xx湖堤防加固工程建筑物可行性研究报告

XX湖堤防加固工程建筑物可行性研究报告目录第一章综合说明1第一节前言1第二节水文气象3第三节工程地质3第四节工程任务和规模3第五节工程等别4第六节采用规范及依据4第七节环境保护5第八节投资估算5第九节几点说明6第二章气象水文12第一节气象12第二节水文12第三章北坝涵洞设计20第一节前言20第二节基本资料21第三节总体布置23第四节工程设计23第四章苗圩泵站设计31第一节概述31第二节基本资料31第三节总体布置33第四节工程设计34第五章穿堤涵洞工程43第一节概况43第二节穿堤涵洞典型设计45第六章湖东地下涵洞工程66第一节概述66第二节基本资料68第三节总体布置69第四节工程设计70第七章工程管理77第一节北坝涵洞工程管理77第二节苗圩泵站工程管理77第三节湖东地涵工程管理78第八章施工组织设计79第一节施工条件79第二节施工导流、截流79第三节主体工程施工81第四节施工总进度83第九章工程投资估算84第一节工程概况84第二节编制依据及采用定额85第三节基础单价85第四节工程单价编制86第五节概算编制88第六节工程投资91附件1、工程地质报告2、复核计算分析报告3、现状调查分析报告4、检验测试报告5、安全鉴定报告书第一章综合说明第一节前言一、工程概况XX湖位于沂河与中运河交汇处，马陵山西麓，跨新沂市、宿豫县，是以防洪、灌溉为主，结合航运和水产养殖和综合利用的大型平原水库。XX湖上承南四湖、沂河干河和邳苍区间来水，流域面积58万平方公里，下游分别由嶂山闸泄洪入新沂河，皂河闸和宿迁闸入中运河，是沂沭泗河洪水东调南下工程的一个重要组成部分。为进一步提高沂沭泗地区的防洪能力，淮委规划设计研究院于1998年12月编制了沂沭泗河流域洪水东调南下二期工程可研治理方案，确定沂沭泗流域骨干河道（包括XX湖）防洪标准为50年一遇。为配合淮委院编制沂沭泗河洪水东调南下二期工程可行性研究报告，根据省水利厅布置，我院与江苏省水利勘测设计研究院共同承担编制沂沭泗河洪水东调南下二期工程XX湖堤防加固工程可行性研究报告，省院承担堤防部分,我院承担穿堤建筑物部分。XX市境内XX湖堤防穿堤建筑物分布在XX湖西堤、北堤和东堤上，现状共有18座建筑物需治理，根据检测鉴定以及工程的实际需要，本期建筑物治理共有19项工程（包括新建苗圩泵站），其中穿堤涵洞14座，回龙堰地涵4座，排涝泵站1座，具体分布为北堤6座，分别是杨庄泄水洞（拆除重建）；小新河站泄水洞（维修）；沟群引水洞（拆除重建）；沟群站泄水洞（拆除重建）；小新河老站泄水洞（拆除）苗圩站（新建）。西堤6座，它们分别是五墩站泄水洞（拆除重建）；分洪口北泄水洞（拆除重建）；分洪南泄水洞（拆除重建）；分洪口南引水洞（拆除重建）；刘宅站泄水涵（维修）；保麦涵洞（拆除）。东堤7座，分别是大刀湾地涵；柳沟地涵；加友地涵；黑马河地涵；司庄引水洞；大墩引水洞；北坝涵洞，均为拆除重建，具体见XX湖建筑物基本数据表。其中，淮委院编制沂沭泗河洪水东调南下二期工程实施规划中只有以上项目中的12项，江苏省院在沂沭泗河洪水东调南下二期工程实施规划中增加了如下工程项目司庄引水洞；大墩引水洞；刘宅站泄水涵（维修）；分洪口南泄水洞；分洪口南引水洞；保麦涵洞（拆除）；北坝涵洞为本期新增项目。XX湖堤防穿堤涵洞大多建于六、七十年代建设，设计标准低，相当数量的工程是由地方乡村自建，工程主体基本为砂礓砼或浆砌石结构，施工质量低劣，耐久性、抗震性均不满足现行规范要求。存在严重安全隐患，加之目前工程多数为地方水利站或乡村队组管理，由于管理水平较低，维修经费相当缺乏，造成工程年久失修，损坏严重，为确保XX湖大坝的防洪安全，根据其复核计算以及检测鉴定对现有建筑物需拆建或加固处理。二、安全鉴定情况XX湖穿堤涵洞主要采用小孔径圬工结构型式，运行三十多年来，主体结构趋于老化、病害现象不断显现，江苏省质检站于2004年3月，对工程（水上结构）进行了检测，受新沂市水利局委托，XX市水利建筑设计研究院对以上工程根据现行工况进行了安全复核计算。2004年4月11日，由XX市水利局组织沂沭泗局XX湖管理处、新沂市水利局、沂沭泗新沂河道局等单位的专家对以上建筑物进行了安全鉴定，根据管理单位的现场调查分析报告、省质检站检测报告、XX市水利建筑设计研究院复核计算以及专家组对以上建筑物进行的安全鉴定，主要存在的问题有如下几点1、原建筑物设计标准低，施工质量差。洞身底板原为110素砂礓砼,标号低于现行规范要求；墩墙为浆砌块石结构,砂浆标号为50,低于现行规范要求的最低标准2、该类建筑物地处8地震烈度区，经复核计算,主体部分大多不能满足抗震要求。3、墩墙、底板混凝土设计标号偏低，且多为素混凝土与浆砌石的混合结构。现状混凝土剥落，碳化严重，有严重的露砂、露石现象。4、经核算,按规划工况，翼墙、侧墙抗滑稳定安全系数均不满足规范要求，地基不均匀系数远远大于规范规定值。5、启闭设施为60、70年代江苏省水机厂生产，属淘汰产品，闸门止水橡皮和铁件，均严重老化，不能正常运行。综上所述,专家组认为，该类工程运用指标无法达到设计标准，作为东调南下工程XX湖堤防上的建筑物，存在着严重的安全隐患，按照水闸安全鉴定规定规定，确定其安全类别分别为二类闸和四类闸。其中二类闸二座，是小新河老站泄水洞和刘宅站泄水洞，其余均为四类闸。