水闸除险加固工程  初步设计报告

广西南宁市XXXXX水闸除险加固工程初步设计报告2015年09月章节名称编写校核审查核定1综合说明2工程水文3工程地质4工程任务及规模5工程布置及主要建筑物加固设计6机电及金属结构7消防设计8施工组织设计9工程占地环境保护设计水土保持设计劳动安全与工业卫生节能设计工程管理设计设计概算经济评价1综合说明 11.1绪言 11.2水文 5 8 81.5工程布置及主要建筑物加固设计 1.7消防设计 1.8施工组织设计 1.9建设征地与移民安置 1.10环境保护设计 211.11水土保持设计 1.13节能设计 1.14工程管理设计 1.15设计概算 1.16经济评价 1.17工程特性表 2水文 2.1流域概况 2.3基本资料 2.4设计洪水 2.5施工洪水 2.7泥沙 2.8水情测报系统 3工程地质 3.1前期勘察工作成果 4.1地区社会经济概况 4.3工程任务 4.5工程施工对灌溉的影响 5工程布置及主要建筑物加固设计 5.1除险加固设计的依据 5.2工程等级及标准 15.3工程现状复核 5.4工程总体布置 5.5主要建筑物加固设计 5.6灌溉干渠 5.7对外交通公路 5.8水闸安全观测、水情测报系统 5.9管理区布置 5.10枢纽建筑物主要工程量 6.2金属结构 7消防设计 7.2工程消防设计 7.3消防系统主要设备材料 8施工组织设计 8.1施工条件 8.2施工导流 8.3料场选择与开采 8.4主体工程施工 8.5施工交通运输 8.6施工工厂设施 8.7施工总布置 8.8施工总进度 8.9施工特征指标 9建设征地与移民安置 9.1工程用地 10.1概述 10.3环境保护措施 10.6结论和建议 2 11.5水土保持监测 12劳动安全与工业卫生 12.2工业卫生 12.3安全卫生设施 13节能设计 13.2节能设计 15设计概算 15.1工程概况 15.6预备费 16经济评价 16.1经济评价依据 16.4综合评价结论 31.1绪言距XX县大桥镇政府约8km。水闸集雨面积165.7km,河长16km。XX水闸建于1958年18.0m/s,风向NE:多年平均年降雨量为1623mm,最大为2140mm(1981年),最小为1图1.1项目地理位置图1.1.2工程现状(1)闸坝：闸坝为浆砌石结构，总长50.7m,正常蓄水位89.14m。闸坝设5孔泄水闸和2孔深水闸。其中泄水闸闸底高程87.14m,泄水闸孔口尺寸为6.0×2.2m(宽*高),设弧形钢板闸门，采用葫芦人工拉吊启闭，左侧1孔弧形闸由于损坏已用浆砌石封堵；深水闸闸底高程87.14m,分检修闸和冲沙闸。检修闸宽3.2m、高2m,冲沙闸宽流消能结构，斜坡段坡比为1:5,闸底高程为87.14m,坡长5.0m,有一挑坎，挑坎高程86.45m,斜槽段长度5.65m,底板浆砌石厚度1.0m,混凝土厚度0.2m,挑坎后未设浆砌石基础厚1.0m,混凝土面层厚度0.2m,海曼后未设置消力池，泄洪自由出流，护(2)两岸连接：上游右侧翼墙迎水面为直墙式浆砌石结构，左侧无翼墙；下游翼2XX水闸建于1958年，后因破损严重，无法满足年2月完成，2009年2月28日，广西壮族自治区水利厅组织召开了南宁市XX县XX水2019年3月30日以桂水水管[2009]90号文下达了《关于印发广西南宁市XX县XX水闸341.1.6前期工作概况2009年2月，广西壮族自治区水利厅组织召开了南宁市XX县XX水闸安全鉴定审查会，评定XX水闸安全类别为“三类闸”,2011年11月广西水利电力勘测设计研究院对为确保水闸运行安全，对XX水闸进行除险加固是非常必要的。2012年XX县水利等进行了单项分析，于2014年12月提交了初步设计成果：《广西南宁市XX县XX水闸除险加固工程初步设计报告(送审稿)》。2015年7月8日，广西壮族自治区水利电力勘完善及修改意见(详见附件)。会后我公司设计人员根据专家组提出的修改意见对设计文件进行了修改，于2015年9月提交了《广西南宁市XX县XX水闸除险加固工程初步1.2水文1.2.1流域概况5头至罗江段，称为东圩江，罗江以下称为大桥江。流域面积135.4km²,主河道长24km,河床宽40m,正常流量2.50m³/s,枯水流量1.31m³/s。主要支流有红花江、木马江、碗窑江。河段上游建有桃源、六佑两座中型水库，总库容4299万m²,有效库容2991万m,沿江建有高楼、新坝、道华、陆山等八座水闸，有效灌溉面积10.26万亩。其中闸址以上桃源、六佑水库以下区间控制集雨面积115km²,主河流长度为16km,主河1.2.2水文气象根据XX县气象站资料统计，历年平均气温21.5℃,极端最高气温39.4℃,极端最低气最大风速21.0m/s,风向NE;多年平均降雨量1550mm,降雨量年内分配不均匀，65%的降雨量集中在5~9月份。暴雨以台风雨和峰面雨为主。1.2.3水文基本资料本次复核收集了水闸附近桃源水库坝首站1969~2005年共37年的最大日降雨资料及六佑水库坝首雨量站1963年～2005年共43年的实测最大24小时、最大6小时及最大1小时降雨量资料。本次通过分析拟采用资料系列较长的2010年编制的等值线图和1984年编制的计算方法1.2.4设计洪水6表1.2-1XX水闸闸址设计水成果表设计标准P(%)24h暴雨区间洪峰流量(m³/s)桃源水库下泄流量(m²/s)六佑水库下泄流量(m²/s)合成洪峰合成24h洪量备注瞬时单位线法52法521.2.5施工洪水其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时50.7km²,占XX水闸总流域面积的30.6%,总库容4299万m³,调洪库容1182万m³,调月~次年2月、10月~次年3月、11月~次施工期洪峰流量Q(m/s)P=33.3%10月~次年2月11月~次年3月10月~次年3月1.2.6水闸下游水位～流量关系曲线7水位(m)流量(m³/s)0水位(m)流量(m²/s)1.3工程地质1.4工程任务和规模XX县位于广西壮族自治区中部偏南，东经108°32'~109”15′,北纬22°54~89(2)水闸除险加固是地区经济和社会发展的要求1.4.3工程任务XX水闸闸址以上流域集雨面积167.7km²,河长16km,河流比降0.8%,是一座以引水1.4.4工程规模根据登记记载及2009年2月安全鉴定复核计算成果，XX水闸属中型水闸，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。XX水闸防洪标准按20年一遇洪水标准设计，设计洪水位为92.97m,相应过闸流量451m³/s;100年一遇校核，校核洪水位为94.44m,相应过闸流量为643m³/s;消能防冲按20年一遇洪水设计。为Ⅲ等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。根据工程级别，按照《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)规定，综合考虑各种各种因素，取规范规定的洪水标准下限，XX水闸洪水标准按20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。