泄洪闸初设报告审定稿电力水利工程科技专业资料

1、国设证A143004968 国勘证181105-ky湖南省 临湘市鸭栏泄洪闸除险加固工程初步设计报告（审定稿）岳阳市水利水电勘测设计院二一五年五月国设证A143004968 国勘证181105-ky岳阳市水利水电勘测设计院审 定：曹载宏审 核：曾志模校 核：黄 检项目负责：邹 浪编写人员：邹 浪参加人员：邹 浪 彭 卫 刘恒武陈紫嫣 郑 保 李胜波目 录1 综合说明11.1工程概况11.2水文21.3工程地质41.4工程任务与规模61.5除险加固工程设计61.6机电及金属结构111.7施工组织设计121.8工程占地131.9环境保护设计141.10水土保持设计141.11工程管理设计141.1

2、2工程概算151.13经济评价152 水文172.1流域概况172.2气象172.3水文基本资料172.4社会经济概况172.5洪水182.6特征水位及堤顶高程202.7 施工期水位203 工程地质213.1前言213.2区域地质213.3工程地质与水文地质条件223.4工程地质条件评价283.5主要工程地质问题及基础处理措施建议293.6基坑边坡稳定303.7天然建筑材料313.8结论与建议314 工程任务及规模324.1工程概况324.2工程存在的问题334.3工程等级和防洪标准334.4特征水位344.5工程除险加固的必要性344.6工程除险加固的内容345 除险加固工程设计365.1工

3、程等级与洪水标准365.2 设计依据365.3 水闸存在的主要问题375.4水闸主要建筑物加固设计395.5设计计算626. 机电及金属结构816.1电气设计816.2金属结构设计867施工组织设计927.1施工条件927.2施工导流937.3料场选择与开采947.4主体工程施工947.5土方平衡计算1027.6施工布置1037.7施工总进度1048工程占地1068.1工程占地处理范围1068.2工程占地指标1068.3补偿投资预算1069 环境保护设计1089.1设计依据和原则1089.2环境影响综合分析1099.3环境保护保护目标1109.4环境保护措施设计1119.5环境保护管理和环境监

4、测1169.6环境保护投资概算11710水土保持设计11810.1编制依据12010.2项目及项目区概况12010.3 工程主体水土保持评价12110.4 防治责任范围12210.5 水土流失预测12210.6 水土流失防治总则12510.7水土保持措施设计12610.8 水土保持措施施工组织设计13710.9水土保持监测13710.10水土保持投资概算13911工程管理设计14311.1设计依据14311.2管理机构14311.3工程管理范围及保护范围14311.4调度运用14311.5新增工程管理设施14411.6工程运行管理14411.7 施工期工程管理14512劳动安全与工业卫生147

5、12.1设计依据14712.2工程概述14712.3劳动安全与卫生影响因素分析14812.4劳动与卫生安全防范措施14812.5预期效果及评价15012.6安全卫生机构15013工程概算15113.1工程概况15113.2编制依据15113.3工程投资15314经济评价15614.1工程概况15614.1工程效益15614.2工程费用15714.3国民经济评价15714.4财务分析计算15814.5综合评价159工程特性表序号指标名称单位原设计安全评价初步设计一流域概况1项目名称鸭栏泄洪闸除险加固工程鸭栏泄洪闸除险加固工程鸭栏泄洪闸除险加固工程2所在河流云溪撇洪渠云溪撇洪渠云溪撇洪渠3所在水系

6、长江水系长江水系长江水系4所在县行政区临湘市临湘市临湘市5项目分类农田防护农田防护农田防护6流域面积Km2188.0143.0143.0二水文1设计洪水（重现期）年1010102设计洪峰流量m³/s441.0503.4503.43设计洪水下泄流量m³/s441.0503.4503.44上游撇洪渠设计洪水位m29.0629.1029.105撇洪渠满泄水位m31.1631.1631.166撇洪渠最高挡洪水位m27.2627.2627.267撇洪渠灌溉蓄水位m26.2626.2626.268撇洪渠最低运行水位m23.0623.0623.069下游长江防洪设计水位m32.9932.

7、9932.99三工程任务与规模1保护人口万人1111112保护农田万亩2222223灌溉面积万亩5554工程等别5防洪标准长江历史最高水位长江历史最高水位6泄洪标准十年一遇十年一遇十年一遇四主要建筑物1进口段1.1进口段长度m1717171.2进口段宽度m23.45523.45523.4551.3进口段底板高程m22.5622.5622.562箱涵段2.1箱涵孔口尺寸m5.0*6.0（4孔）5.0*6.0（4孔）5.0*6.0（4孔）2.2箱涵长度m3636362.3箱涵底板高程m22.5622.5622.563闸室段3.1闸孔净尺寸m5.0*6.0（4孔）5.0*6.0（4孔）5.0*6.0

8、（4孔）3.2闸室底板高程m22.5622.5622.563.3闸室长度m1616163.4平面钢闸门尺寸m5.764*6.2（6孔）5.764*6.2（6孔）5.764*6.2（6孔）3.5启闭机4台4台4台4消力池4.1一级消力池长度m3671714.2一级消力池池深m1.53.03.04.3二级消力池长度m33/4.4二级消力池池深m1.0/5海漫5.1海漫长度m50.075.075.05.2海漫宽度m32.032.032.05.3海漫底板高程m16.0616.0616.06五主要工程量1土方开挖m3635762土方回填m3471643砼及钢筋砼m377904浆砌石m398555干砌石m

