生活區(qū)場地布置方案2015.1.2

1、金平縣金水河四級水電站工程 生活區(qū)布置方案生活區(qū)布置方案審批： 校核： 編制： 2014年10月15日目錄1.1. 概述11.2. 生活區(qū)場地布置方案11.2.1. 圍堰布置11.2.2. 圍堰頂寬與坡比11.2.3. 圍堰堰頂高程11.2.3.1. 設(shè)計思路11.2.3.2. 汛期水位線確定21.2.3.3. 堰頂高程確定51.2.4. 結(jié)論81.2.4.1. 最終參數(shù)確定81.2.4.2. 場地填高高程91.3. 生活區(qū)房屋布置方案91.3.1. 尺寸設(shè)計91.3.2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計101.3.2.1. 圈梁設(shè)計101.3.2.2. 地板設(shè)計101.3.2.3. 排水溝設(shè)計101.3.2.4.

2、 球場設(shè)計101.3.2.5. 化糞池設(shè)計111.3.3. 用水設(shè)計111.3.3.1. 生活用水111.3.3.2. 消防用水111.3.4. 用電設(shè)計111.3.5. 綠化設(shè)計12生活區(qū)布置方案1.1. 概述金水河四級水電站項目部生活區(qū)擬建于廠房上游左岸300m處，該處位于河灘地上，現(xiàn)河道水面高程為317.0m，地面高程為317.7m，通過查閱洪水資料及現(xiàn)場實地勘察，該處河灘地在汛期將被淹沒。在此布置生活區(qū)應(yīng)考慮汛期的安全度汛問題，需要采用土石圍堰圍閉生活區(qū)布置范圍，同時對該圍閉的生活區(qū)擬建位置進行填筑加高處理，并考慮預(yù)留足夠的河道寬度以滿足汛期行洪要求，故對生活區(qū)場地布置方案進行了編制。

3、同時根據(jù)生活區(qū)辦公及生活要求，對生活區(qū)房屋基礎(chǔ)、結(jié)構(gòu)尺寸、電路、用水管路、排水、綠化及場地硬化等辦公生活設(shè)施進行了設(shè)計，具體方案如下。1.2. 生活區(qū)場地布置方案1.2.1. 圍堰布置 1、橫向圍堰：在生活區(qū)擬建位置上游填筑一道橫向土石圍堰，圍堰軸線與水流方向垂直，同時要求橫向圍堰伸出縱向圍堰6m左右形成丁字型，使其保護生活區(qū)縱向圍堰不受河水直接沖蝕而產(chǎn)生掏刷破壞。 2、縱向圍堰：在生活區(qū)擬建位置側(cè)面填筑一道縱向土石圍堰，其布置位置根據(jù)滿足汛期過洪能力相應(yīng)的斷面（過流寬度）來確定。3、圍堰防護：圍堰填筑完成后，在汛期來臨前對縱橫向圍堰迎水面進行拋填2m厚的塊石防護，塊石料的來源主要采用廠房及隧

4、洞開挖料。1.2.2. 圍堰頂寬與坡比1、圍堰頂寬：根據(jù)水電水利工程圍堰設(shè)計導(dǎo)則，圍堰頂寬主要考慮滿足施工和防汛搶險的要求，一般土石圍堰高度2050m，堰頂寬度為7m10m。該圍堰高度小于20m，為低圍堰故取小值，堰頂寬度取7m，同時考慮將圍堰堰頂用作生活區(qū)外側(cè)的道路。2、圍堰坡比：根據(jù)水電水利工程圍堰設(shè)計導(dǎo)則，一般土石圍堰砂礫石及石渣邊坡坡比為1:1.81:2.0，本項目圍堰主要采用河道疏挖的砂礫石及主體工程開挖石渣料填筑，故參照砂礫石及石渣邊坡確定圍堰的坡比，因圍堰坡比未經(jīng)過穩(wěn)定計算，故此處保守取大值，坡比取1:2.0。1.2.3. 圍堰堰頂高程1.2.3.1. 設(shè)計思路本設(shè)計先確定建筑物

