石漠化综合治理工程作业设计.docx

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石漠化综合治理工程作业设计

石漠化综合治理工程

作

业

设

计

附表：

附表一：

xxxx2013年石漠化综合治理工程投资概算表

附表二：

单个蓄水池钢筋量计算表

附图目录：

图纸名称

图号

小型水利水保工程平面布局图

WS-SL-001

100立方米蓄水池工程结构设计图

WS-SL-002

200立方米蓄水池工程结构设计图

WS-SL-003

276立方米蓄水池工程结构设计图

WS-SL-004

300立方米蓄水池工程结构设计图

WS-SL-005

312立方米蓄水池工程结构设计图

WS-SL-006

400立方米蓄水池工程结构设计图

WS-SL-007

500立方米蓄水池工程结构设计图

WS-SL-008

1000立方米蓄水池工程结构设计图

（一）

WS-SL-009

1000立方米蓄水池工程结构设计图

（二）

WS-SL-010

蓄水池配筋设计示意图

WS-SL-011

沉砂池工程结构设计图

WS-SL-012

道路工程结构设计图

WS-SL-013

石坎工程结构设计图

WS-SL-014

排灌沟渠工程结构设计图

WS-SL-015

第一章总论

一、工程名称

石漠化综合治理工程

二、工程组织与实施单位

牵头组织单位：

xxxx发展和改革委员会

工程主管单位：

xxxx水务局

工程建设单位：

xxxx水务局

三、设计依据

1．《xxxx发展和改革委员会关于下达xxxx岩溶地区石漠化综合治理工程2013年中央预算内投资计划的通知》；

2.《重庆市岩溶地区石漠化综合治理工程项目管理实施细则》；

3.《xxxx岩溶地区石漠化综合治理工程实施方案（2011-2013年）》；

4．《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》（GB/T16453.1～2008）；

5.《水土保持综合治理技术规范（小型蓄排引水工程）》（GB/T16453.4－2008）；

6.《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288－99）；

7.《《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000;

8.业主提供的其它资料。

四、工程范围

根据xxxx发展和改革委员会《关于下达xxxx岩溶地区石漠化综合治理工程2013年中央预算内投资计划的通知》（以下简称通知）内容得知，xxxx2013年石漠化综合治理工程治理小流域为梨树垭、侯家湾和马家槽3个小流域，主要涉及巫峡镇桂花村，两坪乡华家村、向鸭村和双龙镇金花村、三羊村、水田村、高羊村等3个乡镇7个村。

五、建设规模及主要建设内容

1.建设规模和内容

根据《通知》内容，xxxx2013年石漠化综合治理岩溶面积41.3平方公里，治理石漠化面积18.4平方公里。

2.主要建设内容

新建坡改梯面积120.3亩，建排灌沟渠1280米，谷坊坝1座，沉沙池10口，蓄水池10座3488立方米，田间生产道路6.4公里（其中机耕道2.3公里，生产便道4.1公里），输水管9.8公里。

六、工程投资及资金筹措

1.工程投资

工程投资3136226.19元，其中：

建安工程费2897834.97元，临时工程投资46978.35元，独立费用191412.87元。

2.资金筹措

——中央预算内资金3000000元

——业主自筹资金136226.19元

七、实施期限

工程实施期为1年，即2013年10月～2014年9月。

第二章工程区基本情况

一、自然条件概况

1.地形地貌

工程区地形以山地为主，少有丘陵平坝。

地貌类型多样，相对高差悬殊，引起热量、水分、植被、土壤等环境的一系列变化，从而对土地利用产生深刻影响。

全区中山除少量流水地貌的台坪部位和溶蚀平坝主要为耕地外，多为林地和荒地。

2.地质

工程区全系沉积岩构成。

地表出露地层，除第三系和白垩系缺失外，从第四系到寒武系均有出露，大部分为各系石灰岩，其次为中三迭系巴东组紫色砂泥岩，奥陶、志留、泥盆系砂页岩，上三迭系须家河组厚砂岩夹薄页岩及煤系，第四系更新统和全新统冲、洪、坡、残积物及洞穴堆积物，其它地层出露甚少。