本次复核201.5工程布置及主要建筑物加固设计1.5.1设计依据及原则41.8m,共设5孔闸门，闸墩中墩厚1.2m,边墩厚1m,堰顶高程86.00m,闸门尺寸为游端设置齿墙，齿墙深度1.0m,底宽1.0m。度7.36m,为简支梁结构，共5跨，交通桥采用现浇C25钢筋根据计算结果，本次设计消力池长21m(不含斜坡段长度),消力池深1.0m,消力力，设计在消力池底板设排水孔，排水孔径为50mm,孔距1.5m,排距1.5m,按梅花桩型布置。消力池海漫计算长度为53.65m,海漫末端冲刷计算深度为1.95m,本次设计取海漫长度为54m,采用金属网石笼结构，末端设置块石笼防冲槽，深2m,以满足抗冲刷1)闸坝上、下游翼墙且相切，翼墙外边缘转弯半径为25m,转弯角为90”,延长至管理区围墙转角位置，长82°,与上游右岸护岸挡墙连接，长14.5m。上游翼墙顶高程91.70m,顶宽0.6m,采用考虑闸坝泄流消能，斜坡段翼墙扩散角均为12°。翼墙与水闸边墩链接处高程为91.70m,与消力池段翼墙连接处高程为90.40m,翼墙顶宽为0.6m,斜坡段左、右侧翼墙各长6m,采用衡重式C15埋石混凝土结构。具体结构形式详见设计图。消力池段翼墙结构需满足水闸20年一遇消能防冲设计时水位超高，因此本工程消力池段翼墙顶高程取90.40m,顶宽0.6m,采用衡重式C15埋石混凝土结构。消力池段2)闸坝上、下游两岸护坡洪水设计，采用M7.5浆砌石重力式挡墙衬砌，挡墙顶宽0.6m,背坡坡比1:0.35,其中水流较急，本次设计该段为贴坡式M7.5浆砌石护坡。其中桩号K0+136.5~渐变段。桩号K156.5~K0+200段浆砌石贴坡坡比为1;1,贴坡厚0.8m,护坡顶高程为7、灌溉干渠及排涝沟XX水闸干渠进口位于闸坝左岸约50m处，目前干渠进口至干渠控制闸段长145m其设计按5年一遇洪水对干渠边墙进行衬砌，边墙采用M7.5浆砌石挡墙结构，墙顶高程为90.5m,宽0.6m,其中干渠左边墙衬砌长度为93m,右边墙衬砌长度为42m.干渠底板1.5.5对外交通公路XX水闸闸址位置距大桥镇约8km。进闸道路距X496县道段3km为已有硬化的村级道路。进闸道路总长800m,其中前620m路面为泥结石路面，坑洼不平，后180m为干渠1.5.6水闸安全观测、水情测报系统1、水位流量观测2、位移观测1.6金属结构及机电设备1.6.1金属结构10KV进线一回“T”接附近的10kV线路，长度约0.2km,线路导线选用1.6.2电气设计1、在重建闸坝上设检修、工作闸门各5孔1扇和5孔5扇。为了方便闸门制作和运行管理，检修和工作闸门均采用7.0×3.5m-3.14m露顶式平面定轮钢闸门，共配1台CD1-2×100kN型移动式电动葫芦和5台QP-2×100kN-SD型固定卷扬式启闭机操作。2、水闸左岸灌溉干渠放水闸原为2孔2扇潜孔式钢筋混凝土平板闸门，孔口尺寸分别为1.5m×1.5m和2.0m×1,5m,目前闸门基本完好，还能继续使用，仅更新2台已损坏的螺杆启闭机，设计选配2台QL-80kN-SD型手电两用螺杆式启闭本工程设计共设置平面钢闸门6扇，门槽埋件8套，启闭设备8套。金属结构设备材料总重56.8吨(详见表6-2-3)。1.7消防设计为主，不考虑消防水系统。本设计拟在管理房一层的备用柴油发电共布置12个MF4干粉灭火器。在闸坝启闭机房内共布置10个MF4干粉灭火器和4个二1.8施工组织设计1.8.1施工条件距XX县大桥镇政府约8km。从大桥镇至浅村路面良好，但从浅村至水闸位置约0.8km进闸道路为泥路，坑洼不平，局部道路路面宽度仅1m左右，无法通行，需进行扩建加场地布置原则和考虑到左岸交通量较大且右岸地势相对平坦将施工场地布置在右岸台工程施工用电，已有10千伏线路架设到工地附近，但是水闸处无变压器不满足施县城购买，运距24.8km。1.8.2施工导流根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL252-2000)、《防洪标准》次年3月。渠底宽3m,断面岸坡坡比为1:1,进口高程为86.00m,纵坡为2%。导流明渠底板及两岸采用喷护10cm厚C15混凝土护面，在交通道路位置设置直径为2m的钢筋混凝土管2层，管顶覆土不小于0.5m。具体型式详见施工布置图。1.8.3主体工程施工(1)拆除工程(2)土方工程(3)土方回填层土的铺筑厚度控制在30~35cm,土料直径不大于10cm,填土的压密度不低于0.92。(4)混凝土浇筑筑层厚度根据拌和能力及仓面大小，控制在30～50cm内，砼铺料在10秒左右，不得漏振。振捣时按照快插慢拔的原则，插点均匀、逐点移动、有序进(5)浆砌石施工(5)金属结构拆除与安装金属结构拆除主要为闸坝原弧形闸门、右岸灌溉闸门及相应的启闭及电气设备等；金属结构安装主要为新建闸孔平面钢闸门及闸槽预埋件等。其中闸坝原弧形闸门可用卷扬机起吊，现场切割再有汽车运走，新建工作闸门及相应的启闭及电气设备应有专业队伍进行安装施工。1.8.4施工总布置Xx水闸加固工程所在施工场地地势平坦，较为开阔。在河道两岸不影响交通运输的空地设置综合加工场、金属结构设备安装场、施工机械停放场、仓库系统和生活设施等。综合加工场包括：钢筋加工场、模板加工场等。施工机械可利用施工点周边空地停放。施工临时堆放尽量布置于工程征地范围内不占用其他用地。1.8.5施工总进度(2)工程控制进度因素②工程施工围堰土石方填筑工作要在第1年的10月底完成，以保证工程水下部分有足够的施工时间。1.9建设征地与移民安置布置及建筑物特征，工程管理用地要求等按设计范围征用。调查内容包括工程占地以及需拆迁建筑物面积，以及被征用土地上的附着物等。调查方法参照《水利水电工程淹没实物指标调查细则》,正常蓄水位和校核洪水位都未出械、施工工具。永久占地包括进闸道路扩宽段路基占地及取土场(后期兼做弃土场)占地。占地数量根据1/1000工程布置地形图测量统计而得。1)永久占地2)工程临时征地本次除险加固工程施工导流明渠、取土(弃渣)场以及施工营地需临时征用土地。表1.9-1XX水闸除险加固工程占地指标值序号征地类型/地类单位数量永久征地地亩0(二)临时占地亩1旱地施工道路亩2旱地导流明渠亩3旱地混凝土拌合场亩4旱地仓库及材料堆放场亩5旱地钢筋计模板加工场亩6旱地机械停放场亩7旱地备料场及临时弃渣场亩经计算，XX水闸除险加固工程征地补偿投资为32.84万元。1.10环境保护设计1.10.1水环境保护(1)施工废水施工营地设置2个浆砌石沉沙池，处理施工营地的生产废(2)生活污水置1个施工生活区，本次拟在施工生活区设置1个三级化粪池，处理施工生活区的生活1.10.2施工区人群健康保护1.10.3环境空气质量控制1.10.4噪声防护1.10.5固体废弃物处理(1)施工遗弃的砂石、建材、包装材料等建筑废弃料应由专人管理回收：对于少1.10.6环境保护投资概算计有限公司共同编制的《水利水电工程环境保护设计概(估)算编制规程》(征求意见稿)的规定编制。1.11水土保持设计1.11.1水土流失防治方案(1)水土流失防治责任范围和取土场(后期兼做弃碴场区)共4个水土流失防治分区，其中取土场区和土料场区为持措施投资、进度、质量控制、以及信息管理和合同管理。