5、的洪水標(biāo)準(zhǔn)，再在該洪水標(biāo)準(zhǔn)下運用試算法，先假定河流的過流水深H，計算得出河流流速v，根據(jù)流量公式，代入計算出的流速v，可計算出過流面積Sx，從而得出過流水深Hx ，通過比較H與Hx的關(guān)系，通過逐步代換使其兩者接近，此時的水深Hx即為滿足汛期過流水深。通過汛期過流水深Hx我們可以計算出相應(yīng)的汛期水位高程，用所求得的汛期水位高程H水加上堰頂超高即為我們要求的圍堰堰頂高程H堰。1.2.3.2. 汛期水位線確定 1、洪水標(biāo)準(zhǔn)生活區(qū)在金水河四級電站工程竣工后將拆除，其使用23年，故相應(yīng)的該圍堰工程使用年限亦為23年，同時考慮到圍堰過水或被沖毀導(dǎo)致的后果（生活區(qū)損失約100萬為較大經(jīng)濟損失，因辦公生活設(shè)施

6、損毀將影響工期）。查閱水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)工程失事造成的后果及影響工期，使用年限在1.53年之間，因此將其歸為4級臨時性水工建筑物。又因圍堰結(jié)構(gòu)類型為土石結(jié)構(gòu)，參照水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)如下表1中數(shù)據(jù)查知此工程洪水重現(xiàn)期在1020年。生活區(qū)擬建于廠房上游左岸300m處，故此處可參照廠房控制斷面的洪水標(biāo)準(zhǔn)。從“可行性研究報告”中可知廠房控制斷面10年一遇洪峰流量為850m，20年一遇洪峰流量為1070m，因其取值是按照圖表法保守取大值，同時結(jié)合風(fēng)險度綜合分析及遇超標(biāo)洪水的應(yīng)急措施（提前預(yù)警、臨時加高），所以本方案采用10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)（洪峰流量為850m）進行設(shè)計。表 1

7、 臨時性水工建筑物洪水標(biāo)準(zhǔn)重現(xiàn)期（年）臨時性建筑物類型臨時性水工建筑物級別345土石結(jié)構(gòu)50202010105混凝土、漿砌石結(jié)構(gòu)201010553 2、計算參數(shù)（1）流量河流流量q可用以下公式確定：q = Sv式中：S河流過流斷面面積；v河流流速；q河流流量，此處取10年一遇設(shè)計洪水流量850m3/s。（2）過流斷面本河段過流斷面擬定為梯形斷面，右岸邊坡比暫1:0.5，縱向圍堰邊坡比取1:2.0，擬拓寬河流河底寬度至20m。過流斷面圖見圖1。 由圖可知：a = 52H， b = 5H， L2 = L1 + 52H。河流過流斷面面積S可由以下公式確定：S =（L1+L2）H/2 式中：L1過流斷

8、面底部寬度； L2過流斷面水面寬度； H現(xiàn)有河流水位高度。（3）流速流速v可用以下公式計算得出：v = 1/nr2/3i1/2式中：n河道粗糙率； r水力半徑； i水力坡降。查閱資料可得知本設(shè)計中的天然河道相應(yīng)河道粗糙率n = 0.040.05，本設(shè)計取均值n = 0.045根據(jù)現(xiàn)場測量水力坡降i=0.55%水力半徑可由假定H深度計算得出，其基本公式為： r = S/（a+L1+b）式中：S過流斷面面積；L1過流斷面表面寬度；a右岸坡長； b左岸坡長。 3、汛期過流水深H試算（1）基本計算過程假設(shè)河流水位高度H為2.5m，可得出：a = 52H = 2.80m b = 5H = 5.59m L

9、2 = L1+52H = 26.25m河流過流斷面面積： S =（L1+L2）H/2 = （20+26.25）*2.5/2 = 57.81由流速公式計算流速：v = 1/nr2/3i1/2 = 1/nS/（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將上式計算的流速v代入流量公式計算過流斷面面積S1及過流水深H1：S1 = q/v = 850/2.65 =321H1 = 2S1/（L1+L2）= 2*321/（20+52H1+20） 通過解以上方程得出：H1 =

10、10.5mH = 2.5m，故重新代入Hx計算，通過上述方法代入計算得出最終的過流深度H = 6.7m。（2）試算數(shù)據(jù)以下為試算下得出的結(jié)果（n值取為0.045）。表2 過流水深H試算數(shù)據(jù)表序號過流水深H（m）過流面積S （）流速Vx（m/s）過流面積Sx (m2)過流水深Hx （m）備注12.557.812.65321.119.929.9320.515.45155.905.735.7154.614.12206.447.147.1205.014.61184.486.556.5182.814.40192.986.866.8193.804.51188.586.776.7190.114.47190.

