沈家坡小流域提灌工程初步设计报告

'沈家坡流域生态治理项目提灌工程简介1、地理位置及范围沈家坡流域生态治理项目实施区为青海省西宁市城西区沈家寨村前山，地理位置为东经36°18"—37°25"之间，北纬101°34"—101°55"之间。项目区总面积6500亩。项目区西南与湟中县享堂村所属山地为邻，北以沈家沟为界，东临湟水谷地且与宁塔高速公路相连，湟中县大南川水库西干渠依山而行。2、水文项目提灌工程水源：项目提灌工程水源湟中县大南川水库西干渠自蚂蚁沟沟口大南川水库引水，西干渠全长18公里，设计引水流量1.0m3／s，为现浇U型渠，配有相应的渠系建筑物，运行良好，且大南川水管所已与沈家寨村达成了供水协议，水质及水量得到了可靠保证。3、地形、地貌及土壤（l）、地形、地貌：项目区地貌类型主要是湟水浅山地貌，属典型的梁状丘陵沟壑区。坡陡沟深，地形破碎，沟壑纵横，地面坡度一般在15°—35°自然植被稀疏，大部分地区为荒山秃岭。区域内黄土地貌发育典型。地势由北向南逐渐升高，地势起伏大，高差悬殊，耕地坡度大，坡耕地所占比重达60—85％，其中大于25度的坡耕地达1／3以上。该区域也是西宁市水土流失最为严重的地区，年侵蚀模数为1000— 8000吨／平方公里。（2）、土壤：项目区土壤以黄土母质和次黄土母质发育成的粟钙土为主(1A，lB)，土壤剖面发育完整，成土过程以腐植质积累过程为主，形成粟色有机质层，厚30cm左右。4、提灌工程地质条件（1）泵站站址工程地质条件本工程灌溉从湟中县大南川水库西干渠引水，经一级提灌至灌溉区。电灌站修建在沈家坡坡根，西干渠西岸，距宁塔高速公路约500米。根据该泵站址工程地质岩性分析，地表以亚沙土、亚粘土为主，土层较薄，下部以砂砾石组成，主要成分有火成岩、沉积岩等，成灰白色，一般为钙、泥质胶结，含沙量10-30%，厚度为3—5m，局部可达10m以上，地基承载力较高。（2）压力管道地质条件设计压力管道均为埋设，埋设深度为1.5m，尽可能地避免冲沟两岸坡崩、滑坡或谷地受山洪冲刷的影响，管沟前段基础多为亚沙土、亚粘土层。粉土、亚粘土及碎(砾)石土互层。水平层理清晰，以不等厚度交替出现，为保证边坡的稳定性，建议管沟开挖边坡为亚粘土1:0.3；砂砾石、粉土层1:0.5。（3）蓄水池地质条件蓄水池表土层为亚粘土，粉土层，厚3— 4m，含有腐殖质，植物根系，承载力较弱，其下为第三系粘土、砂岩。作为蓄水池镇墩基础需经预沉，夯实处理，承载力才能满足要求。（4）配套管道及附属建筑物地质条件配套管道及附属建筑物涉及区域广，表土类型多，但由于规模及尺寸较小，一般都能满足承载要求。5、建设规模本项目开发治理荒山荒坡6500亩，其中水土保持林地建设5700亩(其中灌溉林1880亩，旱作林3820亩)、经济林建设500亩、草地建设300亩，配套水利工程新建提灌工程一处，取水流量0.0244m3／s。建设泵房1座，建筑面积101.6m2(包括泵房、配电室、值班室)，各类阀门井47座，埋设输水管路14km。修建蓄水池100m3二座，200m3一座，400m3一座、输变电线路配套0.5km。田间道路1.2km等。提灌工程设计灌溉面积为2680亩。6、工程布置按照灌溉造林要求，经工程规划，本项目提灌站自湟中县大南川水库西干渠引水将水提至灌区制高点的蓄水池后向配水管路分水。泵站配套管路呈梳齿形树状网布置。由支、分支、斗管三级固定管路和一级移动支管组成。主要包括：泵站工程、蓄水工程、配套管路工程三个部分。设计引水流量为0.0244m3／s。