河北省唐山市XX灌溉泵站更新改造工程初步设计报告.doc

河北省唐山市 xx 泵站更新改造工程 初初步步设设计计 报报告告 （xx 部分） 目目 次次 1 1 综合说明综合说明1 1 1.1 工程概况 1 1.2 水文 3 1.3 地质.4 1.4 工程任务和规模.5 1.5 工程布置及主要建筑物 5 1.6 水力机械、电工及金属结构 8 1.7 消防节能10 1.8 施工11 1.9 环境保护12 1.10 水土保持.12 1.11 工程管理.13 1.12 设计概算.13 1.13 经济评价.14 1.14 工程特性表.14 2 2 水水 文文1717 2.1 流域概况 .17 2.2 水文气象 .17 2.3 排涝流量分析 .17 2.4 灌溉流量分析 .19 3 3 工程地质工程地质2121 3.1 地质概况21 3.2 建筑物区工程地质条件及评价 .22 4 4 工程任务和规模工程任务和规模2828 4.1 工程建设的必要性 .28 4.2 工程任务与规模 .28 4.3 泵站特征水位 .28 5 5 工程布置及建筑物工程布置及建筑物3232 5.1 设计依据 .32 5.2 建筑物存在的主要问题 .34 5.3 泵站更新改造设计 .38 5.4 设计计算62 6 6 水力机械、电工水力机械、电工及及金属结构金属结构6767 6.1 水力机械 .67 6.2 电工 .85 6.3 金属结构 110 7 7 消防节能设计消防节能设计 120120 7.1 消防设计 120 7.2 节能设计 124 8 8 施工组织设计施工组织设计128128 8.1 施工条件.128 8.2 施工导流.129 8.3 主体工程施工.130 8.4 施工交通及施工总布置.134 8.5 施工总进度.136 9 9 环境保护设计环境保护设计140140 9.1 环境现状.140 9.2 环境影响评价.140 9.3 环境保护措施.141 9.4 环境管理与监测.143 9.5 环境保护投资.144 1010 水土保持设计水土保持设计145145 10.1 编制总则145 10.2 水土流失防治责任范围146 10.3 水土流失预测146 10.4 水土流失防治措施146 10.5 水土保持监测与管理148 10.6 水土保持实施进度149 10.7 水土保持工程量 .149 10.8 水保投资概算150 1111 工程管理设计工程管理设计155155 11.1 管理机构和管理设施 .155 11.2 工程管理范围和保护范围 .155 11.3 施工招投标管理 .156 11.4 工程运行管理 .156 1212 设计概算设计概算158158 12.1xx 第六泵站工程概算161 12.2xx 第七泵站工程概算179 12.3xx 闸口泵站工程概算194 1313 经济评价经济评价209209 13.1 项目经济影响分析209 13.2 评价依据和主要参数 .209 13.3 工程建设计划 .210 13.4 效益计算 .210 13.5 费用计算211 13.6 计算期末资产余值回收211 13.7 经济内部收益率 eirr 和经济净现值 enpv 212 13.8 经济费用效益分析结论 .212 1 1 1 综合说明综合说明 1.1 工程概况 唐山市 xx 泵站位于蓟运河下游左右两岸，河北省 xx 县西、天 津市 xx 县东部，为四纪沉积平原，地面高程为黄海高程 0.002.5m 之间，是蓟运河、还乡河下游最大河床，其北燕山山脉， 东南濒渤海湾，总集水面积 232.2km2，耕地面积 21.6 万亩，总人口 约 8.8 万人。xx 内农作物以水稻、棉花为主，其它作物为辅助。该 xx 自上世纪 30 年代开始，陆续兴建了 19 座灌排两用泵站，总装机 75 台 10615kw，总设计流量达 137.2m3/s，这些泵站的投入使用，为 保障 xx 的工业生产、农业的稳产、高产和农村经济的发展以及当地 人民群众生产生活作出了重要贡献。 本次进行更新改造的 xx 泵站包括六座泵站，即第六泵站、第七 泵站、闸口泵站、第四泵站、第一泵站和第五泵站，均已被列入 河北省三项大型泵站更新改造规划 ，其中第六泵站、第七泵站和 闸口泵站归河北省唐山市 xx 管理区管理，第四泵站、第一泵站和第 五泵站归河北省唐山市芦台经济开发区管理。六座泵站中，除闸口 泵站为排水泵站外，其余五座均为灌排两用泵站。 第六泵站建于 1978 年，为灌、排两用泵站，装有 10 台立式轴 流泵，设计流量为 20m3/s，装机容量为 1650kw。第七泵站建于 1964 年，为灌、排两用泵站，装有 6 台卧式轴流泵，设计流量为 12m3/s，装机容量为 930kw。闸口站建于 1971 年，为排水泵站，装 有 5 台卧式轴流泵，设计流量为 10m3/s，装机容量 775 kw。 各泵站主要技术指标见表 1-1。 2 表 1-1 xxxx 泵站现状主要技术指标。 