(5)方案实施进度安排及其工程量1)水土保持监测内容2)监测点设置及频次3)监测保障要求11.35万元，植物措施0.58万元，临时工程10.32万元，独1.12劳动安全与工业卫生1.13节能设计枢纽行政管理)配备管理5人，灌溉闸配备管理维护1人。1.15设计概算1.16经济评价7.72%,大于社会折现率6%;在社会折现率为61.17工程特性表序号名称单位原设计安评本次设计备注地理特征序号名称单位原设计安评本次设计备注12所在河流大桥江大桥江大桥江3基本地震烈度4高程基准面1985国家高程系1985国家高程系1985国家高程系二水文特性1坝址以上集雨面积区间集雨面积1152河道平均坡降3多年平均降雨量4正常蓄水位m5上游设计洪水位(P=5.0%)m6设计洪峰流量(P=5.0%)7设计过闸流量(P=5.0%)8上游校核洪水位(P=2%)m9校核洪峰流量(P=2%)校核过闸峰流量(P=2%)二主要建筑物特性1闸孔型式开敞式开敞式开敞式2闸门型式弧形钢闸门弧形钢闸门平面定轮钢闸门3闸顶高程m4m5闸孔数孔5556单孔净宽m6677消能型式底流消能三主体建筑物工程量1土石方开挖m2土石方填筑m4混凝土m5模板6t四效益1灌溉面积亩六经济指标工程投资续表1.17-1XX水闸工程特性表序号名称单位原设计安评本次设计序号名称单位原设计安评本次设计建筑工程投资万元万元金属结构及安装万元临时工程万元水土保持万元环境保护万元征地补偿万元2.1流域概况效灌溉面积0.4万亩，排涝面积0.25万亩，防洪面积0.35万亩，保护村庄20个，收水库名称流域集雨面积总库容(万m³)有效库容调洪库容水库建成时间桃源水库东圩江六佑水库东圩江速2.5m/s,最大风速21.0m/s,风向NE;多年平均降雨量1550mm,降雨量年内分配不2.3基本资料(2)主要测站概况站名所在河流设站日期观测项目邹圩水文站清水河流量、水位、雨量1955年一今百合水库测站东班江露圩镇百合水库雨量、蒸发量1972年～今桃源水库测站大桥江武陵镇桃源水库水位、雨量1969年～今六佑水库测站大桥江武陵镇六佑水库水位、雨量1963年～今宾阳雨量站大桥江雨量、蒸发量1935年一今(缺黏竹雨量站大桥江雨量、蒸发量1982年～今大桥雨量站大桥江大桥镇大桥村雨量、蒸发量1963年～今桃源水库测站位于桃源水库坝首，距离XX水闸约18km,设立于1962年，主要观测(缺1944~1945年)的雨量资料。2.3.2流域特征参数复核(1)原设计成果XX水闸建于1958年，后因破损严重，无法满足防洪及灌溉要求，于1977年10月长16km,河道平均比降为0.35%。(2)本次复核成果序号名称单位注册登记2009年安全评价本次设计备注1集雨面积2主河道长度3主河道平均比降%2.4设计洪水(1)注册登记(2)2009年水闸安评价洪水。工程按20年一遇标准设计，相应洪峰流量447.3m³/s;按50年一遇标准推求途径集雨面积(km²)24h降雨量(mm)洪峰流量(m/s)闸上水位(m)闸下水位(m)备注水闸注册登记资料5不详不详不详不详假设高程1不详不详不详不详评价报告》5暴雨假设高程1暴雨2.4.2本次洪水复核2.4.2.1历史洪水(1)历史洪水调查1959年6月、8月大雨。其中8月11日降雨量140毫米，邹圩、洋桥、黎塘、王1966年6月20日至7月15日连续降雨435.6毫米，7月27日又降雨79.9毫米。1971年5月、6月大雨，降雨量分别为435.4和455毫米，邹圩、洋桥、黎塘、王面积9.57万亩。1981年5月10日全县大暴雨，全县农作物被淹面积23.72万亩，失收面积8.25万亩，倒塌房屋1391间；邹圩、大桥、洋桥被洪水围困24个村6500多人；被冲垮小 (二)型水库12座、水坝渠道148处，出险水库1座。受灾严重的量大桥镇洛阳村，43户190人，148间房屋全部被淹，其中已倒塌32间，出现危房114间。7月2日又降1992年受台风影响，5月3日降雨量121.6毫米，6月17日降雨量118.6毫米，7月5日降雨量90毫米，7月23日降雨量94毫米。水稻被淹面积11.07万亩，房屋倒塌1994年，受台风影响，6、7月间因降暴雨成灾3次。全县23个镇(乡)均受灾，1997年7月1日至6日，县内普降大雨或暴雨，局部大暴雨，其中和吉降雨量380桥的186.9毫米，芦圩、新圩、邹圩、洋桥等地降雨也超过100毫米。6月16日至26中华、古辣等低洼地方积水成湖、白茫茫一片。全县23个镇(乡)51.125万人受灾，2004年7月19日至22日，受台风影响，县内普降暴雨，局部大暴雨。3天最大降雨量355.5毫米，日最大降雨量214.1毫米，出现严重的涝灾。全县20个镇(乡)全部受灾，受灾人口40.67万人，被洪水围困6.3万人，因灾死亡9人，受伤10人，受来发生洪水灾害有4次，分别为1953年、1974年、2004年、2008年，其中2008年洪水最大，2004年次之，1974年比2004年小但比1953年大。期为50年，2004年洪水重现期为20年。洪峰流量备注历史洪水洪痕位置洪峰计算方法调查水位(m)1974年闸址现状水闸过流曲线2004年管理房现状水闸过流曲线0.2m,是建国以来最高水位2008年管理房现状水闸过流曲线2.4.2.2设计暴雨根据桃源雨量站1969年～2005年及六佑雨量1963年～2005年的年最大24小时实线适线后，得到XX水闸流域各种频率的设计雨量值，详见表2.4-3及图2.4-1。另外从广西壮族自治区水文水资源局编写的《广西暴雨统计参数等值线图研究》(2010年)短各历时暴雨成果见表2.4-4。序号年份按从大到小排列频率(%)备注年份123456789年份按从大到小排列频率(%)年份备注均值=130.2时段均值备注实测雨量资料等值线图(采用)H等值线图H等值线图本次复核采用桃源水库及六佑水库实测长系列雨量资料，具有较好的代表性，但由高楼水闸流域年最大24小时雨量频率曲线频率%)图2.4-1XX水闸流域年最大24小时降雨频率适配曲线时段均值H2.4.2.3设计洪水XX水闸总流域面积的30.6%,总库容4299万m,调洪库容1182万m²,故需考虑两座水桃源、六佑水库同属一个暴雨分区，而汛期洪水主要由台风雨造成，两流域同时发生洪水的机会很大。因此区间流域天然洪水与桃源、六佑水库下泄洪水过程线同频率迭加，即为XX水闸闸址设计洪水。一、区间设计洪水采用原广西水文总站编制的《广西暴雨径流查算图表》中介绍的产汇流计算方法，分别应用纳什瞬时单位线法和推理公式法两种方法推求设计洪水，其设计暴雨的历时取一天，时段长△t取1h。查《广西暴雨径流查算图表》可知XX水闸所在流域的各项分区情况如表2.4-6。表2.4-6XX水闸流域暴雨分区情况表产流分区汇流分区雨型分区下垫面分区4区三区3区山丘区(1)净雨推求各历时设计暴雨计算公式为：设计雨型采用《广西暴雨径流查算图表》刊布的分区综合24h雨型，根据所计算的暴雨过程，扣除初损和稳渗后既得各时段净雨过程。产流期平均入渗率f=6.0mm/h(瞬时单位线法);稳定入渗率μ=2.0mm/h(推理公式法)。(2)瞬时单位线法推求设计洪水工程所在地区为非岩溶地区，汇流分区是三区，在应用纳什瞬时单位线法推求设计洪水时，瞬时单位线主要参数n、k采用非岩溶地区计算公式，其汇流参数的取值应按下列公式计算如下：J—河道比降。