骆马湖堤防加固工程建筑物可行性研究报告.doc

骆马湖堤防加固工程建筑物 可行性研究报告 徐徐州州市市水水利利建建筑筑设设计计研研究究院院 甲甲级级设设计计证证书书编编号号： 1 10 01 11 17 71 1s sj j 二二 o oo o 四四年年 四四 月月 骆马湖堤防加固工程建筑物 可行性研究报告 目目 录录 第一章第一章 综合说明综合说明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 第二章第二章 气象水文气象水文12 第一节 气 象12 第二节 水 文12 第三章第三章 北坝涵洞设计北坝涵洞设计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 第四章第四章 苗圩泵站设计苗圩泵站设计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 第五章第五章 穿堤涵洞工程穿堤涵洞工程43 第一节 概况43 第二节 穿堤涵洞典型设计45 第六章第六章 湖东地下涵洞工程湖东地下涵洞工程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 第七章第七章 工程管理工程管理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 第八章第八章 施工组织设计施工组织设计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 第九章第九章 工程投资估算工程投资估算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 附附件件： 1、工工程程地地质质报报告告 2、复复核核计计算算分分析析报报告告 3、现现状状调调查查分分析析报报告告 4、检检验验测测试试报报告告 5、安安全全鉴鉴定定报报告告书书 - 1 - 第第一一章章 综综合合说说明明 第一节 前 言 一一、工工程程概概况况 骆马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。骆马湖上 承南四湖、沂河干河和邳苍区间来水，流域面积 5.8 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（包括骆马湖）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 东调南下二期工程骆马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。 徐州市境内骆马湖堤防穿堤建筑物分布在骆马湖西堤、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，具体见骆马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 - 2 - 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。 骆马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，为确保骆马湖大坝的防洪安全，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。 二二、安安全全鉴鉴定定情情况况 骆马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， 徐州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，由徐州市水利局组织沂沭泗局骆马湖管理处、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、徐州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。 - 3 - 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 下工程骆马湖堤防上的建筑物，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 43.3（1955 年 7 月发生在徐州） ，极端最低气温为-23.3（1969 年 2 月发生在徐州） 。 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 2.53.0m/s，极端最大风速为 23.4 m/s。 第三节 工程地质 详见有关建筑物的有关章节。 - 4 - 第四节 工程任务和规模 骆马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。 一一、骆骆马马湖湖本本期期治治理理的的目目标标 1.防洪：骆马湖二线堤防达到防御 50 年一遇洪水标准，骆马湖一线堤防 达到防御设计水位 24.5m，老沂河达到防御 20 年一遇洪水标准，骆马湖东堤 5 条迥龙堰达到防御 20 年一遇洪水标准。 2、排涝：骆马湖沿线圩区达到 5 年一遇的排涝标准。 二二、工工程程规规模模 1、骆马湖水库为大（1）型水库，总库容为 20.1 亿立方米。 2、骆马湖沿线圩区排模达 0.5 立方米每秒/平方公里。 三三、骆骆马马湖湖水水位位 骆马湖正常蓄水位 23.5m，汛限水位 22.5m，设计洪水位 25.0m，校核洪 水位 26.0m。 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, 骆马湖大堤（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。