八十坪骨干壩初設

1、某省某縣大臺小流域壩系八十坪骨干壩工程初步設計報告某設計院2010年10月4日批準:核定:審查:校核:編寫:設計:概算:制圖:多年的水土保持實踐證明，黃土高原地區(qū)的骨干壩建設，對有效控制水土流失、減少入黃泥沙、確保黃河長治久安具有十分重要的作用，是提高當?shù)厮Y源利用率、促進農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整、改善生態(tài)環(huán)境、全面建設小康社會的需要。大臺壩系地處某省北部山區(qū)某縣的北部，壩系涉及某縣兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，位于大河水系陽河一級支流，屬黃土丘陵溝壑區(qū)第n副區(qū),流域面積87.5km2,水土流失嚴重，年輸沙模數(shù)5852t/kmo流域經(jīng)過八十多年的水土保持生態(tài)建設，治理程度達到42%,但由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃與治理，溝道壩系工程

2、尚未形成。為了科學合理地開展大臺壩系建設，2005年上半年受某縣水土保持工作站委托，某規(guī)劃設計研究院依據(jù)相關規(guī)范與標準完成了某縣大臺壩系工程可行研究報告，某縣大臺壩系工程典型設計報告。2005年9月水利委員會，某省水利廳水土保持局先后對某縣大臺小流域壩系工程可行研究報告，某縣大臺小流域壩系工程典型設計報告進行了審查并實地到大臺壩系考察與論證，審查通過了該壩系工程。八十坪骨干壩為大臺壩系工程中的十座新建骨干壩中的一座，地處某縣某鄉(xiāng)某村，主要作用為防洪、攔泥、蓄水灌溉。受某縣水土保持工作站委托，某設計院于2008年3月6月組織技術人員進行初步設計工作。本次初步設計依據(jù)水利水電工程初步設計報告編制規(guī)

3、程(DL502193),某縣大臺小流域壩系工程可行研究報告，某縣大臺小流域壩系工程典型設計報告及有關技術規(guī)范和標準，在實地勘測與調(diào)查收集該流域自然條件、水沙資料、社會經(jīng)濟情況等資料的基礎上，編制完成了某縣大臺壩系八十坪骨干壩工程初步設計報告。八十坪骨干壩工程技術經(jīng)濟指標表前期工作階段初設階段前期工作階段初設階段水系大河水系陽河一級支流明渠陡坡段型式矩形建設地點某縣某鄉(xiāng)某村總長度（m）54.10地理座標東經(jīng)斷面尺寸（m）高X寬0.8X0.8北緯溢洪道型式建設性質新建總長度5）工程規(guī)模控制面積（km）3.42斷面尺寸（m）高X寬總庫容（萬才）51.14主要:工程量土方（萬m3）12.29攔泥庫容（

4、萬一）22.24石方（n?）226.0設計、校核洪水重現(xiàn)期20、200混凝土（m3）132.0淤積年限（年）15合計（萬m3）12.33攔河壩型式均質土壩投工（萬工時）7.47施工方式碾壓投資總投資（萬元）179.53壩高（m）27.50中央投資（萬元）壩頂長（m）98.0地方匹配（萬元）壩頂寬（m）4.0效ni防洪保護（hmz）壩坡比l-.w1：2.75、1：2.5淤地面積（hm2）2.21下游1：2.0、1：2.25灌溉(hm2)19.5壩體方量（萬一）8.33養(yǎng)魚（尾）投資（萬元）128.13單位庫容投資（元/n?）3.51反濾體型式單位攔泥投資（元A?）8.07尺寸（高）單位工程量投資

5、（元/ill）14.56放水設施型式分級臥管單位淤地投資（萬元/hm2）81.24總高度（m）9.60單位工程量換庫容（mVn?）4.15每臺高度5）0.40單位淤地面積攔泥（萬m7hm2）10.06斷面尺寸（m）寬X高0.6X0.6主要材料用量水泥（t）35.91直徑鋼材（t）3.80進水口尺寸（m）寬X高木材（m3）1.06直徑0.30炸藥（kg）（管）型式涵管柴油（t）120.62洞（管）身長度（m）63.0計劃施工開工時間（年、月）2008.9斷面尺寸（m）寬X高,矢|J竣工時間（年、月）2009.6直徑0.80總工期（天）180 TOC o 1-5 h z 1綜合說明11.1緒言11

6、.2水文11.3工程地質21.4工程設計2 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 1.4.1工程等別、建筑物等級、洪水標準及抗震標準2 HYPERLINK l bookmark3 o Current Document 1.4.2工程總體布置21.4.3主要建筑物25工程施工3 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document L6設計概算及效益42基本情況5 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 自然概況52社經(jīng)情況52.2.1社經(jīng)狀況5 HYPERLINK l bookm

7、ark16 o Current Document 2.2.2受益和淹沒區(qū)的情況5 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 2.3綜合治理現(xiàn)狀情況53水文6 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 1流域概況63.3水文要素3333333. 13. 23. 33. 43. 53. 6 一 同-暴洪 水發(fā)流沙計計 降蒸徑泥設設14174工程地質5.1工程建設的必要性 TOC o 1-5 h z 5.2設計標準依據(jù)及樞紐組成17 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document

8、5.2.1設計依據(jù)17 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 5.2.2壩型及筑壩材料選擇18 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 5.2.3施工方法的選擇18 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 5.2.4樞紐組成及布設185.3壩體設計19 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 5.3.1壩高庫容骨干面積曲線的繪制195.3.2庫容計算215.3.3壩高確定22 HYPERLINK l bookmark8

9、3 o Current Document 5.3.4壩體斷面尺寸確定23 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 5.3.5壩基和岸坡處理24 HYPERLINK l bookmark87 o Current Document 5.3.6壩后排水25 HYPERLINK l bookmark89 o Current Document 5.3.7筑壩要求25 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 5.4放水建筑物設計25 HYPERLINK l bookmark93 o Current Document 5

