排涝站泵站设计报告

扬中市向阳河泵站拆建工程初步设计报告镇江市工程勘测设计研究院甲级设计证书编号A二一二年三月工程名称：扬中市向阳河泵站拆建工程设计编号：设计阶段：初步设计主要编制人员名单批 准：洪 涛核 定：高华峰 叶敬尧 审 查：徐 骏 项目负责人：王国栋 蒋红樱 工程 水 文：钱国山 高焕芝工程 地 质：钱 进 赵道双 水工 结 构：王国栋 朱晓红机电 设 备：蒋红樱 王瑞雪金属 结 构：刘凯贤 李 丽建筑 结 构：仲济波 王 翔 工程 概 算：王文琴 陈正华 目 录1综合说明11.1概述11.2编制依据11.3工程概况11.4工程任务和建设必要性31.5工程规模和防洪标准41.6工程设计41.7施工组织设计71.8环境保护设计71.9水土保持设计71.10工程管理81.11劳动安全与工业卫生81.12节能设计81.13工程总投资及实施安排91.14经济评价101.15工程项目招标101.16今后工作的建议102项目区概况122.1基本情况122.2水文气象122.3工程地质143工程建设任务和规模183.1工程建设的必要性183.2工程任务183.3工程规模193.4设计标准214工程布置及设计244.1设计依据244.2工程布置255机电及金属结构395.1水力机械395.2电气425.3金属结构485.4消防496施工组织设计526.1施工条件526.2施工导流526.3天然建材供应536.4工程施工546.5施工交通及施工总布置566.6施工总进度577工程建设征（占）地与拆迁安置597.1征地拆迁597.2拆迁安置598水土保持设计608.1设计依据608.2工程造成的水土流失及其危害618.3水土保持措施布置和设计618.4水土保持监测629环境保护设计649.1设计依据649.2建设项目所在地环境状况659.3工程建设产生的主要环境问题659.4建设项目对环境影响的评价结论669.5环境保护设计669.6存在的问题和建议6810工程管理6910.1工程建设管理6910.2工程运行管理7010.3工程管理范围和保护范围7110.4工程管理设施7111劳动安全与工业卫生7311.1设计依据7311.2劳动安全与工业卫生设计原则7411.3劳动安全7411.4工业卫生7611.5安全与卫生机构设置及人员配备7812节能设计7912.1电源节能7912.2动力节能8012.3照明节能8012.4建筑节能8112.5给排水节能8112.6空调通风节能8113工程概算8213.1编制概况8213.2编制依据及方法8213.3编制结果8214效益分析和经济评价8515项目招标8615.1招标基本情况8615.2招标初步方案86附件一：扬中市向阳河泵站拆建工程投资概算附件二：扬中市向阳河泵站拆建工程初步设计图纸3扬中市向阳河泵站拆建工程初步设计报告 1 综合说明1 综合说明1.1 概述向阳河泵站位于扬中市市区向阳河北端，建于1976年，设计流量4.8m3/s。安装32寸轴流泵4台，配80千瓦电动机2台和6135柴油机2台。2004年实施机改电，将两台6135柴油机改为80千瓦电动机。由于该站建设标准偏低，经过近30多年的运行，泵站损坏严重，机电设备老化，经安全鉴定为四类站，需要拆除重建。受扬中市水利农机局委托，我院于2012年4月开展了向阳河泵站拆建工程的初步设计工作，于2012年5月编制完成了扬中市向阳河泵站拆建工程初步设计报告。1.2 编制依据1.2.1初设编制依据1.灌溉排水工程项目初步设计报告编制规程（SL5332011）；2.灌溉与排水工程设计规范（GB5028899）；3.防洪标准（GB502011994）；4.泵站设计规范（GB 502652010）；5.堤防工程设计规范（GB5028698）；6.水利水电工程地质勘察规范（GB50487-2008）；7建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）8.水利水电枢纽工程等级划分和洪水标准（SL252-2000）9. 其它相关规范、规程。1.2.2基础资料1. 镇江市长江测绘研究院2007年08月测量的比例尺为1/500的地形图；2. 镇江市工程勘测设计研究院勘探中心2007年08月编制的扬中市向阳河泵站工程地质勘探报告；1.3 工程概况1.3.1工程位置及自然概况扬中市位于江苏省镇江市东北部长江之中，系长江冲积沙洲，东北为长江主航道，与邗江、江都、泰兴诸市隔江相望；西南为长江支流，与大港、丹阳、武进等地依水相邻。