南水北调东线邳州泵站工程可行性研究报告.doc

南水北调东线第一期工程 邳州泵站工程可行性研究报告 目目 录录 1 1 工程概况工程概况 1 1 1 工程概况 1 1 2 勘察设计工作过程 1 1 3 编制依据 2 2 2 气象与水文气象与水文 4 2 1 气象 4 2 2 水文 4 2 3 通航 5 2 4 调水水位复核 5 2 5 邳州泵站配套建筑物水位组合表 6 3 3 工程地质工程地质 8 3 1 地质概况 8 3 2 工程地质条件 11 3 3 结论与建议 12 4 4 工程任务和规模工程任务和规模 14 4 1 工程任务 错误 未定义书签 错误 未定义书签 4 2 工程规模 错误 未定义书签 错误 未定义书签 4 3 配套建筑物 错误 未定义书签 错误 未定义书签 5 工程等别 标准 基本资料工程等别 标准 基本资料 18 5 1 工程等别 建筑物级别 18 5 2 防洪标准 18 5 3 地震设防烈度 18 5 4 基本资料 18 6 6 工程选址 工程总体布置工程选址 工程总体布置 错误 未定义书签 6 1 枢纽现状 21 6 2 站址选择及比较 23 6 3 工程总体布置 26 7 7 建筑物设计建筑物设计 错误 未定义书签 7 1 主泵房设计 31 7 2 进 出水建筑物 35 7 3 配套建筑物设计 35 8 8 水力机械水力机械 37 8 1 水泵运行要求 37 8 2 泵型比较方案 38 8 3 流道型式和断流方式 41 8 4 水泵安装高程的确定 41 8 5 辅机系统 41 9 9 电气工程部分电气工程部分 45 9 1 电气接入设计方案 45 9 2 电气一次 45 9 3 电气二次及泵站自动化控制系统 46 9 4 配电装置设备布置 48 9 5 防洪闸电气设计 49 1010 金属结构金属结构 51 10 1 邳州泵站金属结构设备 51 10 2 配套建筑物金属结构设备 51 10 3 金属结构防腐 51 1111 施施 工工 53 11 1 施工条件 58 11 2 施工导截流 60 11 3 施工降排水及基坑围护 60 11 4 主体工程施工 61 11 5 施工交通运输及施工总布置 63 11 6 施工工期 64 1212 占地及拆迁安置占地及拆迁安置 66 12 1 移民安置与专项迁建 66 12 2 投资估算 66 1313 工程管理工程管理 68 13 1 管理机构 68 13 2 管理范围 68 13 3 管理设施 68 13 4 管理运行要求 69 1414 投资估算投资估算 71 14 1 主体工程土建工程量 71 14 2 工程投资估算 71 1515 附图 附表附图 附表 73 15 1 附图 73 15 2 附表 73 1 1 1 1 综合说明综合说明 1 1 1 1 工工程程概概况况 根据 南水北调东线第一期工程总体规划 新建邳州泵站 设计流量 100m3 s 邳州泵站的作用是通过徐洪河抽引睢宁站来水 再沿房亭河送进骆马湖或 北送 邳州泵站工程位于江苏省邳州市八路镇刘集村徐洪河与房亭河交汇处 是南 水北调东线工程的第六级抽水梯级 现状枢纽建筑物有 刘集地涵 刘集抽水站 刘集节制闸 刘集船闸 初步设 计已批复 正在实施 现状枢纽的功能一是抽引骆马湖或徐洪河水西送房亭河 二 是相机排出房亭河以北涝水 三是房亭河排涝入中运河 刘集地涵为徐洪河穿房亭 河立交建筑物 设计过水流量 200 m3 s 其主要作用一是引徐洪河水入房亭河 二 是当房亭河以北具备自排条件时 将房北涝水排入徐洪河 刘集抽水站位于房亭河 北侧 抽水流量 30m3 s 主要作用抽引骆马湖或徐洪河水由房亭河西送 供邳州 铜山灌溉 当房亭河以北不能自排时由该站开机抽排 刘集节制闸为灌溉季节刘集 抽水站向房亭河补水提供节制 双杨河灌溉涵洞位于房亭河南岸 设计引水流量 8m3 s 1 1 2 2 勘勘察察设设计计工工作作过过程程 2001 年 10 月淮委会同海委编制完成 南水北调东线工程规划 2001 年修订 2002 年 6 月淮委规划设计院完成了 南水北调东线第一期工程项目建议书 水利水 电规划设计总院于 2002 年 6 月 14 17 日对该项目建议书进行了初审 会后根据国 务院批准的 南水北调总体规划 淮委规划设计院又对项目建议书进行了修改 于 2003 年 3 月提出了 南水北调东线第一期工程项目建议书 修订稿 根据水利部 2003 年南水北调前期工作会议精神 为在项目建议书获国家批复前做好 2003 年开工 项目的前期工作 2003 年 4 月淮委规划设计院会同水利部天津水利水电勘测设计研 究院编制完成了 南水北调东线第一期工程总体设计方案报告 水利部水利水电规 划设计总院 2003 年 9 月 19 24 日在北京对 总体设计方案 进行了审查 专家对 邳州泵站总体布置和泵型选择提出了指导意见 根据现状工情确定房南方案防洪措 施 同意初选贯流泵泵型方案 2 2 为进一步做好方案比选 正确估算工程投资 徐州市水利建筑设计研究院根据 新的资料 上述工作成果及审查意见 对站址区现有河道 建筑物的情况以及场区 环境作了深入地调查研究 结合近年来泵站技术发展成果 细化站址方案和泵型方 案比选 对工程设计参数作了部分调整 对泵型选择进行了进一步的技术经济比较 在充分比选论证的基础上站址推荐房南方案 泵型推荐卧式贯流泵方案 