谷坊单项设计

前言

2014年，在项目区进行农业综合开发小流域综合治理，造林、兴修梯田、建设谷坊工程等，由于当地耕地资源比较缺乏，加之现状耕地种植了经济作物药材，群众兴修梯田积极性不高，使兴修梯田这一单项工程无法实施，在岷县岷县农业综合开发办公室、设计单位、监理单位和施工单位赴现场勘察后，共同商议将兴修梯田变更为修建谷坊。

本次新修建6座谷坊，其中1#沟道布置3座，2#沟道布置1座，3#沟道布置2座。根据项目区建筑材料的地质状况、沟底下切及沟岸扩张的实际情况以及其它建筑综合因素，谷坊类型确定为混凝土谷坊。

1综合说明

1.1项目背景

1.1.1地理位置

项目区位于岷县中部的岷阳镇的池那湾村，距县城2km。地理坐标位于东经104°02′21"，北纬34°26′17"，海拔高度2305m-3006m之间，相对高差701m。

1.1.2项目背景

2014年，在项目区进行农业综合开发小流域综合治理，造林、兴修梯田、建设谷坊工程等，由于当地耕地资源比较缺乏，加之现状耕地种植了经济作物药材，群众兴修梯田积极性不高，使兴修梯田这一单项工程无法实施，在岷县岷县农业综合开发办公室、设计单位、监理单位和施工单位赴现场勘察后，共同商议将兴修梯田变更为修建谷坊。

1.2建设任务、目标与规模

建设任务：①控制项目区沟道侵蚀，抬高侵蚀基准面，控制沟坡，保护村庄、道路、耕地安全，保障人民群众生命和财产安全②改善生态环境，减少泄入下游河道泥沙；③减少水土流失的发生，保护土地资源，为植被生长营造良好的条件；④改善农村生产条件和生活环境，促进农村经济社会发展。

建设目标：治理项目区3条沟道，通过在沟内建设较为完善的谷坊群体系，有效固定和抬高支毛沟侵蚀基准面，防止沟道沟床下切，稳定坡面坡脚，减轻下游山洪危害；有效减少山洪泥石流等自然灾害；为沟道植被生长创造良好的生长环境。

建设规模：朱家沟流域的三条沟道新修建混凝土谷坊6道。

1.3总体布局

谷坊工程最根本的作用是制止沟头前进、沟底下切和沟岸扩张，从而控制沟谷发育。因此总体布局主要是依据沟道实际情况，遵循“顶底相照”的原则，在原来布设谷坊的的1号沟道系统的新增混凝土石谷坊3座，2#沟道布置1座，3#沟道布置2座。总体布局详见附图1、附图2.

1.4投资概算与资金筹措

本工程概算总投资46.20万元。其中谷坊45.30万元；工程建设监理费0.82万元。

2建设任务、目标与规模

2.1建设任务

⑴控制灾区沟道侵蚀，抬高侵蚀基准面，控制沟坡，保护村庄、道路、耕地安全，保障人民群众生命和财产安全

⑵改善生态环境，减少泄入下游河道泥沙；

⑶减少水土流失的发生，保护土地资源，为植被生长营造良好的条件；

⑷改善农村生产条件和生活环境，促进农村经济社会发展。

2.2建设目标

本项目的建设目标为：治理项目区3条沟道，通过在支沟内建设较为完善的谷坊群体系，有效固定和抬高支毛沟侵蚀基准面，防止沟道沟床下切，稳定坡面坡脚，防止沟岸扩张，减缓沟道纵坡，减缓沟道水流速度，减轻下游山洪危害；有效降低泥石流沟谷回淤段沟床纵坡、以及由此带来的泥石流流速的降低和能量的耗散，有效减少山洪泥石流等自然灾害；有效促进周边区域植被生长，为发展林草业创造良好条件。

2.3建设规模

朱家沟流域的3条沟道总共布设混凝土谷坊6道。

3总体布局与措施设计

3.1总体布局

谷坊工程最根本的作用是制止沟头前进、沟底下切和沟岸扩张，从而控制沟谷发育。因此总体布局主要是依据沟道实际情况，系统的布设谷坊群，一般情况下，其布局为自沟头开始逐级向下布设（但考虑到施工条件，有些沟道沟头无法施工，则选择具备条件沟段），首先筛选下切剧烈、沟岸扩张比较严重的沟段，布设时尽量放在各坡面小冲沟下游，同时避开天然跌坎等地形突变处，除此之外，遵循“顶底相照”的原则布置即可。