序号及指标名称第六泵站第七泵站闸口泵站合计 1 所在区域 xxxxxx 2 运用性质排、灌排、灌排 3 投运时间 （年份） 197819641971 4 装机台数 106521 5 泵型立式轴流泵卧式轴流泵卧式轴流泵 6 装机功率（kw） 16509307753355 7 设计流量（m3/s） 20121042 这三座泵站皆建于上个世纪六七十年代，由于受当时特定历史 时期的经济、社会条件等限制，工程设计标准偏低，水泵、电机和 主要机电设备产品技术落后，属于淘汰产品，控制方式也落后，许 多泵站都存在设计不合理、建筑质量差、机泵选型不当的缺陷, 泵 站效率普遍较低。另一方面，60、70 年代兴建的泵站自建站以来均 担负着繁重的灌排、调水任务，年运行时间长，特别是经过 3040 年的运行, 许多泵站都在超期服役，机组、电气设备和工程设施老 化严重，效率不断下降，工程效益逐年降低，严重影响了大中型泵 站安全运行和效益的发挥。因此，为使泵站恢复设计排灌标准，保 障泵站安全可靠地运行，尽快对现有的大中型泵站实施更新改造势 在必行。 2009 年 2 月，根据水利部召开的全国大型灌排泵站更新改造项 目前期工作会议的精神，河北省水利厅组织专家对泵站安全鉴定进 行了审查，并提出河北省唐山市 xx 泵站安全鉴定报告书 ，主要 的鉴定结论为： （1）第六泵站：建于 1978 年，建筑物安全类别评定为三类， 机电设备安全类别评定为四类，泵站安全类别评定为为三类。 （2）第七泵站：建于 1964 年，建筑物安全类别评定为三类， 3 机电设备安全类别评定为四类，泵站安全类别评定为为三类。 （3）闸口泵站：建于 1971 年，建筑物安全类别评定为四类， 机电设备安全类别评定为四类，泵站安全类别评定为为四类。 1.2 水文 1.2.1 概况 唐山市 xx 管理区（简称 xxxx）位于天津、唐山二市之间，西 部和西北部与天津市 xx 县相连，南部和天津市 xx 区毗邻，东部与 北部和 xx 区接壤。xx 灌区为海河滨海区第四纪沉积平原，区内地 势低洼平坦，地面高程（黄海）最高为 1.5 米，最低为-1.0 米，地 面坡度为 115000l20000 之间。 本区域地处温暖半湿润大陆性季风气候区，具有四季分明、春 季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季温差大，冬季寒冷。年平均气温 12，多年平均降水量为 610mm，降水年际变化较大，多集中在 78 月份，年水面蒸发量 1570mm 左右。 1.2.2 排涝流量 依据天津市平原地区农田除涝手册编制说明 （天津市水利局 农田水利处，2003 年 10 月）进行排涝流量分析。采用排水模数法 计算最大排涝流量，排涝设计标准为机排 5 年一遇。本次计算成果 与原设计成果基本一致，考虑泵站为改建，维持现有规模较为合理， 仍维持现有泵站规模。计算成果见表 1-2。 表1-2 xx各泵站设计排涝流量计算成果表 单位：m3/s 泵站工程 名称 排涝标准 （年） 原设计排涝 流量 本次推荐 成果 第六泵站 52020 第七泵站 51212 闸口泵站 51010 4 1.2.3 灌溉流量计算 本次 xxxx 更新改造的 3 座泵站中 2 座泵站有灌溉功能，现状共 承担着 8.44 万亩耕地的灌溉任务。2 座泵站灌溉范围内作物组成以 棉花为主，棉花的种植面积约占 70%，其它作物有蔬菜、玉米、小 麦等。第六泵站灌溉水源为还乡河分洪道，第七泵站灌溉水为 xx 西 排干。本次计算渠系水利用系数取 0.65，渠道加大流量的百分数取 为 20%。计算成果见表 1-3。 表 1-3 xx 更新改造泵站灌溉流量表 单位：m3/s 泵站第六泵站第七泵站 灌溉流量 124.0 1.3 地质 xx 管理区处于唐山市和天津市交界部位，所处的地貌单元均为 滨海平原区。 场区地下水位埋藏较浅，主要是靠大气降水及地表水补给。地 下水埋深一般 0.63.2m，地下水位-2.02.5m，主要以第四系地 层孔隙潜水的形式存在。 根据前期地质勘察成果，并参考区域地质资料，建筑物区地质 结构属粘性土、砂层多层结构，地表出露及钻孔揭露的地层岩性主 要有第四系全新统冲积（alq4）壤土及海积（mq4）粘土、粉土、粉 质粘土、细砂等。 壤土（alq4）：黄褐色，层厚 0.52.1m。出露于地表，分 布广泛。粘土（mq4）：灰黑色，层厚 10.010.5m。广泛分布于 表层壤土下部。粉质粘土（mq4）：灰色，层厚 4.26.3m。细 砂（mq4）：灰色，未揭穿。各层土承载力建议值分别为壤土 70kpa、粘土 8090 kpa、粉土 120 kpa、粉质粘土 100130kpa、 5 细砂 180kpa。 该地区地震动峰值加速度为 0.20g，地震动反应谱特征周期 0.35s，相当于地震基本烈度度区。 1.4 工程任务和规模 1.4.1 工程建设必要性 xx 管理区 xx 泵站的建设始于二十世纪 60 年代初期，经过四十 多年的发展历程。xx 泵站主要用于 xx 的抗洪、除涝及农业灌溉。 由于目前各泵站设备设施都是二十世纪六、七十年代产品，由于受 当时社会、经济、技术条件等限制，存在设计不合理、建筑质量差、 泵站效率偏低，大多数泵站属超期服役，部分建筑物存在抗滑稳定 和基底应力不满足规范要求等问题，已不能正常运行。为保证泵站 的安全运行和效益发挥，实施 xx 泵站更新改造工程是必要的。 1.4.2 工程规模 本工程的主要任务是针对各泵站自身存在的问题进行更新改造， 使各泵站排涝标准达到机排 5 年一遇，并恢复各泵站的设计灌溉规 模。