设计扬程为252.5m，灌溉面积2680亩。 根据工程布置，泵站工程由引渠、进水池、泵房和压力管组成。引水渠长4m，设计流量为0.0244m3／s，采用矩形暗渠输水；进水池采用钢筋砼矩形池，考虑到该进水池工作水面较西干渠正常水深水面低，考虑一定的淤积容积，初步确定进水池为50m3池。泵房均采用分基型砖混结构，平面形状为矩形，建筑面积为101.6m2，内设D型泵1台；压力管线长为1450m，管径为φ180mm，沿线较大转角处均设镇墩，镇墩间设支墩，出水管路直接通入制高点蓄水池。蓄水工程主要有4座100—400m3蓄水池(包括出水池)，其中容积400m3的1座(兼出水池)，200m3的1座，100m3的2座，均为钢筋砼圆形池。泵站配套管路工程主要包括管网、阀门井、给水栓等，管路全长14km。7、主要建筑物设计（1）泵站①引水暗渠经工程布置，引水矩形暗渠长为4m，结构采用现浇150#砼矩形渠，渠顶设C20预制盖板，渠首位置设拦污栅、分水闸，封闭式平板钢闸门控制。②进水池经设计，泵站进水池容积50m3 ，采用C20钢筋矩形池，考虑到施工时便于混凝土入仓振捣以保证质量，设计池壁厚15cm，池底厚20cm。池内壁和底板抹20mm厚M10防水砂浆，分四层施工。③泵房、管理房及变压器室为了减少占地面积，并综合考虑西宁市建设局对新建建筑物外观造形的要求，设计管理房与泵房合建，布置为一层。根据提灌站站址基础条件及机组安装要求，泵房结构采用分基型，机组一列平行布置。泵房平面形均为矩形，层高3.3m，进深5.2m，开间3.3m，变压器置于室外。泵房基础为刚性75#浆砌石条形基础。泵房室内地坪设排水沟和防水层。房屋结构为砖混结构，墙体由75#砂浆和标号不低于150号的机制砖砌筑(砖要求吸水饱和、泛碱完毕)，基础和檐口下设砼圈梁，断面为240mm×240mm，砼标号C20；屋顶做适当造型，屋面为SBS防水层。为充分利用空间便于操作和管理，并同时满足供电部门要求，低压配电屏及启动柜布置在泵房内，用铝合金玻璃隔断隔出配电间，将低压配电屏与启动柜和机组隔开，间内铺绝缘垫。机组检修利用机组之间的空地进行，不再另设检修间。泵吸水管径均采用Dg200mm，进水口设喇叭管，距进水池底0.6m，水泵出水管管径均采用Dg180mm无缝钢管，在每台机组出水管路的室内段上装设φ150mm闸阀和止回阀，用以控制管道水流和方便运行人员管理。经计算管路水头损失，绘制Q—H损曲线比较，校核水泵工作点位于高效区内。 水泵充水设备选用SZB－8水环式真空泵1台。④压力管道根据泵站地形、地质条件，经工程布置方案比较和水力计算分析，泵站上水压力管路长度为1450m，采用无缝钢管，壁厚6.5mm，施工艺及质量要满足受压小管施工的规范及要求。施工质量检查全部达到三级，二级检查抽检，抽检率不小于35％。焊接尺寸偏差≤2mm，弯管段用弧形连接，要求过水平滑顺畅，避免采用折角。压力管均采用埋设，管道防腐采用环氧煤沥青加强防腐结构，即涂底漆2遍、沥青3层，中间包玻璃布2层。管道埋深不小于1.5m，管沟底宽0.6，按0.3—0.5边坡系数开挖，管路大致按地形敷设，管道基础表层为崩、坡积土层，下部为第三系粘土岩，整个管路较大弯管处均设有镇墩(C10)。（2）蓄水池蓄水池单座设计容积100—400m3，共计4座。其中容积400m3的1座(兼出水池)，200m3的1座，100m3的2座。