并于 2004 年 4 月完成 1 1 3 3 编编制制依依据据 1 1 3 3 1 1 设设计计依依据据的的文文件件 1 南水北调东线第一期工程总体设计方案报告 及审查意见 初稿 水 利部淮委设计院 海委设计院 2003 年 8 月 2 南水北调工程总体规划 国家发展计划委员会 水利部 2002 年 9 月 3 南水北调东线工程规划 2001 年修订 水利部淮委 海委 2001 年 10 月 4 水利部水规总院 关于 南水北调东线第一期工程项目建议书 修订稿 审查意见 初稿 2003 年 4 月 5 南水北调东线第一期工程项目建议书 修订稿 淮委规划设计研究 院 2003 年 3 月 6 关于征求 2003 年南水北调工程开工项目前期工作进度安排 意见的 通知 水利部南水北调规划设计管理局 2003 年 5 月 1 1 3 3 2 2 设设计计依依据据的的规规程程 规规范范和和规规定定 1 水利水电工程项目建议书编制暂行规定 水规计 1996 608 号 2 水利水电工程等级划分和洪水标准 SL252 2000 3 泵站设计规范 GB T50265 97 4 水闸设计规范 SL265 2001 5 水工混凝土结构设计规范 SL T 191 96 6 水工建筑物荷载设计规范 DL5077 1997 7 水工建筑物抗震设计规范 DL5073 1997 3 3 8 公路桥涵设计通用规范 JTJ021 85 9 水利水电工程施工组织设计规范 SDJ338 89 10 水利工程管理单位编制定员试行标准 SLJ705 81 11 内河通航标准 GBJ139 90 12 水利水电工程钢闸门设计规范 SL 74 95 13 水利水电工程启闭机设计规范 SL 41 93 14 水工金属结构防腐蚀规范 SL 105 95 15 淮委规划设计研究院 南水北调沿线泵站项目建议书编制规定 16 其它相关的规范 规程 标准 4 4 2 2 气象与水文气象与水文 2 2 1 1 气气 象象 邳州泵站地处邳州市西南部 属于暖温带半湿润季风气候区 冷暖变化和旱涝 灾害十分突出 夏季炎热 雨水集中 冬季干旱 雨雪稀少 春季温和 秋季气爽 多年平均气温 14 平均降雨量 867 5mm 年日照 2393 小时 无霜期 214 天 平均 水面蒸发量 1100mm 陆地蒸发量 625mm 降雨的时空分布极不均匀 汛期 6 9 月 降雨 595 4mm 占全年的 66 8 历年最大降水为 1354 3mm 最小降水为 557 7mm 故常有旱 涝 渍 冻等自然灾害 暴雨成因是黄淮气旋 台风和切变线等 2 2 2 2 水水 文文 2 2 2 2 1 1 徐徐洪洪河河概概况况 徐洪河连接洪泽湖 骆马湖 微山湖三大湖泊 串通安河与沂沭泗两大水系 是一条具有防洪 排涝 调水及航运综合效益的骨干河道 徐洪河工程主要由干流 及房亭河组成 其干流从洪泽湖的顾勒河口开始 沿安河老道扩挖 至七嘴进入睢 宁境内 再沿凌沙河至沙集向北 切断废黄河 穿越民便河至刘集 亦称为土山 向西北利用房亭河在徐州东郊蟠桃村附近进入不牢河 全长为 187km 其中顾勒河口 至刘集 120km 刘集至不牢河蟠桃村利用房亭河长度 67km 徐洪河按 5 年一遇除涝 20 年一遇防洪 北调送水 200 m3 s 标准开挖 徐洪河干流排水面积 2316km2 5 年 一遇排涝流量 960m3 s 现状河道底高程 15 8m 废黄河零点 下同 河底宽度 24 102m 河道边坡 1 3 1 4 1992 年全线贯通 并建成睢宁一站 在洪泽湖水 位 12 5 米时可利用睢宁站从洪泽湖抽水 50 m3 s 北送徐州 2 2 22 2 2 房亭河概况房亭河概况 房亭河位于铜山 邳州两县 市 境内 系运西地区主要引排骨干河道之一 从京杭运河不牢河起 经大庙 单集 土山到房亭河地涵入中运河 全长 74 4km 沿岸支流有古运河 一手禅河 帮房亭河 白马河等 流域呈叶面状分布 房亭河 流域面积为 755km2 其中丘陵山区面积 136 km2 平原区 493 km2 低洼平原抽排区 126 km2 地面形势是西高东低 地面平均坡度 1 5000 1 7000 房亭河 20 年一遇防 5 5 洪流量 813 m3 s 5 年一遇排涝流量 505m3 s 现状河道底高程 27 18 3m 河底宽 度 10 40m 河道边坡 1 3 满足防洪排涝要求 2 2 32 2 3 邳州泵站排涝区域概况邳州泵站排涝区域概况 房亭河以北 京杭运河以南区域排水面积 246 6km2 区域地面高程 22 5 23 5m 具体排水范围为 房亭河以北 中运河以西 古运河 李集大沟滩土 河上段以东区域 见附图 该片地区的现状排涝布局为 当徐洪河 邳洪河水位较 低时 开启刘集地涵和邳洪河地涵向南抢排 当失去自排机会时区域涝水由刘山站 和刘集站抽排 见图 2 2 3 1 2 2 3 3 通通航航水水位位 根据 1979 年江苏省水利勘测设计院编制的 徐洪河全线工程规划 及 1997 年 江苏省交通规划设计院编制的 徐洪河通航工程刘集船闸工程可行性研究报告 房 亭河及徐洪河均为 级航道 房亭河下段最低通航水位为 20 5m 徐洪河沙集至刘集 段最低通航水位为 19 5m 中运河最低通航水位 20 5m 徐洪河刘集地涵南端最低通航水位 19 5m 2 