各泵站进水池、出水池水位见表 1-4。 表 1-4 泵站特性指标表 进水池水位（m）出水池水位（m） 站名 最高设计 最高 运行 排渍 最低 运行 防洪设计 最高 运行 最低 运行 第六泵站 1.540.040.94-1.96-2.963.262.763.261.80 第七泵站 1.740.061.14-1.76-2.762.302.102.301.24 闸口泵站 1.480.040.88-1.96-2.963.222.723.321.72 注：本报告高程系统为85黄海高程系 1.5 工程布置及主要建筑物 经安全鉴定，三座泵站中，第六泵站和第七泵站为三类泵站， 6 需要更新改造；闸口泵站为四类泵站，需要拆除重建。各泵站等级 见表 1-5，主要建筑物安全系数见表 1-6。 表 1-5 xx 泵站等级划分表 泵站 名称 装机 台数 设计 流量 装机功 率 泵站 规模 泵站 等别 主要建筑 物级别 等次要建筑 物级别 临时建筑 物级别 第六 10201600 中型 345 第七 612960 中型 345 闸口 510800 中型 345 表 1-6 主要建筑物安全系数 建筑物等级荷载组合抗滑安全系数抗浮安全系数基底不均匀系数 基本组合 1.251.102.0 1.101.052.53 特殊 组合 1.051.052.5 基本组合 1.201.102.0 1.051.052.54 特殊 组合 1.051.052.5 1.5.1 第六泵站 （1）泵站主体处理工程 根据工程建筑物存在的问题、检测结论和安全复核成果，第六 泵站的土建加固改造项目和内容包括：前池挡墙自墙顶向下 2.02.5m 范围内全部拆除重建，泵房段混凝土剥蚀处理 585m2，伸 缩缝漏水处理 346m，混凝土防碳化处理 251m2。 （2）闸门更新改造配套土建工程 第六泵站更新改造 2 孔附闸、2 孔渠首闸和 2 孔排河进水闸的 闸门及启闭机。土建配套工程主要是门槽和排架的改造。门槽采用 7 凿除原闸墩，安装闸门埋件后重新浇注混凝土的方法。 （3）拆除重建工程 出口防洪闸及穿堤箱涵鉴定为四类建筑物，进行拆除重建。 1.5.2 第七泵站 （1）泵站主体处理工程 根据工程建筑物存在的问题、检测结论和安全复核成果，第七 泵站的土建加固改造项目和内容包括：南侧挡土墙长 57m，自墙顶 向下 1.4m 范围内全部拆除重建，未拆除部分全部砂浆勾缝。北侧挡 土墙长 42m，全部重新勾缝。泵房段混凝土剥蚀处理 546m2，伸缩缝 漏水处理 240m，出水口胸墙裂缝处理长度 3m，混凝土防碳化处理 246m2，厂房拆除重建。 （2）闸门更新改造配套土建工程 第七泵站更新改造 1 孔腰闸、2 孔回水闸和 2 孔排河进水闸的 闸门和启闭机，土建配套工程主要是门槽和排架的改造。门槽采用 凿除原混凝土，安装闸门埋件后重新浇注混凝土的方法。 1.5.3 闸口泵站 （1）泵站拆除重建工程 虑到各种因素，本次拆除重建方案没有进行水泵台数和总体布 置方面的改变，即仍采用5台机组，并保持泵房长度和宽度不变，以 便使泵房与原有的总体布置相适应，尽量不动进水池、排水闸等其 它建筑物，节省投资。 拆除重建后的泵房采用整体混凝土结构。根据选定泵型的特点， 泵房采用湿室型布置，共分两层，下层为进、出水流道层，上层为 电机层。进水流道层分5个泵室单独进水，每个泵室内各安装1台潜 水泵，每个进水流道净宽3.0m，隔墩厚0.6m，边墩厚1.0m，机组间 8 距3.6m。流道底板厚1.0m。潜水电泵安装于流道底板的支架上。出 水流道位于泵房下游侧，采用直径1.6m的钢管，出口设有浮箱拍门。 操作、检修层平台为钢筋混凝土框架结构。根据水泵检修起吊要求， 确定大梁底高程，起吊设备为6.3t的as-ue电动葫芦。上层厂房长 20.0m，宽8.0m，采用框架结构，墙体为建筑砌块。 拆除重建后的泵房稳定应力计算结果表明，在不改变总体布置 的情况下，各种安全计算均满足规范要求，但因泵房持力层存在严 重液化现象，需要采取基础处理措施。经计算，泵房段基础下设置4 排混凝土灌注桩，桩径0.8m，桩间净距2.6m，每排6根，共计24根。 出水池重建后的布置尺寸等维持现状不变，仍为开敞式矩形水 池，池长10.0m，宽18.4m。但改用钢筋混凝土结构，四周挡墙墙面 直立，角部修圆。 （2）前池处理工程 马道以上范围的护坡全部拆除重建，马道以下范围的护坡全部 凿除原有勾缝砂浆，重新勾缝。 （3）闸门更新改造配套土建工程 闸口泵站更新改造包括 4 孔排河进水闸、2 孔站后回水闸的闸 门及启闭机。土建配套工程均是门槽和排架的改造。采用凿除门槽 部位闸墩、安装闸门埋件后重新浇注混凝土的方法。 1.6 水力机械、电工及金属结构 1.6.1 水力机械 （1）第六泵站 第六泵站现装机 10 台套，设计排涝流量 20.0m3/s，泵站总装机 容量为 1650kw。装有 10 台 36zlb2-5.4 型立式轴流泵，单机流量 2.0m3/s，配套电机型号为 jrl-14-12 型立式绕线电机，电机功率 9 165kw。 改造后的第六泵站装有 10 台 900zlb-85c（-4）的立式轴流 泵，配套安装 10 台 jsl138-12 型立式电机，电机功率 160kw，泵站 总装机容量为 1600kw。