骨干坝工程设计.docx

1、骨干坝工程设计1、基本情况1.1 建坝意义本工程的建设，将使岗沟流域的经济、社会、生态效益得到全面发展。通过拦泥淤地，可增加157亩耕地；有效减少水土流失；可为沟道两旁提供交通方便；对下游起到缓洪滞洪的作用，保护下游沟道两侧的沟台地，减少水毁灾害，加速当地群众脱贫致富奔小康的进程。 1.2 坝址位置岗沟位于临夏县井沟乡，属于大夏河一级支沟。李家咀骨干坝位于临夏市以北10km处，岗沟流域面积46.52 km2，属黄土丘陵沟壑区第四副区，单坝控制面积7.87km2。1.3 小流域社经情况及治理现状流域内辖5个乡17个合作社，共3442户，18200人，其中劳动力9288人，人口密度391人/ km

2、2，基本农田面积3267hm2，人均耕地2.69亩。流域治理现状：造林122.7hm2，种草20.81hm2，治理程度73.3 %，林草覆盖率17.4%。1.4 工程地质条件1、地貌地形：本坝区总的地形属低缓的丘陵黄土梁峁状沟谷地形，沟谷地貌呈“V”形，底部为第三系砂质泥岩及泥质砂岩。2、地层岩性：本区主要出露岩性有：（1）N2L第三系桔红色紫红色砂质泥岩及泥质砂岩，产状平缓，属一套干燥气候条件下形成的内陆湖泊沉积物。（2）本区分布较广的eolQ23风成马兰黄土，组成物质以粉土为主，质地疏松，具有大孔隙及垂直节理。3、水文地质情况本区地下水类型只有一层第四系孔隙潜水，分布在谷底第三系与黄土接触

3、面上，分布有几处泉水，但流量不大，坝址处无地下水，沟道内平时无水流，只有大雨时产生径流。4、坝址处工程地质情况该工程坝址工程地质条件简单，只有两层结构，上部为黄土，下部为第三系泥岩夹砂质泥岩，不存在构造断裂带，唯有覆盖厚度较大的黄土。1.5 气象该流域属临夏县北部地区，属温带半干旱气候。年平均降雨量为500m m，主要分布于七、八、九三个月，占全年降雨量的58%，且多以暴雨形式出现，年平均气温6.8，无霜期141天，历年最大冻土深度86cm。2、水文2.1 洪水计算由于该流域治沟淤地坝控制流域面积甚小，不具备按设计暴雨进行产、汇流计算的条件。根据水土保持综合治理技术规范（GB/T1645319

4、96）规范，洪量与洪峰的计算“应以设计频率的暴雨为基础，按流域面积大小，确定设计频率下不同的设计暴雨历时，以设计暴雨控制洪量，合理确定造峰历时控制洪峰”的原则进行计算。2.1.1 设计暴雨由于该骨干坝控制流域面积仅7.87km2，设计暴雨历时采用24h。根据甘肃省暴雨洪水图集（1988.11）中年最大24h点雨量均值等值线图及年最大24h点雨量变差系数等值线图可推得不同频率下的24h雨量，见表2-1。不同频率设计暴雨成果表 表2-1 均 值H24（mm）CvCs/Cv不同频率下设计暴雨（mm）P=5%P=0.5%530.533.51101712.1.2、洪水总量洪水总量按下式进行计算：W=10

5、00RF式中径流系数；R暴雨量（mm），见表2-1；F流域面积（km2）。计算结果见表2-2，其中径流系数参照甘肃省水土保持治沟骨干工程技术手册取值。不同频率设计洪量计算表表2-2径流系数流域面积不同频率设计洪量（万m3）F（km2）P=5%P=0.5%0.57.8743.2672.1.3、洪峰流量小流域洪水过程采用概化三角形，洪水历时T近似按甘肃省水文图集（1978.3）提供的经验公式根据小流域适用范围按下式计算：T=2.14F0.344式中：F流域面积（km2）计算结果见表2-3。设计洪水历时计算表表2-3流域面积设计洪水历时备注F（km2）T（h）7.874.4根据推算的洪水总量和近似设

