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1、 一、灌溉与排水工程 （一）输配水工程 1、明渠 （1）渠道断面计算 灌溉渠道采用明渠均匀流公式计算，设计一系列断面尺寸，分别计算渠道通过设计流量下的各水力要素，从中选择满足过水流量的断面尺寸。 明渠均匀流公式： （2）灌溉渠道纵断面设计 设计灌溉渠道时，要使渠道断面能够通过设计流量和保持渠床稳定，并保证其水位满足自流灌溉的要求。渠道的水位控制，密切结合沿渠地形条件及灌溉田块参考点高程进行。为了保证渠道所控制的灌溉面积都能进行自流灌溉，各级渠道在分水点处都具有足够的水位高程。各分水口的水位控制高程，是根据灌溉土地的地面高程加上渠道沿程水头损失以及渠水通过各种建筑物的局部水头损失， 有下式自上而
2、下逐级推算出。 （3）渠道用材的选择 参考当地材料价格和来源对浆砌石渠道（M5） 、现浇混凝土（C15）渠道、U 型槽渠的进行比较。浆砌石（M5）渠道不仅造价贵，而且项目所在区域砌石工较少，石料匮乏。U 型渠道和现浇混凝土（C15）渠道则比较经济也比较容易施工，但 U 型渠结构单薄，较容易被破坏。 经综合考虑并征求业主和群众意见，新建渠道选择现浇混凝土渠道； 其中为确保现浇混凝土渠道的安全稳定，现浇混凝土渠采用整体式结构，并在施工时沿渠线长度方向设置伸缩缝，原则上控制每 12m 设置一道（当地质软弱或施工有其他要求时缝距可作适当调整） ，缝宽 20mm，内嵌沥青板方材。 渠道跌差在 50cm
3、以上的（包括 50cm）采用跌水联接上、下渠段进行消能。 （4）流量设计 设计流量计算公式： （5）渠道设计 新建渠道采用现浇砼结构,现浇砼渠道每隔 12 米设置一处横向伸缩缝，伸缩缝内埋置沥青板枋材，板宽为 12cm，板厚 20mm。 （二）排水工程 1、排涝模数计算 根据湖北省短历时暴雨等值线图本项目区年最大 24h 暴雨均值 H=120mm,CV0.4，CS=3.5CV,求得 p=20%暴雨值为 148.1mm。排涝模数按水田与旱作物分别计算。 （1）水田排涝模数 计算公式为： （2）旱作物排涝模数 计算公式为： 2、排水沟流量计算 3、排水沟断面计算 排水沟断面设计主要任务是确定排水沟
4、纵横断面尺寸和水位衔接条件， 校核排水沟排涝能力和不冲不淤条件。根据排水沟设计流量并参考当地经验拟定断面尺寸。 排水沟断面采用梯形，应用均匀流公式： 结合田块地形，选取一定的排水沟底坡 i、边坡系数 m 和糙率 n，用排涝设计流量设计排水沟断面。 排水沟沟底线为：沟底线=水面高程排沟水深。考虑水稻耐淹深度和时间，应按排渍沟排渍的范围和排渍沟设置的间距确定。 4、排水沟设计 新建农沟均采用现浇砼及干砌块石结构。 （三）渠系建筑物工程 1、跌水 灌溉渠道（灌排渠、农沟）跌差在 50cm 及其以上的采取消能措施，50cm 以下采用降坡降，减少高差等措施。由于流量较小，跌水消力池长 0.4m，池深 0
5、.1m，池宽宽于渠底宽 0.2m,胸墙斜坡 1:0.45,跌口为矩形。 灌溉渠道 （排灌渠） 跌水采用 C15 现浇混凝土浇筑,土质渠(沟)采用土跌水。 渠道和农沟上下格田高差大设渠跌水连接。 2、放水闸(口) 田间灌溉渠道放水口有单侧放水口和双侧放水口两种， 设置闸门， 控制放水流量。单侧放水口可直接从渠墙一侧开口放水,不埋设放水管，单侧放水口设闸门两扇，一个为节制渠道流量，另一个调节放水口流量；双侧放水口设闸门三扇，埋设钢筋混凝 土管，在开口设闸处设立闸门，闸门采用木插板。 渠道的分水口，设木闸门控制分水量。 渠道的取水口， 视其引渠或农渠引水的具体地形条件和渠断面尺寸而设置大小取水口。设
6、木闸门控制放水量，并方便取水口的整修。 放水口工程量不计入渠道长度。 3、涵管 生产路过沟渠设涵管连接，埋设砼涵管。 4、引水口 为便于渠道引水，在山涧水取水口处设引水口。 5、涵洞 为加强稳定性，田间道过沟渠设涵洞，涵洞断面设计跨度0.6m，该涵洞因过水断面小，跨度不大，设计较为简单；沟渠通过田间道路时按路基宽将混凝土渠改为M5 浆砌块石渠，过水断面统一设计为底宽 0.4m，高 0.6m，底板和侧墙厚增至 300mm 和 400mm，上加盖 150mm 厚的 C20 钢筋混凝土盖板。 二、田间道路工程 （一）田间道 田间道为与乡、村公路连接道路，或建设于控制面积较大地块的主要道路；部分主干路