骆马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 （gb18036-2001） ，场地地震动峰值加速度为 0.3g，地震动反应谱特征周期 0.35s，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sl252-2000 水工建筑物抗震设计规范 （sl203-97） ； - 5 - 堤防工程设计规范 （gb50286-98） ； 水闸设计规范 （sl265-2001） ； 水工混凝土结构设计规范 （sl/t191-96） ； 水工钢筋混凝土结构设计规范 （sdj20-78） ； 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，骆马湖大 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 一一、编编制制依依据据 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。 二二、采采用用定定额额 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 ； 三三、工工程程投投资资 本工程共需完成的主要工程量： 土方开挖 30.42 万 m3，土方填筑 28.30 万 m3，砌石及垫层 1.98 万 m3，混 凝土及钢筋混凝土 1.61 万 m3，拆除浆砌石 1.5 万 m3，拆除砼 0.97 万 m3。 - 6 - 本工程所需主要材料用量： 水泥 7392t，钢筋 793.1t，柴油 489.36t，黄砂 1.8 万 m3，碎石 3.5 万 m3，块石 2.06 万 m3，总工时 96.2 万工时。 工程静态总投资 4312.60 万元。 第九节 几点说明 因为骆马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。 - 7 - 骆马湖堤防加固工程建筑物特性表骆马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/s79 2 穿堤涵洞座 14 （1）司庄引水洞 m3/s2.2 （2）大墩引水洞 m3/s10 （3）杨庄站泄水洞 m3/s0.65 （4）小新河站泄水洞 m3/s2.5 （5）苗圩站泄水洞 m3/s2.1 （6）沟群站引水洞 m3/s2.6 （7）沟群站泄水洞 m3/s1.9 （8）小新河老站泄水洞 拆除 （9）五墩站泄水洞 m3/s1.15 （10）刘宅站泄水洞 m3/s1.5 （11）分洪口南泄水洞 m3/s2 （12）分洪口南引水洞 m3/s0.7 （13）分洪口北泄水洞 m3/s1.69 （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 12.5 吨卷扬式 （6）底板高程 m18.0 （7）净宽孔m 33 （8）地基特征粘土混砂礓，承载力 300kpa 2 苗圩泵站 （1）出水涵管1400 玻璃钢管 （2）设计流量 m3/s2.1 （3）电机层高程 m21.9 （4）底板高程 m18.5 - 8 - （5）进水型式直管式 （6）出水型式钢管正向出水 （7）水泵型式600qz-75 潜水轴流泵 （8）水泵台数台 2 （9）总装机功率 220kw 骆马湖堤防加固工程建筑物特性表骆马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 m3 30.42 （2）砌石 m319700 （3）砼及钢筋砼 m316100 四工程投资 1 静态总投资万元 4269.5 （1）建筑工程万元 2650.23 （2）机电设备及安装工程万元 77.75 （3）金属设备及安装工程万元 117.92 （4）临时工程万元 557.53 （5）其它费用万元 471.09 （6）基本预备费万元 387.45 -9- 骆骆 马马 湖湖 建建 筑筑 物物 基基 本本 数数 据据 表表 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 1974 3- 5.03.0 18.8 33.0 拆除重 建 已检 测 85.5 56.0 18.0 3- 4.53.5 36.0 钢筋砼箱 涵 无 2 加友地涵 1969 3- 5.03.0 18.6 33.0 拆除重 建 已检 测 92.6 61.0 17.5 3- 4.53.5 36.0 钢筋砼箱 涵 无 3 大刀湾地 涵 1970 3- 5.03.5 18.2 50.0 拆除重 建 已检 测 100.4 66.017.0 3- 4.54.0 50.0 钢筋砼箱 涵 2x5t 手电 两用螺杆 式 4 黑马河地 涵 1969 3- 5.04.0 17.5 40.0 拆除重 建 已检 测 118.4 79.0 17.0 3- 5.04.0 40.0 钢筋砼箱 涵 2x5t 手电 两用螺杆 式 5 司庄引水 洞 1969 1-22.517.5 54.0 拆除重 建 已检 测 2.2 17.5 1- 1.51.6 60.0 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺 杆式 6 大墩引水 洞 1970 3- 2.41.8 18.0 20.0 拆除重 建 已检 测 10.0 18.0 2- 2.02.5 45.0 钢筋砼箱 涵 10t 手动 螺杆式 东 堤 7 北坝涵洞 1966 3-2.42.518.0 30.0 拆除重 建 已检 测 50.0 