根据n、K计算出瞬时单位线的S(t)曲线和时段单位线u(△t,t),进而计算出地表径流过程。地下径流过程其起涨部分按三角形斜线分配，退水部分则根据退水曲线公式推算。洪量按洪水过程线逐时段进行统计，各频率设计洪峰流量及洪量成果见表(3)推理公式法推求设计洪水推求设计洪峰流量的公式为：Qm—设计洪峰流量(m³/s):h一最大T时段内的净雨量(mm);T—流域汇流历时(h);L—流域最大汇流长度(km);J—流域平均比降；m—为汇流参数。因XX水闸闸址以上地区多为低山丘陵区地形地貌，且植被一般，其汇流参数m的计算公式如下：由于θ>10,故有m=0.107θ0.58≈1.26由三部分净雨造成的三个三角形过程线叠加，求出地面径流过程线，再叠加潜流及深层流，则得合成设计洪水过程线。洪量按设计洪水过程线逐时段进行统计，各频率设计洪峰流量及洪量成果见表2.4-7。由于单位线法洪水成果相对较大，且较适合较大流表2.4-7XX水闸区间历次设计洪峰流量、洪量成果比较表时间设计标准24h暴雨洪峰流量24h洪量(万m)备注原设计2不详不详1不详不详2009年安全评价5瞬时单位线法1本次设计复核瞬时单位线法5时间设计标准24h暴雨洪峰流量24h洪量(万m)备注2152(1)设计洪水控制集雨面积33km²,主河流长度为10.65km,主河道平均比降为18.33%。由于水库无雨分区情况见表2.4-6,同样采用瞬时单位线法和推理公式法推求设计洪水，其中瞬时单位线法中mn=1.49,n=2.82,K=0.53,推理公式法中m=0.17θ5¹=0.877,设计洪水成果见表2.4-9。时段均值0.1%备注实测雨量资料等值线图(采用)等值线图H等值线图时间设计标准24h暴雨洪峰流量(万m)备注原设计2不详不详不详不详1979年水文复核成果1简化推理公式法1986年水文复核成果1不详不详时间设计标准24h暴雨洪峰流量24h洪量(万m)备注1不详瞬时单位线法不详水库除险加固复核成果211瞬时单位线法本次设计洪水复核成果5215瞬时单位线法2(2)调洪演算水位(m)库容(万水位(m)库容(万水位(m)库容(万表2.4-11桃源水库水位～泄量关系表水位(m)溢洪道泄流(m²/s)0水位(m)溢洪道泄流(m²/s)表2.4-12桃源水库P=5%设计洪水过程线及调洪演算过程表时段泄水量库容(万m)时段(万m)0123456789调洪成果时段来水量泄水量库水位库容(万m)时段来水量库水位库容(万m)0123456789时段泄水量库容时段泄水量(万m)调洪成果时段来水量泄水量库水位(万m)(万m)0123456789时段泄水量(万m)调洪成果(1)设计洪水时段均值0.1%备注实测雨量资料等值线图(采用)等值线图H等值线图表2.4-16六佑水库历次设计洪水成果表时间设计标准24h暴雨洪峰流量24h洪量(万m)备注原设计2不详不详1976年安全检查1简化推理公式法时间设计标准24h暴雨洪峰流量24h洪量(万m)1979年水文复核成果(注册登记)1简化推理公式法1986年水文复核成果1不详不详1不详瞬时单位线法不详水库除险加固复核成果211瞬时单位线法本次设计洪水复核成果5215瞬时单位线法2(2)调洪演算六佑水库偃顶净宽14m,为曲线型实用堰，偃顶高程为140.00m,正常蓄水位为140.00m,汛期限制水位为140.00m,故本次调洪演算水库起调水位为140.00m,溢洪道水位库容曲线和泄量能力曲线采用水库初步设计成果，详见表2.4-17和表2.4-18。调洪成见表2.4-19~2.4-21。水位(m)溢洪道泄流(m³/s)0表2.4-17六佑水库水位～库容关系表水位(m)库容(万m)0水位(m)库容(万m)水位(m)库容(万m)(万m)(万m)00123456789时段泄水量(万m)调洪成果时段泄水量库容(万m)时段泄水量库容(万m)00123456789泄水量(万m)(万m)调洪成果时段泄水量库容时段泄水量库容001234256789泄水量(万m)泄水量(万m)调洪成果洪水，成果见表2.4-22及2.4-23,设计标准P(%)24h暴雨区间洪峰流量(m³/s)桃源水库下泄流量(m³/s)六佑水库下泄流量(m²/s)合成洪峰合成24h洪量备注瞬时单位线法52法52时间设计标准24h暴雨洪峰流量24h洪量(万m)备注原设计2不详不详1不详不详2009年安全评价5瞬时单位线法1本次设计复核瞬时单位线法52522.4.2.4设计洪水成果分析水库参数21清平水库洪峰洪峰模数水库LJ洪峰洪峰道华水闸(区洪峰新坝水闸(区洪峰XX水闸(区洪峰区间来水量桃源水库泄水六佑水库泄水闸址来水量时段区间来水量桃源水库泄水六佑水库泄水闸址来水量0123456789表2.4-25XX水闸闸址P=2%设计洪水过程表桃源水库泄水六佑水库泄水闸址来水量时段区间来水量桃源水库泄水六佑水库泄水闸址来水量01234567389桃源水库泄水六佑水库泄水闸址来水量时段区间来水量桃源水库泄水六佑水库泄水闸址来水量001234567389高楼水闻区间各频率设计洪水过程线高楼水闻区间各频率设计洪水过程线16182022212.5施工洪水其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑为为5级。施工洪水标准采用5年料进行计算。XX水闸流域上游有桃源、六佑两座中型水库，两座水库控制集雨面积50.7km²,占XX水闸总流域面积的30.6%,总库容4299万m³,调洪库容1182万m,调水计算。根据道华水闸控制面积洪水特性以及工程施工需要，施工期的划分为当年10月~次年2月、10月~次年3月、11月~次年3月三种方案。由于XX水闸流域内缺少流施工期10月~次年2月11月~次年3月10月~次年3月表2.5-2XX水闸施工期设计洪水成果表施工期洪峰流量0(m/s)P=33.3%10月~次年2月11月~次年3月10月~次年3月2.6水闸下游水位～流量关系曲线(1)下游河道过流能力计算XX水闸坝址下游无实测水位流量关系资料，只能根据实测下游100m处的横断面资料按明渠流计算推求，河底高程83.00m,河床糙率结合坝址下游河床及两岸植被情况取0.03～0.04,河道坡降为3.58%,成果见表2.6-1,计算使用曼宁公式如下：A——过水断面积，m²;h——设计水深m:n——糙率；表2.6-1XX水闸下游河道水位～流量关系曲线表水位(m)流量(m³/s)0水位(m)流量(m³/s)(2)下游漫滩流量计算合坝址下游河床及两岸植被情况取0.03～0.04,局部平均水位(m)流量(m³/s)0(3)下游水位一流量过程线(同水位汇总河床本身流量、漫滩流量)2.6-3,及图2.6-1。水位(m)流量(m²/s)0水位(m)流量(m'/s)2.7泥沙输沙量模数等值线图查得该流域的年输沙模数在50t/km沙量为0.58万t。XX水闸闸底高程较低，汛期可开闸泄水排沙，因此水闸淤积并不严2.8水情测报系统电池、充电控制器)、智能遥测终端机(传输设备，一发多收)、防雷设施等设备为一其主要设备见表2-8-1。