堤防工程施工组织设计级别为4级.docx
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堤防工程施工组织设计级别为4级
第一章设计提要
1.1 设计依据
(一) 1996年10月,省水利厅水勘字[1996]40号文关于《市大河防洪治理工程初步设计》的批复。
(二) 1996年8月,市水利勘测设计研究院、市大河管理处编《市大河防洪治理工程初步设计》。
(三) 1995年9月至11月、年11月,市水利勘测设计研究院、市大河管理处实测的大河堤防建筑物、险工、挑流坝等测量成果。
(四) 2001年3月20日,省水利厅水规计字[2001]26号文《省水利厅关于下达2001年省预算内水利基本建设项目投资计划(第一批)的通知》中关于《市大河防洪治理工程》投资计划的安排意见。
(五) 部颁有关规范:
1、《堤防工程设计规范》(GB50286-98);
2、《水工混凝土结构设计规范》(SL/T191-96);
3、《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97);
4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-85);
(六) 水利部颁布的有关其他规范、标准、规定等。
1.2 工程等级及设计标准
1.2.1 工程等级
根据省水利厅()水勘字号规定,大河属大
(二)型防洪除涝河道。
按照《堤防工程设计规范》(GB50286-98)有关堤防工程级别的规定,大河堤防工程的级别为4级。
1.2.2 设计标准
堤防按二十年一遇洪水标准设计;
1.2.3 抗震设计标准
根据《省地震烈度区划图》,大河干、支流区域地震基本烈度为6度,设计烈度6度,按部颁《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97),不进行抗震核算。
1.3 工程主要内容
险工护砌200米。
1.4 施工计划
按照省水利厅二OO一年度投资计划安排意见,结合县的实际情况,在征求多方面意见的基础上确定:
险工护砌于二OO二年三月一日开工,二OO二年五月底前竣工验收。
1.5 工程投资预算
县大河岁修工程投资预算27.81万元。
1.6 混凝土、砂浆及砌体强度等级
(一) 混凝土、砂浆及砌体强度等级见表1.6.1;
(二)混凝土的设计强度及弹性模量见表1.6.2。
表1.6.1 混凝土、砂浆及砌体强度等级表
工程部位
混凝土
砂浆
砌体
险工护砌
M7.5
MU40
素砼压顶
C15
表1.6.2 混凝土的设计强度及弹性模量表 单位:
N/mm2
强度种类
符号
混凝土标号
C15
轴心抗压
fc
7.5
弯曲抗压
fcm
8.5
轴心抗拉
fc
0.9
弹性模量
Ec
2.2×0104
1.7 工程地质条件
1.7.1 地形地貌
区域地形东高西低,北高南低,主要地貌类型有:
山地、丘陵、平原、洼地和河谷等。
河干流河谷宽浅,纵向比降0.3‰-2‰,受区域构造和两岸地形控制,河流侧蚀作用较为显著,两岸谷坡不对称,阶地发育也不够完整。
河滩发育很好,微向河床倾斜,呈明显的二元相结构。
河床多由分选良好的砂所覆盖,砂的主要成份为石英和长石,其厚度不均,一般为6-9m,在河道弯窄处水流垂向侵蚀作用加剧,出露基岩。
1.7.2 地质构造与地震
本区断裂构造受区域应力场控制,多为东西向弧形延伸,经分析研究,本区晚近期新构造运动相对较弱,地震基本烈度为6度,对工程影响较弱。
1.7.3 地层岩性
本区地层出露较全,主要地层由老到新分别为太古界泰山群、下古生界寒武系和奥陶系、上古生界碳系和二迭系、中生界白垩系、新生代的第三系和第四系地层。
1.8 主要工程技术经济特性指标
1.8.1 工程技术特性指标
险工护砌工程技术特性指标见表1.8.1
表1.8.1 险工护砌技术特性指标表
岸别
名称
起止桩号
长度(m)
备注
干北
障城
49+900-
50+100
200
险工护坡:
坡顶高程为20年一遇设计洪水位+0.5米的安全超高:
险工护岸:
岸顶高程与岸顶齐平。
1.8.2 工程经济特性指标
工程经济特性指标见表1.8.2
