淤地壩工程設(shè)計

1基本狀況壩址位置：***淤地壩位于罕臺川合同溝小流域，在已建老陳溝骨干壩上游溝道內(nèi)，行政區(qū)劃屬***耳字壕鎮(zhèn)萬勝龍村，壩址以上流域面積。建壩的目的、意義、作用，***淤地壩重要作用是：攔蓄洪水、泥沙，確保下游老陳溝骨干壩壩地的生產(chǎn)，同時淤澄上游土地，抬高侵蝕基準(zhǔn)面。壩址、地質(zhì)、地形狀況：壩址處溝底寬66m，溝底比降%，溝岸較陡，溝坡覆蓋第四系風(fēng)積黃土狀砂壤土，厚度在。溝底覆蓋層為第四系風(fēng)洪積沙壤土，厚度普通～,其下大部分為白堊系、侏羅系黃綠或紫紅泥質(zhì)長石砂巖、礫巖，厚度較大，巖性構(gòu)造松散。上游支毛溝多呈“∨”形，處在發(fā)育階段，溝頭邁進(jìn)，溝岸擴張，其它溝坡為砂壤土，也有部分沙土。水文氣象：合同溝流域?qū)俅箨懶詺夂?，其特點是干旱少雨多風(fēng)沙，蒸發(fā)量大，無霜期短，據(jù)樹林召氣象站資料顯示，數(shù)年平均氣溫℃，蒸發(fā)量2157mm，冬春多風(fēng)沙，風(fēng)沙期70天以上，普通為北風(fēng)和西北風(fēng)，風(fēng)力多在5-8級，凍結(jié)期普通開始于11月上旬，解凍普通在3月下旬，冰凍期130天，凍結(jié)深度，數(shù)年平均降雨量，枯水年，豐水年，降水時空分部極不均勻，大部分集中在七、八、九三個月，由于雨期短,多暴雨，致使洪峰流量大而歷時短。工程規(guī)模及設(shè)計原則：壩址以上流域面積，根據(jù)GB/淤地壩設(shè)計洪水年限與淤積年限之規(guī)定，該工程屬中型淤地壩。防洪設(shè)計原則30年一遇設(shè)計，50年一遇校核。設(shè)計淤積年限。工程由攔河土壩與泄水洞二大件構(gòu)成。工程重要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)集水面積。土壩：攔泥壩高,滯洪壩高,安全超高,壩頂寬，考慮推土機的爬壩能力，上下游壩坡均取為1:。庫容:總庫容萬m3,防洪庫容萬m3,淤積庫容萬m3。放水建筑物：設(shè)計流量s，加大流量s，臥管斷面尺寸（圓型），內(nèi)徑，臥管消力池尺寸為：池深，池寬、池長。涵管斷面尺寸（圓形）：內(nèi)徑d＝60cm、外徑D＝84cm、壁厚δ＝12cm、涵管比降1:100，涵管長62m。工程效益：淤地面積，攔泥萬m3。重要工程量及投資：重要工程量：壩體土方填筑22762m3，壩肩修坡1100m3，清基1900m3,涵臥管基礎(chǔ)開挖750m3,人工開挖結(jié)合槽850m3,混凝土。工程造價：總投資萬元。2.水文水利計算洪水總量與洪峰流量計算數(shù)年平均最大24小時暴雨Ｈ24及其變差系數(shù)Ｃv，偏差系數(shù)Ｃs值，崐由《內(nèi)蒙古水文手冊》對應(yīng)等值線圖查得Ｈ24＝63mm,Ｃv＝,Ｃs＝Ｃv，由皮Ⅲ型曲線模比系數(shù)查得對應(yīng)頻率模比系數(shù)Ｋp值，用下式計算設(shè)計頻率的年最大24小時暴雨量Ｈ24。Ｈ24p＝ＫpＨ24設(shè)計頻率的24小時洪水總量計算設(shè)計頻率24小時洪水總量按下式計算Ｗp＝Ｆ,式中Ｗp:頻率為p的設(shè)計洪水總量（萬m3），hp：頻率為p的24小時暴雨徑流深（mm），Ｆ：工程控制的集水面積（km2），：單位換算系數(shù)。計算成果見水文計算成果表。泙水文計算成果表櫽p(％)10ＫpＨp(mm)hp(mm)Ｗp(萬m3)設(shè)計淤積年限內(nèi)的泥沙總量計算由《內(nèi)蒙水文手冊》查得數(shù)年平均侵蝕模數(shù)M0=8900t/km2·a,淤積年限擬定為，泥沙容重r＝m3。查ＧB/年均淤積量按下式計算：Ｓ＝ＦMs式中：s──年均輸沙量，t；Ms──年均侵蝕模數(shù)，t/km2Ｆ──壩庫以上集水面積，km2S＝8900×＝13350T設(shè)計淤積年限的總來沙量S總＝10·S＝萬t。