9、31427六工程总投资万元2697.671环保投资万元31.152水保投资万元43.513征地移民补偿投资万元5.94七经济评价指标1经济效益费用比1.412经济内部收益率%13.643经济净现值万元1147.751 综合说明1.1工程概况基本情况 临湘市鸭栏泄洪闸位于临湘市儒溪镇鸭栏村云溪撇洪渠总干渠与长江交汇处，对应长江干堤桩号为109+000，东临洋溪湖、北与湖北螺山隔江相望。控制集雨面积为143.0 km2，设计流量为503.4m3/s。该闸有泄洪、灌溉、蓄洪三重作用。受益乡镇有陆城、文桥、云溪、乘风等七个乡和路口、云溪两个镇，共11万人口，22万多亩农田。鸭栏泄洪闸工程建筑物主要包括

10、进口段、钢筋砼箱涵段、闸室段、消力池和闸门启闭结构等部分。进口段：进口段长17m，为水流渐变段，浆砌石结构，底板高程为22.56m，两侧挡墙为扭曲面结构；箱涵段：进口段下游接36m长钢筋砼箱涵，箱涵共有四孔，底板高程为22.56m，孔口净尺寸为5m（宽）×6m（高），底板厚0.8m，顶板厚0.6m，侧墙厚0.7m；闸室段：闸室段长16m，以伸缩沉降缝与箱 涵分开，闸墩厚为0.71.0m，闸底板高程22.56m（85黄海高程系统，下同），每孔设一平面钢闸门，孔口尺寸为5m（宽）×6m（高），采用手电两用螺杆式启闭机单吊点启闭，闸室上部设启闭平台，平台高程为36.88m，由大堤

11、堤顶通过砼结构楼梯上至启闭平台；消力池：闸室后接出口段，出口段由消力池和海漫组成，消力池为二级消力池，第一级消力池为钢筋砼结构，池底板高程为18.56m，陡坡长20m，坡比l：5.0，扩散角12°8，宽度由2342m扩大至32m，消力池长16m，池深1.5m；第二级消力池为浆砌石结构，池底板高程为15.06m，陡坡长15m，坡比l：3.0，消力池长18m，池深1.0m；第二级消能出槛后即以干砌石海漫和干砌石护坡与长江水流相衔接。存在的主要问题鸭栏泄洪闸自1978年建成投入运行30多年，由于当时建设条件的限制，工程存在安全隐患很多，有工程地质、施工质量、水流变化等因素,现分析如下:1）

12、老闸底板：老闸底板多处钢筋混凝土掏空，钢筋裸露、锈蚀，箱涵之间以及箱涵与闸室之间的的伸缩缝止水失效导致漏水严重，水闸混凝土碳化严重。2）内接长底板：1#闸孔伸缩缝处存在约1平方米的空洞;3）消力池：消力池为二级，一级消力池钢筋混凝土多处掏空，二级消力池浆砌石在多年运行中已冲毁，已起不到任何消能作用。4）出口挡土墙沉陷松动、外倾，部分垮塌，大量泥土下滑，使泄洪流道弯曲变形；进口挡土墙多处开裂。5）闸上游浆砌石护坦冲刷破坏严重。6）闸门启闭设备效率较低；闸门锈蚀，特别是焊接部位及滚轮锈蚀严重，严重影响闸门正常运行；启闭机专用线路老化、破损；启闭机室裂缝破损，启闭机室屋顶漏水严重；启闭机室墙壁石灰砂

13、浆剥落严重，浆砌石桥墩上部开裂，人行桥与启闭机室结合处开裂。7）98年特大洪水过后，大堤加修加高2米，闸室上部荷载加大，箱涵出现不均匀沉陷现象，2003年进行地基灌浆加固处理后，取得了一定效果，但箱涵左侧仍有下沉现象，伸缩缝扩大至3-5cm。 8）管理单位没有必要的观测设施。9）水闸无专门管理用房（与鸭栏电排共用），部分管理、生活用房破损严重，年久失修。10）老箱涵钢筋砼结构强度不满足规范要求，水闸地基应力不满足要求，地基应力不均匀系数不满足要求。1.2水文流域概况鸭栏泄洪闸位于云溪撇洪渠入长江河口处，东临洋溪湖、北与湖北的螺山隔江相望，主要是作用是确保云溪河的泄洪，蓄洪以及云溪撇洪渠灌区的灌

14、溉。云溪撇洪渠发源于临湘市五尖山，流经云溪区文桥镇、路口镇、云溪乡、陆城镇、道仁矶镇、儒溪镇等6个乡镇，于儒溪镇汇入长江，总控制集雨面积143km2，地处幕阜山脉向江汉平原过渡地带，地貌多样，整个地势由东南向西北倾斜，东南以山地为主，中部丘陵低岗分布，西北以平原为主,间杂低丘矮岗, 低山、丘陵、低岗、平原、水面比例大致为19:13:10:6:10。1.2.2气象根据临湘气象站多年实测的气象资料统计，多年平均气温为16.7，历年最高气温为40.4，最低气温为-18.1。历年最小相对湿度10%。多年平均日照时数1810小时。多年平均降雨量为1514.8mm，历年最大降雨量为2294.60mm（19