本次设计依据专家组鉴定意见，针对建筑物不同的安全类别，采取不同的安全加固处理措施，对于运用指标基本达到设计标准，工程存在一定损坏，经大修后，可达到正常运行的二类闸。小新河老站泄水洞和刘宅站泄水洞采取进行维修加固措施，其余运用指标无法达到设计标准，工程存在严重安全问题的四类闸均以拆除重建方案为主，不再进行加固方案的研究。本次设计所采用的高程系统为废黄河高程系。第二节水文气象沂沭泗河流域属温带半湿润季风气候区，具有大陆性气候特征，夏热多雨，冬寒干燥，春旱多风，秋旱少雨，旱涝较为突出。多年平均气温1316，由北向南，由沿海向内陆递增。年内极端最高气温达433（1955年7月发生在XX），极端最低气温为233（1969年2月发生在XX）。蒸发量流域南部小，北部大，自南向北多年平均水面蒸发量为11801320MM。历年最高为1755MM（韩庄闸站），最低903MM（响水站）。本流域为季风区，冬季盛行东北风与西北风，夏季盛行东南与西南风。多年平均风速2530M/S，极端最大风速为234M/S。第三节工程地质详见有关建筑物的有关章节。第四节工程任务和规模XX湖本期工程的任务主要有二个防洪和排涝，其中以防洪为主，排涝次之。一、XX湖本期治理的目标1防洪XX湖二线堤防达到防御50年一遇洪水标准，XX湖一线堤防达到防御设计水位245M，老沂河达到防御20年一遇洪水标准，XX湖东堤5条迥龙堰达到防御20年一遇洪水标准。2、排涝XX湖沿线圩区达到5年一遇的排涝标准。二、工程规模1、XX湖水库为大（1）型水库，总库容为201亿立方米。2、XX湖沿线圩区排模达05立方米每秒/平方公里。三、XX湖水位XX湖正常蓄水位235M，汛限水位225M，设计洪水位250M，校核洪水位260M。第五节工程等别根据水利水电工程等级划分及洪水标准以及江苏省近期防洪规划,XX湖大堤（二线堤防）堤防等级南堤为1级，西堤为2级，东堤、北堤为3级。XX湖穿堤建筑物工程等别与堤防等别相同。地震烈度根据现行的国家标准中国地震动参数区划图（GB180362001），场地地震动峰值加速度为03G，地震动反应谱特征周期035S，相应地震设防烈度为8度44。第六节采用规范及依据2003年9月淮委院编制的沂沭泗河流域洪水东调南下二期工程可研治理方案；水利水电工程等级划分及洪水标准SL2522000水工建筑物抗震设计规范（SL20397）；堤防工程设计规范（GB5028698）；水闸设计规范（SL2652001）；水工混凝土结构设计规范（SL/T19196）；水工钢筋混凝土结构设计规范（SDJ2078）；第七节环境保护本次工程主要为老建筑物拆除重建工程，随着工程的实施完成，XX湖大堤将更加坚固，为堤外流域内的工农业生产提供了更加有力的保证。由于工程几乎全部为原拆原建工程，几乎不占用新的土地，且施工场所远离城镇，单体建筑物工程较小，噪音、粉尘对环境影响较小，工程建设是可行的。老建筑物弃渣选择洼地填埋，面层复土撒草籽保护，对建筑物在迎水坡及背水坡土层裸露处均撒草籽护坡。第八节投资估算一、编制依据1、能源水规（1990）825号文“关于试行水利水电工程可行性研究投资估算编制办法的通知及附件”；2、水利部水总2002116号文水利工程设计概（估）算编制规定；3、国家计委、建设部计价格200210号文“关于发布工程勘察设计收费管理规定的通知”；4、国家及地方有关标准、规定。二、采用定额1、水利部水总2002116号文水利建筑工程概算定额；2、水建管1999523号文颁发的水利水电设备安装工程概算定额；3、水利部水总2002116号文水利工程施工机械台时费定额；三、工程投资本工程共需完成的主要工程量土方开挖3042万M3，土方填筑2830万M3，砌石及垫层198万M3，混凝土及钢筋混凝土161万M3，拆除浆砌石15万M3，拆除砼097万M3。本工程所需主要材料用量水泥7392T，钢筋7931T，柴油48936T，黄砂18万M3，碎石35万M3，块石206万M3，总工时962万工时。工程静态总投资431260万元。第九节几点说明因为XX湖堤防加固工程建筑物数量多、分布散、型式、功能各不相同，本报告采用典型设计的方法，分为北坝涵洞设计（第三章）、苗圩泵站设计（第四章）、穿堤涵洞工程（第五章）、湖东地涵工程（第六章）等几个章节分别叙述。XX湖堤防加固工程建筑物特性表序号名称单位数量备注一建筑物类型1湖东自排涵座4（1）柳沟地涵M3/S56流量（2）加友地涵M3/S61（3）大刀湾地涵M3/S66（4）黑马河地涵M3/S792穿堤涵洞座14（1）司庄引水洞M3/S22（2）大墩引水洞M3/S10（3）杨庄站泄水洞M3/S065（4）小新河站泄水洞M3/S25（5）苗圩站泄水洞M3/S21（6）沟群站引水洞M3/S26（7）沟群站泄水洞M3/S19（8）小新河老站泄水洞拆除（9）五墩站泄水洞M3/S115（10）刘宅站泄水洞M3/S15（11）分洪口南泄水洞M3/S2（12）分洪口南引水洞M3/S07（13）分洪口北泄水洞M3/S169（14）保麦涵洞拆除（15）北坝涵洞M3/S50二主要建筑物1北坝涵洞（1）型式钢筋砼箱涵（2）设计流量M3/S50（3）进水口型式圆弧扶壁翼墙（4）闸门铸铁闸门（5）启闭机3台125吨卷扬式（6）底板高程M180（7）净宽孔M33（8）地基特征粘土混砂礓，承载力300KPA2苗圩泵站（1）出水涵管1400玻璃钢管