水闸防洪排涝工程可行性研究报告

1 第一章 概 述 言 某 水闸地处 某 省，位于西埔港港口入 海 河流上游 段 ，属于农田灌溉排涝水闸，是周边农田灌溉排涝的重要水工构筑物。 现有 某 水闸运行至今已 几十 年，是当地防汛、排涝、水环境改善和农田灌溉不可缺少的重要 水工 建筑。现有 某 水闸闸孔规模为（净高： 宽： 2m） 的 四孔水闸，闸墩厚度为 身总宽 长 板为木板闸门。某 水闸在多年运行后，水闸 条石 表面出现明显炭化、 表面腐蚀 脱落、破损严重，对日常运行安全构成了威胁 ，且闸门启闭至今为人力，急需改用启闭机设备。 为此 东山县 西埔 镇 邀请我家对 某 水闸进行评估，评估结论为：水闸上下游淤积严重，水质恶化，使水闸功能衰退，生态环境较差，随着东山县 农田的 建设和发展，水闸所在地为 农 业灌溉 区，水闸受 常 年 来 的侵蚀，已明显老化， 2010年5 月我 单位 受东山县 西埔 镇 的委托，开始编制 某 水闸 防洪排涝 工程的 可行性研究报告 。 程设计范围 2 按委托要求本工程的内容为： 某 水闸及其配套设施 的除险加固 。中游段挡水闸门改建；河道清淤； 河道 护坦扩展、加固 ； 电气设备的 布置。 制依据 1建筑抗震设计规范（ 2 水利水电工程 可行性研究报告 编制暂行规定 (中华人民共和国水利部 1996年 12月 ); 3.水利水电工程等级划分及洪水标准（ 4防洪标准（ 5堤防工程设计规范（ 6水闸设计规范（ 7水工建筑物抗震设计规范（ 8地基基础设计规范（ 9水闸工程管理设计规范 ( 10 水 利 工 程 管 理 单 位 编 制 定 员 试 行 标 准 （ 11.水工混凝土结构设计规范（ 191 12.水利水电工程钢闸门设计规范（ 14供配电系统设计规范（ 95）； 15低压配电设计规范（ 95）； 3 16电力工程电缆设计规范（ 要研究内容 1复核工程任务及其具体要求，论述工程建设的必要性； 2收集分析 水工 建筑物，提出相应评价和结论； 3复核工程的等级和设计标准，确定工程规模，拟定工程总体布置 、主要建筑物的结构型式和布置、控制尺寸、高程和工程数量； 4拟 定 建筑物的闸门和启闭机等的型式和布置； 5拟定工程的管理机构； 6提出工程的投资估算 。 要研究成果 防洪排涝 水系改造建设的需要，为提高闸门可靠度 ， 加固 某 水闸是非常必要的，技术上是可行的。 某水闸的规模为净宽 闸身长度为 工程的主要任务是防洪（潮）、排水、灌溉。 水闸进行除险加固并对其上 、下 游 河 段进行 清淤整治 。 底宽 8m, 底高程 0m。 4 4水闸闸 孔为净宽 8m，闸首采用 浆砌条石 坞式结构；闸底 板 高程为 闸门采用直升式 钢筋混凝土闸 门，启闭设备采用 手电两用启闭机 。 6本工程用电为非工业重要用户 。 7工程管理初拟水闸管理所定员为 1 人。 8工程总投资为 万元。 5 程综合特性表 表 1 工程综合特性表 序号 项 目 单位 数 量 备 注 一 工程等别 五等 二 主要建筑物 4级 闸首、消力池和翼墙 三 次要建筑物 5级 四 临时建筑物 5级 五 抗震设计烈度 7度 六 防洪标准 10年一遇高 潮位 七 水闸结构主要特征值 1 闸首 水闸孔径 m 2 四 孔 闸首长 m 砌条石 坞式结构 闸首宽 m 底板面高程 m 槽立柱顶高程 m 消力池 外河消力池长 m 5 钢筋砼坞式结构 外河消力池池深 m 翼墙 外河圆弧翼墙顶高程 m 砌条石 重力式 结构 内河圆弧翼墙顶高程 m 