湖北省某排涝泵站更新工程初步设计说明书报告--毕业论文设计

PAGE第2页1．综合说明1.1工程概况XX县位于湖北省东部，大别山南麓，长江中游北岸，东临巴河，西毗举水，北依大别山，南抵长江，分别与湖北省鄂州市、武汉市新洲区和黄冈市黄州区、浠水县、罗田县和麻城市相邻。地理位置介于东经114°47′～115°14′、北纬30°35′～30°54′之间。东西横宽44km，南北纵长约38km，版图面积833km2，下辖10个乡镇，总人口37.29万人。XX泵站是XX县骨干排涝工程，由XX站和金锣港站组成，总装机16台，容量6105kW，设计排涝流量55.7m3/s。其中XX站装机2×1000+3×800kW，设计排涝流量42.5m3/s，金锣港站一机房装机6×155kW，设计排涝流量7.2m3/s，金锣港站二机房装机5×155kW，设计排涝流量6.0m3/s。XX泵站排区总面积190km2，分高排区和低排区，高排区面积15km2,排水任务由金锣港站二机房承担，低排区面积175km2，由XX站和金锣港站一机房承担，高低排区之间以金锣港站二机房前池左岸分水闸相连。排区范围包括XX县城和XX、方高坪、淋山河、王家坊四个乡镇以及金锣港、XX两个国营农场，总人口22万，耕地面积13.50万亩，其中水田8.06万亩，旱地5.44万亩。XX泵站自建成至2005年，共运行106374台时，排水18.394亿m3，为排区的农业生产和经济发展起了重大作用。1.1.1XX站概况XX站位于XX县城东南约4km处XX大闸旁，对应黄冈长江干堤堵龙堤桩号227+598，块基形泵房，肘弯形进水属堤后式泵站。XX站是排区主力排涝泵站，装机2×1000+3×800kW，设计流量42.5m3/s，于1966年动工兴建，1971年投入运行。该站原设计装机5台48ZLB-87型水泵500kW电机的机组，主厂房及进出水流道等建筑物均按500kW机组施工，土建工程完成后，由于该机型停止生产，于1971年被迫改成安装64ZLB-50型水泵配800kW电机的机组，1971年5月4台机组投入运行，第5台机组于1974年5月投入运行，形成了”大机蹲小窝”的现象。为了解决500kW机组进出水流道与800kW机组不配套的问题，建站至今先后多次对该站进行改造。1981年拆除重建了出水流道，管径从1.4m扩为φ1.8m，出水流道穿墙管中心高程由18.746m(吴淞高程系,本报告下同)抬高到现状的20.41m，取消了水泵出口“S”形管段，副厂房地平高程由21.00m抬高至现状的22.34m，与主厂房电机层同高；1984年，抬高了室外变电站地面，使之与主厂房电机层同高，出水消力池加长5m，改造了出水海漫；1989年，按照《泵站技术规范》重新拟定进水流道单线尺寸图，对5号机组进水流道进行了改造，同时新建了站前拦污栅桥，配套了拦污栅，并在主厂房西端增建了8m长的检修间，经原黄冈地区农电测试所测试，进水流道改造后能使水泵运行恢复正常。1992年对余下4台机组的进水流道进行了改造。1999年，XX站更新改造工程立项上马，到目前为止，省投资810万元，完成了部分工程项目的更新改造，将1#、3#水泵机组由64ZLB-50型半调节轴流泵配套800kW电机更新为1600HD-9型混流泵配套1000kW电机。具体见表1-1。2003年，黄冈长江干堤整险加固工程穿堤建筑物项目中，XX站又完成了出水流道下降段等项目的更新改造，具体见表1-2。表1-1XX站省级投资更新改造完成项目明细表序号工程项目名称序号工程项目名称第一部分建筑工程第二部分机电设备及安装工程1主体建筑工程12台主机组更新⑴主厂房升高工程2泵房行车更新⑵主厂房维修工程3高压柜更新⑶副厂房新建工程4低压柜部分更新(有3台未更新)⑷变电站拆建工程5励磁柜更新⑸检修闸门启闭机室工程6直流电源更新⑹检修间拆除重建7励磁变压器更新⑺真空破坏室拆除重建8更新主变⑻出口拍门启闭台及工作桥新建9更新35kV油开关为真空开关⑼拦污栅桥改造10更新35kV避雷器1组⑽进水港清淤护坡11更新35kV隔离开关1台⑾原出水管拆除部位渗漏处理12增设35kV计量装置1套2交通工程1335kV输电线路改造站区砼道路14更新高低压电缆3房屋建筑工程第三部分金属结构⑴住宅楼新建工程1变电站构架更新⑵综合楼新建工程2拦污栅栅体更新⑶职工食堂新建⑷预制厂搬迁表1-2XX站穿堤建筑物改造项目序号项目名称序号项目名称1出水流道下降段拆除重建4气系统设备更新2出水池拆除重建5出口拍门更新3前池底板加固1.1.2金锣港站概况金锣港站包括一机房和二机房。一机房位于XX县城东北约2km处，对应长江一级支流举水河东堤桩号1+460，属堤后式泵站。该站于1972年兴建,1973年投入运行,装机6×155kW，水泵为常德七一机械厂生产的28ZLB-70型半调节轴流泵，电动机为湖北省白莲河设备厂生产的JSL12-8型异步电机。一机房主要建筑物包括进水检修节制闸、进水渠、拦污栅桥、前池、泵房、变电站、出水流道、真空破坏室、消力池及海漫和出水渠，泵房堤后式湿室型泵房，钢制喇叭口进水、虹吸式出水，断流方式为真空破坏阀和拍门断流。一机房部分工程已作为黄冈长江干堤穿堤建筑物于2003年进行更新改造，已改造的项目见表1-3。表1-3金锣港站一机房穿堤建筑物改造项目序号项目名称序号项目名称1进水池底板改造6出水池、海漫改造2进水渠护坡7出水渠改造3拦污栅桥加固8气系统设备更新4真空破坏室拆除重建9拍门更新5拍门启闭台及其交通桥新建二机房位于XX县北部淋山河镇境内，举东堤桩号15+580，属堤后式泵站。1973年兴建,1974年投入运行,装机5×155kW，水泵为常德七一机械厂生产的28ZLB-70型半调节轴流泵，电动机为湖北省白莲河设备厂生产的JSL12-8型异步电机。二机房泵房下部中、边墩、后墙是在弱风化粉细砂岩中开凿而成，泵房上部利用开挖石料砌筑而成。出水流道原设计系参照该站一机房进行，为虹吸式出水流道，由于当时资金缺乏，仅做了上升管段，出水管采用φ0.7m预制砼管，部分为承插管，部分为平口管。砖石结构出水池设置在举水大堤堤顶内侧，池长4m，深0.5m，水流自然跌水消能穿过桥洞进入举水河。1.2水文、地质1.2.1水文气象排涝区气候属亚热带大陆性季风气候，兼有南北过渡气候特征，四季分明，光照充足，无霜期长，雨水充沛，热量丰富，雨热同步，为农业生产提供了优越的条件。但由于气象特点和地理因素形成的降水量年际变差大和年内分配不均，造成了该排涝区旱涝灾害频繁、交替或连续发生的规律。加上排涝区地表径流峰高量大，密度集中，使涝灾成为排涝区工农业发展的心腹大患。XX泵站排区排水设计标准为10年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深度，根据计算，该区10年一遇最大三日暴雨为253.2mm，径流系数旱地及非耕地采用0.71，水田采用0.93，水面采用1.0。1.2.2工程地质XX泵站区域构造上位于秦岭东西向构造带，淮阳山字型构造及中国东部新华夏系构造第二窿起带等三大构造体系相交汇部位，受近东西向褶皱构造、北西向构造如沿江断裂及北北东向构造如上巴河、下巴河断裂控制。XX站和金锣港站一机房位于长江阶地及举水漫滩上，上部为素填土和粘性土，底部为砂壤土，两站泵房基础均位于粘土层上；金锣港站二机房属垅岗地貌，泵房位于红砂岩剥蚀残丘上。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区所在地地震动峰值加速度为0.05g，相应的地震基本烈度为Ⅵ度。1.3工程任务和规模1.3.1工程存在的主要问题1）排水主港及引水渠淤积严重，影响过流能力。2）主机组效率低XX站2#、4#、5#机组以及金锣港站一机房和二机房共11台155kW机组全部为建站时安装的半调节轴流泵，XX站为64ZLB-50型水泵配套TL800-24/2150型800kW电机，金锣港站一机房和二机房全部为28ZLB-70型水泵配套JSL12-8型155kW电机，性能落后，经过三十多年的运用，早已超过该设备的正常使用寿命，机械磨损、汽蚀严重，装置效率低下。