18.0 3-33.530.0 钢筋砼箱 涵 12t 手电 两用螺杆 式 - 10 - 骆骆 马马 湖湖 建建 筑筑 物物 基基 本本 数数 据据 表表 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 1970 2- 1.01.7 21.5 25.5 拆除重 建 已检 测 0.7 21.5 1- 1.21.0 33.0 钢筋砼箱 涵 3t 手动螺 杆式 2 小新河站 泄水洞 1973 2- 1.22.1 20.65 23.0 维修 已检 测 2.5 5t 手动螺 杆式 3 苗圩站及 泄水洞 新建 4.2 2.1 1400mm 玻璃钢管 5t 手动螺 杆式 4 沟群站引 水洞 1967 1- 1.52.5 19.0 28.0 拆除重 建 已检 测 2.6 19.0 1- 1.52.0 36.0 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺 杆式 5 沟群站泄 水洞 1967 1- 2.52.0 20.5 27.0 拆除重 建 已检 测 1.9 20.5 1- 1.51.5 33.0 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 - 11 - 骆骆 马马 湖湖 建建 筑筑 物物 基基 本本 数数 据据 表表 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 1975 1- 1.21.5 20.5 38.0 拆除重 建 已检 测 2.3 1.2 20.5 1- 1.21.5 40.0 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺 杆式 2 刘宅站泄 水洞 1984 1-1000mm 维修 已检 测 3 分洪口南 泄水洞 1970 1- 1.21.6 21.6 14.0 拆除重 建 已检 测 4.0 2.0 21.6 1- 1.51.5 30.0 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺 杆式 4 分洪口南 引水洞 1970 1- 1.21.2 18.3 18.0 拆除重 建 已检 测 2.8 0.7 18.3 1- 1.21.0 45.0 钢筋砼箱 涵 3t 手动螺 杆式 5 分洪口北 泄水洞 1969 1- 1.21.6 18.35 64.75 拆除重 建 已检 测 3.4 1.69 18.4 1- 1.21.6 36.0 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺 杆式 西 堤 6 保麦涵洞 拆除 - 12 - 第二章第二章 气象水文气象水文 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 43.3（1955 年 7 月发生在徐州） ，极端最低气温为-23.3（1969 年 2 月发生 在徐州） 。 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 2.53.0m/s，极端最大风速为 23.4 m/s。 第二节 水 文 一、湖东自排河水文计算成果一、湖东自排河水文计算成果 湖东自排河主要解决骆马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，同时可结合解决骆马湖东堤以东的灌溉问题。 （一）（一） 、汛期水文计算成果、汛期水文计算成果 湖东自排河主要解决骆马湖东堤以东及新戴河以北区域，共计 100.5km2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， x=140mm，cv=0.5，cs=3.5cv。各频率暴雨如下表： - 13 - p（%） 20% kp1.32 p=kpx183 2、净雨计算 降雨径流影响系数取 max zpa imax=95mm 当 p250mm 时，=0.5 当 p250mm 时，=0.65 由 p+pa 查 p+par 关系线，得净雨如下表： p%ppap+par 2019847.5230115 3、流量计算 采用总入流槽蓄法计算 frmq mm ，计算结果见下表 m qq 24 湖东自排河五年一遇排涝流量计算结果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 1.55.5 67.6 0.60.0119115 56 柳沟地涵 4.97.1 74.7 0.60.0116115 61 加友地涵 5.557.8 82.5 0.60.0113115 66 大刀湾地涵 5.26.3 88.8 0.60.0112115 71 滨湖地涵 11.411.7 100.5 0.60.0109115 79 黑马河地涵 新沂河 (大马庄西涵 洞) 30.0 100.5 0.60.0109115 79 - 14 - 4、水位计算 河道糙率按照一般河道取用情况采用 0.0225，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 19.5m，沿程 水位按照平地面控制。 湖东自排河水位计算结果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 22.21182522.4 1.52667.656 柳沟地涵 22.19/22.04182522.3 4.924.574.761 加友地涵 21.94/21.79182522.0 5.519.682.566 大刀湾地涵 21.61/21.461825 21.723. 