改造后泵站的设计排涝流量为 20.0m3/s。 （2）第七泵站 第七泵站现装机6台套，设计排涝流量12.0m3/s，泵站总装机容 量为930kw。装有6台36wz-75型卧式轴流泵，单机流量2.0m3/s，配 套电机型号为jrl128-8型绕线型电机，电机功率155kw。 改造后的第七泵站装有6台900zq-85c-160（-4）潜水轴流泵， 电机功率160kw，泵站总装机容量为960kw。改造后泵站的设计排涝 流量12.0m3/s。 （3）闸口泵站 闸口泵站现装机5台套，设计排涝流量10.0m3/s，泵站总装机容 量为775kw。装有5台36wz-75型卧式轴流泵，单机流量2.0m3/s，配 套电机型号为jrl128-8型绕线型电机，电机功率155kw。 改造后的闸口泵站装有5台900zq-85c-160（-4）潜水轴流泵， 电机功率160kw，泵站总装机容量为800kw。改造后泵站的设计排涝 流量10.0m3/s。 1.6.2 电工 三座泵站的机电设备安全类别评定为四类设备，予以更新。 第六泵站按三类负荷设计，仍利用原有的输电线路供电。设计 接线方案为设二台s11-1250,355%/0.4kv主变压器，分别供5台 160kw水泵电机用电。 第七泵站按三类负荷设计，仍利用原有输电线路供电。设计接 线方案为二台s11-800,105%/0.4kv主变压器，分别供3台160kw水 10 泵电机用电。 闸口泵站按三类负荷设计，仍利用原有输电线路供电。设计接 线方案为设一台scb11-1250,105%/0.4kv主变压器，降压至0.4kv 供5台160kw水泵电机用电。 以上各台均设站用变压器，降压至0.4kv供泵站管理及生活用电。 1.6.3 金属结构 xxxx泵站更新改建工程各泵站金属结构项目为：改建泵站进口 拦污栅及埋件，更新部分闸门、埋件及启闭机。 泵站改造后共设有门（栅）槽42孔，各类闸门和拦污栅42扇， 启闭设备21台。闸门及埋件主材为ht200和q235b，拦污栅及埋件主 材为q235b。原金属结构设备拆除量约255t，改造后金属结构设备约 292.5t。 1.7 消防节能 1.7.1 消防设计 本工程的消防范围主要包括：泵房、变压器场、高低压配电室 等。对于上述消防范围内的建筑物按消防设计规范的要求，确定其 耐火等级与火灾危险性类别，合理确定建筑物防火间距。对于丙类 电气设备场所采用防火墙作局部分隔，并设置安全出口及防火门， 并配备手提式 mfzl4 型磷酸铵盐干粉灭火器等灭火器材。 电缆全部采用不燃电缆或阻燃电缆，并采取阻火包、防火隔板、 防火涂料、防火堵料等防火措施，配置手提式mfzl4 型磷酸铵盐干 粉灭火器等灭火器材。 消防用电设备采用单独的供电回路，当发生火灾时，仍能保证 消防供电，其配电设备具有明显的标志。在主厂房、高低压配电室 11 等房间内，结合正常通风设置消防排烟设施。 1.7.2 节能设计 水机设备采用节能产品，本次泵站改造全部更换为高效水泵组， 其配套电机采用 y 系列节能型电机。主变压器及站用变压器，选用 s11 或 sc11 节能型变压器。在室内外照明设计中，选用新型低功耗 节能照明光源和高效灯具，降低电/光转换损耗；结合各房间及工作 区照度要求合理布设照明灯具，提高光能利用率。泵站设置无功自 动补偿装置，提高电能利用率。 1.8 施工 （1）施工条件 泵站对外交通以公路为主，站址处有公路通过，工程对外公路 交通十分便利。工程所需建筑材料均从市场购买。生产用水、生活 用水可直接采用自来水或当地居民用水。由于各泵站改造规模都不 大，施工用电可直接由泵站变电站处接线，不必另设电源。 （2）施工导流 本工程主要建筑物为 3 级。由于本工程各建筑物施工挡水围堰 高度不大，围堰挡水时段不长，经综合考虑，导流建筑物设计洪水 标准采用 5 年一遇洪水标准。 （3）主体工程施工 原建筑物拆除包括浆砌石拆除、房屋拆除、混凝土拆除。房屋 拆除和浆砌石主要采用人工方式拆除，必要时采用机械配合人工拆 除；混凝土拆除采用风镐及人工拆除相结合的施工方法。 土方主要采用 1m3反铲挖掘机开挖，采用 8t 自卸汽车运输。土 方回填在填筑前先进行填筑部位基面清理，推土机推料铺料，主要 采用蛙式夯分层夯实。 12 本工程混凝土采用 0.8m3搅拌机拌和，混凝土量较大的采用自 卸汽车运输，用量小的采用胶轮车运输；建筑物上部板梁柱混凝土 采用胶轮车进行水平运输，垂直运输采用起重机提升入仓，混凝土 浇筑采用插入式振捣器振捣。 砌石采用人工砌筑，砂浆采用砂浆搅拌机拌和。 （4）施工交通及施工总布置 各泵站均有公路通过，交通方便，不需修建场外交通。场内交 通包括连接施工区及各施工辅助企业、料场、弃渣场等施工场地的 施工临时道路，第六泵站场内交通道路长 1.5km，第七、闸口泵站 场内交通道路长 0.5km，路面宽度均为 6m，采用泥结碎石路面。 施工辅助企业主要布置在泵站管理处内空地及施工区附近。生 活房屋尽量利用现有房屋。 工程所需的土料通过外购的方式解决。 （5）施工总进度 本工程根据各泵站水文特点和本阶段设计的工程量，计划在 18 个月内建成，具体施工期从第一年 9 月至第三年 2 月，总工期 18 个 月。包括工程准备期、主体工程施工期、工程完建期。 