10、.4.1臥管設計26 HYPERLINK l bookmark99 o Current Document 5.4.2涵管設計30 HYPERLINK l bookmark101 o Current Document 5.4.3管末陡坡設計31 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 4.4陡坡末端消力池設計326施工組織設計341施工條件34 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 6.1.1氣象34 HYPERLINK l bookmark108 o Current Document 6.1.2工程區(qū)

11、現(xiàn)狀34 HYPERLINK l bookmark110 o Current Document 6.1.3對外交通346.1.4供水、供電346.1.5建筑材料346.2施工方法與質量要求356.2.1施工方案35 HYPERLINK l bookmark123 o Current Document 6.2.2清基、削坡、結合槽的開挖36 HYPERLINK l bookmark125 o Current Document 6.2.3壩體填筑37 HYPERLINK l bookmark127 o Current Document 6.2.4土料壓實的質量檢查386.2.5碎及鋼筋碎396.3

12、施工進度計劃39 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document 6.3.1編制原則39 HYPERLINK l bookmark135 o Current Document 6.3.2編制步驟40 HYPERLINK l bookmark137 o Current Document 3.3施工進度計劃407工程量計算42 HYPERLINK l bookmark141 o Current Document 1土壩工程量計算42 HYPERLINK l bookmark145 o Current Document 2建筑物工程量計算438投資估算及資金籌措

13、451投資估算458.1.1編制依據(jù)458.1.2基礎單價45 HYPERLINK l bookmark153 o Current Document 8.1.3工程單價468.1.4獨立費用471.5預備費481.6編制成果489工程建設與運行管理501建設管理501.1組織形式和機構設置50 HYPERLINK l bookmark179 o Current Document 1.2明確項目法人，實行“三制”管理50 HYPERLINK l bookmark181 o Current Document 1.3加強監(jiān)理制501.4加大財務管理力度50 HYPERLINK l bookmark1

14、83 o Current Document 1.5嚴格控制工程質量管理519.2運行管理51 HYPERLINK l bookmark190 o Current Document 9.2.1運行期管理51 HYPERLINK l bookmark188 o Current Document 2.2落實管護責任512.3運行監(jiān)督管理5210水土保持53 HYPERLINK l bookmark192 o Current Document 10.1設計依據(jù)及標準53 HYPERLINK l bookmark194 o Current Document 2水土流失防治責任范圍533水土流失防治目標與

15、方案53 HYPERLINK l bookmark196 o Current Document 3.1防治原則53 HYPERLINK l bookmark198 o Current Document 3.2水土流失防治措施總體布局553.3水土流失防治措施55 HYPERLINK l bookmark205 o Current Document 3.4水土保持工程施工進度安排56 HYPERLINK l bookmark207 o Current Document 11效益分析58 HYPERLINK l bookmark209 o Current Document 1基礎效益58 HYPE

16、RLINK l bookmark211 o Current Document 2經(jīng)濟效益5811.2.1經(jīng)濟效益分析的范圍和方法5811.2.2經(jīng)濟效益計算59 HYPERLINK l bookmark213 o Current Document 11.3生態(tài)效益60 HYPERLINK l bookmark215 o Current Document 11.4社會效益601綜合說明緒言大臺壩系地處某省北部山區(qū)的某縣北部，位于大河水系陽河一級支流，屬黃土丘陵溝壑區(qū)第H副區(qū)，水土流失嚴重，年輸沙模數(shù)5852t/km2o八十坪骨干壩為大臺壩系建設中十座骨干壩中的一座，地處某縣某鄉(xiāng)某村，距某縣城40

17、km,主要作用為防洪、攔泥、蓄水灌溉。該骨干壩控制流域面積3.42km2,總庫容51.14萬4其中攔泥庫容22.24萬滯洪庫容28.90萬壩高27.50m。某設計院于2008年3月6月組織技術人員開展初步設計工作。本次初步設計依據(jù)水利水電工程初步設計報告編制規(guī)程(DL502193),某縣大臺小流域壩系工程可行研究報告，某縣大臺小流域壩系工程典型設計報告及有關技術規(guī)范和標準，在實地勘測的基礎上，編制完成了某縣大臺小流域壩系八十坪骨干壩工程初步設計報告。水文項目區(qū)位于某縣北部，位于大河水系陽河一級支流，地處黃土高原丘陵區(qū)，區(qū)域內(nèi)山大溝深，丘陵起伏，溝壑縱橫。項目區(qū)缺水嚴重，水土流失程度嚴重，植被覆

18、蓋率低，是典型的大陸氣候，干旱少雨，蒸發(fā)強烈。年平均氣溫6.4C,年最高氣溫33.2,最低氣溫-22.6C,無霜期130d。多年平均降水量435mll1,多年平均水面蒸發(fā)量1080mm(E601),平均干旱指數(shù)2.0,項目區(qū)最大凍土深度1.06m,主要自然災害有干旱、霜凍，沙塵暴等，其中以干旱造成的危害最為嚴重。第一*信合說明13工程地質經(jīng)現(xiàn)場踏勘，本地區(qū)屬黃土丘陵溝壑區(qū)，以黃土梁即侵蝕地貌為主，因流水侵蝕，溝壑縱橫，梁即相間，地形支離破碎。溝道斷面呈“U”型，兩岸坡度較陡，兩岸無滑坡體和基巖，地形較為完整。初步估算黃土承載力約lOOkpa左左。最大凍土深度114cmo壩體右岸結構完整，適宜布

19、設建筑物；壩體左右岸有大量黃土，土層深厚，筑壩土料豐富。該地區(qū)的地震動峰值加速度為0.20g,地震基本烈度為VIII度。1.4工程設計工程等別、建筑物等級、洪水標準及抗震標準八十坪骨干壩總庫容小于100萬工程等別為五等，建筑物等級為五等5級。控制流域面積3.42km2.設計洪水標準為20年,洪水總量為15.66萬m3,洪峰流量5.66m3/s；校核洪水標準為200年，洪水總量為28.90萬d,洪峰流量10.23m3/s。設計淤積年限為15年，淤積庫容22.24萬加據(jù)查中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖（1:400萬），該地區(qū)的地震動峰值加速度0.20g,地震基本烈度VID度，設計采用8度。1.4.2工程總體

