生活区场地布置方案12.docx
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生活区场地布置方案12
生活区布置方案
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2014年10月15日
目录
1.1.概述1
1.2.生活区场地布置方案1
1.2.1.围堰布置1
1.2.2.围堰顶宽与坡比1
1.2.3.围堰堰顶高程1
1.2.3.1.设计思路1
1.2.3.2.汛期水位线确定2
1.2.3.3.堰顶高程确定5
1.2.4.结论8
1.2.4.1.最终参数确定8
1.2.4.2.场地填高高程9
1.3.生活区房屋布置方案9
1.3.1.尺寸设计9
1.3.2.结构设计10
1.3.2.1.圈梁设计10
1.3.2.2.地板设计10
1.3.2.3.排水沟设计10
1.3.2.4.球场设计10
1.3.2.5.化粪池设计11
1.3.3.用水设计11
1.3.3.1.生活用水11
1.3.3.2.消防用水11
1.3.4.用电设计11
1.3.5.绿化设计12
生活区布置方案
1.1.概述
金水河四级水电站项目部生活区拟建于厂房上游左岸300m处，该处位于河滩地上，现河道水面高程为317.0m，地面高程为317.7m，通过查阅洪水资料及现场实地勘察，该处河滩地在汛期将被淹没。
在此布置生活区应考虑汛期的安全度汛问题，需要采用土石围堰围闭生活区布置范围，同时对该围闭的生活区拟建位置进行填筑加高处理，并考虑预留足够的河道宽度以满足汛期行洪要求，故对生活区场地布置方案进行了编制。
同时根据生活区办公及生活要求，对生活区房屋基础、结构尺寸、电路、用水管路、排水、绿化及场地硬化等办公生活设施进行了设计，具体方案如下。
1.2.生活区场地布置方案
1.2.1.围堰布置
1、横向围堰：
在生活区拟建位置上游填筑一道横向土石围堰，围堰轴线与水流方向垂直，同时要求横向围堰伸出纵向围堰6m左右形成丁字型，使其保护生活区纵向围堰不受河水直接冲蚀而产生掏刷破坏。
2、纵向围堰：
在生活区拟建位置侧面填筑一道纵向土石围堰，其布置位置根据满足汛期过洪能力相应的断面（过流宽度）来确定。
3、围堰防护：
围堰填筑完成后，在汛期来临前对纵横向围堰迎水面进行抛填2m厚的块石防护，块石料的来源主要采用厂房及隧洞开挖料。
1.2.2.围堰顶宽与坡比
1、围堰顶宽：
根据《水电水利工程围堰设计导则》，围堰顶宽主要考虑满足施工和防汛抢险的要求，一般土石围堰高度20～50m，堰顶宽度为7m～10m。
该围堰高度小于20m，为低围堰故取小值，堰顶宽度取7m，同时考虑将围堰堰顶用作生活区外侧的道路。
2、围堰坡比：
根据《水电水利工程围堰设计导则》，一般土石围堰砂砾石及石渣边坡坡比为1:
1.8～1:
2.0，本项目围堰主要采用河道疏挖的砂砾石及主体工程开挖石渣料填筑，故参照砂砾石及石渣边坡确定围堰的坡比，因围堰坡比未经过稳定计算，故此处保守取大值，坡比取1:
2.0。
1.2.3.围堰堰顶高程
1.2.3.1.设计思路
本设计先确定建筑物的洪水标准，再在该洪水标准下运用试算法，先假定河流的过流水深H，计算得出河流流速v，根据流量公式，代入计算出的流速v，可计算出过流面积Sx，从而得出过流水深Hx，通过比较H与Hx的关系，通过逐步代换使其两者接近，此时的水深Hx即为满足汛期过流水深。
通过汛期过流水深Hx我们可以计算出相应的汛期水位高程，用所求得的汛期水位高程H水加上堰顶超高即为我们要求的围堰堰顶高程H堰。
1.2.3.2.汛期水位线确定
1、洪水标准
生活区在金水河四级电站工程竣工后将拆除，其使用2～3年，故相应的该围堰工程使用年限亦为2～3年，同时考虑到围堰过水或被冲毁导致的后果（生活区损失约100万为较大经济损失，因办公生活设施损毁将影响工期）。
查阅《水利水电工程等级划分及洪水标准》，根据工程失事造成的后果及影响工期，使用年限在1.5～3年之间，因此将其归为4级临时性水工建筑物。
又因围堰结构类型为土石结构，参照《水利水电工程等级划分及洪水标准》如下表1中数据查知此工程洪水重现期在10～20年。