1.9 环境保护 根据本工程“以机电设备更新改造为主体，以病险工程大修加 固为重点”的特点，对施工期和运行期可能的环境影响进行分析与 评价，采取沉淀、填埋等环境保护措施和环境管理措施，对施工期 生态环境、 “三废一噪”产生的环境危害进行治理，保护和改善项目 区生态环境，并提出规范施工作业、加强施工队伍环境管理以及施 工期环境监测建议。环境影响评价结论：本工程不存在环境方面的 制约因素，从环境影响角度考虑本工程建设是可行的。 13 1.10 水土保持 本工程主要针对施工过程可能的水土流失及危害，确定水土流 失防治责任范围和防治分区，分区采取工程措施、临时措施、预防 保护措施，防治水土流失。水土流失防治措施主要包括：弃土弃渣 定点堆存与覆土、土地平整、排水沟开挖、施工迹地恢复等，施工 队伍按水土保持要求进行施工作业。施工期和自然恢复期进行必要 的水土保持监测。本工程不存在水土保持方面制约工程建设的因子。 1.11 工程管理 第六、第七、闸口三座泵站归 xx 管理区排灌管理站，已按照国 务院、河北省和唐山市水利工程管理体制改革实施意见完成了 水管体制改革，并通过了省水利厅验收。更新改造后，管理机构仍 按原泵站管理机构设置不变，不再增设机构和部门。 泵站更新改造施工应严格执行水利部水利工程建设项目管理 规定和河北省河北省水利工程建设项目实施管理办法 ，实行项 目法人责任制、建设监理制和施工招投标制。 工程运行中应加强观测和资料整编工作。本次更新改造，在泵 房边墩和中墩上设置至少 3 个位移及沉降观测点，同时刻划水尺线， 以观测水位情况；在所有进、出水闸边墩或中墩适宜的部位也刻划 水尺线，以观测水位情况。水平位移观测采用视准线法，垂直位移 观测采用水准测量。泥沙淤积采用人工探测方式进行观测。 1.12 设计概算 投资估算的依据是水利部水总2002116 号文件发布的水利 工程设计概（估）算编制规定 、 水利建筑工程概算定额 、 水利 工程施工机械台时费定额 。 14 按 2009 年 5 月价格水平编制，xx 部分总投资 2899.88 万元， 其中工程部分投资 2857.02 万元，建筑工程 536.78 万元，机电设备 及安装工程 1489.12 万元，金属结构设备及安装工程临 263.26 万元， 临时工程 96.34 万元，独立费用 335.47 万元，基本预备费 136.05 万元，水土保持费 21.86 万元，环境保护费 21.0 万元。 1.13 经济评价 xxxx 泵站行政隶属 xx 管理区水务局，场内涉及主要受益单位 有 1 个镇（18 个自然村） 、13 个生产队、工业商业企业五十多个。 总集水面积 147.2km2，耕地面积 10.6 万亩，总人口数量 4.7 万人。 目前 xx 主要农作物以棉花为主，其它作物有蔬菜、玉米、小麦等。 根据规范 ，选用经济内部收益率、经济净现值、经济效益费 用比等国民经济评价指标，评价该项目的经济合理性。通过分析计 算，该项目的经济内部收益率为：第六 12.84%；第七 19.71%；闸口 12.75%，经济净现值为：第六 414.99 万元；第七 650.62 万元；闸 口 270.46 万元。 1.14 工程特性表 表 1-7 泵站更新改造主要技术指标 序号及名称单位第六泵站第七泵站闸口泵站 一、泵站 1、位置 所在地区 xxxxxx 所在河流还乡河xx 西排干蓟运河 内河名称煤河百戟河煤河 2、运用性质灌排灌排排 3、规模等别 规模中型中型中型 等别 主要建筑物级别3 级3 级3 级 4、外河 防洪水位 m3.262.33.22 设计水位 m2.762.12.72 最高运行水位 m3.262.33.32 最低运行水位 m1.81.241.72 15 序号及名称单位第六泵站第七泵站闸口泵站 5、内河 最高水位 m1.541.741.48 设计水位 m0.040.060.04 最高运行水位 m0.941.140.88 排渍水位 m-1.96-1.76-1.96 最低运行水位 m-2.96-2.76-2.96 6、灌溉 设计灌溉面积万亩 82 设计灌溉流量 m3/s124.0 7、排涝 设计排涝标准年 555 设计排涝面积 km2583024.67 设计排涝流量 m3/s201210 8、设计地震烈度 二、主要建筑物及设备 1、泵房 泵房上部结构形式 m2 砖混框架框架 泵房下部结构形式 m2 墩墙式墩墙式墩墙式 2、水泵 台数 1065 型号 900zlb-85c900zq-85c-160900zq-85c-160 额定转速 m490490490 3、电动机台数 型号 jsl138-12yqgn740-12yqgn740-12 单机容量 kw160160160 功率因数 0.80.750.75 4、涵闸 涵闸数座 532 门栅数扇 201111 启闭机台 1056 型式平面闸门平面闸门平面闸门 单孔尺寸/孔数 m2 2.04.0 4 孔 3.64.0 2 孔 2.53.0 2 孔 3.64.5 2 孔 2.02.0 1 孔 2.02.5 2 孔 2.02.5 2 孔 2.02.5 2 孔 2.02.5 4 孔 5、变压器 s11-1250 s11-1250 sc10-50 s11-800 s11-800 sc10-50 scb11-1250 