3.土壤

xxxx境内土壤多以各系石灰岩成土，并分水稻土、潮土、紫色土、黄壤、石灰岩土、黄棕壤和山地棕壤7个土类，11个亚类，其中农耕地有8个亚类，包括18个土属，53个土种。

工程区属xxxx海拔1000m以下的中、低山地区，土壤多以各系石灰岩成土，主要有水稻土、潮土、紫色土、黄壤、石灰岩土、黄棕壤和山地棕壤。

4.植被

xxxx属亚热带，水平地带植被类型为常绿阔叶林。

在原四川植被分区中，属川东盆地及川西南山地常绿阔叶林地带的川东盆地偏湿性常绿阔叶林亚带。

全县植被类型具有明显的垂直带结构。

其中亚热带常绿阔叶林带分布于海拔1500m以下，主要是马尾松林、柏木等亚热带针叶林；局部地带有麻栎、枫香等为主的落叶阔叶林或针阔混交林；灌木主要有杜鹃、蔷薇、悬勾子、马桑等。

针阔混交林带分布于海拔1500m以上地带，主要为华山松、红桦、落叶栎林等，局部地带有华山松人工纯林，并有少量冷杉零星分布。

5.气候

工程区属亚热带季风性温湿气候，其特征是：

气候温和，雨量充沛，日照充足，四季分明。

春季气温回暖早；夏季长，气温高，降水量丰富、集中，盛夏多伏旱；秋季气温下降快，多阴雨和低温冷害；冬季短，气候干冷。

年平均气温18.4℃，年日照1542小时左右，≥0℃年积温6720.7℃，≥10℃年积温5857.3℃。

年平均降雨量1049.3毫米，年无霜期305天，年平均相对湿度71%。

二、土地利用现状

项目区现有土地面积138749亩，其中耕地面积24150亩，林地面积83490亩，园地3511亩，草地17831亩，住房、水域和其它用地面积9767亩。

工程区人均耕地面积2.0亩。

表2-1工程区土地利用现状表

小流域名称

乡镇

总计

土地利用类型

耕地

林地

园地

草地

其它用地

水田

旱地

有林地

灌木林地

其它林地

合计

138749

815

23335

51875

25255

6360

3511

17831

9767

马家槽小流域

双龙镇

54449

708

9869

19822

9742

3166

1236

6319

3587

梨树垭小流域

龙井乡

43201

49

7269

13497

6929

1477

1156

9014

3810

侯家湾小流域

两坪乡

41099

58

6197

18556

8584

1717

1119

2498

2370

三、社会经济现状

2012年底，工程区总人口12102人，其中农业人口10627人；实现社会总产值11771万元，其中农业产值1716万元，林业产值531万元，牧业产值1496万元。

农民人均纯收入6297元，粮食总产量4192吨，人均粮食占有量为346公斤（2012年巫山人均粮食占有量约为400公斤），低于全县平均水平。

表2-2工程区社会经济情况调查与统计表

小流域名称

总人口

农业人口

农业劳动力人数

社会总产值

农业产值

林业产值

牧业产值

农民人均纯收入

人均耕地

粮食总产量

森林覆盖率

万人

万人

万人

万元

万元

万元

万元

元

亩

吨

%

合计

12102

10627

8123

11771

1716

531

1496

6297

2.0

4192

37.6

马家槽小流域

5115

4808

4298

4340

812

240

677

5176

2.07

1776

36.4

梨树垭小流域

3990

3327

1920

4778

517

167

468

8144

1.83

1374

31.2

侯家湾小流域

2997

2492

1905

2653

387

124

351

5753

2.09

1042

45.1

四、工程区石漠化现状

工程区流域总面积92.5平方公里，岩溶面积41.3平方公里，占总面积的44.3%，石漠化面积18.4平方公里，石漠化发生率为41.5％，其中轻度石漠化面积8.5平方公里，中度石漠化面积7.6平方公里，强度及以上石漠化面积2.3平方公里，分别占工程区石漠化总面积的46.3％、41.3％、12.4％。