设备名称型号与规格(元)合计(元)备注水情自动测报一体化装置1个2个13带图像传输功能的智能遥测终端机台14免维护蓄电池容量65Ah以上组15太阳能电池板及支架面16太阳能电池充电控制器个17130万像素以上套18动作时间<10ms套19外部供电电源项1辅助材料(电源及信号线、基杆等)套1软件费套1二运杂费项1三安装调试费项1合计3.2本次工程地质勘察工作简述4.1地区社会经济概况4.2工程建设的必要性7、闸门锈蚀严重，大部分已锈穿漏水，部分闸门工程运行50多年，严重老化，存在诸多安全问题。4.2.2除险加固必要性(1)水闸除险加固是确保水闸安全运行的需要4.3工程任务4.4工程规模1)防洪标准16km,河流比降0.8%。根据登记记载及2009年2月安全鉴定复核计算成果，XX水闸遇校核，校核洪水位为94.44m,相应过闸流量为643m³/s;消能防冲按20年一遇洪水设计。据《水闸设计规范》(SL265-2001)和《水利水电工程等级划分及洪水标准》筑物为5级。4.4.2水闸防洪调度运行方式4.4.3水闸特征水位(1)常蓄水位(2)设计、校核洪水位4.4.4调洪计算冲沙闸宽1.2m、高3.2m。本次新建方案设有5孔闸门，堰顶高程86.00m,闸门尺寸为Q=E.σmnb√2gH¹⁵0——淹没系数(结合水闸上下游水头差查图表得);表4.4-1水闸现状上游水位～流量关系曲线表(闸孔)水位(m)流量(m²/s)0水位(m)流量(m'/s)水位(m)流量(m³/s)0水位(m)流量(m¹/s)水位(m)流量(m³/s)0水位(m)流量(m³/s)(2)上游漫滩流量计算当水位达到90.10m时，水闸左岸开始漫滩，按漫滩计算其泄流能力，根据水闸两岸地形情况，左、右岸地形均低矮平缓，其中滩槽部分过流计算公式如下：i——水力坡降，取0.8%。n——糙率，取平均值0.04;表4.4-4水闸上游滩槽水位一流量关系曲线表左岸滩槽水位(m)流量(m²/s)0右岸滩槽水位(m)流量(m¹/s)0(3)上游水位～流量关系曲线(同水位汇总闸孔、漫滩流量)采用相同水位叠加闸孔过流量、溢流堰过流量、漫滩流量后汇总成XX水闸上游H～Q曲线表，见表4.4-5~4.4-7,及图4.4-1。表4.4-5水闸现状上游水位～流量关系曲线表(汇总)水位(m)流量(m¹/s)0水位(m)流量(m'/s)水位(m)流量(m¹/s)0水位(m)流量(m¹/s)表4.4-7水闸加固方案上游水位一流量关系曲线表(汇总)水位(m)流量(m²/s)0水位(m)流量(m³/s)本次采用方案(4)调洪计算成果表4.4-8XX水闸调洪成果表(新建方案)洪水频率洪峰流量漫滩流上游水位Z上(m)下游水位Z下(m)水位差(m)852由表中计算结果可知：当遭遇20年一遇洪峰流量Q5%=706m³/s,过闸流量为584m³/s,过流能力为83%,闸上水位为90.78m,闸下相应水位为90.09m,壅高0.69m:当遭遇50年一遇洪峰流量Q2%=914m/s,过闸流量为648m³/s,过流能力为71%,闸上水位为91.12m,闸下相应水位为90.70m,壅高0.42m;当遭遇10年一遇洪峰流量Q10%=474m²/s,过闸流量为466m³/s,过流能力为98%,闸上水位为90.21m,闸下相应水位为88.90m,壅高1.31m。可见，泄洪能力基本可以满足10年一遇洪水归槽的要求。XX水闸设计灌溉面积3700亩，灌溉范围包括大桥镇的新桥村、浅村、红岭等等村庄农田。其灌溉干渠及其控制闸门为本次工程施工部分之一。根据本次施工组织设计，本工程干渠及控制闸施工选择在冬季施工，农田作物基本不需要灌溉用水，且控制闸施工工期短，对农田灌溉影响较小。5.1除险加固设计的依据(1)中华人民共和国《工程建设强制性条文》(水利工程部分):(2)《水利水电工程初步设计报告编制规程》SL619-2013;(3)《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》SL252-(4)《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44-2006;(5)《水闸设计规范》SL265-2001;(9)《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011;(10)《水工建筑物抗震设计规范》SL203-97;(11)《水利水电工程钢闸门设计规范》SL74-2013;(12)《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40-2011;(14)《广西南宁市XX县XX水闸安全评价报告》(修订本)(2009.02);(15)桂水水管[2009]110号“关于印发XX县XX水闸安全鉴定报告书的通知”及(中型)安全鉴定成果核查意见”。5.1.2设计原则5.1.3设计基本资料1)上游水位：2)闸下游水位设计水位(P=5%):90.09m;土层名称及编号含水率孔隙比饱和度比重液限塑限塑性指数指数抗剪强度(快剪)系数系数允许力系数允许水力比降湿于力内摩擦角YeGhFk//////含泥质砂②,//////表5.1-2岩(砼)体物理力学参数建议值表名称及编号天然密度饱和单轴抗压强度变形剪强度系数剪断强度允许承载力fC’混凝土①/浆砌石①,/弱风化灰岩③5.2工程等级及标准5.3工程现状复核(1)闸坝：闸坝为浆砌石结构，总长50.7m,正常蓄水位89.14m。闸坝设5孔泄流消能结构，斜坡段坡比为1:5,闸底高程为87.14m,坡长5.0m,有一挑坎，挑坎高程86.45m,斜槽段长度5.65m,底板浆砌石厚度1.0m,混凝土厚度0.2m,挑坎后未设浆砌石基础厚1.0m,混凝土面层厚度0.2m,海曼后未设置消力池，泄洪自由出流，护(2)两岸连接：上游右侧翼墙迎水面为直墙式浆砌石结构，左侧无翼墙；下游翼(3)灌溉干渠：XX水闸灌溉干渠位于闸坝左岸约50m处，设计灌溉面积3700亩，道长140m,干渠宽4~8m,其中进口至控制闸段前90m左岸为鱼塘岸堤，目前已被冲毁，图5.3-1XX水闸现状图图5.3-2闸坝下游现状图图5.3-3干渠进口段及进闸道路现状图图5.3-4下游岸坡现状图图5.3-6管理房现状图图5.3-7排涝沟现状图2009年2月28日，广西壮族自治区水利厅组织1)现场核查意见2)书面核查意见5.4工程总体布置5,闸底高程为87.14m,坡长5.0m,有一挑坎，挑坎高程86.45m,挑流长度5.65m,底1)在原闸室堰体溢流面表层混凝土500mm,按原折线形宽顶堰打入锚筋浇筑C25拆除原右岸检修闸及冲沙闸新建2孔净宽为7m的闸孔，闸墩厚1.6m,新建闸孔堰顶高程为86.00m;4)堰后斜坡段接消力池，本次设计消力池长21m,消力池深1.0m,消力池底板厚方案二：拆除重建(推荐方案)段坡比采用1:4,末端接消力池。4)堰后斜坡段接消力池，本次设计消力池1)过流能力方面2)建筑结构整体性方面3)交通条件方面4)机电金结设备运行方面方案一闸孔总数为7孔，且尺寸不一至，检修闸门设置为2扇。