表1.8.2 工程经济特性指标表
工程名称
工程数量
工日(个)
主要建筑材料
投资(万元)
土方(100m3)
砌石(10m3)
混凝土(m3)
水泥(t)
木材(m3)
钢筋(t)
险工护砌
14.8
165.3
40
3361
125.00
1.02
24.49
(二)工程总预算表见表1.8.3
表1.8.3 工程总预算表
序
号
工程或
费用名称
建筑工
程费
(万元)
安装工
程费
(万元)
设备购
置费
(万元)
其他
费用
(万元)
合计
(万元)
占一至五部分投资(%)
一
建筑工程
24.491
24.491
88.95
二
临时工程
0.37
0.367
1.33
三
水库淹没处理补偿费
四
其他费用
2.68
2.675
9.72
一至五部分投资
27.53
基本预备费
0.2753
工程静态投资
27.8088
第二章 险工护砌工程设计
2.1 水文水利计算
2.1.1 设计洪峰流量计算
采用1986年市《大河流域防洪除涝规划》计算成果,即选用临站为代表站,取1954-1984年计31年实测洪峰流量资料系列,经扣除上游历年已建水库的影响,还原计算成现状流量系列,推算各设计标准洪峰流量。
采用还原公式:
式中:
Qi现、Qi实--i年现状及实测洪峰流量(m3/s);
Fi现、Fi实--i现状及实测控制流域面积(km2)
通过列表计算得:
Q=1800m3/s,CV=1.4。
经计算采用:
CS=2.5Cv,查皮尔逊III型曲线得不同设计频率的洪峰流量。
计算成果见表2.1.1。
表2.1.1 不同设计频率的洪峰流量表
P(%)
0.1
1
2
3.3
5
10
20
50
Фp
7.72
4.22
3.23
2.45
1.97
1.09
0.32
-0.41
Kp
11.81
6.91
5.52
4.43
3.76
2.53
1.45
0.43
Qp
21258
13438
9936
7974
6768
4554
2610
774
综合考虑各方面的因素,拟定大河干、支流各设计频率的洪峰流量值分别采用:
主干流:
二十年一遇洪水:
Q=7000m3/s;
三十年一遇洪水:
Q=8000m3/s;
五十年一遇洪水:
Q=10000m3/s。
牟河:
二十年一遇洪水:
Q=5500m3/s;
三十年一遇洪水:
Q=6000m3/s。
柴河:
二十年一遇洪水:
Q=3500m3/s;
三十年一遇洪水:
Q=4000m3/s。
根据省计委计农(基)字[1995]972号文《关于大河防洪治理工程可行性研究报告的批复》,确定大河按防洪标准二十年一遇治理,因而本次治理设计标准洪峰流量值为:
主干流二十年一遇洪水:
Q=7000m3/s
牟河二十年一遇洪水:
Q=5500m3/s
柴河二十年一遇洪水:
Q=35000m3/s
2.1.2 设计洪水位
采用1992年大河洪水水面线推算成果,并根据详细的洪水调查,参照1957年、1964年水位进行了必要的补充和修正。
2.2 工程设计
2.2.1 工程建设内容
险工护砌200米,该险工为大河重点险工,大部分位于弯道的凹岸,河床狭窄,水流速度大,冲刷能力强。
多年来,由于洪水冲刷,堤防和滩地发生严重的坍塌、滑坡,危及堤防安全。
虽部分险工段进行过治理,但大部分为五、六十年代的干砌石工程,设计标准低,施工质量差,运行三十多年来,老化、退化、损毁严重。
因此,根据工程现状及存在问题,对堤防和滩地边坡采取浆砌石加固。
2.2.2 护砌工程设计超高
(一)护坡工程设计超高
为满足防风浪、冰盖、动植物破坏及防渗要求,护坡从堤脚开始,护砌的坡顶高程为设计防洪水位加0.5m超高。
设计洪水位采用市水利勘测设计研究院、市大河管理处编制的《大河防洪治理工程初步设计》设计洪水水面线计算成果。
(二)护岸工程顶高程
护岸工程顶高程与滩地顶面齐平。
险工护砌工程护砌坡顶、坡脚高程见表2.2.1
表2.2.1 险工护砌工程护砌坡顶、脚高程表
险工
名称
岸别
断面桩号
护砌坡顶高程(m)
护砌坡脚高程(m)
备注
鄣
城
险
工
干
北
49+900
59.80
55.18
护
岸
49+950
59.62
55.40
50+000
59.15