砌条石 重 力式 结构 6 续表 1 1 工程综合特性表 序号 项 目 单位 数 量 备 注 八 河道 1 河道 清淤 2 边坡 边坡护坦加固 m 20 九 闸门及启闭机 1 工作闸门门顶高程 m 板 砼 闸门 2 工作 砼 闸门重量 3 启闭机容量 0 距离 十 工程管理 1 定员 人 1 2 管理区面积 亩 900 3 管理区建筑面积 0 十 一 工程投资估算 129 1 闸门除险加固 万元 52 2 边坡护坦加固 万元 12 3 河道清淤 万元 65 7 第二章 自然条件 文 气象 东山县 位于 某 省南部沿海、台湾海峡西岸 ，属南亚热带海洋性气候，热量丰富 。 工程区多年平均降雨量为 雨量由西北向东南随地势降低而逐步减少，多年平均径流深 467全省年平均径流深 1168 40%。降雨天数多年平均为 112天，月降雨天数多年平均以 6月份最多，达 19天；以 10月至 12 月份最少只有 4 天。生于 1990 年 6 月 30 日，根据历年实测资料分析，平均日最大降雨量 20 30年一遇日最大降雨 经计算，水闸不同重现期的设计水位见下表。 某 水闸设计水位成果表 重现期 地点 均值 100年 30年 20年 10年 某 水闸 质 某 水闸 地处东山县 西埔 镇的 西 南部，水闸建于河道上，根 据 邻近的地质资料及 现场调查了解，水闸地基土层为中风 8 化花岗岩 ， 闸 区范围内分布的地层主要有淤泥 混砂 层及 中粗砂混粘土 层。 淤 泥 混砂 ： 呈深灰色、流塑为主，局部软塑，饱和。以粉粘粒为主，富含有机质，含有贝壳碎屑， 中细砂含量约20%层厚约 程性能较差。 中细砂层：第四系海积成因。黄褐、灰色，松散 和。以石英质中细砂为主，分选性较差，含少量淤泥，含量约 5%该层厚度约 细砂土层。 中粗砂混粘土：灰色，松散 和。以石英质中粗砂为主，分选性较差，含较多泥，含量约 10%该层为淤泥混砂下伏土层，工程性能一般。 根据 某 省地质构造图（ 1： 100万），长乐 南澳深断裂带 南段通过本工程区，该断裂带位于东南沿海，呈北向东平行海岸线分布，宽 38大于 400公里，北入海域，南延广东，该断裂带推测发生于晚三叠世，自晚三叠世以来，由于太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲，在 某 大陆边缘平行俯冲带形成长乐 东南沿海由祥谦 乐 潭 根据 中华人民共和国区域地质调查报告及 1/200000漳州幅区域地质图，本场地范围内无 区域性地质构造穿过， 9 动力地质左右影响较弱，构造形 迹不发育。 工程区抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加 计地震分组为第一组，地震动反应谱周期为 10 第三章 工程建设的必要性、任务和规模 程建设的必要性 现有 某 水闸运行至今已 几十 年，是当地防汛、排涝、水环境改善和农田灌溉不可缺少的重要建筑，为东山县农业发展及安全渡汛起了很大作用。 1从客观环境讲，由于水闸段淤积严重，使水闸排水功能衰退，水闸四周环绕农田，交通不便，一旦遇到险情，抢险条件较差。 2从水闸本身讲， 几十 年咸潮咸气的侵蚀，使水闸已明显老化，如 原来的木板闸门难以满足蓄水要求 ，各构件间接触 部位挤压破损，设备陈旧 ， 某 水闸至今仍采用人力启闭 等等，均待以投入予以维修、改造和加固。 基于上述原因，现有水闸已在运行管理和功能发挥方面有所衰减，因此对现有水闸进行除险加固迫在眉睫。 