各小流域石漠化现状详见表2-3。

表2-3工程区石漠化现状表

小流域名称

土地面积

非岩溶面积

岩溶面积

合计

非石漠化

潜在石漠化

石漠化状况

小计

轻度

中度

强度

极强度

合计

92.5

51.2

41.3

8.6

14.3

18.4

8.6

7.6

2.2

马家槽小流域

36.3

22.0

14.3

3.5

4.8

6.0

2.5

2.7

0.8

梨树垭小流域

28.8

14.7

14.1

2.2

5.1

6.8

3.7

2.4

0.7

侯家湾小流域

27.4

14.5

12.9

2.9

4.4

5.6

2.4

2.5

0.7

第三章工程布局及建设内容

一、工程布局

根据工程区自然生态环境条件、经济社会条件和石漠化现状，在充分调查工程区气候、土壤、植被、水资源等自然条件的基础上，按照主导性、综合性、合理性及开发与防治相结合的原则，采取坡改梯、坡面水系、道路等多种工程措施，宜渠则渠，宜路则路，完善坡面排灌设施、道路系统，形成各项措施之间相互联系、相辅相成的综合措施体系，实现工程区生态环境的持续改善。

1.坡改梯

对工程区耕作条件较好，交通较为方便，坡度较缓，土壤相对较厚，面积相对集中的坡耕地实施综合整治。

一是坡改梯工程，对相对集中连片，施工条件较好，10～15°的旱地采用坡改梯技术，降低土面坡度，建成坡式梯土或小于5°的土面，提高土地蓄水保墒能力。

二是以坡面水系建设为核心的综合治理，建立和完善“三沟三池”等蓄、排、灌农田水利设施。

2.排灌沟渠

结合当地特色产业发展需要，坡面水系建设采取横向布设拦山堰、纵向布置排水沟，其作用一是拦截地表迳流，减缓流速，以达到在出现暴雨时能保护林区或梯田区的安全；二是拦截的径流可作为蓄水池的重要水源，变害为利。

三是将多余地面径流排出耕地范围，降低工程区水土流失比重。

3.蓄水池

蓄水池一般布设在坡脚或坡面汇流的集中地、地势低凹处，以及泉眼附近，并与排灌沟渠相连，以容蓄坡面积水。

蓄水池容积视山坡汇水面积、当地降雨量和泉眼流量而定，要求蓄水池容积必须具有足够的集流面积，以保证蓄水池有充足的水源。

蓄水池的作用是平时利用降雨或泉眼等水源积蓄水，以满足旱时用水的需要。

4.道路系统工程

根据工程措施布局情况，结合工程区村落和居民点的位置，本着方便当地群众生产、生活的原则，合理布设机耕道和生产便道。

二、建设规模及内容

1.建设规模

根据《通知》内容，xxxx2013年石漠化综合治理岩溶面积41.3平方公里，治理石漠化面积18.4平方公里，其中马家槽小流域治理岩溶面积14.3平方公里，治理石漠化面积6平方公里；梨树垭小流域治理岩溶面积14.1平方公里，治理石漠化面积6.8平方公里；侯家湾小流域治理岩溶面积12.9平方公里，治理石漠化面积5.6平方公里。

2.主要建设任务

实施坡改梯120.3亩，建排灌沟渠1280米，谷坊坝1座，沉沙池10口，蓄水池10座3488立方米，田间生产道路6.4公里（其中机耕道2.3公里，生产便道4.1公里），输水管9.8公里。

