阜蒙县中部中低产田改造工程施工设计.doc
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1、1 工程概况阜蒙县中部中低产田改造项目规划在扎兰营子乡、务欢池镇发展果树节水灌溉3325亩,其中扎兰营子乡1956亩,务环池镇1369亩。其中成品果园657亩,采用微灌工程技术;幼龄果树2668亩,采用低压管道输水灌溉工程技术。成品果园分布在扎兰营子乡七家子村苏力营子屯303亩,务欢池镇推棚村354亩,运用小管出流进行节水灌溉;其余幼龄果树分布在扎兰营子乡二等皋村640亩,七家子村1013亩,务欢池镇推棚村1015亩,采用管道输水进入田间,移动软带灌溉的方式。2 工程布置2.1水源工程阜蒙县中部中低产田改造项目水源工程全部为利用地下水,根据各分项目区地理位置、地质条件的不同,设置的水源形式不同
2、。具体布置如下表:水源工程分布表位置形式务欢池镇扎兰营子乡推棚村七家子村二等皋村合计33眼井18眼井7眼井沉圈井(D=1.3m,深8m)9眼沉圈井(D=1.3m,深10m)21眼机械钻井3眼干砌石井(D=3m,深5m)16眼干砌石井(D=3m,深12m)7眼干砌石大口井(D=5m,深5m)2眼方塘及泵房2座2.1.1沉圈井结构形式根据地块的水文地质条件,确定沉圈井内径1.3m,外径1.5m,每节管高0.5m,井深8m、12m。沉圈井由砼实壁管、砼滤水管及韧脚管的三部分组成。沉圈井高出地面0.5m,采用1节砼实壁管,含水层处设滤水管3m,其余为实壁管,底部设一节韧脚井圈,韧脚内径由1.0m渐变到
3、1.3m,韧脚外径1.5m,高度为0.5m,以便加快进管下沉速度。在滤水管外围填滤料,最好用石英砂岩砾石,也可用卵石、豆石,滤料,粒径为含水层粒径d(5060)的810倍,填砾厚度0.2m,滤料顶面需高出滤水管顶部0.5m,预留洗井过程中滤料下沉量。上面设钢筋砼预制板井盖,井盖直径1.7m,厚0.08m。2.1.2机械钻井结构形式根据当地实际情况,机械钻井形式采用:外径0.40m,内径0.35m,钻孔直径0.6m。根据地块水文地质条件和对当地现有同类型井的调查,地下水埋深6.5m,含水层以风化岩为主,确定井深18m(不含地面以上0.4m),井体由钢筋砼实壁管和砼滤水管组成。井管内布置4螺纹受力
4、钢筋,间距25cm。对应含水层以下为滤水管,滤水管外围填反滤料,厚为0.2m,高度为高出滤水管0.5m,以预留出沉降量。采用粗砂、碎石等反滤料回填外壁间隙。2.1.3干砌石大口井结构形式项目区共建干砌石井25眼,有5m内径2眼,3m内径23眼。干砌石井体结构形式基本相同,仅井盖和梁根据不同井径选用不同尺寸。a)井体综合各种工程建设条件,确定水源井深5m、12m(不含高出地面0.5m),井壁干砌石结构,上部厚0.5m,底部0.8m,外设二层反滤层,第一层卵石厚0.25m,第二层豆石厚0.3m。填砾顶面高于地下水初见水位1.0m。井底设柳材淖木(或预制砼条井盘),宽0.8m,高0.3m,外长1.7
5、6m,内长1.14m,8根。井口高出地面0.5m,从井口往下1.0m采用浆砌石,宽0.5m,地面以上部分砂浆抹面。预制圆形钢筋砼井盖厚0.2m,井盖直径大于井内径1.0m,在圆板中心0.9m直径以内为横竖网格配筋,在圆板中心0.9m以外为环向配筋和径向配筋。井口现浇砼厚5cm,为安全起见,设两根预制钢筋砼梁,梁顶面与井口平齐。井盖板预留工作孔,在两道梁之间靠井壁处,尺寸为1.00.8m,在工作孔四周用角钢同钢筋砼盖板的预留钢筋焊成一体,用钢板作为工作孔盖,钢板在梁的一侧固定,另外在钢筋砼井盖的预留孔两侧,预留钢筋环,以便于固定钢板,确保井盖稳定,并保证安全。井壁上对应工作孔处设钢筋爬梯,25锣
6、纹钢弯制,用砼浇筑在井壁内,间距0.5米。b)井盖结构尺寸井盖直径为4.0m、6.0m,厚0.2m,盖板砼为C20,环向筋选1030,径向筋同为1030。c)梁结构计算在井口三等份处加设两道钢筋砼梁,梁宽0.3m,梁高0.4m,两端置于梁垫上。3m井:大梁净跨2.8m,梁长3.6m。混凝土标号为C25,受力筋选314,架立筋选212,按构造配置箍筋选825。5m井:大梁净跨4.7m,梁长5.5m。混凝土标号为C25,受力筋选317,架立筋选212,按构造配置箍筋选8252.1.4方塘结构形式项目区建两座方塘,其结构形式基本相同,根据相对规模称大、小方塘。小方塘位于七家子项目区西侧,方塘上口宽为
