山塘设计计算书.docx
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山塘设计计算书
建德市梅城镇洋程村落山山塘
综合整治工程
实
施
方
案
杭州市水利水电勘测设计院建德分院
2009年7月
建德市梅城镇洋程村落山山塘
综合整治工程
审定：
季春根
校核：
吴圣飞
编写：
赵旋
图纸目录
序号
图纸名称
图号
1
原始地形图
落-1
2
工程枢纽平面布置图
落-2
3
大坝断面图
落-3
4
溢洪道纵、横断面图
落-4
5
涵管纵剖面图
落-5
6
放水设施1/2
落-6
7
放水设施2/2
落-7
第1章综合说明
1.1基本概况
落山山塘位于建德市梅城镇洋程村，是一座以农田灌溉为主的小（3）型山塘，工程等别为Ⅶ等，工程规模为山
（2）型。
坝址以上流域面积0.281km2，正常蓄水位99.06m，正常容积1.8万m3，灌溉农田面积80亩。
由于山塘离洋程村居民处距离较近，属于屋顶山塘。
现状工程枢纽主要建筑物有大坝、溢洪道、放水设施等。
具体如下：
（1）、大坝坝型为均质土坝，现有坝高11.53m，坝顶长54m，坝顶宽度1.57m。
内坝坡1:
1.74，外坝坡1:
1.62。
（2）、采用宽浅式溢洪道，堰宽1.26m，堰顶高程99.06m。
（3）、坝下涵管为Φ20cm砖石方涵，配备放水设施有进水箱、拉杆等。
1.2存在的主要问题
根据现场实地查勘了解，山塘的防洪标准不足，上下游坝坡过陡且无防护，稳定性差，无排水设施；坝脚处出水渗漏问题严重；涵管材质不符合要求，启闭设备老化破旧失修、无管理房；溢洪道泄洪能力不足，且无防护措施。
1.3整治工程建设的主要内容
（1）为提高山塘防洪标准，采取加高大坝和拓宽溢洪道相结合的措施。
坝顶铺设草皮，靠上游侧设置砼防护栏。
（2）、放缓内外坝坡，内坝坡采用C20砼预制块护坡，坝脚设M7.5浆砌石大放脚；外坝坡采用草皮护坡，坝脚设排水棱体。
上游坝坡设置粘土斜墙防渗。
（3）、溢洪道进口拓宽至3m，两侧设置浆砌石挡墙，三面砼衬砌，其中与防渗体接触部位设置C20砼防渗体。
（4）、涵管更新，相应更新启闭设备。
1.4投资与工程效益
落山山塘综合整治工程总投资44.74万，中央财政20.03万元，省财政9.62万元，县及县以下财政11.41万元，农民自筹3.68万元。
提高蓄水能力1.00万m3，增加0.75万m3可供水量，改善灌溉面积64亩，增加粮食产量0.64万kg，恢复灌溉面积16亩，增加粮食产量0.8万kg，增加收入1.7万元。
山塘防洪标准提高，抗御自然灾害能力得到增强，保障了下游人民生命财产的安全，保护人口100人。
1.5建议
合理安排工期，在施工中做好水土保持工作，尽量避免在大雨天施工。
另外，建议安装必要的观测设施，以便实时掌握大坝的运行状况。
1.6工程特性表
见下表1-1。
表1-1工程特性表
序号及名称
单位
整治前
整治后
备注
一、水文
集雨面积
km2
0.281
0.281
主流长度
km
0.948
0.948
多年平均年降雨量
mm
1603.8
1603.8
设计洪峰流量
m3/s
6.34
P=10%
校核洪峰流量
m3/s
10.39
P=1%
二、特征水位及容积
校核洪水位
m
100.611
P=10%
设计洪水位
m
100.158
P=1%
正常蓄水位
m
99.06
死水位
m
总容积
万m3
2.49
正常容积
万m3
1.8
三、工程效益
保护人口
万人
灌溉面积
亩
50
80
受益村庄
个
1
1
四、主要建筑物及设备
1、大坝
