梅济老闸初步设计报告.doc

梅济老闸工程特性表梅济老闸工程特性表 序号及名称单位数 量备 注 一、流域概况 1、流域面积km25511.40 2、梅济闸控制面积km21162.7 3、保护区耕地万亩26.05 4、保护区人口万人17.1 二、水文气象 1、多年平均降水量mm1311.9 2、多年平均气温 16.8黄梅气象站 3、汛期最大风速m/s13.0 4、设计流量m3/s197 5、设计水位 闸上/闸下m15.64/15.35黄海高程，下同 6、校核水位 闸上/闸下m16.53/16.10 7、正常挡水位 闸上/闸下m13.63/10.20 三、工程等级等中型3 级建筑物 四、地震烈度度 五、主要建筑物（梅济老闸）1956 年 5 月建成并投入使用 1、底板高程m9.3 2、闸孔尺寸mm 5.04.83(宽高) 3、闸门形式平板钢闸门 4、消能方式底流消能 5、闸顶高程m18.45 6、启闭平台高程m25.65 7、启闭机型号台3 型号：QL-2x150 手电两用 螺杆式启闭机 六、施工特性 1、主体工程数量 1）土方开挖m326617.14 2）土方回填m327135.6 序号及名称单位数 量备 注 3）混凝土拆除m3624.65 4）浆砌石拆除m32019.57 5）混凝土浇筑m38357.07 6）钢筋制安t299.54 7）止水铜片m185.0 2、施工工期 1）准备工程月1 2）主体工程月9 3）煞尾月2 4）总工期月12 七、工程投资 1、总投资万元1637.77 1）工程部分投资万元 建筑工程万元981.81 机电设备及安装工程万元100.03 金属结构设备及安装工程万元77.47 临时工程万元131.40 独立费用万元217.91 基本预备费万元90.52 2）环境保护和水土保持部分 环境保护工程万元17.21 水保工程投资万元21.43 1 1 1 综合说明综合说明 1.11.1 工程概况工程概况 梅济老闸位于黄梅县濯港镇以南，百里长堤与梅济港交汇处，工程由梅济老 闸、进水港、前池、挡土墙、消力池、挡土墙、出水港等组成，与梅济新闸并列 布置，相距 120.0m。梅济老闸工程等级为等，主要水工建筑物为 3 级，次要建 筑物为 4 级，历史上是一座以防洪（挡外长洪水）为主，兼顾泄洪和调蓄灌溉等 综合利用的中型水利工程，随着沱湖闸及西隔堤的建设，目前梅济老闸主要功能 为泄洪和调蓄上游水位满足两岸灌溉和用水。 原梅济老闸工程由黄冈市水利局设计院设计，经湖北省人民政府批准，于 1950 年 10 月由黄梅、广济（现武穴市）两县共同开工兴建，1951 年 5 月建成并 投入使用。梅济老闸原设计排水流量 121.10m3/s，闸底高程 9.30m；共 5 孔，中孔 净宽 4.00m，其余各孔净宽 2.50m，闸室总净宽 14.00m。主要由进口段、闸室段及 出口段等配套建筑物及设施组成，其中，进出口段均为浆砌条石结构。闸室由闸 墩、底板及附属设施组成：闸墩为浆砌石结构；底板为混凝土结构，根据地质现 场取芯，底板总厚度为 57.0cm，上部分为 27.0cm 厚的素混凝土结构，下部分为 30.0cm 厚的浆砌石。每孔设有工作平板钢闸门各一扇（中孔 4.00m4.50m，其余 2.50m3.50m） ，其中，中孔设有 1300kN 的手电两用螺杆启闭机；其余各孔分别 设有 1200kN 的手电两用螺杆启闭机。 梅济老闸枢纽工程地处华阳河流域平原湖区。1956 年规划拟定华阳河流域平 原湖区为蓄洪垦殖区。分蓄洪区位于华阳河流域平原湖区南端、长江中游下端左 岸，由龙感湖、官湖、黄湖和泊湖等组成，横跨鄂皖两省；华阳河分蓄洪区湖北 部分面积 174.64km2，其中丘陵 59.74km2，滨湖 31.90km2，湖泊 83.00km2；共有 四乡、两镇、一分场共 60 个行政村，人口 6.50 万人，耕地 7.09 万亩，区内以农 业经济为主，1996 年共农业总产值 7.68 亿元。 由于梅济老闸位于三湖中枢的地理位置，承担太白湖流域以上来水面积 1162.7km2的排渍任务，是黄冈市在平原湖区最早兴建的综合性水利工程之一，也 是黄冈三湖地区的重要控制性水利工程。开闸能泄广济武山湖、太白湖洪水，洪 2 水通过梅济大港排入龙感湖，关闭能减轻龙感湖的洪水压力。 梅济老闸为一座以社会效益为主的水利工程。其保护太白湖流域内 26.05 万亩 农田和 17.1 万人民群众的生命财产安全以及太白湖农场 2.60 万亩的渔场的养殖面 积；保护京九铁路、合九铁路、105 国道、318 高速公路及沪蓉高速公路的安全； 保护黄梅县万亩湖圩、西喇叭湖圩及龙感湖管理区 10.68 万亩农田和 5.00 万人口。 2009 年 3 月 12 日，省水利厅组成专家组，根据水闸安全鉴定规定 （SL214-98）对黄梅县梅济老闸进行安全鉴定，专家组认为：承担安全鉴定的单 位资质符合要求，提交的现状调查报告、安全检测报告和工程复核计算报告齐全， 报告中基础资料分析有据，结论基本正确可信，主要鉴定结论如下： （1）闸顶高程满足要求。 正常蓄水情况下闸顶高程要求为 13.529m，设计洪水位情况下闸顶高程要求为 17.401m，校核洪水位情况下闸顶高程要求为 18.255m，现闸顶实际高程为 18.45m，因此，闸顶高程满足要求。 （2）过流能力满足要求。 设计洪水位时时闸前、闸后水位分别为 16.14m、15.72m，经计算过流能力为 247.82m3/s，而设计要求最大排水流量为 121.10m3/s，因此过流能力满足要求。 （3）消能防冲能力不满足要求。 由于梅济老闸下游没有设置连接过渡段，没有设置消能工，因此水闸在泄流 或排水时难以在下游形成淹没水跃，一般都是自由出流，同时实测地形图显示在 梅济老闸下游河道形成两个大的冲刷坑，最大直径分别约为 11.00m 和 17.00m。因 此，梅济老闸的消能防冲不能满足规范要求。 （4）渗流稳定不满足要求。 闸基主要为淤泥质粘土，根据水闸设计规范，水平段允许渗透坡降J =0.300.40，出口段允许渗透坡降J=0.600.70。由渗流计算结果可以看出，水闸 出口段渗透坡降为 0.875，已大于允许渗透坡降，因此梅济老闸现有情况下的渗透 稳定不满足规范要求，可能会发生渗透破坏。 （5）闸室结构稳定满足要求。 由复核计算结果可以看出，各工况下闸室地基承载力、闸室地基应力不均匀 3 系数、沿闸室基底面抗滑稳定及闸室抗浮稳定均满足规范要求。 （6）翼墙地基承载力不满足要求。 由复核计算结果可以看出，翼墙的抗滑稳定及抗倾稳定性满足规范要求，但 是最大地基承载力超过了地基允许承载力的 1.2 倍，不满足规范要求，地基应力不 均匀系数满足规范要求。 （7）闸室底板和闸墩结构强度不满足规范要求 梅济老闸底板为素混凝土结构，底板总厚度为 60.0cm，上部分为 30.0cm 厚的 素混凝土结构，下部分为 30.0cm 厚的浆砌石，不满足规范要求；梅济老闸闸墩为 浆砌条石结构，也不满足规范要求。 （8）启闭机启闭力满足要求。 经计算型闸门需要的启门力为 87.54kN，闭门力 22.30kN；型闸门需要的 启门力为 67.08kN，闭门力 18.20kN；实际配置的启闭机分别为 1300kN 和 1200kN 的手电两用螺杆启闭机，启闭力均符合启闭要求。 （9）闸门强度和变形不满足要求。 综上所述，水闸工程大部分运用指标无法达到设计标准，工程存在着严重的 安全问题，并已无法通过除险加固解决，按照水闸安全鉴定规定 （SL214-98） 的规定，梅济老闸评定为四类闸，应拆除重建。重建前，应采取减小水头差等控 制运用措施，确保水闸安全度汛。 2012 年 5 月，湖北省黄梅县水利局委托我公司对梅济老闸除险加固工程进行 初步设计。经现场查勘并收集基本资料和研究分析，现编制完成了湖北省黄梅 县梅济老闸除险加固工程初步设计报告 ，编制依据如下： （1）湖北省黄梅县水利局处委托我公司编制湖北省黄梅县梅济老闸除险加 固工程初步设计报告设计合同； （2） 湖北省黄梅县梅济老闸除险加固工程安全鉴定报告书 ； （3） 水利水电工程初步设计报告编制规程 （DL5020-93） ； （4） 灌溉与排水设计规范 （GB50288-99） ； （5） 水闸设计规范 （SL265-2001） ； 4 1.21.2 水文气象水文气象 1.2.1 华阳河流域概况 华阳河流域位于湖北省的东北角，西起湖北省武穴市的盘塘，东至安徽省的 合圩东堤及新坝，南抵长江，以黄广大堤、同马大堤为防洪屏障，北界抵大别山 外围山岭。流域面积 5511km2，其中湖北境内为 2553.3km2，分属武穴市 953.2km2，黄梅县 1600km2。 华阳河流域干流发源于湖北省武穴市横岗山西南部，海拔高程 650m。流经梅 川镇入武山湖，经官桥大港、童司牌闸入太白湖，经梅济港、沱湖闸入龙感湖、 大官湖、泊湖，于安徽省望江县的华阳闸及杨湾闸入长江，全长 178km，其中流 经湖北境内长 98km。 流域地势为西北高，东南低，北部为大别山余脉，山形短促，地势陡降，中 部为浅丘陵地带，龙岗地形，开阔平缓，南部为长江冲积平原，地势平坦，河港 交织，湖泊棋布。按地形分湖北境内，山区面积 380.0km2，丘陵 613.0km2，平原 湖泊 1560.2km2。 1.2.2 气象特征 华阳河流域属亚热带大陆性季风气候，兼有南北过渡气候特征，四季分明， 光照充足，雨量丰沛，且有明显的季节性，无霜期长。 根据黄梅气象站多年实测资料分析，黄梅县多年平均气温 16.8，极端最高 气温 39.2，极端最低气温-12.6，多年平均无霜期 316 天。气象特征如表 1-1。 表 1-1 黄梅气象站气象特征值表 项 目 名 称单 位特征值 1、多年平均降水量mm1311.9 2、多年平均蒸发量mm1453.3 3、多年平均气温 16.80 极端最高气温 39.2（1988.7.18） 极端最低气温 -12.6（1969.2.6） 5 项 目 名 称单 位特征值 4、多年平均风速m/s2.3 最大风速m/s13（1989.7.24） 最多风向W 5、多年平均相对湿度%78 6、多年平均日照h1947.3 7、多年平均无霜期d316 1.2.3 水文基本资料 1、雨量站网 华阳河流域在湖北省境内有多个雨量站，本次设计采用的有黄梅气象站。黄 梅气象站建于 1959 年，位于黄梅县城关，为黄梅县气象部门设立。本次收集有自 建站至 2007 年历年逐日降雨资料。 