蓄水池采用C20(灰水比1:0.50—55)现浇钢筋砼圆形池，采用定型设计，池底厚均为25cm，池壁厚均为20cm，基础分设C10砼、三合土垫层，C10砼垫层厚为10cm，池顶设盖。池内设有进、出水管，溢流管及放空管等，需控制流量的管道均设有闸阀，并设置阀门井，井及各水管的具体位置由施工人员现场确定。 基础垫层按池址的地质条件做具体处理。如遇湿陷性黄土，先将基础做预沉处理，然后做50cm厚三合土垫层(三合土配比(体积比)为灰：黄(粘)土：砂为1：2：3；水灰比(水：熟石灰)0.45；三合土干容重≥1.78×103kg／m3；压实系数：0.9—0.95；面层干撒水泥。为提高初期强度建议添加占三合土重量30—40％的碎卵石)和30cm厚砂砾石垫层(容重≥2.0t／m3)；遇砂砾石基础，则三合土垫层取消；遇石膏夹层应尽量将其挖除，如夹层较厚，全部挖除较为困难，应在其上直接铺设不小于30cm的砂砾石垫层。最后才可进行C10砼垫层和蓄水池主体施工。基坑回填土容重不小于1.55t／m3。另外考虑到施工条件，高位出水池由于大型施工机械直接难于到达，设计采用现浇池盖工艺，200t水池施工点临迫近山上道路，设计采用了预制顶盖吊装和现浇两种工艺。施工单位应视具体情况灵活采用，特别吊装工艺对缩短工期将极为有利，但需提前预制，存在模板立样困难、钢筋复杂的特点。（3）配套管路工程①管路布置泵站配水管路呈树状布置，由支管、分支管、斗管三级固定管道和一级移动管道组成，共布置支管长度为875m，分支管长度为1331m，斗管长度为9544m，移动软管800m，共设各类阀门井47座，给水栓155个。所有管路配件及配套闸阀均采用定型产品。②管径选择和管道水力计算 对灌溉管道来说，在满足流量的情况下，还要考虑管道的经济流速，并充分利用地形落差，减小管径。因此，通过管道的水力计算确定各级管道的管径。管道沿程损失按ht=0.948×105Q1.77L／D4.77计算，局部损失按沿程损失的10％计。各级管路考虑施工时接口连接，管径大于75mm时采用PVC管，其余采用高密度聚乙烯(PE)管材，管道压力均为0.8MPa。③管道的铺设和管道系统的安装各管道均采用埋设，为起到保护作用和便于日后管路的维修，埋深不小于1.5米(底宽0.6米，平均开挖边坡l：0.3)。铺设时先在管沟中回填20cm的细土，管道铺设完毕后，进行充水试压，等验收合格后，再回填30cm的细土，此后，方可进行大面积回填。管道的连接采用现场热软化扩口承插连接法。承插长度不小于1.5倍的公称外径。④阀门井设计在各级管道分水处设置三通和阀门，并设阀门井，鉴于灌区地形落差较大，故水压大于50米时设置减压井，据南北山已建工程经验，管道减压采用装设减压阀，通过控制阀门开启度的方法减压，在各支管、分支管末端设放空阀，并设阀门井，阀门井采用圆形砌砖拱圈结构。直径φ1000—1200mm。（4）给水栓 经工程布置，绿化区共设置给水栓155个，采用丝堵固定式出水口，每条支管相邻两个给水栓间距为50—75m。连接段钢管直径根据其所连接灌溉管道的直径确定。（5）、电气设计①负荷分布泵站安装多级泵1台，配套电机(工作)功率110kw；真空泵1台，功率3.0kw；泵房、管理房等照明、生活管理用电及绿化区以后的生活、生产用电15kw。泵站的总容量为128kw。②电力来源彭家寨地区属西宁供电局城西供电所供电范围，经调查，项目区有10kv输电线路作为本工程供电电源，输电容量能满足工程负荷要求。③供电方案供电方案：从泵站东侧10kV输电线路“T”接架空线路0.5km，在泵房一侧设变电站供电，经降压后进入泵房。