15、98年），最小降雨量为1184.7mm（1972年），最大一日降雨量为248.00 mm。多年平均蒸发量为1107.14mm，全年无霜期266天。68月气温高，蒸发量也大。多年平均月蒸发量最大在7月份，达214.8mm。历年最大风速28m/s，风向NNE，历年平均最大风速14.0m/s。洪水利用湖南省暴雨洪水查算手册推求设计洪水。设计洪水过程包括地面径流过程和地下径流过程，地面径流过程采用径流分配系数法推求，地下径流过程采用三角形法推求。最后计算出各种频率的洪峰流量。计算成果见下表： 设计洪水成果表 表1-1P(%)10%集雨面积河道比降河道长度鸭栏泄洪闸Qm(m3/s)503.41430.0

16、0321.07W（104m3）2098.621.2.4特征水位及堤顶高程鸭栏泄洪闸外河为长江，江面宽阔。根据调查，工程段范围内有观测资料以来主要发生了两场较大洪水，发生年份为1954年和1998年，根据螺山站统计资料，1954年螺山站最高水位为31.33m，1998年最高水位为32.99m。 工程段长江大堤已经经过除险加固，长江防洪设计水位为1998年最高水位32.99m，长江干堤设计堤顶高程为35.06m。根据调查内河撇洪渠最低控制水位23.06m，灌溉蓄水位为26.26m，撇洪渠设计洪水位29.10m,撇洪渠堤顶高程31.1632.86m。 1.2.5 施工期水位根据螺山站统计资料求得多年

17、平均枯水位17.56m，考虑到长江上游修建了三峡水库，对长江下游的径流会产生一定影响，三峡下游的径流比天然状态下肯定要小。统计螺山站在三峡合拢后19982007年逐月平均水位统计资料，求得逐月平均水位和最低水位，见下表：螺山站19982007逐月水位统计表 表1-2年分项目1月2月3月4月5月6月19982007年月最小15.73 16.01 15.93 16.42 19.26 21.02 月平均17.95 17.91 19.40 20.27 23.22 25.18 项目7月8月9月10月11月12月月最小22.39 20.09 19.03 18.28 17.77 16.25 月平均27.83

18、 26.74 26.08 23.03 20.59 18.43 根据施工组织设计要求，主体工程施工期为11月次年3月，外河施工期水位可根据施工进度采用各月月平均水位来修建围堰。根据桃林站雨量资料统计，按暴雨茶算手册中的推理公式求得撇洪渠施工期3年一遇洪峰流量为39.75m3/s，根据施工导流方案，施工期来水均可从鸭栏泄洪闸闸上游的曾家汊闸和孙家汊闸排至洋溪湖，两个闸闸底板高程均为26.06m，闸孔净空分别为4.8*3.5m和4.0*3.0m，根据计算求得两闸下泄39.75m3/s时闸上水位为28.06m，施工期因此内河施工期水位取28.06m。1.3工程地质区域地质从区域构造分析，该区属石门华容

19、临湘东西构造带与新华厦构造体系构造复合部位。区内构造较为复杂，处于岳阳洪湖大断裂上，次级断裂褶皱发育。地层岩性较复杂，基底为石炭系的泥质页岩、炭质页岩、砂质页岩、煤层等，上部为第四系细砂与粉质粘土。近代区内地壳稳定，无区域性地震。工程区近期无破坏性地震记录。根据1：400万中国地震动峰值加速度区划图和中国地震动反应谱特征周期区划图，本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s。场地地震基本烈度为度区，可不作地震设防。工程地质与水文地质条件通过对邻近地区的地质调查及钻孔揭露，场区上覆地层为第四系现代素填土、粉质粘土、粘质粉砂、粉质粘土、粘质细砂、淤泥质粉砂、含砾细中砂。1）

20、素填土（Q4s）：黄色、黄褐色，成分由粘性土、岩石碎块组成，结构较松散，一般呈可塑状态，厚度除大堤外，一般较稳定，在5.6-8.0m之间。2）粉质粘土（Q4al）：黄褐色，以粘粒为主，粉粒次之，切面较光滑，干强度中等，韧性中等，具中等压缩性，有铁锰质浸染现象，局部含少量粉砂质成分，湿，呈可塑硬塑状态，层厚9.2-13.3m，主要分布在堤基和外滩。3）粉质粘土（Q4al）：灰色、灰黑色，成分以泥质为主，同时含植物根系、贝壳等腐植质，局部含粉细砂，含水量高，呈软塑可塑状态，厚度大，层厚6.5-6.6m，分布于堤内闸基进口段。4）粘质粉砂（Q4al）：灰褐色，粉砂质成分为主，粘粒次之，粉砂成份约占6

21、0%，粘粒成分约占40%，含水量高，湿，可软塑。层厚1.4-11.1m。5）粉质粘土（Q4al）：灰黑色，成分以泥质为主，同时含少量腐植质，局部含粉细砂，含水量高，呈软塑可塑状态，厚度大，层厚4.9m，为粘质粉砂层的透镜体夹层。6）粘质细砂（Q4al）：灰褐色、灰白色，稍密状砂质成份约占86%，泥质成份约占14%，透水性好。层厚5.6m。7）淤泥质粉砂（Q4al）：灰褐色，粉砂质成分为主，泥质成分次之，粉砂成份约占54%，泥质成分约占46%，含腐殖质，具腐臭味，含水量高，湿，可软塑。层厚3.0-5.5m。8）含砾细中砂（Q4al）：灰褐色、灰白色，砾石约占15，稍密状砂质成份约占65%，泥质成