2、水位测站 下新水位站位于黄梅县下新镇，由湖北省水文总站设立，用于观测龙感湖水 位，已于 1995 年撤站，该站水位记录采用吴淞高程系统，吴黄差为 2.016m，本次 收集到的有下新水位站 19561994 年逐日平均水位资料。 白湖渡闸下站位于梅济港梅济新闸闸下，下新水位站于 1995 年撤站后，迁至 白湖渡闸下，该站水位记录采用吴淞高程系统，吴黄差为 1.87m。本次收集到的有 白湖渡闸下站 19952005 年逐日平均水位。 1.2.4 设计洪水 本次洪水主要复核梅济港的洪水。梅济港的洪水主要来自武山湖下泄洪水、 太白湖下泄洪水及太白湖与梅济闸间的来水。 华阳河流域缺乏流量实测资料，设计洪水采用暴雨途径进行分析。 设计洪水采用湖北省水利水电勘测设计院编制的湖北省暴雨径流查算图表 （以下简称查算图表 ）推荐的瞬时单位线法分析计算。经计算，设计洪水成果 见表 1-2。 6 表 1-2 设计洪水成果表 流 域频率（%） 洪峰流量 （m3/s） 洪峰模数 （m3/s/km2） 最大 24h 洪 量（万 m3） 最大 72h 洪 量（万 m3） 513103.085939.36823.0 武山湖 1011052.604936.55663.2 518903.068725.19995.5 太白湖 1015802.557202.38230.2 1.2.5 施工期设计洪水 根据湖北省暴雨径流查算图表 ，经产、汇流计算得武山湖、太白湖分期施 工设计洪水。武山湖枯水期 113 月入湖水量不大，仅 753 万 m3，湖水可经武穴大 闸直排入江，也可经官桥西泵站提排入江。因此，梅济老闸枯水期施工洪水计算 可不考虑武山湖来水，仅计算太白湖洪水即可。枯水期分期设计洪水成果见下表。 表 1-3 梅济老闸施工期 5 年一遇设计洪水成果表 月份QP(m3/s)WP(万 m3) 127119 22184 384418 1175373 1200 1.41.4 工程任务与规模工程任务与规模 7 1.4.1 工程现状及存在的主要问题 梅济老闸 1951 年 5 月建成并投入使用，由于运行多年，工程出现了老化及病 险状态，已影响到工程的安全运行，配套设施不全，运行管理不便，难以正常发 挥工程效益。 （1）梅济老闸闸墩为浆砌的条石结构，经过 60 年的运行，条石风化严重， 勾缝局部大部分砂浆起泡脱落，条石大部分部位同时受风化影响，严重脱落。 （2）闸室变形严重，受力特征受到破坏，左右边墩存在绕流渗透，当上、下 游水位差超过 1m 时，边墩侧就会出现明显的射水和护坦冒水现象，引发主体结构 基础变形破坏，产生应力裂缝，导致左右边墩已出现对称裂缝，随时都有可能倒 塌的危险，严重危及大闸的安全。 （3）结构单薄，缺少上、下游连接过度段，进出口流态状况差，由于侧向收 缩进水口水位落差很大，闸室底板已产生横向裂缝。 （4）闸门止水严重老化变形，已经导致闸门止水失效，严重漏水，每当防洪 保安时，闸门都要上防汛突击队进行封堵。 （5）闸室下游未设置消能防冲设施，且在下游河道冲刷成两个大的冲刷坑， 最大直径分别约为 11.0m 和 17.0m，严重危及大闸自身安全。 （6）闸门锈蚀不是十分严重，但门体制造焊接质量相当差，而且多处漏焊， 合格率较低，门体质量已经不能满足现行规范要求，不能满足工程正常运行。 （7）梅济老闸启闭设施为手电两用螺杆式启闭机，受计划经济的束缚，生产 技术落后，制造质量粗糙，啮合精度很差，加之维修费难以落实到位，导致丝杆 严重锈蚀，变形严重，已经达到国家规定的报废产品。 （8）启闭机室为砖混结构，墙体年久失修，墙面脱落严重，房顶天穿地漏。 （9）公路桥面偏窄，满足不了防汛抢险需要。 （10）水闸无工程沉陷、位移等安全检测设施。 8 （11）管理设施落后，管理单位无办公用房和职工住房，凭租用别人的房屋 办公。 （12）进闸防汛抢险道路简易，质量相当差，大部分地段都被民宅占道，已 经不能满足现代管理和防汛抢险要求。 1.4.2 工程建设的必要性 梅济老闸的建设，对当地的防洪排涝有着十分重要的意义，其主要表现在以 下两方面： 1）排除上游洪水入龙感湖 梅济港是太白湖连接龙感湖的水流通道，全长 20.3km，梅济港入口（太白湖 出口）没有控制，中间建有梅济新闸和梅济老闸，梅济闸上游为太白湖，湖水从 梅济港经梅济闸入龙感湖，梅济港是太白湖排洪的主要通道；梅济老闸的主要任 务是排除上游洪（涝）水入龙感湖。因此，梅济老闸的安全运行对于上游的排涝 有着重要的意义。 2）控制太白湖水下泄流量，满足太白湖区农田灌溉要求 根据梅济闸管理所运行记录及水闸调度要求，为保证水闸上游梅济港、太白 湖区域农田灌溉及用水要求，并满足安全度汛的需要，汛期（49 月）正常挡水位 为 13.13m，相应下游水位 12.13m；非汛期（103 月）正常挡水位 13.63m，相应 下游水位 11.93m。 3）安全鉴定结论 2009 年 3 月 12 日，省水利厅组成专家组，根据水闸安全鉴定规定 （SL214-98）对黄梅县梅济老闸进行安全鉴定。梅济老闸工程部分运用指标无法 达到设计标准，工程存在安全问题，主体结构不能满足基本运行需要，按照水 闸安全鉴定规定 （SL214-98）第 6.0.2 条的规定，梅济老闸评定为四类闸，需进 行拆除重建处理。 综上所述，梅济老闸是华阳河蓄滞洪区的重要组成部分，是上游排洪涝的主 要通道，直接关系到黄梅武穴两县人民的生命财产安全。