1、鹏泉街道办事处前坡洪家峪塘坝工程设计说明莱芜高新区鹏泉街道办事处二 0 一三年四月、 基本情况1、工程特性该工程位于前坡村东 200m、龙崮水库上游洪家峪沟内，该塘坝控制流域面积 0.13km2，最大坝高 8.18m, 坝基为微、弱风化的花岗岩层，致密坚硬，强度高，抗冲能力强，总库容 1.2 万 m3。工程特性指标见下表。工程主要指标表项目 单位 指标 项目 单位 指标流域面积 平方公里 0.13 坝顶长 米 45.4坝 型 粘土心墙均质坝 最大坝高 米 8.18防洪标准 年 20 大坝迎水面坡度 1：2总库容 万方 1.2 大坝背水面坡度 1：2兴利库容 万方 溢洪道宽 米 4死库容 万方
2、放水洞直径 毫米2、水文地质所在流域属暖温带半湿润季风性气候，四季分明，温差变化大。据莱芜气象站 19751997 年观测资料统计，多年平均气温 12.5，极端最高气温 39.2，极端最低气温-22.5，年最热月平均最高温度 31.3，年最冷月平均最低湿度-8.9。根据莱芜水文站 19581997 年降雨资料统计，该区域内多年平均降水量为 717mm，但四季雨量分配极不均匀，冬季受大陆西风控制，干冷少雨，夏季受东南季风影响，暖湿多雨。六月下旬至九月上旬为雨季，汛期多年平均降水量为 520mm，占全年降水量的 72.5，七月份最高为 212.7mm，极端最大年降水量为1370.8mm(1964
3、年)，极端最小年降水量为 291mm(1989 年)。该区年平均蒸发量 1681mm，六月份最大，为 360mm；年均相对湿度 63，最高年份 70，年均绝对湿度 11.4。因受太平洋季风气候影响，全年主导风向为东北风，夏季主导风向为西南风，最大风速 27.3ms ，平均风速 24ms，瞬时最大风速 40ms。暴雨是造成本流域洪水的主要原因，形成流域内暴雨的天气系统，主要有黄淮气旋、台风、南北切变、冷峰等。区内长历时降水多由维系时间较长的切变线或低压气旋连续发生造成，受台风天气影响，有时亦可能造成较大暴雨，但维持时间一般较短。该塘坝位于前坡村东洪家沟内，在地貌单元上属低山丘陵向平原过渡地带。库
4、区内地形较为开阔，坝址在沟下游，坝轴较短，口小肚大，库区内为完整的花岗岩体，覆盖层较薄，两岸阶地，南坡较缓，土石交替，透水性微弱，北坡地势陡峻，岩石裸露。依据国标 GB18306-2001中国地震动参数区划图本区地震动峰值加速度为 0.05g，反应谱特征周期 0.45S。 二、工程建设的必要性该塘坝地理位置相当重要，可削减洪峰流量，减少下游河道的洪峰流量，提高其防洪标准，保护前坡等村 400 多人的生命财产安全。根据当地水文资料，由水文图籍查得当地多年平均降雨量为720 毫米，多年平均径流深等值线图得多年平均径流深 197 毫米，则多年平均径流量为 3.0 万方，设计前坡洪家沟塘坝库容为 1.
5、2万 m3，有效解决周围 200 亩山岭地经济林灌溉问题，为发展生态旅游业打好基础。三、 设计依据和标准（一）条件依据1、流域内筑坝材料丰富，可就地取材。2、减轻下游淤积和防洪压力（二）技术要求1、工程等级划分工程类别：小型工程等别：五等主要建筑物级别：5 级次要建筑物级别：5 级2、洪水标准沟峪塘坝按 20 年一遇洪水标准设计，100 年一遇洪水标准校核，设计淤积年限为 20 年。3、筑坝材料(1)粘土心墙：土料必须有一定的可塑性，经碾压后结成整体 ，能适应坝体和坝基沉降而不发生裂缝。当地塑性指数为 10-17 的中壤及塑性指数为 17-20 的粘土都比较合适。这种材料需外运，成本较高。（2
6、）大坝铺盖层：凡粒径级配好的中沙、粗沙、砾石、卵石等天然混合料都适宜于填筑坝壳。当地这种材料丰富，可就地取材。4、规划依据水利水电工程设计洪水计算规范（SL44-93）水建筑物荷载设计规范（DL5077-1997）防洪标准（GB50201-94）山东省水文图集其他有关的设计规范四、坝址确定与坝型选择1、坝址确定通过实地勘察，在前坡村洪家沟，上游无建筑物，地面坡度多在 40 度以下，沟谷“V”字型冲沟发育，呈扇形分布。有生产路直接可以通到坝址处，河道内长年有水，施工方便。该坝址处基础与两岸岩石较为完整，岩石为花岗片麻岩，弱风化，少有裂隙发育，渗水能力极微弱，且地势高，最理想的坝址。2、坝型选择该
