湖堤防加固工程建筑物可行性研究报告

0 X 湖堤防加固工程建筑物 可行性研究 报告 X 市水利建筑设计研究院 甲级设计证书编号： 二 年 四 月 1 目 录 第一章 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 气象水文 . 12 第一节 气 象 . 12 第二节 水 文 . 12 第三章 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 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 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 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 工程管理 . 77 2 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 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 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 . 90 附件： 1、工程地质报告 2、复核计算分析报告 3、现状调查分析报告 4、检验测试报告 5、安全鉴定报告书 - 1 - 第一章 综合 说明 第一节 前 言 一 、 工程概况 X 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。 X 湖上承南四湖、沂河干河和邳苍区间来水，流域面积 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 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 X 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。 X 市境内 X 湖堤防穿堤建筑物分布在 X 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 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。 X 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 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 、 安全鉴定情况 X 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， X 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 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 、 X 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。 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。 - 3 - 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 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 13 16，由北向南，由沿海向内陆递增。年内极端最高气温达 1955 年 7 月发生在 X），极端最低气温为 1969 年 2 月发生在 X）。 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 11801320年最高为 1755庄闸站），最低 903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 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。 第四 节 工程任务和规模 X 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。 - 4 - 一、 X 湖本期治理的目标 X 湖二线堤防达到防御 50 年一遇洪水标准， X 湖一线堤防达到防御设计水位 沂河达到防御 20年一遇洪水标准， 条迥龙堰达到防御 20年一遇洪水标准。 2、 排涝： 年一遇的排涝标准。 二、 工程规模 1、 1）型水库，总库容为 2、 平方公里。 三、 X 湖水位 X 湖正常蓄水位 限水位 计洪水位 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 , 线堤防）堤防等级：南堤为 1 级，西堤为 2级，东堤、北堤为 3级。震烈度：根据现行的国家标准中国地震动参数区划图（ 场地地震动峰值加速度为 震动反应谱特征周期 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 水工建筑物抗震设计规范（ 堤防工程设计规范（ 水闸设计规范（ 水工混凝土结构设计规范（ 191 水工钢筋混凝土结构设计规范（ - 5 - 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， X 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 、 编制依据 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 、 采用定额 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 、 工程投资 本工程共需完成的主要工程量： 土方开挖 方填筑 石及垫层 凝土及钢筋混凝土 除浆砌石 除砼 本工程所需主要材料用量： 