生活区拟建于厂房上游左岸300m处，故此处可参照厂房控制断面的洪水标准。
从“可行性研究报告”中可知厂房控制断面10年一遇洪峰流量为850m³，20年一遇洪峰流量为1070m³，因其取值是按照图表法保守取大值，同时结合风险度综合分析及遇超标洪水的应急措施（提前预警、临时加高），所以本方案采用10年一遇洪水标准（洪峰流量为850m³）进行设计。
表1临时性水工建筑物洪水标准[重现期（年）]
临时性建筑物类型
临时性水工建筑物级别
3
4
5
土石结构
50～20
20～10
10～5
混凝土、浆砌石结构
20～10
10～5
5～3
2、计算参数
（1）流量
河流流量q可用以下公式确定：
q=S·v
式中：
S——河流过流断面面积；
v——河流流速；
q——河流流量，此处取10年一遇设计洪水流量850m3/s。
（2）过流断面
本河段过流断面拟定为梯形断面，右岸边坡比暂1:
0.5，纵向围堰边坡比取1:
2.0，拟拓宽河流河底宽度至20m。
过流断面图见图1。
由图可知：
a=
H，b=
H，L2=L1+
H。
河流过流断面面积S可由以下公式确定：
S=（L1+L2）·H/2
式中：
L1——过流断面底部宽度；
L2——过流断面水面宽度；
H——现有河流水位高度。
（3）流速
流速v可用以下公式计算得出：
v=1/n·r2/3i1/2
式中：
n——河道粗糙率；
r——水力半径；
i——水力坡降。
查阅资料可得知本设计中的天然河道相应河道粗糙率n=0.04～0.05，本设计取均值n=0.045根据现场测量水力坡降i=0.55%水力半径可由假定H深度计算得出，其基本公式为：
r=S/（a+L1+b）
式中：
S——过流断面面积；
L1——过流断面表面宽度；
a——右岸坡长；
b——左岸坡长。
3、汛期过流水深H试算
（1）基本计算过程
假设河流水位高度H为2.5m，可得出：
a=
H=2.80mb=
H=5.59mL2=L1+
H=26.25m
河流过流断面面积：
S=（L1+L2）·H/2=（20+26.25）*2.5/2=57.81㎡
由流速公式计算流速：
v=1/n·r2/3i1/2
=1/n·[S/（a+L1+b）]2/3i1/2
=1/（0.045）*[57.81/（2.80+20+5.19）]2/3*（0.0055）1/2
=22.2*1.62*0.074=2.65m/s
将上式计算的流速v代入流量公式计算过流断面面积S1及过流水深H1：
S1=q/v=850/2.65=321㎡
H1=2S1/（L1+L2）=2*321/（20+
H1+20）
通过解以上方程得出：
H1=10.5m＞H=2.5m，故重新代入Hx计算，通过上述方法代入计算得出最终的过流深度H=6.7m。
（2）试算数据
以下为试算下得出的结果（n值取为0.045）。
表2过流水深H试算数据表
序号
过流水深H（m）
过流面积S（㎡）
流速Vx（m/s）
过流面积Sx（m2）
过流水深Hx（m）
备注
1
2.5
57.81
2.65
321.11
9.9
2
9.9
320.51
5.45
155.90
5.7
3
5.7
154.61
4.12
206.44
7.1
4
7.1
205.01
4.61
184.48
6.5
5
6.5
182.81
4.40
192.98
6.8
6
6.8
193.80
4.51
188.58
6.7
7
6.7
190.11
4.47
190.01
6.7
由上表计算数据可确定最终过流深度H应为6.7m。
（3）汛期水位线
H水=H底+H
=314.5+6.7
=321.2m
1.2.3.3.堰顶高程确定
1、概述
本设计中的围堰工程为不过水围堰，其堰顶高程H堰等于设计洪水的静水位H水加安全超高再加波浪高度。
其中：
波浪高度包括风浪沿围堰边坡的爬高和风浪壅高。
即按下式计算:
H堰=H水+A+R+e
式中：
H水——汛期水位线高程。
A——安全超高；
R——波浪在坝坡上的爬高；
e——风壅增水高度。
2、安全超高A
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》，不过水的临时性挡水建筑物的安全加高值按表2确定。