7、段可实现硬质化，路面采用混凝土等材料硬化，保证晴雨天畅通，能满足农产品运输和中型以上农业机械的通行。各地块均与主干村道连接，同时拥有部分断面较大的耕地，田间道的路面硬化极为必要。经过论证，本项目区内拥有部分原有土路、基础稳定，适合直接加铺砼路面，提高道路标准，田间道路的修建将大大提高了项目区道路通达率。 硬化田间道是在原有道路的基础上进行硬化，上部为 180mm 厚 C25 砼路面，中间 100mm 厚碎石垫层，底部为原有路基，路面宽 3.0-2.5 米，根据实际需要在道路两侧设 C15 埋石砼路肩（宽各 300mm） 。砼路面每隔 5 米设置一处横向伸缩缝，混凝土路肩每隔 12 米设置一处横
8、向伸缩缝，伸缩缝内埋置沥青板枋材，板宽为 12cm，板厚 20mm。 （二）道路其他工程 1、错车道、回车道 为方便车辆交汇，田间道每个 300 左右设置错车道 1 处。错车道所占的长度已 在田间道总长度中扣除。 2、下田坡道 为方便机械下田耕作，每 2-3 个格田设置一个下田坡道，下田坡道长根据路肩高度设置，面坡比降 1：3；宽 3.0m，边墙厚度为 0.25m。 跨沟渠时，渠道断面加宽、加厚设计，顶采用厚 200mm 厚 C20 预制混凝土盖板过渡。 三、农田防护与生态环境保持工程 （一）项目区河流洪水分析 1、防洪标准 根据有关规范的规定，项目区防洪设计标准为十年一遇（P=10%） 。
9、2、设计洪水计算 本项目区没有实测流量资料，由暴雨推求设计洪水。 （1）设计暴雨 根根据湖北省短历时等值线图 ，查算得本项目区流域各短历时暴雨统计参数列，并计算得各历时 P=10%，P=20%设计暴雨值。 （2）设计洪水 设计洪水采用湖北省产汇流计算方法中的推理公式法计算。 3、洪水水面线计算 （1）计算公式 1）洪水水面线计算采用河道恒定非均匀流伯努利方程式： 其中：hf 为沿程阻力水头损失，hj 为局部水头损失。 2）桥梁壅高计算，根据水利动能设计手册中的公式计算： 当洪水漫桥时，桥孔过程流按孔流公式计算，桥面漫流按竟顶堰公式计算。 3）拦河低坝上下游水位差按堰流公式计算： （2）计算条件
10、 1）断面布设 根据项目区河流长度以及跨河建筑物布设。对于拦河低坝，桥梁的上、下游以及支流汇入口的上、下游均布设有计算断面，各断面资料剖自 1：1000 实测地形图。 2）起始计算水位 起始计算断面选取项目区出口断面。根据 1971 年大洪水洪痕调查结果，推得洪水水面比降为 0.0086，再依 P10设计流量 79.8m3/s,并根据断面资料由曼宁公式求得 P=10%洪水位为 106.4m,以此作为起始计算水位。 3）糙率的选用 本项目区没有实测水文资料和调查洪水资料， 无法根据水文资料以及调整洪痕资料反推河道糙率，只能根据河道形态和河床质组或查阅糙率表 ，确定本项目区糙率取 0.037。 （
11、二）岸坡防护工程 1、护岸设计 （1）防冲护岸设计说明 由于项目区内河道以及区内有一些大断面的排洪沟，在项目区雨季洪水频发时段，河岸经常受到洪水冲涮， 致使项目区多处河岸崩塌严重， 威胁到两岸农田的耕作及通行道路的稳定， 特别是当遇上特大洪水时， 部分地质基础较为不稳定的河岸将受到毁灭性的冲击， 因此项目区多处河岸急需修建防冲护岸以最大程度的保护受到洪水潜在威胁的耕地， 但鉴于修建护岸工程投资大， 本设计根据资金情况， 仅能先对个别冲刷、崩塌严重的河段修建防冲护岸。 经实地踏勘核实设计在河流两岸修建防冲护岸 5 条，总计长 297 米，采用埋石砼结构。具体特性见表 4-6，工程量表见表 4-6
12、-1，断面设计见附图。 埋石砼护岸稳定及应力分析计算， 考虑堆土在最不利条件下的各力学参数选用挡土墙，采用以下公式估算其稳定性。 （2）挡土墙典型设计 修建埋石砼护岸采用重力式挡土墙结构。挡土墙高度根据实际情况而定。采用C15 埋石砼（埋石率20%） ，基础 0.8m，顶宽 0.3m，外侧坡比1：0.1，内侧坡比1：0.2。墙身泄水孔采用直径为 50mmPVC 管，间距 3m，渗水处适当加密，上下排泄水孔应交错设置，最下排泄水孔的出水口应至少高出地面 30cm。排水管进口处包裹无纺土工布，墙背填土优先采用石料或土石混填。沿线地基土层含水量和密度均一，避免地基不均匀沉陷引起墙基和墙体断裂等形式的
