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1、環縣七里溝二壩除險加固工程設計報告前 言根據“水利部黃土高原淤地壩工程安全大檢查專項行動啟動視頻會議的部署”及下發的關于開展黃土高原淤地壩工程安全大檢查專項行動的通知、黃土高原淤地壩工程安全大檢查專項行動工作方案、省水利廳下發的甘肅省水利廳關于我省黃土高原淤地壩工程安全大檢查專項行動的通知和市政府、市水保局兩次關于淤地壩安全大檢查專項會議精神及慶陽市水土保持管理局關于全市深入開展淤地壩安全大檢查專項行動的通知要求以及（甘水利水保發201214號）關于做好2012年病險淤地壩除險加固項目前期工作的通知文件、（甘水保發201259號）慶陽市水土保持管理局關于加強三類淤地壩防汛管理工作的緊急通知文件2、，并依據水土保持治溝骨干工程技術規范（SL289-2003），于2012年5月，按照省市專家的除險加固意見，認為該壩屬效益較好、安全隱患較大的三類病險淤地壩，我局及時組織技術人員對七里溝二壩進行了現場勘察和實地測設。嚴格按照甘肅省黃土高原地區水土保持病險淤地壩工程除險加固設計報告編制大綱（附件2），并委托慶陽市水利勘測規劃設計院按期完成環縣七里溝二壩除險加固工程設計報告。目 錄1 綜合說明12 基本情況12.1 地理位置12.2 原工程概況23 存在的主要問題及除險加固的必要性24 除險加固方案35 除險加固設計35.1 設計依據35.2 除險加固設計56 施工組織設計86.1 施工條件86.3、2 施工進度計劃96.3 施工質量要求96.4 施工安全措施107 工程量計算108 工程概算118.1編制依據118.2基礎單價118.3 建筑工程單價編制128.4 臨時工程及獨立費用138.5 編制成果139 工程建設管理139.1 組織形式139.2 質量管理149.3 財務與資金管理15附表：七里溝二壩除險加固工程預算表（表1表7）附圖：1、七里溝二壩除險加固工程庫區地形圖2、七里溝二壩壩高庫容（淤地面積）關系曲線圖3、七里溝二壩溢洪道平面布置圖4、七里溝二壩溢洪道工程結構設計圖環縣七里溝二壩除險加固工程設計報告1 綜合說明七里溝二壩始建于1959年，其位于環縣縣城南部，地理坐標東經4、1072013，北緯361832，原設計壩控面積39.57 km2, 總庫容650萬m3，壩高41米，淤積年限30年，90年代后期至今，陸續在七里溝二壩上游分別建壩11座，經核減后，該壩控流域面積為9.54km2, 總庫容125.49萬m3，攔泥庫容58.71萬m3，目前剩余壩高3.7m，剩余庫容38.51萬m3，淤地面積20.23公頃，左岸設有直徑為1.0 m的泄洪洞及豎井，泄水能力2.03 m3/s。經過50多年淤積，剩余庫容已不能滿足滯洪需求，且該工程以壩代路，所以，急需除險加固，解決群眾交通、壩地正常生產和下游灌溉。除險加固設計方案為增設總長112.7米、底寬5.0米、深由2.6米降至5、1.5米的溢洪道，為交通需要，增設長5m，寬6 m的橋臺。2 基本情況2.1 地理位置七里溝二壩位于環縣縣城東南部，地理坐標東經1072013，北緯361832，是馬蓮河上游、環江左岸的一條二級支溝，屬黃土高原丘陵溝壑區第二副區，距縣城5公里，壩控面積9.54平方公里。涉及環城鎮的冉旗寨、漫塬、城東塬3個行政村及七里溝水保站，農戶582戶，總人口0.2719萬人，農業人口0.2719萬人，人口密度為59人/km2，勞動力0.1455萬人，人均年產值4123.85元，農民人均純收入2378.30元，人均產糧433.70kg/人。