7、2030m2,深5.0m,边坡为1:1.5,底宽为515m2。方塘采用干砌石护坡,厚0.3m,内设反滤层厚0.15m,坡脚设石笼支承,尺寸为0.60.8m,方塘底设钢筋砼管泵池,深2.0m,直径D=1.5m,管顶高于方塘底0.2m,以防淤积,并可充分利用方塘水量,方塘顶上面设1.0m宽的砼面平台,并设浆砌砖围墙,高1.0m,宽0.24m,砖墙设浆砌石基础尺寸为0.50.6m。大方塘位于七家子项目区东侧,方塘尺寸上口为4060m2,深5.0m,边坡1:1.5,底宽2444m2。方塘采用干砌石护坡,厚0.4m,内设反滤层厚0.2m,砂砾石粒径15cm,方塘底脚设干砌石石笼,尺寸为0.81.0m2,
8、方塘底设钢筋砼管泵池,深2.0m,直径D=1.5m,管顶高于方塘底0.2m,以防淤积,并可充分利用方塘水量,方塘顶设1.0m宽砼面平台,下设碎石垫层0.1m,砼厚0.05m,顶部设浆砌砖围墙,高1.0m,宽0.24m。底设浆砌石基础,高0.5m,宽0.5m。在距方塘顶1.5m处戗台,宽0.5m,坡比1:1.5,水泥抹面。戗台以上用砼板护坡,板厚0.08m,边坡土夯实。方塘设有台阶,宽1.0m,台阶高0.2m,每阶宽0.30m,台阶用浆砌砖,并用水泥砂浆抹面。2.1.5泵房结构形式泵房为砖砼结构平房,外墙长宽=33m,地面以上净高2.5m,浆砌砖墙厚0.24m,室内净尺寸2.522.52m。地面
9、设砼厚5cm,碎石垫层0.1m。屋顶设钢筋砼整间板规格3.53.5m,厚0.12m,檐板伸出墙外0.25m,屋顶作SPS防水处理。墙基为浆砌石结构,宽0.5m,地下室一侧深2.1m,其余深1.2m。 泵房设铁门窗,门尺寸1.81.0m, 窗尺寸1.21.2m。内外墙采用砂浆抹面,外墙在砂浆抹面基础上用涂料刷面。室外设浆砌砖护基,高0.15m,宽0.5m,砂浆抹面。为便于管理,泵房采取局部加深结构,扬水管出口装置位于地下室内,上盖木板厚6cm,便于防冻。地下室净宽1.0m,净长2.37m,净深1.8m。地下室底铺碎石厚0.2m,上设砼厚0.1m。地下室基础预留穿墙孔。2.2管网工程2.2.1微灌
10、扎兰营子乡七家子村精品果园总面积303亩,水源工程为:方塘及泵房各两座、5m内径干砌石井2眼,3m内径干砌石井4眼。总体布局:以单项水源工程所灌溉面积为独立单元进行管网布置。务欢池镇推棚村精品果园总面积354亩,水源工程为沉圈井8眼,机械钻井3眼。总体布局:以单项水源工程所灌溉面积为独立单元进行管网布置。根据水源位置、灌溉单元相对位置及果树栽植方向,布设四级管路,即干管路(分干管路)、支管路、分支管路及毛管路。总的布置原则为:干管由水源出发,垂直干管每隔6行布置1条支管,垂直支管每隔14株布置一条分支管。毛管垂直分支管,与行平行,每行布置一条。项目区以水源工程所灌溉面积进行划分,现以苏力营子小
11、方塘所控制的25亩老果园(株行距=4m4m)为例做典型设计。2.2.1.1灌水器规格灌水器采用小管出流,小管直径10PE小管与10塑料接头连接插进毛管而成。出水量5L/h,流态指数为0.8。2.2.1.2设计流量计算(一)灌水器设计流量为5L/h。(二)毛管设计流量:每条毛管上共有7个灌水器,所以毛管设计流量为35L/h。(三)分支管路设计流量:分支管路上毛管数为3条(单侧),6条(双侧),分支管路设计流量为105 L/h,210 L/h。(四)干、支管路设计流量由于地形差异,各灌溉单元面积不同,干、支管路上的分支管数量不同,所以设计流量也不同,根据管网布置图统计各独立灌溉单元干管及典型支管路
12、设计流量。2.2.1.3管径选择根据公式:D=1.13(Q/V)1/2式中:D管径(m) Q管路设计流量(m3/s) V经济流速(m/s)(一)毛管管径D毛=7.9mm,选D毛=16mm ,D毛内=13.6mm(v=0.2m/s)(二)分支管管径D双分=19.3mm,选D分支=32mm,D分内=27.6mm(v=0.3m/s)。(三)支管路管径:D支=30.5mm,选D支=50mm,D支内=44.8mm(v=0.4m/s)见图纸。(四)干管路管径:D干=49.4mm,选D支=63mm,D支内=56.4mm(v=0.8m/s)。2.2.1.4管网水力计算(一)毛管水力计算公式1) 灌水器工作水头