市境跨越东经1194211958、北纬32003219。全市总面积 330km2，人口27.5495万。市内地表水系发达，河流成网，沟塘密布。拆建工程位于三茅街道北部。向阳河北临长江主水道，南邻城中主干河道何家支港，周边水系发达，经常受到外江潮汐、洪水和内河水系涝水的影响。向阳河现状受益地区人口为6694人，分布在兴阳及裕星两个村，总面积为8741亩，其中农田耕地面积为3905亩。区域内经济较为发达，工业主要为桥架、母线、开关柜及锁业。现状工业用水量为2万m3/年，用水量增长预测最高需要5万m3/年。图11 镇江扬中市区域位置图1.3.2工程气象、水文概况长江扬中河段，属于感潮河段，每日涨落两次，最大潮差不足2.0m，最小潮差不足0.1m，平均潮差在1.0m左右。大通站已有记载最大流量92600m3/s（1954年8月17日），最小流量4260 m3/s。多年平均流量29300 m3/s，最大流速2 m/s，最小流速0.5 m/s。长江扬中河段，长江主航道与夹江的流量比约9:1，夹江水位一般比长江主航道高0.2m左右，上洲新坝和下洲西来桥镇的长江水位一般相差0.20.5m，历史最高洪水位8.04m(吴淞高程，下同)，平均洪水位5.3m，最低枯水位1.13m。每年59月份为汛期，长江水位高潮一般为4.56.5m，低潮为45m；10月至次年4月份为枯水期，长江水位高潮一般为2.54.4m，低潮为23.5m，扬中防汛设防水位6m，警戒水位6.5m。向阳河为1957年实施农田基本建设规划开挖的骨干排水河道，全长4.2km，担负着该流域5.83km2的排涝任务。向阳河河道现状标准断面：河底宽3m，河底高程1.5m，边坡1:2.5，堤顶宽4m，堤顶高程5m，依据扬中市水系建设规划(2011年11月)，向阳河的规划设计水位4.00m，最高水位4.80m，最低水位3.70m。河道将按照底高程1.0m，河口宽度20m的标准进行疏浚拓宽 。1.3.3工程地质概况勘察场地地貌单元为长江河漫滩，场地浅部为低承载力高压缩性的软弱土层，场地工程地质条件差。场地土类型为软弱场地土。第层填土工程力学性较差，第层土为低承载力高压缩性，工程力学性质差；第层砂土，松散-稍密，工程力学性质一般。第层砂土，稍密-中密，工程力学性质较好。土的渗透性按水利水电工程地质勘察规范GB 50287-99附录J岩土渗透性等级分级为：层土为微透水性，土的渗透变形类型为流土型；、层砂土为弱透水性。土的渗透变形类型为管涌型。根据GB18306-2001中国地震动参数区划图，该区地震动反应谱特征周期为0.45s，地震动峰值加速度为0.10g，相应地震烈度为7度。1.4 工程任务和建设必要性本工程的主要任务是以排涝为主，兼顾农业灌溉、冬季补水与工业供水，同时结合城区防洪、生态环境等方面的要求，确定其建设规模、工程布局和项目建设。通过拆建向阳河泵站，来优化周边区域内现有的引、排系统。改建后的向阳河泵站平时可以利用潮差直接从长江引水，实现对河道的生态换水；遇大雨时，涝水经向阳河泵站抽排直入长江，从而改变现状河道遇涝排水不畅的被动局面。该工程的实施使该区域的引水保证率提高到85%，排涝标准达到二十年一遇，实现了能引、能排、管理、调度灵活的目标，为建成一个风景优美的现代化城区，实现区域水资源可持续利用和国民经济可持续发展提供了有力保证。1.5 工程规模和防洪标准根据扬中市水系规划（2011年11月），圩内排涝标准为20年一遇，泵站设计排涝流量为8m3/s；。根据扬中市城市排水规划（19962010年）和扬中市水系建设规划，确定引水保证率85%。设计引、提水流量为4m3/s。防洪标准：根据苏水计1997210号文穿堤涵洞及涵洞闸首按“长流规”洪（潮）水位（不考虑台风影响）设计，100年一遇洪（潮）水位校核。根据防洪标准（GB5020194）堤后式泵站按20年一遇洪水重现期设计，并结合历史最高潮位综合考虑。根据苏水计1997210号文，穿堤涵洞工程等别为等，建筑物等级为2级；根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2000）、泵站设计规范（GB50265-2010）,堤后式泵站工程等别为等，泵房、前池、进出水池和变电设施等主要建筑物等级为4级。翼墙等次要建筑物和施工围堰等临时建筑物等级为5级；地震设计烈度为70。1.6 工程设计1、工程布置本次工程采用堤后式泵站正向进水正向出水的布置形式。由南往北分别布置前池、进水池、泵房、出水池、穿堤涵洞、涵闸、消力池等建筑物。泵房采用干室结构。