（2）设计流量M3/S21（3）电机层高程M219（4）底板高程M185（5）进水型式直管式（6）出水型式钢管正向出水（7）水泵型式600QZ75潜水轴流泵（8）水泵台数台2（9）总装机功率220KWXX湖堤防加固工程建筑物特性表序号名称单位数量备注三施工1主体工程数量（1）土方万M33042（2）砌石M319700（3）砼及钢筋砼M316100四工程投资1静态总投资万元42695（1）建筑工程万元265023（2）机电设备及安装工程万元7775（3）金属设备及安装工程万元11792（4）临时工程万元55753（5）其它费用万元47109（6）基本预备费万元38745骆马湖建筑物基本数据表现状基本情况设计数据堤别序号名称建设年代孔数宽高（M底板高程（M）洞身长度（M）处理意见检测情况控制面积（KM2流量（M3/S）底板高程（M）孔数宽高（M洞身长度（M）洞身结构型式启闭机型式1柳沟地涵197435030188330拆除重建已检测85556018034535360钢筋砼箱涵无2加友地涵196935030186330拆除重建已检测92661017534535360钢筋砼箱涵无3大刀湾地涵197035035182500拆除重建已检测100466017034540500钢筋砼箱涵2X5T手电两用螺杆式4黑马河地涵196935040175400拆除重建已检测118479017035040400钢筋砼箱涵2X5T手电两用螺杆式5司庄引水洞19691225175540拆除重建已检测2217511516600钢筋砼箱涵5T手动螺杆式6大墩引水洞197032418180200拆除重建已检测10018022025450钢筋砼箱涵10T手动螺杆式东堤7北坝涵洞196632425180300拆除重建已检测5001803335300钢筋砼箱涵12T手电两用螺杆式骆马湖建筑物基本数据表现状基本情况设计数据堤别序号名称建设年代孔数宽高（M底板高程（M）洞身长度（M）处理意见检测情况控制面积（KM2流量（M3/S）底板高程（M）孔数宽高（M洞身长度（M）洞身结构型式启闭机型式1杨庄站泄水洞197021017215255拆除重建已检测0721511210330钢筋砼箱涵3T手动螺杆式2小新河站泄水洞1973212212065230维修已检测255T手动螺杆式3苗圩站及泄水洞新建42211400MM玻璃钢管5T手动螺杆式4沟群站引水洞196711525190280拆除重建已检测2619011520360钢筋砼箱涵5T手动螺杆式5沟群站泄水洞196712520205270拆除重建已检测1920511515330钢筋砼箱涵5T手动螺杆式北堤6小新河老站泄水洞拆除钢筋砼箱涵骆马湖建筑物基本数据表现状基本情况设计数据堤别序号名称建设年代孔数宽高（M底板高程（M）洞身长度（M）处理意见检测情况控制面积（KM2流量（M3/S）底板高程（M）孔数宽高（M洞身长度（M）洞身结构型式启闭机型式1五墩站泄水洞197511215205380拆除重建已检测231220511215400钢筋砼箱涵5T手动螺杆式2刘宅站泄水洞198411000MM维修已检测3分洪口南泄水洞197011216216140拆除重建已检测402021611515300钢筋砼箱涵5T手动螺杆式4分洪口南引水洞197011212183180拆除重建已检测280718311210450钢筋砼箱涵3T手动螺杆式5分洪口北泄水洞19691121618356475拆除重建已检测3416918411216360钢筋砼箱涵5T手动螺杆式西堤6保麦涵洞拆除第二章气象水文第一节气象沂沭泗河流域属温带半湿润季风气候区，具有大陆性气候特征，夏热多鱼，冬寒干燥，春旱多风，秋旱少雨，旱涝较为突出。多年平均气温1316，由北向南，由沿海向内陆递增。年内极端最高气温达433（1955年7月发生在XX），极端最低气温为233（1969年2月发生在XX）。蒸发量流域南部小，北部大，自南向北多年平均水面蒸发量为11801320MM。历年最高为1755MM（韩庄闸站），最低903MM（响水站）。本流域为季风区，冬季盛行东北风与西北风，夏季盛行东南与西南风。多年平均风速2530M/S，极端最大风速为234M/S。第二节水文一、湖东自排河水文计算成果湖东自排河主要解决XX湖东堤以东及新戴河以北区域的农田5年一遇涝水排水问题，同时可结合解决XX湖东堤以东的灌溉问题。（一）、汛期水文计算成果湖东自排河主要解决XX湖东堤以东及新戴河以北区域，共计1005KM2的涝水。水文计算依据1984年江苏省暴雨洪水图集，流量采用总入流槽蓄法计算峰值，再对流量峰值进行24小时削峰。1、各频率暴雨查三日暴雨等值线图，多年平均三日暴雨均值，X140MM，CV05，CS35CV。各频率暴雨如下表P（）20KP132PKPX1832、净雨计算降雨径流影响系数取MAXZPAIMAX95MM当P250MM时，05当P250MM时，065由PPA查PPAR关系线，得净雨如下表PPPAPPAR201984752301153、流量计算采用总入流槽蓄法计算FRMQM，计算结果见下表24湖东自排河五年一遇排涝流量计算结果地点长度KM面积（KM2）累计面积（KM2）MMR（MM）Q（M3/S）新代河南堤1555676060011911556柳沟地涵4971747060011611561加友地涵55578825060011311566大刀湾地涵5263888060011211571滨湖地涵1141171005060010911579黑马河地涵新沂河大马庄西涵洞30010050600109115794、水位计算河道糙率按照一般河道取用情况采用00225，湖东自排河起点水位在大马庄西涵洞（东调南下一期工程2000年新沂河除险加固工程中已实施）处为195M，沿程水位按照平地面控制。