sc11-50 6、起重机 型号 lda-5 单梁起重机 6.3t 电动葫芦 6.3t 电动葫芦 台数 111 三、施工 1、工程量 土方开挖 m368224056353 土方回填 m363781305355 干砌石 m35300 16 序号及名称单位第六泵站第七泵站闸口泵站 浆砌石 m250355163 混凝土 m3116310.61070 钢筋 t71.11.060.7 2、总工时工时 1014542381684363 四、经济指标 1、总投资 2899.88 2、工程总投资万元 2857.02 建筑工程万元 536.78 机电设备及安装工程万元 1489.12 金属结构设备及安装工程万元 263.26 施工临时工程万元 96.34 独立费用万元 335.47 预备费万元 136.05 3、环保水保总投资万元 42.86 环保万元 21.0 水保万元 21.86 4、经济内部收益率第六12.84；第七19.71；闸口12.75。 注：本报告高程系统为 85 黄海高程系 17 2 2 水文水文 2.1 流域概况 xx 管理区地处蓟运河下游左岸，经由本区的河流有蓟运河、津 唐运河、还乡河分洪道、煤河、百戟河、入海排河。管理区位于 天津、唐山二市之间，西部和西北部与天津市 xx 县相连，南部和天 津市 xx 区毗邻，东部与北部和 xx 接壤。东北距唐山市 41km，西南 距天津市 85km，边界东南距渤海 7km。灌区地质为海河滨海区第四 纪沉积平原，区内地势低洼平坦，地面高程（黄海）最高为 1.5m， 最低为-1.0m，地面坡度为 115000l20000 之间。 2.2 水文气象 本区域地处温暖半湿润大陆性季风气候区，具有四季分明、春 季干旱多风，夏季炎热多雨，秋季温差大，冬季寒冷。年平均气温 12，多年平均降水量为 610mm，降水年际变化较大，多集中在 78 月份，年水面蒸发量 1570mm 左右。 2.3 排涝流量分析 2.3.1 排涝标准确定 本次列入更新改造的泵站有 3 座，其中第六、第七泵站为排灌 两用站，闸口泵站属排水站，3 座泵站的共承担 112.67km2的排涝任 务，现状排涝标准为重现期 5 年一遇。 第六站位于还乡河分洪道左岸，建于 1978 年，运行 30 余年， 承担煤河的防洪排涝任务，排涝面积 58.0km2，现状设计流量 20m3/s；第七泵站位于 xx 西排干右岸，建于 1964 年，运行 40 余年， 承担百戟河的防洪排涝任务，排涝面积 30.0km2，现状设计流量 12m3/s；闸口站位于蓟运河左岸，建于 1971 年，运行近 40 年，承 担着煤河的防洪排涝任务排涝面积 24.67km2，现状设计流量 18 12m3/s。 根据灌溉与排水工程设计规范 （gb50288-99） ，改扩建后排 涝标准一般可采用重现期 510 年。根据排水区的自然条件、涝灾 影响的严重程度，确定更新改造后 xx 开发区 3 座泵站的排涝设计标 准为机排 5 年一遇。 2.3.2 排涝流量计算 xxxx 位于天津市 xx 县境内与唐山市 xx 区接壤，本报告依据 天津市平原地区农田除涝手册编制说明 （天津市水利局农田水利 处，2003 年 10 月）进行排涝流量分析。采用排水模数法计算最大 排涝流量，公式如下： 80 . 0 92 . 0 03 . 0 frq 式中：q一次洪水最大排水流量（m3/s） ； f排水河道设计断面控制的排水面积（km2） ； r设计径流深（mm） 。 xxxx 更新改造的 3 座泵站，排水区域均为机排区。该区域主要 农作物为棉花，其它作物有蔬菜、小麦、玉米等，耐淹程度较差， 综合考虑本次机排设计排水时间以 24 小时计算。 设计排水过程线依据河北省平原地区中小面积除涝水文修订 报告 （河北省水利水电勘测设计研究院，2002 年 10 月）中计算方 法确定。计算公式如下： q fr t 278 . 0 qi=y.q ti=x.t 式中：y、x概化线纵、横坐标比例（%） ，见表2-1； q一次洪水最大排水流量（m3/s） ； 19 r一次洪水径流深（mm） ； f流域面积（km2） ； 面积系数取0.34； t概化过程线总底宽； qi、ti 概化过程线纵、横坐标值 。 表2-1 概化过程线纵横坐标比例表 x（% ） 0510151930405060708090100 y（% ） 019497710074543725161050 不同重现期设计最大排水流量计算成果见表 2-2。充分考虑站 前的滞蓄特性对排涝区排水流量进行折减，机排系数视站前汇流历 时的延续和调蓄容积大小，查除涝手册，机排系数选 0.79。通过计 算成果对比可以看出，本次计算成果与原设计成果相差不大，本次 xx 泵站全部为更新改造，为维持原计算成果的延续性，本次各泵站 设计排涝流量仍维持原成果。 表2-2 xx各泵站设计排涝流量计算成果表 单位：m3/s 泵站工程 名称 排涝标准 （年） 最大排水 流量 机排流量 原设计排涝 流量 本次推荐 成果 第六泵站 523.4 18.5 2020 第七泵站 515.1 11.9 1212 闸口泵站 511.6 9.2 1010 2.4 灌溉流量分析 2.4.1 灌溉范围及作物组成 本次 xxxx 更新改造的 3 座泵站中 2 座泵站有灌溉功能，现状共 承担着 8.44 万亩耕地的灌溉任务。