2.2 原工程概況 批建情況七里溝二壩骨干壩是1959年由縣委、縣政6、府計劃下達且設計完成的，由當時環縣水電局施工建設，由環城鎮城東塬、漫塬、冉旗寨三個村所在群眾進行生產管護，多年來運行良好，是當地群眾生產基地和交通要道。 主要指標根據慶陽市水文資料計算，該工程采用20年一遇洪水標準設計，洪量模數3萬立方米/平方公里，200年一遇洪水標準校核，洪量模數7萬立方米/平方公里。工程淤積年限為10年，侵蝕模數8000噸/平方公里，設計壩高41米，壩體坡比上游為1:2.5，下游為1:3.0。壩頂長220米，寬4.2米。總庫容125.49萬立方米，攔泥庫容58.71萬立方米，滯洪庫容66.78萬立方米，淤地面積20.23公頃。工程設計為兩大件，由土壩和放水建筑物組成，建筑7、物等級為五級。放水建筑物布設在壩體左岸，由涵洞、豎井、陡坡、消力池組成。3 存在的主要問題及除險加固的必要性近年來，由于淤地壩均已超過設計淤積年限，目前剩余壩高3.7m，已淤庫容86.98萬m3，現泥面高程達到1274.0米，剩余滯洪庫容僅為38.51萬m3，完全失去防洪能力，如發生點暴雨，隨時會有潰壩危險，隨之必然淹沒下游絨山羊基地、南關小學、環江護岸、磚廠、預制場在內的47 hm2范圍，該范圍內的群眾、企事業單位人員生命財產安全將受到嚴重威脅。4 除險加固方案根據多次實地踏勘測量分析該工程具體情況，由于缺少50年代設計資料，我們用萬分之一地形圖經過掃描，量算剩余壩高范圍內高差1米的幾條等高8、線，算出對應面積，繪制壩高庫容水面面積曲線圖，為查算剩余壩高防洪能力提供依據。經研究及演算，不需加高壩體，提出了加固上游壩坡及增設非常溢洪道，為交通需要，增設長5m，寬6 m的橋臺的方案。5 除險加固設計5.1 設計依據根據洪德水文站39年實測水文資料計算不同頻率的洪量模數（A1）。用適線法確定、Cv根據經驗頻率點據，選用皮爾遜型理論頻率曲線適線（Cs=3.5 Cv），通過調整、Cv參數，使理論頻率曲線與經驗頻率點距相配合，盡量照顧點群的趨勢，使曲線通過點群中心，曲線各段上下兩方的點據數略相等；適線時著重考慮曲線中上部與經驗頻率大值點據配合要好。適線法最終確定結果為： =50.0mm，Cv=09、.50。模比系數kp值經查，皮爾遜型理論頻率曲線模比系數kp值如表3-1。表3-1 不同頻率所對應的模比系數kp值表頻率P（）1053.3210.50.33kp1.661.992.182.422.743.063.24不同頻率24小時暴雨量計算Hp=kp 式中：Hp頻率為p的24h暴雨量，mm； kp頻率為p的皮爾遜型曲線模比系數； 最大24h暴雨量均值，mm。流域不同頻率暴雨計算結果見表3-2。表3-2 流域不同頻率暴雨計算成果表頻率P（）1053.33210.50.33Hp83.099.5109.0121.0137.0153.0162.0徑流系數的確定根據甘肅省暴雨特性研究和慶陽地區水文手冊10、等資料，并根據流域土壤種類、植被狀況和雨強等因素，分析確定不同頻率暴雨徑流系數，結果見表3-3。表3-3 流域不同頻率暴雨徑流系數表頻率P（%）1053.33210.50.33徑流系數0.250.280.330.360.420.460.51洪量模數的計算洪量模數采用下式計算：Ap=0.1Hp 式中：Ap頻率為p的洪量模數，萬m3/Km2； 暴雨徑流系數；Hp頻率為p的24h暴雨量，mm；流域不同頻率洪量模數計算結果見表3-4。