湖东自排河水位计算结果五年一遇排涝地点河道长度（KM）累计河道长度KM累计流域面积（KM2）流量M3/S水位M河底高程M河底宽度M地面高程M新代河南堤22211825224152667656柳沟地涵2219/220418252234924574761加友地涵2194/217918252205519682566大刀湾地涵2161/214618252172374614188871滨湖地涵212/209518252172376595100579黑马河地涵2012/1997175252182533100579新沂河1951725241/16（二）、非汛期水文计算成果由于本工程单体工程较小，施工时段短，选用枯水期5年一遇的导流标准，枯水期5年一遇R11MM,排模M0033R10F025,当面积小于100KM2时，即采用100KM2。经计算非汛期5年一遇排模为011M3/S。柳沟地涵以上现状湖东自排河排涝面积为55KM2，排涝流量为061M3/S；加友地涵至柳沟地涵现状湖东自排河排涝面积为71KM2，排涝流量为078M3/S；大刀湾地涵至加友地涵现状湖东自排河排涝面积为78KM2，排涝流量为086M3/S黑马河地涵至大刀湾地涵现状湖东自排河排涝面积为18KM2，排涝流量为20M3/S。二、XX湖堤防小型建筑物水文计算成果根据南水北调东线工程规划及南水北调东线第一期工程项目建议书，XX湖南水北调最高蓄水位为235M，最低蓄水位为217M。根据沂沭泗河洪水东调南下续建工程实施规划，XX湖五十年一遇洪水为250M，校核洪水位为260M。沂河柳沟回龙埝处洪水位为267M。湖东自排河正常蓄水位为210M，最低蓄水位为190M。XX湖北堤及西堤的建筑物站下排涝水位按低于地面05M设计，排水沟沟底高程均在180M左右。（一）XX湖泄水洞XX湖北堤泄水洞包括苗圩站泄水洞、沟群站泄水洞、小新河站泄水洞、扬庄站泄水洞、分洪口北泄水洞、分洪口南泄水洞、刘宅站泄水洞、五墩站泄水洞。泄水涵洞的流量计算按照对应抽排站的规模，根据沂沭泗河洪水东调南下续建工程实施规划，抽排站的抽排模数为05M3/S/KM2，抽排站站后最低水位为190M。各站抽排范围见XX湖北堤泄水涵洞排水范围示意图。抽排面积见下表。（二）XX湖引水洞XX湖北堤引水洞主要指沟群站、分洪口南、大墩、司庄及北坝引水洞。引水洞的引水流量按现状规模，灌溉面积见下表。（三）XX湖新建站XX湖北堤新建站主要指苗圩站。苗圩站的排水面积为42KM2，抽排站的抽排模数为05M3/S/KM2，抽排站的抽排流量为21M3/S，进水河道的水位为210M，最低抽水水位为190M。抽排范围见XX湖北堤泄水涵洞排水范围示意图。湖东自排河涵闸数据表流量及水位情况设计情况水位（M）序号工程名称控制面积（KM2）流量（M3/S）工况XX湖湖东自排河沟底宽（M）原涵洞结构形式原涵洞尺寸孔数孔宽孔高（孔MM）现状情况及处理办法现状闸底板高程（M）地面高程（M）闸孔尺寸NB（M）河堤设计要素正常蓄水位235210洪水位沂河50年一遇267排涝水位5年一遇2219/22041柳沟地涵85556最低蓄水位21719025拱涵3535拆除重建188224湖东自排河河底高程180M,河底宽度250M,边坡13。正常蓄水位235210洪水位50年一遇25校核洪水位黄墩湖滞洪水位26排涝水位5年一遇2194/21792加友地涵92661最低蓄水位21719025拱涵3535拆除重建18602230湖东自排河河底高程180M,河底宽度250M,边坡13。正常蓄水位235210洪水位50年一遇25校核洪水位黄墩湖滞洪水位26排涝水位5年一遇2161/21463大刀湾地涵100466最低蓄水位21719025拱涵354拆除重建18202210湖东自排河河底高程180M,河底宽度250M,边坡13。正常蓄水位235210洪水位50年一遇25校核洪水位黄墩湖滞洪水位26排涝水位5年一遇2012/19974黑马河地涵118479最低蓄水位21719025拱涵3525拆除重建17502450湖东自排河河底高程1750M,河底宽度250M,边坡13。