大坝工程量计算书初设复核答复.docx

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大坝工程量计算书初设复核答复

工程项目：

延安黄河引水工程南河水库工程

设计阶段：

初步设计

计算书名称：

大坝工程量计算书

计算：

校核：

审查：

陕西省水利电力勘测设计研究院

2013年04月

工程项目名称

南河水库工程

设计人姓名

设计阶段

初设

产品等级

产品名称

计算书

工作内容及要求

南河水库大坝工程量计算

采用规范与标准

水利水电工程设计工程量计算规定（SL328－2005）

主要参数与数据

设计水位：

847.750m校核水位：

849.400m正常挡水位：

847.600m

其他参数尺寸详见相关图纸

其它

项目设总

要求完成时间

实际完成时间

质量评定

优、良、

合格

工日

1工程概况

延安黄河引水工程是以黄河和清涧河为水源，经多级加压，双库调节，向延安市城区和延长、延川、子长、清涧4县城及延川县永坪镇生活和六个工业园区供水的长距离引水工程。

该工程属Ⅲ等中型工程，布置有2个取水枢纽、1座泥沙处理站、4条引水线路、主线设9级泵站、2座水库（南河水库和康家沟水库）、2座水厂、1座拦沙库、2座堆泥库、7座变电站及各级泵站附属设施等，总输水线路长145.78km，多年平均取原水量8977万m3/s。

南河水库的任务是延安黄河引水工程在黄河泥沙超限、生态流量受限和引水工程前段检修情况下起反调节作用，另外还具有防洪、拦沙及延川县城事故应急供水功能。

坝址位于延川县曹家园则村上游约200m的南河上，距县城约3km。

南河水库坝址位于延川镇曹家园则村上游约0.2km处的南河干流上，控制流域面积53.4km2（占全流域的88.3％），主沟长9.5km，河道长13.5km，河道平均比降18.6‰。

水库总库容2930万m3，最大坝高为74m，枢纽工程等别为Ⅲ等，规模为中型，主要永久性水工建筑物大坝级别提高到2级，其它永久性建筑物级别为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为4级。

水库枢纽工程的防洪标准按50年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核，相应的洪峰流量分别为600m3/s和1350m3/s。

2计算说明

南河水库枢纽主要由大坝、导流泄洪洞、输水洞等三部分组成。

坝址位于延川县曹家园则村上游约200m的南河干流上，大坝右岸自左至右依次布置有导流泄洪洞和输水洞，上坝道路布置于大坝下游右岸。

大坝为均质土坝，坝体由挡水坝体、坝内褥垫式排水、坝后排水棱体和护坡等部分组成。

设计坝顶高程852.0m，坝顶宽10m，最大坝高74.0m，坝顶总长370.0m；上游坝坡坡比为1:

3.0，在高程812.0m处设宽2m的马道；下游坝坡自排水棱体以上坡比均为1:

2.75，在高程835.0m、818.0m、和801.0m处各设宽2.0m的马道，排水棱体顶高程786.0m，顶宽3m，下游坡比为1:

2.0。

2.1坝基开挖工程

河床漫滩表面砂砾层全部予以清除；坝基面开挖至岩石面，坝基岩石面高程基本在778m～800m；结合槽底部开挖至强风化下限，最低高程为776m。

清除基岩面松动岩石、碎屑等，用C15砼填平局部凹坑，使结合面大致平整；用水泥砂浆填塞大的缝隙后，喷涂粘土浆。

河床部位岩石开挖坡比不陡于1:

1.5。

左坝肩坝体范围内湿陷性土层全部挖除，左坝肩岩石开挖坡比不陡于1:

0.5，土质边坡开挖坡比不陡于1:

1.5。

同时对上游岸坡面小型发育冲沟采用开挖回填，下游岸坡发育冲沟采用开挖回填、坝面防护及合理引排等综合措施。

右坝肩坝体范围内湿陷性土层全部挖除，右坝肩岩石开挖坡比不陡于1:

0.5，土质边坡开挖坡比不陡于1:

1.5，同时对岩石开挖过程中形成的局部倒坡采用C15砼回填。

同时对上游岸坡面小型发育冲沟采用开挖回填，下游岸坡发育冲沟采用开挖回填、坝面防护及合理引排等综合措施。

同时在左右坝肩帷幕灌浆轴线处开挖土层结合槽，槽深2m，槽顶宽5m，底宽20m。

2.2坝体填筑

大坝填筑土料料场位于坝址河谷两岸黄土梁峁区，位于地下水位以上，主要岩性为第四系上更新统（Q3eol）黄土、中更新统（Q2eol）黄土状壤土，土质稍密～中密，以粉粒为主，水平渗透系数平均值kH=9.2×10-6cm/s，垂直渗透系数平均值kV=6.39×10-6cm/s，满足规范要求，天然含水量平均值9.6%，低于最优含水量15.4%～16%，土料上坝前需进行加水处理。