攔泥庫容ＶL，攔泥壩高ＨL，淤地面積S攔泥庫容應(yīng)能攔蓄設(shè)計淤積年限內(nèi)的來沙總量。即：ＶL＝S總／r＝＝萬m3。查水位~庫容、水位～面積曲線,攔泥壩高Ｈ1＝,對應(yīng)淤地面積S＝，淤積高程為(采用以壩軸線為最低點為的假設(shè)高程系統(tǒng))。防洪庫容是工程在設(shè)計淤積高程以上的庫容應(yīng)能攔蓄一次校核洪水總量設(shè)計。即：ＶL2％＝萬m3查水位～庫容曲線得防洪壩高Ｈz＝，其對應(yīng)的校核水位（最高洪水位）?？値烊荩嚎値烊萦蓴r泥庫容,防洪庫容兩部分構(gòu)成。即:Ｖ＝ＶL＋Ｖz＝＋＝萬m3攪。3工程設(shè)計土壩設(shè)計壩高：總壩高由攔泥壩高ＨL，防洪壩高Ｈz和安全超高△Ｈ三部分構(gòu)成，安全超高根據(jù)ＧB／T（）查得△Ｈ＝,則設(shè)計壩高Ｈ＝Ｈl＋Ｈz＋△Ｈ＝。設(shè)計壩頂高程為。施工期間再加的沉陷量，則施工壩高為。壩頂寬B:壩頂無交通規(guī)定,查ＧB/,壩頂寬B＝，壩頂用生物護(hù)面。壩坡：由于淤地壩內(nèi)蓄水時間較短，故不作壩體穩(wěn)定分析,由施工辦法為小型推土機碾壓土壩，故上下游邊坡取均1:。壩坡采用生物防護(hù)，防護(hù)范疇為上游淤積高程以上壩面和下游全方面壩坡，采用密植沙柳網(wǎng)格沙障。網(wǎng)格規(guī)格為×，沙柳栽植深度為，露出地面高度。壩基與岸坡解決：土壩填筑前要將壩基內(nèi)的腐殖土雜草去除，壩肩的風(fēng)化砒砂巖要去除至新鮮砒砂巖面，并將其修整為1:的坡比，同時開挖寬，深的結(jié)合槽。質(zhì)量指標(biāo)：壩體填筑要根據(jù)土料的性質(zhì)，按最佳含水量進(jìn)行控制、碾壓壩體干容重不不大于cm3。放水工程設(shè)計放水工程設(shè)計流量工程運行規(guī)定,在短期內(nèi)泄完清水,以蓄下次洪水和提高壩地保收率等，故斜臥管的放水流量按兩日內(nèi)泄完十年一遇一次洪水總量來擬定，即：Ｑ＝Ｗ／nT×3600＝／2×24×3600＝s。放水孔徑計算：分級斜臥管采用平孔進(jìn)入，每臺設(shè)一孔，孔口為圓形，上下兩臺階高差，按同時啟動相鄰兩孔進(jìn)行設(shè)計，孔徑用下式計算。Ｄ＝〔Ｑ（Ｈ11/2＋Ｈ21/2）〕1/2＝參考ＧＢ／－1996規(guī)定，放水孔徑取。臥管及消力池設(shè)計根據(jù)實地勘測，放水斜臥管布置于溝道的右岸，輸水涵洞軸線與壩軸線基本垂直。加大流量,由于水位變化,放水孔調(diào)節(jié)運用，臥管內(nèi)流量會出現(xiàn)不不大于崐設(shè)計流量現(xiàn)象，因此在計算臥管和消力池時采用比設(shè)計流量加大20-30％崐的加大流量計算，本工程采用加大25％計算：Ｑ加＝×＝s斷面尺寸，斜管縱坡i＝1:2，用混凝土砌筑，取混凝土管壁糙率n＝，初步擬定管徑為的圓形斷面，按明渠均勻流公式Ｑ＝WC（Ri）1/2進(jìn)行計算，經(jīng)計算，當(dāng)正常水深h0＝時Q＝s根據(jù)《規(guī)范》SL175-規(guī)定,圓形臥管其直徑應(yīng)為正常水深的倍,經(jīng)計算臥管直徑取時能夠滿足水跌下躍高不沉沒孔口的規(guī)定。因此擬定臥管內(nèi)徑為的圓形斷面。消能計算：臥管末端設(shè)消力池與輸水涵管連接，消力池的水力計算用《規(guī)范》SL175-，4、2、4擬定池深和池長：池深d＝×h2-h，為確保產(chǎn)生沉沒水躍還應(yīng)滿足〔(d0＋h)/h2〕〉～h2＝h0/2〔(1＋δaq2／gh03)1/2攪－1〕計算得h2＝式中:h0攭──第一共軛水深,近似采用臥管正常水深h0＝D──臥管直徑D＝h──放水涵管正常水深h＝Q──加大流量Q加＝sq──單寬流量（m3/s）sδ──流速不均勻系數(shù)δ＝g──重力加速度g＝／s2攪將以上各值代入各式,經(jīng)計算：消力池深d0＝，取為，根據(jù)《規(guī)范》SL175-消力池長4h2＝,取為，消力池寬度b0＝。