20、布置本工程在小流域壩系建設中的作用為防洪、攔泥、蓄水灌溉,其運行方式為蓄洪排清。根據(jù)其對樞紐布設的要求，結合壩址地形條件、當?shù)貙嶋H情況、以往骨干壩的建設經(jīng)驗，確定工程樞紐由土壩及放水建筑物組成。放水臥管布設在壩坡右岸，輸水涵管于壩軸線呈90布設。1.4.3主要建筑物該骨干壩工程，主壩為碾壓式黃土均質壩，壩高27.50m,壩頂長98.0m,壩頂寬4.00m；前壩坡坡比1：2.75.1：2.5,后壩坡坡比1：2.25、1：2.0,前后壩坡變坡處的高程為1423.50m；總庫容51.14萬n?、攔泥庫容22.24萬滯洪庫容28.90萬小設計淤泥面高程1427.37m、校核洪水位高程為1435.63m

21、、壩頂高程為1437.50m0在壩后坡高程為1423.50m處設一馬道，寬1.50mo放水建筑物由放水臥管，輸水涵管及泄水陡坡組成。臥管最低放水孔高程1426.10m,臥管頂高程1435.70m,比降1/3,級差0.40m,共24級，水平長30.00m,高差9.60m,放水孔口直徑0.30m,臥管進水孔采用一臺單孔正面進水，廊道尺寸0.6X0.6m；臥管末端接矩形消力井，井長4.50m,井寬1.00m,井深1.00m；輸水涵管進口高程1424.68m,管長63.00m,管內(nèi)徑0.80m,壁厚12m,比降1/100,出口高程1424.05m；涵管出口接矩形明渠，長8.00m,斷面尺寸0.8X0.

22、8；明渠出口接矩形陡坡，陡坡進口高程1423.97m,陡坡底高程1408.50m,斷面尺寸0.8X0.8m,坡比1/3,高差15.47m,水平長46.10m；陡坡末端接矩形消力池，池長4.50m,寬0.80m,深1.40m,池底高程1408.50m；明渠與陡坡每隔5.0m設一道拉桿，斷面尺寸為0.15X0.15m；陡坡末端消力池接海漫，長度3.00mo4.4工程施工工程計劃從2008年9月初開工進入施工階段，2009年6月30日前全部結束，并交付某鄉(xiāng)管理使用。1.5設計概算及效益工程動用土方12.29萬m3,其中開挖土方3.96萬填筑土方8.33萬淀，漿砌石量51.OOm：混凝土132.OOm

23、）工程所需材料用量：水泥35.91t、鋼材3.80t、木材1.06m3、柴油120.62t、塊石（包括干砌石）226.00m石子302.79m沙子115.62m3o工程總投資179.53萬元。工程淤積年限期滿后，壩地開始產(chǎn)生種植效益，共可淤地24hm2o壩地單產(chǎn)按4500kg/hili?計算，壩地利用率按80%計算,則新增壩地1.79hm2,淤成壩地后年增產(chǎn)糧食0.81萬kg,糧食單價按1.6元/kg計算，20年累計效益25.92萬元。項目15年計算期內(nèi)累計攔泥效益為83.40萬元。該壩蓄水提灌可發(fā)展水澆地19.5hm2,灌溉后糧食增產(chǎn)量按2250kg/hm?計，糧食單價按1.60元/kg計。

24、經(jīng)計算，項目20年計算期內(nèi)累計灌溉增產(chǎn)效益為140.40萬元。工程建成可解決185人的生活用水，改善75頭大家畜及185只羊的飲水困難，解決控制區(qū)內(nèi)群眾的交通問題。壩系工程建設可以實現(xiàn)“林草上山、米糧下川”，為流域農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造條件。2基本情況自然概況八十坪骨干壩地處某省北部山區(qū)的某縣北部某鄉(xiāng)某村，距某縣城40km處。八十坪骨干壩位于陽河一級支流支溝上，流域總面積42km2,屬黃土丘陵溝壑區(qū)第H副區(qū)，水土流失嚴重，年輸沙模數(shù)5852t/km2o2.2社經(jīng)情況2.2.1社經(jīng)狀況八十坪骨干壩壩控區(qū)及附近，涉及36戶居民、總人口185人,農(nóng)業(yè)勞動力91人，人均產(chǎn)糧477kg,人

25、均純收入2230元。2.2受益和淹沒區(qū)的情況工程建成后，解決了當?shù)啬炒?85口人的飲水及交通問題，由于壩建設在溝道內(nèi)不存在淹沒賠償問題。2.3綜合治理現(xiàn)狀情況流域通過近幾年的治理，截止2007年底壩控區(qū)間累計完成治理面積132.00hm2,其中梯田59.16hm2,林地52.80hm2,草地20.04hm2,治理程度42%。第三步水文3水文流域概況大臺壩系工程位于某縣北部。流域為黃土丘陵溝壑地形，流水地貌。梁即起伏，地貌破碎，黃土層較厚，土質松軟，溝谷切割較深，水土流失嚴重。項目區(qū)屬溫帶半干旱地區(qū)，大陸性季風氣候。多年平均氣溫6.4,無霜期約130d。春季氣溫多變，夏季短暫涼爽，秋季降溫迅速，

26、冬季寒冷漫長。氣象流域屬中溫帶半干旱區(qū)，屬于干旱草原氣候帶，具有大陸性季風氣候特點最高氣溫為33.2,極端最低氣溫為-22.6；210積溫2580C；土壤結凍一般從11月19日開始，解凍到次年3月10日左左，凍土時間近4個多月，凍土深114cm；無霜期130do全年三分之二的月份為晴天，年平均日照時數(shù)為2518小時，太陽總輻射量為127.6千卡/cm）a,光照、太陽輻射較強。全年風多,而且常伴有大風、塵暴、干熱風、霜凍等。多年平均大風天數(shù)10天，平均風速2.7m/s。水文要素根據(jù)全區(qū)各站點19562000年45年資料計算各監(jiān)測站的降水、蒸發(fā)、徑流及泥沙的多年均值，點繪多年平均降水、蒸發(fā)、徑流等