梅济老闸枢纽工程始建 于上世纪 50 年代初期，受历史条件的限制，为三边工程，工程的建设质量较差， 存在很多问题，特别是经过近 60 年运行后，目前工程安全问题更加突出。解决梅 9 济老闸存在的安全隐患，使其能正常运行，对上游两县经济的持续发展，构建和 谐社会，有着十分重要的意义。因此，梅济老闸的除险加固是十分必要的。 1.4.3 工程规模 1、工程任务 梅济老闸的主要任务是排除上游洪（涝）水入龙感湖。 2、排水标准 梅济闸是华阳河洪水汇入龙感湖的骨干工程，承排面积 1162.7km2，承排区内 武穴市的城市防洪标准为 20 年一遇，武山湖、太白湖的防洪标准为 20 年一遇， 综合考虑上下游排水标准，梅济老闸的排水标准取为 20 年一遇。 3、设计流量及水位 20 年一遇排水标准下梅济闸下泄流量为 433m3/s。该设计流量由梅济老闸和梅 济新闸共同承担下泄，其中梅济新闸设计流量为 236 m3/s（除险加固报告已审批） ， 梅济老闸设计流量为 197 m3/s。 设计洪水位：闸上 15.64m，闸下 15.35m。 校核洪水位：闸上 16.53m，闸下 16.10m。 正常挡水位：闸上 13.63m，闸下 10.20m。 1.51.5 工程总布置及建筑物加固设计工程总布置及建筑物加固设计 1.5.1 工程布置 根据水闸安全鉴定的结论，梅济老闸除险加固方案为拆除重建。考虑到原闸 止处的基础已经沉陷固结完毕，对新建水闸的稳定有利，因此，新建水闸拟定在 原址拆除重建。 根据梅济老闸的过流能力和规模，新建梅济老闸采用共 3 孔一联的开敞式水 闸结构。新建水闸由上游连接段、闸室段和下游连接段组成。 上游连接段由闸前护底铺盖和两岸的翼墙组成。护底铺盖可以改善水流条件 和防渗，翼墙的功用在于挡土、防冲和防止侧向绕渗。 闸室段由基础部分的底板和上部结构的闸墩、闸门、工作桥、启闭机房和闸 10 侧空箱等几个部分组成。 下游连接段由下游消力池、海漫、防冲槽和消力池两岸的翼墙组成。 1.5.2 加固设计 根据安全鉴定评价结论及本次分析复核，按照有关规程规范的要求，本次加 固设计主要针对梅济老闸存在的严重问题，采取拆除重建的加固措施。具体加固 设计内容如下： 1、清除闸室上游的淤积物，并浇筑砼护底铺盖； 2、拆除重建闸室和启闭机房，新建上游空箱翼墙，新建闸侧空箱挡土墙，新 建下游消力池和空箱翼墙，新建消力池后海漫和防冲槽； 3、根据新建的闸墩，重新布置新建工作桥； 4、对水闸两侧进场的堤顶道路进行整治，对上下游的堤坡进行整治。采用预 制砼空心砖植草护坡，在水闸两侧的上下游岸墙上设置石材栏杆确保管理人员安 全； 5、根据新建的闸室尺寸新建钢闸门，并配套相应的手电两用螺杆式启闭机， 配置相应的电缆及电气设备； 6、新增水闸安全监测设施，设置图像和计算机自动化监测系统和水情自动遥 测系统； 1.61.6 金属结构设计金属结构设计 由于梅济老闸原闸门设标准低，工程质量差，原启闭机磨损老化严重，多年 来，金属结构设备一直带病运行，至今也未得到必要的加固，影响梅济老闸的正 常运行，也不适应现代化管理的要求，需进行整治加固处理。 梅济老闸重建金属结构主要包括：泄水工作闸门 3 扇、启闭机 3 台，金属结 构总重 43.71 吨，喷锌防腐面积 350m2。其中平面钢闸门 27.66 吨，门槽及其埋件 10.05 吨，手电两用螺杆启闭机 6 吨。 11 1.71.7 电气设计电气设计 梅济老闸重建工程设泄水平板闸门 3 扇，其启闭机为螺杆启闭机，配套电动 机 6 台，单台电机功率 7.5kW。此外，电气设计须考虑水闸管理所、防汛值班室 等办公设施用电。因此，梅济老闸电气设计的主要内容包括：启闭机设备的供电、 照明、现地控制保护以及办公楼、防汛值班室的供电等。 1.81.8 消防设计消防设计 为保障国家财产和人民群众的生命安全以及水闸的正常运行，在变电站、启 闭机室、中控室、柴油发电机室、办公大楼等处设置必要的消防设备。 1.91.9 建筑景观设计建筑景观设计 根据梅济老闸的实际情况，并按水闸工程管理设计规范的有关规定确定 要新建房屋部分。 结合梅济老闸的运行管理的需要，在生产区新建 1 处防汛值班室，并结合生 态水利、环境水利、景观水利的要求在闸周边设计景观绿化。 在水闸及防汛值班室周边，包括办公室、会议室、仓库周边布置景观绿化。 1.4.4 工程主要建设内容 根据安全鉴定评价结论及本次分析复核，按照有关规程规范的要求，本次加 固设计主要针对梅济老闸存在的严重问题，采取拆除重建的加固措施。具体加固 设计内容如下： 1、清除闸室上游的淤积物，并浇筑砼护底铺盖； 2、拆除重建闸室和启闭机房，新建上游空箱翼墙，新建下游消力池和空箱翼 墙，新建消力池后海漫和防冲槽； 3、根据新建的闸墩，重新布置新建工作桥； 4、对水闸两侧进场的堤顶道路进行整治，对上下游的堤坡进行整治。采用预 制砼空心砖植草护坡，在水闸两侧的上下游岸墙上设置石材栏杆确保管理人员安 12 全； 5、根据新建的闸室尺寸新建钢闸门，并配套相应的手电两用螺杆式启闭机， 配置相应的电缆及电气设备； 6、新增水闸安全监测设施。 