水泥 7392t，钢筋 油 砂 石 石 工时 工程静态总投资 - 6 - 第九节 几点说明 因为 X 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 - X 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/s 56 流量 （ 2） 加友地涵 m3/s 61 （ 3） 大刀湾地涵 m3/s 66 （ 4） 黑马河地涵 m3/s 79 2 穿堤涵洞 座 14 （ 1） 司庄引水洞 m3/s （ 2） 大墩引水洞 m3/s 10 （ 3） 杨庄站泄水洞 m3/s （ 4） 小新河站泄水洞 m3/s （ 5） 苗圩站泄水洞 m3/s （ 6） 沟群站引水洞 m3/s （ 7） 沟群站泄水洞 m3/s （ 8） 小新河老站泄水洞 拆除 （ 9） 五墩站泄水洞 m3/s （ 10） 刘宅站泄水洞 m3/s （ 11） 分洪口南泄水洞 m3/s 2 （ 12） 分洪口南引水洞 m3/s （ 13） 分洪口北泄水洞 m3/s （ 14） 保麦涵洞 拆除 （ 15） 北坝涵洞 m3/s 50 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/s 50 （ 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 （ 6） 底板高程 m （ 7） 净宽 孔 m 3 3 （ 8） 地基特征 粘土混砂礓，承载力 3002 苗圩泵站 （ 1） 出水涵管 1400 玻璃钢管 （ 2） 设计流量 m3/s （ 3） 电机层高程 m （ 4） 底板高程 m （ 5） 进水型式 直管式 （ 6） 出水型式 钢管正向出水 （ 7） 水泵型式 600 （ 8） 水泵台数 台 2 （ 9） 总装机功率 220 - 8 - X 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 （ 2） 砌石 9700 （ 3） 砼及钢筋砼 6100 四 工程投资 1 静态总投资 万元 （ 1） 建筑工程 万元 （ 2） 机电设备及安装工程 万元 （ 3） 金属设备及安装工程 万元 （ 4） 临时工程 万元 （ 5） 其它费用 万元 （ 6） 基本预备费 万元 马 湖 建 筑 物 基 本 数 据 表 堤 别 序 号 名称 现 状 基 本 情 况 检测情况 设 计 数 据 建设年代 孔数 （ m) 底板高程 （ m） 洞身长度 （ m） 处理意见 控制面积（ 流量（ m3/s） 底板高程 （ m） 孔数 （ m) 洞身长度 （ m） 洞身结构型式 启闭机型式 东 堤 1 柳沟地涵 1974 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 无 2 加友地涵 1969 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 无 3 大刀湾地涵 1970 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 2电两用 螺杆式 4 黑马河地涵 1969 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 2电两用螺杆式 5 司庄引水洞 1969 1拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺杆式 6 大墩引水洞 1970 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 10t 手动螺杆式 7 北坝涵洞 1966 拆除重 建 已检 测 3钢筋砼箱 涵 12t 手电两用螺杆式 - 10 - 骆 马 湖 建 筑 物 基 本 数 据 表 堤 别 序 号 名称 现 状 基 本 情 况 检测情况 设 计 数 据 建设年代 孔数 （ m) 底板高程 （ m） 洞身长度 （ m） 处理意见 控制面积（ 流量（ m3/s） 底板高程 （ m） 孔数 （ m) 洞身长度 （ m） 洞身结构型式 启闭机型式 北 堤 1 杨庄站泄水洞 1970 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 3t 手动螺杆式 2 小新河站泄水洞 1973 维修 已检 测 5t 手动螺杆式 3 苗圩站 及泄水洞 新建 1400 玻璃钢管 5t 手动螺杆式 4 沟群站引水洞 1967 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺杆式 5 沟群站泄水洞 1967 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺杆式 6 小新河老站泄水洞 拆除 钢筋砼箱 涵 - 11 - 骆 马 湖 建 筑 物 基 本 数 据 表 堤 别 序 号 名称 现 状 基 本 情 况 检测情况 设 计 数 据 建设年代 孔数 （ m) 底板高程 （ m） 洞身长度 （ m） 处理意见 控制面积（ 流量（ m3/s） 底板高程 （ m） 孔数 （ m) 洞身长度 （ m） 洞身结构型式 启闭机型式 西 堤 1 五墩站泄水洞 1975 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺杆式 2 刘宅站泄水洞 1984 1 维修 已检 测 3 分洪口南泄水洞 1970 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺杆式 4 分洪口南引水洞 1970 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 3t 手动螺杆式 5 分洪口北泄水洞 1969 拆除重 建 已检 测 钢筋砼箱 涵 5t 手动螺杆式 6 保麦涵洞 拆除 - 12 - 第二章 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 13 16，由北向南，由沿海向内陆递增。