XX湖东堤涵闸数据表流量及水位情况设计情况水位（M）序号工程名称控制面积（KM2）流量（M3/S）工况XX湖自排河沟底宽（M）原涵洞结构形式原涵洞尺寸孔数孔宽孔高（孔MM）现状情况及处理办法现状闸底板高程（M）地面高程（M）闸孔尺寸NB（M）河堤设计要素正常蓄水位235210洪水位50年一遇25校核洪水位黄墩湖滞洪水位26排涝水位5年一遇20921大墩引水洞1000最低蓄水位21719020拱涵32624拆除重建18002420连接XX湖正常蓄水位235210洪水位50年一遇25校核洪水位黄墩湖滞洪水位26排涝水位5年一遇20462司庄引水洞220最低蓄水位217190连接XX湖板涵12321拆除重建17602180连接XX湖正常蓄水位235210洪水位50年一遇25校核洪水位黄墩湖滞洪水位26排涝水位5年一遇20013北坝引水洞3500最低蓄水位217190连接XX湖拱涵32425拆除重建18002450连接XX湖XX湖北堤涵闸数据表流量及水位情况设计情况水位（M）序号工程名称控制面积（KM2）流量（M3/S）工况XX湖抽排站后排水沟沟底宽（M）原涵洞结构形式原涵洞尺寸孔数孔宽孔高（孔MM）现状情况及处理办法现状闸底板高程（M）地面高程（M）闸孔尺寸NB（M）河堤设计要素正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2101苗圩站泄水洞42210最低蓄水位217190新建2150连接XX湖正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2152沟群站泄水洞375190最低蓄水位217190连接站箱涵12020拆除重建20522连接站正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2063沟群站引水洞79260最低蓄水位2171905拱涵11520拆除重建19211连接XX湖正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2114小新河站泄水洞50250最低蓄水位217190连接站拱涵115225加固2065216连接站正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2135扬庄站泄水洞13065最低蓄水位217190连接站拱涵21017拆除重建218218连接站XX湖西堤涵闸数据表流量及水位情况设计情况水位M序号工程名称控制面积（KM2）流量（M3/S）工况XX湖抽排站后排水沟沟底宽（M）原涵洞结构形式原涵洞尺寸孔数孔宽孔高（孔MM）现状情况及处理办法现状闸底板高程（M）地面高程（M）闸孔尺寸NB（M）河堤设计要素正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2101分洪口北灌排洞338169最低蓄水位217190连接站拱涵11215拆除重建1835215连接站正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2092分洪口南泄水洞4200最低蓄水位217190连接站拱涵11212拆除重建183214连接站正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2093分洪口南引水洞28070最低蓄水位2171905拱涵11212拆除重建18214连接XX湖正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2084刘宅泄水洞3150最低蓄水位217190连接站拱涵1100拆除重建205213连接站正常蓄水位235205洪水位50年一遇250校核洪水位黄墩湖滞洪水位260排涝水位5年一遇2085五墩站泄水洞23115最低蓄水位217190连接站拱涵11215拆除重建205213连接站第三章北坝涵洞设计第一节前言一、工程概况北坝涵洞位于XX湖北堤，嶂山闸以西约800米处，于一九六六年建成，具有挡洪、灌溉等多种作用，是沂北自流灌区口门，控制灌溉面积为330万亩。自建成以来，为保障新沂沂北灌区供水发挥了巨大作用。该涵洞共3孔，每孔净宽24米，孔高25米，最大过闸流量27立方米每秒。底板高程180米、涵洞顶高程205，底板为140钢筋砼结构，墩墙为80浆砌块石，翼墙为50浆砌块石，闸门为钢筋砼板梁结构，启闭设备为12吨螺杆式启闭机。由于设计标准低，加之多年运行，存在问题较多，主要有以下几个方面1、门槽不垂直，支承受力面不在同一平面上，闸门运行卡阻，振动严重，无法满足正常使用要求。2、消能防冲设施不足，下游护坦冲刷严重，目前最大冲刷深度达2米，同时，下游河坡坍塌严重。3、洞身及翼墙主体结构均为浆砌石，不能满足抗震要求。鉴于该工程已不能满足正常运用要求，因此，建议对工程进行除险加固。北坝涵洞在原址拆除重建，控制灌溉面积2481万亩，设计引水流量50M3/S。工程等别为III等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级，地震烈度根据现行的国家标准中国地震动参数区划图（GB180362001），场地地震动峰值加速度为03G,地震动反应谱特征周期035S,相应地震设防烈度为8度。二、安全鉴定情况该涵洞运行38年以来，主体结构趋于老化、病害现象不断显现，扬州大学质检中心于2004年3月，对工程进行了检测，扬州大学同时对该涵洞进行了安全复核计算。2004年3月20日，受水利厅委托XX市水利局有关专家对北坝涵洞进行了安全鉴定。经扬州大学质检中心检测、扬州大学科学与工程学院复核计算以及专家组对北坝涵洞进行的安全鉴定，该涵洞主要存在的问题有如下几点1、该闸地处8地震烈度区，经复核计算,主体部分不能满足抗震要求。2、现状混凝土剥落，碳化、开裂严重，有严重的露砂、露石现象。碳化深度最大已达525MM。3、经核算,按现在规划工况，消力池深度及长度不足；翼墙、岸墙抗滑稳定安全系数均不满足规范要求，地基不均匀系数远远大于规范规定值。