構(gòu)造設(shè)計：臥管最低放水孔高程,臥管頂部高程為。為避免放水時臥管發(fā)生真空臥管頂部設(shè)內(nèi)徑為25cm的通氣孔,并高出最高洪水位，臥管及消力池重要承受水壓力和淤泥土壓力。其構(gòu)造尺寸決定它在水位及淤泥面下列的位置。參考《內(nèi)蒙古黃河流域治溝骨干工程細(xì)則》進(jìn)行定型設(shè)計，臥管管壁厚，臥管與臥管基礎(chǔ)及放水平臺采用200#混凝土澆筑，位于砒砂巖基礎(chǔ)之上，基礎(chǔ)層厚15cm，為避免整體下滑，臥管基礎(chǔ)每隔5米設(shè)一道齒墻，齒墻與臥管底板整體澆筑，齒墻寬、深均為，消力池用200#混凝土澆筑，構(gòu)造尺寸見附圖。消力池蓋板用200#鋼筋混凝土預(yù)制安裝，厚度20cm，消力池大尺寸以下：消力池凈高160cm,側(cè)墻頂寬30cm,底寬50cm。經(jīng)構(gòu)造計算,消力池蓋板受力筋選配Φ12＠分布筋Φ6＠25。涵管設(shè)計斷面設(shè)計：輸水涵管采用200#鋼筋混凝土予制無壓涵管,涵管縱坡i＝1/100，取糙率n＝，設(shè)計流量Q＝s初步擬定涵管直徑D＝，管內(nèi)正常水深用明渠均勻流計算，當(dāng)正常水深h＝時，Ｑ＝ＷC（Ｒi）1/2＝s根據(jù)規(guī)范規(guī)定正常水深應(yīng)不大于等于涵管凈高的75％。經(jīng)計算本工程h/D==≤75％（D為涵管直徑）涵管直徑取,符合規(guī)范規(guī)定。構(gòu)造設(shè)計：涵管按壩下無壓管設(shè)計，最大壩高，管內(nèi)徑D＝，構(gòu)造尺寸由《小型水利手冊》查得管壁厚10cm，為統(tǒng)一予制，取管壁厚12cm,受力筋直徑10mm,間距13cm,保護(hù)層厚,架立筋直徑6mm，間距20cm，混凝土標(biāo)號200#。涵管基礎(chǔ)為90°包角的200#混凝土基礎(chǔ)，厚度20cm，座于新鮮砒砂巖面上。管間接縫用200#防水砂漿抹帶法連接，為避免沿管壁的集中滲流，管身每隔10m設(shè)一現(xiàn)澆混凝土截水墻，截水墻高出管身，厚度。涵洞進(jìn)出口設(shè)計：為了確保下游農(nóng)田的澆灌，涵管進(jìn)出口高程應(yīng)崐高出對應(yīng)點的河床高程左右，涵管進(jìn)口高程為，出口高程為,涵管出口設(shè)一消力池,池深，池長5m，池寬，用200#混凝土澆筑。4.效益分析增產(chǎn)增收效益淤地增產(chǎn)效益:該工程可淤地，壩前沒有土地沉沒損失，所淤壩地均為新增，按90％的運用面積，畝產(chǎn)糧食按200kg計算，年可增產(chǎn)糧食9990kg，按元/kg計算，年產(chǎn)值萬元。保護(hù)耕地效益：工程建成后，可保護(hù)下游15hm2壩地的生產(chǎn)，按畝產(chǎn)200kg，每公斤糧食元計算，年保護(hù)效益為萬元。攔泥蓄水效益攔泥效益：該壩建成后，攔蓄泥沙萬m3且抬高侵蝕基準(zhǔn)面，減輕溝道侵蝕量。防洪效益：工程的滯蓄調(diào)節(jié)作用，減輕對下游15hm2壩地的侵害，同時增加地下水的徑流量，為下游壩地運用潛流發(fā)展?jié)补嗵峁┝藯l件。5.施工組織設(shè)計施工組織：合理安排工期，盡量避免臨汛壩體開工和冬季施工，工程施工布局合理，減少對兩岸原有植被的破壞，開挖面，堆棄物應(yīng)相對集中，開挖面不要長時間裸露，棄土、棄渣必須運到專門的寄存地堆放，并采用防護(hù)方法。施工過程做好土、石料場和施工房屋的排水、導(dǎo)流，工程竣工后，各類施工場地開挖面，棄土場必須人工種植沙棘，沙柳等恢復(fù)植被。工程導(dǎo)流和防洪渡過汛在放水涵洞未建成前，從溝道一側(cè)導(dǎo)流，為避免汛前中小洪水來臨影響土料場和壩體填筑，在涵洞上游填筑導(dǎo)流圍堰。