2 4 4 调调水水水水位位复复核核 房亭河中泓糙率选用 0 0225 河道考虑淤积因素 桥梁 涵闸及芦苇阻水均计 入落差 徐洪河中泓糙率选用 0 0225 河道考虑淤积因素 桥梁 涵闸均计入落差 邳州泵站水位复核情况见下表 邳州泵站特征水位表邳州泵站特征水位表 表 2 4 1 站上站下 运行 工况 河道水 位 m 后池水位 m 河道水位 m 前池水位 m 备注 6 6 设计运行 水位 23 323 4020 520 20 站上按骆马湖近期控制水位 23 0m 推算至邳州泵 站站上 最高运行 水位 23 723 8022 522 50 站上水位按远期骆马湖 23 5m 推算至土山站上 站下按睢宁站最高水位 22 5m 最低运行 水位 21 121 219 519 2 按中运河最低水位 21 1m 站下按最低通航水位 19 5m 平均运行 水位 22 923 020 520 2 按骆马湖多年平均水位 22 9m 近期流量推算至邳 州泵站站上 站下按平均水位 20 5m 百年一遇 设计防洪 水位 27 522 525 0 22 5 通过防洪闸防洪 天窗泄洪 时水位 27 024 024 7 24 7 原河道建筑物规划功能 三百年一 遇校核防 洪水位 28 023 526 023 5骆马湖 26 0m 通过防洪闸防洪 排涝水位26 522 121 8站下为结合房亭河以北片最低排涝控制水位 2 2 5 5 邳邳州州泵泵站站配配套套建建筑筑物物水水位位组组合合表表 2 5 1 黄墩湖防洪闸黄墩湖防洪闸 黄墩湖防洪闸水位组合表黄墩湖防洪闸水位组合表 表 2 5 1 计算工况 闸上水位 m 闸下水位 m 流量 m3 s 备注 送水设计20 5020 40100南水北调设计送水水位 行洪设计24 6024 70400刘集地涵天窗向南泄洪 设计25 022 5百年一遇设计水位 挡洪 校核26 023 5三百年一遇校核水位 防渗26 023 5 消能24 6024 70400刘集地涵天窗向南泄洪 消能20 5020 4400送水水位 2 2 5 5 2 2 房房亭亭河河防防洪洪闸闸 房亭河防洪闸水位组合表房亭河防洪闸水位组合表 表 2 5 2 计算工况闸上水位闸下水位流量备注 7 7 m m m3 s 送水设计23 8023 70100南水北调设计送水水位 设计22 527 5百年一遇设计水位 挡洪 校核23 528 0三百年一遇校核水位 防渗22 527 5 消能23 823 7100送水水位 2 2 5 5 3 3 双双杨杨河河灌灌溉溉涵涵洞洞 双双杨杨河河灌灌溉溉 涵涵洞洞水水位位组组合合表表 表表 2 2 5 5 3 3 计算工况 上游水位 m 下游水位 m 流量 m3 s 备注 引水设计22 922 758南水北调近期设计送水水位 挡洪设计27 3923 0 闸上为房亭河二十年一遇防洪 水位 防渗27 3923 0闸下为灌溉河道正常蓄水位 消能25 020 0闸下为灌溉河道最低蓄水位 8 8 3 3 工程地质工程地质 3 3 1 1 地地质质概概况况 2003 年 8 月徐州市水利建筑设计研究院对邳州泵站 房亭河南 北两个方案 按项目建议书阶段进行工程地质勘察 在收集区域工程地质资料和地区水文地质的 基础上 适量布置钻孔 初步查明场地工程环境 地形地貌 地层岩性 不良岩土 层的分布及其对工程的影响 进行常规岩土性质试验 提供各层岩土的常规物理力 学参数 并对其工程性质做初步评价 对场地水文地质条件 岩土的渗透性 地下 水埋藏条件 地表水和地下水的补排关系 环境水的腐蚀性进行初步评价 外业工作于 2003 年 8 月 5 日开始 8 月 12 日结束 施工钻孔 21 孔 总进尺 489 17m 取原状土样 106 个 进行标贯试验 313 点 最大孔深 27 8m 控制高程 5 2m 基底下深度 17 0m 土工试验由我院试验室完成 土样均按要求进行了常规物 理力学试验 3 3 1 1 1 1 地地形形地地貌貌 邳州泵站位于江苏省邳州市八路乡境内 北方案位于房亭河北岸 现刘集抽水 站西侧 输水线路为睢宁站来水经徐洪河和徐洪河穿房亭河地涵到邳州泵站下再抽 水入房亭河 由房亭河送入骆马湖 南方案位于房亭河南岸 黄墩湖滞洪区内 输 水线路为睢宁站来水经徐洪河直接抽水入房亭河 由房亭河送入骆马湖 场地地势平坦 地表高程 23 0 24 0m 房亭河堤顶高程 28 3m 边坡 1 3 徐 洪河河底高程 15 0 房亭河河底高程 18 0m 3 3 1 1 2 2 地地层层和和岩岩性性 场地位于沂沭泗河冲 洪积平原 第四系地层发育以冲 洪积相为主 全新统 上更新统沉积颗粒较细 中更新统沉积颗粒相对较粗 沉积韵率清晰 成层性好 全新统厚 8 9m 上部为砂壤土 粉砂 下部为淤泥质黏土 上更新统以黏性土夹钙 质结核为主 局部夹细 中粗砂 厚度 10 15m 中更新统以黏性土夹钙质结核为主 夹中 粗砂 厚度 40 0m 本次勘探揭露第四系全新统 Q4 上更新统 Q3 地层 根据岩土特征可划分为 7 层 南 北两方案统一分层 不包括夹层 现分述如下 9 9 全新统 Q4 砂壤土 Q4 al pl 黄色 浅黄褐色 松散 饱和 振动析水较快 无光泽 反应 局部混团状粉砂 或夹黏土薄层 厚度 2 0 2 6m 黏土 Q4 al pl 褐黄色 软塑 稍有光泽 无摇振反应 