7 4.614.188.871 滨湖地涵 21.2/20.951825 21.723. 7 6.59.5100.579 黑马河地涵 20.12/19.9717.525 21.825 33100.579 新沂河 19.5172524.1/16 （二）（二） 、非汛期水文计算成果、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 r=11mm,排模 m=0.033r1.0f-0.25,当面积小于 100km2时，即采用 100 km2。经计算非汛期 5 年一遇排模为 0.11m3/s。 柳沟地涵以上现状湖东自排河排涝面积为 5.5km2，排涝流量为 0.61m3/s； 加友地涵至柳沟地涵现状湖东自排河排涝面积为 7.1km2，排涝流量为 0.78m3/s； 大刀湾地涵至加友地涵现状湖东自排河排涝面积为 7.8km2，排涝流量为 0.86m3/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 2.0m3/s。 - 15 - 二、骆马湖堤防小型建筑物水文计算成果二、骆马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 ，骆 马湖南水北调最高蓄水位为 23.5m，最低蓄水位为 21.7m。 根据沂沭泗河洪水东调南下续建工程实施规划 ，骆马湖五十年一遇洪水为 25.0m，校核洪水位为 26.0m。沂河柳沟回龙埝处洪水位为 26.7m。 湖东自排河正常蓄水位为 21.0m，最低蓄水位为 19.0m。骆马湖北堤及西堤的 建筑物站下排涝水位按低于地面 0.5m 设计，排水沟沟底高程均在 18.0m 左右。 （一）骆马湖泄水洞 骆马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 0.5m3/s/km2，抽排站站后最低水位为 19.0m。各站抽排范围见骆马湖北堤泄水涵洞排水范围示意图 。抽排面积见下表。 （二）骆马湖引水洞 骆马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）骆马湖新建站 骆马湖北堤新建站主要指苗圩站。 苗圩站的排水面积为 4.2km2，抽排站的抽排模数为 0.5m3/s/km2，抽排站的抽排 流量为 2.1 m3/s，进水河道的水位为 21.0m，最低抽水水位为 19.0m。抽排范围见 骆马湖北堤泄水涵洞排水范围示意图 。 湖东自排河涵闸数据表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 ） 工况骆马 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 23.521.0 洪水位(沂河 50 年一遇) 26.7 排涝水位(5 年一遇) 22.19/22.04 1 柳沟地涵 85.556 最低蓄水位 21.719.0 25 拱涵3-53.5 拆除 重建 18.822.4 湖东自排 河河底高 程 18.0m, 河底宽度 25.0m,边 坡 1:3。 正常蓄水位 23.521.0 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) 21.94/21.79 2 加友地涵 92.661 最低蓄水位 21.719.0 25 拱涵3-53.5 拆除 重建 18.6022.30 湖东自排 河河底高 程 18.0m, 河底宽度 25.0m,边 坡 1:3。 正常蓄水位 23.521.0 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) 21.61/21.46 3 大刀湾地 涵 100.466 最低蓄水位 21.719.0 25 拱涵3-54 拆除 重建 18.2022.10 湖东自排 河河底高 程 18.0m, 河底宽度 25.0m,边 坡 1:3。 正常蓄水位 23.521.0 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) 20.12/19.97 4 黑马河地 涵 118.479 最低蓄水位 21.719.0 25 拱涵3-52.5 拆除 重建 17.5024.50 湖东自排 河河底高 程 17.5.0m, 河底宽度 25.0m,边 坡 1:3。 - 17 - 骆马湖东堤涵闸数据表骆马湖东堤涵闸数据表 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 骆马湖自排河 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 23.521.0 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) 20.92 1 大墩引水 洞 10.00 最低蓄水位 21.719.0 20 拱涵3-2.62.4拆除重建 18.0024.20 连接骆马湖 正常蓄水位 23.521.0 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) 20.46 2 司庄引水 洞 2.20 最低蓄水位 21.719.0 连接骆 马湖 板涵1-2.32.1拆除重建 17.6021.80 连接骆马湖 正常蓄水位 23.521.0 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) 20.01 3 北坝引水 洞 35.00 最低蓄水位 21.719.0 连接骆 马湖 拱涵 3-2.42.5拆除重建 