第四章工程设计

一、坡改梯工程

1.设计依据

《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》（GB/T16453.1-2008）；

2.设计原则

（1）坚持沿等高线布局，有弯随弯，矮坎窄梯、等高不等宽的原则。

（2）做到梯坎稳固、台位清晰、地面平整的原则。

（3）与坡面水系配套工程和改土培肥措施有机结合。

3.设计标准。

设计防洪标准为10年一遇3～6h最大降雨。

4.断面设计

（1）梯田断面要素，见下图：

梯田断面设计要素示意图

θ—原地面坡度；α—梯田田坎坡度，°；H—梯田田坎高度，m；

Bx—原坡面斜宽；Bm—梯田田面毛宽，m；B—梯田田面净宽，m；

b—梯田田坎占地宽，m

（2）田面宽度和田坎高度设计

应因地制宜选择埂坎类型，工程区位于巫峡镇桂花村，地面坡度在10°～16°之间，本工程以石坎梯田为主，石坎间宽度3-7m，高度取1.0～1.4m。

①选定田坎坡度，计算田面宽度

Bm＝H×ctgθ

b＝H×ctgα

B＝Bm－b＝H×（ctgθ－ctgα）

式中：

Bm—田面毛宽（m）；

b—田坎占地宽（m）；

B—田面净宽（m）；

H—梯田田坎高度（m）；

θ—地面坡度，本工程地面坡度取值范围为10°～16°；

α—田坎坡度。

石坎梯田田面宽度设计，考虑了土层厚度因素，修平后，梯田表面至少有0.3m厚土层。

石坎梯田面宽度按下式确定：

B＝2×（T－H）×ctgθ

式中：

T—原地面土层厚度；

H—修平后挖方处后缘保留的土层厚度。

②选定田面宽度，计算田坎高度

田面宽度根据耕地坡度和耕作要求确定，通常为3～7m。

H＝B/（ctgθ－ctgα）

计算出田坎高，加上田埂高（一般为0.2m），即为埂坎高。

本工程设计石坎高度为1.0m～1.4m之间，平均高度为1.2米。

③土石方量计算

田面土方量计算：

当田面内挖填方相等时,挖填方断面积为S:

1HBB×H

S=××=

2228

B×H10000

V=S×L=×=1250H

8B

则每公顷土方量：

式中：

L-每公顷梯田长度（L=10000/B）

田坎土石方量计算：

应与田面挖方综合考虑，挖填方平衡。

5.石坎梯田典型设计

（1）石坎材料及结构

因工程区卵石丰富，按因地制宜、就地取材的原则，石坎梯田采用卵石砌筑。

因卵石呈椭圆型，干砌稳定性较差，故石坎梯田采用浆砌卵石结构。

（2）断面尺寸

石坎沿等高线布设，设计高度为1.0m～1.4m之间，平均高度为1.2米。

其中地下0.2m，砌体顶宽为0.4m，采用C20混凝土压顶，压顶厚度6cm，坎顶高出土面10cm，基础衬砌宽为0.5～0.7m之间；石坎内侧边坡系数为1:

0.3，梯坎外侧坡度90度，应保持收线一致。

在特殊地形部位，如坎高超过1.4m，要相应增加梯坎衬砌断面宽度，基础衬砌宽为坎高的一半，顶宽0.4m不变；坎高超过2m，基础宽度不少于为1m。

石坎梯田砌石衬砌质量，要求外沿整齐平整，砌缝上下交错、左右咬紧，不起波浪；每层石料厚度应保持一致，不能高低相错或倾斜，相邻石料靠得紧；安砌时要先砌大块、后砌小块、逐层上升，最上层用大石压顶。