13、变形。 挡土墙线应顺直， 转折处采用平滑曲线连接。埋石混凝土护岸每隔 12 米设置一处横向伸缩缝，伸缩缝内埋置沥青板枋材，板宽为 12cm，板厚 20mm。 本次设计的防冲护岸采用“理正岩土 5.11”进行稳定性计算，结果表明新建护岸断面能满足抗滑、抗倾覆要求。 （三）坡面防护工程 1、排洪沟 （1）经从 1：1 万地形图量算，可得各排洪沟集雨面积。 （2）流量设计： 项目区排洪沟排洪流量，因排洪沟集雨面积很小，设计标准为重现期 5 年，采用由设计暴雨推算设计洪峰流量，小流域汇流计算采用推理公式，其解释表达式： （四）土地平整计算原理 根据项目区的现状，不需进行大规模平整。土地平整土方工程主要
14、是荒地平整，项目区为水田，对田块平整要求不是较高，故对田块采用局部平整方式即可。 对平整田块采用方格网法逐一进行土方计算， 一般依据其自然坡度平整为水平格田， 以免土方量太大， 造成投资结构的不合理。 本次规划采用方格网法进行土方计算，借助 HTCAD 软件进行土地平整工程土方辅助计算。经过与实际工程的对比分析发现，运算结果与实际工程相差不大，能够满足项目需要。 土地平整计算步骤如下： 1、方格网交点实际高程计算 通过插入法，利用已收集的自然标高，计算机计算出交叉点自然标高。计算简图如下。 2、交点设计高程计算 3、交点挖填方高度计算 4、土方零线的确定 “零线”即挖方区与填方区的交线，在该线
15、上，施工高度为零。 零线的确定方法为：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上， 用插入法求出零点的位置，将各相邻的零点连接起来即为零线，如图。 5、方格网土方量计算 土方计算以三角锥为基础进行土方量计算，将方格按 n 种方式划分成多个三角锥，所有三角锥土方量之和按 n 取平均值即为该方格的土方量。如四边形的方格有两种划分方式。 沿对角线划分方格，分成两个三角锥，分别对三角锥进行零线划分，得到三角锥及四棱锥（还有一种情况是没有零线，只得到一个三角锥，即原来的三角锥） ，再分别计算锥体体积。 6、表面清杂和表土剥离收集 根据项目区规划情况，确定土地表面清理工程工作内容及数量，确定表土剥离厚度，剥
16、离厚度根据现场土层揭露。表土剥离不仅仅要作层土直接掩埋在田间防渗工程以下。 7、土石方挖填及调配 本项目以格田为平整单位，确保田坎高度在安全范围的基础上，尽可能在格田内进行土方挖填平衡，避免过度跨格田调配土方。 8、田间防渗工程构筑 田间防渗工程构筑前应对场地进行平整，碾压等工程措施，确保田间防渗工程构筑在有一定承载力的平整场地上，避免因场地不均匀造成田间防渗工程损坏，田间防渗工程具体厚度根据场地土壤质地结合保水试验确定。 保水试验：一般新增水田，田间防渗工程应通过保水试验确保保水性能，优质水田更要做好防渗试验，根据调查优质水田日渗漏量平均为 1cm。防渗试验应在做好田间防渗工程后回填表土，根
17、据规定，以质地为砂壤土为主的新增水田区域应客粘土进行田间防渗工程构筑， 客土后进行全覆盖夯实或打浆和泥浆静置， 直至达到防渗要求， 田间防渗工程厚度宜为 1020cm。 对新筑土坎（埂）采取“搭田边、糊田坎”处理，土坎（埂）内侧新糊泥浆厚度不宜低于 5cm。 9、表土回填 表土回填前确保田间防渗工程平整，同时尽量避开雨期施工，必要时需做好排水措施，田面回填高程上预留 5cm 或 20%厚度的虚高，以保证回填土壤沉实后，田面高程满足设计要求。 10、田坎及田埂修筑 格田内部采用田埂进行田块分隔。田埂宜采用土埂，埂高以 3040cm 为宜，埂顶宽 30cm50cm 为宜，兼做生产路的田埂其路面宽度不宜小于 50cm。田埂用粘土填筑，土中不能夹有石砾、树根、杂草等杂物，修筑时应分层夯实。本设计田埂高度30cm、顶部宽度50cm、底部宽度90cm。 在格田或者地块边侧位置设田坎， 田坎高度分别按1m 和 2m 控制， 1m 高田坎按土坎考虑，2m 高田坎按石坎考虑。