7、坝址处，土料资源丰富，基础良好，适宜建粘土心墙均质坝。五、工程设计（一）坝体设计此坝坝身为粘土心墙砂壳坝，坝长 45.4 米，封顶宽 4.0米，大坝内外坡度比为 1：2.0，最大坝高为 8.18 米，最大铺底宽36.72 米，其中粘土心墙坡度比为 1:1，封顶宽 3.0 米。设计坝顶高程为 20.00 米（BM 点高程为 20.00 米）。经计算，大坝坝身共需土方 3888.61m3，其中粘土心墙2245.77m3，护 坡 块 石 142m3，碎 石 垫层 71m3，棱体排水（ 长 12.0 米）干砌石 10.13m3。1、坝顶：根据当地水文地质资料及流域控制面积，设计坝顶宽 4.0 米；坝顶
8、护面材料采用级配碎石，以防止防渗体的干裂和雨水冲蚀，为排除雨水，坝顶向坝内倾斜，坡度为 3%。2、护坡：坝体上游面（内坡）为防止波浪淘涮及漂浮物的损害、顺坝水流的冲刷等对坝坡的危害，必须进行护坡。本坝设计内坡进行干砌石护坡，其中干砌石护坡厚度为 30cm，碎石垫层厚15cm。（二）坝基筑坝前要完全清除表层的腐殖土，包括较薄的细砂层、稀泥、草皮及树根、乱石和松动的岩块等，平均深度为 0.5 米；同时开挖深槽至不透水层或基岩，槽内回填粘土（或灰土）形成截水槽，平均深度均为 2.0 米，则坝基清除土石方 412.32m3。（三）溢洪道设在大坝西端距坝体北米处，基础为风化砂基岩，型式为开敞式，堰顶高程
9、为 20.00 米，堰顶宽 3.0 米。保坝最大溢洪水深 1.5米，高程 20.0 米以下为矩形槽，以上为 1：0.5 边坡，矩形槽长 10米，堰长 20 米，陡坡段为自然山沟，砂岩裸露不用护砌，共需开挖土石方 135 m3。七、施工组织设计1、施工测量：（1）根据设计图纸要求用经纬仪放样确定坝轴线，以此为基准确定坡顶线和坡脚线，并作好埋设固定。（2）用平水仪由有关基准点引测各控制高程，稳固标注。（3）以一定的控制距，按标准断面的设计坡度放样施工坡度，并用木桩测设控制，以便施工复核。2、坝基清理：（1）坝基清理的范围包括坝身、坝顶及坝坡后载的基面，其边界在设计基面线外 0.3-0.5m。（2）
10、坝坡表层的淤泥、腐殖土、泥炭等不合格土及草皮、树根、建筑垃圾等杂物必须清除干净。（3）基面处理质量控制：基面处理属于隐蔽工程，施工时安排专职质检人员现场监理，并按设计要求落实好不同的基面处理措施，按相应的技术标准，作各项质量检测，以保证工程施工质量。（4）坝基清理的施工工艺流程图：施 工准 备清除表层不合格土、杂物等弃土基 面压 实 验 收3、坝身土料填筑：3.1.测量放样(1)、按照设计图纸的要求，将坝体的断面尺寸、填筑轮廓，并预留一定的沉降量，相隔 5-10m 的距离 设立样架，并测设高程控制点。平面位置允许偏差 30mm-50mm，高程允许偏差 30mm，坝轴线点30mm。( 2) 坝身
11、放样时，应根据设计要求预留一定的沉降量，一般按经验取值。施工中可根据已知预留沉降率及坝顶加宽率，一般根据土质、压方式、铺土厚度以及含水量等因素确定。3.2.铺料作业：( 1)、坝身填筑时，应从坝脚开始水平分层由低至高逐层填筑，不得顺坡铺填。（2）、铺料厚度和土块直径的限制尺寸，宜通过碾压试验确定。（3）、铺料至坝边时，应在设计边线外侧各超填一定余量；人工辅料为 10 cm，机械辅料为 30 cm。 （4）、已铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水湿润。在新层铺料前，应对压光层面作刨毛处理。填筑层检验合格后因故未继续施工，因搁置较久或经过雨淋干湿交替使表面产生疏松层时，复工前应进行复压处理。 3.3
12、 压实作业：（1）施工前应先做碾压试验，验证碾压质量能否达到设计干密度值，上坝土料的土质及其含水率应符合设计和碾压试验确定的要求。填筑作业面平料完成后，振动碾采用进退错距法进行碾压。碾压机械平行于坝轴线方向进行碾压，不得垂直坝轴线方向碾压。相邻作业面碾压搭接宽度在顺碾压方向上为 0.5 米，垂直碾压方向上为 1.5 米。碾压时碾压机行车速度控制在 1-2 档车速。碾压不到的部位，利用蛙式打夯机采用连环套打法夯实。各施工段的相邻作业面均衡上升，以减少施工缝。土料压实后，根据规范规定的检测频率，采用环刀法进行压实度的检测，并报请监理工程师监督检测部位、检测过程及成果计算，合格后方可进行下一步填筑作