4、洞身渗水严重，尤其是侧墙大面积渗水，上下游翼墙开裂错位，下游护坦冲毁多处，对涵洞安全运行带来隐患。5、启闭机不能正常运行。综上所述,专家组认为，北坝涵洞工程运用指标无法达到设计标准，工程存在较严重的安全隐患，按照水闸安全鉴定规定第602条规定，确定该闸安全类别为四类闸。建议拆除重建。本次设计依据专家组鉴定意见、安全复核计算成果以及扬州大学质检中心检测结论，本次设计以拆除重建方案为主，不再进行加固方案的研究。第二节基本资料一、设计要素北坝涵洞设计要素表桩号灌溉面积（万亩）330流量（M3/S）50闸上水位（M）215孔径计算闸下水位（M）2135流量（M3/S）50闸上水位（M）235消能计算闸下水位（M）190闸上水位（M）235设计闸下水位（M）195闸上水位（M）260校核1闸下水位（M）210闸上水位（M）235稳定计算校核2闸下水位（M）180孔数3孔宽（M）3孔高（M）35闸孔尺寸闸底板高程180（M）地面高程（M）240堤顶高程（M）280二、闸址处河道断面闸址处河道断面参数为上游河底高程180M，河道宽度25M，河道边坡125，滩地高程240M；下游河底高程180M，河道宽度25M，河道边坡125，滩地高程240M；堤顶高程280M，顶宽6M，内、外边坡13。三、工程地质及水文地质经钻探揭示，场地土层结构简单且稳定,主要为上更新统含砂姜粘土，自上而下可划分为4层大堤填土主为灰褐、黄褐色粘土、重壤土，局部中壤土，含砂姜，层底标高245M。粘土含砂姜黄、灰黄色，局部含中、重壤土，可塑，含砂姜及小豆状FEMN结核，切面有光泽，韧性中等，干强度中等，标贯击数13击，层厚1721M，层底标高22132232M。容许承载力140KPA。壤土混砂姜黄夹灰白色，可硬塑，含砂姜，砂姜含量较高，局部6080，切面有光泽，韧性高，干强度高，标贯1823击。钻孔控制厚度43M44M。容许承载力280KPA。粘土混砂姜黄夹灰白色，硬塑，含砂姜，砂姜含量不均匀，下部较少，切面有光泽，韧性高，干强度高，标贯2231击。钻孔控制厚度90M85M。容许承载力300KPA。涵洞设计基底高程180M，位于层壤土含砂姜的底部，容许承载力300KPA。第三节总体布置拆除重建的北坝涵洞为3孔，每孔净宽3M，孔口尺寸为335M，采用钢筋混凝土箱式结构，洞身共分二节，每节长15M，底板厚05M，边墩厚06M，中墩厚05M，顶板厚05M，闸底板高程180M，闸门采用铸铁闸门，配10T螺杆式启闭机。上游翼墙为圆弧扶壁翼墙加直线重力翼墙与河滩相连，上游设有厚04M，长10M的钢筋砼防渗铺盖。下游消力池长15M，深08M，海漫长25M，防冲槽宽5M，深2M。工作桥为“”型现浇板梁结构，桥面高程274M，宽4M，工作桥上设有高3M的启闭机房。第四节工程设计一、水力计算（一）闸孔计算1按设计引水流量计算闸孔孔径涵洞底板高程180M,上游水位215M,闸下水位2135M，设计过闸流量50M3/S,过闸落差015M，上游水深H135M077H0274M，洞长L30Q设67M3/S涵洞过流满足设计要求。二、消能防冲设计（一）、消力池计算设计上游2243下游2228流量067M3/S根据公式GVDHT20025013281“BHQHCCC203GTCC22“CHQZZ“0SHCD根据上列计算结果得HC”HS0消力池深按构造设置即可。（二）、消力池长度计算JSJLLJ69（HC“HC）LSJ消力池长度M；LS消力池斜坡段水平投影长度M；水跃长度校正系数，采用075；LJ水跃长度M。经计算得消力池长度LSJ1131M故消力池长度取12M（三）、消力池底板厚度计算1、按抗冲要求HQKTK1消力池底板计算系数取K102H泄水时上、下游水位差Q过闸单宽流量经计算T05M2、按抗浮要求BMPWKTK2消力池底板安全系数取K212作用在消力池底板地面的扬压力W作用在消力池底板顶面的水重PM作用在消力池底板上的脉动压力B消力池底板的饱和重度经计算T045M综上两种情况计算，最后消力池底板厚取05M3、海漫长度计算HQKLSPLP海漫长度MQS消力池末端单宽流量（M3/SM）KS海漫长度计算系数粘土取8经计算LP106M,取海漫长度为12M4、海漫末端河床冲刷深度计算MOMHVQD1DM海漫末端河床冲刷深度QM海漫末端单宽流量（M3/S）河床土质的不冲流速（M/S）O海漫末端河床水深（M）H以行洪期海漫末端单宽流量计算QM56/378148M3/SV00997（含砂礓粘土）428MMH算得DM0，不需要设置防冲槽。三、防渗排水计算（一）、防渗措施该工程的防渗设施采用上游设置混凝土铺盖，底板设置齿墙来防止水流的渗透作用，铺盖长度10M，厚04M，齿墙深05M（二）、排水措施该工程采用的排水措施是在消力池后半部分设置10间距100CM的无砂砼冒水孔。（三）、反滤层在消力池护坦下设置反滤层，反滤层采用三层。第一层（上层）D520MM厚15CM的碎石，第二层（中层）D15MM厚15CM的砂层，第三层（底层）D02510MM厚15CM的细砂层。