小流域坝系干坝扩大初步设计

xx工程咨询有限公司第一章概况 1 1 1 2 2第二章水文计算 3 3 4第三章工程设计 7 7 7 12第四章工程量计算 26第五章工程概算 28 28 29 30 31 32 33第六章效益分析 33 33 36 37第七章施工设计 37 38 39 43 46 47第八章建设与运行管理 48 48 51 51第一章概况第一节基本情况支流——关河的三级沟道，坝控面积为6.19km2，该区属黄土丘陵沟壑第Ⅰ副区，境内植被稀少，地形支离破碎，沟壑纵横，水土流失较为严重，年侵蚀模数为10000t/km2，折合7407.407m3/km2。坝址所在沟道的主沟长第二节社经情况第三节综合治理现状及规划情况努力，共完成水土保持综合治理面积78hm2，其中基本农田26hm2，水保为了有效地控制水土流失，规划新增水土保第四节兴建该工程的目的和作用该工程的兴建，对于流域内开发利用沟坝地、防止沟岸扩张，沟底下切，有效地防治水土流失都将起到巨大的作用，对减少入黄泥沙起到积极的作用，同时也为周边村庄解决人畜饮水困难和发展交通、改变生产条件第五节建筑材料工程所需石料、砂子、水泥、钢材、木材、柴油、汽油等均在本县境第六节水文及气象流域内没有水文、气象观测站点，且流域距县城较近，气象资料参照流域地处季风型温带大陆性气候区，其气候特点为：冬季受蒙古高压气流控制，寒冷多雪；春季温暖干燥多风沙；夏季受海洋性季风影响，炎热而雨量集中；秋季凉爽短促。年平均气温变化在5℃~8℃之间，全年太年日照变化在2600～3700h，年平均风速2.0m/s。该区域每年11月中旬封月份，受季风影响，降水历时短且强度大，占全年降水量的76%；10～12第二章水文计算第一节设计依据及设计标准坝址地形图通过实地勘测绘制而成，水位～库容～面积曲线经实地勘根据中华人民共和国国家标准《水土保持综合治理技术规范沟壑治第二节水文计算H24──最大24小时暴雨均值(mm)。RP──设计暴雨的一次洪水模数(万m3设计情况：T＝12×=3.08(h)校核情况：T＝12×=4.81(h)p分段0123456789Ti(h)00.150.310.460.620.770.922.162.462.773.08Qi(m3/s)00.655.1944.1364.8950.6124.015.842.600.650.00分段0123456789Ti(h)00.240.480.720.962.412.893.373.854.334.81Qi(m3/s)00.957.5825.5764.4094.7073.8735.048.523.790.950.00洪峰流量3/s)706050403020100历时(h)00.511.522.533.5洪峰流量校核情况洪水过程线3/s)100-80604020历时(h)历时(h)Ks—坡面治理措施年平均拦蓄率，因坡面拦蓄率第三章工程设计第一节枢纽组成根据当地地形条件及从经济观点出发的原则，该坝选用两大件为宜，用，其储量足以满足填筑坝体的需要，故坝型选为均质碾压土坝，因沟道第二节土坝设计通过实地勘测坝址地形及库区地形图，量算出各层等高线的面积。利Vn=F+n Fn.Fn+1 +Fn+13 水位～库容～面积曲线计算表Fkm2hm255555H拦──拦泥坝高(m)H滞──滞洪坝高(m)h安──安全超高(m)V拦P设W校P校H滞校根据水文计算，考虑下游坝地的生产等各方面的因素，确定涵洞出口高程为928.0m，依此推求放水建筑物各部位的高程为：涵洞进口高程V死为了保证大坝施工期安全渡汛，需计算汛期防洪坝高。防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)所对应的坝高加安′+Δh死防为防止暴雨冲刷坝肩，在坝体与岸坡结合处和马道内侧设排水沟，将水流送出坝脚以外。