1.101.10 施工组织设计施工组织设计 1.10.1 施工条件 程区位于黄冈市东部的黄梅县境内，区内有 105、沪蓉高速公路及黄小高速等 重要国道以及县、场区之间的省级公路、防汛公路组成的交通网络，并与乡镇公 路连通，因此对外交通较方便，能满足工程施工需要。梅济老闸枢纽工程位于黄 梅县濯港镇百里长堤与梅济港交汇处，现有 105 国道通至濯港镇，梅济老闸距 105 国道约 200m，有混凝土乡村道路通至工程现场，交通非常便利。 工程区位于湖、港旁边，水量能满足施工要求，港内的水无工业污染，水质 较好，水质经简单处理后能满足生活用水的要求，施工用水可直接从港内提取； 施工用电大多可从附近已架设的 10kV 线路 T 接。 所需主要建筑材料有水泥、钢筋、砂、石料、柴油、汽油及板材等，工程所 需水泥、钢筋、木材可从黄梅县、龙感湖管理区购买，其他的可就近购买。 1.10.2 施工导流 据各期施工洪水流量特征，将 59 月划分为主汛期，113 月划分为枯水施工 期，4 月定为汛前过度施工期，10 月定为汛后过度施工期。4 月和 10 月在施工作 业面满足度汛要求的前提下，亦可作为施工期。 梅济老闸加固施工期间，在梅济老闸的上下游设置围堰挡水，利用梅济新闸 泄洪，从而形成梅济老闸加固施工基坑。 1.10.3 主体工程施工 工程施工包括原建筑物拆除、土方开挖与回填、混凝土工程、块石砌筑、闸 13 门及机电设备安装等，各施工项目均为常规，施工难度不大。 1.10.4 施工交通及施工总布置 梅济老闸枢纽工程位于黄梅县濯港镇百里长堤与梅济港交汇处，现有 105 国道通至濯港镇，梅济老闸距 105 国道约 200m，有混凝土乡村道路通至工程现场， 交通非常便利。场内交通包括连接基坑、围堰及各施工辅助企业等施工场地的施 工临时道路，总长约 1km，路面宽度为 4m，采用泥结碎石路面。 施工辅助企业主要有办公生活设施、混凝土加工系统、钢筋木材加工厂及临 时物资仓库等。 1.10.5 施工总进度 总工期为 12 个月。第一年的 9 月为施工准备期，10 月拆除原闸，第一年的 11 月至第二年的 3 月末为第一个枯水期，也是主体工程施工期，要求主体工程在 此期间施工完成。 1.111.11 工程管理设计工程管理设计 1.11.1 管理机构及人员编制 梅济新闸工程由梅济闸管理所管理，属黄梅县水利局管理。工程竣工后，仍 由梅济闸管理所管理，专门负责水闸建筑物工程的运行和日常维护。根据水利 工程管理单位编制定员试行标准 （81）水劳字第 22 号文，结合本地区实际情况， 本工程设置工程管理所。拟配梅济新闸管理所人员 7 人，由当地政府协调解决。 本水闸管理机构应本着精干、高效、务实的原则，管理所下设有技术组、管理 组、财务组及办公室四部门，并分为中控班、机电班、水闸班、保卫班和调度班。 1.11.2 管理设施 管理单位的生产、生活区建设，本着有利管理、方便生活、经济适用的原则， 14 合理确定各类生产、生活设施的建设项目、规模和建筑标准。管理单位生产、生 活区建设项目包括：公用建筑、生产和辅助生产建筑、生活福利及文化设施建设、 环境绿化设施等。根据有关规定，新建防汛值班室用房 200m2。 为了保证梅济新闸的安全和正常运行，根据该本水闸的规模，在水闸主体工 程建设时，同步设置有水位观测项目。 另外，为了进一步提高管理的透明度、先进性和对工程的全方位自动化管理， 在该工程建设时设置水雨情自动遥测系统和图像计算机自动化监测系统，以提高 该排水闸的管理水平。 1.1.1212 工程占地及移民拆迁工程占地及移民拆迁 本工程无新增永久占地，临时占地 22.8 亩，占地类别均为旱地，总计占地补 偿投资为 11.06 万元。 1.131.13 安全设计安全设计 本次安全设计根据相关文件精神，结合水利水电工程初步设计报告编制规 程 （DL5021-93）的有关要求，对梅济新闸除险加固工程做出安全生产预评价。 工程施工期存在的主要危险、有害因素有：崩塌及滑坡、火灾与爆炸、交通 事故、电气伤害、高处坠落、焊接作业危害、施工期洪水危害、机械伤害、噪声 及粉尘危害等。 为了确保安全生产，在施工过程中要求施工方设置必要的安全标志，并按操 作规程进行施工等，主要需要采取以下措施： 设置安全管理机构、建立安全管理制度、对施工人员进行安全培训、教育与 考核、投入必要的安全设施、实施安全监督和日常检查、建立工程事故应急组织， 编制事故应急预案，这样才能保证安全生产。 根据国家相关文件精神，水利水电工程安全生产费用按建安工程造价的 2%计 取。 15 1.141.14 节能设计节能设计 本工程施工期的建筑材料运输，土石方挖填及运输，混凝土加工及浇筑，金 属结构加工及运输等均使用大量的机械设备，消耗大量的油、电，在施工过程中 提高各参建单位的节能降耗意识，加强施工现场的管理，节能措施主要从建筑材 料生产与运输、机械设备配置、施工区交通及办公生活设施等方面入手。项目建 设应贯彻始终如一的节能意识，合理选择水源点和设计方案，密切各专业的设计 配合，选择合理的施工方案和施工措施，使工程建设获得最大节能效益。 1.151.15 环境保护设计环境保护设计 梅济老闸加固施工期间产生的废气、废水、废渣、噪声对工程区环境造成一 定程度的污染，但采取措施后可以得到减免。 梅济老闸加固施工开挖和废渣堆放对工程区植被有一定的影响，也易造成水 土流失，采取适当防治措施后亦可得到减免。 