27、值線圖和輸沙模數(shù)分區(qū)圖。根據(jù)這些圖，查得該流域重心的多年平均降水、蒸發(fā)、徑流以及輸沙模數(shù)值。并根據(jù)單站歷年資料（插補延長為同步資料），計算統(tǒng)計參數(shù)，點繪頻率曲線，編制圖集以供查用。所計算得的設計值與鄰近有實測資料的降水、第三步水文徑流、泥沙資料進行對照校核后確定報告中的數(shù)值。3.1降水根據(jù)某省水文水資源勘測局提供,該區(qū)屬半干旱黃土丘陵溝壑區(qū)，流域內(nèi)多年平均降水量為435mm,降水量年內(nèi)分配極不均勻,主要降水集中在主汛期69月份，占年水量的69%,最大年降水量718.7mm(發(fā)生在1964年)，最小年降水量260.9mm(發(fā)生在1987年)，最大年降水量是最小年的2.8倍。因此，旱情時常發(fā)生,素

28、有十年九旱之稱。多年平均年降水的月分配情況詳見下表：表31多年平均降水量各月分配表月份1234567降水量(mm)3.96.114.825.243.955.794.0分配比(%)0.91.43.45.810.112.821.6月份89101112全年降水量(mm)98.352.2307.83.1435分配比(%)22.612.06.91.80.71003.3.2蒸發(fā)流域多年平均水面蒸發(fā)量1080mm(E601型蒸發(fā)器)。水面蒸發(fā)的年際變化小，年內(nèi)變化大，其隨各月氣溫、濕度、日照、風速的變化而變化。11月至次年3月為結冰期，水面蒸發(fā)量小。水面蒸發(fā)量最小月一般出現(xiàn)在氣溫最低月的12月份或1月份。春

29、季風大，氣溫回升，蒸發(fā)量增大，9月、10月隨氣溫的下降水面蒸發(fā)量逐漸減少。水庫流域多年平均水面蒸發(fā)量月分配見表3-2o流域干旱指數(shù)2.0,屬于半干旱區(qū)。流域多年平均水面蒸發(fā)量月分配表表3-2單位：mm月份1234567蒸發(fā)量51.860.5111.3109.1152.3159.8116.6比例(%)4.85.610.310.114.114.810.8月份89101112全年蒸發(fā)量114.973.446.551.840.01080比例(%)9.96.84.34.83.71003.3.3徑流根據(jù)某省水文水資源勘測局提供，流域內(nèi)多年平均徑流深20.0mm,壩址以上流域面積為3.42km2,多年平均年

30、徑流量為6.84萬nA年徑流模數(shù)2.0X104而雜而，年徑流系數(shù)僅4.6%,年徑流變差系數(shù)Cv=0.59,Cs=2.0CVo因其水土流失嚴重，降水量和降水強度較大時產(chǎn)生洪水，平時河道干枯。其各月的分配比例參照鄰近相似站徑流資料，多年平均徑流量月分配情況詳見下表。表3-2多年平均年徑流量月分配表單位：萬m3月份123456789101112全年徑流量000()0.5812.1411.3681.6960.9920.062006.84比例00000.0850.3130.20.2480.1450.009001綜上所述，地表徑流年內(nèi)分配不均，主要作物生長期36月份徑流量2.72萬立方米，僅占年徑流總量的

31、39.8%,主汛期79月份徑流量為4.06萬立方米,占年徑流量的59.3%,10月次年2月份徑流量0.06萬立方米，占年徑流量的0.9%。說明地表徑流的有效利用率極低。3.4泥沙3.4.1年均輸沙模數(shù)確定項目區(qū)植被較差，土壤侵蝕劇烈，多年平均輸沙模數(shù)由某省水文水資源勘測局提供的數(shù)據(jù)6650t/km2(未考慮流域治理)，考慮流域經(jīng)過多年的治理，治理程度已達到42%,根據(jù)某省地方標準水土保持治溝骨干工程水文計算標準(DB64/T028-2005)懸移質輸沙模數(shù)可折減20%o折減后流域內(nèi)年平均懸移質輸沙模數(shù)為：Ms=6650X(1-0.2)=5320t/km2根據(jù)水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范(SL2

32、892003)流域年均輸沙量包括懸移質與推移質兩部分，采用下式計算：Msb=Ms(l+B)式中：Msb一年均輸沙模數(shù)，t/km2,B-推移質比例系數(shù)，取0.1,經(jīng)計算年均輸沙模數(shù)為5852t/km2o3.4.2流域年均輸沙量計算采用下式計算：W=MsbXF式中：W一年均輸沙量，t；Msb一年均輸沙模數(shù)，t/km5852t/km2；F流域面積，3.42km2o通過計算八十坪骨干壩壩控區(qū)間多年平均輸沙量2.00萬t,各月輸沙量見表3-4o年平均輸沙量及月分配表3-4單位：萬t月份123456789101112全年輸沙量00000.1680.6260.4000.4960.2880.022002.00

33、各月占(%)00008.431.320.024.814.41.1001003.3.5設計暴雨根據(jù)某省水文水資源勘測局提供。根據(jù)某省暴雨洪水圖集，該地區(qū)地表徑流均為暴雨產(chǎn)生，流域內(nèi)24h最大點雨量均值為51.5mm；變差系數(shù)Cv=0.6,Cs=3.5CVo計算得不同頻率lh、24h最大點、面雨量詳見下表。不同頻率lh、24h最大點、面雨量表表35單位：mm頻率P0.330.5123.33510點雨八十坪lh91.385.174.464.056350.240.0量24h199.3186.4164.3142.7126.2113.391.5面雨八十坪lh91.385.174.46456.350.240