3）机电设备性能落后目前XX站使用的部分设备、金锣港站一机房的绝大部分设备以及二机房的全部机电设备都是20世纪70年代初期国内厂家研制、试验、革新或类比设计的产品，多已明令淘汰,经过30多年的运行，机械磨损严重，电气设备老化，装置效率下降，各设备运行、试验参数不断恶化，机组的安全运行得不到保障，满足不了防洪、保安的要求。4）水工建筑物存在的问题①进水港渠淤积严重，前池翼墙存在变形、裂缝、漏水现象；②XX站进出水流道内壁砼汽蚀、碳化、剥落严重；③金锣港站两机房检修节制闸老损严重；④金锣港站两机房均无泵房起重装置，无电气副厂房和检修间；⑤金锣港站二机房无站前拦污栅；5）金属结构锈蚀严重两站三机房均无机械清污设备；XX站检修闸门与水工建筑物不匹配，启闭设备为三无产品；金锣港站一机房检修节制闸闸门锈蚀、二机房现有各闸门锈蚀严重、止水失效，启闭设备性能落后。6）基础设备建设差金锣港站基础设施条件差，两机房站区布置零乱，生活设备简陋，无办公楼，职工住房困难，防汛、通讯、办公设施落后，生活供水条件差。1.3.2工程任务通过对泵站机电设备、水工建筑物及金属结构的更新改造和配套，提高机组装置效率，从而恢复泵站的排涝能力，使XX泵站达到十年一遇三日暴雨五日排完的标准，为排区的工农业发展和经济的快速增长提供可靠的保障。借更新改造的东风，配套泵站基础管理设施和多种经营设施，进一步落实排涝水费征收政策，使泵站步入经济良性循环的轨道。1.3.3工程规模1）排区范围XX泵站主要承担XX排区190km2承雨面积的排涝任务。2）排水设计标准十年一遇三日暴雨五日排至作物耐淹深度。3）规模复核经复核，XX排区现有两站装机规模能够满足排涝需要。1.4工程布置及建筑物本工程是一个更新改造工程,主要是对机电设备进行更新改造。XX站总体布局保持不变。金锣港站一机房和二机房在泵房两端增设了电气副厂房、检修间，受场地条件的限制，将室外变电站改造为室内变电站，金锣港站二机房将直升式出水管改造为虹吸式出水流道，在堤顶设置真空破坏室。本次更新改造对部分建筑物进行改造和配套，主要包括:①XX站进水港和排水主港清淤、对进出水流道进行补强减糙，泵房下部墙体防渗处理，增设主泵房联轴层和水泵层钢构检修平台，增设外江防洪闸；②金锣港站两机房增设电气副厂房和检修间，副厂房分层布置电缆层、高低压开关室和中央控制室，将室外变电站改造为室内变电站；③金锣港站两机房主泵房改造，重新浇筑屋面大梁，更新门窗，内外墙装修，下部墙体进行防渗处理；④拆除重建金锣港站一机房和二机房检修节制闸，金锣港站二机房增设拦污栅桥、拆除重建分水闸和2#港出水虹吸箱涵。1.5机电设备和金属结构1.5.1机电设备更新改造1)主机组将XX站未改造的三台主水泵更新为1.6ZLQ-70型全调节水泵，更新配套3台主电机，型号为TL800-24/2150，单机功率800kW；将金锣港站一机房6台主水泵全部更新为ZL2885C-4全调节轴流泵，配套6台度Y2-3551-8型电机，单机功率155kW；将金锣港站二机房5台主水泵全部更新为ZL2810C-4全调节轴流泵，配套6台Y2-3551-8型电机，单机功率155kW。更新改造后排涝流量满足设计排涝流量要求。2)水机辅助设备对两站各机房油、气、水系统全面配套改造，增设水力监测设施，配套机修设备，增设金锣港站两机房主泵房起重设备，厂房通风降温和消防设备。3)电气设备更新XX站部分低压开关柜，金锣港站两机房更新全部电气设备，改造10kV专用供电线路，改造电气主接线，改造泵站直流系统、控制保护系统、励磁系统，增设两站三机房微机监控系统，配套计量装置和电气试验设备。1.5.2金属结构更新改造①维修XX站和金锣港站一机房拦污栅栅体，增设金锣港站二机房拦污栅，两站共配套3台移动式清污机；②更新XX站进口检修闸门及启闭设备；配套金锣港站两机房进水检修节制闸闸门；③增设XX站和金锣港站一机房的出口拍门起吊装置；配套金锣港站二机房出水管出口拍门，并配套起吊设备；④更新金锣港站二机房分水闸闸门和启闭设备，增设2#港出水箱涵出口控制闸门及启闭设备。1.6施工组织设计本工程具有十分优越的自然条件、交通条件和水电供应条件，设备、材料运输十分便利，场地宽，便于施工布置。两站三机房进水建筑物更新改造工程施工需要设置5座施工围堰导流，围堰采用袋装普通土料土人工砌筑，上游面铺设土工膜防渗。为了确保工程质量、进度和控制投资，施工应严格按照工程建设管理“三制”进行，招标选择施工和监理队伍。本工程总进度两年。1.7工程占地金锣港站二机房站区位置太小，为了配套必要的生产、生活设施，需拆除民房14间共356m2，施工临时占地75亩。1.8环境保护设计XX泵站更新改造后，一方面泵站的运行安全得到了保障，另一方面提高了保护区的排涝标准，将有效地减轻涝灾对人民生命财产的威胁，消除社会不稳定因素，为排区人民群众提供安居乐业的生产、生活环境，为地区经济建设解除了后顾之忧。因此更新改造工程是一项改善区域环境、维护区域社会经济功能的环境工程。工程的实施，对提高区域防御涝灾的能力和改善生态环境具有重要作用，其社会、经济、环境效益是巨大的，施工对环境的不利影响是短暂的。工程对环境的有利影响远大于不利影响，不存在制约工程建设的环境问题，工程是可行的。但要采取一定的环境保护措施，并加强环境监测工作。本工程环境保护专项投资86.70万元。1.9水土保持设计本工程是在现有泵站基础上进行的更新改造工程，施工区水土流失较小。施工期间作好渣场、料场的水土保持工作，采取一定的工程措施和生物措施，作好渣场和料场的临时排水、永久排水、交通道路、坡面防护。本工程水土保持总投资33.44万元。1.10泵站体制改革XX泵站是XX县骨干排水泵站，建站30多年来，效益巨大，更新改造后，根据水利改革的要求，对XX泵站体制进行改革，使泵站管理走向规范、高效发展的良性轨道。XX泵站属纯公益性水管单位，共定编28人，其中XX站17人，金锣港站一机房6人，二站5人。编制内在职人员经费和公用经费等基本支出，由XX县财政担负，离退休人员经费由县财政负责纳入社会统筹，工程日常维修养护经费纳入省、市、县统筹解决。现有人员通过竞争上岗、择优录用等方式，建立人事聘用关系，空缺岗位面向社会公开招聘，订立劳动人事合同，同时建立完善辞聘解聘制度，严格根据政策规定的条件和程序，做好辞聘和解聘工作。作好分流人员的安置工作。1.11工程管理1.11.1管理机构XX泵站管理处属于承担防洪、排涝等水利工程管理运行维护任务的纯公益性水管单位，按事业单位定性，管理单位定员按3级进行。为适应现代化管理需要，借更新改造的东风，泵站管理处进行体制改革，内部实行管养分离，泵站管理处配置运行管理人员60人，现有超编人员分流到机修车间和综合经营，实行企业管理。泵站管理处行政上仍隶属XX县水利局。1.11.2管理办法加强基础设施建设，重新规划各站站区。新建办公楼、机修车间、仓库、职工食堂、供水水塔，对站区进行必要的绿化和环境治理，配套必要的交通、通讯和管理办公设施。通过加大水费征收力度和多渠道开展综合经营，在充分发挥巨大的社会效益的同时，提高自身的经济效益；在实现简单再生产的基础上，逐步向扩大再生产过渡；使泵站的经济和发展完全步入良性循环的发展轨道。1.12设计概算XX泵站更新改造工程土建工程量：土方开挖10337.3万m3，清淤8782.2m3，石方开挖2086.25m3，土方回填10174.98m3，砼拆除2625.6m3，浆砌石拆除993.71m3，砌石5176.83m3，砼和钢筋砼4071.43m3,钢筋317.89t。XX泵站更新改造工程更新两站三机房中的14台水泵机组，完善配套两站三机房的水力机械辅助设备，更新改造电气设备、金属结构设备，增设泵站自动化系统气系统设备，配套泵站运行管理基础设施。