土地整理项目的工程设计新

第六章土地整治项目设计第六章土地整治项目的工程设计第一节土地整治项目工程设计概述第二节土地平整第三节灌溉工程设计第四节排水工程设计第五节道路设计第六节防护林设计第七节水土保持工程设计第一节土地整治项目工程设计概述•一、土地整治项目工程设计的任务、依据和原则–任务确定各项具体工程的型式、控制性尺寸、各部分结构和细部构造及所用材料和施工方法，并进行技术经济分析。–依据土地整治的政策、法规；项目可行性研究、规划报告；工程布局图及其说明；工程设计标准；相关行业技术标准与规范。–原则符合土地利用总体规划、土地开发整理规划、土地开发整理项目规划和项目工程设计任务书的耍求；工程技术可行、经济合理；因地制宜；社会、经济和生态效益兼顾。•二、土地整治项目工程设计的内容–土地平整工程设计，包括田面高程设计、土方工程量计算、土方调配等；–典型田块设计；–水利工程设计，包括灌溉渠道、排水沟横、纵断面设计，水工建筑物设计等；–道路工程设计，包括道路横断面设计和典型道路纵断面设计；–防护林工程设计，包括农日防护林、水土保持林、护路、护沟、护渠林设计等；–水土保持工程设计，包括梯田设计、坡地蓄水工程、沟头防治工程设计等。第一节土地整治项目工程设计概述•三、土地整治项目工程设计程序–前期工作主要包括成立土地整治项目工程设计技术组、对土地整治区域进行实地踏勘、收集工程设计的所需资料等。–拟定设计标准设计标准是开展工程设计的依据和前提。在土地整治项目工程设计中，主要涉及到灌溉、除涝、道路等主要方面的设计标准。–工程设计根据工程布局图及其说明，列出所有需要设计的工程名称、设计标准、位置及其注意事项；在全面熟悉设计对象的基础上，有针对性地搜集所需资料；进行有关参数选取和计算，及单体工程设计；计算单体工程设训工程量。–工程量汇总工程量汇总的目的是为土地整治工程预算提供依据，因此，必须依据预算编制要求，做到分项分类统计，并配有说明。–成果整理主要包括编绘土地整治项目工程设计图册，编写土地整治项目工程设计报告及其他需要提交的重要设计资料并装订成册，第一节土地整治项目工程设计概述第二节土地平整•设计原则：–因地制宜；–确保农田旱涝保收；–填挖土方量最小；–与农田水利工程设计相结合。•一、平整范围–将整个项目区作为一个平整单元,按某一设计高程进行土地平整。优点：最大限度地挖掘土地利用潜力，增加耕地面积，便于布置各项工程项目，方便农业生产;缺点：是挖填方工程量大，投资量大，对表土造成破坏较大；–以农渠（农沟）和农渠(农沟)之间的田块为一个平整单位，按某一设计高程进行土地平整。•后者正好相反，一般采用后者。•二、工程量计算–方格网法•划方格网。（100m×100m，200m×200m）•定角点高程。一是实地测设；二是图上内插法。•求平整单元的平均高程。•求平整单元内各角点的设计高程。–如果平整为水平状态，各角点的设计高程就是平整单元的平均高程。如果要求平整单元有一定坡降，此时，各角点的设计高程应计算方格边长乘坡面设计比降算出的方格边长的高差值。第二节土地平整•求各角点的填挖数•初步计算总挖（填）方量•计算沉陷高•确定挖填零位线第二节土地平整•计算工程量第二节土地平整散点法适用条件：地形虽然有起伏，但变化比较均匀，不太复杂的地形。此法特点是测点位置不受限制，可以根据地形情况灵活布点，求平均高程方法简便。布置测点求出田面平均高程计算工程量第二节土地平整–横断面法•划分横断面根据地形图、竖向布置图或现场测绘，将要计算的土地划分为若干个横截面，使横截面尽量垂直等高线或建筑物边长，截面间距可不等，一般可用20-50m。•绘制横断面图形按比例绘制每个横截面的自然地面和设计地面的轮廓线。自然地面轮廓线与设计地面轮廓线之间的面积，即为挖方或填方的面积。•计算横断面面积将所取的每个断面划分为若干个规则图形如三角形、梯形等．则断面面积为多个图形的面积之和；或将横断面绘在纸上，用求积仪量出面积，或利用计算机辅助设计软件绘制横断面后，利用软件计算面积的功能求出横断面的面积，这是目前较快也是较准确的求断面面积的方法。