34、.0量24h199.3186.4164.3142.7126.2113391.53.3.6設計洪水3.6.1計算方法采用暴雨資料推求設計洪水，依據(jù)是某省暴雨洪水圖集及重新修訂的某省不同歷時暴雨參數(shù)等值線圖。6.2產(chǎn)流計算根據(jù)工程設計頻率和不同歷時點雨量均值及統(tǒng)計參數(shù)等值線圖，求出各溝道設計點雨量，然后根據(jù)不同計算分區(qū)、面積、重現(xiàn)期等選擇點面折減系數(shù)，求得不同保證率的面雨量。面雨量分第三步水文配在某省有同頻內(nèi)包、概化和典型三種雨型。該區(qū)選用同頻內(nèi)包雨型，然后由面雨量過程以扣損法計算產(chǎn)流過程。產(chǎn)流公式如下：4一為產(chǎn)流期某時段凈雨(mm)；”，一為產(chǎn)流期某時段面雨量(mm)；/,一為產(chǎn)流期某時段損失水

35、量(mm)；根據(jù)某省暴雨洪水圖集產(chǎn)流分區(qū)，該流域為黃土丘陵Hi區(qū)，平均損失率力公式如下：力=41廣RjeRg嚴”)3.3.6.3匯流計算匯流計算是根據(jù)推求的設計凈雨過程R推求流域出口斷面的洪水流量過程，采用納希瞬時單位線法推求。按瞬時單位線原理,就是凈雨歷時趨于零的極小時段內(nèi)產(chǎn)生的一個單位凈雨(1mm凈雨深)在出口處所形成的流量過程線，其公式為：u(t)=5AT()K式中：t一時段變量；U(t)一為t時的瞬時單位線的縱坐標；n,k一為瞬時單位線形狀參數(shù)；r(n)伽瑪函數(shù)；根據(jù)上式可導出時段單位線方程式為：q(Att)=f(.)l-s/K”3.6加HAT()KaKV(n)K式中：q(Att)面積

36、為F的流域上，t時段內(nèi)凈雨量為1mm的單位線在t時段的縱坐標，以nr/s計;t計算時段長(h)；產(chǎn)一換算系數(shù)；J二廠75力一納希瞬時單位的累積曲線，又稱S(t)曲小AT()K5力形同s(t)曲線，唯在時間坐標上錯后At時，用S(t-At)表示。S(t)-S(t-At)簡寫為AS(t),稱為At小時無因次時段t時的縱高。一般以U(tt)表示。3.3.6.4計算參數(shù)在計算瞬時單位線，進行洪水演進時，須求得參數(shù)n,k,滯時M,計算公式如下：半干旱區(qū):n=l.22L0231,K=MH/n,Mh=0.148L0-9i-0093i一產(chǎn)流區(qū)平均凈雨強度(mm/h)；L產(chǎn)流區(qū)概化長度(km)；3.3.6.5計

37、算成果八十坪骨干壩產(chǎn)流區(qū)概化長度為2.65km,該工程流域面積3.42km2,清渾比為0.8,計算得不同頻率設計洪水總量模數(shù)見表3-7o八十坪骨干壩不同設計頻率洪水總量模數(shù)洪水重現(xiàn)期(年)30020010050302010洪水總量模數(shù)(萬m3/km2)9.5138.4517.6266.3695.6474.5793.749由表3-7得知八十坪骨干壩20年一遇設計洪水標準洪水總量15.66萬m3,200一遇校核洪水標準洪水總量28.90萬m3o第四章工程地質4工程地質區(qū)域地質構造經(jīng)現(xiàn)場踏勘，本地區(qū)屬黃土丘陵溝壑區(qū)，土質主要為黃土，但粘粒含量較大。初步估算黃土承載力約lOOkpa左左。最大凍土深度1

38、14cm。該地區(qū)的地震動峰值加速度為0.20g,地震基本烈度為VID度。天然建筑材料2.1塊石料塊石料場位于長慶石料場，巖性為奧陶系三道溝組灰?guī)r（03S）,灰色，厚層狀，致密，堅硬，露天開采，儲量大于100萬立方米。塊石料評價表表46序號項R規(guī)范指標實際數(shù)值評價1飽和抗壓強度應按地域、設計要求與使用目85MPa滿足要求2軟化系數(shù)的確定0.88滿足要求3凍融損失率2.4t/m32.68t/m滿足要求根據(jù)水利水電工程天然建筑材料勘察規(guī)范（SL251-2000）的規(guī)定，符合塊石料的質量要求，且正在開采，儲量約100萬立方米。該骨干壩距該長慶約50km,有公路直達，交通方便。屬外購料。2.2粗骨料（礫

39、石料）礫石料場是某縣長慶料場。礫石直徑2-5cm,呈亞棱角形，成份為灰?guī)r、石英巖等。其儲量大于100萬立方米。該骨干壩距長慶50km左右，屬外購料，有公路及便道直達，交通方便。粗骨料評價表表4-7序項目規(guī)范指標實際數(shù)值評價1表觀密度（g/cm:，）2.602.66滿足要求2堆積密度（g/cn?）1.601.80滿足要求3孔隙率45%40%滿足要求4吸水率2.5%2.2%滿足要求5凍融損失率10%9.0%滿足要求6針片狀顆粒含量15%10%滿足要求7軟弱顆粒含量5%3.7%滿足要求8含泥量（粘、粉粒）1%0.6%滿足要求9硫酸鹽及硫化物含量（SOJ2.552.663滿足要求2堆積密度（g/cm）

40、1.501.78滿足要求3孔隙率40%33%滿足要求1云母含量2%0.84%滿足要求5含泥量（粘、粉粒）3%1.2%滿足要求6硫酸鹽及硫化物含量（SOJ20安全超高1.0-1.51.52.0根據(jù)規(guī)范規(guī)定，壩高大于20m時，HW1.52.0m,八十坪骨干壩安全超高取1.87m。總壩高H=Hl+Hz+H=14.37+11.26+1.87=27.50m八十坪骨干壩的壩頂高程1437.50m,校核洪水位1435.63m,設計洪水位1432.22m,淤泥面高程1427.37m,溝底高程1410.00m。5.3.4壩體斷面尺寸確定(1)壩頂寬根據(jù)水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范(SL2892003),碾壓壩壩