18.0024.50 连接骆马湖 - 18 - 骆马湖北堤涵闸数据表骆马湖北堤涵闸数据表 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 骆马湖 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 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 21.0 1 苗圩站泄水 洞 4.22.10 最低蓄水位 21.7 19.0 新建 21.50 连接骆马湖 正常蓄水位 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 21.5 2 沟群站泄水 洞 3.751.90 最低蓄水位 21.7 19.0 连接站箱涵1-2.02.0拆除重建 20.522 连接站 正常蓄水位 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 20.6 3 沟群站引水 洞 7.92.60 最低蓄水位 21.7 19.0 5 拱涵1-1.52.0拆除重建 1921.1 连接骆马湖 正常蓄水位 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 21.1 4 小新河站 泄水洞 5.0 2.50 最低蓄水位 21.7 19.0 连接站拱涵1-1.52.25加固 20.6521.6 连接站 正常蓄水位 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 21.3 5 扬庄站泄水 洞 1.30.65 最低蓄水位 21.7 19.0 连接站拱涵2-1.01.7拆除重建 21.821.8 连接站 - 19 - 骆马湖西堤涵闸数据表骆马湖西堤涵闸数据表 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 骆马湖 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 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 21.0 1 分洪口北 灌排洞 3.381.69 最低蓄水位 21.7 19.0 连接站拱涵1-1.21.5拆除重建 18.3521.5 连接站 正常蓄水位 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 20.9 2 分洪口南 泄水洞 42.00 最低蓄水位 21.7 19.0 连接站拱涵1-1.21.2拆除重建 18.321.4 连接站 正常蓄水位 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 20.9 3 分洪口南 引水洞 2.80.70 最低蓄水位 21.7 19.0 5 拱涵1-1.21.2拆除重建 1821.4 连接骆马 湖 正常蓄水位 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 20.8 4 刘宅 泄水洞 31.50 最低蓄水位 21.7 19.0 连接站拱涵1-100拆除重建 20.521.3 连接站 正常蓄水位 23.5 20.5 洪水位(50 年一遇) 25.0 校核洪水位 (黄墩湖滞洪水位) 26.0 排涝水位(5 年一遇) 20.8 5 五墩站 泄水洞 2.31.15 最低蓄水位 21.7 19.0 连接站拱涵1-1.21.5拆除重建 20.521.3 连接站 - 20 - 第三章第三章 北坝涵洞设计北坝涵洞设计 第一节 前 言 一一、工工程程概概况况 北坝涵洞位于骆马湖北堤，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 33.0 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 2.4 米，孔高 2.5 米，最大过闸流量 27 立方米每 秒。底板高程18.0 米、涵洞顶高程20.5，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 24.81 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 （gb18036-2001） ，场地地 震动峰值加速度为 0.3g,地震动反应谱特征周期 0.35s,相应地震设防烈度为 8 度。 二二、安安全全鉴鉴定定情情况况 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。 - 21 - 2004 年 3 月 20 日，受水利厅委托徐州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 52.5mm。 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 6.0.2 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 一一、设设计计要要素素 - 22 - 北坝涵洞设计要素表北坝涵洞设计要素表 桩号 灌溉面积（万亩） 33.0 流量（m3/s） 50 闸上水位（m） 21.5 孔径计算 闸下水位（m） 21.35 流量（m3/s） 50 闸上水位（m） 23.5 消能计算 闸下水位（m） 19.0 闸上水位（m） 23.5 设计 闸下水位（m） 19.5 闸上水位（m） 26.0 校核 1 闸下水位（m） 21.0 闸上水位（m） 23.5 稳 定 计 算 校核 2 闸下水位（m） 18.0 孔数 3 孔宽（m） 3 孔高（m） 3.5 闸孔尺寸 闸底板高程 18.0（m） 地面高程（m） 24.0 堤顶高程（m） 28.0 二二、闸闸址址处处河河道道断断面面 闸址处河道断面参数为：上游河底高程 18.0m，河道宽度 25m，河道边 坡 1：2.5，滩地高程 24.0m；下游河底高程 18.0m，河道宽度 25m，河道边 坡 1：2.5，滩地高程 24.0m；堤顶高程 28.0m，顶宽 6m，内、外边坡 1:3。 