泵室顺水流长13.4m，垂直水流总宽16m，泵室底板顶高程-0.10m，电机层高程6.20m，主厂房跨度8.4m。内河侧进水池长度5m，净宽14.4m，前池长度7.50m，净宽14.4m，前池与河道间设15m长扭坡衔接段。出水池长16m，净宽14.43.0m。穿堤涵洞为1孔3m3m钢筋砼箱涵，涵洞内接泵站出水池，外连长江侧涵闸，洞身总长26m。涵闸启闭机层高程10.35m，与江堤间建引桥连接，涵闸外设消力池。2、主机泵该泵站为低扬程泵站，推荐采用立式轴流泵，经比选拆建泵站选用2台800ZLB-125（X）双向轴流泵和2台800ZLB-125单向轴流泵+3运行，在设计净扬程2.37 m时，单泵流量约2.09m3/s，配132KW低压异步电动机，总装机容量528KW。该泵扬程在2.40m5.00m时，泵运行效率为77%83.2%，出水量为2.401.83m3/s。3、进出水管道泵站开敞式布置，喇叭口进水，无进水管道，泵出口接出水管道，拍门断流。4、辅助设备供水系统采用乡镇给水管网，铺设DN25 HDPE管接入站区。泵房主厂房内起重设备选用5t悬挂式电动行车 1台，泵房进出水侧、涵闸排架均选用1台5t单轨电动葫芦，并设置电焊机等机修设备。泵房电机层采用自然通风。本工程将泵站进水池作为消防水池，选用一套BJ-15G型手台式消防泵通过加压提供消防用水，满足建筑物室外消防所必需的水量及水压要求。室内设置MFAC2干粉灭火器、砂箱和100L干粉灭火器等。5、电气设计（1）供电电源本工程电源由10KV向阳河电站支线供给，10KV电源架空进线，在进线终端杆处改由电缆引入室内10KV配电进线柜。（2）配电设计选用1台站用变压器，其型号为SCB10-800/10型，800KVA干式双圈变压器。高压配电柜布置于高配室，共选用3台XGN15-12型环网开关柜。低压配电柜布置于低配室，共选用9台MNS型低压开关柜。照明配电箱采用模数化小型配电箱；低压断路器选用NSX、DPN和C65N型系列塑壳和模数化开关。泵站设置常规照明系统、防雷接地系统和通讯系统。（3）计量本变电所计量方式采用高供高计，计量点设在10KV侧，设10KV计量柜1台。6、金属结构泵室工作闸门共4扇，长江侧2扇、内河侧2扇，均为铸铁闸门，尺寸均为3m（净宽）2.22m（净高）。涵洞闸首设铸铁闸门一扇，尺寸为3m（净宽）3.65m（净高）。根据闸门的运行控制原则，配备双吊点快速螺杆式启闭机。泵室内河侧4扇闸门启闭吨位为12t，泵室长江侧2扇闸门启闭吨位为18t，涵洞闸首启闭吨位为25t。7、泵站工程特性表见表1.1。表1.1 泵站工程特性表部 位序号名 称规 格泵房土建1结构型式干室型2泵室总宽（m）163泵室总长（m）13.44泵室底板厚（m）0.75泵室底板顶高程（m）-0.16电机层楼板顶高程（m）6.27电机层高度（m）8.5机电设备1半调节立式轴流泵800ZLB-125(X)(1)水泵中心高程 m 1.15(2)设计流量 m3/s排8，引4(3)设计扬程 m 排3.81，引2.86(4)最大扬程 m 排4.94，引3.45(5)平均扬程 m 排3.202立式异步电动机(1)总装机容量（kw）528(2)功率因数 0.78金属结构1拦污栅（扇）42拍门（个）6进出水建筑物进水池1底面顶高程（m）-0.12底板厚（m）0.803宽*高（m*m）165出水池1底面顶高程（m）-0.25.02底板厚（m）0.93净宽*高（m*m）（314.4）8.25出水涵闸1涵洞底面顶高程（m）.02涵洞底板厚（m）0.63涵洞净宽*高（m*m）33闸首排架顶高程10.35输电线路 1回路数12输电电压 kV 101.7 施工组织设计本工程实施由扬中市水利农机局组织建设管理机构，实行项目法人制和招投标管理制。主体建筑物的水下部分选择11月初4月底枯水期施工，该段时间长江流量小、水位低。在长江侧和内河侧分别修筑临时围堰对工程进行断流施工。内河侧围堰与两侧河堤同高，顶高程5.0m；长江侧围堰顶高程6.5m。配套建筑物工程的施工不需要施工导流。工程区域内路网交错，北有长江堤顶高等级公路，南有三丰公路，沿向阳河有村级水泥路，交通较为便利。1.8 环境保护设计根据对向阳河周边环境现状及环境影响预测分析，本次向阳河泵站工程建设将在很大程度上改善周边区域供排水条件，提高排涝标准，及时对区域内河网的污水进行换水，对亮化城区风景、改善当地居民生活质量起到积极的作用，工程对生态和社会环境的有利影响是显著且长远的；工程建设也将造成一定的不利影响，主要为水环境、生态环境、水土流失等方面影响，其影响多属工程建设不可避免和暂时的，有些影响可以采取环境保护措施予以降低，有些影响随施工结束则消失。