2 座泵站灌溉范围内作物组成以 棉花为主，棉花的种植面积约占 70%，其它作物有蔬菜、玉米、小 20 麦等。第六泵站灌溉水源为还乡河分洪道，第七泵站灌溉水为 xx 西 排干。本次设计参照现状灌区实际情况，恢复各泵站设计灌溉面积， 设计灌溉面积成果见表 2-3。 表 2-3 xx 更新改造泵站灌溉面积表 单位：万亩 灌溉水源还乡河分洪道xx 西排干 泵站第六泵站第七泵站 灌溉面积 8.02.0 2.4.2 灌溉制度及灌水率分析 根据河北省冀水农200817 号文颁布试行的河北省主要农 作物灌溉定额 ，xx 泵站控制面积位于燕山丘陵平原区（） ，综合 灌溉定额 230m3/亩，根据规范，灌溉设计保证率取 75%，按灌溉用 水过程分别计算各种作物各次灌水的灌水率，并按时间进行叠加。 计算结果旬平均最大灌水率为 0.700m3/s/万亩，位于 4 月中旬；次 之灌水率为 0.288m3/s/万亩，位于 6 月中旬。 2.4.3 灌溉流量确定 灌溉设计流量计算公式为： q=aq/ 式中：q毛灌溉流量（m3/s） ； a灌区灌溉面积（万亩） ； q灌水率（m3/s/万亩） ； 渠系水利用系数。 考虑各泵站为灌排两用的功能，排涝规模远大于灌溉规模，为 灌区今后发展留有余地又不增加泵站总规模，确定灌溉设计流量持 续 1 旬确定灌溉流量。根据规范要求，结合现状渠系渗水损失情况， 渠系水利用系数取 0.65，渠道加大流量的百分数取为 20%，并分别 计算各泵站设计灌溉流量，计算成果见表 2-4。 表 2-4 xx 更新改造泵站灌溉流量表 单位：m3/s 21 灌溉水源还乡河分洪道xx 西排干 泵站第六泵站第七泵站 灌溉流量 124.0 22 3 3 工程地质工程地质 3.1 地质概况 3.1.1 地形地貌 xx 管理区 xx 泵站处于唐山市和天津市交界部位，所处的地貌 单元均为滨海平原区，地面高程一般约-1.56.0m，相对高差 0.53.0m。 流经建筑物区的主要河流有蓟运河、潮白河、曾口河、津唐运 河、还乡河分洪道，上述河流同属海河流域，除津唐运河、还乡河 分洪道是人工开挖的排水河道，其余均为天然河道。 3.1.2 水文地质条件 本区处于暖温带半湿润大陆性季风气候区，年平均气温 10.9c，极端最高气温 39c，极端最低气温-19c。全区多年平均 降雨量 574.4 610.9 mm，降雨集中于 6 至 8 月份，占年降雨量的 地 78.4，年蒸发量 1572.3 毫米。冬季最大冻结深度 54cm。 场区地下水位埋藏较浅，主要是靠大气降水及地表水补给。根 据前期勘察资料，地下水埋深一般 0.63.2m。主要以第四系地层 孔隙潜水的形式存在。为地下潜水，受季节及河水影响变化较大。 孔隙潜水主要赋存于第四系壤土的孔隙中。壤土分布广泛，透 水性差，降雨补给量甚微，水量不大。 根据相关资料，地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。 本场区标准冻结深度为-0.80 米，场地处于冰冻区；依据建 筑地基基础设计规范gb50007-2002 判定场地土为不冻胀。 3.1.3 地质构造与地震 建筑物区所处的构造单元为一级构造单元的中朝准地台，二级 构造单元的华北断拗东段，三级构造单元的沧县台拱中部，四级构 23 造单元的潘庄断凸及北塘断凹交接部位。 根据中国地震局制定、国家质量技术监督局发布的中国地震 动参数区划图 （gb18306-2001）及建筑抗震设计规范 （gb50011-2001）划分，该区地震动峰值加速度为 0.20g，地震动 反应谱特征周期 0.45s，相当于地震基本烈度度区。 场区全部为第四系地层覆盖，未发现明显的地质构造。 3.2 建筑物区工程地质条件及评价 3.2.1 第六站、第七站地质结构 根据 1999 年蓟运河复堤工程（xxxx 段）的料场勘察及 2005 年 xx 管理区第一中学科技楼地基勘察成果，并参考区域地质资料， 建筑物区地表出露及钻孔揭露的地层岩性主要有第四系全新统冲积 （alq4）壤土及海积（mq4）粘土、粉质粘土、细砂等。现由上至下 叙述如下。 壤土（alq4）：黄褐色，湿，可塑，层厚 0.52.1m。出露 于地表，分布广泛。 粘土（mq4）：灰黑色，湿饱和，软塑，含贝壳，细砂，有 腥臭味，层厚 10.010.5m。广泛分布于表层壤土下部。 粉质粘土（mq4）：灰色，饱和，可塑，局部夹有细砂，有腥 臭味，层厚 4.26.3m。 细砂（mq4）：灰色，湿，稍密中密，局部夹有薄层粉质粘 土，未揭穿。 3.2.2 第六站、第七站土体物理力学指标建议值 根据工程经验类比，参考有关资料值，提出地基土体物理力学 指标建议值，详表 3-1、表 3-2。 