年内极端 1955年 7月发生在 X），极端最低气温为 1969年 2月发生在 X）。 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 1180 1320年最高为 1755庄闸站），最低 903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 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 湖东自排河主要解决 年一遇涝水排水问题，同时可结合 解决 （一）、汛期水文计算成果 湖东自排河主要解决 计 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=140频率暴雨如下表： - 13 - P（ %） 20% =83 2、净雨计算 降雨径流影响系数取 5 P 250 = P250 = P+净雨如下表： P% P + 20 198 30 115 3、流量计算 采用总入流槽蓄法计算 24，计算结果见下表 湖东自排河五年一遇排涝流量计算结果 地点 长度 (面积（ 累计面积（ （ Q（ m3/s） 新代河南堤 15 56 柳沟地涵 15 61 加友地涵 15 66 大刀湾地涵 15 71 滨湖地涵 15 79 黑马河地涵 3 15 79 新沂河 (大马庄西涵洞 ) - 14 - 4、水位计算 河道糙率按照一般河道取用情况采用 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 程水位按照平地面控制。 湖东自排河水位计算结果 地点 河道长度（ 累计河道长度 (累计流域面积（ 五年一遇排涝 河底高程 (m) 河底宽度 (m) 地面高程(m) 流量(m3/s) 水位 (m) 新代河南堤 8 25 6 6 柳沟地涵 8 25 1 加友地涵 8 25 6 大刀湾地涵 8 25 1 滨湖地涵 8 25 9 黑马河地涵 5 25 3 3 9 新沂河 7 25 6 （二）、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=11模 M=面积小于 100采用 100 计算非汛期 5年一遇排模为 s。 柳沟地涵以上现状湖东自排河排涝面积为 涝流量为 s； 加友地涵至柳沟地涵现状湖东自排河排涝面积为 涝流量为 s； 大刀湾地涵至加友地涵现状湖东自排河排涝面积为 s; 黑马河地涵至大刀湾地涵现状湖东自排河排涝面积为 18s。 - 15 - 二、 X 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， 水位为 低蓄水位为 根据 沂沭泗河洪水东调南下续建工程实施规划， X 核洪水位为 河柳沟回龙埝处洪水位为 湖东自排河正常蓄水位为 低蓄水位为 X 湖北堤及西堤的建筑物站下排涝水位按低于地面 计，排水沟沟底高程均在 右。 （一） X 湖泄水洞 X 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 s/排站站后最低水位为 站抽排范围见 X 湖北堤泄水涵洞排水范围示意图。抽排面积见下表。 （二） X 湖引水洞 X 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） X 湖新建站 X 湖北堤新建站主要指苗圩站。 苗圩站的排水面积为 排站的抽排模数为 s/排站的抽排流量为 2.1 m3/s，进水河道的 水位为 低抽水水位为 排范围见 湖东自排河涵闸数据表 序 号 工程名称 控制 面积 （ 流量及水位情况 沟底宽 （ m） 原涵洞 结构形式 原涵洞尺寸 孔数 高 （孔 m m） 现状情况及处理办法 现状闸底板高程（ m） 地面 高程（ m） 设计情况 流量 （ m3/s） 工况 水位（ m） 闸孔尺寸 n b（ m） 河堤 设计要素 X 湖 湖东自排河 1 柳沟地涵 6 正常蓄水位 5 拱涵 3除重建 湖东自排河河底高程 坡 1:3。 洪水位 (沂河 50年一遇 ) 排涝水位 (5 年一遇 ) 低蓄水位 加友地涵 1 正常蓄水位 5 拱涵 3除重建 湖东自排河河底高程 坡 1:3。 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 ) 低蓄水位 大刀湾地 涵 6 正常蓄水位 5 拱涵 3 拆除重建 湖东自排河河底高程 坡 1:3。 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 ) 低蓄水位 黑马河地 涵 9 正常蓄水位 5 拱涵 3除重建 湖东自排河河 坡 1:3。 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 ) 低蓄水位 - 17 - X 湖东堤涵闸数据表 序 号 工程名称 控制 面积 （ 流量及水位情况 沟底宽 （ m） 原涵洞 结构形式 原涵洞尺寸 孔数 高 （孔 m m） 现状情况及处理办法 现状闸底板高程（ m） 地面 高程（ m） 设计情况 流量 （ m3/s） 工况 水位（ m） 闸孔尺寸 n b（ m） 河堤 设计要素 X 湖 自排河 1 大墩引水 洞 正常蓄水位 0 拱涵 除重建 连接 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 ) 低蓄水位 司庄引水 洞 正常蓄水位 接 板涵 除重建 连接 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 ) 低蓄水位 北坝引水 洞 正常蓄水位 接 拱涵 除重建 连接 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 ) 低蓄水位 - 18 - X 湖北堤涵闸数据表 序 号 工程名称 控制 面积 （ 流量及水位情况 沟底宽 （ m） 原涵洞 结构形式 原涵洞尺寸