程任务 某 水闸 除险加固的内容为 更换 4 扇平板钢 筋混凝土 闸门和 4 台 10对 某 水闸下游护坦抛大块石进行防冲消能，并对 某 水闸的上下游河道进行清淤整治。修建上 某 水闸启闭机操作室的楼梯 1 个。并更换 上游 小 11 水闸的 2扇平板钢闸门和 2台台 10布置距离约 380 某 水闸主要功能为：防洪排涝和灌溉。 程规模 工程规模如下： 水闸规模：净孔宽 2m；闸底高程 河道规模： 河道口宽 底宽 8m, 底高程 水闸更换 4 扇平板钢筋混泥土 闸门和 4 台 10T 手电两用螺杆式启闭机。 某 水闸下游护坦抛大块石进行防冲消能，并对 某 水闸的上下游河道进行清淤整治 ，水闸两边岸墙， 修建上 某 水闸启闭机操作室的楼梯 1 个。 并更换 小水闸 的 2 扇平板钢 筋混泥土 闸门和 2台台 10工程总投资 142万元。 12 第四章 工程选址、工程布置及主要建筑物 程等别和建筑物级别 某 水闸要求保证周边农田的灌溉与防涝。根据堤防工程设计规范（ , 堤防上的闸、涵、泵站等建筑物的设计防洪标准，应不低于堤防工程的防洪标准，并留有适当的安全裕度。 本工程的主体建筑 闸首、消力池、内、外河翼墙以及外河防洪建筑物均为五级建筑物。 计标准 根据堤防工程设计规范（ ，堤防上的闸、涵、泵站等建筑物的设计防洪标准，应 不低于堤防工程的防洪标准；又根据中华人民共和国国家标准防洪标准 条，本工程非农业人口远 小 于20万人，故本工程防洪标准按防洪标准表 确定为 10 年一遇。 水闸的门顶高程按水闸设计规范（ ，确定为：设计高 水 位加 外河侧闸墙及挡墙顶高程按水闸设计规范 13 （ ，确定为：设计洪水位加波浪计算高度与安全超高值之和，并按其规定，位于防洪（挡潮）堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪（ 挡潮）堤堤顶高程来加以确定。 根据建筑抗震设计规范（ 本工程位于地震烈度 7 度区。按水工建筑物抗震设计规范（ 规定 ，建筑物按地震烈度 7 度设防。 程布置 工程布置的原则是：满足功能、运行要求，结合考虑地形、地质等因素，做到布置紧凑合理、协调美观，结构安全可靠、施工方便、运用灵活。 程总体布置 该工程的主要功能是防洪排涝和灌溉，平时操作上是启闭闸门自排，故工程布局上将水闸轴线置于河道中心线上，使主 流平顺。闸首的外河侧设消力池，水闸管理区综合考虑地形条件、景观效果等因素进行布置。 门布置 根据水闸设计规范（ ， 14 仅需 设置 一道工作闸门。 受力钢筋选用 12 10（ 942分布钢筋选用 11 10300。钢筋排列见图纸。 要建筑物结构型式 构设计原则 满足有关设计规范要求 ; 满足设备布置、安装、运行及检修的要求； 技术适当先进、安全可靠、管理方便、整齐美观； 施工便利。 首结构 孔数： 4 孔，净高： 宽： 2 米，闸墩厚度： 身总宽 ，闸长： 。 1） 梯板几何尺寸 : 水平步级数 14 级 垂直步级数 15 级 步级尺寸 200 X 240 梯段净跨 14 X 240 = 3360 梯段净高 15 X 200 = 3000 上折平台跨度 0 下折平台跨度 0 2） 梯板荷载条件 (除注明外，均为标准值 ): 15 每米宽斜板重 = 25 米宽步级重 = 8.4 0厚水泥沙浆面层 = 2.4 0厚纸筋灰底层 = 01.5 级面层 (大理石 )自重 = 7.1 梯栏板 (钢栏杆 )自重 = 1.4 kN/m 恒载总标准值 = 11 kN/m 活载标准值 = 3.5 kN/载准永久值系数 = 荷载 (设计值 ) = kN/m(控制组合方式 :g+.7*q) 3） 计算结果： 计算砼强度等级 算斜板厚度 h = 250 实选斜板厚度 h = 250 计算跨中弯矩 M = 算选用钢筋 : 1098(799) 实际选用钢筋 : 1090(799) 力池 由于不引水，故内河不设消力池。