型式
均质
土坝
粘土
斜墙坝
坝顶高程
m
100
101.30
序号及名称
单位
整治前
整治后
备注
防浪墙顶高程
m
101.90
最大坝高
m
11.53
12.83
外坝脚起算
坝顶长度
m
54
59
坝顶宽度
m
1.57
3
2、泄洪建筑物
型式
宽浅式
宽浅式
堰顶高程
m
99.06
溢流宽度
m
1.26
3
设计泄洪流量
m3/s
5.35
P=10%
校核泄洪流量
m3/s
8.98
P=1%
3、输水建筑物
型式
砖石方涵
钢丝网预应力砼管
设计流量
m3/s
长度
m
35
断面尺寸
m
0.2
0.2
闸门型式及尺寸
CM-30插门
第2章工程现状及存在问题
2.1山塘基本情况
落山山塘位于建德市梅城镇洋程村，是一座以农田灌溉为主的小（3）型山塘，工程等别为Ⅶ等，工程规模为山
（2）型。
坝址以上流域面积0.281km2，正常蓄水位99.06m，正常容积1.8万m3，灌溉农田面积80亩。
由于山塘离洋程村居民处距离较近，属于屋顶山塘。
现状工程枢纽主要建筑物有大坝、溢洪道、放水设施等。
具体如下：
（1）、大坝坝型为均质土坝，现有坝高11.53m，坝顶长54m，坝顶宽度1.57m。
内坝坡1:
1.74，外坝坡1:
1.62。
（2）、采用宽浅式溢洪道，堰宽1.26m，堰顶高程99.06m。
（3）、坝下涵管为Φ20cm砖石方涵，配备放水设施有进水箱、拉杆等。
2.2工程现场检查情况
1、工程质量现状
工程坝型为均质土坝，采用宽浅式溢洪道、砖石方涵。
根据现场实地查勘和了解，山塘上下游坝坡过陡且无防护，稳定性差，无排水设施；涵管材质不符合要求，启闭设备老化破旧失修、无管理房；溢洪道泄洪能力不足，且无防护措施。
2、结构安全性
大坝坝坡过陡且不平整；溢洪道无防护措施，冲刷严重。
坝顶宽度1.57m。
内坝坡1：
1.74，外坝坡1：
1.62。
涵管为砖石方涵，材质不符合要求，存在危险隐患。
3、渗流安全性
从实际查勘发现山塘存在严重渗漏现象，下游坝坡未设置排水设施。
渗流安全存在危险隐患。
4、工程安全管理
山塘现有上坝道路较窄，无水位监测设备，无管理房。
现白蚁危害严重。
2.3防洪安全性复核
2.3.1工程等级及洪水标准
根据《浙江省山塘综合整治技术导则（试行）》（2009.3）要求和结合当地社会经济条件，山塘工程规模为山
（2）型，工程等别为Ⅶ等，相应的建筑物级别为7级。
7级土石坝设计标准为10年一遇，校核标准为100~50年一遇。
我市属于浙江省高暴雨区，因此洪水标准取上限，即按10年一遇设计，100年一遇校核。
2.3.2当地水文、气象要素
建德市地处亚热带中部，具有典型的季风气候特点，气候温暖湿润，四季分明，春秋短，夏冬长。
年平均气温16.9℃，年平均总积温6180℃，无霜期254天，多年平均蒸发量1223.7mm，年均干旱指数0.61，多年平均相对湿度77.7%，多年平均风速1.65m/s。
年日照时数平均为1940个小时，年总辐射量为106.8千卡/平方厘米。
全市降水充沛，属丰水湿润地区。
多年均总降雨量1603.8毫米，雨日为160天。
全市多年平均径流深769.9mm，年径流总量为18.58亿m3。
2.3.3设计暴雨
由工程所处位置，查《浙江省短历时暴雨》（2003年版）图集，得年最大点雨量均值和变差系数，Cs/Cv=3.5，设计面雨量按皮尔逊Ⅲ型曲线计算，见表2-1。
表2-1流域设计暴雨
历时（h）
1/6
1
6
24
72
点雨量
均值
18
40
66
100
130
变差系数
0.37
0.44
0.44