表3-4 流域不同頻率洪量、洪峰模數表頻率P（%）1053.3210.50.33洪量模數Ap(萬m3/Km2)2.272.993.434.005.236.968.26洪峰11、模數Ap(萬m3/Km2)9.5112.3413.9415.9620.3525.6530.375.2 除險加固設計目前該壩滯洪庫容雖然不能滿足200一遇洪水校核標準，但為了確保當地群眾生產及交通安全，計劃增設溢洪道排洪及反濾體排水。 溢洪道調洪演算根據單壩調控進行調洪演算。按200年一遇洪水標準計算，洪峰流量Qmp =A1F0.736=22.39.540.736=134.91 m3/s,(A1為慶陽市洪峰流量參數)，壩控流域一次最大洪水總量Wp20=9.543=28.52萬m3Wp200=9.546.96=66.4萬m3 取滯洪壩高1.7米，壩體安全超高2.0米，查壩高庫容水面面積曲線圖得Vz12、=38.51萬m3，則所需溢洪道設計最大泄洪流量 =54.63m3/s 溢洪道斷面設計溢洪道布設在壩體右岸，根據需要，進口設計為11.5米長的八字墻，進口寬7.0米，接平段口寬收縮為5.0米，翼墻向下及向兩側均插深1.5米，翼墻高由2.6米降至1.0米，翼墻厚0.3米。平段設計為矩形斷面，按照明渠均勻流公式，經過試算取底寬 b=5米水深 h=2.1米安全超高 a=0.5米過水斷面 W=bh=10.5 m2濕周 X=b+2h=9.2m水力半徑 R= W/ X=1.14.謝才系數：=51.11(n=0.02)實際泄流量：=57.34m3/s。則設計泄量Q=57.34m3/s54.63 m3/s 符13、合設計要求。溢洪道平段長12.7米，比降i取1/100，平段總渠深2.6米，即溢洪道進口渠底高程為1271.4 m，通過壩體部分增設公路便橋，跨度5m，寬度6m，采用C30鋼筋混凝土現澆。溢洪道采用30cm厚C20砼襯砌，底板及側墻均采用雙層鋼筋配置。底板下采用厚0.1米的C15混凝土墊層，墊層下采用0.5米厚10%的水泥土夯實基礎。進入陡坡至20米處，側墻高由2.6米漸變為1.5米至出口，底寬不變。陡坡長100米，坡比為1：3.5，均采用C20砼襯砌。底板及側墻均采用雙層鋼筋配置。平段及陡坡每隔5m做一抗滑齒，為倒梯形，口寬0.5m，底寬0.2m，深0.5m，共18道，C20鋼筋混凝土現澆，14、底板厚0.3米，底板下采用厚0.1米的C15混凝土墊層，墊層下采用0.5米厚10%的水泥土夯實基礎。伸縮縫與抗滑齒配套設計，采用653橡膠止水帶止水，瀝青木絲板夾縫。 消力池設計陡坡出口設消力池，池長15米，寬8米，深2米，側墻厚0.3米，底板厚0.3米，均采用C20砼襯砌。底板及側墻均采用雙層鋼筋配置，底板下采用厚0.5米的C15混凝土墊層，墊層下采用1.2米厚10%的水泥土夯實基礎。 橋臺設計為滿足交通需要，在溢洪道通過壩體部位增設跨度為5米，寬6米，橋墩高6.45米，厚1.2米，寬1.2米，底板厚0.3米的橋臺一座，橋墩下采用厚0.1米的C15混凝土墊層，墊層下采用0.5米厚10%的水泥15、土夯實基礎，橋板長6.2米，厚0.3米寬6.0米，橋板及橋墩均采用雙層鋼筋配置。6 施工組織設計6.1 施工條件流域地處黃土高原溝壑區，屬暖溫帶半濕潤氣候，年平均氣溫8.7，最高氣溫37.5，最低氣溫-25，10的活動積溫為3067.9，年大風日數 13.5天，平均風速1.8 米/秒。早霜時間為9月下旬，晚霜時間為5月上旬，無霜期166天。多年平均降水量426mm，多集中在79月份，占全年降水量的62.5以上，降水量年際變化大，年最大降雨量554mm；最小降雨量為236mm。經過多年的縣鄉道路建設，流域交通骨架已基本建成。