四、闸室稳定计算（一）闸首段稳定计算1、计算简图涵洞首段计算简图2、水闸稳定计算公式A闸室基底压力强度计算公式WMAGMINAX式中、为闸室基底压力强度最大与最小值（）；AMIN2/MN作用在部上室的全部竖向荷载（N）；作用在闸室上全部荷载对于闸底板垂直水流方向的形心轴力距（NM）；W闸室基础底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩M3B闸室沿基础底面的抗滑稳定计算公式HGFK0式中抗滑稳定安全系数；F基础底面与地基之间的摩擦系数，取F032作用在闸室上的全部竖向荷载（N）作用在闸室上的全部水平荷载（N）H3、计算工况及计算成果分完建期、正常挡水期、洪水期和地震期四种情况计算，具体计算过程附后，稳定计算成果见下表闸室稳定验算成果表抗滑地基应力KN/M2不均匀系数工况KCKCPMAXPMIN完建期1251121102801062运行期2411259978492801172行洪期35611014684528018425地震期1541051089328011625经验算，闸室在各种工况下整体稳定满足设计要求。（二）、翼墙稳定计算1、计算简图上游翼墙计算简图2、计算工况计算分完建期、正常挡水期和行洪期三种情况。3、计算指标填土指标28182KN/M3C234、翼墙稳定计算成果上游翼墙稳定计算成果表抗滑地基应力KN/M2不均匀系数工况KCKCPMAXPMIN完建期123120844828017520运行期176120754928015320行洪期207105605728010725地震期108105894228021225下游翼墙计算简图下游翼墙稳定计算成果表抗滑地基应力KN/M2不均匀系数工况KCKCPMAXPMIN完建期128120844826017520运行期176120895126017320行洪期241105716226011525地震期113105964626020925第七章工程管理第一节北坝涵洞工程管理一、管理机构北坝涵洞控制灌溉面积2481万亩，涵洞为3孔3米，根据水利水电工程等级划分及洪水标准有关规定，该涵洞为3级建筑物；该管理所目前为全民事业单位，为XX市水利工程管理处直接管理，涵洞拆建后隶属关系不变。二、控制运用办法1、北坝涵洞共分3孔，每孔3M，为平面铸铁闸门，启闭机选用手、电两用12T卷扬式启闭机。闸门启闭在控制室集中控制，启闭分两组，第一组开启2孔，第二组开启1、3孔。停电时采用手摇启闭。2、开门顺序必须从中间先开启，保持两边对称，每次每组开启高度0305M，手摇启闭时，也应保持对称，关门程序则相反，以保持水流对称，防止下游冲刷。三、管理设施根据中华人民共和国河道管理条例及XX市水利工程管理实施办法以及北坝涵洞的规模、等级过去已明确划定该闸周围管理范围（护闸地）为上游至XX湖，下游至自排河，左右侧各150M。在管理范围及沿河堤岸要制定绿化规划，营造的防护林必须符合防洪安全要求。根据该涵洞的规模和实际需要，闸管所需增加管理房5间，建筑面积100M2。第二节苗圩泵站工程管理一、管理机构苗圩泵站控制排涝面积42KM2，安装600QZ75潜式轴流泵2台，单机流量11M3/S，出水选用直径14M的玻璃钢管，根据水利水电工程等级划分及洪水标准有关规定，该涵洞为3级建筑物；该站建成后交草桥镇水利站管理。二、控制运用办法1、苗圩泵站需排水时应先打开XX湖侧闸门，然后再开机抽排，一般涝水只开一台机组，遇较大涝水时可两台机组同开。2、当XX湖侧水位超过250M时不能排涝，应关门挡洪。三、管理设施根据中华人民共和国河道管理条例及XX市水利工程管理实施办法以及苗圩泵站的规模、等级拟定该站周围管理范围（护站地）为上游至XX湖，下游至顺堤河，左右侧各50M。在管理范围及沿河堤岸要制定绿化规划，营造的防护林必须符合防洪安全要求。第三节湖东地涵工程管理一、管理机构从柳沟地涵到黑马河地涵流域面积从855KM2到1184KM2，流量从67M3/S到90M3/S。孔径结构均为钢筋砼箱涵，孔径从4535到54M不等。根据水利水电工程等级划分及洪水标准有关规定，该类涵洞为3级建筑物；原地涵无管理所，由各乡水利站分别管理，涵洞拆建后隶属关系不变。二、控制运用办法四座地涵只有大刀湾地涵和黑马河地涵有闸门控制，黑马河地涵平时关门蓄水，大刀湾地涵平时开门，只有在旱情较重，控制水资源时才关门挡水。三、管理设施根据中华人民共和国河道管理条例及XX市水利工程管理实施办法以及湖东地涵的规模、等级拟定该站周围管理范围（护站地）为自排河上下游各150米，回龙堰上游100米，下游至XX湖。另外，穿堤小涵洞均由各乡水利站分别管理，涵洞拆建后隶属关系不变。施工中出现的各种问题。第八章施工组织设计第一节施工条件一、水文气象条件闸址处多年平均降雨量9238MM，年平均气温169OC,极端最高气温396OC，极端最低气温23OC，最大冻土深度28CM，当年10月到次年5月为枯水期，也是施工的最佳时期。二、运输及材料供应条件北坝涵洞距新宿公路仅1KM，建筑材料全部采用公路运输，极为方便,钢材、木材可在新沂县城采购合格产品，水泥采用八义集水泥厂的产品，碎石和块石可用车夫山采石厂的产品，黄砂可采用沂河砂，以上建材均可由汽车直接运至工地。苗圩泵站处交通十分方便距堰王公路仅25KM，且沂河大堤为泥结碎石路面，建筑材料均可直接运抵工地。钢材、木材可在新沂县城采购，水泥采用八义集水泥厂的产品，碎石和块石可用车夫山采石厂的产品，黄砂可采用沂河砂。