22、份约占20%，透水性好。钻探揭露厚度5.1-7.0m。场地区除长江大堤外地形平坦，地面高程20.60-36.00m，毗邻长江，渠道东通洋溪湖，水资源较为丰富。场地含水层为粘质粉细砂和含砾细中砂，为同一含水层，颗粒由上至下逐渐变粗，与长江砾石层直接连通，属长江现代河流冲积物，含丰富的孔隙潜水，与长江有密切的水力联系，主要接受长江水的补给。由于粘质粉细砂和含砾细中砂结构松散，含水丰富，将对基坑开挖和基础施工带来不利影响。根据长江干堤地勘水质分析资料，场区地下水为重碳酸、硫酸钾钠钙型低矿化度水和重硫酸钾钠型低矿化度水，对混凝土无侵蚀性。1.3.3主要工程地质问题泄洪闸自1978年建成运行30多年来，

23、不断遭受洪水袭击，出现了闸门和伸缩缝漏水、电器设备老化、闸下效能设施冲毁、出口挡土墙沉陷松动、闸体左侧不均匀沉降等现象。1）不均匀沉降问题泄洪闸建设初期施工条件简单，未对闸基进行处理，闸基直接坐落在表层可塑粉质粘土上，闸基下卧层为力学性质很差的粘质粉砂和粘质细砂，压缩变形大，在长久的运行过程中造成闸体开裂、闸墩下沉等不均匀沉降。2）地基承载力问题泄洪闸闸体及挡墙现有持力层有粉质粘土和粘质粉砂，闸体部分以粉质粘土为持力层，左岸挡墙以粉质粘土为持力层，右岸挡墙近闸体部分以粉质粘土为持力层、稍远处以粘质粉砂为持力层。表层粉质粘土和粘质粉砂呈可软塑状，承载力特征值为80-120kpa，局部承载力不能满

24、足闸体及挡土墙受力要求。3）挡土墙开挖过程中的边坡稳定问题出口挡土墙沉陷松动、外倾，部分垮塌，大量泥土下滑，使泄洪流道弯曲变形；进口挡土墙多处倾斜、开裂；砼结构的接合处基本都出现拉裂现象，局部出现渗水。沉降开裂部分挡土墙需要拆除重建，现有河道两岸河滩的地面标高在29.0左右，挡墙基础持力层标高约为18.2左右，在开挖挡墙基础过程中会形成一个11.8m左右的高边坡，边坡地层主要为素填土，该层土成分由粘性土、岩石碎块组成，结构较松散，建议采用分级放坡开挖，开挖坡比建议采用1：1.5-1：2.0。4）河道口冲刷稳定问题消力池外河道口表层粘土层较薄，在河水冲刷作用下容易见底，进而冲刷底部砂质冲积层，建

25、议对消力池前河道进行一定距离的抛石压底，增强表层土的抗冲刷能力。5）地基渗透变形问题及评价闸基可能产生渗透变形的地方主要是在泄洪闸进口段，该段闸基下分布有6.5m厚粉质粘土，下伏淤泥质粉砂。依据土工试验资料按水利水电工程地质勘察规范（GB504872008）附录G进行判别，淤泥质粉砂渗透变形类型为流土型，计算出临界渗透水力比降为0.40，允许渗透水力比降为0.20，查淤泥质粉砂允许渗透水力比降经验值为0.25-0.35,实际允许渗透水力比降小于允许渗透比降经验值，判别不会产生流土。从实际情况分析，该闸建闸以来特别是1996年和1998年特大洪水期间也未出现过流土等渗透变形问题，理论判定结论与实

26、际情况一致。因此，该闸闸基和进口段出现渗透变形的可能性偏小。1.4工程任务与规模根据工程存在的主要问题，按规程规范要求，确定工程除险加固内容如下：1）进口段的加固处理；包括进口段护坦底板重建、进口段部分破损严重的边墙拆除重建以及边墙裂缝采用砂浆修补，墙体增设排水孔。2）箱涵及闸室段的加固处理；包括将闸室段和靠近闸室24m箱涵拆除重建并恢复大堤下游坡面预制砼六方块护坡以及高压旋喷桩加固箱涵及闸室地基。3）消力池及海漫拆除重建；包括出口消力池及海漫重建、增设防冲槽以及高压旋喷桩加固消力池边墙地基；出口河道清淤150m。4）更换钢闸门及启闭设施，人行桥拆除重建，启闭机室拆除重建。5）更换电气设备。6

27、）完善观测设施；增设水雨情测报系统；增加防汛船。7）维修管理用房350m2,新建防汛仓库250 m2。1.5除险加固工程设计工程等级与洪水标准根据防洪标准（GB5020194）、水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准（SL2522000）以及水闸设计规范（SL2652001）的规定，鸭栏泄洪闸原设计流量441m3/s,本次复核流量503.4m3/s，过闸最大泄流流量在100m3/s1000 m3/s范围属中型水闸，但其属于防洪堤上的水闸，其级别不低于防洪堤的级别，江南垸堤防工程为级堤防，故鸭栏泄洪闸相应的工程等别为等，主要建筑物级别为2级，其余次要建筑物级别为3级。水闸防洪标准：长江历史最高水位；

28、水闸泄洪标准：撇洪渠总干渠设计洪水标准为10年一遇，且水闸原设计泄洪标准为10年一遇，故泄洪标准按10年一遇设计。1.5.2水闸主要建筑物加固设计1）进口段除险加固设计（1）基本情况及问题进口段长17m，为浆砌石结构渐变段，上游两侧的浆砌石导墙部分砂浆块石剥落，存在纵向裂缝，尤其与钢筋砼箱涵接合处出现开裂现象严重，其中右侧导墙与箱涵接合处从上至下弯曲开裂，并渗水流出；上游箱涵顶部浆砌石挡土墙多处出现裂缝，与涵闸底顶板接合处渗水严重；上游浆砌石护坦冲刷严重，靠导墙两侧附近最为严重，表层砂浆被冲毁。（2）加固方案进口段的加固方案为底板拆除重建，采用浆砌石结构，长17m,宽33.40m渐变到23.4