6、计洪水历时，可推得洪峰流量，结果见表2-4。不同频率设计洪峰计算表表2-4洪水历时不同频率下的洪峰（m3/s）T（h）P=5%P=0.5%4.454.584.92.2泥沙本工程地处黄土梁峁沟壑区，斜坡处于较不稳定状态，暴雨易诱发崩塌、土流等现象，是水土流失比较严重的地区，根据水保部门多年统计资料，本地区侵蚀模数为3000T/k m2.年。流域年均输沙量按下式计算：S=FMs式中：S年均输沙量（t）Ms年均侵蚀模数，取3000t/ km2F坝库以上集水面积，取7.87km2计算得，年均输沙量为23610t。3、工程设计3.1 工程规模按水土保持综合治理技术规范（GB/T164531996）之规定

7、，库容在50-100万m3，设计洪水重现期3050年，校核洪水重现期50100年，淤积年限1020年，并参照水土保持治沟骨干工程暂行技术规范（SD17586）中总库容在50100万m3时，工程等级属五等，设计和校核洪水重现期分别为2030年、200300年，设计淤积年限为1020年，确定该坝设计洪水重现期20年，校核洪水重现期200年，设计淤积年限15年。3.2 工程总体布设根据坝址地形、地质条件，考虑到实际利用等情况，工程采用土坝和放水建筑物（涵卧管）两大件，根据土场土料为中粉质壤土，初步选定为黄土均质坝。放水建筑物采用涵卧管形式，根据实际地形，卧管布设在坝体右岸，与岸坡斜交，比降为1：2，

8、涵管采用直径100cm预制钢筋砼圆管，比降为1：100，出口设消力池。3.3 库容、坝高及断面设计3.3.1 库容确定：该坝只布设二大件，不设溢洪道，根据国标GB/T16453水土保持综合治理技术规范，选一次性校核洪水总量为设计滞洪库容。该工程总库容由拦泥库容，滞洪库容两部分组成。V滞=67.0万m3 V拦=26.23万m3 V总=V滞+V拦=93.23万m3 3.3.2 坝高的确定根据国标GB/T16453水土保持综合治理技术规范确定坝高。H总=H拦+ H滞+HH拦拦泥坝高（m）；H滞滞洪坝高（m）；H安全超高（m）； 1、拦泥坝高：取泥沙干容重=1.35T/m3，计算得，拦泥库容（V拦）为

9、26.23万m3，坝底高程2077.00 m，从坝高库容曲线（图3-1）查得拦泥高程2095.00 m，则拦泥坝高（H拦）为18.0m。2、滞洪坝高确定根据水文计算成果，校核频率P=0.5%的洪水总量为 67.0万m3，该工程不设溢洪道，校核洪水总量即滞洪库容，故滞洪库容（V滞）为67.0万m3。从坝高库容曲线（图3-1）上查得相应滞洪高程为2103.20 m，滞洪坝高8.2 m。3、坝高：H拦=18m 相应高程2095.00mH滞=8.2m 相应高程2103.20mH=1.5m 相应高程2104.70mH总=27.7m 3.3.3 坝体断面设计根据实地勘察，坝体左、右两岸黄土贮藏丰富，适宜兴

10、建碾压式均质土坝。设计坝顶宽5.0m，坝体上、下游各设马道两处，马道宽均匀1.2m，马道处变更坡比，迎水面坡比从下至上依次为1：2.5、1：2、1：1.5，背水面坡比从下至上依次为1：2、1：1.5、1：1.5。坝体填筑前必须对坝基和岸坡进行处理，清基、清坡厚度均为1.5m。土坝填筑标准主要以压实干容重控制，其值不应小于1.55t/ m3。坝体碾压完成后，下游坡面种植适宜草木以保护坡面。坝体主要特性值见表31。坝体特性表表3-1序号项目单位特性值备注1坝底高程M2077.00 2坝顶高程M2104.73拦泥库容万M326.23 4拦泥高程M2095.00 5拦泥坝高M18.00 6滞洪库容万M