为了防止坝肩两岸排水汇流，坝顶形成洞穴，危及坝体安全，必须设置坝肩排水沟，与坝坡纵向排水沟相连。排水沟为矩形断在坝体填筑之前，必须对坝基和两岸山坡进行处理，参照有关资料，其处⑴坝基处理：均质土坝与基岩连接时，在靠近上游部位设置几道浆砌石齿墙，以增大渗径使坝体与地基接合。沿接合面增大的渗径约取坝⑵岸坡处理：在坝体填筑前，需清理两岸山坡，清理范围应比坝的坡脚线加宽0.5~0.6m，凡在清基范围内的地面表土、乱石、草皮、树木、树根、腐殖质等均要清除干净，不得留在坝内做回填土用，对洞穴、窑洞、墓穴等隐患，均应进行挖除，并分层夯实回填。两岸山坡应挖成斜面，其为增加坝体稳定性，防止土坝与岸坡结合面上的渗透水，沿坝轴线方向，从沟底到坝顶开挖一道梯形断面结合槽。结合槽底宽2m，深2m沟内沟为基岩，且底部下湿，需设排水反滤体，排水选择棱体排水，为防止坝坡、坝顶受洪水冲刷，在上游坝坡淤面以上及下游坝坡上进xx2#骨干坝坝高及坝体特征高程表mmmhm2mmmmm第三节放水建筑物设计计算放水建筑物由卧管、涵洞两部分组成，卧管下接消力池，卧管采用矩根据水利部《规范》的要求及山西省黄土高原地区水土保持淤地坝工程初步设计要求，放水流量按5天放完一次设计洪水总量计算，放水流量 3/s)根据水利部《规范》计算要求，卧管、消力池输水流量由于水位变化h水滞校淤泥压力荷载gk2=γ淤·b·h淤水压力荷载qk=γ水·b·h水g=γG1·gk1+γG2·gk2q=γθ·qk则：g=γG1·gk1+γG2·gk2＝1.05×5.25＋1.2×309.96＝377.4645(K重要性系数为：γ0＝0.9，设计状况系数ψ=10＋a0=13.882(KN·m)=91.781(KN)ξ<ξb＝0.614(ξb：因工程采用热轧Ⅰ级钢，为0.614)As=ξ·b·h0·fc/fy＝0.053×105则ρ>ρmin，配筋满足要求。h水滞校淤泥压力荷载gk2=γ淤·b·h淤水压力荷载qk=γ水·b·h水g=γG1·gk1+γG2·gk2q=γθ·qk则：g=γG1·gk1+γG2·gk2＝1.05×8＋1.2×300.8＝369.36(K重要性系数为：γ0＝0.9，设计状况系数ψ=10＋a0=43.92(KN·m)=161.336(KN)ξ=1－J1-2as＝1-·=0.0625ξ<ξb＝0.614(ξb：因工程采用热轧Ⅰ级钢，为0.614)As=ξ·b·h0·fc/fy＝0.0625×10则ρ>ρmin，配筋满足要求。输水涵洞采用浆砌石拱涵，布设于大坝底部左端，与卧管底部消力相根据晋Q834—85《规范》选定涵洞结构尺寸为：涵洞净宽80cm，洞为了保持涵洞洞身的稳定性，使洞身与土坝回填土结合，根据涵根据工程结构的相对位置，为了防止水流对下游坝体的冲刷，涵洞出采用公式：ik=knk KkKk=4.38＋hf2hf=22g2g22)晋Q第四章工程量计算工程量计算采用分项计算的办法，清基、削坡土方量按实测地形图及清基、削坡范围要求进行计算；结合槽挖填方量，按设计断面进行计算；浆砌石、混凝土方量按工程设计断面与长度进行计算；其坝体土方量计算根据实测坝址地形图按等高线分层计算的方法进行，首先在枢纽平面坝体土方量计算结果表0111213141516171819111011111111111工程量计算结果表土方第五章工程概算第一节概算编制说明海沟小流域。沟道属黄河二级支流——关河的三级沟道，坝控面积为第二节基础单价编制2、其他材料(如：种子、苗木、铅丝等)的预算价格采用工程所在地市根据《水土保持生态建设工程概算定额》中施工机械台班费定额及有关规定计算，对缺项的施工机械定额，参照《山西省建筑工程概算定额》根据设计确定的砂浆和砼标号，分别计算出水泥、砂石料和水的每立方米砂浆和砼材料单价，计入相应的砂浆和砼工程单价内。