总共布设混凝土谷坊6道，1号支沟布置3座，2号支沟1座，3号支沟2座。详见附图1、附图2。

3.2措施设计

3.2.1混凝土谷坊工程设计

⑴设计原则

①以防止沟底下切、沟头前进、沟岸扩张为目的，坚持因地制宜，就地取材，经久耐用，抗滑抗倾，能溢能泄，便于开发；

②谷坊工程主要修建在沟底比降较大（5%～10%或更大），沟底下切剧烈发展的沟段；

③谷坊的布设根据沟底比降和坝高从上而下计算确定，下一道谷坊的顶部大致与上一道谷坊基部等高，即“顶底相照”；

④部分谷坊沟段位置考虑施工、群众需求等，根据实际情况确定。

⑵设计标准

根据《水土保持综合治理技术规范》（GB/P16453.3—2008）<水土保持综合治理、技术规范、沟壑治理技术>谷坊设计的有关要求，以及《甘肃省小流域水土流失综合防治工程建设技术规程》（DB62/T346—94）有关标准设计。

①谷坊工程的设计洪水标准为按10年一遇3h—6h最大暴雨设计。

②谷坊选址要求“口小肚大”，沟底和岸坡地形、地质状况良好，材料方便。

③谷坊的间距根据沟底比降图从上而下计算确定。

谷坊间距按下式计算确定：

)i i H L '-= （5-1）

式中：L —谷坊间距（m ）；

H —谷坊底到溢水口的高度（m ）；

i —原沟道比降（%）；

i′—谷坊淤满后的比降（%）。

⑶ 谷坊型式确定

根据岷县岷阳镇朱家沟流域地质状况、沟底下切及沟岸扩张的实际情况以及其它建筑综合因素，谷坊类型确定为混凝土谷坊。

⑷ 谷坊规模及布设

根据现状进一步调查，朱家沟流域项目区现有3条侵蚀较严重的沟道适宜布设谷坊群，经地形图勾绘和量算，在三条支沟布设混凝土谷坊6道，其中一号支沟3座，2号支沟1座，3号支沟2座。

⑸典型设计

根据谷坊以上汇水面积、谷坊布设位置等，选择具有代表性的新增1#谷坊进行典型设计。

① 断面尺寸的确定

根据以上布设原则和设计标准，确定新增1#谷坊设计断面为：坝高3m ，基础开挖

1.95m ，基础夯实0.3m ，砂砾垫层0.15m ，埋深1.5m ，坝体采用混凝土砌筑。顶宽确定为坝高0.4倍，即顶宽1.2m ，迎水坡采用坡比1:0.1，背水坡采用坡比1:0.5，坝顶中间留出溢流口，坝身布设2排￠9PVC 排水管，第一排排水管距坝底1.0m ，排水管水平间距为

2.0m ，垂直间距为1.0m ，上下两排为“品”字型布局。

② 设计暴雨量计算

采用《甘肃省水土保持治沟骨干工程技术手册》中给定公式（见下式5-2）进行计算：

24p p 24H K H ?= （5-2）

式中：H 24p —频率为P 的24小时暴雨量（mm ）；

K P —频率为P 的皮Ⅲ型曲线模比系数；

—多年平均最大24小时雨量值（mm ）。

查《甘肃省暴雨洪水图集》得，该地区多年平均最大24小时雨量值=41，C

s

=3.5 Cv，

当p=10时，K

p =1.68。经计算：H

2410%

=83.23mm。

③设计洪峰流量的计算

采用《水土保持综合治理技术规范GBT16453-2008》中公式（见下式5-3）进行计算：

KIF

Q278

.0

=（5-3）

式中：Q —设计洪峰流量(m3/s)；

I —10年一遇1小时最大降雨强度，单位为mm；根据《甘肃省暴雨洪水图集》计算得：I＝26.54mm/h；

F —集雨面积(km2)；

K —径流系数，取值为0.40。

Q＝0.278×0.4×26.54×0.18=0.53m3/s

④溢流口断面拟定及过水能力校核

石谷坊的溢流口一般设在坝顶，采用矩形宽顶堰公式计算：

2/3

bh

M

Q=（5-4）

式中：Q—设计洪峰流量，m3/s；

b—溢流口底宽，m；

h—溢流口水深，m；

M—流量系数，取1.55。

根据沟道断面和洪峰流量，初拟各谷坊溢流口断面均采用矩形断面，初拟底宽及豁口深度，试校核其最大过水能力，最终确定断面尺寸。试算最终确定溢流口断面为宽1.0m，深0.5m。