表3临时性挡水建筑物安全加高（m）
建筑物级别
临时性挡水建筑物类型
备注
土石结构
混凝土、浆砌石结构
3
0.7
0.4
4、5
0.5
0.3
因本围堰为土石结构的4级临时性水工建筑物，所以安全加高A应采用0.5m。
3、波浪爬高R
当m=1.5～5时，波浪在坝坡上的爬高可采用以下公式计算：
式中：
Rm——平均波浪爬高；
m——上游坝坡坡度系数，本设计为2；
K△——斜坡的粗糙率渗透系数，围堰边坡为块石护坡，可看作抛填两层块石（透水基础）类型，查下表4可知其值为0.5～0.55，因未经计算，故保守取小值0.5；
KW——经验系数，根据
，查表5取值1.28；
hm——平均波高，计算公式采用莆田试验站公式；
Lm——平均波长。
表4粗糙渗透性系数K△
护面类型
K△
光面不透水护面
1.0
混凝土或混凝土板
0.9
草皮砌石
0.85～0.90
砌石
0.75～0.80
抛填两层块石（不透水基础）
0.60～0.65
抛填两层块石（透水基础）
0.5～0.55
表5经验系数Kw
≤1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
≥5
Kw
1.00
1.02
1.08
1.16
1.22
1.25
1.28
1.30
平均波高hm可由莆田试验站公式计算：
式中：
hm——平均波高，m；
Tm——平均波周期，s；
W——风速，水面上10m高度处10min的平均风速，m/s。
按照规范要求，对4、5级建筑物,正常运用条件下，采用多年平均最大风速的1.5倍，查阅《金水河四级电站招标文件》可知本流域内多年平均最大风速为23m/s，经计算W为34.5m/s；
D——风区长度，本设计取200m；
Hm——水域平均水深，本设计为6.7m；
g——重力加速度，取9.81m/s2；
Lm——平均波长，m；
=0.13th（0.092）th（
）
hm=0.13th（0.092）th（
）*
hm=0.270
平均波周期Tm可由以下式计算：
Tm=4.438hm0.5
=4.438*（0.270）0.5
=2.307s
对于深水波，Lm可由下式计算：
=9.81*2.3072/（2*π）
=8.316m
将求得的Lm和hm代入求波浪爬高公式中：
=
=0.429
根据《碾压式土石坝设计规范》附录A.1.12可知4、5级坝采用累积频率为5％的爬高值，R5％与平均波浪爬高Rm的比例关系为1.84：
1。
所以可得：
R=Rm×1.84＝0.429*1.84=0.790m
4、风浪涌高e
风浪涌高可用以下公式计算：
式中：
K——综合摩阻系数，取3.6×10-6；
β——计算风向与坝轴线法线的夹角，按正向来波计算，取0°；
代入数据可得：
=3.6*10-6*34.52*200/（2*9.81*6.7）*1
=0.007m
5、堰顶高程
H堰=H水+A+R+e
式中：
H水——汛期水位线高程321.2m。
A——安全超高0.5m；
R——波浪在坝坡上的爬高0.79m；
e——风壅增水高度0.007m。
故：
H堰=H水+A+R+e=321.2+0.5+0.79+0.007
=322.5m
最终确定堤顶高程为322.5m。
见下图3。
1.2.4.结论
1.2.4.1.最终参数确定
根据最终确定的过流深度H，可计算出满足汛期要求的相应参数。
过流断面水面宽度：
L2=L1+2H=20+2.5*6.7=36.75m
过水断面面积：
S=（L1+L2）*H/2=190㎡
河流流速：
v=q/s=850/186=4.5m/s
围堰顶高程：
H堰=322.5m
1.2.4.2.场地填高高程
经过测量数据及上述计算成果，拟建生活区位置在汛期将被淹没，故填筑了围堰工程对生活区布置位置进行保护。
考虑到汛期水位上升，围堰渗水必将淹没生活区地面，故需对生活区地面进行填筑加高。
同时考虑到遇超标洪水时的方便抢险，及为堰顶作为生活区道路，故生活区的地面填筑高程与围堰堰顶高程一致。
由设计中的计算数据可计算出满足洪水期过流水深的安全填高△H。
安全填高△H见下图。
安全填高△H可由以下公式计算：