干强度及韧性较 低 标贯击数 2 3 击 厚度 0 6 1 1m 粉砂 Q4 al pl 灰色 松散 饱和 振动析水快 无光泽反应 夹黏土薄 层 标贯击数 2 8 击 厚度 1 0 3 6m 南方案场地内局部分布 淤泥质黏土 淤泥 Q4l h 灰色 软塑 黏着性大 稍有光泽 摇振变形 明显 韧性较低 含腐植质及腐烂植物根系 厚约 1 55 2 8m 南方案场地内多含 粉砂薄层 标贯击数 1 2 击 1中细砂 Q4 al pl 黄色 灰黄色 中密 饱和 厚度 0 0 1 9m 标贯击 数 24 击 仅在北方案自排闸 T18 孔分布 壤土 黄灰色 可塑 稍有光泽 无摇振反应 干强度及韧性中等 含小豆 状 FeMn 结核 混粉粒较多及少量砂粒 厚 2 8 3 6m 标贯击数 4 8 击 上更新统 Q3 壤土混砂姜 Q3 al pl 褐黄色 褐黄夹灰白色 可塑 硬塑 无摇振反应 油脂光泽 干强度高 韧性高 中等 含豆状 FeMn 结核及砂姜 钙质结核 结核 直径 3 8 cm 左右 上部含量较多 厚约 2 2 5 4m 标贯击数 8 22 击 1中粗砂 Q3 al pl 黄色 灰白色 紧密 饱和 厚度变化大 0 5 2 4m 标贯击数 21 击 北方案仅抽水站 T3 孔分布 南方案场地内分布稳定 黏土混砂姜 Q3 al pl 褐黄夹灰白色 可塑 硬塑 无摇振反应 光滑 干强度高 韧性高 含少量砂姜 总厚度 14 0m 标贯击数 11 25 击 1 中粗砂 Q3 al pl 黄色 灰白色 紧密 饱和 厚度变化大 0 0 1 4m 标贯击数 18 30 击 北方案仅抽水站 T3 T6 孔分布 南方案分布稳定 2 含砾中粗砂 Q3 al pl 黄色 灰白色 紧密 饱和 底部含小砾石 厚 度变化大 0 0 2 4m 标贯击数 18 30 击 分布比较稳定 各土层分布情况详见南 北两个方案的 工程地质剖面图 图 3 1 1 图 3 1 2 图 3 1 3 其物理力学指标见各工程的 工程地质勘察综合成果表 1010 3 3 1 1 3 3 水水文文地地质质条条件件 本场地位于中运河沿岸富水区内 冲积层厚度一般在 60 米左右 主要含水层在 10 20m 之间 含水层主要为中粗砂和含砂姜壤土 后者的富水取决于砂姜含量多少 富集程度 补给水源主要靠降雨入渗 地表侧向补给次之 1 孔隙潜水 主要赋存在第四系全新统和上更新统地层中 含水岩组的岩性 多为厚度 5 10m 的中粗砂 中细砂和亚粘土 底板埋深一般在 30m 以浅 单井涌水 量 1000 3000m3 d 补给来源为大气降水和地表水渗漏 主要消耗于蒸发和人工开 采 属降水入渗 蒸发开采型 2 孔隙承压水 含水岩组岩性以中更新统含砾中粗砂 中细砂为主 顶板 埋深 30 40m 以深 厚 10 15m 单井涌水量 500 1000m3 d 场地内含水层主要有第 层砂壤土 第 层粉砂和第 1 1 2层中粗砂 其中第 层粉砂渗透性大富水性比较好 水源补给条件受地表水和大气降水影响 易于疏干 第 1 1 2层中粗砂的富水和渗透性都很好 且与上 下含水层 有直接水力联系 第 层黏土夹砂姜富水性取决于砂姜含量的多少和富集程度 据 调查和有关水文地质资料分析 场地附近该岩组单井涌水量一般 15 20m3 h 左右 站址基坑开挖过程中除第 层黏土和第 层淤泥质黏土外 其余各层均有一定 的水涌入基坑 本次勘察期间测得地下水埋深 0 8m 相应地下水位 22 5m 据调查 地表水与水地下水对混凝土均无侵蚀性 3 3 1 1 4 4 地地震震基基本本烈烈度度 本地区处于郯城 营口地震带南端 地震活动的特点是频度低 强度大 迄今 为止共发生 6 级以上地震 8 次 其中 7 级以上强震 4 次 最大震级为 8 5 级 根据 历史记载和地震调查 自公元前 178 年至今共记录有感地震 17 次 其中少数曾造成 不同程度的破坏 但全都是邻区地震波及引起的 破坏程度最大的是 1668 年 7 月 21 日郯城 莒县间发生的 8 5 级地震 但历史上 7 级以上的大震都发生在郯 营地震 带的北段和中段 而邳州所处的南段仅有一些零星的中强震发生 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 场地地震动峰值加速度为 0 20g 地震动反应谱特征周期为 0 35s 根据 中国地震烈度区划图 P 0 1 1990a 场地地震基本烈度 8 度 1111 3 3 2 2 工工程程地地质质条条件件 邳州泵站位于郯庐断裂带以西 15km 工程场地内无活动断层 依据 水工建筑 物抗震设计规范 SL203 97 第 3 1 1 款 根据构造活动性 边坡稳定性和场地 地基条件 该场地位于抗震有利地段 根据场地地层结构 按剪切波速与岩性的关系 场地覆盖层厚度 dov 60 0m 抽水站主体工程按 水工建筑物抗震规范 划分 工程场地土 抽水站基底下 15 0m 内 按 水工建筑物抗震规范 计算 平均剪切波速 VSm 为 250 2 m s 场地土 类型 中硬土 场地类别 类 配套工程建筑按 建筑抗震设计规范 划分 场地 地表以下 20 0m 内 等效剪切波速 VSe 126 6m s 场地类别 类 场地内第 层为第四系全新统 Q4 地层 上部 层系黄泛冲 洪积 沉积 中部淤泥质黏土为湖沼沉积 