11、367.00 7滞洪高程M2103.20 8滞洪坝高M8.20 9滞洪+拦泥库容万M393.23 10防汛库容万M343.20 11防汛+拦泥库容万M369.43 12防汛高程M2102.00 13防汛坝高M7.00 14滞洪+拦泥坝高M26.20 15超高M1.50 16设计坝高M27.70 17坝顶长度M1293.4 放水建筑物设计根据实地勘察，左岸为硬质黄土，地质统一，地基完整，无裂缝现象，故放水卧管布置在坝体左岸。3.4.1 放水孔设计放水孔根据GB/T16453水土保持综合治理技术规范规定设计，孔径按三孔同时开启放水，三天排完二十年一遇的洪水计算，放水孔每台高差0.5m。放水孔径：d

12、=0.68二十年一遇的洪水总量为43.2万m3，经计算取d= 0.5m。3.4.2 卧管设计根据实际地形，取卧管纵坡1：2，断面为矩形，底宽1.2m， Q加=1.2Q设，考虑到便于施工和检修，取卧管净高为0.5 m。设计卧管47阶，阶高均为0.5m，总长53.4m，顶部设通气孔，卧管顶部高程2103.7m，。卧管底板用C19钢筋砼现浇，厚0.3m，底部设4处齿墙。侧墙用C19砼现浇厚0.2m，盖板用C19钢筋砼预制，厚0.3m。3.4.3 消力箱设计设计消力箱长8m，宽1.2m，深3m，底部高程2077.0m，消力箱采用C19钢筋砼现浇。3.4.4 涵管设计涵管轴线与坝轴线垂直，比降i=0.0

13、1，内径1.0m，壁厚0.23m，设计涵管47节，每节长2.0m，总长94.44m，进水口涵管高程2079.18m，出水口高程2078.24m。接头处采用沥青油麻处理，然后用3：7的石棉水泥填缝，再用1:2水泥砂浆勾缝。涵管设截水环7处，涵管末段设消力池及尾水明渠。放水建筑物特性值见表32。放水建筑物特性表表3-2序号项目名称单位特性值备注1卧管顶部高程M2103.72台阶高度M0.53放水孔数孔464坝底高程M20775坝高M27.76坝底宽M74.447消力箱底部高程M20778涵管进口高程M2079.189涵管纵坡 1/10010涵管长度M94.4411涵管出口高程M2078.2412齿

14、墙个数个413节水环个数个714涵管节数节4715卧管总长M53.44、效益分析该工程开发后，新增可利用土地面积157亩；保护现有沟道两旁耕地。工程效益包括达到淤积年限后，新增耕地产生的农业效益、蓄水期间养殖业效益及林业效益。建成第6年开始计算蓄水养殖业效益及沟道两旁林业效益；工程建成第16年开始计算农业效益，新增耕地用以种植农业经济作物。经计算，建成第6至16年工程产生年净效益为9.5万元，第16年后工程产生年净效益为13.43万元，工程运行期40年内总净效益为430.75万元。工程实施后，每年可减少一定的水毁损失；促进地方工农业的发展；增加商业利润和税收。对当地的文化教育、卫生保健、交通等

15、生活服务设施，对社会稳定等都会带来深远影响。综上所述，本工程的实施不仅有一定的经济效益，而且有明显的社会效益。建议该工程早日立项建设。5、工程量计算该工程主要工程量：土方61150m3,石方73m3,砼275m3。主要材料：水泥49T，钢筋6.18T，砂子121m3,石子186m3,柴油50T，种子37kg。详见工程量及主要材料汇总表。6、施工组织设计6.1 工程进度安排工程审批后，计划2003年10月开工，封冻前完成清基、削坡、结合槽、管道安装及部分坝体填方。2004年3月继续坝体填筑及卧管部分施工，2004年5月底完工。6.2 施工组织主体工程施工采用机械为主、人工为辅的施工方法。本工程施