13、偏差率计算小孔出流的均匀度Cu=95%,其相应小孔出流灌水器的流量偏差率qv=0.2,根据灌水器流态指数x=0.8,设计工作水头hd=10m,流量5L/h,按下式确定灌水器工作水头偏差率:Hv= qv1+0.15 qv(1-x)/x/x=0.2522) 毛管允许的出口数计算毛管允许的出口数Nm按下式计算: Nm=(5.446Hvd4.75/KSqd1.75)0.364=21式中:Nm毛管的极限分流孔数 Hv灌水器工作水头偏差率 d毛管内径(13.6mm) K局部水头损失扩大系数, K=1.1 s毛管上分流孔的间距 qd毛管上灌水器的设计流量L/h3)毛管允许的最大长度按式Lm=NmS+S0计算
14、式中:Lm毛管允许的最大长度; So毛管进口至第一个分流孔的间距; S毛管上分流孔的间距; Lm=214+2=86m4)毛管的设计进口水头按式ho=hd+khf计算hf=fSqdm/db(N+0.48)m+1/(m+1)-Nm(1-So/S)式中:k扩大系数; ho设计毛管进口水头; hd灌水器设计水头; hf毛管沿程水头损头; f、m、b水头损失计算涵数;指数分别按0.6、1.7、4.7取值; N分流口总数; ho= hd+khf=10+1.20.02=10.03m(二)分支管的水头损失计算1)沿程损失按下式计算:hf=iL hf=F hf 式中:hf无分流孔管路沿程损失; i每米管路的沿程
15、损失; L分支管长度;hf多孔出流管道沿程损失; F多孔系数;查图4.4-4,当水温t=20,直径d=20mm, q单=105L/h时,查得i=0.004,q双=210L/h时,查得i=0.003。查表4.4-4,当同时供水的分流口N=6,x=1,m=1.75时,查得F=0.451;当同时供水的分流口N=3,x=1,m=1.75时,查得F=0.546。 hf单=iL=0.00410=0.04m hf单 =F hf=0.5460.04=0.022mhf双=iL=0.00310=0.03m hf双 =F hf=0.4510.03=0.014m2)局部水头损失局部水头损失hw按沿程水头损失hf的15
16、%计,即:hw双=0.15 hf双=0.002m;hw单=0.15 hf单=0.003m。3)总水头损失H分支=0.025m(三)干、支管路水力计算管路水头损失计算公式: hf=fLQm/db hw=0.15hf 式中:hf管路沿程水头损失(m) f系数 f=0.948105(塑料管) L管路长度(m) Q管道中流量(m3/h) m、b与流量、管径相关的指数 m=1.77 b=4.77 d管道内径(mm) hw管道局部水头损失计算得:支管路hf=0.16m; hw=0.024m 干管路hf=1.09m; hw=0.164m2.2.1.5灌溉系统设计扬程(一)系统设计扬程按下式计算: H=Zp-
17、Zb+ho+h式中: H灌溉系统设计扬程,m; Zb系统水源设计稳定水位,m; Zp典型灌溉点进口高程,m; ho灌溉点进口设计水头,m;h各级管路总的水头损失,h =0.025+0.184+1.254=1.463m。(二)压力钢管水头损失 hf=6.251051030.071.9/805.1=0.12(m) hj=0.24(m) h钢=0.36(m)(三)泵站内水头损失 泵房内设逆止阀,截止阀等水流控制装置,水头损失按h站=3(m)估算。2.2.16水泵选择根据设计流量、设计扬程选择水泵型号及柴油发电机组。典型水源处设计流量4.83m3/h,设计扬程40.4m。选择水泵型号QS10-54/3
18、-3,配套柴油发电机组TCY4.5KW。2.2.1.7首部枢纽系统首部枢纽设有闸阀、进排气阀、过滤器等。排gh 7372.2.1.8检修井工程为方便管理和维修,需在管路中布置检修井,检修井采用同一结构形式,井体浆砌砖结构,总深2.3m,其中地面以上0.3m,地面以下2.0m,井壁厚0.37m,内径1.0m,井内设5个钢筋爬梯,用20钢筋制成形浇筑在井壁内,井口设预制钢筋砼盖板,直径1.75m,厚0.1m,上设2个钢筋拉手。检修井的井底为砼底,厚0.1m,每个检修井内1个闸阀。2.2.2低压管灌扎兰营子乡、务欢池镇共有幼龄果树2668亩,根据果树地理位置和水源情况,选择低压管灌。扎兰营子乡幼龄果
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