农田防洪排涝水闸可行性研究报告

农田防洪排涝水闸可行性研究报告xx水闸地处福建省，位于xx港港口入海河流上游段，属于农田灌溉排涝水闸，是周边农田灌溉排涝的重要水工构现有xx水闸运行至今已几十年，是当地防汛、排涝、水环境改善和农田灌溉不可缺少的重要水工建筑。现有xx水闸闸孔规模为（净高：3.4m，净宽：2m）的四孔水闸，闸墩厚度为0.65m、闸身总宽6.9m、闸长11.1m，闸板为木板闸门。xx水闸在多年运行后，水闸条石表面出现明显炭化、表面腐蚀脱落、破损严重，对日常运行安全构成了威胁，且闸门启闭至今为人力，急需改用启闭机设备。为此xx县xx镇邀请我家对xx水闸进行评估，评估结论为：水闸上下游淤积严重，水质恶化，使水闸功能衰退，生态环境较差，随着xx县农田的建设和发展，水闸所在地为农业灌溉区，水闸受常年来的侵蚀，已明显老化，2010年5月我单位受xx县xx镇的委托，开始编制xx水闸防洪排涝工程的可行性研究报告。按委托要求本工程的内容为：①xx水闸及其配套设施的除险加固。②中游段挡水闸门改建；③河道清淤；④河道护坦扩展、加固；⑤电气设备的布置。（SLJ705-8111.《水工混凝土结构设计规范》（SL/T191-9612.《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-9517.其它有关规范。2．收集分析水工建筑物，提出相应评价和结论；3．复核工程的等级和设计标准，确定工程规模，拟定工程总体布置、主要建筑物的结构型式和布置、控制尺寸、高程和工程数量；4．拟定建筑物的闸门和启闭机等的型式和布置；5．拟定工程的管理机构；6．提出工程的投资估算。1.作为灌溉及防洪排涝水系改造建设的需要，为提高闸门可靠度，加固xx水闸是非常必要的，技术上是可行的。xx水闸的规模为净宽11.1m，闸身长度为6.9m，工程的主要2.经方案比较后选定对xx水闸进行除险加固并对其上、下游河段进行清淤整治。3.按规划河道口宽11.1m,底宽8m,底高程0m。4．水闸闸孔为净宽8m，闸首采用浆砌条石坞式结构；闸底板高程为-0.3m5．闸门采用直升式钢筋混凝土闸门，启闭设备采用手电两用启闭机。6．本工程用电为非工业重要用户。7．工程管理初拟水闸管理所定员为1人。8．工程总投资为万元。表1-1工程综合特性表序号单位一二三四五六七1闸首m2m浆砌条石坞式mmm2消力池m5m3翼墙m浆砌条石重力m浆砌条石重力单位八132m九1m23十1人12亩3m21万元2万元3万元2.1水文气象xx县位于福建省南部沿海、台湾海峡西岸，属南亚热带降雨量由西北向东南随地势降低而逐步减少，多年平均径流深467mm，为全省年平均径流深1168mm的40%。降雨天数多年平均为112天，月降雨天数多年平均以6月天；以10月至12月份最少只有4天。历史实测日最大暴雨310.5mm，发生于1990年6月30日，根据历年实测资料分析，平均日最大降雨量112.0mm，20年一遇日最大降雨207.3mm，30年一遇日最大降雨207.3mm。经计算，水闸不同重现期的设计水位见下表。xx水闸设计水位成果表0.360.730.590.520.44xx水闸地处xx县xx镇的西南部，水闸建于河道上，根据邻近的地质资料及现场调查了解，水闸地基土层为中风化花岗岩，闸区范围内分布的地层主要有淤泥混砂层及中粗砂混粘土层。①淤泥混砂：呈深灰色、流塑为主，局部软塑，饱和。以粉粘粒为主，富含有机质，含有贝壳碎屑，中细砂含量约20%-30%，层厚约0.75-1.5m，工程性能较差。饱和。以石英质中细砂为主，分选性较差，含少量淤泥，含量约5%-15%。该层厚度约0.9m，属细砂土层。③中粗砂混粘土：灰色，松散-稍密，饱和。以石英质中粗砂为主，分选性较差，含较多泥，含量约10%-20%。该层为淤泥混砂下伏土层，工程性能一般。断裂带南段通过本工程区，该断裂带位于东南沿海，呈北向东平行海岸线分布，宽38-58公里，长大于400公里，北入海域，南延广东，该断裂带推测发生于晚三叠世，自晚三叠世以来，由于太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲，在福建大陆边缘平行俯冲带形成长乐-南澳深断裂带，在东南沿海由祥谦-云霄、长乐-陈岱、平潭-xx等三个次一级的断裂带所组漳州幅区域地质图》，本场地范围内无区域性地质动力地质左右影响较弱，构造形迹不发育。