本工程总投资为3835.09万元，其中建筑工程924.05万元,机电设备及安装工程1554.81万元,金属结构设备及安装工程430.16万元,临时工程115.78万元,独立费用513.24万元,基本预备费176.90万元,环保专项费用86.70万元，水保专项费用33.44万元。1.13经济评价结论1.13.1国民经济评价经济效益费用比（EBCR）=1.57经济内部收益率（EIRR）=20.4%经济净现值（ENPV）=1917.9万元1.13.2综合评价结论XX泵站更新改造工程是一项改善区域环境、维护区域社会经济功能的环境工程,国民经济评价可行,且具有较强的抗风险能力，只要合理调整排涝水费标准,加大水费征收力度,完全可以保证泵站的正常良性运行，因此综合评价XX泵站更新改造工程是可行的。2．水文2.1流域概况XX泵站排区位于XX县西南部。排区主要河流为长河（排水主港）、主要湖泊包括XX、青草湖、詹家湖、黄婆汊和董家荡，总来水面积为190.00km2。排涝区属亚热带大陆性季风气候，兼有南北过度气候特征。四季分明，光照充足，热量丰富，无霜期长，雨水充沛，雨热同步，为农业生产提供了优越的条件。但降雨量年际变差大、年内分配不匀，暴雨期间地表径流峰高量大，密度集中，使涝灾成为该地区工农业发展的心腹大患。目前，该区已经形成了上拦下排的总体水利工程格局，上游共建5座中小型水库，总承雨面积27.0km2，XX泵站由XX站和金锣港站等2座外排站组成，现有总排水能力55.7m3/s。2.2水文基本资料XX县XX水位雨量站位于XX大闸旁XX县堤防XX分段内，1953年7月由长江水利委员会设立。XX水位雨量站测站高程为吴淞高程，观测项目包括水位和雨量，本阶段收集到该站水文系列为1962年～2005年共43年资料9缺1968年)，该站为长江流域基本站，资料可靠，整编精度高，可作为本工程理想的水文分析依据。2.3设计暴雨XX泵站两站均未设专门的雨量观测装置，没有降雨量资料，XX县XX气象站正位于XX泵站排区内，正在XX站旁边，距金锣港站一机房和二站直线距离均不超过20km,该站建站时间早，资料收集整编齐全，有1962年以来历年逐日降雨资料，1997年XX站进行前期更新改造设计时就是利用该站的资料进行水文分析计算，为了保持设计资料的连续性,本阶段设计暴雨仍采用XX气象站实测历年最大三日降雨量资料系列进行排频分析。XX气象站现有1962年～2005年共43年（缺1968年）历年最大三日暴雨资料统计见表2-1。表2-1XX气象站实测三日暴雨资料年份最大三日暴雨（mm）年份最大三日暴雨（mm）年份最大三日暴雨（mm）年份最大三日暴雨（mm）1962112.21973115.71984159.81995183.9196394.31974153.41985107.01996182.11964506.61975232.11986206.61997115.8196586.2197692.01987183.41998212.71966109.31977107.51988149.61999215.2196778.5197879.31989166.52000127.919681979155.81990165.62001155.01969289.51980226.31991299.82002137.11970134.11981200.21992166.82003202.11971144.11982179.21993179.42004111.2197289.71983323.51994112.02005142.0根据XX气象站1962年～2005年共43年历年最大三日暴雨排频分析，并用P-Ⅲ曲线适线，CS=3.5CV（见图2-1）时，理论频率曲线与经验点据吻合较好，此时相应于频率为10%的点雨量为275.2mm。根据《图集》及黄冈市暴雨径流资料汇编，三日暴雨面雨量系数为0.92，则十年一遇三日设计暴雨量为：P10%=kP×P均=0.92×275.2=253.20mm2.4水位根据XX统计资料，XX站出水池历年运行期最高五日水位统计见表2-2，按P-Ⅲ型曲线适线，各频率出水池运行期最高五日平均水位成果见表2-3和图2-2，历年运行期最低水位统计成果见表2-4，运行期外江平均水位统计成果见表2-5。表2-2XX站出水池历年运行期最高五日水位统计表年份起止日期逐日水位（m）五日平均（m）197507.12～07.1623.1423.1223.1223.2623.1223.15197607.22～07.2623.8523.9624.0224.0423.9823.97197706.25～06.2923.6823.7623.7623.7623.7023.73197806.29～07.322.2022.2822.2622.2222.0922.21197907.01～07.0522.0822.2222.2022.0621.8922.09198007.21～07.2524.1824.4224.2024.1624.0524.20198107.22～07.2623.4923.4223.4823.4823.4923.47198207.27～07.3123.1123.0422.9323.0223.3423.09198307.17～07.2126.3526.5026.626.5626.4126.48198407.12～07.1623.4023.6623.7223.6423.3823.56198507.12～07.1622.3222.3722.3422.3422.3222.34198607.19～07.2322.9622.8022.7222.7822.7822.81198707.27～07.3124.1424.1924.1324.1124.0124.12198807.01～07.0520.9620.9820.9620.9620.9220.96198907.15～07.1922.6722.8022.8022.8922.8022.79199007.05～07.0922.9623.2523.3623.3123.1623.21199107.15～07.1926.0826.1526.2126.2626.1226.16199207.10～07.1423.5623.7223.7523.6523.4823.63199307.10～07.1422.8222.8822.9222.8922.8922.88199407.18～07.2221.8721.8521.7621.6721.6621.76199507.07～07.1124.4824.5524.6124.6624.5224.56199607.20～07.2426.7026.7626.9426.9426.8026.83199707.23～07.2722.4722.5022.4822.5522.4622.49199808.10～08.1427.3027.4527.6227.7627.8727.60199907.01～07.0423.9824.3124.5624.4824.5224.37200007.06～07.1023.7423.7623.8323.9623.8123.82200107.15～07.1923.9724.0123.9824.0524.0424.01200207.22～07.2622.3422.3622.4322.4422.4322.40200306.23～06.2723.7823.8223.9123.8723.8723.85200407.15～07.1924.0624.1024.1224.1621.7824.12200507.07～07.1123.6123.6923.7423.8923.8922.59表2-3运行期外江最高五日水位统计成果表5%10%备注五日平均水位26.7625.00表2-4XX站历年排水期出水池最低水位统计表年份发生日期水位(m)年份发生日期水位(m)19757.2920.0819916.3019.2119766.1020.0619926.1719.3219776.4020.8419936