55.32
50+050
59.14
54.83
50+100
59.16
55.18
2.2.3 护坡块石粒径
采用《碾压式土石坝设计规范》(SDJ218-84)计算方法,块石在最大局部波浪压力作用下所需直径D为:
式中:
rk---块石容重,石灰岩取2.2t/m3;
rw---水的容重,取1.0t/m3;
m----护坡率,取2.5(1:
2.5边坡);
K----随坡率变化的系数,取1.3;
H----设计波浪高度(m)。
设计波浪高度按安德烈扬诺夫公式计算:
h=0.0208V5/4Do1/3
式中:
V---风速,参照《国际风速分级表》、《水文图集》及《水力计算手册》确定,大河流域风力等级为6级强风,V=12.3m/s;
Do----吹程,由大河万分之一局部地形图及大河1991年实测大断面图量取。
障城险工吹程:
Do2=5.0km。
代入上述计算公式,计算得出护坡块石粒径:
障城险工:
D2=0.22m,取D2=0.30m(h2=0.819m)。
2.2.4 护坡砌石厚度
采用下式计算:
式中:
t---护坡厚度(m);
k---系数,取k=1.3。
经计算得,t=0.39m
结合浆砌石护砌工程的实际情况,确定护砌厚度取t=0.45m。
2.2.5 护坡结构设计
(一)边坡设计
险工治理工程的原有堤防边坡在1:
2.5左右,由于洪水冲刷,部分堤防和滩地出现坍塌、滑坡等现象,结原原堤防和滩地工程实际情况,确定设计护砌边坡为1:
2.5,对有些堤防和滩地断面边坡,虽达不到1:
2.5但已满足稳定要求的,不再进行培厚加固。
(二)坡面设计
坡面采用M7.5水泥砂浆砌块石结构,厚0.45m,双层护砌,上层块石平均粒径为0.30m,下层为0.15-0.20m,护坡下铺设0.15m厚粗砂、碎石垫层,碎石粒径5-20mm。
坡面横向设2-3排排水孔,距坡顶斜距为1.5-2.0m,纵向孔距2.5m,呈梅花形布置,排水管采用内径50mm的硬塑料管,内部填土工织物,两端用土工布绑扎。
护坡每隔15m设一条横缝,缝宽20mm,采用柏油木板填缝。
(三)基础设计
坡脚深入坡基内缘,以增加护坡的整体稳定性。
基础深1.5m,宽1.0m,采用M7.5水泥砂浆砌乱石。
(四)封顶设计
坡顶采用现浇C15混凝土与坡面相衔接,封顶尺寸为高0.4m,宽0.6m。
2.3 稳定计算
2.3.1 计算参数
险工段堤防和滩地均为均质砂壤土,其干容重r=16.5KN/m3,内摩擦角Ф=24°(tg24°=0.445),凝聚力C=12KN/m2,r湿=19KN/m3,r浮=10.4KN/m3,r饱=20KN/m3。
2.3.2 计算断面
选择干北障城险工段KM50+050作为典型断面,进行边坡稳定计算。
2.3.3 稳定计算
(一) 施工期或竣工期(非常运用条件I)下的边坡稳定计算。
采用端点圆弧法计算,稳定安全系数计算公式为:
式中:
C---填土的凝聚力(KN/m3);
L---滑弧的弧长(m);
R---土的干容重(KN/m3);
Φ---土体的内摩擦角(度);
θi—土条底面中点的法线与竖直线的交角(度);
b---土条的宽度(m);
hi---土条的中心高度(m)。
经计算得:
边坡的稳定安全系数K=1.719。
边坡的允许安全系数K允=1.05,K>K允,故在此种状况下,设计边坡满足稳定要求。
(二)设计洪水状况下的边坡稳定计算
按《堤防工程设计规范》GB50286-98中的计算方法,稳定安全系数计算公式为:
式中:
b---土条的宽度(m);
r浮---土的浮容重(KN/m3);
a----土条底面中点的法线与竖直线的交角(度);
Φ----土体的内摩擦角(度);
C-----填土的凝聚力(KN/m3);
L-----滑弧的弧长(m)。
经计算得:
边坡的稳定安全系数K=2.48>K允=1.05,故在此种状况下,设计边坡满足稳定要求。
由以上计算可知:
在施工期、竣工期和正常运用(稳定渗流状态)情况下,设计边坡能够满足稳定要求。
第三章 工程管理设计
3.1 工程管理
(一)为加强工程管理,确保防洪安全,更有效地发挥工程设计效益,必须加强管理工作的领导,按照分级管理的原则依法搞好工程管理和防汛工作。