从环境影响角度分析，向阳河泵站工程在采取必要的环境保护措施后，工程建设是可行的。1.9 水土保持设计拟建泵站所在区域内无成片森林，河流沿线与工程区域内，绿化较少，表土极少，水土流失一般，主要以水力侵蚀为主。本次工程实施过程中，必须根据中华人民共和国水土保持法第二章第十八条之规定，对工程造成的弃渣必须专门存放，不得向河中倾倒。工程竣工后应对开挖面、料场及存放的裸露土地进行整治，防止水土流失。为使水保工程得以顺利实施，关键是专款专用、严格执法。施工过程中要严把施工质量，注意植被的前期护育。同时还须严格验收制度。针对本次工程可能产生水土流失的可能性，本次设计根据各个环节的具体情况，采用相应的工程措施以达到水土保持的目的。1.10 工程管理为了保证泵站拆建后能够正常运行，并充分发挥其综合效益，根据泵站技术管理规程（SL255-2000），结合泵站的管理现状，明确泵站管理机构为三茅街道水利农机站，行政隶属扬中市水利农机局。泵站管理范围两侧为边缘线外30m以内，上下游为边缘线外50m以内。泵站保护范围两侧为边缘线外50m以内，上下游为边缘线外100m以内。1.11 劳动安全与工业卫生为了保障运行、检修人员在劳动过程中的安全和健康，本工程主要参照水利水电工程劳动安全卫生设计规范，结合工程具体情况，从防火、安全疏散、通风、防淹、防触电、防雷击、防机械伤害和坠落伤害、照明、防污染、防电磁辐射等各方面采取先进措施和配置一定设施，做到安全可靠、经济合理、符合现行有关“劳动安全和工业卫生”各种文件及其他标准规定的要求。1.12 节能设计本工程在设计中均遵循高效、节能的原则：以提高效率，降低能耗，来满足日益增长的需求为目标，用有限的资源和最小的能源消费来取得最大的经济和社会效益；同时在不降低机电设备服务标准和使用功能前提下，尽量减少或消除其固有能耗。节能途径包括如下：电源节能、动力节能、照明节能、建筑节能、给排水节能和空调通风节能。1.13 工程总投资及实施安排工程总投资952.79万元，工程所在地区经济基础相对较好，为尽快发挥工程效益，建成一片，受益一片，在充分考虑地方意见基础上，工程计划于2012年11月初施工，总工期为6个月左右。工程总概算见表1.2：表1.2 工程投资概算表序号工程或费用名称估算价值（万元）其中（万元）造价分析%建筑工程费安装工程费设备费独立费用一第一部分 建筑工程411.71 411.71 (1)陆上土方33.91 33.91 (2)砼255.22 255.22 (3)附属设施122.58 122.58 房屋118.80 118.80 道路3.78 3.78 二第二部分 机电设备及安装工程172.07 44.22 127.85 (1)主机泵设备及安装工程53.46 10.42 43.05 (2)起重设备及安装工程10.69 4.88 5.82 (3)电气设备及安装工程77.31 27.23 50.08 (4)变电设备及安装工程18.72 0.62 18.10 (5)其它设备及安装工程6.48 1.08 5.40 (6)消防5.40 0.00 5.40 三第三部分 金属结构设备及安装工程155.30 19.34 135.97 (1)钢闸门设备及安装工程52.04 5.54 46.50 (2)启闭机设备及安装工程25.08 2.94 22.14 (3)拦污栅设备及安装工程21.87 4.77 17.10 (4)压力钢管设备及安装工程56.31 6.09 50.22 四第四部分 临时工程67.05 67.05 (一)施工导流、截流工程42.71 42.71 (四)施工房屋建筑工程13.99 13.99 (五)其它临时工程10.36 10.36 五第五部分 独立费用118.90 0.00 118.90 (一)建设管理费46.20 0.00 46.20 (三)科研勘测设计费64.48 0.00 64.48 (四)建设及施工及场地征(占)用费0.55 0.00 0.55 (五)其它7.67 0.00 7.67 六第一第五部分之和925.03 478.76 63.56 263.82 118.90 七基本预备费3%27.75 27.75 八静态投资952.79 1.14 经济评价工程完成后，可使流域内的引排系统和建筑物得到完善和提高，使区内的排涝标准提高到二十年一遇，同时可以保证区域内在枯水期得到换水，彻底改变区内水环境，使水资源得到持续、健康发展。