.1518.3019787.3118.5019946.8017.9219796.8017.9819956.1018.5219806.2018.7219966.1017.9919816.2617.7619976.6017.3919826.2017.7519986.1220.7519836.1020.6619996.1519.0119846.1019.7520006.4018.5619856.3018.7020016.1118.7519866.1117.8320026.3017.5519876.1017.9320036.8019.7419886.1116.8020046.2518.2419896.4019.6220056.3117.5619906.3019.60合计581.39多年平均最低水位为：581.39/31=18.75表2-5XX站出水池历年排水期逐日水位统计表年份运行天数水位总和(m)年份运行天数水位总和(m)年份运行天数水位总和(m)1975611370.611986511078.911997611256.671976611365.211987611350.051998601490.881977611400.481988561176.201999601350.101978611261.461989611344.052000591341.251979541088.261990611333.762001601325.871980611430.851991611433.102002611264.561981601257.671992611353.922003551212.811982591261.591993611287.592004561237.651983611443.521994611278.662005581124.121984551247.741995611444.13合计183840523.691985581231.161996611480.86多年日平均水位(m)22.053．地质3.1勘察工作3.1.1勘察目的及勘察技术要求1)执行的规程、规范本次勘察执行主要规范和规程如下:⑴《岩土工程勘察规范》GB50021-2001⑵《水利水电工程地质勘察规范》GB50287-99⑶《中小型水利水电工程地质勘察规范》SL55-2005⑷《建筑抗震设计规范》GB50011-2001⑸《水工建筑物抗震设计规范》DL5073-2000⑹湖北省《岩土工程勘察工作规程》DB42/169-20032)勘察技术要求：⑴在2002年黄冈长江干堤整险加固工程穿堤建筑物项目地质勘探的基础上进行,充分利用当年武汉丰达地质工程勘察公司勘探资料,补充钻孔和静力触探孔，进行必要的现场测试和土工试验。⑵查明泵站场区岩土结构及分布特征，并提供各岩土层物理力学性质指标。⑶对各建筑物基础持力层进行选择与评价。⑷查明场地地下水埋藏条件及土层的渗透性，对泵站场区地基土的渗透性作出评价。⑸对泵站地基的稳定性进行分析评价；提出泵站地基土层的承载力和压缩模量等指标及地基土层稳定性分析计算所需设计参数。3.1.2勘察工作2002年武汉丰达地质工程勘察公司在XX站和金锣港站一机房各布置钻孔4个、静力触探孔2个。XX站土建项目很少，因此本阶段未布勘探孔；金锣港站一机房在主厂房两端共布置钻孔2个，静力触探孔2个；金锣港站二机房泵房布置钻孔1个,检修节制闸处布钻孔2个。勘探点布置详见各泵站工程地质平面图。表3-1勘察完成工作量表站名钻探进尺m/孔静力触探进尺m/孔取岩土试样（件）标贯测试（次）圆锥动探测试（次）备注XX站98.1/434.0/21918前期金锣港站一机房95.6/431.0/21618前期43.9/232.9/311101本次金锣港站二机房46.5/31711本次3.2场地工程地质条件3.2.1场地位置及地形地貌XX站位于XX县城东南约4km处，对应黄冈长江干堤堵龙堤桩号227+598，属堤后式泵站。黄冈江北一级公路从站旁经过，交通便利。地貌属长江一级阶地上，地面高程19.50～22.00m(吴淞高程系,本报告下同)，地形平坦，地势开阔。金锣港站一机房位于XX县城东北约2km处，对应长江一级支流举水河东堤桩号1+460，属堤后式泵站。地貌属长江二级阶地及举水漫滩，地面高程21.0～23.0m，地形平坦，地势开阔，地层具较典型二元结构特征。金锣港站二机房位于XX县北部淋山河镇，对应长江一级支流举水河东堤桩号15+580，属堤后式泵站。金锣港站二机房属垅岗地貌，地面高程20.0-27.0m，泵站厂房及出水流道建在剥蚀残丘上，进水港节制闸位于河漫滩上，地形及地貌变化较大。3.2.2场地岩土层结构特征在勘探深度范围内，根据钻孔取芯观察、土工试验及原位测试资料，场地岩土层按时代成因、土性特征和物理力学性质，对各站址区进行分层。3.2.2.1XX站XX站场地岩土层共分为7层，自上而下分述如下：①素填土（Q4ml）：褐黄色，由粘性土及少量砖块组成，填土堆积时间长，有一定程度的固结，稍密状，稍湿，高压缩性。层厚为0.80～12.20m，主要分布在堤身及泵房周围。②重粉质壤土（Q4a1）：黄褐～灰黄色，含有少量铁、锰氧化物，砂感较强，见云母片。湿，可塑，中等压缩性。层厚为1.70～6.00m，平均厚为4.40m，层底高程12.30～17.10m，分布不均，泵房及堤身下分布较厚，堤外较薄，堤内进水渠处逐渐尖灭。③粘土（Q4al）：灰黄色，含铁锰氧化物及结核，土质均一。湿，可塑，中偏高压缩性。厚度为1.30～3.50m，平均厚为2.10m，层底高程10.80～12.00m，分布不均，堤身及泵房下分布较薄，堤外逐渐尖灭，堤内进水渠处分布较厚。④-1淤泥质粉质壤土（Q4al）：灰色，含少量有机质，具臭味，软塑～流塑，湿～饱和，高压缩性。层厚为3.10m，层底高程14.00m，分布不均，仅在堤外K5孔揭露。④-2重粉质壤土（Q4al）：灰色，含少量有机质，堤外K5孔揭露其上部有1m厚粉砂透镜体。软塑，很湿～饱和，高压缩性。层厚为2.70～7.50m，平均厚为4.25m，层底高程6.50～8.30m，分布不均，堤外分布较厚。⑤粉质粘土（Q4al）：褐灰色，含少量铁锰氧化物，粘性较好，土质均一。稍湿～湿，可塑，局部硬塑，中等压缩性，层厚2.10～6.30m，平均厚为4.70m，层底高程1.80～5.90m，分布不均，堤外钻孔未揭穿。⑥砂壤土（Q3al）：灰绿色，含少量砾石。据颗粒组成分析：砾含量平均值为1.2%；砂粒含量平均值为69.1%，以中粗粒为主，主要成分为长石和石英，亚圆状；粉粒含量平均值为19.9%；粘粒含量平均值为9.8%，属细粒土质砂，局部夹薄层状壤土。饱和，中密，低压缩性。层厚1.50～5.50m，平均厚为3.00m，层底高程0.30～0.70m。⑦强风化含砾细砂岩（K-R）：紫红色，矿物成分以长石，石英为主，泥质胶结，厚层状结构，岩石风化强烈，风化后呈碎石、砂及碎块状，水泡易散。该层未揭穿，最大揭露厚度6.40m。3.2.2.2金锣港站一机房金锣港站一机房场地岩土层共分为7层，自上而下分述如下：①素填土（Q4ml）：褐黄色，主要由粉质性土组成，夹少量砖头及块石，填土堆积时间长，有一定程度的固结，稍密状，稍湿，中偏高压缩性。泵房周围层厚为8.15～8.60m，平均厚为8.32m，层底高程13.00～13.25m；堤身填土厚度为6.60m，层底高程23.80m。②重粉质壤土（Q4a1）：黄褐色，含有少量铁锰氧化物，土质均一。湿，可塑，中偏高压缩性。层厚为2.50～3.00m，平均厚为2.75m，层底高程20.70～20.80m，分布不均，仅在堤身下及堤外分布，堤内无该层。③粉质粘土（Q3al）：褐黄～黄褐色，含铁锰氧化物及结核，见白色高岭土斑块，粘性强。湿，硬塑，中偏低压缩性。层厚一般为7.70～8.60m，平均厚为8.20m，层底高程11.70～13.00m，泵房周围、前池及进水渠处该层大部分已挖除，剩余厚度为1.40～2.35m。