同时为减小大坝弃料，对岸坡开挖料也经二次倒用和加水处理后作为上坝土料。

反滤碎石料场选用延川县杨家圪塔的弱～微风化砂岩粉碎的人工碎石料，反滤砂料选用延川县延水关张家河附近的黄河水洗砂。

石料场初步确定坝址下游张家湾石料场和贺家湾料场，距坝址区约5km，岩性以砂岩为主，岩质较坚硬，砂岩厚层状，料场分布范围较大，储量满足设计用量要求。

排水棱体及护坡所用的石料在此处开采。

2.3上游护坡

上游坡比为1:

3，在低于死水位3.0m处（812.00m）设2m宽马道；上游坝坡在高程812.0m（死水位以下3m）以上采用C20砼网格填干砌石护坡，网格为等边菱形结构，边长6m，厚度为0.4m，菱形网格内填干砌块石；下部分别铺设20cm厚碎石垫层和20cm厚的砂垫层；812.0m以下无砌护，812.0m马道内侧设1m×1m浆砌石镇脚挡墙。

上游坝面中部设置一道C15砼人行踏步，宽度3m。

2.4下游护坡

下游坝坡自排水棱体以上坡比均为1:

2.75，在高程835.0m、818.0m、和801.0m处各设宽2.0m的马道，排水棱体顶高程786.0m，顶宽3m，下游坡比为1:

2；坝顶宽10m，坝体最大底宽440m。

大坝的下游护坡除排水棱体顶部（即786.0m高程以下）采用干砌料石护坡外，其余坡面采用C20砼拱格内植草皮护坡，拱格尺寸为5m×6m，厚度为0.3m。

下游坝面中部设置一道C15砼人行踏步，宽度3m。

在坝坡马道内侧设置纵向排水沟，坡比为0.5%，排水沟为矩形断面，尺寸为0.3×0.3m；在下游坝面护坡与岸坡衔接处设底宽0.6m、深0.6m的梯形岸坡结合排水沟；坝坡排水沟和岸坡结合排水沟共同构成下游坝面排水系统。

排水沟采用0.3m厚M7.5浆砌石，底部铺设10cm后碎石垫层。

2.5坝顶

大坝坝顶总长370m，宽10m，在坝顶上游侧设置1m高的防浪墙，墙后设1.7m宽人行道，人行道路面高程为852.00m；坝顶路面结构由上至下依次为10cm厚沥青砼面层、15cm厚水泥稳定砂砾基层、25cm厚天然砂砾垫层；下游侧设1m高的防护栏杆，整个坝顶顶面按倾向下游成2%的斜面，防护栏杆内侧设置内尺寸为40cm×40cm的C20砼排水沟，排水沟将坝顶路面集水引排至岸坡排水沟，坡比为1/200。

防浪墙采用C20钢筋砼，厚度30cm，墙顶高程853.0m，墙底高程851.2m，每10m设一道变形缝，缝间埋设止水。

同时为满足交通要求，于坝顶上、下游侧设坝顶照明设施，灯柱间距20m，相间布置。

2.6交通洞

为满足灌浆洞施工期交通及运行期检修的需要，在左坝肩下游至坝肩灌浆洞处设置一条交通洞，交通洞进口处地面高程为800.5m。

交通洞采用C25钢筋砼结构，断面尺寸为2.5×3m的城门洞型，衬砌结构厚度为0.4m。

2.7灌浆洞

灌浆洞底板高程为801.0m。

灌浆洞采用C25钢筋砼结构，断面尺寸为4×5m城门洞型，衬砌结构厚度0.5m。

2.8基础防渗处理

基础防渗帷幕厚度为高程820m以下采用双排帷幕，排距1.5m，孔距2m；高程820m以上采用单排帷幕，孔距1.5m。

帷幕底部伸入5Lu线以下5m。

河床部位设置结合槽，结合槽底宽20m，挖至弱风化岩层顶部，结合槽底部浇筑1m厚C20砼盖板，布置两排帷幕灌浆孔和四排固结灌浆孔，主帷幕深入5Lu线下5m，副帷幕孔深为主帷幕孔深一半；固结灌浆分两排对称布置在帷幕上下游侧，孔深为5/10m。