砂浆和砼配合比的各项材料用量，参照《水土保持生态建设工程概算定额》中的砂浆和砂浆及混凝土材料价格表单位：m3称单位m3水第三节建筑工程单价编制基本直接费包括人工费、材料费和机械使用费，根据定额以及人工、第四节独立费用取费基本勘察收费=工程勘察收费基准价×专业调整系数×工程复杂程度调基本设计收费=工程设计收费基准价×专业调整系数×工程复杂程度调第五节基本预备费基本预备费按工程措施与独立费用之和的6%计取。第六节总投资第六章效益分析参照中华人民共和国国家标准《水土保持综合治理效益计算方法》GB/T15774—1995的标准进行效益计算。该标准规定的水土保持综合治理第一节经济效益沟头的延伸，对改善当地自然条件和减少黄河包括实施水土保持措施土地上生长的植物产品与未实施水土保持措施Pa──该项措施实施后每年单位面积产量，kg年减沙量的计算，采用公式：△Sc=△S1-△S2js=△Sc×us对基本农田，提高了农地的单位面积产量，由于增产而节约出的土地第二节生态效益项目实施后，可有效拦蓄地表径流，调节河川径流，增加项目区抗旱能力，合理利用水资源，减少土壤侵蚀，减轻水土流失程度，改善土壤物含水量相差8%左右。还可以提高贴地层温度、湿度，缓减贴地层风力，减轻霜冻和干热风危害，改善项目区小气候，提高农业产量，地面林草覆盖通过工程的建设将会使项目区内的水圈、土圈、气圈、生物圈生态环境得第三节社会效益项目实施后，提高沟道侵蚀基准面，防止沟床下切、沟道扩张、沟头伸延，减少沟蚀、重力侵蚀。拦蓄洪水，削减洪峰，减少入黄泥沙，减轻沟道的洪水、泥沙危害，减轻水土流失对土地的破坏，减轻干旱对农业生项目实施后，可完善农业基础设施，提高土地生产率，将农民由传统封闭逐步向改革开放转变，为实现优质、高产、高效的大农业奠定基础，使农村剩余劳力得到高效利用，提高劳动生产率，调整土地利用结构与农村生产结构，使农村人口、资源、环境与经济发展走上良性循环，促进社会文明进步，提高环境容量，缓减人地矛盾，改善群众生活条件，改善农第七章施工设计施工设计既是工程设计的必要组成部分，又是组织工程施工必不可少的依据，认真做好施工组织设计，对于合理选定工程设计方案，做好施工准备工作，加强施工计划性，建立正常施工秩序，保证工程质量，降低工第一节施工条件高压电力线贯穿该区域，利用方便，该项目区域内除沟底外，移动、联通淤地坝建设，政府积极支持，群众要求迫切。全县拥有大中型农业机技术人员和项目区群众在淤地坝建设方面具有较高的技术水平和丰富的经验。另外，由于该项目将实行招标投标制，一些专业工程公司将参加骨干坝建设，这些公司拥有性能卓越的设备，管理技术先进，施工进度快，质量有保证。工程建设将形成多元施工化格局，土坝碾压主要以机械施工，所用辅助劳力不多，项目区内现有劳动力足第二节施工质量要求在坝体填筑之前，必须对坝基和两岸山坡进行清理，清理范围比坝脚皮、树木、腐殖质等均要清除干净，不得留在坝内做回填土用。两岸山坡清基后应开挖结合槽，从沟底到坝顶沿坝轴线方向开挖。结合槽挖好后立即回填坝土，对于卵石基础和土混石基础最好用透水性差的红粘土进行回填，不宜将清好的坝基和挖好的结合槽长期暴露在外，以免影响坝体土坝的填筑工序包括挖土、运土、铺土、平土、压实、削坡、刨毛、洒水等作业。这些作业应根据填筑施工的具体情况划分施工段，进行平行⑴挖运土。挖运土常见有两种形式，一是装载机挖装土料，自卸汽车运土上坝；二是推土机开挖并直接运土上坝。前者宜于长运距，后者常用⑵铺土。铺土时，应沿坝轴线向上游方向一致延伸，不准溜土上坝，⑶平土。平土应按设计厚度分层进行，平整后的厚度要均匀，便于压⑷压实。