41、頂寬度按表53確定，壩頂有交通要求時，應按交通要求確定。碾壓壩壩頂寬度表5-3單位：m壩高102020303040壩頂寬度33445由于八十坪骨干壩建成后為當?shù)氐慕煌ㄖ鞲傻?，為方便大車第六章花工組織設計通行取壩頂寬為4.Omo(2)馬道根據(jù)水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范(SL2892003),碾壓式土壩高度超過15m時，應在下游坡每隔10m左左設置一條馬道，寬度取1.0ml.5m。該骨干壩設置一條馬道，高程1423.50m,寬1.50mo(3)壩坡根據(jù)水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范(SL2892003),壩坡應根據(jù)壩型、壩高、壩基地質條件、筑壩土料性質、施工方法、運用條件等，并參考類似已建成工程的

42、經(jīng)驗數(shù)值初步確定，按表54選取。表54土壩壩坡參數(shù)值表壩型部位壩高(m)102020303040碾壓壩上游壩坡1.50-2.002.00-2.502.50-3.00下游壩坡1.25-1.501.50-2.002.002.50根據(jù)以上參數(shù)值表及參考已建成土壩的經(jīng)驗，上游坡比為1：2.75,1：2.5,下游坡比為1：2.25,1：2.0,上下游變坡處的高程為1423.50m。(4)結合槽設計為了增加壩體的穩(wěn)定性，使壩體與溝道及溝岸結合良好，在壩軸線與溝岸的接觸處設一道結合槽。同時也為了便于機械施工,結合槽采用底寬3m,深2m,邊坡1:1的梯形斷面。5.3.5壩基和岸坡處理(1)壩體填筑前，必須對壩

43、基和岸坡進行處理，拆除各種建第六章遠工組織設計筑物，消除雜草、樹根、腐植土，清理并回填夯實水泉、洞穴等。(2)采用截滲或排滲措施處理透水壩基。(3)岸坡不應陡于1:1.5。(4)在壩軸線處設結合槽，型式均采用底寬為3m,深度2m,邊坡1:1。(5)考慮到黃土陷濕性及兩岸可能出現(xiàn)的洞穴及裂縫，溝兩岸在施工時，放水浸泡或灌泥漿。5.3.6壩后排水為防止?jié)B流出逸處產(chǎn)生滲透變形，保護壩坡上不產(chǎn)生凍脹破壞，壩體應設置排水體。根據(jù)水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范(SL2892003),當不進行浸潤線計算時，反濾體高度可取壩高的1/61/5,本骨干工程壩體排水選用貼坡式排水體，排水體高度采用壩高的1/5,經(jīng)計算

44、為5.50m,取6.0m,由三層材料組成，最里層緊貼土質壩體為粗砂，中間層為礫石，最外層為干砌塊石。具體尺寸詳見結構圖。壩后坡設排水渠，采用碎蓋板襯砌的梯形斷面，底寬0.3m,邊墻斜長0.42m,碎板厚5cm,邊坡1：0.5,共長245.0m,排水渠沿壩體兩岸間布設兩道，沿壩體中間設一道縱向排水渠。5.3.7筑壩要求上壩土料含水量控制在15%左左，鋪土厚度25cm左左，壓實度要求達到0.96o5.4放水建筑物設計八十坪骨干壩放水工程采用涵臥管形式，由臥管、涵洞、消力井、明渠和陡坡段組成。臥管采用矩形斷面，臥管下接消力井;第六章遠工組織設計涵洞采用圓形混凝土預制管；明渠與陡坡采用矩形斷面，陡坡后

45、接消力池。5.4.1臥管設計根據(jù)水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范(SL2892003)某省地方標準水土保持治溝骨干骨干工程技術標準(DB/6400P65-00100689),結合當?shù)厍闆r，在達到淤積年限后，為了保證壩地生產(chǎn)，設計流量按5日泄完20年一遇次洪水總量設計。計算臥管、消力井流量時，應考慮由于水位變化而導致的放水孔調(diào)節(jié)，比正常運用時的流量加大20%。臥管布置在壩體上游右岸坡上，矩形結構，坡度為1:3.0,臥管進水孔采用正面進水，每臺設一個放水孔，按同時開啟3臺3孔設計，臺階高差0.4m,放水孔徑為0.30m,臥管最低放水孔高程為1426.10m,臥管頂高程1435.70m,共24級,水平長

46、30.00m,高差9.60mo5.4.1.1放水設計流量確定八十坪骨干壩是以淤地、攔泥與灌溉為主，根據(jù)某省水土保持治溝骨干工程技術標準(DB/6400P65-00100689),放水建筑物流量按5日內(nèi)泄完20年一遇設計洪水總量標準設計。放水流量按下式計算：。放8.64T式中：Q放一放水流量，m3/s；W設一設計洪水總量，萬胡；T一天數(shù)經(jīng)計算八十坪骨干壩的放水流量為0.36m7s,加大后的流量為0.43m：7so(1)放水孔徑臥管級差0.40m0放水孔直徑按孔口出流公式計算。同時開啟三個臺階：d=0.68N+h；/2+“，2式中：d一放水孔直徑，m;。一放水流量，mYs；修、區(qū)、一孔上水深，mo

47、經(jīng)計算同時開啟3臺3孔時孔徑為0.26m,取0.30m,經(jīng)復核最大可放水0.51m7s,滿足放水要求。(2)臥管斷面尺寸臥管斷面尺寸與通過的流量，應考慮水位變化而導致的放水孔調(diào)節(jié)，比正常運用時加大20%,加大后的流量為0.61m3/so臥管斷面尺寸首先按檢修要求擬定，然后用通過的流量和臥管的坡度進行計算，若計算尺寸小于擬定尺寸，采用擬定尺寸；若計算尺寸大于擬定尺寸，采用計算尺寸；設計時一般以加大流量來計Mr算。臥管的斷面尺寸按明渠均勻流公式計算：Q=wCVRi式中：Q臥管流量(米用加大流量)，m3/s；3一臥管斷面過水面積，對于矩形3=hXb,b為底寬,h為高度，ID2；R一臥管橫斷面的水力半