回填要求与卵石衬砌相同，填筑时将块石分层堆放在石坎后，形成一个三角形断面对石坎的支撑，最后填平土面，平整后的土面0.3m深以内没有石块，以利耕作。

6.施工要求

坡改梯施工的主要步骤为：

测量定线、土方平衡计算、梯坎挖槽、梯坎砌筑、表土处理和地面平整。

（1）测量定线

修建梯地的定线包括选基、地坎线和挖填分界线。

首先，基线选择。

选定地坎线之前，先定出一条能控制整个坡面的基线。

其方法是先进行实地踏勘，测量地面坡度，然后根据实情设计适宜的梯地高度或地面宽度，自上而下或自下而上确定梯坎的基点。

一般在坡度基本一致的坡面上，基线放在坡面中央，以便向两边定线。

在坡度不均匀的坡面上，基线放到最陡的部位，以免出现地面过窄现象。

如果坡地呈台阶状，可直接利用台阶局部修整即可。

其次，梯坎线测定。

根据所划基线，按照设计要求再在实地划出梯坎线。

采用经纬仪定线。

然后，挖填分界线确定。

确定梯坎线之后，定出开挖线的目的是使挖填方能比较平衡，从而节约劳力。

对整个山坡整治区，其坡度及地形是不均匀的。

因此，施工前必须进行土方的平衡计算，然后通过测量放到实地中去。

（2）梯坎修筑

梯坎是保证梯地质量的关键。

首先清基，挖去浮土及草根杂物，埂坎清基到石底或硬土层上，平台应成倒坡。

其次，砌筑应做到石料安砌平整、稳当，上下层砌石应错缝，砌缝应用砂浆填充密实。

浇筑混凝土严格按设计标号进行配比，施工时搅拌均匀，震捣密实。

（3）田面平整

采用人力修梯地。

其施工方法有：

逐台下翻法、中间堆土法和横向纵厢堆土法。

坡度较陡，地面较窄、梯坎较高的采用逐台下翻法；坡度较缓、梯面较宽的可采用中间堆土法和横向纵厢堆土法。

新修梯地的第一、二季，要因地种植，选择耐生土的作物以保证当年增产，并逐步建立适应新修梯地的制度，确保梯地的高产稳产。

二、小型水利水保工程

1.设计依据

（1）《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》（GB／T16453.1-2008）

（2）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288－99）；

（3）《防洪标准》（GB50201—94）；

（4）《水利水电工程等级划分及设计标准》（SL252—2000）；

2.布设原则

（1）坡面沟渠工程以沟渠、道路为骨架，合理布设截水沟、蓄水池等工程，形成完整的防御、利用体系。

（2）因地制宜确定沟渠工程的类型和数量，并按高水高排或高用、中水中排或中用、低水低排或低用的原则设计。

（3）在坡面上综合考虑布设拦、灌沟渠工程。

（4）梯田区域内承接背沟两端的排水沟，垂直等高布设，并与梯田两端的道路同向，呈路边沟或路带沟状。

（5）坡面沟渠工程布设尽量避开滑坡体、危岩等地带，注意节约用地，使交叉建筑物最少，投资最省。

（6）蓄水池布设在坡面排水汇流处，来水充足，蓄水方便，并应尽量考虑少占耕地。

3.设计标准

防御暴雨标准按10年一遇24h最大降雨量设计。

4.工程设计

（1）蓄水池

①来水计算

W=h×φ×F×1000

式中：

W—拦蓄容积，m3；

h—径流深，mm；

F—集雨面积，km2。

φ—径流系数（一般取值为0.01～0.1）

②容积计算

V＝K（Vw＋Vs）

式中：

V—蓄水池容积，m3；

Vw—需水量，m3；

Vs—设计清淤年累计泥沙淤积量，m3；

K—安全系数，取1.2～1.3。

③蓄水池设计

根据蓄水池用途，本次蓄水池设计容积为100m3至1000m3八种池型共10口共3488m3，池型为矩形，钢筋混凝土结构，规格详见表4-2。

表4-2蓄水池结构尺寸统计表单位：

米

容积（立方米）

数量（口）

水池净空尺寸

边墙

基础

基础垫层

底板

长

宽

净高

墙厚

宽

厚

宽

厚

厚

100

1

10.0

5.0

2.3

0.3

1.15

0.40

1.35

0.10

0.10

200

3

12.0

6.0

3.0

0.4

1.15

0.40

1.35

0.10

0.10

276

1

11.5

8.0

3.0

0.4

1.15

0.40

1.35

0.10

0.10

300

1

12.5

8.0

3.3

0.4

1.15

0.40

1.35

0.10

0.10

312

1

13.0

8.0

3.3

0.4

1.15

0.40

1.35

0.10

0.10

400

1

18.0

7.4

3.3

0.4

1.15

0.40

1.35

0.10

0.10

500

1

20.0

8.3

3.3

0.4

1.15

0.40

1.35

0.10

0.10

1000

1

20.0

16.6

3.3

0.4

1.15

0.40

1.35

0.10

0.10

蓄水池内壁用1：

2防水水泥砂浆抹面；池底素土夯实后先铺碎石垫层10cm，再浇筑3—5cm混凝土，然后铺设冷轧带肋¢10@167钢筋网，最后浇筑C20混凝土底板10cm，并用水泥抹平防渗。