29、2m,底板高程为22.56m,底板厚0.4m。破损严重的边墙拆除重建，左、右两侧边墙共34m；其余浆砌石挡墙裂缝采用砂浆勾缝，墙体增设排水孔。2）箱涵及闸室段的除险加固设计（1）基本情况及问题箱涵段位于进口段下游，长36m,共有4孔，每两孔连为一个整体，以伸缩沉降缝分开，底板高程为22.56m,单孔孔口尺寸为b×h=5m×6m,底板厚度为0.8m,顶板厚0.6m，侧墙厚0.7m。闸室段位于箱涵段后，长16m,以伸缩沉降缝与箱涵分开，闸墩厚度0.7m, 每孔设一平面钢闸门，孔口尺寸为5×6m，采用手电两用螺杆式启闭机螺杆单吊点启闭，闸门上部设启闭平台，平台高程为36

30、.88m，由大堤堤顶通过砼结构楼梯上至启闭平台； 98年特大洪水过后，大堤加修加高2米，闸室上部荷载加大，箱涵出现不均匀沉陷现象，2003年进行地基灌浆加固处理后，取得了一定效果，但箱涵左侧仍有下沉现象，伸缩缝扩大至3-5cm；老闸底板多处钢筋混凝土掏空，钢筋裸露、锈蚀，箱涵之间以及箱涵与闸室之间的的伸缩缝止水失效导致漏水严重；水闸混凝土碳化严重,最大碳化深度达16.6mm。（2）加固方案闸室及箱涵拆除重建根据箱涵及闸室段存在的问题，将闸室段及靠近闸室24m箱涵拆除重建，并恢复大堤下游坡面预制砼六方块护坡；而靠近进口的12m箱涵，由于承受荷载较小，且地基承载力要求不高，则予以保留。重建的箱涵单

31、节长12m，总长24m,共4孔，每孔净空5m（宽）*6m（高），每两孔为一整体，中间设分缝；箱涵为C25钢筋砼结构，下设0.1m厚C10砼垫层，箱涵底板厚1.0m，顶板厚0.8m，边侧墙厚0.7m，中间侧墙厚1.0m。重建后的闸室段长16m，闸底板高程22.56m，闸底板厚1.0m,闸顶板厚0.8m,边墩厚0.7m,中墩厚1.0m,共4孔，孔口尺寸为5m（宽）*6m（高），每孔设一平面钢闸门，采用卷扬式启闭机双吊点启闭，闸室上部设启闭平台，平台高程为36.88m，由大堤堤顶通过人行桥上至启闭平台。预制六方块护坡为C15砼预制六方块护坡，护坡厚度为100mm，下设100mm的砂石垫层，护坡顶部高

32、程为原有护坡高程34.63m。（2）地基处理根据地勘资料，闸室及箱涵地基承载力较低，加之水闸上荷载比原设计加大许多，导致水闸出现了不均匀沉降等现象，需对闸室段及靠近闸室24m箱涵地基进行处理。地基处理拟采用高压旋喷及灌注桩两种方案进行比选,最终选用高压旋喷桩加固地基。高压旋喷桩桩径1.3m,桩长14.0m，桩间、排距为2.0*2.0m，呈三角形布置。3）水闸下游消力池及海漫拆除重建（1）基本情况及问题闸室后接出口段，出口段由消力池和海漫组成，消力池为二级消力池，第一级消力池为钢筋砼结构，池底板高程为18.56m，陡坡长20m，坡比l：5.0，扩散角12°8，宽度由2342m扩大至32

33、m，消力池长16m，池深1.5m；第二级消力池为浆砌石结构，池底板高程为15.06m，陡坡长15m，坡比l：3.0，消力池长18m，池深1.0m；第二级消能出槛后即以干砌石海漫和干砌石护坡与长江水流相衔接。目前，一级消力池钢筋混凝土多处掏空，二级消力池浆砌石在多年运行中已冲毁，已起不到任何消能作用；同时根据鸭栏泄洪闸安全评价报告计算结果，一级消力池池长不够，消力池深度不够，消能效果不明显，下泄水流会对下游产生严重冲刷破坏，危及闸的稳定和安全，需重建消能防冲设施。（2）工程加固措施本次水闸消力池采取拆除重建的措施，消能型式按底流式消能考虑。经计算，消力池总长71.00m,斜坡段长38.00m,坡

34、比为1:4.0，扩散角为6°44，宽度由23.42m变为32m,池高3.0m,底板高程13.06m,厚1.0m，消力池底板为C25钢筋砼。底板下部设置反滤层，反滤层由三层反滤料组成，选用耐风化的粗砂、砾石和卵石构成，每层粒径由下至上变大，层厚由下至上分别取150mm、150mm和200mm。消力池边墙由M7.5浆砌石挡墙及浆砌石护坡组成，挡墙与护坡之间设浆砌石平台，平台宽05m,厚0.3m；浆砌石挡墙高6.88.0m，墙顶宽0.8m，内侧面铅直，外侧坡比1：0.55，下设C25钢筋砼基座，深1.0m,边墙与底板之间设伸缩缝，缝宽5mm,沥青杉板嵌缝，紫铜片止水；浆砌石护坡厚0.5m，

