡比。坝体土回填需压实，坝轴线上游采用粘土回填，下游采用土石回填，并压实，要求干密度不小于1.65g/cm3，压实度不低于93%，含水率为12—18%，压实后坝体土渗透系数不小于3×10-4m/s。。（2）放水设施整治新建C20砼放水卧管，卧管建基面基础地基承载力应达到120kpa以上，卧管基础如遇软土基础则需进行块石换填处理，并夯实，块石换填基础厚度不小于30cm。卧管设计坡比为1:2.0，卧管坡比可根据坝肩的具体坡度作相应的调整。为了方便山坪塘管理，卧管顶设置成阶梯状,阶梯高0.15m，踩面宽0.3m。卧管内设DN150PE管（0.6Mpa），卧管壁厚0.2m，卧管顶部设通气孔，通气孔采用DN100PE管（0.6Mpa），卧管每隔0.15m高差设一个放水孔，放水孔内置DN100PE管（0.6Mpa），放水孔采用C20钢筋混凝土放水塞封堵，放水塞上部直径为0.25m，底部直径为0.15m，放水塞高0.15m。新建DN150PE（0.6Mpa）放水涵管，涵管长10m。放水管采用破坝的方式埋设，回填采用粘土土料应不夹杂草、木及有机物等有害物质，分层夯实，每层厚度≤0.3m，填土压实度要求不小于93％。卧管与涵管连接处新建C20钢筋砼消力池，消力池内空尺寸1m×1m×0.8m，壁厚0.2m，钢筋保护层厚30mm。放水涵管在坝轴线位置处设置C20砼现浇截水墙，截水墙为0.65m×0.65m矩形，截水墙厚0.3m。（3）溢洪道整治新建溢洪道，溢洪道基础要求为老土或者岩基，要求边墙地基承载力特征值不小于120kpa。溢洪道全长8m；溢洪道净空断面尺寸为1m×0.8m，用C20砼作底板，宽1.4m，厚0.1m。溢洪道控制段底坡i=0，溢洪道陡槽段底板根据现场地形自然坡度放坡，并在溢洪道变坡处设置C20砼齿槽；边墙采用C20砼浇筑，边墙宽0.2m，高0.6m。溢洪道边墙两侧采用人工分层夯实回填粘土，每层厚度为20-30cm，回填土粒径不超过8cm，干密度不小于1.65g/cm3，压实度不低于93%，含水率为12—18%。溢洪道水力计算溢洪道的计算采用明渠均匀流计算公式：式中：Q—溢洪道下泄