启闭设备及金属结5)工程量及总投资方面表5.4-1主要工程量及投资对比表序号单位方案一方案二比较备注1土石方开挖方案二较少2土石方填筑m方案一较少3混凝土浇筑m方案二较少6t方案一较少7模板m方案二较少8启闭机房m方案二较少二金属结构及安装工程1闸门t方案二较少2理件t方案二较少3启闭设备套86方案二较少三工程直接投资1万元方案二较少2万元方案二较少3万元方案二较少4临时工程万元方案一较少5合计万元方案二较少方案一工程直接投资1649.19万元，方案二工程投资1613.85万元。经过多方面综合分析比较，方案二总体条件较优，本次设计推荐采用方案二，即本次设计为拆除重建5.5主要建筑物加固设计5.5.1闸坝5.5.1.1闸顶高程XX水闸闸坝前正常蓄水位为89.14m,设计洪水位为90.78m,校核洪水位为91.12m。根据《水闸设计规范》SL265-2001,水闸闸顶高程应不低于正常蓄水位加波浪计算高度与相应的安全超高之和，泄洪时不低于设计洪水位或校核洪水位与相应安全超高值之和。水闸的安全超高值在正常蓄水位时为0.4m,设计洪水位情况下为0.7m,在校核洪水位情况下为0.5m。①最大风速确定根据本地区气象汇编资料，XX水闸多年平均最大风速为W=18m/s。②有效吹程的确定吹程的确定方法，可从万分之一地形直接量得，由于XX水闸上游水域狭窄，根据《水闸设计规范》(SL265-2001),计算吹程取前沿水面宽度的5倍，即300m。风浪要素按下列公式计算：T,一平均波周期，s;g一重力加速度，取9.81m/s'。平均波长按下式计算：波浪中心线超出计算水位的高度按下式计算：式中：hz—波浪中心线超出计算水位的高度(m);hp—累积频率为P的波浪爬高(m),XX水闸为3级建筑物，按规范应取累积频率5%的波高；正常蓄水位波浪爬高计算结果列于表5.5-1。表5.5-1正常工况下的波浪高度计算成果表工况水位正常水位闸顶高程计算结果见表5.5-2。表5.5-2XX水闸闸顶高程计算成果表单位：m计算工况水位(m)波浪爬高(m)安全超高(m)计算闸顶高程(m)正常水位设计洪水(5%)校核洪水(2%)按《水闸设计规范》(SL265-2001)规定，水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定。挡水时，闸顶高程不应低于水闸正常蓄水位或最高挡水位加波浪计算高度与相应安全超高值之和；泄水时，闸顶高程不应低于设计洪水位或校核洪水位与相应安全超高值之和。结合考虑本工程交通桥面与闸顶同高，交通桥梁高0.8m,梁底高程需高程最高水位0.5m以上，经过计算，本次设计水闸闸墩顶高程取92.20m,检修平台及交通桥面与闸墩同高，高程取92.20m具体布置情况详见设计图。5.5.1.2闸坝断面设计41.8m,共设5孔闸门，中墩厚1.2m,边墩厚1.0m,堰顶高程86.00m,闸门尺寸为7m×3.5m(宽×高),闸门顶高程为89.50m。闸坝段建基面置于弱风化灰岩上，堰型采用宽顶堰型式，堰顶角分别用R=0.5m和R=1.0m的圆弧修圆，堰后陡坡段坡比采用1:4,末端在底板的上、下游端设置齿墙，齿墙深度1.0m,底宽1.0m。置要求，闸墩顶宽度设计为10.79m,闸墩顶高程为92.20m。为方便运行管理及交通要求，水闸闸墩顶上设置交通桥，桥总长度43m,桥面高程为92.20m,桥面宽3.5m,桥梁净跨度7.36m,为简支梁结构，共5跨，交通桥采用现浇C30钢筋混凝土板梁式结构。程为98.80m,屋顶高程为102.52m。新建闸坝剖面图详见下图5.5-1。图5.5-1新建闸坝剖面图(单位：mm)式中：Q——水闸的排水泄量0——淹没系数，——侧收缩系数，m——流量系数，取0.385B₀——水闸过流净宽，5孔，每孔7m,共35m。h.——由堰顶算起的闸外水深H——计入行近流速水头的堰上水深，Ez中闸孔侧收系数，表5.5-3上游水位及闸孔泄流量表闸前水泄量闸前水泄量根据水文计算，各频率洪水水上下游水位及过闸流量如表5.5-4。表5.5-4泄水闸各级洪水时上下游水位及过闸流量表洪水频率洪峰流量漫滩流上游水位Z上(m)水位差(m)(Z上—Zp)52根据本工程洪水特征，当发生5年一遇洪水时，河道水位为90.21m开始漫滩，洪直线分布法，根据本工程各工况水位，闸基在正常蓄水位(5)土压力(6)淤沙压力；(7)相应于计算水位的浪压力：(8)人群荷载。特殊荷载(9)相应于校核洪水位情况下闸室底板上的水重；(10)相应于校核洪水位情况下的静水压力；(11)相应于校核洪水位情况下的扬压力：闸室计算稳定荷载组合见表5.5-5。荷载组合运行工况作用荷载基本组合B、设计洪水位工况特殊组合C、校核洪水位工况闸室结构及上部的自重按其几何尺寸及材料重度计算确定；闸门采用沙厚度计算确定，对于低水头水工建筑物，泥沙淤积的厚度取到最不利堰顶高度计算：工程区内地震动峰值加速度为0.05g,地震设计烈度为VI度，按《水工建筑物抗震设计z唐子z唐子:c)计算公式1)抗滑稳定计算公式岩基上沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数按下式抗剪断公式计算：f一闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数；C—闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断粘结力(kPa)。A—基底面积(m²);2)闸坝基底应力计算闸室基底应力按材料力学法计算，按结构布置及受力情况对称的公式计算：A—闸室基底面的面积(m);方向形心轴的力矩(kN.m);W—闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩(m)。要求在运用期间的各种荷载组合情况下闸室最大基底应力不大于地基允许承载力；在非地震情况下，闸室基底不出现拉应力。3)抗浮稳定计算公式闸室设有道检修闸门时，利用工作闸门与检修闸门进行检修时应按以下公式进行抗浮稳定式中闸室抗浮闸室基底应力按材料力学法计算，按结构布置及受力情况对称的公式中：K一闸室抗浮稳定安全系数；Σv—作用在闸室上全部向下的铅直力之和，kN;Σu—作用在闸室基底面上的扬压力(kN);要求在运用期间的各种荷载组合情况下闸室最大基底应力不大于地基允许承载力：在非地震情况下，闸室基底不出现拉应力。d)计算单元及参数根据地质提供参数资料，闸坝段闸室基础主要位于弱风化灰岩，闸室两端地基础呈对称分部，因此本次闸坝段闸室稳定计算选取右岸侧的闸室为计算单元进行计算。计算由于岩体抗剪断强度比混凝土抗剪断强度大，因此计算采用砼体抗剪断强度参数进行计算。计算简图中各符号值如表5.5-5:符号工况正常水位工况设计水位工况校核水位工况符号工况正常水位工况设计水位工况校核水位工况e)计算成果闸室基底应力及抗滑稳定计算成果见表5.5-6。计算项目计算项目基本组合特殊组合I正常蓄水位工况设计洪水位工况校核洪水位工况基底应力基底承载力[a](kPa)闸室基础地基岩石抗滑稳定安全系数规范允许值[kc]抗浮安全系数规范允许值[kc]注：表中的“规范允许值”是指“《水闸设计规范》的允许值”。5.5.2消能设施5.5.2.1基本条件(1)水闸平时挡水引水灌溉时，闸上水位维持在正常蓄水位(或汛期限制水位),(2)本工程共设5孔泄水闸，当洪水来临或渲泄低标准洪水，闸上水位控制在正复核应考虑开闸泄洪时闸门开度，本次复核分别选取5孔、3孔、1孔闸门开度为1/4开度、1/2开度、临界流开度、3/4开度以及5孔全开时的情况。