沉积时间短 土质松软 工程性质相对较差 第 层砂壤土 第 层粉砂 松散 饱和 防渗抗冲能力差 在地下水作用下极易 产生管涌或流土破坏 经判别为地震液化土层 第 层为新近沉积的粘性土 第 层淤泥质黏土 土质软弱 压缩性高 抗剪强度低 易流变 允许承载力 70kpa 第 为一般粘性土 允许承载力 140kpa 第 层为第四系上更新统 Q3 地层 以含砂姜 钙质结核 黏性土为主 夹中粗砂 各层土的密度 强度都比较大 压 缩性中等偏低 允许承载力均在 200kpa 以上 其中第 1 1 2层中粗砂 厚 度变化大 工程性质较好 仅第 2层含砾中粗砂分布相对比较稳定 进水段翼墙基底高程 13 1m 设计站房基底高程 12 2m 南 北两个方案均位于 第 层壤土混砂姜之上 该层分布稳定 压缩性中等偏低 低 标贯击数 8 22 击 平均 11 击 允许承载力 200kpa 抽水站地基内无地震液化或软化土层 出水段翼墙 基底高程 17 0m 北方案位于第 层壤土顶部 南方案位于第 层层淤泥质黏土下部 清污闸基底高程 14 3m 南 北两个方案位于第 层底部 允许承载力 140kpa 站房基坑开挖土层主为 层 其中第 层砂壤土 第 层粉砂和第 层淤泥 质黏土的工程性质都比较差 前者在地下水作用下极易发生流土破坏 后者抗剪强 度低 易流变 均对边坡稳定不利 此外 凡设置在站房开挖回填土范围内的工程 除按换填法处理要求控制填土质量外 地基设计应考虑由于回填土体的水敏性而易 产生的沉降 负摩阻力等不利因素 选择合理的地基处理方案 1212 3 3 3 3 结结论论与与建建议议 1 邳州泵站位于郯庐断裂带西侧 15km 工程场地内无活动断层及高危边坡 抽水站地基内无液化土层 场地位于抗震有利地段 根据 中国地震动参数区划 图 GB18306 2001 场地地震动峰值加速度为 0 20g 地震动反应谱特征周期为 0 35s 根据 中国地震烈度区划图 P 0 1 1990a 场地地震基本烈度 8 度 2 邳州泵站工程按 水工建筑物抗震规范 判别 场地土 抽水站基底下 15 0m 内 平均剪切波速 VSm 为 250 2 m s 场地土类型 中硬土 场地类别 类 附属建筑按 建筑抗震设计规范 判别 场地土 地表以下 20 0m 内 等效 剪切波速 VSe 为 126 6m s 场地类别 类 经判别场地内第 砂壤土 第 层粉砂为地震液化土层 液化等级严重 附属建筑物若以第 或 层为地基 建议 采取消除液化措施进行处理 3 场地内第 层为全新统 Q4 地层 土质松软 工程性质较差 第 层为上更新统 Q3 地层 工程性质较好 站房基坑开挖土层主为 层 其中第 层砂壤土 第 层粉砂在地下水作用下极易发生流土破坏 第 层淤泥质 黏土的抗剪强度低 易流变 均对边坡稳定不利 4 进水段翼墙基底高程 12 8m 设计站房基底高程 12 0m 两方案均位于第 层粉质壤土混砂姜之上 建议允许承载力 200kpa 地基内无液化和软弱土层 出 水段翼墙及节制闸基底高程 17 0m 北方案位于第 层壤土上部 南方案则位于第 层淤泥质黏土下部 允许承载力 70kpa 不能满足地基设计要求 建议全部挖除进行 换填处理 清污闸基底高程 14 3m 两方案均位于第 层底部 允许承载力 140kpa 若不满足地基设计要求则应进行处理 5 凡以开挖回填土为地基的建筑物 回填过程中除按换填法处理要求控制填 土质量外 设计应考虑因回填土的水敏性而产生的沉降 负摩阻力等不利因素 选 择合理的地基处理方案 6 第 砂壤土 第 层粉砂 第 1 1 2层中粗砂的富水性都比较 好 开挖涉及第 第 1层 各含水层均位于地表以下 15m 以内 属上层潜 水 易于疏干 在勘探及刘集地涵施工过程中 均没发现有承压水现象 第 1 2层中粗砂分别位于站房基底下 3m 5m 富水性好但不承压 一般不会对基坑 1313 产生突涌破坏 本次勘察期间测得地下水埋深 0 6 0 8m 相应地下水位 22 5 22 7 m 据调查地下水对混凝土无侵蚀性 7 场地内第 层砂壤土 第 层粉砂 第 1 1 2层中粗砂 渗透变 形均为管涌 临界坡降分别为 0 28 0 33 0 57 允许坡降分别为 0 19 0 22 0 38 第 层位于基坑边坡上 应注意防止管涌破坏 8 基坑开挖及施工降水均应有专门设计 合理选择放坡比例 选择有效地降 排 水方案 以利工程安全 2 井点降水设计应合理选择降深 以免因降深过 大导致影响半径过大对周围环境及临近建筑物产生不利影响 1414 4 工程任务和规模 4 1 地区社会经济概况 邳州泵站工程位于邳州市八路镇 根据 2002 年统计全市总面积 2084 平方公里 耕地面积 322 5 万亩 人口 156 25 万人 其中农业人口 120 89 万人 国内生产总 值 72 亿元 财政支收入 3 42 亿元 农民人均收入 3295 万元 与先进的苏南城市相 比 人均国内生产总值偏低 经济总量规模小 发展差距大 邳州市区域内河网密 布 是东调南下 南水北调的必经之路 工程对区域经济影响较大 4 2 工程任务 4 2 1 工程任务 根据 项目建议书 南水北调一期工程利用江苏省江水北调工程 扩大规模 向北延伸 供水范围是苏北 皖东北和鲁西南 山东半岛及鲁北地区 一期工程规 划第一级抽江规模由现状 400m3 s 扩大到 