从经济角度看，泵站建成后加强了区域的排涝能力，减少了常年防洪治涝费用，避免或减少了洪涝淹没损失。同时泵站新增的抽引水功能，能大幅提高河道灌溉及工业用水的保证率，为工农业生产提供了有力支撑。从环境角度看， 通过采取工程措施和种植林草植被等措施，保护水土资源，改善生态环境。从环境影响角度分析，工程经济效益、社会效益、环境效益是巨大的，不利影响相对较小。在采取必要的环境保护措施后，工程建设是可行的。综上，该工程可行。1.15 工程项目招标该工程按工程的性质和内容，分为监理、土建、设备等三个标段。各个标段还可根据实际需要再分成若干分标段。各个标段的投标单位须具备乙级以上或符合国家相关规定的资质。1.16 今后工作的建议（1）初步设计批复后，应进一步详勘工程区域地形、地质情况，为科学合理设计提供可靠依据。（2）处理好可能产生的地方矛盾，协调好各方面关系，为工程顺利实施做好前期准备工作。（3）建议尽快安排下一步的设计工作。16镇江市工程勘测设计研究院扬中市向阳河泵站拆建工程初步设计报告 2 项目区概况2 项目区概况2.1 基本情况扬中市位于江苏省中南部，东经1194211958、北纬32003219，是长江中的一个岛市。扬中市由太平洲、中心沙、雷公岛和西沙四岛组成，西南与丹徒、丹阳、武进为邻，东北与邗江、江都、泰州市隔江相望。全境总面积332km2，其中陆地面积228km2，全市辖四个镇、一个街道和一个开发区。扬中市呈西北、东南走向，南北长约40Km，东西平均宽约7 Km，全境系长江冲积平原。地势低平，海拔34.5m，为防长江洪水，扬中四周设有防洪江堤，全长超过120Km，其中主岛江堤长约100Km，江堤达标完成后，堤顶标高达到9.8510.35m。汛期全境雨水排涝全靠251座机电排涝站抽水排涝，总排涝流量为246m3/s，其中一步出江排涝站70座，排涝流量114.24m3/s，已经基本达到五年一遇的农田排涝标准。2.2 水文气象2.2.1气 象扬中市属于北亚热带南部季风气候，受季风影响明显，四季分明，光照充足，雨量充沛，气温温和，无霜期较长，雨热同季，降雨时期相对集中（多在59月），气候条件比较优越。现从降水、气温、湿度和风等方面对该流域的气象特征分述如下：(1)降水扬中市日最大降雨量287mm（1975.6.24），年最大降雨量1695.5mm（1991），常年平均降雨量1075.6mm，常年平均雨日16.3天。年平均无霜期227日。一般410月份降雨量占全年的80%。冬季受高空环流控制，为全年雨量最少的季节；夏季因太平洋副热带高压增强，温暖湿润的水汽向大陆转移，为全年雨量最多的季节。一般年份在6月中旬前后，冷暖气团在长江下游地区相遇，江淮之间在冷暖气流交绥下，峰面活动显著，形成连绵梅雨，笼罩面积大，持续时间长，是一年中的主要雨季。8、9月份全市处于副热带高压控制下，台风活动频繁，尤其是在副高压偏北、偏西型天气形势下，台风常侵袭本市，造成暴雨伴随。受台风影响，长江下游地区时常伴有东北东方向大风，顶托江潮引起沿江潮位壅高。（2）气温扬中市地处北亚热带季风气候区，常年平均气温15.1左右，最热月平均气温27.6（7月），最冷月平均气温2（1月）；极端最高气温39.4（1989.8.22），极端最低气温11.9（1997.1.31）。（3）湿度、风扬中市年平均湿度79%。日照多年平均时数2118h；年最大风速14m/s，常年平均最大风速3.1m/s。全年盛行东南风，冬季多西北风，其次为偏西风；春秋两季为冬夏季风转换季节。2.2.2水 文（1）暴雨洪水特性灾害性降水主要有两种类型。一种是历时较长，连绵不断的梅雨型降水，如：1954年、1991年、2003年型降水；另一种是历时短，强度较大的热带风暴雨型，如：1966年、1969年、1972年型降水。整个流域的洪水，形成主要原因为梅雨季节的大暴雨或持续性阴雨，汛期的台风带来骤降暴雨，加之江潮顶托，暴雨出现机率沿江略多于其他地区。区域内洪水出现的时间一般在汛期期间（69月份）。历史最高洪水位8.59m，最低潮水水位1.24m。大通站已有记载最大流量92600m3/s，最小流量4620 m3/s，多年平均流量28900 m3/s。（2）径流扬中为江中岛市，四面环江，境内地势低平，水系发达。与本工程相关的水系分述如下：1.长江长江扬中河段基本处于受潮汐影响的中段。长江镇扬河段的潮位，除了受江洪、潮汐影响外，还受台风、区间洪水、气压等自然因素的干扰，以江洪为主。潮汐为不规则半日期混合型，感潮较强，涨潮历时约3小时，落潮历时约9小时。每月两次大潮出现在农历的初三、十八前后。