④重壤土（Q3al）：黄灰色，含铁锰氧化物及结核，见白色高岭土斑块，粘性差，砂性强，夹有0.10～0.20m厚粉细砂夹层。湿，可塑～硬塑，中偏低压缩性。层厚为0.80～3.50m，平均厚为1.50m，层底高程9.50～11.10m，分布不均，堤外分布较厚。⑤中粗砂（Q3al）：灰黄色，主要矿物成分为长石、石英，粒径以0.5～2mm为主，分选差，级配较好，磨圆好。饱和，中密～密实，低压缩性，层厚3.20～5.50m，平均厚为3.85m，层底高程5.50～7.20m，分布较均匀。⑥粉质粘土（Q3al）：褐黑色，见斑点状铁锰氧化物及结核，土质均一，粘性强。稍湿，硬塑，中偏低压缩性。层厚3.70～7.10m，平均厚为5.60m，层底高程0.30～2.84m，分布不均，堤外缺失。⑦强风化泥质粉细砂岩（K-R）：紫红色，矿物成分以长石，石英为主，泥质胶结，中厚层状结构，岩石风化强烈，风化后呈碎石、砂及碎块状，水泡易散。该层未揭穿，最大揭露厚度5.5m。3.2.2.3金锣港站二机房金锣港站二机房场地岩土层共分为6层，自上而下分述如下：①素填土（Q4ml）：褐红色，主要由粘性土组成，夹红砂岩风化砂土，填土堆积时间长，有一定程度的固结，稍密状，稍湿，高压缩性。层厚2.90～3.00m，分布在泵站进水渠堤和举水东堤处。②重壤土（Q4a1）：灰黄色，含有少量铁锰氧化物，见云母片。湿，可塑，中等压缩性。层厚为2.40～2.65m，1#进水渠节制闸处分布均匀。③粉质粘土（Q4al）：深灰色，粘性强，上部约0.60m逐渐过渡为褐灰色。湿，可塑，中等压缩性。层厚一般为2.85～3.20m，1#进水渠节制闸处分布均匀。④中砂（Q4al）：灰色，主要矿物成分为长石、石英，粒径以0.25～0.5mm为主，底部约含有10%砾石，分选差，级配较好，磨圆好。饱和，松散，中等压缩性，层厚3.20～5.50m。④-1重粉质壤土（Q4al）：深灰色，呈透镜状分布在中砂层中，ZK2孔揭露厚度为0.60m。湿，可塑，中偏高压缩性。⑤粉质粘土（Q4al）：灰黑色，土质均一，粘性强。湿，可塑，中等压缩性。层厚3.20m，分布均匀。⑥弱风化粉细砂岩（K-R）：紫红色，矿物成分以长石，石英为主，泥质、钙质胶结，厚层状构造，属较软岩，岩芯较完整，含钙质强度稍高于含泥质。堤外左侧河床、堤基、泵房处岩石已出露，1#进水渠节制闸处埋深17.10～18.20m，从泵房至节制闸该层埋深变化较大。3.2.3场地水文地质条件XX站位于长江一级阶地，上部为素填土和粘性土，底部为砂壤土，具有二元结构特征。地下水按埋藏条件分为两类，一类为上层滞水，分布于尚未完全固结①层素填土中，大气降水为其主要来源；另一类为承压水，分布于⑥层砂壤土中，与长江具密切水力联系，呈互补关系。因前期勘探工作未测稳定地下水位，地下水位不详。金锣港站一机房位于长江二级阶地及举水漫滩上，上部为素填土和粘性土，下部为砂土，具有典型二元结构特征。地下水按埋藏条件分为两类，一类为上层滞水，分布于尚未完全固结①层素填土中，大气降水为其主要来源。本次泵房周围钻孔测得上层滞水埋深约4m左右；另一类为承压水，分布于⑤层中粗砂中，与长江和举水具密切水力联系，呈互补关系，含水量丰富。本次勘察期间测得承压水位埋深4.8～5.25m，相应高程16.15～16.44m。金锣港站二机房属垅岗地貌。厂房位于红砂岩剥蚀残丘上，透水性微弱，不含地下水。前池及节制闸位于举水河漫滩上，上部为粘性土，下部为砂土，具有典型二元结构特征。地下水按埋藏条件分为两类，一类为上层滞水，分布于①层素填土中，大气降水为其主要来源；另一类为承压水，分布于④层中砂中，与沙河具密切水力联系，呈互补关系，含水量丰富，本次勘察期间测得承压水位埋深5.3～5.75m，相应高程17.25～17.55m。据前人堤防勘察资料，场地地表水及地下水对混凝土无腐蚀性。3.2.4场地各岩土层物理力学性质及工程设计参数各场区岩土层物理力学性质指标是按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）、《岩土工程勘察工作规程》（DB42/169-2003）等现行规范规程，统计出场区各土层物理力学性质指标（见表3-2～表3-4），场区各土层颗粒组成统计见表3-5，各场区标准贯入试验、静力触探统计结果分别见表3-6、表3-7，岩石饱和单轴抗压强度统计结果见表3-8。综合上述土工试验、标准贯入试验和静力触探指标，并结合经验值，经分析比较后确定工程设计参数建议值见表3-9。表3-5土层颗粒百分含量统计表泵站名称地层编号土层名称值称颗粒百分含量(%)10～22～0.50.5～0.250.25～0.0750.075～0.005＜0.005mmmmmmmmmmmm黄草湖站②重粉质壤土统计数444最大值24.068.529.7最小值11.546.320.0平均值19.455.824.8③粘土统计数222最大值14.037.256.4最小值12.031.648.8平均值13.034.452.6④-2重粉质壤土统计数333最大值22.066.051.5最小值12.032.522.0平均值16.749.533.8⑤粉质粘土统计数666最大值16.065.553.0最小值7.031.521.5平均值12.349.837.9⑥砂壤土统计数333333最大值3.747.730.023.224.514.0最小值0.010.318.65.313.63.4平均值1.229.025.514.619.99.8金锣港一机房①素填土统计数33333最大值0.80.64.168.543.0最小值0.00.01.554.530.0平均值0.30.22.760.836.0②重粉质壤土统计数111最大值2747.525.5最小值平均值续表3-5土层颗粒百分含量统计表泵站名称地层编号土层名称值称颗粒百分含量(%)10～22～0.50.5～0.250.25～0.0750.075～0.005＜0.005mmmmmmmmmmmm金锣港站一机房③粉质粘土统计数66666最大值9.01.518.060.553.0最小值0.00.00.530.034.0平均值1.60.511.944.341.8④重壤土统计数33333最大值0.910.132.050.028.4最小值0.00.021.039.620.0平均值0.34.425.845.923.6⑤中粗砂统计数66666最大值13.359.574.925.95.5最小值0.212.022.80.00.0平均值3.834.446.514.40.9⑥粉质粘土统计数88888最大值4.36.227.570.041.0最小值0.00.01.538.326.6平均值0.50.816.349.433.0金锣港站二机房②重壤土统计数22222最大值3.811.533.632.224.0最小值1.911.228.832.021.0平均值2.911.431.232.122.5③粉质粘土统计数6.06.06.06.06.0最大值2.22.33.559.251.5最小值0.00.50.946.034.5平均值0.51.32.155.041.1⑤粉质粘土统计数22222最大值1.37.127.957.137.0最小值0.71.83.435.728.0平均值1.04.515.746.432.5表3-6标准贯入（N）、圆锥动力触探（N63.5）试验统计表泵站名称层号名称统计数n最大值max最小值min平均值μ标准差σ变异系数δ统计修正系数ψ标准值N黄草湖站②重粉质壤土3151414.70.8011.8③粘土41368.30.806.6④-2重粉质壤土36450.804.0⑤粉质粘土420812.30.809.8⑥砂壤土4309220.8017.6金锣港站一机房①素填土5544.60.803.7②重粉质壤土15550.804.0③粉质粘土6181113.72.210.160.8711.8④重壤土11313130.8010.4⑤中粗砂8331826.55.390.200.8622