13、业。（2）、调整土料含水量a、降低含水量挖装运卸过程中自然蒸发：当土料含水量稍高于施工控制含水量，又有合适的气候条件时，应尽量在土料开挖、运输及装卸过程中采用平面分层取土、适当提高卸土高度加快水分蒸发，降低土料含水量。翻晒法：采用翻晒法时，做好全面规划，分区分层翻晒、取土，以做到连续均衡生产。开采土料时，采用推土机平面开采。在利用旱季或高温季翻晒以备雨季使用时，采用堆“土牛” 的备料措施。 “土牛” 的形状尺寸符合受雨面积与土方之比最小，排水通畅，并做好防雨措施。施工期间应经常检查，作业时用挖掘机立面开采。b、提高含水量：开采土料含水量仅稍高于施工控制含水量下限时，首先应在开挖、运输过程中采取
14、立面开挖，减少倒运次数，缩短取土、运输、铺筑时间。如采取上述措施后，土料压实前含水量低于施工控制含水量下限时，应采用加水措施。加水措施采用开挖、装料、运输过程中加水，在料场开挖掌子面喷水，这样既增加了土料的含水量又缩短了土料加水工期。（3）土坝填筑压实作业施工工艺流程：表层刨毛清理 检查土质 分层铺土 分层碾压 检验密度值修整找平验收4、干砌石护坡：（1）坡面清理：采用人工精确削坡至设计土坝边坡线，人工开挖脚槽土方，并清除坡面杂物。（2）反滤层铺筑：采用人工由下至上铺筑，振动碾进行碾压，边角处蛙式打夯机补边夯，确保反滤层达到设计厚度及质量标准。（3）干砌石护坡：1）精确测量定位，沿坝轴线方向每
15、隔 10m 设一道坡顶、坡中及坡脚的纵向护坡表面高程控制桩，用 22 号铁线进行拉线控制护坡铺砌。铺筑时横向采用两道纵向控制线之间挂线控制砌石表面平整度( 用 2m 靠尺量 测不超过5cm) 。2）干砌石砌体铺砌前，先铺设碎石垫层，垫层与砌体相配合随铺随砌。干砌石护坡以一层与一层错缝锁结方式砌筑，石块咬合紧密，石块前后的明缝用小片石料镶嵌添塞平稳。3）护坡表面砌缝的宽度不应大于 25mm，砌石边缘应顺直、整齐牢固。砌体外露面选用较整齐的石块砌筑平整。块石无风化，岩石表面新鲜，砌筑后表面平整度 2m 直尺不超过5cm，无通缝，缝宽不超过 2.5cm。 附：1、坝身工程量计算表2、粘土心墙工程量计
16、算表3、工程设计图坝身工程量计算表封顶宽 4.0 米 坡度 1：2序号 桩号 间距 地面高程 设计高程 高 铺底宽 断面积 平均断面积 工程量1 0+000 20 20 0 4.0 08.6 7.53 64.762 0+010.6 18.08 20 1.92 11.68 15.053 0+015 6.4 11.82208.18 36.72 166.54 90.8 581.1212 158.31 1899.74 0+027 12.28 20 7.72 34.88 150.0811.7 89.88 1051.65 0+38.7 17.02 20 2.98 15.92 29.686.7 14.84
17、99.436 0+045.4 20 20 0 4.0 0截水槽 （12+4）/2*2*12 192合计 3888.61粘土心墙工程量计算表封顶宽 3.0 米 坡度 1：1序号 桩号 间距 地面高程 设计高程 高 铺底宽 断面积 平均断面积 工程量1 0+000 20 20 0 3.0 08.6 4.73 40.642 0+08.6 18.08 20 1.92 6.84 9.456.4 50.45 322.893 0+0151211.82 20 8.18 19.36 91.4587.1 1045.24 0+027 12.28 20 7.72 18.44 82.7511.7 50.29 588.345 0+38.7 17.02 20 2.98 8.96 17.826.7 8.91 59.76 0+045.4 20 20 0 3.0 0截水槽 （12+4）/2*2*12 192合计 2245.77