35、坡比为1:2.0。消力池后接海漫，海漫长75m,海漫底板前20m为浆砌石，厚0.5m，后55m为干砌石，厚0.55m，干砌石最小粒径大于30cm，干砌石海漫每隔10m设一道浆砌石格埂，底板下部设置粗砂垫层和碎石垫层，层厚由下至上分别为100mm、150mm；海漫边墙侧墙由M7.5浆砌石挡墙及浆砌石护坡组成，挡墙与护坡之间设平台，平台宽5 m，厚0.3m，挡墙高5.6m，墙顶宽0.8m，内侧面铅直，外侧坡比1：0.55，基座深0.8m。浆砌石护坡厚0.5m，坡比为1:2.0。海漫末端设置防冲槽，深1.5m,防冲槽抛石最小粒径大于30cm。为增加消力池挡墙地基的承载力，消力池挡墙地基采用高压旋喷桩

36、加固，根据建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002），设计桩身直径1.3m，根据墙趾、墙踵应力分布情况，高压旋喷桩按不等间距布置，设计间距为2.0、2.2、2.4m,设计排距为2.0m，桩长10m。4)钢闸门及启闭机室设计（1）基本情况及问题闸门门叶锈蚀，特别是闸门的焊接部位、滚轮和门槽锈蚀严重，焊接部位的锈蚀正在向外扩张；滚轮摩擦力大，人工难以滚动；门槽锈蚀最大厚度达5mm，严重影响闸门的正常运行。启闭机为螺杆式电动启闭机，启闭效率低下，电动机功率和启闭机吨位的配套不合理，当突遇暴雨，上游撇洪渠水位较高而长江水位较低的工况下，闸门难以启闭。控制电路设备简陋，配电屏为木柜子，开关为老式的闸刀

37、开关，缺乏过载保护功能。启闭机室裂缝破损，启闭机室顶板为预制盖板，雨天渗漏严重，墙壁石灰砂浆剥落严重,浆砌石桥墩上部开裂、人行桥与启闭机室结合处开裂。（2）加固方案针对水闸钢闸门及启闭机室存在的问题，更换钢闸门、门槽埋件及其启闭设施；更换电气设备；人行桥拆除重建；启闭机室拆除重建。钢闸门尺寸为5.764×6.2m（宽×高）；启闭机为QPQ-2×200双吊点式卷扬式启闭机；人行桥为C25钢筋砼板，厚0.2m,宽2m,桥长7.0m；启闭机室平面尺寸为4.5×24.82m2。5）出口河道清淤由于出口挡土墙沉陷松动、外倾，部分垮塌，大量泥土下滑，使泄洪流道弯曲变

38、形，同时使河内淤积严重，淤积深度约1.5m，需进行清淤处理。根据河道现状，本次出口河道清淤150m,平均清淤深度1.5m。6)监测系统设计水闸现状仅有水尺无其他观测设施，根据水闸设计规范（SL265-2001）要求，增设相关监测设施。（1）水平、垂直位移监测采用经纬仪和水准仪进行水平位移和垂直位移观测，在水闸左右岸各设一监测站，监测站的观测墩，墩高1.4m,要求其透视能满足经纬仪及水准仪的观测要求，对各测点进行观测。右侧校核基准点坐落在离水闸390m的山体上，基准点的观测墩结构及要求与监测站的观测墩相同。水平位移测点可结合垂直位移测点布置在同一个观测墩上，水闸每个闸墩墩头设一个综合观测标点墩，

39、消力池的两侧边墙各布置两个综合观测标点墩，共10个。垂直位移测点结合水平位移测点布置，另在消力池的两侧边墙各布置两个沉降观测点，共4个。（2）扬压力观测和绕闸渗流观测扬压力的大小直接关系到水闸的稳定性，因此是重要的监测项目之一。为了掌握水闸闸底扬压力的变化规律，需进行扬压力监测、扬压力观测采用钻孔埋设测压管，管内埋设扬压力计，水闸设置2个观测断面，测点布置在闸墩上，每个断面布置两个测点，共4个。测压管顶设保护箱体，扬压力计电缆与数据采集单元相连。观测数据有采集单元自动输入设置在管理用房内的计算机系统。为掌握水闸绕闸渗流情况，左右岸各设3个绕闸渗流观测孔。（3）水位监测在水闸上、下游分别布置2把

40、水尺及1个遥测水位计(遥测水位计与闸上水情测报系统中水位计共用)。（4）气温观测在水闸左岸设百叶箱一个，以监测气温。（5)网络及自动化水闸安全监测系统主要由传感器、测量控制装置（MCU）、通信装置、监控主机组成。所有传感器通过专用电缆与监测站的MCU联接，MCU采集传感器数据后通过通信装置与监控主机进行双向数据通信。水闸变形监测数据人工录入到资料整编软件。8)水雨情自动化测报系统设计根据流域情况水利水电工程水情自动测报系统设计及国家防总和省防办的有关规定和规范，结合本流域实际情况，设计水闸水情自动测报系统规模如下：水位、雨量测站1处：鸭栏泄洪闸闸上；雨量遥测站1处： 水闸上游干流距闸址4.0k