0.50
0.50
面雨量
点面系数
1
1
1
1
1
均值
18
40
66
100
130
变差系数
0.37
0.44
0.44
0.50
0.50
设计
面雨量
P=10%
26.9
63.4
104.7
166
215.9
P=1%
39.4
99
163.4
273.6
355.7
暴雨衰
减指数
P=10%
0.522
0.721
0.667
0.761
P=1%
0.485
0.721
0.628
0.761
2.3.4设计洪水及水位容积曲线
根据1982年版万分之一地形图，量得坝址以上流域面积F=0.281km2，河道主源长度L=0.948km，河道平均比降J=0.166。
植被一般，初损取10mm，后损取0.65mm/h，稳渗取1.0mm/h。
参照《浙江省山塘综合整治技术导则（试行）》（2009.3）附录A的简化方法计算，结果见表2-2。
表2-2坝址设计洪水
频率
%
集流时间
h
最大时
段雨强
mm/h
洪峰流量
m3/s
洪水总量
万m3
10%
0.36
106.5
8.34
4.02
1%
0.36
161.0
12.61
7.44
根据实测地形和以往资料，拟水位容积曲线见表2-3、图2-1。
表2-3水位容积曲线
水位
H（m）
水面面积
A（m2）
累积容积
V（万m3）
98.00
3139
1.42
99.00
3912
1.78
99.06
3958
1.80
100.00
4547
2.20
101.00
5140
2.68
102.00
5665
3.22
103.00
6281
3.82
104.00
7223
4.50
图2-1水位与容积曲线
2.3.5调洪计算
水量平衡方程：
蓄泄方程：
式中：
Q1、Q2——时段Δt始、末的入库流量，m3/s
q1、q2——时段Δt始、末的出库流量，m3/s
V1、V2——时段Δt始、末的水库蓄水量，m3
Δt——计算时段，0.1h=360s
m——流量系数，取1.55
B——堰顶净宽，实测1.26m
Z——库水位，m
Z0——正常水位，实测99.06m
演算结果见表2-4。
表2-4现状调洪演算成果
频率
%
最高水位
m
相应容积
万m3
调洪容积
万m3
最大泄量
m3/s
10
100.815
2.59
0.79
4.54
1
101.547
2.97
1.17
7.66
2.3.6防洪安全性复核
坝顶超高即坝顶超出静水位以上的超高按下式计算：
Y=R5%+A
式中：
y——坝顶超高，m；
R5%——累计频率5%的波浪爬高，按《浙江省山塘综合整治技术导则》（试行）附表1查得；
A——安全加高，m；按《浙江省山塘综合整治技术导则》（试行）中安全加高表格确定；
计算结果详见表2-5。
表2-5坝顶超计算表
计算工况
10年
100年
波浪爬高R5%（m）
0.596
0.338
安全超高A（m）
0.500
0.300
超高Y（m）
1.096
0.638
计算坝顶高程=水库静水位+坝顶超高。
若计算值≤现状值，则说明洪水复核满足要求。
否则，说明洪水复核不满足要求。
结果见表2-6。
表2-6坝顶高程比较和洪水复核
计算工况
10年
100年
超高Y（m）
1.096
0.638
水库静水位Z（m）
100.815
101.547
计算坝顶高程（m）
101.911
102.185
现状坝顶高程（m）
100.00
100.00
洪水复核
不满足
不满足
2.4存在主要问题
根据现场实地查勘了解，上游坝坡约1:
1.74，现状下游坝坡1:
1.62，坝坡过陡且无防护，稳定性差，无排水设施；坝脚处出水渗漏严重；涵管材质不符合要求，启闭设备老化破旧失修、无管理房；溢洪道泄洪能力不足，且无防护措施。
通过洪水计算可知，山塘的防洪标准不足，泄洪能力不够。
第3章整治工程设计
3.1工程任务和规模
整治后山塘继续承担着农田灌溉的主要任务，保护下游农田安全生产。
通过整治，山塘工程规模为山
（2）型，工程等别为Ⅶ等，相应的建筑物级别为7级。
10年一遇的设计洪水位为100.158m，100年一遇的校核洪水位为100.611m。
3.2主要整治项目
为提高山塘防洪标准和溢洪道泄洪能力，采取加高大坝和拓宽溢洪道相结合的措施。
为提高大坝的结构安全性、渗流安全性，解决渗漏问题，设置粘土斜墙防渗，放缓坝坡，上游坝坡设置砼预制块护坡，坝脚设置浆砌石大方脚；下游坝坡设置草皮护坡，坝脚设置排水棱体。
溢洪道进口拓宽，设置挡墙和砼衬砌，以防冲刷。
更新涵管及其启闭设备。
3.3总体布置
大坝加高1.3m，坝顶高程为101.30m。
上游坝坡放缓至1：
2；下游坝坡放缓至1：
1.75。
溢洪道进口宽度拓宽至3m，设置在大坝右侧，堰顶高程99.06m。
涵管采用Φ20cm钢筋砼预应力管，配备相应启闭设备，管理房设置在左侧山坡上。
3.4整治设计
3.4.1挡水建筑物
1）复核坝顶高程
按第2章分时段调洪演算方法进行计算选取最佳断面，计算结果见表3-1。
表3-1调洪演算
进口底宽
m
频率
%
最高水位
m
相应容积
万m3
调洪容积
万m3
最大泄量
m3/s
3
10
100.158
2.27
0.47
5.35
1
100.611
2.49
0.69
8.98
最后确定取溢洪道宽度为3m。
经计算，坝顶超高变化很小。
设计工况：
计算坝顶高程=100.158+1.096=101.254m
校核工况：
计算坝顶高程=100.611+0.638=101.249m
根据上述分析，坝顶高程最后确定为101.30m。
2）整治方案
考虑坝体稳定和参照《浙江省山塘综合整治技术导则（试行）》（2009.3）标准，坝顶宽度统一至3m，采取草皮盖面，下设20cm种植土，坝顶向下游侧放坡2%。
同时从安全方面考虑，在坝顶上游侧设置C15砼防护栏。
为保证坝坡稳定和防止波浪淘刷、水流冲刷、雨水冲蚀，结合当地实际条件和环境要求，上游坝坡放缓至1:
2，采用12cm厚C20砼预制块护坡，下设15cm砂卵石垫层，坡脚设M7.5浆砌石大方脚；下游坝坡放缓至1:
1.75，表面用草皮护坡，下设20cm种植土，中间设置3m宽泥结石道路。
设粘土斜墙，斜墙顶宽2m，斜墙底宽不小于水头的1/5，取2.5m。
下游坝坡与两岸山体交界处设置排水沟，尺寸30CM*30CM，坝脚设置排水棱体，高2m，外坡1：
1.5，内坡1：
1。
采用干砌石护坡，下设砂卵石、粗砂反滤层。
3.4.2泄洪建筑物
按上述防洪措施，进口采用宽浅式进水，进口拓宽至3m。
桩号0+0.00~0+7.22，B=3m，坡度I=0.137，三面采用20cm厚C20砼衬砌，两侧采用M7.5浆砌石挡墙。
同时在斜墙处桩号为0+5.35断面设C20砼防渗体。
桩号0+7.22~0+20.88，B=3m，坡度I=0.304，三面采用20cm厚C20砼衬砌，两侧采用M7.5浆砌石挡墙。
桩号0+20.88~0+26.02，B=3m，坡度I=0.195，三面采用20cm厚C20砼衬砌，两侧采用M7.5浆砌石挡墙。
桩号0+26.02~0+43.81，B=3m，坡度I=0.443，三面采用20cm厚C20砼衬砌，两侧采用M7.5浆砌石挡墙。
具体详见图4。