.9⑥粉质粘土7211618.71.580.080.9417.5⑦强风化粉细砂岩1N63.5=210.8016.8金锣港站二机房②重壤土276.56.80.805.4③粉质粘土47560.804.8④中砂4967.80.806.2⑤粉质粘土2877.50.806.0表3-7比贯入阻力（Ps）值统计表泵站名称层号名称统计数n最大值maxMPa最小值minMPa平均值μMPa标准差σ变异系数δ统计修正系数ψ标准值Ps(MPa)黄草湖站①素填土11.201.201.200.800.96②重粉质壤土21.250.901.080.800.86④-1淤泥质粉质壤土10.450.450.450.800.36④-2重粉质壤土10.650.650.650.800.52⑤粉质粘土11.401.401.400.801.12金锣港站一机房①素填土41.200.700.930.800.74②重粉质壤土11.301.301.300.801.04③粉质粘土54.203.403.800.803.04④重壤土55.504.405.030.804.02表3-8金锣港站二机房岩石单轴抗压强度统计表层号名称统计数n最大值maxMpa最小值minMpa平均值μMpa标准差σ变异系数δ统计修正系数ψ标准值RC(Mpa)⑥弱风化粉细砂岩738.116.824.57.160.290.7819.2表3-9承载力特征值、压缩模量综合成果表泵站名称层号岩土名称建议值fak（kpa）ES（Mpa）黄草湖站①素填土1004.5②重粉质壤土1255.5③粘土1355.3④-1淤泥质粉质壤土653.0④-2重粉质壤土1004.3⑤粉质粘土1355.6⑥含砾轻壤土25014.0⑦强风化含砾细砂岩450E0=45.0金锣港站一机房①素填土904.2②重粉质壤土1205.0③粉质粘土2207.2④重壤土2408.3⑤中粗砂30016.0⑥粉质粘土2108.0⑦强风化粉细砂岩400E0=44.0金锣港站二机房①素填土1004.5②重壤土1305.4③粉质粘土1255.2④中砂1309.0④-1重粉质壤土1205.5⑤粉质粘土1506.2⑥弱风化粉细砂岩18003.3场地地震效应评价3.3.1地震烈度工程区位于秦岭东西向构造带、淮阳山字型构造以及中国东部新华夏系构造第二窿起带等三大构造体系相交汇部位，受近东西向褶皱构造、北西向构造沿江断裂及北北东向构造上巴河断裂、下巴河断裂控制。依据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度。3.3.2场地土类型及建筑场地类别水工建筑物开挖后的场地土类型，宜根据土层剪切波速进行划分。各场地没有进行剪切波速测试，依据湖北省地方标准《岩土工程勘察工作规程》DB42/169-2003和《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）3.1.2条，场地平均剪切波速取建基面下15m且不深于场地覆盖层厚度的各土层剪切波速，按土层厚度加权的平均值。1)XX站建基面下土层平均剪切波速值为222m/s，其场地土类型为中软场地土，场地覆盖层厚度大于3m且小于80m，故建筑场地类别为Ⅱ类。2)金锣港站一机房建基面下土层平均剪切波速值为292m/s，其场地土类型为中硬场地土，场地覆盖层厚度大于9m且小于80m，故建筑场地类别为Ⅱ类。3)金锣港站二机房1#进水渠节制闸处建基面下土层平均剪切波速值为221m/s，其场地土类型为中软场地土，场地覆盖层厚度大于3m且小于80m，故建筑场地类别为Ⅱ类。泵房及出水部分为坚硬场地土，故建筑场地类别为Ⅰ类。3.3.3液化判别工程区场地地震基本烈度为Ⅵ度，根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）有关规定，工程区可不进行液化判别。3.4场地工程地质条件分析及评价3.4.1场区各建筑物工程地质条件分析及评价3.4.1.1XX站第四系全新统冲积层重粉质壤土，堤外上部分布有淤泥质粉质壤土；中下部为第四系全新统冲积层粘土、重粉质壤土和粉质粘土；底部为第四系晚更新统冲积层砂壤土和第三系—白垩系粉细砂岩。场地工程地质条件一般。2)泵房底面高程12.355m，基础座落在③层粘土上，其承载力特征值fak=135kpa,压缩模量Es=5.3Mpa，该持力层属中软土，具有一定强度，但其压缩性中偏高。设计复核最大地基应力为133kpa，天然地基承载力满足要求。3)拦污栅工作桥已改造，基础座落在③层粘土上，天然地基能满足设计要求。4)拟建防洪闸底面高程15.38m，基础座落在④-1层淤泥质粉质壤土上，其承载力特征值fak=65kpa,压缩模量Es=3.0Mpa，该持力层属软弱土。拟建防洪闸荷载不大，基础可采用整板基础。5)进水渠两岸为土质边坡，边坡上部为填土，中下部为②层重粉质壤土和③层粘土。现状坡比为1：2.5，泵站原改造过程中已采用浆砌块石衬砌，边坡基本稳定。3.4.1.2金锣港站一机房第四系全新统冲积层重粉质壤土，中下部为第四系晚更新统冲积层粉质粘土、重壤土、中粗砂和粉质粘土，底部为第三系—白垩系粉细砂岩。场地工程地质条件较好。2)泵房底面高程12.345m，基础座落在③层粉质粘土上，其承载力特征值fak=220kpa,压缩模量Es=7.2Mpa，该持力层属中硬土，强度较高，具中偏低压缩性，是较理想的持力层，设计复核最大地基应力为103.4kpa，天然地基承载力满足要求。下卧层强度均较高，无软弱夹层存在，泵房稳定性较好。3)拦污栅工作桥和进水港节制闸基础均座落在③层粉质粘土上，天然地基均能满足设计要求。4)泵站更新改造，拟在主厂房两端增设副厂房和检修间。副厂房设计为三层，建基面高程18.185m。检修间建基面高程21.185m与主厂房室内地面同高。由于原泵站基坑放坡开挖后，副厂房和检修间处均由填土回填而成，且靠近主厂房一侧为浆砌石挡土墙（底宽5.3m，高8.3m），地基不均匀。拟建副厂房和检修间基础建议远离主厂房一侧采用粉喷桩复合地基进行处理，桩端高程建议为12.345m，与泵房底面同高。桩端持力层为③层粉质粘土；靠近主厂房一侧可以浆砌石挡土墙为基础，桩基与浆砌石挡土墙之间可采用基础梁连接。粉喷桩各层摩阻力特征值建议为：①层qsa=12kpa，③层qsa=25kpa。若采用人工挖孔桩处理，由于泵房建基面以桩端阻力特征值建议为qpa=500kpa；各层摩阻力特征值建议为：①层qsa=10kpa，③层qsa=40kpa。5)进水渠两岸为土质边坡，边坡上部为填土，中下部为③层粉质粘土。现状坡比为1：2.5，前池至拦污栅工作桥地段两岸边坡已采用浆砌块石衬砌，边坡基本稳定。3.4.1.3金锣港站二机房金锣港站二机房第三系—白垩系粉细砂岩已工程地质条件好。进水渠第四系全新统冲积层粘性土、砂土，工程地质条件一般。2)泵房上部为砌石结构（紫红色粉细砂岩条石砌筑），下部边墩、中墩高程约21.5m以上为砌石结构，其下为弱风化粉细砂岩，由人工开凿而成，保持原岩结构。泵房座落在粉细砂岩上，室内饱和单轴抗压强度标准值为19.2Mpa，其承载力特征值fak=1800kpa，作为持力层，其强度完全能满足要求。由于粉细砂岩软化系数为0.38～0.40，长期暴露后，抗风化性能较差，泵站更新改造时应考虑一定的保护措施。3)泵站更新改造，拟在主厂房两端增设副厂房和检修间，副厂房设计为三层，检修间与主厂房同高。厂房地面高程24.00m，由于厂房下部边墩高程约21.5m以下为弱风化粉细砂岩，检修间处基岩面高程钻孔揭露为22.90m，上部为填土，拟建副厂房和检修间可采用条形基础，天然地基均能满足要求。4)1#进水渠节制闸底面高程18.5m，基础座落在③层粉质粘土上，其承载力特征值fak=125kpa,压缩模量Es=5.2Mpa，属中软土，具有一定强度，但具中偏高压缩性，工程地质条件一般。下卧层为中砂，具中等压缩性。经检测，1#进水渠节制闸启闭排架裂缝较多、保护层脱落、钢筋外漏，经安全鉴定拆除重建。