外河消力池净宽由闸孔处的 13m，长 5m。消力池深为 底面 16 高程 m ，底板厚度初拟 身 采用浆砌条石 及底板结构采用钢筋砼结构。 弧翼墙 内、外河圆弧翼墙采用钢筋砼悬臂式结构，基础采用钢筋砼方桩。外河侧墙顶高程为 外引河的防浪墙 岸 相接。内河侧墙顶高程为 内引河的防汛墙 岸 相接。 道 河底宽 8m， 河口宽度 底高程 m， 河道工程段长 1）防洪标准 区域河道规划控制最高水位 据城市防洪工程设计规范（ 安全超高 此确定区域河道设防标高为 2）布置原则 内容包括河道疏拓、新建亲水型护岸和绿化工程，以防洪排涝及改善水环境为主要功能。因此，设计主要遵循以下原则： a以水利规划为基础，综合考虑现状地形、水流特征 、建设单位及两岸建筑规划建设单位意见，尽量满足各方面要求； 17 b从实际出发，尽量减少工程投资； c按照河道规划要求，在不影响河道实施后过流能力情况下，根据需要局部调整河道线型，保持河道线型自然光滑、曲折优美。 3）河道结构断面 由于受规划过水断面、两岸地形的限 制，护岸采用方桩重力式承台结构，即 程以上设重力式浆砌块石挡墙。 水力计算公式取自水闸设计规范 Q= 02(1/2) 消力池深 : d h h 0 池长 : L L h C C 6 9. 底板厚 : t K q H 1 L c 1 （ 1） p Wm i nm a x 18 （ 2） K f （ 3） = R=B+ D+ 计算复核，水闸的结构稳定及消能、防渗均能满足规范要求。 19 第五章 小 闸门改建 某 水闸上游处有一挡水闸门。闸门有 2孔，闸孔高 3m，闸 墩 厚为 闸 受 常 年的侵蚀，老化、损坏严重，如混凝土表层爆裂剥落，受力钢筋外露锈蚀、闸板漏水严重等。 要整改内容 提高闸门可靠度加固挡水水闸是非常必要的，且技术上是可行的。 2 闸门采用平板式钢筋混凝土闸门 。 3 设置 2道闸槽，以便于闸门更换、维修。 4 钢筋混凝土闸门 受力钢筋选用 21 10 （ 分布钢筋选用 15 10200。钢筋排列见图纸。 5 启闭机的更换， 2 台 10 改 估 算 钢 砼 闸门： 数量： 2； 单价： 16541 元 ； 10吨手电两用螺杆启闭机： 数量： 2套 单价： 15507元； 更换费用： 96144 元。 20 第六章 电气及金属结构 气设计 电方式 本工程用电为非工业用户，拟申请一路 10压电源供电。 10理区内采用电缆引入变配电所变压为 380计量采用高压计量方式。 10 电负荷及电气结线 台 14用一备，采用软起动方式。 调照明电约 5 总装接容量约为 27 10源电缆引至变配电所高压进线负荷开关。备用电源采用电缆方式引至变配电所内低压开关柜电源切换处。变电 站内配置低压计量、无功补偿、电源切换、动力出线及照明出线等部分。低压柜主开关为双投刀开关，实行手动切换，备用电源用以确保水闸启闭机动力，控制室照明供电。 气设备布置 21 变配电所设于距 某 水闸 地方，变配电所内配置高压开关柜、变压器柜、量电屏及无功补偿柜。另外设置动力配电，照明配电各一台。 