工程所在地通鄉村道路，對外交通方便，可以滿足工程建設要求；工程所在地處我16、局水保站處，可滿足工程建設引電需要。而且，當地農民積極性高，極力支持工程建設。七里溝二壩布設在環縣環城鎮七里溝內，距縣城5公里，溝道內有常流水，溝壩地目前全為當地群眾生產用地。右壩肩有充足、疏松、質地良好、適宜筑壩的黃綿土，可以滿足施工要求。建筑材料采用就地和就近取材的原則，水泥、鋼筋、模板、柴油、炸藥等其他零星材料來自環縣縣城，運距5Km。石子采用環縣采石廠石子，材料均勻無雜質，質量好，砂子采用西峰青砂，顆粒大、無雜質。6.2 施工進度計劃根據年度計劃任務和工程設計審批的時間，計劃在2012年6月上旬開工備料，2012年7月下旬竣工，工期50天。6.3 施工質量要求 溢洪道基礎處理為了防止不17、均勻沉陷使溢洪道折裂，溢洪道基礎放在土壩右岸，平段穿過壩體進入陡坡，出口在溝底老土上。溢洪道進口八字墻基礎插深1.5米、兩翼插入土壩壩體1.5米。同時現場澆筑寬5.6m，厚0.30m的C20鋼筋砼基礎。陡坡與平段相接，基礎放在均勻堅實的老土上，用C20 鋼筋砼現澆。基礎開挖時，對出現的暗洞、裂縫、斷層等要進行開挖處理，基礎挖好后，基礎面全部平整夯實，要對其底部高程和比降進行校核，符合設計要求后再澆筑溢洪道、陡坡及橋臺。陡坡先開挖工作平臺，然后按設計比降和高程放線，開挖地槽，地槽挖好后，再進行校核比降和高程，符合設計標準后，綁扎鋼筋進行澆筑，澆筑時按設計的砼標號配料，攪拌均勻，機械振搗，保證澆筑18、質量，澆筑后要鋪蓋草袋，灑水養護710晝夜，養護用水與拌合混凝土用水相同。 混凝土澆筑綁扎的鋼筋應平直無曲折，有銹蝕者應取銹，受力筋必須配置到位，保護層不得小于設計或規范要求。澆筑前，要檢查水泥、砂、石料及拌和養護用水是否符合規定要求，每班至少檢查一次；澆筑期間，要求混凝土的配合比必須采用材料箱和磅秤測定，每班至少檢查兩次；同時，應對水泥混合物，砂石料的品種、質量、配合比、混凝土標號、澆筑順利、起訖時間等認真進行檢測和記錄。澆筑時要振搗密實，保證澆筑質量。澆筑后鋪蓋草袋，灑水養護7-10天。 壩體迎水坡加固為滿足交通及壩前引水土渠要求，將壩體迎水坡加厚2米，壩頂寬達到6米，塌陷的洞穴部分清理至19、完整土層，對出現的暗洞、裂縫、斷層等要進行開挖處理，基礎挖好后，基礎面全部平整夯實，且對其基礎高程和比降進行校核，符合設計要求后再分層澆筑。6.4 施工安全措施根據施工計劃，按時開工，在保證質量的前提下加快進度，必須趕在汛期前完工。工程施工期間，防汛工作由施工單位負責，施工單位必須成立防汛組織，組建防汛搶險隊伍，并準備必要的防汛搶險物資通汛設備，防患于未然。7 工程量計算按照溢洪道斷面設計的幾何尺寸和實際情況進行計算混凝土方量，移動土方嚴格根據開挖斷面幾何尺寸進行計算，回填土方同樣。總量為16534立方米。其中挖土方9200立方米，人工開挖淤泥442立方米，填土方2100立方米，C20砼14120、6.5立方米，C,30砼15.8立方米，消力池基礎拋石115.2立方米，需耗用鋼筋36.04噸，止水帶172.8米。8 工程概算8.1編制依據 (1) 水利部水總（2003）67號水土保持工程概（估）算編制規定及水土保持工程概算定額。(2) 國家計委、建設部計價格（2002）10號文工程勘察設計收費管理規定。(3) 本工程典型設計的有關資料和圖紙。投資概算水平確定為2011年第四季度。按照工程項目基本建設程序和投資概（估）算要求進行編制，采用靜態方法計算。8.2基礎單價人工預算單價按照水利部水總（2003）67號水土保持工程概（估）算編制規定，取工程人工費為1.9元/工時。 