梅济老闸除险加固施工对工程区有一定的影响，但从总体上看，工程加固后 提高了灌溉、防洪、养殖等效益，并且水闸下游的防洪安全有了保障。虽然施工 期间，将对工程区环境产生不利影响，但影响是局部的、暂时的，通过采取相应 的对策措施可以减免。因此，从环境角度讲，不存在制约因素，不会造成大的不 利影响，工程是完全可行的。 本工程环境保护投资为 17.21 万元。 1.161.16 水土保持设计水土保持设计 梅济老闸除险加固工程在施工期将产生一定量土石开挖及回填，损坏现有草 皮植被，如果任意让地表裸露或弃土弃渣随意倾倒、堆放在河边、河滩、耕地中， 将造成严重的水土流失，淤积河道，同时对土地资源也将造成不容忽视的破坏和 浪费。 梅济老闸除险加固施工期长且不集中，计划工期 12 个月，施工期为枯水期， 停工期为主汛期，雨季容易造成取土场地、新开挖填筑的土质裸露面以及基础开 挖面的水土流失发生。 16 根据建设活动类别、工程布局、防治责任、水土流失特点等，对防治责任范 围划分为 5 个水土保持治理区：主体工程区、弃渣治理区、取土场治理区、施工 附属企业区、施工道路区。 根据工程建设区地形、地质、土壤条件及区域水土流失状况，结合施工特点、 施工布置和建设区近远期发展规划，以及所产生的水土流失影响和防治目标，统 筹制定水土保持措施。按照工程措施和植物措施相结合、重点治理和一般防护相 结合、安全保持和水土资源保持相结合、治理水土流失和恢复、提高土地生产力 相结合原则，对建设区水土流失进行系统、全面设计，形成完整的水土流失防治 体系。 本工程水土保持投资 21.43 万元。 1.171.17 设计概算设计概算 按2013年第3季度价格水平计算，工程部分总投资1637.77万元。其中建筑工程 981.81万元，机电设备及安装工程100.03万元，金属结构设备及安装工程77.47万元， 临时工程131.40万元，独立费用217.91万元，基本预备费90.52万元。环境保护投资 17.21万元，水保投资21.43万元。 1.181.18 经济评价经济评价 本项目经济评价主要依据国家发改委及建设部颁发的建设项目经济评价方 法与参数 （第三版，以下简称） 方法与参数 、水利部颁发的水利建设项目经 济评价规范 （SL72-94）(以下简称评价与规范)进行。本项目属改建、扩建水 利建设项目，按评价与规范要求，经济评价采用有无该项目的增量费用和增 量效益进行，评价时采用的主要参数如下： （1）价格 国民经济评价采用影子价格，概算采用的是当地商品价格，考虑目前国内许 多货物市场价格已接近影子价格，故影子换算系数取1.0。 （2）基准年及基准点 计算期的基准年选在建设期第一年；基准点定在建设期的第一年年初。 （3）社会折现率及基准收益率 17 社会折现率采用8 %。 （4）计算期 本工程建设期1年，正常运行期采用30年，则计算期为31年。 进行国民经济效益费用流量分析和敏感性分析得出，项目经济内部收益率为 11%，经济净现值为 467.19 万元，经济效益费用比为 1.22。在正常情况下以及投 资、效益等不确定因素在一定范围内变化时，项目内部经济收益率都大于 8%，经 济净现值均为正值，经济效益费用比均大于 1.0。 国民经济评价各项指标均达到国家规定的标准值，项目经济合理。 18 2 2 水文水文 2.12.1 流域概况流域概况 2.1.1 华阳河流域概况 华阳河流域位于湖北省的东南角，西起湖北省武穴市的盘塘，东至安徽省的 合圩东堤及新坝，南抵长江，以黄广大堤、同马大堤为防洪屏障，北界抵大别山 外围山岭。流域面积 5511.0km2，其中湖北境内为 2553.2km2，分属武穴市 953.2km2，黄梅县 1600.0km2。 华阳河干流发源于湖北省武穴市横岗山西南部，海拔高程 650.0m。流经梅川 镇入武山湖，经官桥大港、童司牌闸入太白湖，经梅济港、沱湖闸入龙感湖、大 官湖、泊湖，于安徽省望江县的华阳闸及杨湾闸入长江，全长 178.0km，其中流经 湖北境内长 98.0km。 流域地势为西北高，东南低，北部为大别山余脉，山形短促，地势陡降，中 部为浅丘陵地带，龙岗地形，开阔平缓，南部为长江冲积平原，地势平坦，河港 交织，湖泊棋布。按地形分湖北境内，山区面积 380.0km2，丘陵 613.0km2，平原 湖区 1560.2km2。 2.1.2 湖泊概况 1、武山湖 武山湖位于武穴市镇东北约 5km 处，滨临长江。上游有梅川、大金、铁石等 3 条溪流流入湖内，承雨面积 469.0km2，吴黄差为 1.87m。根据湖北省湖泊变迁 图集 （1950-1988） ，解放初期，武山湖中水位 14.13 时的湖泊面积为 25.0km2，相 应容积为 5008 万 m3。湖水通过官桥大港（现亦名丰收港）汇往太白湖，然后排入 长江。70 年代开始对武山湖进行治理，沿湖修筑圩垸 27 处，围堤总长 52.4km， 堤顶高程 16.13m，兴建官桥西泵站（提排流量 50m3/s） 、武穴大闸、童司牌闸，并 开挖了百米大渠，扩宽了官桥大港。到 80 年代，当中水位 13.64m 时，武山湖湖 泊面积为 16.1km2，相应容积 2869 万 m3。其湖泊容积曲线见表 2-1。 