11、016.7由上表計算數(shù)據(jù)可確定最終過流深度H應(yīng)為6.7m。（3）汛期水位線H水=H底+H=314.5+6.7=321.2m1.2.3.3. 堰頂高程確定 1、概述本設(shè)計中的圍堰工程為不過水圍堰，其堰頂高程H堰等于設(shè)計洪水的靜水位H水加安全超高再加波浪高度。其中：波浪高度包括風(fēng)浪沿圍堰邊坡的爬高和風(fēng)浪壅高。即按下式計算:H堰= H水 + A + R + e 式中：H水汛期水位線高程。A安全超高；R波浪在壩坡上的爬高；e風(fēng)壅增水高度。 2、安全超高A根據(jù)水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)，不過水的臨時性擋水建筑物的安全加高值按表2確定。表3 臨時性擋水建筑物安全加高（m）建筑物級別臨時性擋水建筑物類型

12、備注土石結(jié)構(gòu)混凝土、漿砌石結(jié)構(gòu)30.70.44、50.50.3 因本圍堰為土石結(jié)構(gòu)的4級臨時性水工建筑物，所以安全加高A應(yīng)采用0.5m。 3、波浪爬高R當(dāng)m=1.55時，波浪在壩坡上的爬高可采用以下公式計算：Rm=KwK1+m2hmLm 式中：Rm平均波浪爬高；m上游壩坡坡度系數(shù)，本設(shè)計為2；K斜坡的粗糙率滲透系數(shù)，圍堰邊坡為塊石護坡，可看作拋填兩層塊石（透水基礎(chǔ)）類型，查下表4可知其值為0.50.55，因未經(jīng)計算，故保守取小值0.5；KW經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)WgH=4.26，查表5取值1.28；hm平均波高，計算公式采用莆田試驗站公式；Lm平均波長。表4 粗糙滲透性系數(shù)K護面類型K光面不透水護面1

13、.0混凝土或混凝土板0.9草皮砌石0.850.90砌石0.750.80拋填兩層塊石（不透水基礎(chǔ)）0.600.65拋填兩層塊石（透水基礎(chǔ)）0.50.55表5 經(jīng)驗系數(shù)KwWgH11.522.533.545Kw1.001.021.081.161.221.251.281.30平均波高hm可由莆田試驗站公式計算： 式中：hm平均波高，m； Tm平均波周期，s； W風(fēng)速，水面上10m高度處10min的平均風(fēng)速，m/s。按照規(guī)范要求，對4、5級建筑物,正常運用條件下，采用多年平均最大風(fēng)速的1.5倍，查閱金水河四級電站招標(biāo)文件可知本流域內(nèi)多年平均最大風(fēng)速為23m/s，經(jīng)計算W為34.5m/s； D風(fēng)區(qū)長度，

14、本設(shè)計取200m； Hm水域平均水深，本設(shè)計為6.7m； g重力加速度，取9.81m/s2； Lm平均波長，m； ghmW2 = 0.13th(0.092)th（0.0018*1.2520.13th0.092） hm = 0.13th(0.092)th（0.0018*1.2520.13th0.092）*34.529.81 hm = 0.270平均波周期Tm可由以下式計算：Tm=4.438hm0.5 =4.438*（0.270）0.5 =2.307s對于深水波，Lm可由下式計算： =9.81*2.3072/（2*） =8.316m將求得的Lm和hm代入求波浪爬高公式中：Rm=KwK1+m2hmL

15、m = 1.28*0.51+40.270*8.316 = 0.429根據(jù)碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范附錄A.1.12可知4、5級壩采用累積頻率為5的爬高值，R5與平均波浪爬高Rm的比例關(guān)系為1.84：1。所以可得：R=Rm1.840.429*1.84=0.790m 4、風(fēng)浪涌高e風(fēng)浪涌高可用以下公式計算：e=KW2D2gHmcos 式中：K綜合摩阻系數(shù)，取3.610-6； 計算風(fēng)向與壩軸線法線的夾角，按正向來波計算，取0； 代入數(shù)據(jù)可得：e=KW2D2gHmcos=3.6*10-6*34.52*200/（2*9.81*6.7）*1=0.007 m 5、堰頂高程H堰= H水 + A + R + e式中：