24 表 3-1 土体物理性质指标建议值表 含水量天然容重比重干容重饱和容重孔隙比塑性指数液性指数 gs dsreipil 地层 时代 工程 地质 单元 土的名称 （%）（kn/m3）（kn/m3）（kn/m3） alq4 壤土 26.518.5 2.72 13.42.020.69015.7 粘土 38.718.2 2.73 13.318.31.07915.20.96 粉质粘土 26.819.1 2.71 19.50.80211.10.88mq4 细砂 表 3-2 土体力学性质指标建议值表 直 剪 压缩系数压缩模量 凝聚力内摩擦角 渗透系数承载力 av0.1-0.2 es ccqcqk20fk 地层 时代 工程地质单元土的名称 （mpa1）（mpa）（kpa）（） kv （kpa） alq4 壤土 5.1510-670 粘土 0.5733.7222.07.61.4010-680 粉质粘土 0.4903.8021.011.61.6010-6130mq4 细砂 4.5010-4180 25 3.2.3 第六站、第七站工程地质评价 （1）第六站、第七站 2 座泵站所处滨海平原区，地表均被第四 系沉积物所覆盖，地层岩性上部为冲积壤土，下部为海积粘土，岩 性均一，分布稳定。 （2）各层土承载力建议值分别为壤土 70kpa、粘土 80kpa、粉 质粘土 130kpa、细砂 180kpa。 （3）本区地下水埋深一般 0.63.2m，地下水位-2.02.5m， 主要以第四系地层孔隙潜水的形式存在。基坑开挖存在临时排水问 题。 （4）建议混凝土与地基粘性土之间的摩擦系数为 0.220.30。 3.2.4 闸口站地质结构 勘察场位于冀运河右堤下，场地地层由海相、河相、陆相沉积、 淤积土层交互形成，在钻孔揭露深度范围内，表层覆盖一层素填土， 为河底废墟堆积而成，含有机质，欠固结土，其下地层主要由粉土、 粉质粘土等组成，下面将各层土按自上而下的顺序描述如下表 3- 3： 26 表 3-3 地层分层表 地层编 号 地层名称地层描述 素填土 灰褐色，湿，含植物根系和有机质，有臭味， 主要成分为粉质粘土，欠固结，厚度 2.83.9 米。 粉质粘土 灰色，湿，流塑状态，含有腐蚀质，有臭味； 韧性中，粘性中，切面稍有光泽，2 号孔上部局 部夹淤泥质粉质粘土，层厚 0.83.1 米，层底 埋深 3.67.0 米，全场区分布，为中高压缩 性土。 粉土 灰色，稍密，饱和，流塑状态，包含碎贝壳， 含少量云母，粘性低，韧性低，无光泽，摇震 反应迅速，局部夹粉质粘土夹层，层厚 4.25.9 米，层底埋深 9.511.2 米，全场区 分布，为中压缩性土。 粉质粘土 灰色，湿，流塑状态， ；韧性中，粘性中，切面 有光泽，局部夹粉土夹层，层厚 2.64.0 米， 层底埋深 13.513.8 米，全场区分布，为中 高压缩性土。 粉质粘土 灰色褐黄色，湿，软塑状态；含碎贝壳，少 量云母，韧性中，粘性中，切面有光泽，局部 夹细纱夹层，层厚 2.12.4 米，层底埋深 15.616.2 米，全场区分布，为中压缩性土。 粉质粘土 灰色褐黄色，湿，可塑状态，切面稍有光泽， 韧性中，粘性中，局部夹薄层粉土和细砂；层 厚 6.88.3 米，层底埋深 22.424.5 米，全 场区分布，为中压缩性土。 粉质粘土 灰色，湿，流塑状态，切面稍有光泽，韧性中， 粘性中，局部夹薄层粉土和细砂；层厚 5.5 米， 层底埋深 30 米，未穿透，全场区分布，为中压 缩性土。 除第层素填土外，场地土其它各土层物理力学指标按物理 力学指标统计表中采用。 根据建筑抗震设计规范gb50011-2001，场地第层粉土层 在 8 度地震设防烈度下存在严重液化现象，土层液化指数 27.2720.29，土层液化等级为严重液化。由于闸口泵站现有工程 27 建筑物正在使用，我院未能在建筑物原址上进行勘察，虽然液化层 上层增加建筑物荷载后液化指标会有所改变，但不会影响到液化层 在 8 度地震设防烈度下存在液化现象的趋势和结果，我院判定场地 第层粉土层在 8 度地震设防烈度下为液化土层。 3.2.5 闸口站土体物理力学指标建议值 场地各土层地基承载力特征值依据标准贯入试验、土工试验成 果及工程实践给出如下： 表 3-4 各层土承载力特征值 层号岩 性 标准贯入试验 fak (kpa) 土工试验 fak (kpa) 建议值 fak (kpa) 粉质粘土 9090 粉土 130120120 粉质粘土 100100 粉质粘土 130130 粉质粘土 160160 粉质粘土 150150 为消除第层粉土严重液化问题，建议采用摩擦桩，可采用第 层粉质粘土层做为桩端持力层，场地桩周土的极限侧阻力标准值 和桩的极限端阻力标准值。依据标准贯入试验、土工试验成果、 建 筑桩基技术规范 （jgj942008） 、 公路桥涵地基与基础设计规范 （jtg d632007）及工程实践给出如下： 表 3-5 桩周土的极限侧阻力标准值和桩的极限端阻力标准值 层号岩 性 桩周土的极限侧阻力 标准值 qsik (kpa) 桩的极限端阻力标 准值 qpk (kpa) 粉土 25 粉质粘土 25 粉质粘土 40 28 粉质粘土 55650 3.2.6 闸口站工程地质评价 1.根据本次勘察情况和区域地质资料分析，除第层素填土、 第层粉土（液化处理） ，场地其它各土层工程稳定性较好，适宜本 工程建设。 2.场地各层土承载力特征值按前述表 4 中建议值采用。 3. 本次勘察期间揭露出地下水水位埋深 3.03.3 米，受季节 及河水位影响变化较大，施工期间应注意地下水水位的变化。 4.由于施工时，基础埋深较大，水位较低，土质呈流塑状态， 应做好施工降水和基坑支护工作。 5. 由于本次勘察受场地条件限制，钻孔偏