增设拦污栅工作桥也建在节制闸处，桥闸合建。为减小沉降和增加抗滑稳定性，桥闸基础建议采用整板基础，基础可座落在③层粉质粘土上。5)前池排灌闸为1孔，进口为砌石结构，启闭台立柱砼碳化、脱落、漏筋严重，经安全鉴定拆除重建。经现场地质调查，排灌闸基础为弱风化粉细砂岩，工程地质条件好，完全可满足建闸要求。6)进水渠两岸为土质边坡，边坡上部为填土，厚度约3m，中下部为②层重壤土和③层粉质粘土。现状坡比为1：1.5～1：2.0，不规则，且未衬砌。由于坡脚长期被水浸泡，抗剪强度降低，边坡稳定性较差，导致边坡脱坡和渠底淤积较严重。建议对渠坡进行浆砌块石衬砌。各泵站场地土层的直剪强度指标、容重及基础底面与地基土之间的摩擦系数f列于下表3-10。表3-10场地土层稳定计算参数建议值表泵站名称层号岩土名称容重直剪(块剪)直剪(固块)建基面摩擦系数CqφqCcqΦcqfkN/m3kpa度kpa度黄草湖站①素填土19.01215②重粉质壤土19.823.5120.20-0.25③粘土18.618110.20-0.25④-1淤泥质粉质壤土18.01280.15-0.20④-2重粉质壤土18.41510⑤粉质粘土19.52012金锣港站一机房①素填土19.412153016②重粉质壤土19.62510③粉质粘土19.6261221200.25-0.35④重壤土19.825131722金锣港站二机房①素填土19.02815②重壤土19.818200.20-0.25③粉质粘土18.730180.20-0.25⑥弱风化粉细砂岩23.50.55-0.60注：快剪指标为前期试验成果，固结快剪指标为本次试验成果。3.4.2场区岩土层渗透性分析与评价供设计渗流复核验算时参考使用。表3-14场地土层渗透系数建议值表泵站名称层号岩土名称室内试验统计值（cm/s）建议值（cm/s）黄草湖站①素填土5.0×10-5②重粉质壤土1.0×10-5③粘土1.3×10-65.0×10-6④-1淤泥质粉质壤土2.5×10-6④-2重粉质壤土1.8×10-62.5×10-6⑤粉质粘土1.3×10-65.0×10-6⑥砂壤土5.0×10-4金锣港一站①素填土4.7×10-55.0×10-5②重粉质壤土1.0×10-5③粉质粘土7.7×10-65.0×10-6④重壤土4.4×10-52.0×10-5⑤中粗砂5.0×10-2⑥粉质粘土3.9×10-64.0×10-6金锣港二站①素填土5.0×10-5②重壤土2.0×10-52.0×10-5③粉质粘土2.2×10-65.0×10-6④中砂1.0×10-2⑤粉质粘土1.3×10-55.0×10-63.5天然建筑材料3.5.1砂料工程区砂料需外购。砂料场位于上巴河，据检测，巴河砂为中砂，储量丰富，质量优良。距XX站30km，距金锣港站一机房35km，距金锣港站二机房40km。3.5.2石料工程区碎石、块石料需外购。料场位于XX县马曹庙，料场岩性为片麻岩，质量能满足要求。距XX站20km，距金锣港站一机房25km，距金锣港站二机房30km。3.5.3土料工程所需土料主要用于各站施工围堰和金锣港站二机房出水流道堤身段填筑。XX站粘土料场可在马家街土料场开采，对应堵龙堤桩号226+100，距泵站1.5km，土料为第四系全新统冲积灰黄色重粉质壤土。天然含水量22.9%，最大干密度1.72g/cm3,最优含水量17.5%，击实后的渗透系数为5.95×10-7cm/s。剥离层厚度0.5m，平均开采厚度2m，储量丰富，质量满足要求，交通便利。金锣港站一机房粘土料场可在金锣港土料场开采，位于举东支堤桩号1+150外滩，距泵站出水渠下游约300m，土料为第四系全新统冲积灰黄色粉质壤土。天然含水量27.1%，最大干密度1.69g/cm3,最优含水量20.2%，击实后的渗透系数为1.8×10-7cm/s。剥离层厚度0.5m，平均开采厚度2m，储量丰富，质量满足要求，交通较便利。金锣港站二机房粘土料场可在冯家墩土料场开采，位于举东支堤桩号13+400外滩，距泵站出水渠下游约2Km，土料为第四系全新统冲积灰黄色粉质粘土。天然含水量31.2%，最大干密度1.53g/cm3,最优含水量24.5%，击实后的渗透系数为8.1×10-7cm/s。剥离层厚度0.5m，平均开采厚度1.5m，储量丰富，质量满足要求，交通较便利。3.6结论及建议1)依据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），工程区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度。2)第四系全新统冲积层重粉质壤土，堤外分布有淤泥质粉质壤土；中下部为第四系全新统冲积层粘土、重粉质壤土和粉质粘土；底部为第四系晚更新统冲积层砂壤土和第三系—白垩系粉细砂岩。场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。泵房座落在③层粘土上，场地工程地质条件一般。拟建防洪闸座落在④-1层淤泥质粉质壤土上，因荷载不大，基础可采用整板基础。3)第四系全新统冲积层重粉质壤土，中下部为第四系晚更新统冲积层粉质粘土、重壤土、中粗砂和粉质粘土，底部为第三系—白垩系粉细砂岩。场地土类型为中硬场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。泵房座落在③层第四系晚更新统冲积层粉质粘土上，场地工程地质条件较好。拦污栅工作桥和进水港节制闸基础均座落在③层粉质粘土上，天然地基均能满足设计要求。4)第三系—白垩系粉细砂岩已为坚硬场地土，建筑场地类别为Ⅰ类，场地工程地质条件好。进水渠第四系全新统冲积层粘性土、砂土，为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类，场地工程地质条件一般。拦污栅桥合建，为减小沉降和增加抗滑稳定性，桥闸基础建议采用整板基础，基础可座落在③层粉质粘土上。前池排灌闸基础为弱风化粉细砂岩，工程地质条件好，完全可满足建闸要求。进水渠两岸为土质边坡，边坡脱坡和渠底淤积较严重。建议对渠坡进行浆砌块石衬砌。5)各场地地下水按埋藏类型可分为上层滞水和承压水两种，地下水对混凝土无腐蚀性。6)工程区所需砂石料均外购。4．工程任务和规模4.1地区社会经济发展状况XX县是1996年成立的新县，近几年来发展速度较快，到2005年底国民生产总值达26.60亿元，人均国民生产总值达0.7万元。XX泵站排区内有XX县城和XX、方高坪、淋山河、王家坊四个乡镇和金锣港、黄湖两个国营农场，总人口12万人，耕地面积13.50万亩。XX县城是XX县政治、经济、交通、教育和贸易中心；泵站排区是XX县粮食稳产高产区，主要种植水稻、棉花和油料作物，湖泊及低洼地发展养殖水产。XX泵站的建成为排区工农业稳步发展和XX县经济日益强盛提供了可靠保障，2005年排区内粮食产量9.68万吨，棉花总产量814吨，油料总产量0.98万吨，水产类总产值1.21万斤，农业总产值6.7亿元，农民人均收入2702元。4.2工程建设的必要性4.2.1工程存在的问题XX站、金锣港站一机房和二机房，均建于上世纪六、七十年代，由当时的黄冈县水利局设计并组织施工，机电设备由原黄冈县水工队安装。土法上马，因陋就简，为典型的“三边”工程，泵站存在的安全隐患较多，加之运行30多年，除近几年更新的部分设备外，其余绝大多数设备陈旧、老化、损毁严重，其运行效率、稳定性和安全性大大降低。主要问题分述如下：4.2.1.1水工建筑物存在的问题1）XX站⑴泵房存在的问题泵房经安全鉴定阶段复核，泵房抗滑稳定安全系数、抗浮稳定安全系数、地基应力及其不均匀系数均满足规范要求，但仍存在如下问题：①水泵层和联轴层四周墙体常年渗水冒汗，水泵层环境潮湿，腐蚀水机设备。②泵房没有风道层，运行期厂房内的积温高达40～50℃，运行环境恶劣，不仅大大影响机电设备的使用寿命，而且严重损害运行管理人员的身心健康。