工程区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为第三章工程建设的必要性、任务和规模3.1工程建设的必要性现有xx水闸运行至今已几十年，是当地防汛、排涝、水环境改善和农田灌溉不可缺少的重要建筑，为xx县农业发展及安全渡汛起了很大作用。1．从客观环境讲，由于水闸段淤积严重，使水闸排水功能衰退，水闸四周环绕农田，交通不便，一旦遇到险情，抢险条件较差。2．从水闸本身讲，几十年咸潮咸气的侵蚀，使水闸已明显老化，如原来的木板闸门难以满足蓄水要求，各构件间接触部位挤压破损，设备陈旧，xx水闸至今仍采用人力启闭等等，均待以投入予以维修、改造和加固。基于上述原因，现有水闸已在运行管理和功能发挥方面有所衰减，因此对现有水闸进行除险加固迫在眉睫。xx水闸除险加固的内容为更换4扇平板钢筋混凝土闸门和4台10T手电两用螺杆式启闭机。对xx水闸下游护坦抛大块石进行防冲消能，并对xx水闸的上下游河道进行清淤整治。修建上xx水闸启闭机操作室的楼梯1个。并更换上游小水闸的2扇平板钢闸门和2台台10T手电两用螺杆式启闭机启闭。布置距离约2.5km的380V输电线路。xx水闸主要功能为：防洪排涝和灌溉。3.3工程规模工程规模如下：水闸规模：净孔宽2m；闸底高程-0.3m。河道规模：河道口宽11.1m,底宽8m,底高程-1.0mxx水闸更换4扇平板钢筋混泥土闸门和4台10T手电两用螺杆式启闭机。xx水闸下游护坦抛大块石进行防冲消能，并对xx水闸的上下游河道进行清淤整治，水闸两边岸墙，修建上xx水闸启闭机操作室的楼梯1个。并更换小水闸的2扇平板钢筋混泥土闸门和2台台10T手电两用螺杆式启闭机启闭。工程总投资142万元。第四章工程选址、工程布置及主要建筑物4.1工程等别和建筑物级别xx水闸要求保证周边农田的灌溉与防涝。根据《堤防工泵站等建筑物的设计防洪标准，应不低于堤防工程的防洪标准，并留有适当的安全裕度。本工程的主体建筑——闸首、消力池、内、外河翼墙以及外河防洪建筑物均为五级建筑物。4.2设计标准堤防上的闸、涵、泵站等建筑物的设计防洪标准，应不低于堤防工程的防洪标准；又根据中华人民共和国国家标准《防洪标准》GB50201-94第2.0.1条，本工程非农业人口远小于20万人，故本工程防洪标准按《防洪标准》表2.0.1应确定水闸的门顶高程按《水闸设计规范》（SL265-2001）第4.2.17条，确定为：设计高水位加0.3～0.5m超高。外河侧闸墙及挡墙顶高程按《水闸设计规范》（SL265-2001）第4.2.4条，确定为：设计洪水位加波浪计算高度与安全超高值之和，并按其规定，位于防洪（挡潮）堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪（挡潮）堤堤顶高程来加以确定。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001本工程位（SL203-97）规定，建筑物按地震烈度7度设防。4.3工程布置工程布置的原则是：满足功能、运行要求，结合考虑地形、地质等因素，做到布置紧凑合理、协调美观，结构安全可靠、施工方便、运用灵活。该工程的主要功能是防洪排涝和灌溉，平时操作上是启闭闸门自排，故工程布局上将水闸轴线置于河道中心线上，使主流平顺。闸首的外河侧设消力池，水闸管理区综合考虑地形条件、景观效果等因素进行布置。根据《水闸设计规范》（SL265-2001）第4.2.14条，仅需设置一道工作闸门。受力钢筋选用12φ10（As=942mm2分布钢筋选用11φ10@300。钢筋排列见图纸。4.4主要建筑物结构型式满足有关设计规范要求;满足设备布置、安装、运行及检修的要求；技术适当先进、安全可靠、管理方便、整齐美观；施工便利。米，闸身总宽11.1米，闸长：6.9米。