坝面土料压实应按设计铺土厚度进行。压实必须严格控制质量，只能在夯实合格后，才能重新铺土。履带拖拉机碾压时，采用“进退1/3，压实干容重不能低于1.55t/m3。为保证上下土层结合良好，铺土前应层面结合情况、碾压遍数以及坝头接合、土砂接合、接缝处理等，是否符合设计及施工规范的要求，其中应对漏压及重压现象特别加以注意。有漏时，则应返工。如土的含水量过大出现弹簧土和裂缝等现象，应及时分析原因进行处理。要防止冰块、草皮、树根、乱石、覆盖土等不合要求的土⑵测定压实土层的技术指标。这主要是测定压实的干容重及含水量，土料的含水量是指单位土体内的水重与土粒重的比值，它是直接影响土料压实的重要因素，必须严格控制。土坝土料的最优含水量，应是压实遍数少而干容重最大的值。一般黄土最优含水量为12%～15%，允许误差压实土料的干容重，对于压实质量可疑处，或接头地点及人工夯实的位置，应根据具体情况增加取样数量，检查土样应取到上下土层的接合面上，相邻两层取样位置互相错开，这样才能更加全面地掌握填土质量。压放水建筑物的涵洞最好在土坝未填土前做好，以便筑坝时作为施工导和涵洞设计比降算出各中心桩的设计高程和应挖深度，有了应挖深度，基为防止不均匀沉陷使涵洞断裂，涵洞基础应选在土坝两岸老土上或基岩上，严禁放在松软土基上，要尽量避免一部分放在土基上，另一部分放在基岩上，基础挖好后，应对其底部高程和比降进行校核，符合设计要求石料：砌筑石料必须质地坚硬、形状方正、无裂缝，其表面应刷洗干净，砌前用水洒湿；砌筑用的砂浆要调匀、不可过稀或过稠，砌筑时用挤浆法，石与石之间应灌满灰浆，不得留有空隙，以免由缝隙漏水。坐浆要均匀，以石料搁下能压出浆为宜，然后灌浆。灌浆时要用瓦刀插捣，使孔隙填满灰浆；砌筑时石料放置一丁一顺，小头朝外，大头朝里，上下两层外露灰缝，在灰浆未凝固前，应将虚浆挖去，再用水泥砂浆勾缝，勾缝前要先用水将接缝洒湿；砌体必须洒水养护最少一星期，在砌体未达到要求强度之前，不得在其上方堆放重物或凿石块，以免砌体受振动而破坏，一涵洞砌筑完毕接口和包砌砂浆达到标号后，即可开始回填土。填土前需将一切杂物、石渣等清除干净，洞壁洒水润湿。回填土要干湿合适，每关闭时不要漏水。卧管消力池承受很大的水流冲击力，基础要特别牢固，有产品合格证，有条件时可做拉力试验。混凝土的配合比严格按照设计砂浆配料，水泥一定要量足，必要时进行称重配料。由于该坝建设工地远离村庄没有电源，所以混凝土采用人工拌和时较多，拌和一般在灰盘和钢板均匀为止，拌和时禁止任意加水。人工振捣时捣固要细心，要捣固出水分达到密实。浇注好后可用麻袋、草袋、锯沫、第三节施工组织设计施工导流是治沟工程施工的一个关键问题，它不仅影响到工程造价、施工进度、施工现场布置、安全施工，是工程施工的全局，而且同枢纽的在夏季沟道内修建治沟工程，施工导流一般采用先明渠，后用放水建筑物的二期导流方式，这种方式的做法是，在施工初期，用围堰将放水建筑物施工场地围起来，使沟道内的水沿河床的另一侧泄往下游，然后进行放水建筑物施工。与此同时，在围堰内进行坝底清基，结合槽开挖、回填在没有常流水沟道的治沟工程导流方式的做法是，在枯水期进行放水建筑物施工。与此同时，进行坝底清基，结合槽开挖、回填以及部分坝体的回填工作。放水建筑物完工后，便可利用现成库容滞洪、放水建筑物放沟道内水的流量是不断变化的，施工期间沟道的流量对导流建筑物的尺寸有着非常重要的影响，导流流量根据水文分析，采用导流时段内一定标准的沟道流量。导流流量的标准主要依沟道的水文特征，导流时段的长短等因素，结合导流建筑物的运用条件来决定。