3.4.3输水建筑物及闸门启闭机
1）放水涵管更新，采用直径200mm的钢丝网砼预应力管，工作压力0.4mpa，长约35m。
2）新设进口消力井，C20钢筋砼现浇，平面尺寸1.2m*1.2m。
3）新设启闭台，C20钢筋砼现浇，尺寸0.6m*0.7m*1.15m。
4）新设拉杆，直径30mm，长度约25m。
5）新设启闭机，选型QL-2，启闭力20kN。
6）平板插门，1扇。
7）新建启闭机房，平面尺寸3m*2.1m，砖混结构，置于左侧山坡。
3.5工程管理设施
施工道路300m，路面宽度4m，采用泥结石路面。
同时由于实际地形需要在溢洪道处设置一预制板桥，方便村民上山劳动。
新建管理房平面尺寸3m*2.1m，砖混结构，置于左侧山坡。
在上游坝坡设置水位尺。
3.6白蚁防治措施
根据实际了解，大坝白蚁危害较严重，但本次设计为彻底预防白蚁危害的产生，要求进行综合防治。
请固定的专业防治人员，开展白蚁危害的防治工作，坚持以防为主、防治结合、因地制宜、综合治理的方针，坚持常年查找、及时灭杀、隐患处理相结合的原则，对坝区管理范围及四周环境认真普查，争取杜绝白蚁危害。
同时在清除基础表层的杂草和浮土时，有白蚁隐患的必须先进行彻底处理后再施工；对取土场及周围都要认真进行捡查和清除白蚁，严禁带有白蚁或菌圃的土料进入坝区。
3.7工程量汇总
工程量计算依据：
设计图形和本文本说明。
土方9998m3，石方234m3，砼253.7m3。
第4章建设管理及施工组织设计
4.1项目建设管理
本工程管理机构为建德市梅城镇洋程村，建设期的主要职责：
负责重大问题的决策，筹集资金，政策处理及确定工程施工招标方案等重大事项。
工程运行期主要从事大坝管理、工程运行、水文、防汛等工作。
根据《浙江省实施<中华人民共和国水法>办法》及《水库工程管理设计规范》（SL106-96）的有关规定，结合本工程实际，划定各建筑物的管理和保护范围。
4.2项目建设资金管理
建立管理经费保障制度，资金来源按有关政策，采用国家、地方、受益村共同投入的多层次、多渠道的投入体系。
4.3施工条件
工程交通不便，需新开施工道路，设备与材料通过施工道路运输送达工地。
水泥、钢材从建德市场采购，通过施工道路运入工地；施工用电可从附近接三相电。
施工用水以山塘中抽取为主。
工程建设比较集中，主要施工场地布置在大坝附近，施工工序简单。
4.4工程施工总体布置
交通：
新设施工道路300m。
施工场地布置：
主要施工辅助场地、仓库、工棚等根据需要分别布置在坝顶左岸。
管理人员、工人生活办公用房可租用附近民房。
施工方法及主要施工设备：
坝面清理：
对原坝面的杂草、小树、农作物和含植物根茎的泥土均须铲除、挖除，暂定厚度30cm，并计入土方开挖，外运弃方处理，运距暂定1km以内。
土石方工程：
一般采取机械作业，挖掘机挖土、自卸汽车运土，对溢洪道石方可采用镐头机凿挖。
挖方宜用于坝体回填，不足部分往外取土，运距暂定1km以内，回填土需经机械碾压或打夯机夯实。
砌石工程：
一般采取人工作业，块石要求质地致密、不风化、抗水性好的硬质岩，护坡表面保证平整无杂色，浆砌石施工前块石表面应冲洗干净，砌筑时砂浆应充填饱满。
砼工程：
采作机械拌和、机械振捣，模板表面应光洁平整不漏浆，并按规定时间拆模，水泥与钢筋应出厂证明书或试验报告单，现场应制作试块送检，砼浇制完成应经常洒水保养。
4.5施工进度
工程施工总工期初步拟定为3个月，计划于2009年12月中旬开工，至2010年3月中旬完工。
2009年11月底，搞好山塘综合整治的各项筹划工作，如资金筹措、政策处理、初步设计的报批、招投标工作级施工队伍的落实等。