(二)认真贯彻执行《水法》、《防洪法》、《河道管理条例》和《市大河管理办法》等有关法规,依法管理,依法防汛,建立健全执法队伍,加大执法力度,把各项管理工作纳入法制轨道。
(三)按照专业管理与群众管理相结合的原则,堤防工程按每公里一人设护堤员,由沿河村队选派,所在县(市、区)大河管理段同意后,统一组织上岗。
堤防建筑物、防汛公路由所在县(市、区)大河管理段统一管理、维护。
(四)加强经营管理,认真抓好“河道工程维护费”、“河道采砂管理费”的征收工作,取之于河,用之于河,努力提高经营管理水平,减轻国家负担。
(五)加强工程观测,确保防汛安全
1、边墙及岸坡稳定观测
边墙稳定观测主要是观测其有无沉陷、倾斜、裂缝等。
沉陷观测方法是在沉陷观测部位设置工作基点,利用堤顶上的水准基点,采用几何水准测量法观测;倾斜观测采用水平气泡倾斜仪;裂缝的位置和长度观测,可在裂缝两端用红油漆画线作标记或在混凝土表面绘制方格坐标网进行观测,裂缝的宽度观测,通常可用放大镜测定。
岸坡稳定观测应注意观察有无块石翻起、松动、塌陷、垫层流失、架空或风化变质等损坏现象。
2、金属结构和启闭机械观测
对金属结构表面,应观察有无裂缝、生锈、油漆剥落、焊缝开焊等。
对启闭机械,应面容运转是否正常,有无异常的声响和振动,传动机件和承重构件有无磨耗损失,齿轮咬合是否符合要求,连接螺丝特别是地脚螺丝是否松动,制动器是否灵活有效,润滑油是否充足,安全防护设备是否完好等。
(六)按水利工程占地的有关规定,办理好永久占地征用手续,管好用好管理范围内的已划界确权的所有土地。
3.2 管理单位建设
项目所在县区设置了县大河管理段,具体负责县内河段工程项目的管理。
第四章 施工组织设计
4.1 施工条件
4.1.1 水文气象
施工区域属温带大陆性气候,年平均气温12℃-14℃,最热7月份平均27℃,最冷1月份-18℃~-3.4℃。
多年平均降雨638.0mm,6至9月份为513mm,占全年的75%,暴雨洪水最早产生于6月上旬,最晚9月中旬。
最大冻土深46cm。
因此,确定年度施工时间为3-5月3个月。
4.1.2 地形、地质
施工区域地形是东高西低,北高南低,干流河谷宽浅,纵向比降3‰-1‰,河床多为良好的砂覆盖,两岸土壤多为砂壤土,复堤工程可就近取土。
经分析,地形、地质条件及地下水、地表水对浆砌石、混凝土工程施工不会产生不良影响,而且提供了丰富的水、砂、土资源。
4.1.3 施工场地
为施工方便,减少运距,砂、石料场分别沿险工长度方向布置在堤外肩及堤外角滩地上,砂浆搅拌机布置在堤外肩,水泥堆放处随搅拌机布置,并设置防水、防雨、防潮湿措施。
4.1.4 交通运输及建材供应
施工区域内有大河至段东西公路干线和若干乡镇级公路,交通十分方便。
险工护砌所需水泥由县水泥厂提供,运距平均约20km,木材均由木材市场购进,运距平均约90km;花岗岩、石灰岩石料、碎石均由工程所在县(市、区)的石料厂提供,运距平均约30km;砂从就近沿河砂场购进,运距平均3km。
4.2 施工方法
4.2.1 岸坡基础清理
坡面上杂草、树木丛生。
护砌前,应将其全部清除干净,并按设计坡度整平坡面,防止坡面过陡或坡度急骤变化。
岸坡脚基础应按设计高程和宽度开挖,淤泥、腐植土以及混杂有建筑物残碴的土壤均应清除干净。
如有泉眼,则应在砌筑前引走或采用反滤层铺盖处理。
如发现软基则应采取换基等措施,必要时,还应对较松软的基础或坡面普遍夯实,再行砌筑。
4.2.2 砌筑程序及方法
先砌筑岸坡脚基础,待砌到一定高度时,再开始砌筑岸坡。
砌筑岸坡时,先在坡面上均匀铺设一层厚150mm粒径20-40mm的碎石垫层,再开始浆砌石砌筑。
为防止碎石垫层滑动,应铺设一段碎石垫层,砌一段浆砌石,依次向坡顶铺设砌筑。
坡脚基础与岸坡接触处应同时砌筑,以保证两者之间的紧密结合。
安装排水管时,应做好反滤层,避免砂浆、碎石堵塞排水管。
浆砌石砌体的砌筑等参见堤防建筑物混凝土施工部分。
4.3 施工组织
为确保大河防洪治理岁修工程顺利实施,保证工程指标达到设计要求,确保工程质量,全面提高防汛工程的整体防洪除涝能力,本期工程施工应建立健全各项施工管理组织,制定完善的质量保证体系,加强施工技术监督、管理,进一步明确各项施工管理职责。