明 启闭机控制机房内按规范及功能作照明设计。 照明均采用节能灯源。 雷与接地 在闸首门架机房屋顶及管理房屋顶设置避雷装置，利用电缆于大地连接，接地电阻不大于 1 欧。 缆敷设 由变配电所引出室外的电力电缆、沿电缆沟敷设，室内照明线路采用一般塑铜线沿墙、沿地暗敷。 制 本工程采用人工监控，配备一名专职人员管理和监控水闸的运行。 在变配电所内高压及低压进线柜处设置微机型综合测量装置，电量信号送闸首油压泵房内的 。 22 他 水闸控制室内设置 1 门电话，并设置一台传真机，由当地邮电部门进行规划，设计和安装。 气主要设备材料表 序号 名 称 型号及规格 单位 数量 备 注 1 高压开关柜 2 2 箱式变压器 0, 16010/ 1 3 低压配电屏 台 4 4 计量柜 台 1 供电部门提供 5 操作台、椅 桌：宽 800长 2500，椅： 1只 套 1 6 动力配电箱 非标 台 3 7 照明配电箱 非标 台 8 9 投光灯 白炽灯 100W 套 2 配镇流器、灯杆，触发器等 16 电力电缆 25 米 3000 24 非标 台 2 28 打印机 单色激光， 1 29 不间断电源（ 输入电压： 220出电压： 2201h 套 1 30 过电压保护装置 套 1 32 通讯电缆 屏蔽双绞线 米 2000 34 电源避雷器 900104， 900121 只 10 35 信号避雷器 50 23 第 七 章 投资估算与资金筹措 编制依据及标准 编制依据 工程投资估算编制依据 某 省水利厅闽水 2005计财 73号文颁发的 某 省水利水电工程设计概（估）算编制办法。 定额依据 1、建筑工 程定额主要采用 1997年 某 省水利厅颁发的 某省水利水电建筑工程预算定额，并扩大 3%计算，不足部分参照其它有关专业定额。 2、安装工程定额采用水利部水建（ 1993） 63 号文颁发的（中小型）水利水电设备安装工程概算定额。 3、施工机械台班费采用 1997 年省水电厅颁发的水利水电工程施工机械台班费定额， 取费标准 根据闽水（ 2005）计财 73号文规定计算： 1、其他直接费：建筑工程 3%、安装工程 2、间接费：土石方工程 10%、砌石工程 8%、混凝土及 钢筋制安工程 10%、设备安装（人工费的） 80%。 3、计划利润： 5%。 4、税金： 基础单价 1、人工费：根据闽水（ 2005）计财 73 号文规定，人工 24 费为 28元 /工日。 2、主要材料估算价格采用当地的现场价，不足部分参考2010年 4月份 漳州建设 工程造价信息上的 东山县 材料 信息 价格。设备按国内代理商报价计列。 独立 费用 1、工程建设监理费：按闽建计 200118 号文的规定执行。 2、勘测及设计费：按国家计委计价格 200210 号文工程勘察设计收费管理规定执行。 3、工程保险费：取工程建安费的 算。 4、生产准备费：按照设备费的 算。 5、 基本 预备费：按估算一至三部分之和的 4%计算。 估算总投资 东山县 西埔 镇 某 水闸除险加固及河道清淤整治工程 静态总投资为 元。其中：土建工程费为 程建设监理费 测及设计费 建设单位管理费及 基本预备费 7万元。 详见工程投资 总 估算表： 25 第 八 章 环境影响评价 境状况及环境效益 本工程是以蓄水和排涝为主的综合利用工程 , 本身就是一项水利 环境工程 ,实施后对整个区域能提供良好的环境效益。 某 水闸工程实施后，可以增大调水力度，改善水环境。同时，也增大了排涝流量，为促进工农业生产发