500m3 s 入东平湖 100m3 s 过黄河 50m3 s 送 山东半岛 50m3 s 邳州泵站是东线工程的第六级泵站 徐洪河输水线路上的第三级 泵站 主要是将睢宁站来水通过房亭河向东送入骆马湖 4 2 2 工程建设的必要性 20 世纪 90 年代以来 北方地区大范围缺水 地下水超采严重 水环境污染和黄 河断流等问题引起社会的广泛关注 东线工程供水范围均属水资源短缺地区 天津 河北 山东半岛以及南四湖地区缺水最为严重 主要体现在 城乡生活用水紧张 水质难以保证 缺水制约工业发展 缺水造成农业低产以及水水环境严重恶化 水 资源短缺已成为制约该地区社会发展的重要因素之一 2002 年南四湖地区遭遇特大旱情 上级湖干涸 下级湖基本干涸 南四湖及周 边地区社会 经济和人民生活以及生态环境遭受严重影响 32 万人发生饮水困难 1000 多万亩农作物普遍受旱 京杭运河济宁段 130km 的主航道全线断航 干旱对南 四湖地区的生态环境造成了很大的威胁 为缓解南四湖地区严重缺水的局面 挽救 濒危的野生自然资源 保护南四湖地区的生态环境 实施了从长江向南四湖应急生 态补水 补水历时 45 天 入下级湖水量 1 1 亿 m3 入上级湖水量 0 5 亿 m3 下级湖 水位较补湖前上涨了 0 46m 水面积增加了 110km2 达到正常蓄水面积的 26 有效 1515 地挽救了湖区生态系统 应急生态补水是调长江水出省的又一次成功预演 同时也 反映出江水北调工程规模的不足 南水北调工程的建设 扩大了自长江调水的规模 为解决南四湖地区及以北地区水资源短缺提供了条件 另外 南水北调工程的实施抬高了不牢河 中运河 房亭河的正常蓄水位 降低 了房北地区涝水自排的机率 兴建邳州站结合地方排涝也是必要的 综上所述 南 水北调一期邳州站工程建设是必要的和紧迫的 4 3 工程规模 按照南水北调工程总体规划 东线工程分三期实施 第一期工程 2007 年前完成 东线工程江苏各梯级调水规模如表 4 1 各梯级泵站设计规模如表 4 2 江苏省各梯级分期调水规模表 表 4 1 梯级区段现状第一期第二期第三期 抽江 m3 s 400500600800 入洪泽湖 m3 s 200450550700 出洪泽湖 m3 s 160350450625 入骆马湖 m3 s 100275350525 出骆马湖 m3 s 50250350525 入下级湖 m3 s 20200270425 南水北调东线第六梯级泵站设计规模表 表 4 2 一期 抽江 500m3 s 二期 抽江 600m3 s 三期 抽江 800m3 s 泵站 名称 设计 规模 京杭 运河 运西 线 设计 规模 京杭 运河 运西 线 设计 规模 京杭 运河 运西 线 皂河站 175175250250350350 邳州站 100100100100175175 合计 275175100350250100525350175 第六梯级已建成皂河一站 因此邳州站的工程规模亦为 100m3 s 1616 4 3 1 泵站 根据 南水北调东线第一期工程项目建议书审查意见 邳州站建设规模为 100m3 s 与皂河一站及拟建的皂河二站组成南水北调第六级梯级 泵站设计应满足 南水北调向北送水年运行 5000 小时的要求 选用的机组应安全稳定 高效低耗 自 动化程度高 达到国内领先水平 主泵房为一等 1 级建筑物 按 8 度地震设防 工程防洪标准为一百年一遇设计 三百年一遇校核 4 3 2 徐洪河排涝控制闸 根据南水北调总体规划要求以及刘山泵站可研报告的要求 因南水北调工程的实 施恶化了邳州房北地区的排涝条件 降低了自排的机率 因而在兴建邳州泵站时要 结合地方排涝 而邳州泵站位于黄墩湖滞洪内 以房亭河为界 为属不同流域 徐 洪河属于淮干流域 房亭河属于沂沭泗流域 为了不破坏不同流域间的排涝体系 减少边界纠纷 房北涝水南出刘集地涵需加以控制 防止南窜入黄墩湖低洼地区引 起低洼地区的洪灾 徐洪河排涝控制闸 设计引水流量 100m3 s 泄洪流量 400m3 s 工程等级为 级 主要建筑物级别为 3 级 控制闸共 4 孔 每孔净宽 8 米 闸室底板高程 15 0m 考虑控制闸前方为刘集船闸引航道入口 为防止船只顺流冲撞 设置拦船设施 拦 船索 4 3 3 清污机桥 为保证供水的水质和水泵机组的安全运行 在泵站下游引河入口处建一清污机桥 清污机桥共 10 孔 每孔净宽 5 米 总长 59 66 米 桥面高程 23 0m 宽 6 9 米 底 板高程 15 0m 4 3 4 泵站引河 泵站下游引河总长 795 米 河底高程 15 0m 滩面高程 23 0m 道路堤顶高程 125 7m 河底宽 24 米 边坡 1 3 4 3 5 双杨灌溉涵洞 因邳州泵站的兴建切断了黄墩湖双杨河流域的灌溉水源 需场地重建双杨涵洞 涵洞尺寸为 3 米宽 4 米高 底板顶高程 18 5 米 4 3 5 供变电工程 1717 邳州泵站的电力来源为苏北电网 拟建 110KV 10KV 站用变电所一座 供电线路 由邵场变电所接入 4 3 6 管理配套设施 为保证泵站机组的正常运行和管理人员安心工作 需建厂房 控制室 管理用房 及相应的配套附属设施 1818 5 工程选址 工程总布置及主要建筑物工程选址 工程总布置及主要建筑物 5 5 1 1 工工程程等等别别和和标标准准 5 5 1 1 1 