•计算工程量根据横断面面积计算土方工程量。第二节土地平整–工程量汇总–土方平衡•若△V=0，则挖、填土方平衡；若△V略大于零，则挖、填土方基本平衡，符合要求；若△V数值较大，则正值时，是挖方多了，需本土调出；负值时，填方多了，需客土调人。–土方调配•土方调配原则–挖方与填方同时进行，减少重复倒运，同时保证挖方与填方平衡；–运距最短，运输费用最小；–尽量保留表土，以保证整理耕地质量；–分区调配与全场调配相协调、相结合，避免只顾局部平衡，任意挖填而破坏全局平衡；–土方调配应考虑近期施工与后期利用相结合，地面施工与地下构筑物施工相结合。–选择恰当的调配方向、运输路线。第二节土地平整•土方调配步骤–划分调配区。在平面图上先划出挖填区的分界线，并在挖方区和填方区适当划出若干调配区，确定调配区的大小和位置。划分时应注意以下几点：①划分调配区应与田块和其他建筑物的位置相协调，并考虑它们的施工顺序，工程的分期施工顺序；②调配区的大小应符合施工机械的行驶操作要求；③调配区的范围应和土方工程量计算划分的方格网相协调，通常可由若千个方格组成一个调配区；④当土方运距较大或场地范围内土方不平衡时，可考虑就近借土或弃土，此时一个借土区或一个弃土区可作为一个独立的调配区。–计算各调配区的土方量。–计算各挖、填方调配区之间的平均运距。–确定土方最优调配方案。–绘土方调配图.第二节土地平整•三、土地平整施工–施工工具•土地平整工程施工以机械为主，人工为辅。•目前常用的运土机械有：推土机、铲运机、自卸车等。–正铲挖土机配合自卸汽车进行施工并在弃土区配备推土机平整。–用推土机将土推人漏斗，并用自卸汽车在漏斗下承土并运走。–用推土机预先把土堆成一堆，用装载机把土装到汽车上运走，效率也较高。–施工方法•倒行子法：以开挖线为分界线，把待平整的地面线分成若干带（宽度一般2-5m)，确定取土带和挖土带。平整时先将第一取土带的表土填至第一填土带，然后将第二取土带的表土填人第一取土带，第二取土带生土填人第二填土带，第三填土带表上反卷在第二填土带上，第三取土带表土填人第二取土带，以此类推进行平整。•抽槽法：也是一种机械与人工结合的平整土地的方法。具体操作为：同上法，以开挖线为分界线，把待平整的地面线分成若干带平整时依次逐带地先将熟土翻在一侧，然后挖去沟内多余的生土，按施工图运至填方部位。填方部位也要先把熟土翻到一侧，填土达到一定高度后，再把熟土平铺在生土上。•全铲法：是一种主要依靠机械进行土地平整的方法，具体操作是：把设计地面以上的土一次挖去，起高垫低。–绘制施工图第二节土地平整第二节土地平整第二节土地平整第二节土地平整第二节土地平整第三节灌溉工程设计•一、水源工程设计用钻探机械施工的取水井，称为管井，农业上常称为机井。–管井出水量的确定•①理论计算公式计算；•②经验公式计算，即通过实地抽水试验，按流量一降深曲线求得。–单井控制灌溉面积–井距与井数的确定•井距•井数–管井结构设针•井管–井壁管：安装在隔水层处或不拟开采的含水层处．多用黏土球止水；–滤水管：安装在开采的含水层处，在井管与井孔的环状间隙中，填人经过筛选的砾石（人工填料），其滤水阻沙的作用。–沉淀管：位于管井最下段，翻沉泞流人井中泥沙的作用。•井管和井孔直径与深度的确定从理论上讲，管径与出水量成对数正比关系，即含水层富水性强，井的口径也应越大，反之越小。第三节灌溉工程设计–管井施工管井施工的主要内容分为井孔钻进、井管安装、井的填封、洗井四部分。•成孔工程钻机就位、泥浆制备、钻进和转移。•井管安装方法有吊管下管法、吊盘下管法、分段下管法、反压下管法四种。•填封工程–滤料规格：采用混合滤料时，规格掌握在含水层筛分后粒径的6-8倍或5-10倍；–填料厚度：根据经验一般应控制在80-100mm之间。–填料高度：要求滤料要和滤水管填平，最后的填高要超过含水层8-12m。