每日涨落两次，最大潮差不足2.0m，最小潮差不足0.1m，平均潮差在1.0m左右。大通站已有记载最大流量92600m3/s（1954年8月17日），最小流量4260 m3/s。多年平均流量29300 m3/s，最大流速2 m/s，最小流速0.5 m/s。长江扬中河段，长江主航道与夹江的流量比约9:1，夹江水位一般比长江主航道高0.2m左右，上洲新坝和下洲西来桥镇的长江水位一般相差0.20.5m，历史最高洪水位8.04m，平均洪水位5.3m，最低枯水位1.13m。每年59月份为汛期，长江水位高潮一般为4.56.5m，低潮为45m；10月至次年4月份为枯水期，长江水位高潮一般为2.54.4m，低潮为23.5m，扬中防汛设防水位6m，警戒水位6.5m。2.向阳河向阳河为1957年实施农田基本建设规划开挖的骨干排水河道，全长4.2Km，担负着近5.83Km2的排涝任务。工程标准：河底宽3m，河底高程1.5m，边坡1:2.5，堤顶宽4m，堤顶高程5m，依据扬中市水系建设规划(2011年11月)，向阳河的规划设计水位4.00m，最高水位4.80m，最低水位3.70m。2.3 工程地质2.3.1工程概况向阳河位于扬中市三茅镇，北与长江以涵洞相连，向西南延伸与明珠河沟通。为进一步提高扬中市向阳河段的排涝能力，改善明珠河的水环境，扬中市水利农机局拟在原址重建向阳河泵站。为了解该场地工程地质条件，我院受委托对其进行了工程地质勘察。具体位置详见“扬中市向阳河泵站勘探点位置图”。2.3.2地形地貌拟建场地位于扬中市三茅街道，地形较平坦，交通便利，地貌单元为长江河漫滩地貌。2.3.2.3土层性质根据本次勘察深度内所揭示的土层，按土层特性划分为4层。分述如下：层:素填土，以粉质粘土为主。黄褐色、褐灰色，稍湿，松散-较松散。夹粉土、粉砂。局部较薄处下为粉质粘土（原地表土），因其较薄分布不均，且对本工程影响不大，未单独划出。本层层厚为0.8-2.6m，平均厚度为1.4m。层:淤泥质粉质粘土与粉砂互层。灰色，饱和，流塑，夹粉细砂、粉土。本层层厚为3.4-5.4m，平均厚度为4.3m。层：粉砂。灰色，饱和，松散-稍密。主要成分为云母和石英等,夹薄层淤质土。本层层厚为3.6-9.0m，平均厚度为6.3m。层：粉细砂。灰色，饱和，稍密-中密。含云母，本次勘探未钻穿该层。上述各土层分布详见工程地质剖面图 1-1 3-3。2.3.3环境水及腐蚀性评价1 含水层及补给、排泄关系场地内地下水主要含水层为第、层。地下水类型主要为潜水。地下水位受河水位影响。勘察揭示下部砂层为非承压含水层。2 环境水腐蚀性评价根据场地区水质资料分析，地下水为中性水，场地区附近无污染源存在，该场地内的环境水对混凝土无腐蚀性。2.3.4场地与地基的地震效应扬中市地震分组为第一组，设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g。勘察场地内土层剪切波速Vse 140m/s，按水工建筑物抗震设计规范（DL 5073-2000）判别，该场地土类型为软弱场地土。根据我院掌握的该勘察场地覆盖层厚度3d80m，建筑场地类别为类。场地抗震稳定性较差，处于抗震不利地段。根据水利水电工程地质勘察规范（GB50287-99）及场地土特性判别，层粉砂为轻微液化砂层，层粉细砂为不液化砂层。2.3.5岩土工程分析场地土岩土层评价指标采用室内土工试验与原位测试指标等方法综合确定，所取土样试验的各类岩土参数均进行了分层统计与分析。统计结果详见 “土工试验分层统计表”与“原位测试成果分层表”。“工程勘察综合成果表”中的参数为建议值。各岩土层物理力学指标见“土工试验成果汇总表”、“岩土工程勘察综合成果表”。表中天然含水率、天然密度、干密度、液塑限、塑性指数、液性指数、孔隙比、饱和度、平均比贯入阻力、标准贯入击数为平均值，未作杆长调整。抗剪强度为平均值，结合地区经验适当调整；压缩模量、压缩系数为平均值；承载力为参照有关规范给出的特征值。2.3.6评价与建议勘察场地地貌单元为长江河漫滩，场地浅部为低承载力高压缩性的软弱土层，场地工程地质条件差。场地土类型为软弱场地土。第层填土工程力学性较差，第层土为低承载力高压缩性，工程力学性质差；第层砂土，松散-稍密，工程力学性质一般。第层砂土，稍密-中密，工程力学性质较好。土的渗透性按水利水电工程地质勘察规范GB 50287-99附录J岩土渗透性等级分级为：层土为微透水性，土的渗透变形类型为流土型；、层砂土为弱透水性。土的渗透变形类型为管涌型。