2009年12月中旬争取组织施工队伍进场。
2010年3月中旬汛期前完成整体工程，并经汛期考验后组织竣工验收。
4.6施工导流与度汛
先采用涵管放水至死水位，然后用水泵将死水位以下排水。
主体工程施工在枯水期，在汛期之前完成库水位以下工程。
第5章工程概算
5.1编制说明
5.1.1编制依据
①《浙江省水利水电工程费用定额及概算编制规定》（（06）《规定》）。
②省计经委、省水利厅浙水政（1998）400号文颁发的（98）《浙江省水利水电建筑工程预算定额》、（98）《浙江省水利水电工程施工机械台班定额》。
③其他有关规定和文件。
④设计图纸。
5.1.2基础单价
①人工预算单价：
按（06）《规定》，人工预算单价26元/工日。
②材料预算价格：
水泥、钢筋预算价格按（06）《规定》规定执行，水泥预算价限价为300元/吨，钢筋预算价限价为3000元/吨，实际低于限价的，按实计算。
地方材料按当地市场调查价。
其它材料按参考同类工程采用。
5.1.3取费标准（按三类工程取费）
1、其他直接费：
建筑工程按直接费的4%计列。
2、现场经费：
土石方工程按直接费的6%
砼工程按直接费的6.6%，基础处理。
3、间接费：
土石方工程按直接工程费的6%；
砼工程按直接工程费的3.6%。
4、企业利润：
按直接工程费、间接费之和的5%。
5、三税税金：
按直接工程费、间接费、企业利润之和的3.25%。
6、定额阶段系数：
取5%。
5.1.4临时工程与独立费用
1、临时工程按（06）《规定》及其补充规定计列。
2、勘测设计费按国家发展计划委员会、建设部2002年颁发的《工程勘察设计收费标准》计算。
3、其他独立费用：
按（06）《规定》及其补充规定计列。
5.1.5预备费
1、基本预备费：
按建筑工程、临时工程、独立费用之和5%计算。
2、价差预备费：
不计。
5.1.6资金筹措方案
落山山塘综合整治工程总投资44.74万，中央财政20.03万元，省政9.62万元，县及县以下财政11.41万元，农民自筹3.68万元。
5.2初步设计概算表
表5-1工程概算表
序号
建设内容名称
单位
数量
单位造价（元）
单项费用（万元）
备注
（一）建筑工程
36.83
1、大坝加固工程
25.35
1
坝坡清理
m3
918
11
1.01
2
土方开挖
m3
383
11
0.42
3
齿槽土方开挖
m3
125
11
0.14
4
齿槽石方开挖
m3
135
35
0.47
5
土方回填
m3
3430
13
4.46
6
粘土斜墙
m3
1948
25
4.87
7
坝顶铺草皮
m2
148
10
0.15
8
坝顶种植土
m3
30
18
0.05
9
坝顶C15砼防护栏
m3
21
300
0.63
10
上游坝坡120厚C20预制块
m3
141
400
5.64
11
上游坝坡150厚卵石垫层
m3
174
70
1.22
12
M7.5浆砌石大方脚
m3
30
155
0.47
13
下游坝坡草皮绿化
m2
1114
10
1.11
14
下游坝坡种植土
m3
223
18
0.4
15
道路泥结石路面
m3
33.0
45
0.15
16
道路卵石垫层
m3
41.0
70
0.29
17
排水棱体干砌石
m3
77
115
0.89
18
排水棱体堆石体
m3
253
60
1.52
19
排水棱体砾石垫层
m3
70
70
0.49
20
排水棱体粗砂垫层
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