此外，蓄水池池壁每隔8-10m设一道伸缩缝，池底每隔3-5m设一道伸缩缝，缝宽2厘米，采用沥青棉麻止水。

如果池底基础是岩石，并且岩石整体性较好，可直接铺设混凝土。

结构形式详见各蓄水池结构设计图。

④施工要求

由于设计采用的是1:

10000的地形图，所以蓄水池在施工之前，它的具体位置可根据实际地形条件及水源来调整，如设计的蓄水池的位置附近有泉水，就可将蓄水池移向水源附近。

蓄水池开挖按照全挖或半挖式进行，基坑开挖时要实行放坡，根据基础情况不同，开挖边坡坡度为1:

0.3。

如因地块条件有限，蓄水池长、宽、深可作适当调整，但必须保证容积达到设计要求。

蓄水池按设计要求放线，严格掌握垂直度、坡度和高程，基础开挖至坚实基岩或土层，保证地基有足够承载力。

若遇到软土地基，按软土地基基础要求进行处理。

地基承载能力不小于0.2mpa。

池墙要沿周边分层整体浇筑，不可分段分块单独施工，以保证池墙的整体性。

采用的各种材料质量应满足有关规范要求，混凝土严格按设计标号进行配比，施工时搅拌均匀，震捣密实，不得漏振。

蓄水池修建后应安排专人管理，水池蓄水后要进行安全性检查，如发现渗水及时进行处理。

定期对蓄水池、沉沙凼进行排污、冲洗，防止泥沙淤积。

（2）沟渠设计

①沟渠断面确定依据

根据截水沟拦截山水面积，取暴雨强度100mm，按小流域暴雨公式计算排水沟径流量，再根据谢才公式和满宁公式进行试算，确定排灌沟渠断面尺寸。

其中计算公式如下：

A、明渠均匀流公式：

A2＝Q/（C×（R×i）1/2）

式中：

A2—排洪沟断面面积，m2；

Q—设计坡面最大径流量，m3/s；

C—谢才系数；

R—水力半径，m；

i—排洪沟比降。

B、C值的计算公式：

C＝1/n×R1/6

式中：

n为糙率，混凝土排水沟一般取0.014。

②结构设计

截水沟采取水平横沟形式，其末端与蓄水池相连，沟断面为矩形断面，尺寸为0.3×0.3m，沟底比降1/500或按照实际地形坡度。

沟采用C20混凝土，边墙厚0.15m，底板厚0.06m。

沟渠横断面详见路代沟设计图。

③施工要求

根据实际地形条件以及设计确定的沟渠布置线路进行施工放样，定好施工线。

然后按照设计断面尺寸，沿施工线进行挖沟和筑埂。

在截水沟的末端，配置蓄水池。

完工后及时检查断面和沟底比降是否符合设计要求。

每年汛后或每次较大暴雨后，对工程应进行全面检查，如有损毁，及时进行补修。

根据设计要求和坡面侵蚀量的大小，每1～3年对工程进行一次清淤，遇到淤积严重的年份，应及时清淤。

沟渠的填方土埂外坡，可种植经济价值较高的浅根性植物护埂。

（3）生产道路

①布设原则

A、生产道路配置应把居民点与耕作区或林区有机结合起来，以人为本、统一规划，合理布局。

B、机耕道设计要有利于农民生产生活方便，提高劳动生产效率。

C、尽可能节约用地，充分利用原有道路体系，避免或不占用耕地，减少与建筑物交叉，降低工程造价。

②生产便道类型及规格

根据工程区地形地貌，结合xxxx相关工程经验，本工程生产便道主要有水平生产便道和梯级生产便道，路面设计宽度1.0m，C20混凝土路面。

如耕作道路受地形