因场地工程地质条件差，建议拟建向阳河泵站采用桩基础，桩型以钻孔灌注桩为宜，层土可作为桩端持力层。或根据当地经验考虑选用其它基础处理形式。扬中市向阳河泵站拆建工程初步设计报告 4 工程地质表2.1 工程地质勘察综合成果建议值表土层编号土层名称平均比贯入阻力基本物理性指标液 塑 性直接快剪压缩模量压缩系数允许水力比降渗透系数钻孔灌注桩承载力特征值土粒比重天然含水率湿 密 度干 密 度天然孔隙比饱和度液 限塑 限塑性指数液性指数内聚力内摩擦角桩侧极限摩阻力标准值桩端极限摩阻力标准值PsWdeSrWlWpIpIlCkkEsa1-2Jkqsikqpkfak MPa%g/cm3g/cm3%kPa度MPaMPa-1cm/skPakPakPa1素填土1.3 2.72 36.21.86 1.37 0.992 9930.721.88.91.6217216.30.3160.48222淤质土与粉砂互层1.2 2.71 36.91.85 1.35 1.005 9929.919.310.61.668194.70.4270.465.90E-062270 3粉砂3.5 2.68 32.61.87 1.41 0.900 9710298.60.2210.311.35E-0530110 4粉细砂4.6 2.68 29.81.90 1.46 0.831 965319.40.1950.284.95E-053815m:780150 84镇江市工程勘测设计研究院扬中市向阳河泵站拆建工程初步设计报告 3 工程建设任务和规模3 工程建设任务和规模3.1 工程建设的必要性扬中四面环江，境内地形低洼。随时面临外江客水洪峰压境和境内涝水排不出、渍水降不下的困境。特殊的地理位置决定了水利建设始终是全市工作的重中之重。向阳河泵站始建于1976年，设计排涝标准为5年一遇（138mm两天排出），设计流量为4.8 m3/s。配置2台80KW电动机、2台4135柴油机、4台32寸轴流泵。2004年实施动力机该造，将2台4135柴油机改为2台80KW电动机。运行至今已32年，每年平均运行600h，累计运行19200h，共计引水m3，排水92160 m3。每年改善农田灌排面积4781亩，集镇除涝面积300亩，为当地的经济发展发挥了不可磨灭的积极作用。但是由于工程始建于上世纪中叶，限于当时的技术、经济条件，工程标准较低。特别是经过长期超负荷运行后，主体工程砼碳化、开裂、剥落，钢筋裸露；水泵汽蚀性能差，运行可靠度低；泵站效率低下，多年平均效率仅为45.8%；电器设备及电器元件老化严重；拍门、拦污栅锈蚀严重，站下无清污装置。很难继续担负防洪排涝的重任。1999年和2007年由于暴雨强度大、雨期集中，区域内涝水不能及时排出，致使有近千亩良田受涝、数家沿河工厂进水设备受淹，直接经济损失近2000万元。另外现状向阳河泵站为单向排水泵站，区内用水依赖穿江堤涵闸自流引水，引水保证率得不到保证。急需增加泵站引水功能，从而实现自外江生态换水。3.2 工程任务本工程的主要任务是以排涝为主，兼顾农业灌溉、冬季补水与工业供水。结合城区防洪要求、生态环境与环境保护等方面的建设，确定其建设规模、工程布局和建设项目。通过改建向阳河泵站，来改造周边区域内现有的引、排系统。提高区域内工、农业供水的设计保证率；对何家支港及其支流进行生态换水；遇大雨时的涝水经向阳河河泵站直接排入长江，改变现状河道遇涝排水不畅的被动局面。使该区域的引水保证率提高到85%。排涝标准达到二十年一遇。将工程所在区域建成一个能引、能排，管理、调度灵活的风景优美的现代化城区，实现区域水资源可持续利用和国民经济可持续发展。3.3 工程规模3.3.1 排涝规模（1）排涝模数的复核方法根据扬中市水系规划（2011年11月），圩内排涝标准为20年一遇，按区域内发生20年一遇的24小时降雨雨后一日排出，采用平均排除法计算圩区排涝模数。（2）24小时降雨一日排出的排涝流量复核计算a设计降雨量依据江苏省暴雨参数图集（2005年版），24小时暴雨频率成果见下表4.1。表4.1 镇江市最大24小时降雨频率分析成果表 单位：mmCS/CVCVP=1%P=2%P=5%P=10%P=20%3.50.56110.0331.1288.2233.2190.3148.5b排水面积向阳河泵站受益面积为5.83km2，其中水田面积为1.79km2，占总面积的30.8%；旱地面积为0.81km2，占总面积的13.90%；水域面积为0.91km2，占总面积的15.6%；村庄道路面积为2.31km2，占总面积的39.7%。