–填料方法第三节灌溉工程设计•洗井工程强烈抽水、活塞洗井、抽筒洗、空压洗井机–管井工程量•以实际用料为准，如管材长度、滤料、泥浆量等。第三节灌溉工程设计第三节灌溉工程设计•二、明渠灌溉工程设计–渠道设计流量的推算•渠道的损失流量–经验公式计算第三节灌溉工程设计•用经验系数估算–渠道水有效利用系数渠道的净流量加上沿途水量损失称为毛流量，某渠道的净流量与毛流量的比值称为该渠道的渠道水有效利用系数。–渠系水利用系数等于渠系内各级渠道的渠道水有效利用系数的乘积，它反映了从渠首到农渠的各级输、配水渠道的输水损失，表示整个渠系的水有效利用率。–田间水利用系数农渠以下（包括临时毛渠直至田间）的水有效利用系数，即实际灌入田间的有效水量和末级固定渠道放出水量的比值。–灌溉水利用系数流到田间的净流量（或净冰量）与渠首引入流量（或水量）之比。第三节灌溉工程设计•各级渠道的设计流量推算–轮灌渠道的净流量推算»自上而下分配末级渠道的田间净流量三种轮灌情况，即支、斗、农渠全部轮灌；支渠续灌，斗、农渠轮灌；支、斗渠续灌，农渠轮灌。第三节灌溉工程设计•推算各级渠道的设计流量a)用经验公式估算b)用经验系数估算续灌渠道设计流量推算各级渠道的输水时间等于灌区灌水的延续时间，可以直接由下级渠道的设计流量推算上级渠道的设计流量，逐级自下而上分段进行推算。第三节灌溉工程设计•最小流量和加大流量计算–最小流量是指渠道用水流量的最小值。一般渠道最小流量以不低于设计流量的40%，相应的最小水深不小于设计水深的70％为宜，以保证对下级渠道正常供水。–加大流量是考虑到今后灌区内作物种植比例可能有变化，需要增加灌溉用水量；或由于气候的剧变，需水量需要增大。加大流量一般按正常流量的大小增加10％-30％的数值。•渠道设计流量的简化推算法–续灌渠道设计流量简化推算公式第三节灌溉工程设计轮灌渠道设计流量简化推算公式第三节灌溉工程设计–灌溉渠道横断面设计•渠道的断面形式–挖方渠道：一般多用于干渠的输水段，或遇高地和经过斜坡时采用。–填方渠道：常用于通过低地或坡度很小的地带。–填挖方渠道：即半挖半填形式的断面，应用最为广泛。挖方渠道填方渠道填挖方渠道第三节灌溉工程设计•断面设计原理–边坡系数•断面设计的主要参数–渠底比降第三节灌溉工程设计•渠床糙率第三节灌溉工程设计•渠道断面宽深比–指渠道的设计底宽（b）与设计水深（h）的比值，即渠道过水断面的宽深比。梯形渠道水力最优断面的宽深比为：•流速（V）–通过对稳定渠道的大量观测，允许不冲流速，可用下式计算：第三节灌溉工程设计–渠道允许不淤流速主要决定于泥沙的颗粒大小及其在水中的沉降速度，可按下式计算：第三节灌溉工程设计第三节灌溉工程设计第三节灌溉工程设计•断面设计–第一类问题：是已知断面的尺寸（b、h、M）和，n，i，求渠道可通过的流量Q。对已建成的渠道进行流量校核，属于这一类型。–第二类间题：是已知设计流量Q，糙率n，并选定了i和M，确定断面尺寸b、h。这类问题是最常遇到的，根据设计流量确定断面就属于这一类型。•渠道超高和堤顶宽度–渠道的纵断面设计•渠道水位推算第三节灌溉工程设计•水位衔接–不同渠段间的水位衔接。如果上下段流量相差较小时，可调整渠道横断面的宽深比，在相邻两渠段间保持同一水深。–建筑物前后的水位衔接。如建筑物较短，可以将水头损失叠加起来，在建筑物的中心位置集中扣除，如建筑物较长，则应按建筑物的位置和长度分别扣除其进、出口的水头损失。•绘制断面图–渠道纵断面图，包括：沿渠地面高程线、渠道设计水位线、渠道最低水位线、渠底高程线和渠道堤顶高程线，以及分水口、渠系建筑物（如跌水、节制间等）的位置等。第三节灌溉工程设计–渠道防渗•土料防渗。包括有土料压实、灰土护面、黏土护面、烧黄土防溶，黏土锤钉防渗以及铺砌草皮等。–土料压实据试验，经过压实的渠道，一般可以减少渗漏量的1/3-2/3。土料压实层越厚，压得越紧，防渗效果越显著。–灰土护面：用二合土或三合土铺筑夯实，建立一层防渗层。–黏土护面：在渠底及边坡