△H=H堰-H0
=322.5-317.7
=4.8m
根据方案计算的最终结果应对现有沙滩地进行填高4.8m至高程322.5m。
1.3.生活区房屋布置方案
1.3.1.尺寸设计
生活区各房屋及主要场地尺寸见下表6。
表6房屋尺寸表
序号
类别
尺寸（m）
备注
1
宿舍
5.56*3.64
业主单人间尺寸4.00*3.64m
2
办公室
5.56*3.64
会议室、技术组尺寸5.56*7.28m
3
业主食堂
职工食堂
5.56*3.64
厨房
5.56*5.46
其中储物间占5.56*1.82m
小饭厅
5.56*5.46
4
六公司食堂
职工食堂
5.56*7.28
厨房
5.56*5.46
其中储物间占5.56*1.82m
客餐厅
5.56*5.46
其中休息区占5.56*1.82m
5
球场
28*15
6
羽毛球场
13.4*6.1
7
公用卫生间
1.5*1.2
8
化粪池
6*1*1.5
采用“目”字型三级化粪池，深度为1.5m，1～3级容积比例为2:
1:
3
1.3.2.结构设计
1.3.2.1.圈梁设计
圈梁采用钢筋混凝土材质，混凝土强度采用C20，基础宽200mm、高300mm。
纵筋为5根φ14；箍筋为φ8，间距200mm。
1.3.2.2.地板设计
宿舍、办公室、食堂地板均采用5cm砂浆地板，表面进行水泥浆抹光处理。
（业主办公室均安装地板砖）
1.3.2.3.排水沟设计
每栋房屋的排水沟宽度为30cm，沟壁采用砖砌筑厚6cm，砌筑完成后沟底、沟壁采用砂浆抹面；纵向排水沟纵坡为1%。
屋后靠山侧设置排水主沟，分别向上下游排水，主沟宽度50cm，沟深30～70cm，纵坡为0.6%，沟壁采用砖砌筑厚6cm，砌筑完成后沟底、沟壁采用砂浆抹面。
1.3.2.4.球场设计
篮球场、羽毛球场混凝土采用C20，厚150mm（前期不进行浇筑，待生活区地基沉降一段时间再进行浇筑）。
1.3.2.5.化粪池设计
化粪池采用“目”字型三级化粪池，用砖砌水泥粉壁面；1～3级容积比例为2:
1:
3，尺寸分别为6*2*1.5m、6*1*1.5m、6*3*1.5m；采用Φ200mm塑料进粪管及塑料过粪管，进粪管要求内壁光滑、防止结粪，长度为30～50cm，1-2池间的过粪管长110cm（90度弯角1个），2-3池间的过粪管长110cm（90度弯角1个），3池出口过粪管长720cm。
1.3.3.用水设计
1.3.3.1.生活用水
生活用水水池尺寸为7*2*1.3m（中间用6cm宽的12墙将水池一分为二，具体见附图），2个水池用管径10cm的塑料水管串通在一起，水池设置于生活区后侧山上，从水源到水池的水管采用内径为4cm的塑料水管（跨公路段使用钢管）；生活区用水水管沿房屋后侧墙壁布置，具体布置为：
用内径为75mm的主管布置至每栋宿舍头间房屋，由内径为30mm的支管布置至每个宿舍屋后，内径为20mm的分管布置至宿舍内供应生活用水。
每栋宿舍在中间房屋设置一个热水器供应整栋宿舍使用热水。
1.3.3.2.消防用水
消防用水水池与生活用水水池共用，消防用水管道与生活用水管道共用，每栋房屋在靠近公路侧设置1个消防栓（办公室栋两侧各设置1个消防栓）。
1.3.4.用电设计
生活区后侧公路旁设置1台200KVA的变压器用于生活用电，用电线路沿房屋前侧屋檐布置。
每个宿舍前安装一个10A电表；宿舍内安装直管型荧光灯1根，进门位置设置1个灯的控制开关和1个2孔带3孔的插座；两侧墙壁中间各设置1个2孔带3孔的插座；卫生间内安装1盏节能灯，1个排气扇，开关设置在卫生间门口，并在卫生间内设置1个双3孔插座（为避免遇水，设置于宿舍顶部往下50cm处，用于热水器和洗衣机用电）；卫生间门口墙上设置1个插座供空调使用。
图4宿舍用电
办公室安置直管型荧光灯2根，荧光灯开关设置在门口位置；室内设置4个2孔带3孔的插座，左右两侧各设置2个。
图5办公室用电
1.3.5.绿化设计
在每间宿舍前及房屋周边适当位置进行绿化树种植（具体见生活区布置图），业主羽毛球场周边砌筑花坛。
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