41、m处；中心站1处：水闸调度中心。1.6机电及金属结构电气设计.1配电方案1）负荷计算本工程用电负荷主要为：鸭栏泄洪闸启闭机室4套启闭设备，泄洪闸监控监视系统，照明设备等。实际负荷情况为：鸭栏泄洪闸4套启闭机共配套Y160L-8型0.38kv电机4台，单台功率为7.5 kw，需要系数为0.15，功率因数为0.5，设备功率为11.6 kw，有功功率为1.74 kw，无功功率为3.02 kw；监控监视系统主机需要系数为0.65，功率因数为0.8，设备功率取0.8 kw，有功功率为0.52 kw，无功功率为0.39 kw，监控监视系统主机外部设备需要系数为0.45，功率因数为0.5，设备功率为5kw，

42、有功功率为2.25 kw，无功功率为3.9 kw；照明设备计算负荷取0.5 kva。将实际负荷套入以上公式进行计算，有功功率同时率取0.9，无功功率同时率取0.95，得出总计算负荷为18.3 kva。2）负荷性质及供电方式依相关规范，本用电负荷性质为三级，可以只考虑单电源供电，由于鸭栏泄洪闸启闭机距离鸭栏电排站直线距离不到100米，满足0.4KV电源的供电半径要求，鸭栏电排站站用变压器容量为50 kva，原站用负荷约25 kva，满足容量要求，且鸭栏泄洪闸跟鸭栏电排站为同一管理单位，因此电源自鸭栏电排站站用低压配电屏引接的话既能满足供电质量，又方便管理，因此电源拟由鸭栏电排站站用低压配电屏引接

43、取得。供电电压为380/220V，采用低压电缆接至启闭机室及泄洪闸监控监视系统控制室，闸门动力控制箱由启闭机厂家随启闭机配套提供。3）配电方案配电装置选用户内设备，装设一台挂壁落地两用混合式出线的动力配电箱置于启闭机室，采用单层辐射式供电，分别给启闭机、监控监视系统及照明设备配电。启闭机采用常规控制方式，现地控制箱布置于启闭机室内。4）照明设计本工程只考虑正常照明，不考虑事故照明及其它照明。启闭机室及监控监视系统控制室内采用一般照明，照明光源采用节能型荧光灯，照明质量应满足相关规范要求，室内0.75m水平面平均照度维持值应满足：启闭机室不低于100lx，监控监视系统控制室不低于300lx。.2

44、监控系统方案根据本水闸的重要性及受控电气设备的简单实际情况，水闸采用常规监控系统方案。人工控制闸门的开启和关闭，同时采用视频监视系统对水闸的设备运行进行实时图像监视。1.6.2金属结构.1金属结构现状鸭栏泄洪闸共4孔，每孔设1平面钢闸门，孔口尺寸为 5.0×6.0m（宽×高），采用30T手电两用螺杆式启闭机单吊点启闭，主要问题为：闸门门叶锈蚀，特别是闸门的焊接部位、滚轮和门槽锈蚀严重，焊接部位的锈蚀正在向外扩张；滚轮摩擦力大，人工难以滚动；门槽锈蚀最大厚度达5mm，严重影响闸门的正常运行。启闭机为螺杆式电动启闭机，启闭效率低下，电动机功率、启闭机吨位配套不合理，当突遇暴雨，

45、上游撇洪渠水位较高而长江水位较低的工况下，闸门难以启闭。需更换闸门、门槽埋件及启闭设施。.2金属结构工程量本次金属结构设计的工程量为：闸门14.33t×4=57.32t，加重块7t×4=28t，门槽埋件4.04t×4=16.16t，4台双吊点卷扬式启闭机，启门力为400KN，其型号标记为：QPQ-2×200。1.7施工组织设计导流方式及围堰施工期安排在枯水期，施工期上游来水由撇洪渠相邻内湖调蓄，并由电排分阶段外排。根据工程布置、地形条件，施工导流采用全段围堰法，在上、下游河床一次拦断河水。本工程的进口段加固、箱涵及闸室段加固、消力池及海漫拆除重建等均需要

46、围堰保护下进行，上、下游分别布置围堰。同时由于涵闸拆除重建，破坏了堤顶省道S201线路，上游围堰堤顶应充当临时公路，保证施工期过往车辆通行。上游撇洪渠施工期水位为28.06m,河底高程为22.56m,安全超高取0.5m,上游围堰高6.0m，围堰顶宽6.0m（兼做临时公路）,内、外边坡坡比均为1：2.5，顶面进行泥结石路面处理；下游长江11月份平均水位为20.59m,海漫底板高程为16.06m, ,安全超高取0.5m,下游围堰高5.03m，围堰顶宽4.0m,内、外边坡坡比均为1：2.5；围堰为粘土围堰，围堰上游铺设彩条布。围堰工程量19880.7m3，竣工前围堰需全部拆除。1.7.2施工布置1.