图5-1 1#谷坊坝体纵剖面图

图5-2 1#谷坊坝体横断面图

⑺工程量

经计算，谷坊工程量见表4-4。

表4-4 谷坊工程量汇总表

4项目投资及工程概算

4.1投资概算及资金来源

根据中国人民共和国财政部令第60号《国家农业综合开发资金和项目管理办法》编制。农业措施及林业措施依据《水土保持工程概（估）算编制规定》和《水土保持工程概算定额》（水利部，水总[2003]67号）编制。田间道路依据《甘肃省水利水电工程设计概（估）算编制规定》和《甘肃省水利水电建筑工程预算定额》（甘水规计发[2013]1号）编制。

4.1.1概算依据

（1）《国家农业综合开发资金和项目管理办法》（财政部令第60号）；

（2）《甘肃省农业综合开发办公室关于编报2014年存量资金土地治理项目计划的通知》（甘农发办[2013]152号）；

（3）《甘肃省水利水电工程设计概（估）算编制规定》（甘水规计发[2013]1号）;

（4）《甘肃省水利水电建筑工程预算定额》（甘水规计发[2013]1号）；

（5）《水土保持工程概（估）算编制规定》（[2003]67号）；

（6）《水土保持工程概算定额》（水利部，水总[2003]67号）。

4.1.2编制内容

(1)人工工资

依据《甘肃省水利水电工程设计概(估)算规定》（甘水规计发[2013]1号）文件规定的标准计算，工程地处岷县境内，属二类地区，按工程等级和地区类别计算结果为：初级工工资为4.84元/工时，中级工工资为6.23元/工时，高级工工资为7.41元/工时，工长工资为7.87元/工时。

(2)材料价格

①主要材料：

三大材料以当地市场价格为依据，材料运杂费依据甘交运[1990]9号文和[1992]34号文计算，装卸费按5.00元/t计算，采保费按采购价与运杂费之和的2.5%计算。

②风、水、电价格

根据当地电力系统部门的价格，每度电1.37元，平均水价按2.00元/m3计，风价

按0.15元/m3计。

4.2费用构成

工程概算单价由直接费、间接费、利润和税金构成。

4.2.1直接费

直接费由直接工程费及措施费组成，直接工程费由人工费、材料费、施工机械使用费组成；措施费包括施工增加费等。

4.2.2间接费

间接费按小型水利工程取费标准取费，计算基础为人工费，小型水利工程相应费率详见表4-1。

表4-1 小型水利工程间接费率表

计划利润按直接费与间接费之和的5%计算。税金按直接费、间接费、计划利润三项之和的3.28%计算（项目区位于乡镇以外）。

8.2.3独立费用

(1)工程监理费

根据《国家农业综合开发资金和项目管理办法》（财政部令第60号）规定，工程监理费按监理工程财政投资的2%计取，监理费主要安排在水利措施、机修梯田及机耕路工程中。

(2)管理费用

依据中华人民共和国财政部令第60号《国家农业综合开发资金和项目管理办法》要求，其中第十二条规定：县级农发机构项目管理费按年度土地治理项目财政投资的一定比例提取使用：财政投资500万元以下的按3.5%提取，1000万元以下的其超过500万元的部分按1.5%提取，超过1000万元的其超过部分按0.5%提取。

(3)工程管护费

依据《国家农业综合开发土地治理项目工程管护暂行办法》（国农办[2008]183号）和《甘肃省农业综合开发土地治理项目工程管护实施细则》（甘农发办[2009]1号）文件精神，工程管护费按财政资金的1%提取。

4.3概算投资

本工程概算总投资46.20万元。其中谷坊45.30万元；工程建设监理费0.82万元。

工程总投资概算详见表8-2，分部工程概算见表8-3。

表8-2 投资概算总表

附表