16、H水汛期水位線高程321.2m。A安全超高0.5m；R波浪在壩坡上的爬高0.79m；e風(fēng)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最終確定堤頂高程為322.5m。見下圖3。1.2.4. 結(jié)論1.2.4.1. 最終參數(shù)確定根據(jù)最終確定的過流深度H，可計算出滿足汛期要求的相應(yīng)參數(shù)。過流斷面水面寬度： L2 = L1+2H = 20+2.5*6.7 = 36.75m過水?dāng)嗝婷娣e： S =（L1+L2）*H/2 = 190河流流速： v = q/s = 850/186 = 4.5m/s 圍堰頂高程： H堰=322.5m

17、1.2.4.2. 場地填高高程 經(jīng)過測量數(shù)據(jù)及上述計算成果，擬建生活區(qū)位置在汛期將被淹沒，故填筑了圍堰工程對生活區(qū)布置位置進行保護。考慮到汛期水位上升，圍堰滲水必將淹沒生活區(qū)地面，故需對生活區(qū)地面進行填筑加高。同時考慮到遇超標(biāo)洪水時的方便搶險，及為堰頂作為生活區(qū)道路，故生活區(qū)的地面填筑高程與圍堰堰頂高程一致。由設(shè)計中的計算數(shù)據(jù)可計算出滿足洪水期過流水深的安全填高H。安全填高H見下圖。 安全填高H可由以下公式計算：H =H堰-H0 =322.5-317.7 =4.8m根據(jù)方案計算的最終結(jié)果應(yīng)對現(xiàn)有沙灘地進行填高4.8m至高程322.5m。1.3. 生活區(qū)房屋布置方案1.3.1. 尺寸設(shè)計 生活區(qū)

18、各房屋及主要場地尺寸見下表6。表6 房屋尺寸表序號類別尺寸（m）備注1宿舍5.56*3.64業(yè)主單人間尺寸4.00*3.64m2辦公室5.56*3.64會議室、技術(shù)組尺寸5.56*7.28m3業(yè)主食堂職工食堂5.56*3.64廚房5.56*5.46其中儲物間占5.56*1.82m小飯廳5.56*5.464六公司食堂職工食堂5.56*7.28廚房5.56*5.46其中儲物間占5.56*1.82m客餐廳5.56*5.46其中休息區(qū)占5.56*1.82m5球場28*156羽毛球場13.4*6.17公用衛(wèi)生間1.5*1.28化糞池6*1*1.5采用“目”字型三級化糞池，深度為1.5m，13級容積比例為

19、2:1:31.3.2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計1.3.2.1. 圈梁設(shè)計圈梁采用鋼筋混凝土材質(zhì)，混凝土強度采用C20，基礎(chǔ)寬200mm、高300mm。縱筋為5根14；箍筋為8，間距200mm。1.3.2.2. 地板設(shè)計宿舍、辦公室、食堂地板均采用5cm砂漿地板，表面進行水泥漿抹光處理。（業(yè)主辦公室均安裝地板磚） 1.3.2.3. 排水溝設(shè)計 每棟房屋的排水溝寬度為30cm，溝壁采用磚砌筑厚6cm，砌筑完成后溝底、溝壁采用砂漿抹面；縱向排水溝縱坡為1%。屋后靠山側(cè)設(shè)置排水主溝，分別向上下游排水，主溝寬度50cm，溝深3070cm，縱坡為0.6%，溝壁采用磚砌筑厚6cm，砌筑完成后溝底、溝壁采用砂漿抹面。1.3.2.4. 球場設(shè)計籃球場、羽毛球場混凝土采用C20，厚150mm（前期不進行澆筑，待生活區(qū)地基沉降一段時間再進行澆筑）。1.3.2.5. 化糞池設(shè)計化糞池采用“目”字型三級化糞池，用磚砌水泥粉壁面；13級容積比例為2:1:3，尺寸分別為6*2*1.5m、6*1*1.5m、6*3*1.5m；采用200mm塑料進糞管及塑料過糞管，進糞管要求內(nèi)壁光滑、防止結(jié)糞，長度為3050cm，1-2池間的過糞管長110cm(90度彎角1個)，2-3池間的過糞管長110cm(90度彎角1個)，3池出口過糞管長720cm。1.3.3. 用水設(shè)計1.3.3.1. 生活