材料預算價格水泥、21、鋼筋、模板、柴油、炸藥等其它零星材料來自環縣縣城，運距75.0 Km，按當地供應部門材料價或市場價加運費、采購及保管費計算，采購及保管費率2。砂、石料按當地購買價計算，經優選后，從就近料場購買。購買價超過70元/ m3的部分，計取稅金后列入相應部分之后。 施工用電、用水及用風價格電價，按0.70元/(KWh)計算。水價，施工所用水根據具體情況就近從溝道直接抽取，按3.00元/ m3計算。風價，按0.16元/ m3計算。機械臺時費，按照水土保持工程概算定額附錄一計算。8.3 建筑工程單價編制8.3.1 單價組成建筑工程單價由直接費、間接費、企業利潤和稅金四部分組成。直接費又由基本直接費和其他直接22、費組成，基本直接費包括人工費和材料費。8.3.2 取費標準（1）其他直接費以基本直接費為計算基礎，費率取4.0%。（2）間接費以直接費為計算基礎，費率取7.0%。（3）企業利潤按直接費和間接費之和的4.0%計算。（4）稅金按直接費、間接費、企業利潤之和的3.22%計算。8.4 臨時工程及獨立費用臨時工程包括土圍堰、工棚及料場等工程，其取費標準參照建筑工程部分單價及市場人工費等，這部分單價根據實際情況具體調整。獨立費用包括建設管理費（項目經常費、技術支持培訓費）、工程建設監理費、科研勘測設計費、補償費、水土流失監測費、工程質量監督費等六部分。(1) 建設管理費：取一至三部分之和的2.4%。(2)23、 科研勘測設計費：根據國家計委、建設部計價格（2002）10號文工程勘測設計收費管理規定計算。取一至三部分之和的3.0%。8.5 編制成果總工程量為16534立方米。其中挖土方9200立方米，人工開挖淤泥442立方米，填土方2100立方米，C20砼1416.5立方米，C,30砼15.8立方米，消力池基礎拋石115.2立方米。本工程需耗用鋼筋36.04噸，止水帶172.8米，經概算工程總投資為170.24萬元。其中主體工程122.95萬元，其他工程21.51萬元，獨立費用17.67萬元，基本預備費8.11萬元。9 工程建設管理9.1 組織形式甘肅省水保局作為工程所在省的主管部門，負責對工程建設項24、目實行計劃管理，對工程質量進度進行檢查，審驗并核定工程質量；慶陽市水土保持管理局作為工程所在市的主管部門，對工程實行行業管理；環縣水保局作為法人建設單位，嚴格按基建程序對工程進行建設管理。負責工程的實施、監督、檢查，確保工程按計劃實施。施工前由建設單位和工程所在鄉村負責同志及相關人員組成工程建設指揮部，具體組織、協調施工建設和施工管理工作。工程建成后交由當地住戶選專人具體管護，確保工程安全運行。工程建設管理結構圖如下 上級業務主管部門環縣水保局實施單位監測 監理慶陽市水利勘測規劃設計院環城鎮工程監理有限公司設計單位環縣水保局監測站9.2 質量管理工程建設要按照國家基本建設管理等有關規定，加強和規范工程建設管理，實行項目法人負責制、工程監理制及招標投標制。強化施工管理工作，以工程質量控制、投資控制、進度控制為重點，加強合同管理，健全施工管理機構，規范施工程序，確保黃土高原地區水土保持病險淤地壩工程除險加固建設項目的順利實施。9.3 財務與資金管理為確保病險淤地壩工程建設按期順利實施，保證國家投資全部用于病險淤地壩工程建設，必須制定嚴格的財管管理辦法，加強資金管理。縣水保局設立專帳、專款專用，推行資金使用報帳制。根據工程建設進度、工程量、質量，經監理工程師簽字認可，建設單位驗收合格后方可撥付資金；同時，嚴格執行資金審計制度，提高資金使用效率，確保投資安全。