48、徑，是臥管過水斷面面積與濕周的比值，R=a/x,m,；x一濕周，即過水斷面內(nèi)水流與臥管接觸線的長度，對于矩形斷面，x=b+2h,m；i一臥管比降,取1/3.0；n一糙率，取0.017。假定臥管寬取0.60m,經(jīng)試算臥管的正常水深14.3cm。確定臥管高度時，應考慮放水孔水流跌落臥管時水柱跌起，為保持跌下的水柱高不致淹沒進水孔底緣，使臥管內(nèi)不形成壓力流，其高度應取臥管水深的34倍，因此臥管高為57.2cm,取臥管高0.60mo最低放水孔高程1426.10m,最高放水孔高程為1435.70mo(3)臥管結構設計臥管主要承受水壓力和淤泥壓力，其結構尺寸，主要取決于:臥管在壩內(nèi)的高程位置、檢修要求以及

49、建筑材料等。臥管廊道基礎每隔10m做一道抗滑齒墻，深40cm,寬30cm；在建筑物銜接與斷面尺寸改變處布設齒墻，深40cm,寬60cm；并在全斷面布設伸縮縫，縫寬2cm,縫內(nèi)填瀝青油麻并設止水帶。臥管采用C20鋼筋碎現(xiàn)澆，臥管底板下砌筑M7.5Mu40的漿砌石基礎，頂部加蓋C20鋼筋碎蓋板，根據(jù)某省水土保持治溝骨干工程技術標準(DB/6400P6500100689),取臥管側墻寬20cm,基礎厚30cm,底板厚20cm,蓋板厚20cm。5.4.1.2臥管末端消力井設計臥管與涵管連接處設消力井，以便水流平順的進入涵管，其第六章遠工組織設計結構為鋼筋碎，采用矩形斷面，頂部加鋼筋碎蓋板。(1)臥管末

50、端消力井水力計算方形臥管消力池，其水力計算主要確定池深和池長，按下式計算：式中：八一第二共朝水深，m；一第一共朝水深，m；b臥管寬度，m；a流速不均勻系數(shù)，取1.1；Q一臥管中的加大流量，m7s；g一重力加速度，可取9.81m/s2。經(jīng)計算力=1.20m消力池深：d=l.P*-h式中：d消力池深，m；h一下游涵洞水深，mo經(jīng)計算d=0.87m,取1.00m。消力池長度按下式計算：L2=(35)丫式中：L2一消力池長，m；其它符號意義同前。L2取4.50m消力池寬度按下式計算:B=b+O.4m式中：B消力池底寬，m；其它符號意義同前。經(jīng)計算B=l.0m則消力井長4.5m,井寬1.0m,井深L0m

51、。（2）臥管末端消力井結構設計消力井主要承受水壓力和淤泥壓力，其結構尺寸，主要取決于：在壩內(nèi)的高程位置、深度以及建筑材料等。消力井采用C20鋼筋碎現(xiàn)澆，底板下砌筑M7.5Mu40的漿砌石基礎，頂部加蓋鋼筋碎蓋板，根據(jù)某省水土保持治溝骨干工程技術標準（DB/6400P6500100689）,取消力井側墻寬30cm,基礎厚30cm,底板厚25cm,蓋板厚20cm。5.4.2涵管設計（1）涵管水力計算臥管末端用消力井與壩下涵洞連接，涵管選鋼筋碎管，底坡1：100,壩下涵管為無壓流，涵管的流量按明渠均勻流公式計算：q=wcVr?式中：0涵管流量，m7s；3一涵管橫斷面過水面積,m2,對于圓形。=（si

52、n。）；Od一管徑，m；。一水面線與圓心的夾角（當水面線大于半徑時大于180,水面線小于半徑時小于180）,0以弧度計；C一謝才系數(shù),c=Lr%；nR一涵管橫斷面的水力半徑，m,圓管r=1.挈)，040以弧度計；i一涵管比降,取1/100；n一糙率，取0.017。為檢修方便，碎管應不小于0.80m,為了保證管內(nèi)水流呈明流狀態(tài)，涵管內(nèi)水深應不大于涵管總高度的75%。采用涵管內(nèi)徑0.8m,由上式經(jīng)試算涵管正常水深45cm,小于涵管總高度的75%。涵管長63.0m,底坡1：100,其進口高程1424.68m,出口高程1424.05m。(2)涵管結構設計涵管為承插式鋼筋混凝土預制圓管，漿砌石管座，管接

53、頭處采用橡膠止水帶止水。涵管基礎每隔10m設伸縮縫，預留2cm寬縫隙,用瀝青油麻填塞。涵管每隔10m設碎截水環(huán),截水環(huán)厚0.6m,伸出管壁外0.5m。每節(jié)涵管接頭都布設包帶，包帶厚0.3m,伸出管壁外0.2m。涵管內(nèi)徑0.8m,管壁厚12cli1,管墊厚45cm,管墊肩寬30cm,管座包角120,詳見臥管涵管設計圖。5.4.3管末陡坡設計涵管出口都高于溝道底，采用陡坡銜接消能，為保證水流比較平穩(wěn)。涵管出口接長8.0m的矩形明渠，底坡1：100,斷面尺寸為深80cm,寬80cm；明渠后接陡坡，陡坡采用矩形斷面，斷面尺寸為深80cm,寬80cm,設計坡比為1:3.0；陡坡進口高程1423.97m,