47、7.2.1对外交通运输临湘市鸭栏泄洪闸位于临湘市儒溪镇鸭栏村云溪撇洪渠总干渠与长江交汇处，对应长江干堤桩号为109+000，东临洋溪湖、北与湖北螺山隔江相望。距离岳阳市45公里，堤顶为防汛公路，对外交通能满足工程需要。1.7.2.2场内交通运输场内交通除利用现有公路外，需新建场内临时施工公路350m,沟通各施工点与料场，路面宽3.0m、6.0m。1.7.2.3施工工厂及其总布置本工程主要施工项目有：浆砌石及砼拆除、钢筋砼现浇、块石砌筑、高压旋喷灌浆等，需采用相应的施工机械以及起重与运输设备。为此本工程需要设置混凝土拌和站、机械（汽车）修配厂、钢筋（钢材）加工厂、木材加工厂等施工工厂设施。混凝土

48、拌和站0.8m3移动式拌和机，砂石全部购买成品料，工地设成品料堆场。根据工程施工需要，钢、木加工厂、砼拌和站、仓库等布置在右岸下游的平坦场地。1.7.3施工总进度本工程施工总工期为6个月。项目进度安排原则：前期筹建、准备工作（招标、施工道路、风水电及通讯设施、施工辅助设施等）完成后，主体工程施工按以下顺序进行：进行箱涵段及闸室段加固施工及消力池及海漫拆除重建工程，出口河道清淤，进口段的加固，启闭机室拆除重建及金结工程的施工。要求在一个枯水期完工，保证当年汛期受益。1.7.3.1施工总进度计划本工程施工总工期（不包括筹建期）6个月，施工期为第1年11月至第2年4月。1.8工程占地2013年3月，

49、我院根据工程占地影响范围对占地拆迁实物指标进行了实地调查。经统计本工程占地影响涉及临湘市的儒溪镇1个镇。经调查，工程占地影响范围内没有人员迁移和房屋拆迁，无生产安置人口。工程临时占地2.68hm2。根据临时占地补偿标准，本工程征地移民补偿投资为5.94万元。1.9环境保护设计临湘市鸭兰泄洪闸实施除险加固具有较大的社会效益,可提高水闸上游的灌溉条件,充分发挥其工程效益,为水闸上游居民的生命及财产安全提供保障.工程对环境的不利影响主要是工程施工队施工区水、大气和声环境的影响以及对周围生态造成一定的破坏，并新增水土流失，还可能影响工程区局部交通和附近居民生产、生活，但不利影响主要发生在施工过程中，影

50、响程度相对较轻，时期较短，这些不利影响均可通过采取一定的措施加以减免。工程运行本身不产生污染物，工程实施的有利影响主要发生在工程建设后，影响程度比较大，时间长。从环境保护角度出发，没有制约工程建设的环境问题，工程建设是可行的。本工程环保措施主要包括：生态保护措施、水、大气、噪声、人群健康的环境监测措施、施工期混凝土拌合及养护废水处理、施工人员生活污水处理、施工区环境空气保护措施、声环境保护措施等。本工程环境保护总投资共计31.15万元。1.10水土保持设计工程水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区。本工程水土流失防治责任范围面积为7.34hm2，其中项目建设区面积6.24hm2，直接影

51、响区面积1.10hm2。工程建设在无任何水土保持防护措施下可能产生的水土流失总量为996.29t新增水土流失总量为937.05t。本工程新增水土保持措施包括工程措施、植物措施、临时工程。水土保持措施实施后，扰动土地整治率为95%，水土流失总治理度为87%，土壤流失控制比为1.0、拦渣率为95%、林草植被恢复率为97%、林草覆盖率为25%。本工程水土保护总投资共计43.51万元。1.11工程管理设计1.11.1管理机构鸭栏泄洪闸于1978年建成后，管理单位几易，现管理单位岳阳市洋溪湖水利工程管理处，成立于1992年，为岳阳市水务局二级机构，共5人；鸭栏电排管理站为洋溪湖水利工程管理处的下设机构，

52、单位性质为纯公益类事业单位，负责鸭栏电排站、鸭栏泄洪闸、曾家汊泄洪闸等水利工程设施运行维护管理和调度。管理站共有干部、职工19人，其中站长1名，副站长1名，职工17名。本次除险加固工程维持现状管理体制和机构，不再设置新的管理机构，水闸管理单位仍为鸭栏电排管理站。1.11.2工程管理范围及保护范围水闸工程的管理范围是水闸管理单位直接管理和使用的范围，应包括：1）水闸工程个组成部分的覆盖范围包括上游引水渠、闸室下游消能防冲工程和两岸联接建筑物2）为保证工程安全、加固维修、美化环境等需要在水闸工程建筑物覆盖范围以外划出一定范围，水闸上下游的宽度分别为200m,水闸两侧的宽度为50m。3）管理和运行所

53、必需的其他设施占地包括管理单位的生产生活区多种经营生产区以及职工文化福利设施等建筑占地。工程保护范围：在工程管理范围边界线外延，水闸上下游的宽度分别为500m,水闸两侧的宽度为200m,在此范围内严禁挖洞、建窑、打井、爆破等危害工程安全的活动，水闸工程保护范围可根据工程的具体情况确定。1.12工程概算编制依据本工程的概算组成和编制规程依据水利部“水总2014429号”文颁发的水利工程设计概（估）算编制规定进行编制。本工程概算工程量的计算依据是工程初步设计图纸及初步设计报告中的施工组织设计。1.12.2工程投资按岳阳市2015年第四期的材料价格水平计算，本工程静态总投资2697.67万元，其中建筑工程1747.96万元，机电设备及安装工程73.77万元，金属结构设备及安装工程168.57万元，施工临时工程164.38万元，独立费用337.77万元，基本预备费124.62万元，环保、水保部分投资74.66万元，工程征地移民补偿5.94万元。1.13经济评价从以上分析的经济指标来看，本项目经济内部收益率为13.64%,大于社会折现率8%；经济净现值为1147.75万元，大于0；益本比1.41大于1。各项指标均满足工程经济合理性要求，从敏感性分析的情况看，即使工程效益、费用在上述不利变化的情况下，工程仍然是经济的，说明工程投资本身具有较强的抗风险能力，因此，工程