19 表 2-1 武山湖湖泊容积曲线表 50 年代80 年代 水位面积容积水位面积容积 mm2m3mm2m3 11.530011.5300 11.6382711.637.926 12.1316.262012.1314.2571 13.1323.4258912.63151301 14.1325500813.1315.82071 15.1329.4772513.6316.12869 14.1316.43681 14.6316.74508 15.1316.75343 2、太白湖 太白湖位于武穴市与黄梅县交界处，上接官桥大港，下通梅济港，湖面跨武 穴市和黄梅县，吴黄差为 1.87m。根据湖北省湖泊变迁图集 （1950-1988） ，解 放初期，当中水位 13.33m 时，太白湖湖泊面积为 60.1km2，相应容积为 10234 万 m3。该湖主要承纳武穴、黄梅交界的北部诸河港以及官桥大港的来水，承雨面积 1235km2，湖水由梅济港流经龙感湖然后由安徽省境内的华阳河口排入长江。解放 后，陆续修建了梅济闸、童司牌闸、沱湖闸等，并疏挖了梅济港，加高培厚了围 堤，以梅济闸节制太白湖水位，以满足湖滨灌溉用水的需要，从梅济港排水，以 沱湖闸防止龙感湖水倒灌。至 80 年代，当中水位 11.63m 时，太白湖湖泊面积为 25.1km2，相应容积为 2334 万 m3。太白湖湖泊容积曲线见表 2-2。 3、龙感湖 龙感湖属跨省湖泊，地跨湖北和安徽两省，历史上，亦称安徽省境内为龙湖， 湖北省境内为感湖，湖水经华阳闸和杨湾闸排入长江，吴黄差为 2.016m。解放初 期，当感湖中水位 11.98m 时，湖泊面积为 188.2km2，相应容积为 34694 万 m3， 解放后进行了多次围垦，至 80 年代，当中水位 10.98m 时，湖泊面积为 83.0km2， 相应容积为 14715 万 m3。龙感湖最大三日水位频率分析成果表见表 2-3。 20 表 2-2 太白湖湖泊容积曲线表 50 年代80 年代 水位面积容积水位面积容积 mm2m3mm2m3 10.230010.430 10.6318.524710.6317.1114 11.1328.5141311.1323.41122 12.1344.4502811.6325.12334 13.1360.11023412.1326.83630 14.1363.61641813.1328.36385 14.6367.51969514.13309300 14.6331.311510 15.1332.112030 15.6732.812500 表 2-3 龙感湖年最大三日水位频率分析成果表 均值P=2%P=5%P=10%P=20%P=50% mmmmmm 最大三日水位12.4215.0814.4913.9913.4112.36 注：以上资料均引至沱湖闸除险加固初步设计报告 （湖北省水利水电规划 勘测设计院 2011 年 4 月） ，该报告已审批。 2.1.3 梅济老闸基本情况 梅济老闸位于黄梅县濯港镇以南，百里长堤与梅济港交汇处，枢纽工程由梅 济老闸、进水港、前池、挡土墙、消力池、挡土墙、出水港等组成，与梅济新闸 并列布置，相距 120.0m。梅济老闸工程等级为等，主要水工建筑物为 3 级，次 要建筑物为 4 级，是一座以防洪（泄洪、拦洪）为主，兼顾蓄水灌溉，养殖和航 运等综合利用的中型水利工程。 梅济老闸工程由黄冈市水利局设计院设计，经湖北省人民政府批准，于 1950 年 10 月由黄梅、广济（现武穴市）两县共同开工兴建，1951 年 5 月建成并投入使 用。梅济老闸原设计排水流量 121.10m3/s，闸底高程 9.30m；共 5 孔，中孔净宽 4.00m，其余各孔净宽 2.50m，闸室总净宽 14.00m。主要由进口段、闸室段及出口 21 段等配套建筑物及设施组成，其中，进出口段均为浆砌条石结构。闸室由闸墩、 底板及附属设施组成：闸墩为浆砌石结构；底板为混凝土结构，根据地质现场取 芯，底板总厚度为 60.0cm，上部分为 30.0cm 厚的素混凝土结构，下部分为 30.0cm 厚的浆砌石。每孔设有工作平板钢闸门各一扇（中孔 4.00m4.50m，其余 2.50m3.50m） ，其中，中孔设有 1300kN 的手电两用螺杆启闭机；其余各孔分别 设有 1200kN 的手电两用螺杆启闭机。 2.22.2 气象特征气象特征 华阳河流域属亚热带大陆性季风气候，兼有南北过渡气候特征，四季分明， 光照充足，雨量丰沛，且有明显的季节性，无霜期长。 根据黄梅气象站多年实测资料分析，多年平均气温 16.8，极端最高气温 39.2，极端最低气温-12.6，多年平均无霜期 316d。多年平均年降雨量 1311.9mm，降雨量年内分配不均，年际变化较大。年内降雨主要集中在 48 月份， 占全年雨量的 62%，其中 57 月份占全年雨量的 47.5%，最大日降雨量 278.7mm，出现在 1975 年 8 月 14 日，最大月降雨量 637.5mm，内涝为排区农业生 产的心腹大患。气象特征如表 2-4。 