左坝肩：

结合实际左坝肩的地形，为确保大坝的整体截渗效果，灌浆洞伸入山体220.0m，使其穿过坝肩单薄带，确保工程安全。

采用双排帷幕，排距1.5m，孔距2m，帷幕深入5Lu线以下5m。

右坝肩：

右坝肩基岩分布高程呈逐渐抬高趋势，基础灌浆在开挖斜坡面上进行，最大土层空钻深度为34m。

对右坝肩土层下部的碎石层及强透水基岩采用帷幕灌浆截渗处理，设深度2m，宽度20～5m的结合槽，结合槽底部浇筑0.5m厚C20砼盖板，基础防渗帷幕在高程820m以下采用双排帷幕，排距1.5m，孔距2m；高程820m以上采用单排帷幕，孔距1.5m。

帷幕深入5Lu线以下5m，帷幕延伸至坝右端点之外100m处结束。

2.9左岸坡铺盖截渗处理

关于左岸坡基岩与土体之间的残积碎石层（强透水）的截渗处理，初设阶段的主导思想是采用上游铺盖和截渗洞内灌浆的双重截渗方案。

对于该层防渗必要性及灌浆适应性将依据后续深入的地勘工作，在深入地勘成果基础上进行后续优化设计。

3阶段系数

根据《水利水电工程设计工程量计算规定》SL328-2005，并结合工程规模，本工程初步设计阶段的工程量计算阶段系数选取如下：

表3-1：

初步设计阶段工程量扩大系数

类别

设计阶段

项目

工程量级

阶段系数

永久建筑物

初步设计阶段

1.土、石方开挖工程量

单项量＜50万m3

1.05

2.弃渣回填工程量

200万m3＜量＜500万m3

1.03

3.混凝土工程量

量＜50万m3

1.05

4.钢筋

1.03

5.灌浆

1.10

6.其他

1.05

考虑本工程坝肩存在较为厚重的湿陷性土层，基础开挖将挖除全部湿陷性土层，为安全计，本工程初步设计阶段设计工程量计算除帷幕灌浆工程外均按1.05考虑。

4工程量计算分析

4.1坝基开挖工程

4.1.1相关说明

（1）大坝开挖包括坝基开挖和坝肩开挖两部分。

（2）坝基础开挖应按确定的开挖原则：

挖除河床覆盖层、坝肩湿陷性土层、岩石开挖坡比不陡于1:

0.5、土质边坡开挖坡比不陡于1:

1.5、基础建基面应尽可能平顺。

（3）坝基土石方开挖工程量计算辅以三维软件进行复核分析。

（4）从仅有的地质剖面框算及三维软件复核计算对比分析可见初步设计阶段提供的工程量是合适的、符合工程实际的。

表4-1坝基土石方开挖工程量计算表

序号

项目名称

单位

计算量

系数

提交量

备注　

1.1.1

河床土方明挖

144600

1.05

151830

1.1.2

河床砂砾石开挖

57840

1.05

60732

1.1.3

石方开挖

21690

1.05

22775

1.1.4

左岸土方明挖

313690

1.05

329375

1.1.5

右岸土方明挖

524390

1.05

550610

4.1.2计算公式及附图

（1）河床土方开挖工程量

该项工程量计算以坝轴线开挖断面为依据，沿坝体长度范围计算，计算公式为：

V土方=A（坝轴线断面处土方开挖面积）×L（坝体长度）×1.05

=（311+50.5）×400×1.05=151830m3

断面附图：

（2）河床砂砾石开挖工程量

考虑左岸地勘描述砂卵石层厚度为0.3-0.7m，右岸为1-1.2m，河床部位开挖长度约为145m，平均按1m厚度考虑残疾碎石和砂砾石层厚度，沿坝体长度范围计算，计算公式为：