54、出口高程為1408.50m,水平長46.10m,高差15.47m。陡坡基礎每隔10m做一道抗滑齒墻，深40cm,寬30cm；在建筑物銜接與斷面尺寸改變處布設齒墻，深40cm,寬60cm；并在全第六章遠工組織設計斷面布設伸縮縫，縫寬2cm,縫內(nèi)填瀝青油麻并設止水帶。明渠與陡坡每隔5.0m設一道拉桿，斷面尺寸為0.15X0.15m。明渠與陡坡采用C20鋼筋碎現(xiàn)澆，根據(jù)某省水土保持治溝骨干工程技術標準(DB/6400P6500100689),取側墻寬20cm,基礎厚20cm。4.4陡坡末端消力池設計(1)陡坡末端消力池水力計算，一第二共麗水深，m；上一收縮水深，m；g一重力加速度，可取9.81m/s

55、6流速系數(shù)，取1.1；Q陡坡段設計流量，m3/s；b一陡坡段底寬，mo經(jīng)計算第二共甄水深1.02m。消力池深：d=l.1/if-h式中：d消力池深，m；h下游渠道水深，mo消力池深取1.40口。消力池長度按下式計算：L2=(35)h式中：L2消力池長，m；其它符號意義同前。消力池長取4.50mo消力池深1.40m,長4.50m,底寬0.80m,池底高程1408.50m。（2）陡坡末端消力池結構設計消力池采用C20鋼筋碎現(xiàn)澆，根據(jù)某省水土保持治溝骨干工程技術標準（DB/6400P6500100689）,取消力池側墻寬20cm,底板厚20cm。（3）陡坡消力池末端海漫的設計為了防止陡坡消力池末端水

56、流的淘蝕與沖刷，使水流平穩(wěn)流向下游，消力池末端接3m長的海漫，采用矩形結構，采用C20鋼筋碎現(xiàn)澆。6施工組織設計6.1施工條件6.1.1氣象項目區(qū)處于中溫帶干旱氣候區(qū)，大陸性氣候特征明顯，干旱少水，蒸發(fā)強烈，風大沙多，冬寒長，夏熱短。多年平均氣溫7.4,年最低氣溫-22.6,最高氣溫33.2C。多年平均降水量435mm,且多以暴水形式出現(xiàn)。夏季多東南風，冬季多西南風，主風向為西北風。土壤凍結一般在11月中旬，翌年4月上旬解凍，最大凍層土深度114cm。6.1.2工程區(qū)現(xiàn)狀項目區(qū)位于某省北部的某縣北部，為典型的黃土丘陵地貌特征，地形總體上西北高東南低，區(qū)域內(nèi)山大溝深，丘陵起伏，溝壑縱橫。6.1.

57、3對外交通項目區(qū)內(nèi)由某縣某鄉(xiāng)、鄉(xiāng)村及簡易公路構成對外交通主干線，并與鄉(xiāng)村道路縱橫交錯，交通運輸比較方便。6.1.4供水、供電6.1.4.1供水工程建設施工用水根據(jù)建筑物、水源的分布，就近購買拉運。生活用水需到附近地區(qū)購買拉運。6.1.4.2供電施工用電由施工單位自備發(fā)電機解決。6.1.5建筑材料1.5.1天然建筑材料土料：壩址兩岸土料資源極為豐富，距壩址300m范圍內(nèi)均有足夠量的土料可供開采使用，交通方便，開采條件較好，厚度均大于10m,巖性為第四系上更新統(tǒng)(Q；)黃土，可以就地取材；塊石料：塊石料場位于長慶石料場，巖性為奧陶系三道溝組灰?guī)r(03S),灰色，厚層狀，致密，堅硬，露天開采，儲量大

58、于100萬能運距50km左左。細骨料(砂料)：砂料場是某縣西平砂場，其儲量大于100萬m3,距該骨干壩壩址區(qū)約75km,交通便利。6.1.5.2水泥、鋼材鋼材、木材、柴油等建筑材料在某縣城購買，運距40km,水泥從三關口拉運，運距130km。6.1.6施工方法與質量要求6.1.7施工方案(1)施工場地布置施工場地布置時，應根據(jù)材料分布情況，土料數(shù)量及種類，土料場高程及位置等，綜合考慮各個時期壩體、各填筑部位的需要，盡可能做到高料高用、低料低用，合理使用上下游和左右岸料場，盡量避免土料爬坡、過壩和交叉運輸，避免土料與道路、其它建筑物互相干擾，提高工效。同時還應重視施工期間溝道流量的變化，防止由于

59、施工導流或其它原因使上游水位上漲，淹沒料場，影響施工。(2)施工工序合理的施工工序，不僅可避免施工中出現(xiàn)混亂現(xiàn)象，保證施第六章施工組織設計工如期完成，而且可以均衡地進行施工，大大節(jié)省人力、物力，從而保證工程質量，縮短工期，降低工程造價。工程采用推土機推土碾壓，主要施工工序包括：清基、挖結合槽、土料挖運、壩體填筑、土料壓實、刨毛等。放水建筑物施工工序包括：開挖、基礎處理、砌筑回填等。這些作業(yè)應根據(jù)施工的具體情況確定流程，有的進行平行流水作業(yè)，有的作業(yè)可以合并進行。放水建筑物的涵洞要在土壩填筑前做好，而臥管工程可與涵洞同時進行，也可與土壩填筑同時進行。（3）導流及施工度汛方案采用的設計標準為20年

60、一遇洪水總量為15.66萬m3,對應高程為1424.80m,取1.20m超高，則主汛期壩體高程必須達到1426.00m,壩高達到16.00m。工程設計工期為6個月，即從9月初開工到次年6月底完工。放水涵洞必須在2008年11月底完工，土壩必須在2008年11月達到20年一遇防洪高度，土壩與放水建筑物均能滿足度汛要求且保證了次年工程的順利竣工。同時要做好防汛預案與其它防汛措施，做到萬無一失。要求施工企業(yè)組織好搶險隊伍（落實到人）及機械；準備好防汛物資；安排好防汛值班人員和水情汛情巡視人員；及時上報水情汛情；保障在汛期通信隨時暢通；休息時將人員和機械等撤離施工現(xiàn)場；應將生活區(qū)、料場堆放區(qū)、鋼筋加工