三三、工工程程地地质质及及水水文文地地质质 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 - 23 - 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 24.5m。 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 1.72.1m，层底标高 22.1322.32m。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 4.3m4.4m。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 9.0m8.5m。容许承载力 300kpa。 涵洞设计基底高程 18.0m，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 33.5m，采用钢 筋混凝土箱式结构，洞身共分二节，每节长 15m，底板厚 0.5m，边墩厚 0.6m， 中墩厚 0.5m，顶板厚 0.5m，闸底板高程 18.0m，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 0.4m，长 10m 的钢筋砼防渗铺盖。 下游消力池长 15m，深 0.8m，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 27.4m，宽 4m，工作桥上设有 高 3m 的启闭机房。 - 24 - 第四节 工程设计 一一、水水力力计计算算 （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 18. 0m,上游水位 21.5m, 闸下水位 21.35m，设计过闸流量 50m3/s,过闸落差 0.15m，上游水深 h1=3.5m0.77 h0=2.74m，洞长 l=30q设=67 m3/s 涵洞过流满足设计要求。 二二、消消能能防防冲冲设设计计 （一） 、消力池计算： 设计 上游： 22.43 下游：22.28 流量：067m3/s 根据公式： g v dht 2 2 0 0 25.0 2 1 3 2 1 8 1 2 “ b b gh qh h c c c 0 2 2 2 2 0 3 g q hth cc 2 2 22 2 “22 c gh q hg q z z “ 0 hshcd 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： jssj lll lj=6.9（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 0.75； lj水跃长度(m)。 经计算得消力池长度 lsj =11.31m 故消力池长度取 12m （三） 、消力池底板厚度计算 1、按抗冲要求 1 hqkt - 72 - k1 ：消力池底板计算系数 取 k1=0.2 h：泄水时上、下游水位差 q ：过闸单宽流量 经计算 t=0.5m 2、按抗浮要求 b m pw kt 2 k2：消力池底板安全系数 取 k2=1.2 ：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 t=0.45m 综上两种情况计算，最后消力池底板厚取 0.5m 3、海漫长度计算 hqkl ssp lp:海漫长度(m) qs:消力池末端单宽流量（m3/s.m） ks:海漫长度计算系数 粘土取 8 经计算 lp=10.6m,取海漫长度为 12m 4、海漫末端河床冲刷深度计算： m o m m h v q d1 . 1 dm：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 v ：海漫末端河床水深（m） m h 以行洪期海漫末端单宽流量计算： qm=56/37.8=1.48m3/s. v0=0.997（含砂礓粘土） - 73 - =4.28m m h 算得：dm0，不需要设置防冲槽。 三三、防防渗渗排排水水计计算算 （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 0.4m，齿墙深 0.5m. （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）d=520mm 厚 15cm 的碎石，第二层（中层）d=15mm 厚 15cm 的砂层，第三层（底层） d=0.251.0mm 厚 15cm 的细砂层。 四四、闸闸室室稳稳定定计计算算 （一）闸首段稳定计算 1、计算简图 涵洞首段计算简图涵洞首段计算简图 - 74 - 2、水闸稳定计算公式： a.闸室基底压力强度计算公式： w m a g min max 式中：、为闸室基底压力强度最大与最小值（） ； max min 2 /mn g ：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 m （n-m） ； w:闸室基础