根据省市政府要求,县政府成立工程指挥部,指挥部下设办公室、工程科、财务科等,办公地点设在县大河管理段,其主要职责为组织协调工程实施、征地、资金筹措等外部环境。
为便于施工管理和上下联系,施工日常工作由指挥部各科室负责。
据省厅批复,县大河管理段为县大河工程的项目法人机构,全权负责工程招标,对施工的全过程进行监督管理,确保工程质量。
为了保证工期和质量,县工程指挥部、大河管理段和中标施工单位、监理单位签定施工、监理承包合同。
实行“包任务、包工程标准、包工程质量、包投资、包工期”的五包制和工程监理制。
4.4 施工质量管理
施工质量管理要贯彻“百年大计、质量第一”的方针,采取“质检”、“监理”、“自检”相结合的质量管理措施。
县大河,岁修工程指挥部工程科具体负责工程施工质量的全过程管理,与设计单位制定不同工程的统一的“施工技术规范”。
施工单位必须严格按照施工图纸、施工技术规范施工,每完成一分部工程,施工单位要进行质量自检,严把自身质量关,工程师对实行监理制的工程项目严格按照工程监理程序进行监理,发现质量问题,及时通知施工单位,并要求施工单位在规定的期限内处理完毕。
市水利基本建设工程质量检查站和县质检站负责行使水行政主管部门的质量监督权,对工程质量管理单位、监理单位、施工单位进行全方位的监督。
根据省财政专项资金管理的有关规定,建立并落实工程质量行政领导责任制,参建单位工程质量领导人责任制、工程质量终身负责制,并层层签定责任书,确定工程质量。
第五章 工程施工预算
5.1 编制说明
5.1.1 编制原则、依据
根据省水利厅水勘字[]号文对《市大河防洪治理工程初步设计》的批复,按照省水利厅水规计字[]号文的投资计划,以水定字[]号文颁发的《省水利工程初步设计概算编制办法》、省人民政府第号令《省大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例实施细则》、水利水电工程设计工程量计算规定为依据;根据市主管部门颁发的设备、材料价格,结合大河防洪工程特点,实事求是,深入调查研究,合理采用设备材料价格,保证预算编制质量,提高工程投资、效益。
5.2 定额采用
土方工程采用年《省水利水电建筑工程预算定额》(上册)
砌石工程采用年《省水利工程预算定额》(第二册)机械台班费采用年《省水利工程施工台班费定额》。
5.3 材料价格
均采用运到工地价。
5.4 工资标准
根据省水利厅水宣字[]1号文颁发的《省水利工程设计概(估)算费用构成及计算标准》规定,进行人工预算单价计算,全为技工,单价取为21.56元/工日。
5.5 取费标准
按专业队三级施工企业考虑,具体标准见下表
工 程 单 价 取 费 表
费 用 项 目
计 算 基 础
建 筑 工 程
其他直接费率
基本直接费
3.0%
现场经费率
基本直接费
6.5%
间接费
土石方工程
直接工程费
5.4%
企业利润
直接费+间接费
5%
税金
直接费+间接费+利润
3.22%
5.6 其他费用
按“编制办法”有关规定计算
5.6.1 临时工程
临时房屋建筑工程:
按建安工作量之和的1.5%计(不含临时工程)
其他临时工程:
按建安工作量之和的3%计(不含其他临时工程)
5.6.2 其他费用
(1)建设单位管理费按全部建安工作量3.0%计
(2)生产准备费:
包括管理及生产单位准备费按全部建安工作量的0.4%。
(3)科研勘设费
科学研究、试验费:
按全部建安工程量的0.4%,勘测设计费:
按建安工程量的3.7%。
前期勘测设计统筹费:
按勘测设计量的10%。
(4)预算定额编制管理费按建安工作量的0.08%。
(5)工程质量监督检测按受监理工程建安工作量的0.2%。
(6)工程质量监理费按建安工作量的2.0%。
附表:
(一)工程总预算表;
(二)综合预算表;
(三)工程单价汇总表;
(四)工程工日材料数量汇总表;
(五)机械台班数量汇总表;
(六)机械台班费汇总表;
(七)工程材料预算价格汇总表
附图:
(一)险工护砌剖面图
(二)险工护砌平、剖面图
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