③由于该站原设计装单机500kW水泵机组，后改装800kW，出水管道、电机机座与各层楼板不在同一高程上，维修管理极不方便。⑵进水建筑物存在的问题①进水渠淤积严重由于该站检修闸门与进水流道不匹配，检修闸门宽度比进水流道口窄300mm，无法正常关闭，因此每年检修时只能在现有拦污栅桥前沿人工填筑土围堰进行检修，围堰拆除时只是简单地将围堰扒开，围堰填筑土料多就近取自围堰对岸排水主港至下游横堤闸弯道处港堤内侧。由于上述原因，一方面该弯道处岸坡崩塌严重，水流紊乱，冲刷下游两岸渠堤，另一方面进水渠及前池淤积严重，实测进水渠平均淤积厚度约1m，前池平均淤积厚度约1.5m。②前池翼墙局部变形、漏水经安全鉴定阶段复核，前池翼墙抗滑稳定安全系数、地基应力及其不均匀系数均满足规范要求，但经过近40年运用，受水流淘刷和风化作用，该站前池左右岸浆砌石表面砂浆脱落，局部因变形破坏，块石松动，存在裂缝和漏水现象。③检修闸门工作桥桥面结构老化严重。该站检修闸门工作桥桥面结构老化严重，裂缝、露筋，工作桥及前池两岸翼墙顶部栏杆全部损坏，给工程留下较大的安全隐患。⑶出水建筑物存在的问题XX站出水建筑物中除出水流道的进口至驼峰段外，其余包括出水池、出水港、真空破坏室、拍门启闭台及工作桥和出水流道下降段均在2003年黄冈长江干堤除险加固工程穿堤建筑物项目中拆除重建，质量完好。该站钢筋砼出水流道系1981年改建，从进口至驼峰顶之间未拆除重建的管段年久失修，存在诸多方面的问题。根据武汉大学工程测试中心测试和水利部泵站测试中心复测成果，分述如下：①砼强度低，经回弹检测，出水流道砼强度在17.8～22.4Mpa之间，但部分测点强度很低，最小仅为13.2Mpa；检测成果见表4-1。表4-1出水流道砼强度检测成果表1#流道2#流道3#流道4#流道5#流道最小值（Mpa）19.217.013.215.818.9最大值（Mpa）21.621.521.619.425.2平均值（Mpa）20.419.318.217.822.4表4-2出水流道表观质量检测成果表1#流道2#流道3#流道4#流道5#流道蜂窝数量(处)141411116孔洞数量(个)1(0.1m2)最大面积（m2）1.62.41.61.051.0最小面积（m2）0.20.20.20.220.1总面积（m2）8.810.35.557.293.22②砼施工质量差，存在严重的蜂窝麻面，局部还存在孔洞，5条流道大大小小的蜂窝共56处，总面积35.16m2，其中最大蜂窝面积达2.4m2，更为严重的是3#流道在距进口14.4m处存在1个孔洞，面积达0.1m2。表观质量检测成果见表4-2。③砼施工质量差，局部存在模板接头凸台现象，较为明显的有9条，最大凸台高度达30mm，加大了扬程损失。表4-3出水流道内壁模板接头凸台分布情况2#流道4#流道5#流道凸台数量(道)324凸台总长度(m)2.12.45.7凸出高度（mm）16-1820-3020-30④出水流道变形较为严重，导致管身存在多条环向裂缝，较为明显的裂缝共7条，最大裂缝宽度0.8mm，最大裂缝深度131.1mm，裂缝总长73.48m，给工程带来较大的安全隐患。裂缝分布见表4-4。⑤由于上述原因，导致出水流道渗水严重，经检测共有渗水面13处，总面积47.14m2。其中仅表面湿润3处，面积45.12m2；表面有微小水流流动9处，面积1.81m2；管状水流1处，面积0.21m2。渗漏见表4-5。表4-4出水流道裂缝分布情况1#流道2#流道3#流道4#流道5#流道裂缝数量(条)2221最大裂缝宽度(mm)0.40.80.474.1最大裂缝深度(mm）119.9131.163115.2表4-5出水流道渗水情况1#流道2#流道3#流道4#流道5#流道表面湿润数量111总面积(m2)200.1225表面微小水流流动数量1134总面积(m2)0.480.200.610.52管状水流数量1总面积(m2)0.21⑥伸缩缝止水老损严重，从1981年至今，伸缩缝止水一直没有更换，止水老损严重，伸缩缝漏水十分严重，经检测该段管身共15条伸缩缝就有12条漏水，伸缩缝填料基本全部老化损坏，止水铜片锈蚀严重，局部锈穿或断裂。⑷其他建筑存在的问题①无机修车间和仓库②站区照明线路老化严重③无生活供水设施④无必要的观测设施⑤站区规划布局不尽合理，环境差2）金锣港站一机房⑴泵房存在的问题金锣港站一机房主泵房经安全鉴定阶段复核，各种工况下抗渗、抗滑、地基应力及其不均匀系数均满足规范要求，电机大梁结构满足规范要求，但泵房仍存在如下几个方面的问题：①无电气副厂房，电气设备运行环境差；②无泵房起重设备，安装、检修极不方便；③泵房墙体裂缝，屋面漏水。金锣港站一机房泵房上下游墙体均存在贯穿性裂缝，屋面防水层老化，漏水严重；④泵房下部排架和电机梁，砼碳化严重，强度低，不能满足设计要求，电机层楼板和梁、柱多处存在裂缝和保护层脱落现象。经回弹检测，砼强度推定值仅11.1Mpa，碳化深度在6.8～10.1mm之间。许多构件已出现露筋、保护层爆裂等问题，已无法继续正常使用；⑤变电站围墙由红砖砌筑而成，因地基处理不好导致围墙多处变形开裂，随时都有倒塌的可能。⑵进水建筑物存在的问题金锣港站一机房进水建筑物包括进水港节制闸（兼做检修闸）、拦污栅桥、进水渠、前池等，除拦污栅桥于2003年新建、前池底板和进水渠两岸岸坡于2003年护砌外，其他工程存在明显的不足，分述如下：①检修闸为钢筋砼结构和浆砌块石混合结构，其中闸室段全部为钢筋砼结构，上下游两岸翼墙、闸室下游闸墩上部均为浆砌石结构。其浆砌块石结构表面砂浆风化脱落，损毁严重，混凝土结构强度低、碳化严重，经检测其砼强度推定值为9.7Mpa，不能满足设计要求；②进水池两岸翼墙抗滑稳定安全不满足规范要求，浆砌石表面砂浆风化脱落，存在裂缝和漏水现象；③泵房前的工作桥桥面结构老化严重，裂缝、露筋，工作桥及前池两岸翼墙顶部栏杆全部损坏，给工程留下较大的安全隐患。⑶出水建筑物存在的问题该站出水建筑物包括出水流道、真空破坏阀室、出水池、出水港、拍门启闭台及交通桥均系2003年改造中新建，但真空破坏室墙体裂缝、拍门启闭室门窗人为破坏严重。⑷其他建筑物存在的问题①无办公楼，无职工食堂②无机修车间和仓库③无生活供水设施④无必要的观测设施⑤站区和生活区照明线路老化严重3）金锣港站二机房⑴泵房存在的问题金锣港站二机房主泵房为砖石结构，下部直接在弱风化粉细砂岩中开挖凿面而成，边墩、中墩和后墙的上部系利用当时开采的石料砌筑而成。由于先天设计、施工不足加上几十年的运用，存在如下几个方面的问题①无电气副厂房，电气设备运行环境恶劣；②无检修间，无泵房起重设备，安装、检修不方便；③无检修闸门，机组检修不方便；④泵房屋面漏水，墙面及电机层楼面破损、门窗破旧；且中部砌石结构砌筑砂浆老化，大面积脱落。⑤泵房前的工作桥桥面结构老化严重，裂缝、露筋，工作桥及前池两岸翼墙顶部栏杆全部损坏，给工程留下较大的安全隐患。⑵进水建筑物存在的问题该站进水建筑物较多，包括1#和2#进水港、前池及翼墙、1#进水港节制闸、2#进水港与前池之间出水虹吸箱涵、分水闸（与金锣港站一机房之间连通）。经过几十年运用，存在诸多较为严重的问题，分述如下：①进水港未护砌，岸坡崩塌、港底淤积严重；②无站前拦污栅；③进水节制闸为钢筋砼和砌石混合结构，其底板、闸墩、胸墙和启闭室为钢筋砼结构，顶拱及进出口八字墙为浆砌块石结构。经检测，闸门启闭排架立柱保护层已脱开，横梁裂缝严重，保护层脱落，钢筋外露；砌石表面保护层风化脱落、裂缝严重；砼闸门强度低下，仅10.1Mpa，碳化深度大于10mm，经安全鉴定确定为四类建筑物，建议拆除重建；④2#港与前池之间涵管部分为浆砌石结构，部分为钢筋砼结构，经过几十年运用，结构老化严重。且经安全鉴定阶段复核表明，其过流能力不能满足要求；⑤前池左岸的分水闸（兼高低排区之间的节制闸）砼强度低，碳化严重，侧墙变形裂缝，局部露筋；⑶出水建筑物存在的问题①出水流道为预应力钢筋砼管，经过几十年的运用，伸缩缝止水填料破坏，漏水严重，管身砼结构老化严