表 2-4 黄梅气象站气象特征值表 项 目单 位特征值 1、多年平均降水量mm1311.9 2、多年平均蒸发量mm1453.3 3、多年平均气温16.8 极端最高气温39.2（1988.7.18） 极端最低气温-12.6（1969.2.6） 4、多年平均风速m/ s2.3 最大风速m/ s13（1989.7.24） 最多风向W 5、多年平均相对湿度%78 6、多年平均日照h1947.3 7、多年平均无霜期d316 22 2.32.3 水文基本资料水文基本资料 2.3.1 雨量站 华阳河流域在湖北省境内有多个雨量站，本次设计采用的有黄梅气象站。黄 梅气象站建于 1959 年，位于黄梅县城关，为黄梅县气象部门设立。本次收集有自 建站至 2007 年历年逐日降雨资料。 2.3.2 水位站 下新水位站位于黄梅县下新镇，由湖北省水文总站设立，用于观测龙感湖水 位，已于 1995 年撤站，该站水位记录采用吴淞高程系统，吴黄差为 2.016m，本次 收集到的有下新水位站 19561994 年逐日平均水位资料。 白湖渡闸下水位站位于梅济港梅济新闸闸下，下新水位站于 1995 年撤站后， 迁至白湖渡闸下，该站水位记录采用吴淞高程系统，吴黄差为 1.87m。本次收集到 的有白湖渡闸下站 19952012 年逐日平均水位。 2.3.3 周边工程资料收集 此次梅济老闸拆除重建，主要收集到的资料有：梅济港综合整治工程初步 设计报告 、 湖北省黄梅县梅济新闸除险加固工程初步设计报告 、 湖北省黄冈 市龙感湖管理区王大圩港治理工程初步设计报告 、 湖北省黄梅县沱湖闸除险加 固工程初步设计报告以及湖北省武穴市官桥大港近期治理工程初步设计报告 。 简要说明如下： 1) 梅济港综合整治工程初步设计报告 该报告由黄冈市水利水电规划设计院于 2010 年 10 月编制，已通过审批并已 实施。本次设计主要针对梅济港太白湖出口至梅济闸 7.8km 的范围，控制的流域 面积为 11627km2，其防洪标准为 10 年一遇，整治后的梅济闸处的洪水流量为 280.21m3/s，闸前水位为 14.88m(黄海高程，下同)，水位变动范围为 14.88m(K0+200)15.15m(K7+600)。 23 2) 湖北省黄梅县梅济新闸除险加固工程初步设计报告 该报告由中工武大设计研究有限公司于 2011 年 5 月编制，已通过审批，正在 实施。本次初步设计，防洪标准采用 20 年一遇洪水设计，50 年一遇洪水校核。经 过复核，梅济新闸的设计流量为 236.0m3/s，满足水闸的设计标准。闸前设计水位 为 15.64m，校核水位为 16.53m；闸后设计水位为 15.35，校核水位为 16.10m。 3) 湖北省黄冈市龙感湖管理区王大圩港治理工程初步设计报告 该报告由湖北金浪勘察设计有限公司于 2012 年 6 月编制，已审批，正在实施。 王大圩港流域面积 210 km2，全长 25.5 km，港道排区设计排涝标准采用十年一遇 暴雨三日排至作物耐淹深度。总排涝流量为 88 m3/s，下游控制水位通过分析龙感 湖的下新站的水位得出，王大圩港下游出口末端水位取 14.09m。水位变动范围为 14.09m(K0+100)14.81m(K10+800)。 4) 湖北省黄梅县沱湖闸除险加固工程初步设计报告 该报告由湖北省水利水电规划勘测设计院于 2011 年 4 月编制，已审批。沱湖 闸是华阳河洪水汇入龙感湖的骨干工程，承排面积 1162.7km2，排水标准取为 20 年一遇。沱湖闸由张湖闸、梅济闸和王大圩闸组成。沱湖闸中的梅济闸承排梅济 港来水，其设计流量为 425.1m3/s（P=5%） 。 5） 湖北省武穴市官桥大港近期治理工程初步设计报告 该报告由湖北长江工程设计有限公司于 2013 年 7 月编制，已审批。官桥大港 是武山湖与太白湖的连接通道，其间有一节制闸童司牌闸决定了官桥大港的泄流 能力。官桥大港十年一遇泄流能力为 180 m3/s，二十年一遇泄流能力为 245.5 m3/s 2.42.4 设计标准设计标准 根据水闸设计规范 （SL265-2001）和水利水电枢纽工程等级划分及洪水 标准 （SL252-2000）的规定，梅济老闸工程规模属中型水闸，工程等别为等， 主要建筑物级别为 3 级，次要建筑物为 4 级。梅济老闸的防洪标准按 20 年一遇洪 水设计，50 年一遇洪水校核。 （详细分析见第 4 章 4.4 节） 24 2.52.5 设计洪水设计洪水 2.5.1 设计暴雨 （1）流域参数）流域参数 太白湖出口以上流域面积 1162.7km2。其中，武山湖集水面积 480km2，太白 湖集水面积为 682.7km2。武山湖流域扣除梅川和大金水库拦蓄面积 54.6km2，太白 湖流域扣除荆竹和永安水库拦蓄面积 64.5km2，合计 119.1km2。实际排水面积为 1043.6km2，分流域排水面积及地理参数详见表 2-5。 表 2-5 流域地理参数 流 域F(km2)L(km)J() 武 山 湖425.242.60.47 太白湖区间618.428.41.0 （2）设计雨量）设计雨量 太白湖流域位于水文气象分区的第区，流域中心暴雨统计参数及点面折算 系数 t根据湖北省暴雨径流查算图表及湖北省短历时暴雨参数等值线图 查算。武山湖和太白湖各频率设计暴雨计算成果分别见表 2-6 和表 2-7。 表 2-6 武山湖流域设计暴雨成果表 设计历时 t（h） 项 目 1624 均值 t H43.077.0120.0 离势系数 CV0.350.430.45 偏态系数 CS3.5 CV3.5 CV