16、工采用招投标和建设监理制，应选择技术力量强、机械化程度高、信誉好的施工队伍。为了保质保量按期完成工程建设，开工前县、乡成立施工领导小组，负责土场占地等问题。县水保站委派技术人员进行质量监督。6.3 施工要求工程施工要严格执行有关规范及规程，采取切实有效措施，确保工程的质量和安全。结构尺寸、强度等级、填土干容重等均须符合设计要求。7、投资估算71 编制说明7.1.1 项目划分 本工程属水土保持生态工程，其费用由基本费和预备费两部分组成。其中基本费包括建筑工程费、临时工程费和独立费用三部分；预备费包括基本预备费和价差预备费。7.1.2 编制原则和依据投资估算编制以黄河水土保持生态工程设计概（估）算

17、编制办法及费用标准为依据，按黄河水土保持生态工程概算定额进行编制。本工程为可行性研究阶段，工程单价扩大10%。1基础单价（1）人工工资本工程所在区属十一类地区，根据水利部水建199815号文件，并结合黄河流域实际情况，人工预算单价按14.07元/工日计算。（2）主要材料预算价格外购材料价格均按2003年2月份市场价为原价,加运杂费及采购保管费组成。本地材料价格均为运到工地市场价。详见主要材料价格汇总表六。（3）施工用电根据国家计委关于甘肃省疏导电价矛盾和实现城乡用电同价问题的通知计价格20022611号文规定，工程所在区非工业用电基础电价为0.494元/kwh，外加高压输电线路损耗率、变配电设

18、备及配电线路损耗率、供电设备维修摊销费组成，经计算施工电价为为0.585元/kwh，详见附件表一。（4）机械使用费根据黄河水土保持生态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，均按1991年由水利部、能源部颁发的水利水电工程机械台班费定额计算。（5）砼材料单价根据设计确定的砼强度等级，按黄河水土保持生态工程概算定额中的砼配合比表分别计算出水泥、掺合料、砂石料及水的每立方米砼材料单价，经计算C9砼 109.26元/ m3 ；C14砼 118.47 元/ m3 ； C19砼147.18 元/ m3 ；M10 砂浆190.60元/ m3。2费用标准（1）直接费：由基本直接

19、费和其他直接费两部分组成。基本直接费包括人工费、材料费、机械使用费及零星材料费，其他直接费按基本直接费的2%计列。 （2）间接费：土方工程按直接费的3%计列；砼工程按直接费的3.5%计列；石方工程按直接费的4%计列。 （3）计划利润：按直接费与间接费之和的3%计列。 （4）税金：按直接费、间接费与计划利润之和的3.22%计列。3临时工程 按设计提供的工程量逐项计算费用。4独立费用 （1）建设管理费：本工程包括建设单位经常费、工程建设监理费和项目建设管理费三部分。其中建设单位经常费取建安工作量的1%；因本工程建安工作量在500万元以下，工程建设监理费为建安工作量的2.8%；项目建设管理费按建设单

20、位经常费和工程建设监理费之和的15%计取。（2）科研勘测设计费：包括规划统筹费、勘测设计费，本工程无科学研究试验项目，不计科学研究实验费；规划统筹费按勘测设计费的10%计算;勘测设计费按一三部分之和的3%计取。（3）施工期水土保持监测费：按建安工作量的0.2%计取。（4）工程质量监督费：按建安工作量的0.15%计取。（5）植物措施管护费：按第一部分中种草工程费的1%计取 。5预备费：本工程按一三部分之和的5%计取基本预备费，（本工程不计价差预备费）。7.2 工程总投资 本工程估算总投资89万元，其中国家投资 63万元，地方匹配26万元。总投资中建筑工程71.51万元；临时工程6.45万元；独立费用6.30万元；基本预备费4.74万元。7.3 投资估算表 表一、 总估算表； 表二、 建筑工程估算表； 表三、 临时工程估算表； 表四、 独立费用估算表； 表五 、 工程单价汇总表； 表六 、 主要材料预算价格汇总表； 表七 、 主要工程量、工日数量汇总表； 附件表一、施工用水、电、风价格计算表； 附件表二、施工机械台班费计算表； 附件表三、 工程单价计算表。