圍堰按一遇洪水設(shè)計，經(jīng)計算一遇洪水總量萬m3由庫前水位及庫容計算得，圍堰高取，頂寬，邊坡1:。汛期前土壩填筑必須達(dá)成防洪渡汛高程，即高程為。施工放樣及基礎(chǔ)解決土壩放樣應(yīng)根據(jù)設(shè)計，采用方向線測量法將壩軸線放樣在地面上，在其兩端用水準(zhǔn)儀測定壩基及壩頂高程點,取以壩軸線為中心線定出上、下游壩腳線及壩頂線位置，放水工程采用交匯法在地面上測定開挖中心線?；A(chǔ)解決：首先對壩基去除草皮、樹根、腐植土，清理并回填水井、洞穴等。壩基開挖結(jié)合槽，底寬，深，邊坡1:1。碾壓土壩:采用推土機分層推土上壩并碾壓。每層填土厚度不超出30cm,碾壓到21cm,碾壓后壩體干容重不不大于cm3,壩體橫向接縫不不大于1:30，高差應(yīng)不大于。土壩與岸坡，土壩與涵洞結(jié)合崐機械碾壓不到的部位，必須人工扎實，鋪土厚度。涵管施工：管座砌筑應(yīng)根據(jù)預(yù)制涵管每節(jié)的長度，兩管接頭處應(yīng)留接縫套管位置,預(yù)制涵管應(yīng)由一端依次逐節(jié)向另一端套裝,管壁附近填筑土體應(yīng)采用小木夯分層扎實，當(dāng)填土超出1m時，再采用機械壓實。6.工程管理運用工程竣工驗收后由工程所在地耳字壕鎮(zhèn)政府組織受益群眾管理運用，嚴(yán)格參考SL175-中骨干工程管護(hù)和運用的規(guī)定和工程設(shè)計的運用方式進(jìn)行工程的管理，維護(hù)和使用，確保工程安全運用和長久發(fā)揮效益。日常管理過程中注意下列幾點：(1)放水工程必須按照設(shè)計的運用方式進(jìn)行，為確保壩下涵管放水為均勻流，平時放水孔口要封閉，放水時從水面開始依次啟動兩孔，不得隨意多開。(2)工程要經(jīng)常檢查有無異常現(xiàn)象，土壩經(jīng)常維修雨水沖溝和風(fēng)蝕造成的破壞。(3)汛期要建立防汛值班制度，值班人員應(yīng)在現(xiàn)場觀察建筑物有無異?，F(xiàn)象，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)要及時解決并申報主管部門。7.工程概算編制根據(jù)(1)黃河水利出版社《黃河水保持生態(tài)工程概算定額》()(2)黃河水利委員會（）《黃河水土保持生態(tài)工程設(shè)計概（估）算編制方法及費用原則》（試行）。編制辦法人工工資：***屬于七類地區(qū)，按黃河水利委員會（）取人工工資為元／日。材料預(yù)算價格涉及定額工作內(nèi)容規(guī)定應(yīng)計入的未計價材料和計價材料。材料預(yù)算價格涉及市場原價，運雜費，采購及保管費等。工程建設(shè)重要材料預(yù)算價格表見表7泙櫬櫭單位：元編號材料型號單位市場原價運雜費采購及保管費預(yù)算價格1水泥525#t602水泥425#t603鋼材線材t6027124鋼模t6047405木材原木m3606木材板材m3607柴油0#t7230368汽油90#t7228809砂子m320153510碎石m330205011塊石m345257012鐵釘鉛絲Kg413電焊條kg10櫫洔?zhǔn)┕C械臺班費根據(jù)《黃河水土保持生態(tài)工程概算定額》中施工機械臺班定額及有關(guān)規(guī)定計算。對缺項的施工機械定額,可參考1991年由水利部,能源部頒發(fā)的《水利水電工程機械臺班費定額》計算，計算見附表建筑工程單價編制建筑工程單價由直接費、間接費、計劃利潤和稅金四部分構(gòu)成。直接費：涉及基本直接費和其它直接費兩部分。①基本直接費涉及人工費、材料費和機械使用費。②其它直接費涉及冬季雨季施工增加費、夜班施工增加費，小型臨時設(shè)施攤銷費及其它，費率統(tǒng)一取2％。間接費：按直接費的比率計取，具體費率見表7-3