④变压器容量选择和变电站布置泵站选取变压器容量为160kvA，选S9—160／10型电力变压器：设在变压器室内，工作接地电阻R≤4Ω，避雷接地电阻≤8Ω。⑤主要电气设备选型泵站主要设备型号：变压器：S9—160／10型；起动控制柜：JJIB—132／380-2型； 10kvT接架空线路：LGJ—35，0.5km；各主要建设项目的设计施工示意图详见“沈家坡小流域治理项目提灌工程可行性研究报告附图集”。8、工程施工（1）施工条件泵站位置临近宁塔高速公路，且南川西路办事处所辖村庄道路畅通，交通便利。泵站压力管路大致沿山梁、山坡布置，设备材料运输较困难，另需人力、畜力拉运或驮运，需增加场内运输费用；蓄水工程布置在山顶及山坡上，配套管路遍布整个项目区，施工交通较为不便。材料运输较为困难。根据调查，该提灌工程所需砼粗、细骨料湟中多巴附近拉运，平均运距10—15km，块石料需从湟源峡石料场拉运，运距26km。红砖可由临近砖厂购运，三材中水泥可由大通青海水泥厂购取，木材、钢材、管材等材料，机电设备等均由西宁市场或直接从生产厂家采购。材料运输以汽车为主，手扶拖拉机为辅。工程施工用电：泵站施工可在开工初期利用沈家寨村动力用电解决。蓄水池及管网工程采用柴油机发电供电。工程用水：泵站工程直接取用西干渠渠水，压力管坡、蓄水池等可由拖拉机就近拉运解决。（2）施工方法 在工程实施前，由区农业综合开发办公室组织有关人员成立施工项目部，负责工程实施的有关事宜，做好施工前的各项准备工作。为切实保证工程质量，工程施工要严格按照设计要求和有关施工规程、规范进行。按“三制”要求，选择专业施工单位，并委托有资质的质检和监理部门做好工程的质检和监理工作。本工程规模较小，施工强度低，单位工程相对分散，互不干扰。受施工场地条件限制，施工方法以人工为主，机械为辅。混凝土施工如交通、现场条件允许，均要求400L鼓筒式搅拌机拌合。山上局部各设备难以到达处，采用人工拌合，要求至少做到“干拌三，湿拌四”，确保混凝土质量。严格控制水灰比(1：0.5—0.55)，入仓振捣采用B—50、φ63等软轴式振捣棒。钢、木模板立模。泵站工程位置地形复杂，施工难度较大，施工中应注意以下几点：①泵站施工要严格按设计要求和泵站工程技术规范要求进行。②管路施工以人工为主，沟槽、蓄水池等土石方开挖采用人工开挖，要求基础平整，顺直，并要夯实，达到设计要求。沟槽开挖时，将土堆放一边，尽量减少对已有植被的影响。③ PE管铺设时，先清除管中杂物，连接时，先用砂纸将接头部位擦好，用布把碎屑擦净，采用现场热软化扩口承插连接法。承插长度不小于1.5倍的公称外径。若PE管与钢配件连接，可采用相应管径的管件的承插连接。并作好管道安装的施工记录。④管道较大转弯处以及各种阀门处需设镇墩或墩座，以免管路发生位移，装设阀门处均设置阀门井。⑤由于PE管较轻，未回填时试压，常使管路发生位移而脱节，所以，首先在管路上填一部分土(管子接口处不填，并严禁将大块石直接跌落基坑内，以免损坏管道)保护管路，然后进行冲洗和试压，检查是否有渗漏。如不渗不漏为合格，方可进行回填。⑥系统的隐蔽工程，必须经验收合格后方可进行下道工序施工，工程阶段验收，应有签证和验收报告。（3）施工进度为保证该工程建设的顺利进行，水利配套工程从紧安排工期，2004年11月完成项目可研的的审批，待可研批复后进行初步设计的审查和技设工作，并做好沈家坡泵站工程开工前的一切准备，力争于2005年3月中旬开工，2005年6月中旬完工，施工工期为3个月。'