黑马河地涵距新宿公路仅1KM，另三座涵洞可通过沂河大堤直达工地，建筑材料全部采用公路运输，极为方便,钢材、木材可在新沂县城采购合格产品，水泥采用八义集水泥厂的产品，碎石和块石可用车夫山采石厂的产品，黄砂可采用沂河砂，以上建材均可由汽车直接运至工地。三、水电条件北坝涵洞和黑马河地涵可利用原有供电系统，施工用电可直接从原变电所接线；施工用水可就近取用XX湖水使用，生活用水可就地打井抽引地下水。苗圩泵站离苗圩村很近，施工用电可直接从苗圩村接线；施工用水可就近取用XX湖水使用，生活用水可就地打井抽引地下水。第二节施工导流、截流一、施工导流（一）、北坝涵洞北坝涵洞施工期间沂北灌区以及湖东自排河来水，均可通过大马庄西涵洞排入新沂河。（二）、湖东地涵湖东地涵施工计划分两期一期1、柳沟地涵回龙沟来水在上游筑坝拦水，关闭棋盘闸，水向北，经由麦芬闸、徐庄闸、进墩东回龙沟，由墩东挡洪闸进新戴运河入XX湖，沿线拓疏淤土12M深，路线6KM，拓疏土方35万方。自排河来水流量为061M3/S，开挖导流河，在穿越回龙沟时通过埋80的砼圆管导入下游自排河。2、大刀湾地涵回龙沟来水上游筑坝拦水，向北沿大墩干渠通过加友回龙沟入XX湖，沿线需拓疏土方58万方，路线长45KM。自排河来水流量为225M3/S，开挖导流河，在穿越回龙沟时通过埋150的砼圆管导入下游自排河。二期1、加友地涵回龙沟来水回龙沟上游筑坝拦水，回龙沟的水向南，经棋盘闸、李庄闸、经大墩干渠，进大刀湾回龙沟入XX湖，沿线长45KM，拓疏捞底土方35万方。2、黑马河地涵开挖导流河，底高程175米，边坡12，长300米，回龙沟来水和自排河来水全部排入沂北干渠，土方15万方。二、施工截流坝本期建筑物工程等别主要为等，按照水电水利工程施工导流设计导则（DL/T51142000），围堰级别为等，各施工截流坝工程设计情况为（一）、北坝涵洞老涵拆除前应先修筑上、下游围堰。上、下游围堰轴线距涵轴线80M。根据实地调查涵址处水深上游约35M，下游约25M。为施工交通方便上下游围堰筑高6M，顶高程为240M，顶宽3M，边坡12，基脚用草袋堆筑，既作施工场地通道，也可通行小型车辆。施工期间地下水通过挖深垄沟抽排，雨水通过明沟集中抽排。（二）、苗圩泵站上、下游围堰轴线距大堤中心线70M。根据实地调查涵址处水深上游约2M，下游约15M。为施工交通方便下游围堰筑高3M，顶高程为215M，顶宽3M，既作施工场地通道，也可通行小型车辆。上游围堰筑高25M，顶高程为24M，顶宽2M，边坡12，基脚用草袋堆筑。施工期间地下水通过挖深垄沟抽排，雨水通过明沟集中抽排。（三）、湖东自排涵老涵拆除前应先修筑四道围堰，湖东自排河根据实地调查涵址处上、下游水深约30M，上下游围堰筑高4M，顶高程为235M，边坡12；XX湖和回龙沟侧为施工交通方便上下游围堰筑高25M，顶高程为240M，基脚用草袋堆筑，顶宽3M，边坡12，既作施工场地通道，也可通行小型车辆。施工期间地下水通过打降水井降低地下水位，共布置6眼，井深20米，雨水通过明沟集中抽排。四座地涵拟分两期实施，一期实施柳沟和大刀湾两座地涵，二期实施加友和黑马河两座地涵，以利用回龙沟和地涵实施导流。穿堤小涵洞的施工，上游围堰顶高程为240M，顶宽3M，边坡12，施工期间地下水通过挖深垄沟抽排，雨水通过明沟集中抽排。其中沟群涵洞和五墩涵洞为打降水井排除地下水，每座建筑物打6眼井，井深15米。第三节主体工程施工一、现有建筑物的拆除原建筑物主要以浆砌石和部分砼组成，拆除工作以机械法为主，人工为附。具体拆除工作的实施方案应在确定施工队伍后由施工单位组织制订。二、土方工程在上下游围堰填筑并排干围堰内积水后，采用10M3挖掘机开挖，10T自卸汽车运输，所挖土方大部分用于墙后回填，其余土方及围堰拆除土方用于复堤。墙后土方回填建筑物四周2M范围内用人工回填28KW蛙式打夯机夯实；2M以外土用挖掘机挖土，自卸汽车运土，推土机铺土，用碾压机分层碾压三、浆块石砌筑浆砌石施工方法砌筑前，要做好基坑开挖的测量放线、高程复核后方可铺好垫层，应在砌体外将石料上的泥垢冲洗干净，砌筑时保持砌石表面湿润。采用座浆法砌筑，砌筑时，要分层砌筑，底浆应铺满，竖缝砂浆要先铺在已砌石块面，不得采用先堆石再灌浆的做法，石块之间不得直接挨靠，必须做到“稳、平、错、满”，表面平整度不得大于3CM。筑砌时要认真挂线，错缝竖砌，紧靠密实，塞垫稳定，大块封边，表面平整，注意美观。隐蔽其石缝可随时刮平，外露缝应勾缝，勾缝一定要填满、压实、抹光，封面平整干净，已完成的砌体要防止石块冲砸和行人踩动。砌筑过程中应及时洒水养护，养护时间不得小于14天。以下主要建筑物的砌石施工基本与上相同，不再详述。四、砼及钢筋砼（一）、将基础开挖后，基面找平，放线，加强抽水，严禁地基表层被水浸入，及时将砼垫层浇好。然后立模，扎筋，安装止水、沥青板和砼浇筑，养护拆模。（二）、钢筋制作与安装钢筋按设计采用、级钢筋两种，在加工场集中加工，运至现场绑扎，主筋采用电焊，为控制混凝土保护层厚度，钢筋与模板之间放置适当数量水泥砂浆垫块，钢筋层之间设置撑筋。（三）、模板制作与安装，模板应有足够的强度和刚度，支撑选用50MM钢管或14槽钢，内外模用12对销螺栓联结，达到稳定牢固，拼缝要求紧密，板面刷脱模剂。（四）、砼浇筑振捣采用22KW插入式振捣器，砼分层浇捣，厚度为3040CM，振捣点间距45CM,按梅花形交错排列。，砼浇捣完毕后，洒水养护23周，砼骨料由外地采购运至工地料场，现