1 工工程程级级别别 建建筑筑物物级级别别 本工程为南水北调工程中的第六级枢纽 具有供水 排涝 航运 挡洪等综合 功能 邳州泵站一期调水规模 100m3 s 考虑南水北调工程一期工程规模 工程的重 要性及工程现状 按照水利部颁发的 水利水电工程等级划分和洪水标准 SL252 2000 泵站设计规范 GB T50265 97 和 水闸设计规范 SL265 2001 的有 关规定 结合水规总院对 南水北调东线第一期工程项目建议书 的审查意见 2004 年 6 月 确定邳州泵站工程等别为 等 工程规模为大 1 型 主要建筑 物级别 1 级 次要建筑物级别 3 级 双杨灌溉涵洞 徐洪河排涝控制闸等水闸工程 等别为 等 主要建筑物级别为 3 级 施工围堰等临时工程为 4 级 进站道路荷载 按汽 20 设计 路宽 5 5 米 5 5 1 1 2 2 防防洪洪标标准准 根据 泵站设计规范 本站防洪标准为 100 年一遇设计 300 年一遇校核 房 亭河侧挡洪设计水位为 27 5m 校核水位 28 0m 黄墩湖滞洪设计 校核水位都为 26 0m 5 5 1 1 3 3 地地震震设设防防烈烈度度 根据 中国地震动参数区划图 GB18306 2001 邳州站场地地震动峰值加速 度 0 2g 反应谱特征周期 0 35S 根据 水工建筑物抗震设计规范 DL5073 1997 要求 本工程地震设防烈度为 8 度 5 5 1 1 4 4 基基本本资资料料 5 5 1 1 4 4 1 1 高高程程系系统统 本工程高程系统采用废黄河高程系统 5 5 1 1 4 4 2 2 设设计计依依据据文文件件 1919 5 1 4 35 1 4 3 设计依据的规程 规范和规定设计依据的规程 规范和规定 5 5 1 1 4 4 4 4 特特征征水水位位与与组组合合 根据 项目建议书 及其审查意见 邳州泵站工程特征水位按 南水北调东线 规划 结合沂沭泗东调南下二期工程及历史发生的实际水位确定 特征水位 流量 及水位组合见表 5 15 1 5 45 4 邳州泵站特征水位表邳州泵站特征水位表 表表 5 1 站上站下 运行 工况 河道水 位 m 后池水位 m 河道水位 m 前池水位 m 备注 设计运 行水位 23 323 4020 520 20 站上按骆马湖近期控制水位 23 0m 推算至 邳州泵站站上 最高运 行水位 23 723 8022 522 50 站上水位按远期骆马湖 23 5m 推算至土山 站上 站下按睢宁站最高水位 22 5m 最低运 行水位 21 121 219 519 2 按中运河最低水位 21 1m 站下按最低通航 水位 19 5m 平均运 行水位 22 923 020 520 2 按骆马湖多年平均水位 22 9m 近期流量推 算至邳州泵站站上 站下按平均水位 20 5m 百年一 遇设计 防洪水 位 27 527 526 0 26 0 黄墩湖滞洪 水位与骆马湖持平 天窗泄 洪时水 位 27 027 024 7 24 7 原河道建筑物规划功能 三百年 一遇校 核防洪 水位 28 028 026 026 0站下与百年一遇设计防洪水位相同 排涝水 位 26 522 121 8 站下为结合房亭河以北片最低排涝控制水 位 2020 邳州泵站运行水位组合表邳州泵站运行水位组合表 表表 5 2 运行工况站上水位 m 站下水位 m 净扬程 m 备注 设计扬程23 420 23 2 最高扬程23 819 24 6 最低扬程21 222 5 平均扬程23 020 22 8 排涝扬程26 5021 804 7 站下水位为前池水位 站上水位为后池水位 邳州泵站整体稳定计算水位组合表邳州泵站整体稳定计算水位组合表 表表 5 3 荷载组合计算工况 站上 m 站下 m 备注 施工完建无水无水 设计调水 1 23 420 2 设计调水水位基本组合 设计调水 2 21 219 2 上下游最低调水水位 检修情况 23 420 2 泵站 1 台机组检修 流道抽空 校核情况 1 23 819 2 上游最高调水水位 下游最低调水位 校核情况 2 27 522 5 上游设计洪水位 下游最高调水位 不分洪 校核情况 3 28 026 0 上下游校核洪水位 校核情况 4 26 521 8 排涝情况 特殊组合 设计 地震情况 0 2g 23 4 20 2 调水期上下游设计水位遭遇地震 地震动峰值加速度为 0 2g 徐洪河排涝控制闸水位组合表徐洪河排涝控制闸水位组合表 表表 5 45 4 计算工况 闸上水位 m 闸下水位 m 流量 m3 s 备注 送水设计20 520 45175南水北调设计送水水位 泄洪设计24 6524 7400天窗泄洪水位 防渗20 522 1房北排涝 24 6524 7400天窗泄洪 消能 20 520 45100送水 2121 5 5 1 1 5 5 设设计计参参数数 1 抗滑 根据 泵站设计规范 泵房抗滑稳定安全系数见表 5 5 抗滑稳定安全系数允许值抗滑稳定安全系数允许值 表 5 5 泵站建筑物级别地基 类别 荷载组合 1234 备注 基本组合 1 351 301 251 20 1 201 151 101 05 土基 特殊组合 1 101 051 051 00 2 材料容重 混凝土 24KN m3 钢筋混凝土 25KN m3 回填土 18KN m3 浆砌块石 23KN m3 3 