根据水力计算，各级别过闸流量时上下游水位情况及过闸流态见下表5.3-7。5.5.2.2消能方式的选择水闸常用的消能方式主要有：底流消能、挑流消能及面流消能。本工程闸坝两岸岸坡抗冲能力较差，承受水头不高，因此选用底流消能方式。5.5.2.3水流衔接状态的判别将下游水深h与收缩断面水深h的共轭水深h进行比较来判别：当h>h,为远离水跃；当h=h,为临界水跃：收缩断面水深h.及其共轭水深h按下式计算：式中h——跃后水深(m);O——水流动能校正系数，采用1.0~1.05;——流速系数，取0.95;T₀——以下游河床为基准面算起的泄水建筑物上游总势能(m)。5.5.2.4计算公式消力池深度按下式计算：式中d----消力池深度(m);o₀----水跃淹没系数，采用1.05~1.10;a----水流动能校正系数，采用1.0~1.05;q-----过闸单宽流量(m²/s);φ-----流速系数，根据《水力计算手册》表4-2-1,按宽顶堰闸孔出流取0.85,按溢流坝出流取0.95;b₁----消力池首端宽度(m);b₂--—-消力池末端宽度(m);T₀----由消力池底板顶面算起的总势能(m);△Z----出池落差(m);消力池长度按下式计算：L,=Ls+βL,式中L,----消力池长度(m);L,-----消力池斜坡段水平投影长度(m);β-----水跃长度校正系数，采用0.7~0.8;L----—水跃长度(m)。消力池底板厚度t按下列公式公式并取其最大值：消力池底板始端厚度(m);----闸孔泄水时的上、下游水位差(m);k₁-----消力池底板计算系数，取0.15~0.20;k₂-----消力池底板安全系数，取1.1~1.3;U-----作用在消力池底板底面的扬压力(kPa);W-----作用在消力池底板顶面的水重(kPa);P.----作用在消力池底板上的脉动压力(kPa),取跃前收缩断面流速水头值的5%;Y----消力池底板的饱和重度(kN/m)。消力池厚接海漫，根据《水闸设计规范》,海漫长度计算公式如下：L=K₅\q.√AH式中：L-----海漫计算长度(m);△H----闸孔泄水时的上、下游水位差(m);q.-----消力池末端单宽流量(m³/s);K₈——海漫长度计算系数，对于中粗砂取12~11,本工程取11。海漫末端的河床冲刷深度可按公式：式中：d.—-—海漫末端河床冲刷深度(m);q。—-海漫末端单宽流量(m³/s);Vo-----河床图纸允许不冲流速(m/s);h-----海漫末端河床水深(m)。5.5.2.5计算成果消能防冲稳定分析计算结果见表5.3-7。泄流孔数闸门开度(m)过闸流量(m3/s)闸上水闸下水收缩水深hc跃后水深长度池深抗冲厚抗浮长度末端冲刷深度5全开正常水位全开正常水位(3/4开度)正常水位(1/2开度)正常水位(1/4开度)3正常水位全开正常水位(3/4开度)正常水位(1/2开度)正常水位(1/4开度)续表5.3-7闸坝段消能工水力计算成果表泄流孔数闸门开度(m)过闸流量(m3/s)闸上水位(m)闸下水位(m)收缩水深hc跃后水深水跃型式消力池长度池深抗冲厚度(m)抗浮长度末端冲刷深度1正常水位全开远离式水跃正常水位(3/4开度)远离式水跃正常水位(1/2开度)远离式水跃正常水位(1/4开度)远离式水跃5.5.2.6消力池结构设计5.5.2.7海曼设计1.96m,本次设计取海漫长度为54m,采用金属网石笼结构，厚0.5m,末端设置块石防1)闸坝上、下游翼墙力池段翼墙顶高程取90.40m,顶宽0.6m,采用衡重式C15埋石混凝土结构。消力池段工程上游河段淤积严重，本工程拟在河道左岸即干渠进口上游左侧衬砌一段M7.5浆砌石护岸连接干渠左边墙，全段长55m。该段河岸衬砌可同时恢复水闸左岸鱼塘水毁岸堤。根据水闸下游岸坡现状，消力池末端至河道中心桩号K0+136.5段河岸被洪水冲刷严重，大部分已形成裸露陡坎，本次设计按5年一遇设计洪水设计，采用衡重式C15埋石混凝土结构。挡墙顶高程为89.30m。河道中心桩号K0+136.5~K0+200段为河道缩窄段，水流较急，本次设计该段为贴坡式M7.5浆砌石护坡。其中桩号KO+136.5~K0+156.5位渐变段。桩号K156.5~K0+200段浆砌石贴坡坡比为1:1,贴坡厚0.8m,护坡顶高程为5.5.3.2岸墙结构稳定、应力计算(1)计算公式①抗滑稳定计算公式：f'一边墙基底面与地基之间的抗剪断摩擦系数，本工程取0.7;C¹—边墙基底面与地基之间的抗剪断粘结力，取0.35MPa。A—基底面积(m²);②抗倾覆稳定计算公式：③应力验算公式：式中：PΣG一作用在边墙上的全部竖向荷载(包括扬压力，kN);A—基底面的面积(m²):ZM—作用在边墙上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向形心轴的力矩(kN.m);W—基底面形心轴的截面矩(m)。(2)计算断面根据工程及各边墙结构特点，本次结构稳定、应力计算选择最不利截面形式为代表，具体结构形式如图5.5-3。域VV:图5.5-3各挡墙最不利结构断面(3)计算工况本次稳定计算复核的控制工况及荷载组合见表5.5-8。表5.5-8边墙控制工况及荷载组合表计算项目自重水重静水压力扬压力土压力重力式结构墙前、墙后水位差√√√√√衡重式结构√√√√√(4)计算结果岸墙结构合计算工况抗滑稳定安全系数K抗倾覆稳定安基底最大应力(kPa)基底最小应力(kPa)基底允许承载力结构合墙后水位差结构合结构合墙后水结构合计算结果表明：各边墙抗滑稳定安全系数Kc,抗倾覆稳定安全系数K₀均大于规范允许值，基底最大应力小于地基允许承载力(详见5.1节基本资料),并未出现拉应力，故各边墙结构稳定及应力满足规范要求。5.5.3.3岸墙基础抗冲刷复核(1)计算公式根据《堤防工程设计规范》GB50286-2013,平顺护岸冲刷深度计算公式如下：n—与岸坡在平面上的形状有关，一般取0.25;经过计算，本工程上游河岸基础局部冲刷深度为0.82m,下游河岸基础冲刷深度为0.93m,因此本工程上、下游护岸基础埋深均设置成1m,满足抗冲刷要求。5.6灌溉干渠XX水闸干渠进口位于闸坝左岸约50m处，进口高程88.40m,进口段宽4~7m。目前干渠进口至干渠控制闸段长145m其中前95m底板及右边墙未衬砌，干渠左边墙为左岸鱼塘塘堤，已被洪水完全冲毁。本次设计按5年一遇洪水对干渠边墙进行衬砌，边墙采用M7.5浆砌石挡墙结构，墙顶高程为90.5m,宽0.6m,其中干渠左边墙衬砌长度为93m,5.7对外交通公路距XX县大桥镇政府约8km。进闸道路为浅村至闸坝位置段道县道段3km为已有硬化的村级道路。进闸道路总长800m,其中前620m路面为泥结石路面，坑洼不平，路面宽度3.5~4.5m。后180m为干渠岸堤道路，宽0.8~1.5m,只能共人行通过。本次除险加固拟对180m岸堤道路扩宽，路基宽4.5m,路面宽3.5m,硬化该800m5.8水闸安全观测、水情测报系统5.8.1水位流量观测5.8.2位移观测情况。观测方法采用主要采用水准测量方法。