V砂砾石=L1（河床部位开挖长度）×d（残积碎石、砂卵石估算厚度）×L2（坝体长度）×1.05

=144.6×1×400×1.05=60732m3

（3）石方开挖工程量

考虑基础开挖清基到基岩面，结合槽部位和下游排水体需要清除强风化岩体，故确定石方开挖的计算公式为：

V土方=A（坝轴线断面处石方开挖面积）×（L1+L2）（结合槽宽度+排水体深度）×1.05

=16.3.1×（21.5+111.5）×1.05=22775m3

断面附图：

（4）左岸土方开挖工程量

以坝体坝轴线开挖断面确定的湿陷性土层开挖坡比和开挖深度，选定四个断面计算左坝肩土方开挖工程量，计算公式为：

V左岸土方=（A1+A2+A3+A4）/4（上游端、坝轴线、坝下10m处，下游端左岸坡开挖面积）×L（坝体岸坡长度）×1.05+坝顶端部马道放坡开挖工程量

=（144.5+1065+1065+115.2）/4×380×1.05+963×90×1.05=329375m3

断面附图：

（5）右岸土方开挖工程量

以坝体坝轴线开挖断面确定的湿陷性土层开挖坡比和开挖深度，选定四个断面计算左坝肩土方开挖工程量，计算公式为：

V右岸土方=（A1+A2+A3+A4）/4（上游端、坝轴线、坝下10m处，下游端左岸坡开挖面积）×L（坝体岸坡长度）×1.05+坝顶端部马道放坡开挖工程量

=（52.2+1491+1491+105.2）/4×370×1.05+2925×80×1.05=550610m3

断面附图：

4.2坝体填筑

4.2.1相关说明

（1）坝体填筑量含土方填筑量、。

（2）坝填筑体型：

上游坡比1:

3，下游坡比1:

2.75，坝顶宽度10m。

（3）坝基土石方填筑工程量计算辅以三维软件进行复核分析。

（4）从仅有的地质剖面框算及三维软件复核计算对比分析可见初步设计阶段提供的坝体工程量是合适的、符合工程实际的。

表4-2-1坝体填筑工程量计算表

序号

项目名称

单位

计算量

系数

提交量

备注

1.2.1

土方填筑

3228762

1.05

3390200

1.2.2

碎石反滤料

13619

1.05

14300

1.2.3

砂反滤料

10109

1.05

10614

1.2.4

排水堆石料

15730

1.05

16517

1.2.5

岸坡C15砼回填

300

1.05

300

陡坡填补

4.2.2计算公式及附图

（1）土方填筑工程量

坝体土方填筑量计算采用分层累加法，计算过程表如下所示：

表4-2-2坝体填筑量计算表（高程累加法）

高程

（m）

横向层间面积

（m2）

纵平向平均宽度

（m）

层间填筑量

（m3）

合计填筑量

（m3）

852

121

370

44770

3228762

850

676

365

246740

3218032

840

1267

320

404807

3041291

830

1856

275

509472

2687168

820

2448

236

576749

2199078

810

3015

201

604809

1624445

800

3537

136

480325

983212

790

4048

312989

442566

780

940

48102

56528

778

故坝体土方填筑总量为：

V填筑=328762×1.05=3390200万m3

（2）碎石反滤料工程量

坝体碎石反滤料由坝体上游面填筑区与褥垫式填筑区两部分组成，计算公式如下所示：

V碎石=（（225+370）÷2×118×0.3+95×65×0.5）×1.05=14300m3

（3）砂反滤料工程量

坝体砂反滤料由坝体上游面填筑区与褥垫式填筑区两部分组成，计算公式如下所示：

V砂=（（225+370）÷2×118×0.2+95×65×0.5）×1.05=10614m3

（4）排水堆石料工程量

坝体排水体堆石料填筑于坝体褥垫及排水棱体区，计算公式如下所示：

V堆石=286×55×1.05=16517m3

（5）岸坡C15砼回填

V回填=300m3

4.3坝体上游护坡工程量

表4-3坝体上游护坡工程量计算表

序号

项目名称

单位

计算量

系数

提交量

备注

1.3.1

C20混凝土网格

2051

1.05

2154

二级配，C20F200

1.3.2

钢筋制安

102.57

1.05

107.70

1.3.3

干砌块石护坡

14042

1.05

14744

1.3.4

M7.5浆砌石

710

1.05

746

镇脚挡墙

1.3.5

C20预制砼踏步

111

1.05

117

二级配，C20F200

1.3.6

水泥稳定砂砾基层

1.05

（1）C20混凝土网格

V砼=（（128÷6×（225+370）÷2）+（（（225+370）÷2÷6+1）×128））×0.4×0.4×1.05=2154m3

（2）钢筋制安

t=2154×50×1.05÷1000=107.70t

（3）干砌石护坡

V砌石=（225+370）÷2×118×0.4×1.05=14744m3

（4）M7.5浆砌石镇脚挡墙

V墙=（1×230+40×12）×1.05=746m3

（5）C20预制混凝土踏步

V踏步=185×2.4×0.25×1.05=117m3

（6）水泥稳定砂砾基层

V水泥=185×2.4×0.2×1.05=93m3

4.4坝体下游护坡工程量

表4-4坝体下游护坡工程量计算表

序号

项目名称

单位

计算量

系数

提交量

备注

1.4.1

C20砼网格

3659

1.05

3842

1.4.2

钢筋制安

182.95

1.05

192.10

1.4.3

草皮护坡

48750

1.05

51188

1.4.4

干砌料石护坡

374

1.05

393

1.4.5

“南河水库”字样

个

1.05

1.4.6

M7.5浆砌石排水沟

767

1.05

805

1.4.7

碎石垫层

129

1.05

135

1.4.8

C20预制混凝土踏步

120

1.05

126

二级配，C20F200

1.4.9

水泥稳定砂砾基层

1.05

101

（1）C20砼网格

V砼=（（200÷6）×（（77+370）÷2÷5）×（30-21.6）×0.3×1.05=3842m3

（2）钢筋制安

t=3842×50÷1000=192.10t

（3）草皮护坡

F护坡=195×250×1.05=51188m2

（4）干砌石护坡

V干砌石=17×0.4×55×1.05=393m3

（5）“南河水库”字样

N=4个

（6）M7.5浆砌石排水沟

V排水沟=（（287+193+155）×0.45+0.74×（340+310））×1.05=805m3

（7）碎石垫层

V碎石=（（287+193+155）×0.1+0.1×（340+310））×1.05=135m3

（8）C20预制混凝土踏步

V踏步=200×2.4×0.25×1.05=126m3

（9）水泥稳定砂砾基层

V水泥=200×2.4×0.2×1.05=101m3

4.5坝顶工程量

表4-5坝顶工程量计算表

序号

项目名称

单位

计算量

系数

提交量

备注

1.5.1

C20混凝土防浪墙

326

1.05

342

1.5.2

钢筋制安

22.79

1.05

23.92

1.5.3

沥青砼路面

4650

1.05

4883

1.5.4

水泥稳定砂砾基层

930

1.05

977

1.5.5

天然砂砾垫层

930

1.05

977

1.5.6

C20砼排水沟

391

1.05

410

1.5.7

C20砼人行道

233

1.05

245

1.5.8

防护栏杆

380

1.05

400

1.5.9

聚乙烯泡沫板

1.05

1.5.10

灯座及灯柱系统

组

1.05

（1）C20混凝土防浪墙

V防浪墙=0.7×465×1.05=342m3

考虑泄洪洞上部设置95m防浪墙；

（2）钢筋制安

t=342×70÷1000=23.92t

（3）沥青砼路面,厚度10cm

F路=10×465×1.05=4883m2

考虑交通路通至放水塔交通桥处，除坝顶外多设置95m路面；

（4）水泥稳定砂砾基层

V水泥=10×0.2×465×1.05=977m3

（5）天然砂砾垫层

V砂砾=10×0.2×465×1.05=977m3

（6）C20砼排水沟

V排水沟=0.84×465×1.05=410m3

（7）C20砼人行道

V人行道=0.5×465×1.05=244m3

（8）防护栏杆

L=400m

（9）聚乙烯泡沫板

V泡沫板=（0.7+0.84）×45×1.05=73m3

（10）灯座及灯柱系统

N=18×2××1.05=38组

4.6交通洞工程量

表4-6交通洞工程量计算表

序号

项目名称

单位

计算量

系数

提交量

备注

1.6.1

土方洞挖

2106

1.05

2211

1.6.2

C25钢筋砼

823

1.05

864

1.6.3

钢筋制安

74.03

1.05

77.74

1.6.4

碎石垫层

119

1.05

125

1.6.5

回填灌浆

936

1.05

983

1.6.6

651橡胶止水带

延m

228

1.05

239

1.6.7

聚乙烯泡沫板

1.05

1.6.8

钢拱架

21.91

1.05

23.00

（1）土方洞挖

V土=11.7×180×1.05=2211m3

（2）C25钢筋砼

V砼=（11.4-6.83）×180×1.05=864m3

（3）钢筋制安

t=823×90×1.05=77.74t

（4）C15砼垫层

V垫层=3.3×0.1×180×1.05=62m3

（5）回填灌浆

F回填=5.2×180×1.05=983m2

（6）651橡胶止水带

L止水=11.4×25×1.05=239延m

（7）聚乙烯泡沫板

F泡沫板=（11.4-6.83）×20×1.05=96m2

（8）钢拱架

t=13×50×33.7×1.05=23.00t

4.7灌浆洞工程量

表4-7灌浆洞工程量计算表

序号

项目名称

单位

计算量

系数

提交量

备注

1.7.1

土方洞挖

6123

1.05

6429

1.7.2

C25钢筋砼

2004

1.05

2104

1.7.3

钢筋制安

180.38

1.05

189.

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