治沟工程施工导流流量，施工场地布置时，应根据材料分布情况，土料数量及种类，土料场高程及位置等，综合考虑各个时期坝体、各填筑部位的需要，尽可能做到高料高用、低料低用，合理使用上下游和左右岸料场，尽量避免土料爬坡、过坝和交叉运输，避免土料与道路、其它建筑物互相干扰，提高工效。同时还应重视施工期间沟道流量的变化，防止由于施工导流或其它原因使上合理的施工工序，不仅可避免施工中出现混乱现象，保证施工如期完工程采用推土机推土碾压，主要施工工序包括：清基挖结合槽、土料挖运、坝体填筑、土料压实、刨毛等，放水建筑物施工工序包括：基础开有的进行平行流水作业，有的作业可以合并进行。放水建筑的涵洞要在土办公室下设施工组、监理组、财务组，办公室设有专线电话，专人值班，使工程有一个强有力的组织运作机构。由县水利局、乡政府联合成立淤地坝工程指挥部，并与乡村签订目标责任书，明确分工，互相配合。水利局主要负责勘测设计，技术指导，工程质量检查和资金拨付，乡村负责劳力施工管理是研究和解决工程施工过程中，如何把工地的各项工作妥善安排，以期用最少的人力、物力和资金，在保证工程质量和施工安全的前提下，按规定的工期如期或提前完工。按照《水利工程建设项目实行法人责任的若干意见》的规定，实行项目法人责任制、工程建设招标制、工程工程施工的管理工作，其范围包括计划、技术、财务等方面。就其工作内容和范围来源说既有区别又有联系。实际执行时，既要明确分工，又⑴计划管理是各项管理工作的核心，应该依据施工组织设计中所确定的工程进度要求，合理布局，综合平衡，制定施工措施计划和作业计划，⑵技术管理包括质量管理和安全管理。建立工程质量监督体系，加强建立安全施工质量管理机构，贯彻国家有关安全的规定，监督、检查并制⑶财务管理是管理的重中之中。项目建设要制定财务管理实施细则，组织有关部门编制项目年度财务计划，积极落实匹配资金，确保项目建设资金及时发放到位。项目资金使用，根据核算下达，实行层层包干，保证施工管理工作应该贯彻始终。在施工初期要着重抓好施工准备工作；主体工程开工以后，要从技术、组织措施上确实保证完成各项建设任务，并及时做好阶段性的施工总结；到施工后期，要着手进行整个工程的施工第四节施工进度计划治沟工程一般施工期限较短，要保证如期完工，就要对施工中需要的各种劳动工具、器材和临时设施等物资，以及整个工程和单项工程的施工第五节度汛方案要特别注意库水位和工程上游降雨量两项水情动态。有条件时应建水第八章建设与运行管理第一节建设期管理根据国家计委、财政部、水利部、建设部《关于公益性水利工程建设理体制改革的总体要求，结合xx2#骨干坝工程的实际，xx2#骨干坝建设将全面实行项目法人负责制和项目建设监理制并积极推行项目招标投标制。该项目将在黄委会的统一领导下，黄河上中游管理局作为流域具体主管机构，对坝系建设行使行政主管职能。偏关县水利局作为项目的建设单位，履行项目法人职责，严格按照基建程序进行建设管理，完成项目建设偏关县水利局作为坝系工程项目的建设单位，成立坝系工程项目建设项目部，具体负责项目的建设组织实施与管理工作。在项目初设批复后，县水利局成立xx2#骨干坝工程项目办，作为受建设单位委托的现场建设管理机构，承担县水利局以合同方式授权的部分法人职责。同时，县水利局淤地坝项目部选派代表常驻现场项目办。现场项目办按照委托合同对项目县水利局对项目建设的全过程负责，对项目的工程质量、工程进度和县水利局项目部与设计单位、施工单位和监理单位均为合同关系，全面实行合同化管理。其中设计和监理单位，由县水利局项目部通过招标或县水利局开设坝系项目专项帐户，项目中央资金的合同支付采取追溯现场项目办、设计单位、监理单位的合同支付按照与偏关县水利局签订的合同、工作进度及任务完成情况，由县水利局审核后报上级财务主管与县水利局签订施工合同的工程施工单位的资金支付，由施工单位填报进度支付报帐表，经监理单位审核签证，现场项目办汇总核签后