本工程共设位移标点16点。观测点的布5.8.3扬压力监测5.8.4水文、气象监测5.8.5闸下流态和冲刷淤积5.8.6监测设备、设施的管理(2)所有基点和观测点，都应该有考证表，并绘制总体布置图。水准基点应定期(3)应及时清除影响测值的一切障碍物。5.8.7监测设备、设施的管理5.8.8工程观测主要仪器表5.8-1工程观测主要仪器表序号项目名称单位数量备注1自动雨量计台12自动温度计台13全站仪套14电子水准仪套15普通经纬仪套16水位尺套27玻璃钢塔尺把25.9管理区布置编号项目名称土石方明挖(m¹)土石方填筑(m³))模板(m²)钢材(t)闸室部分(二)消力池及海曼段(三)上下游护岸工程二灌溉干渠工程三四管理区工程五2六安全监测工程63八导流工程二临时交通工程三四合计6机电及金属结构(1)《水利水电工程初步设计报告编制规程》SL619-2013;(4)《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011(电动机章节);(5)《继电保护安全自动装置技术规范》GB/T14285-2006:(10)《混凝土坝安全监测技术规范》DL/T5178-2003;(11)《水电工程水情自动测报系统技术规范》NB/T3003-2013;(12)《水情自动测报系统技术条件》DL/T1085-2008;(14)《水文自动测报系统技术规范》SL61-2003;(15)《工业电视系统工程设计规范》GB50115-2009;(18)《广西南宁市XX县XX水闸(中型)安全鉴定成果核查意见》。(二)电气设计内容XX水闸是一座以灌溉为主，兼顾两岸交通的中型水闸。现状XX水闸为5扇弧形钢闸门，采用葫芦人工拉吊启闭。灌溉渠道进水口控制闸门2扇钢筋砼平板闸门，各配1本次水闸电气设计包括：挡水坝5孔闸门及启闭机、灌溉控制闸2孔闸门及启闭机6.1.1接入电力系统方式XX水闸目前无供电线路。经现场勘测，XX水闸附近有1回10kV线路经过，本次除险加固工程拟从该10kV架空线路“T”接，线路长约0.2km,并兼作施工用电线路，导线选择JKLYJ-50型。6.1.2供电方式6.1.2.1水闸低压负荷估算重建的XX水闸共设5孔工作闸门，共配5台2×10t的固定卷扬式启闭机，配套电动机功率为5×7.5kW=37.5kW:泄洪闸检修闸门配1台2×10t电动葫芦电动机2×13kW:灌溉闸配2台8t的手电两用螺杆启闭机2×2.2kW;闸坝照明5kW;管理房用电15kW;6.1.2.2水闸供电方式电设备进行供电。另增设1台的柴油发电机作为备用电源，以确保10kV线路事故或故6.1.3电气主接线侧采用线路-变压器组接线方式，0.4kV侧采用单母线接线方式；水闸设配电变压器16.1.4主要电气设备选择1、短路电流计算表6.2-1。变压器低压侧(0.4kV)1、次暂态短路电流I"(kA)2、冲击短路电流ich(kA)3、稳态短路电流100(KA)4、短路容量S"(MVA)依照短路电流计算成果进行各级电压的设备选择和校验，确定所选电气设备各项技(1)主变压器的选择序号单台功率数量计算负荷(kW)工作负荷检修负荷1工作闸门启闭机5213管理房用电14启闭机房检修用电526闸坝照明用电5155合计根据上述负荷统计，水闸的正常工作负荷为61.4kW,检修负荷为51kW。确定，并略有裕度。按线损系数取0.05,负荷同时系数取0.6,额定变比短路阻抗连接组别总重量台数V1额定电压额定频率本体额定电流熔丝额定电流最大开断容量(三相)数量1组表6-1-4避雷器YH5WS-17/50型主要技术参数额定电压持续运行电压参考电压0.75倍直流电压下最大泄流雷电冲击电流下残压(8/20)陡坡冲击电流下残压(1/4)数量57.5kV(峰值)50kV(峰值)1组表6-1-5计量箱体额定电压额定频率额定电流电流互感器电压互感器数量不锈钢外壳1个选用预付费式有功、无功电能表，采用三相四线制接线。0.4kV配电设备选择为：0.4kV母线进线选用ZR-YJV-型电力电缆；选用1面按每次只操作一扇闸门启闭机1×5.5kW和电机功率因数0.85计算，则柴油发电机容量为：7.5kW/0.85/0.12=73.5kW。故选1台容量为75kW的备用柴油发电机组。6.1.5输电线路本工程主电源从附近10kV电网架空线路T接，经0.2km分支架空绝缘线路引接至6.1.6过电压保护及接地(1)过电压保护为防止沿线路的雷电侵入波及操作过电压造成电气设备损坏，在10kV线路进线和(2)接地装置采用热镀锌角钢和圆钢，规格为：垂直接地体镀锌角钢∠63×6,水平接地体镀锌圆钢φ18,埋深0.8m;接地网外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧半径为2.5m。自水闸启闭机5面挂墙式控制箱布置于室内下游侧；左岸灌溉渠控制闸室内布置2面挂墙式控制箱；1面GCS型抽出式低压配电屏、1面水闸控制LCU屏和1台UPS均布置在新水泵及施工照明等设备，最大负荷约为70kW,本设计考虑采用“永临结合”,利用新设水闸电气一次主要设备汇总表见表6-1-6:表6-1-6XX水闸电气一次主要设备汇总表序号型号及技术参数单位数量1配电变压器台12套1310kV高压跌落式熔断器只3410kV避雷器只350.4kV低压计量箱型号由供电部门指定或提供面160.4kV低压配电屏面17管理房配电柜个18照明配电箱PXZR型个39水闸照明系统(灯、开关、插座、导线等)项110kV架空绝缘线路电力电缆m电力电缆m序号型号及技术参数单位电力电缆m电力电缆m电力电缆m电力电缆m电缆支架电缆桥架、电缆管等吨1电缆防火项1热镀锌型钢(-40扁钢，∠50角网)吨6.1.8水闸监控、继电保护和通信当上游来水量较大，库水位已高过正常蓄水位92.10m时，仅对3#闸门(中孔)进行控泄，使之维持在正常蓄水位92.10m附近运行；当来水量很大时，在3#闸门全打开的基使水闸维持在正常蓄水位92.10m附近运行；当洪峰预报到来前，5孔闸门全打开泄洪。关闭闸门时与上述操作顺序相反。水闸最多同时操作的闸门为2扇。左岸灌溉闸2扇工(3)在水闸启闭机房控制箱上直接手动控制水闸启闭操6.1.8.2继电保护、测量及通信(1)按《继电保护和安全自动装置技术规范》要求设计。当电气设备发生故障、a.变压器保护在10kV进线侧配有跌落式高压熔断器，其保护功能为：反时限电流速断保护，过(3)测量表计装置(1)设计原则(2)监控系统总体设计方案一(采用1套LCU监控5扇闸门)方案二(采用5套LCU监控5扇闸门)设备多，投资大；安装、维护工作量大。比较结果不推荐(4)监控系统拓扑结构地控制LCU柜(集中控制级)和中控室监控主机(中控级)。通●现地控制LCU柜(集中控制级):布置在水闸中控室，机柜内含PLC(可编程控(5)监控系统功能●水闸LCU的功能二开关量输出(D0)三模拟量输入(AI)序号数量开关量输入(DI)11打开闸门52关闭闸门53闸门停5序号1闸门上升52闸门下降53闸门停54闸门上升卡阻55闸门下降卡阻5657现地控制位置58闸门荷重过载59电磁抱闸行程开关松开551水闸LCU故障11水闸雨量计1故选择1套高性能的PLC(可编程序控制器),其监控点数设定为(预留