c产流计算 水田产水R田 = P*W田-E田式中：P 设计降雨量 P=233.2mm W田 水田率 E田 水稻每日需水量 取E田=6.8mm 旱地产水R旱 = R*W旱次降雨径流查江苏水文手册苏南平原次降雨径流关系曲线图式中 ：Pa = *ImPa 前期影响雨量 前期影响雨量系数 取=0.67 Im 为最大初损值 取Im=90mmCp苏南平原圩区Cp=15Ci苏南平原圩区Ci=120 水域产水R水 = （P-h预）*W水-E水式中：R水 水面产水 W水 水面面积比例 E水 水面蒸发，每日蒸发量为E水=3.3mm h预 考虑河道水面预降深度,取0.6m 村庄道路产水结合城乡一体化发展规划，随着农村村村通工程的全面实施，村庄道路的硬质化水平已大幅提高，村庄道路的降雨径流系数也因其相应提高。R村 = *P* W村式中：R村 村庄道路产水量 村庄道路降雨后的径流系数 取=0.8 W村 村庄道路比率 泵站受益范围在设计雨量为233.2mm，总径流深：R = R堤 + R旱 + R水 + R村 =64.92+23.38-60.65+74.05= 101.70mmd排涝模数计算平均排涝流量：Q = R*F / (22*3600) = 101.70*5.83*106*10-3 / (22*3600) = 7.5m3/s，排涝模数 M = Q/F = 7.5/5.83 = 1.28m3/s/km2。（3）排涝规模的确定 依据扬中市水系规划（2011年11月）的排涝标准，本次采用平均排除法计算得到20年一遇的24小时降雨雨后一日排出排水模数为1.28 m3/s/km2; 依据江苏省防洪规划报告（2011年1月）中所确定的除涝标准：乡镇所在地和工业经济发达的圩区，装机排涝模数可按现代化农村水利建设要求提高到1.5m3/s/km2。 依据江苏省农村小型泵站拆建规划（2007年12月）确定的除涝标准20年一遇，排涝模数达到1.11.4m3/s/km2。根据泵站的排水面积及相应的排水模数计算确定泵站的排涝流量：Q = M *F =1.28*5.831.5*5.83=7.58.7 m3/s；本次泵站拆建设计按8 m3/s设计。3.3.2 引水规模向阳河全长4.2Km，其流域范围内分布有何家支港、张家港、丰收河、新扬河、同心河、建设河、新胜河和明珠湾等8条支流。经过测算，河道正常蓄换水量为m3，根据扬中市城市排水规划（19962010年）和扬中市水系建设规划，计划换水时间为半天（24h）换完。本次设计换水流量初步选定4.00m3/s。3.4 设计标准3.4.1防洪标准按苏水计1997210号文，穿堤涵洞及涵洞闸首按“长流规”洪（潮）水位（不考虑台风影响）设计，100年一遇洪（潮）水位校核。按防洪标准（GB5020194），堤后式泵站按20年一遇洪水重现期设计，并结合历史最高运行水位综合考虑。3.4.2引水和排涝标准设计引水保证率为85%。向阳河的流域分布情况详见向阳河流域分布图，整个流域面积约有5.83 km2。现有排涝标准为五年一遇，根据扬中市水系规划（2011年），本次设计标准提高至二十年一遇。3.4.3特征水位和特征净扬程1.排涝水位向阳河泵站紧邻长江防洪堤，为一步出江泵站。由长江北固山站实测资料进行统计频率分析，求出北固山站的规范所需水位，在此基础上，再根据苏水计210号文和镇江市水文局提供的汛期高低潮长江水面平均比降为i=0.01417和i=0.01938、非汛期低潮长江水面平均比降为i=0.确定泵站长江侧的相关水位。内河侧的相关水位依据扬中市水系建设规划（2011年11月）和田面高程有关数据确定。（1） 长江扬中河段10年一遇排水期最高3日平均潮位 6.37m（2） 长江扬中河段20年一遇排水期最高3日平均潮位 6.61m（3） 泵站长江侧历史最高运行水位 7.58m（4） 长江扬中河段排水期多年平均潮位 5.69m（5） 长江扬中河段排水期最低潮位平均值 2.91m（6） 向阳河腹部抽排设计水位推至站前 4.00m（7） 向阳河腹部抽排停机水位推至站前 3.70m（8） 向阳河腹部抽排平均水位推至站前 4.00m（9） 向阳河规划最高蓄水位 4.80m2.引水水位当长江侧水位过低，自流引水无法满足区内工农业用水或生态换水要求时，向阳河泵站开始运行。其引水工况长江侧特征水位依据镇江水文站资料和已建夏家港泵站水位资料选取。内河侧依据扬中市水系建设规划有关数据确定。（1） 长江扬中河段1月平均潮位 2.54m （2） 长江扬中河段非汛期水源保证率95%低潮位 2.29m（3） 向阳河腹部引水设计水位推至站前 3.70m（4） 向阳河腹部引水停机水位推至站前