混凝土强度等级 根据 水工建筑物混凝土抗冰冻设计规范 泵站工程建筑物各部位混凝土强 度等级见表 5 6 各部位砼强度等级表各部位砼强度等级表 表 5 6 结构部位强度等级抗渗等级抗冻等级 泵房底板 墩墙C25W4F100 主副厂房框架 屋面等C25W4F100 进出 水池 翼墙等C25W4F100 清污机桥 节制闸C25W4F100 公路桥梁板 铺装C40 F50 栏杆 盖板等预制件C25 F50 护 坡C20 F100 检修桥C25 垫 层C20 其 它C20 2222 5 5 2 2 工工程程选选址址 5 5 2 2 1 1 枢枢纽纽现现状状 邳州枢纽现有 刘集地涵 刘集抽水站 刘集节制闸 双杨河灌溉涵洞 正在 实施的有 刘集船闸 一 刘集地涵工程 一 刘集地涵工程 刘集地涵工程兴建于 1991 年 位于徐洪河和房亭河交汇处 箱型涵洞 五孔一 联 共两联 每孔净宽 3 6m 高 4 0m 底板厚 0 6m 墩厚 0 5m 顶板厚 0 5m 涵 洞全长 224m 中间水平段长 126m 基底高程 12 9m 地涵北侧设控制闸首 南侧设 10 孔排洪天窗 天窗宽 3 6m 高 3 8m 刘集地涵的主要功能有 根据原南水北调规划 邳州泵站采用房北方案 睢宁站来水经刘集地涵向骆 马湖送水或经房亭河向西为大庙 单集两个梯级送水 为房北地区 二八河以东 宿占河以西 不牢河以南地区 的涝水提供相机 南排的出口 当骆马湖遭遇超标准洪水 而洪泽湖有可能承泄时 可以通过地涵天窗口门 向徐洪河泄洪 400m3 s 减轻骆马湖的防洪压力 二 刘集节制闸二 刘集节制闸 刘集闸位于房亭河桩号 7 030 处 该闸建成于 1971 年 共 15 孔 其中 14 孔 为排水孔 1 孔为通航孔 排水孔每孔净宽 3 0m 通航孔净宽 6 0m 孔高 7 5m 通 航孔采用钢闸门 其余孔均采用钢筋混凝土闸门 配 8t 螺杆式启闭机 闸底板顶高 程 19 0m 门槛顶高程 19 2m 闸顶高程 28 5m 闸上交通桥为双曲拱桥 设计标准 为汽 10 级 主要功能为节制灌溉水位 二十年一遇设计流量 813m3 s 鉴于邳州泵 站一期工程规划主要向骆马湖送水 工程规模未考虑房亭河流域工农业用水量 而 现状条件下房亭河流域工农业用水主要靠抽引骆马湖水 且骆马湖水资源主要为徐 州使用 为了不因为南水北调而恶化地方现有自然水资源使用条件 刘集节制闸功 能在一期工程中不能取消 二期工程实施时 根据南水北调规划要求将刘集节制闸 拆除移位重建 三 刘集翻水站三 刘集翻水站 刘集翻水站位于房亭河北岸 刘集节制闸上游 1981 年建成 该站安装 66 台 2323 20 寸混流泵 配 55kw 电机 单机流量 0 5m3 s 前池底高程 18 5m 后池底高程 23 8m 目前设备老化 带病运行 效率低 能耗高 年运行成本逐年增加 刘集站担负着房亭河两岸 陇海铁路以南 双杨河以西地区 40 4 万亩耕地 即 八路 土山 占城 八义集 议堂等镇全部及碾庄 赵墩两镇一部分 的灌溉任务 通过关闭刘集闸 抽引骆马湖水或徐洪河水入房亭河 抬高刘集闸上房亭河水位 提供灌溉水源 同时 在黄墩湖滞洪时 房亭河地涵失去自排机会 宿占河以东 不牢河以南 房亭河以北 233km2的涝水也将由刘集站抽排入骆马湖 减少滞涝时间 四 刘集船闸四 刘集船闸 刘集船闸是沟通徐洪河 房亭河和大运河的梯级船闸 位于房亭河大堤南侧 设计标准为 级航道船闸 目前初步设计已批复 交通部门正在建设实施 五 双杨河灌溉涵洞五 双杨河灌溉涵洞 双杨河灌溉涵洞位于房亭河南堤上 徐洪河与房亭河交汇处的东南角 现状灌 溉面积 2 9 万亩 设计灌溉流量 8 m3 s 主要灌溉范围双杨河以西 徐洪河以东 5 5 2 2 2 2 站站址址选选择择及及比比较较 5 5 2 2 2 2 1 1 站站址址比比选选方方案案 1 布置原则 按照南水北调东线工程总体规划原则 充分利用现有河道和地形向骆马 湖送水 尽量减少对现有工程的影响 节约工程投资 尽可能提高水泵运行效率 降低运行成本 总体布置应兼顾防洪 排涝 航运等各方面因素 综合考虑 注重工程环境 便于布置管理设施 方便管理 在一期工程泵站布置的同时考虑 预留二期泵站的 位置 2 站址比选方案 根据邳州泵站功能要求和地形条件 结合一 二期规划 其建筑物布置主要考虑 了两种方案 见图 5 2 2 1 方案一 房南方案 因邳州泵站一期工程主要向骆马湖补水 故邳州泵站拟建 在房亭河南侧 徐洪河东岸 邳州泵站引河与徐洪河的交角成 31 泵站纵轴线与 2424 房亭河中心线夹角为 50 在刘集地涵和邳州泵站之间预留二期刘集节制闸位置 因站址位置切断了双杨河灌溉涵洞出路 需拆除双杨涵洞移地新建 由于邳州泵站 位于黄墩湖滞洪区内 在黄墩湖滞洪时保证邳州泵站防洪安全 邳州泵站特征水位表 房南方案 邳州泵站特征水位表 房南方案 表 5 7 站上站下 运行 工况 河道水 位 m 后池水位 m 河道水位 m 前池水位 m 备注 设计运 行水位 23 323 4020 520 20 站上按骆马湖近期控制水位 23 0m 推算至 邳州泵站站上 最高运 行水位 23 723 8022 522 50 站上水位按远期骆马湖 23 5m 推算至土山 站上 站下按睢宁站最高水位 22 5m 最低运 行水位 21 121 219 519 2