1）梯板几何尺寸:步级尺寸a1Xb1=200X240梯段净跨n1Xb1=14X240=3360梯段净高n2Xa1=15X200=3000上折平台跨度L2=0mm下折平台跨度L3=0mm2）梯板荷载条件(除注明外，均为标准值):每米宽斜板重=25x150x4504=16.8kN每米宽步级重=25x0.5x200x240x1420厚水泥沙浆面层=2.4kN20厚纸筋灰底层=01.5kN梯级面层(大理石)自重=7.1kN楼梯栏板(钢栏杆)自重=1.4kN/m恒载总标准值=11kN/m活载标准值=3.5kN/m2活载准永久值系数=0.3总荷载(设计值)=18.28kN/m(控制组合方式:1.35*g+1.4*0.7*q)3）计算结果：计算砼强度等级C25计算斜板厚度h=250mm实选斜板厚度h=250mm计算跨中弯矩M=20.63kN.m计算选用钢筋:φ10@98(I级799)由于不引水，故内河不设消力池。外河消力池净宽由闸孔处的11.1m渐变到13m，长5m。消力池深为0.5m，池底面高程-1.5m，底板厚度初拟9.5m。墙身采用浆砌条石及底板结构采用钢筋砼结构。内、外河圆弧翼墙采用钢筋砼悬臂式结构，基础采用钢筋砼方桩。外河侧墙顶高程为2.5m，与外引河的防浪墙岸相接。内河侧墙顶高程为2.0m，与内引河的防汛墙岸相接。河底宽8m，河口宽度11.1m，河底高程-1.0m，河道工程段长3.3km。1）防洪标准区域河道规划控制最高水位2.1m，根据《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）表2.3.1，取安全超高0.4m，由此确定区域河道设防标高为1.5m。2）布置原则内容包括河道疏拓、新建亲水型护岸和绿化工程，以防洪排涝及改善水环境为主要功能。因此，设计主要遵循以下a．以水利规划为基础，综合考虑现状地形、水流特征、建设单位及两岸建筑规划建设单位意见，尽量满足各方面要b．从实际出发，尽量减少工程投资；c．按照河道规划要求，在不影响河道实施后过流能力情况下，根据需要局部调整河道线型，保持河道线型自然光滑、曲折优美。3）河道结构断面由于受规划过水断面、两岸地形的限制，护岸采用方桩重力式承台结构，即-1.0m高程以上设重力式浆砌块石挡墙。4.5主要建筑物结构计算水力计算公式取自《水闸设计规范》SL265-2001。4.5.1.计算流量0heB00)^(1/2)4.5.2.消能设计消力池深:底板厚:4.5.3.防渗设计Ls>c.ΔH1d=σ0hhSΔZLSJ=LS+6.9β(hhC)4.5.4.闸首稳定计算公式（1）.基底应力（2）.抗滑稳定:经计算复核，水闸的结构稳定及消能、防渗均能满足规第五章小闸门改建xx水闸上游处有一挡水闸门。闸门有2孔，闸孔高3m，闸墩厚为0.65m，水闸受常年的侵蚀，老化、损坏严重，如混凝土表层爆裂剥落，受力钢筋外露锈蚀、闸板漏水严重等。5.2主要整改内容1.作为xx县灌溉水系改造建设的需要，为提高闸门可靠度加固挡水水闸是非常必要的，且技术上是可行的。2．闸门采用平板式钢筋混凝土闸门。3．设置2道闸槽，以便于闸门更换、维修。=1648.5mm2分布钢筋选用15φ10@200。钢筋排列见图纸。5．启闭机的更换，2台10T手电两用螺杆式启闭机。5.3整改估算钢砼闸门：数量：2；单价：16541元；10吨手电两用螺杆启闭机：数量：2套单价：15507元；更换费用：96144元。第六章电气及金属结构本工程用电为非工业用户，拟申请一路10kV高压电源供电。10kV架空线路引至闸区外终端杆，管理区内采用电缆引外线由供电部门负责。采用软起动方式。2.检修动力负荷约为3kW。3.控制电源5kW。4.管理房照明、空调照明电约5kW。总装接容量约为27kW；10kV电源电缆引至变配电所高压进线负荷开关。备用电源采用电缆方式引至变配电所内低压开关柜电源切换处。变电站内配置低压计量、无功补偿、电源切换、动力出线及照明出线等部分。低压柜主开关为双投刀开关，实行手动切换，备用电源用以确保水闸启闭机动力，控制室照明供电。变配电所设于距xx水闸2.5km的地方，变配电所内配置高压开关柜、变压器柜、量电屏及无功补偿柜。另外设置动力配电，照明配电各一台。启闭机控制机房内按规范及功能作照明设计。照明均采用节能灯源。在闸首门架机房屋顶及管理房屋顶设置避雷装置，利用电缆于大地连接，接地电阻不大于1欧。由变配电所引出室外的电力电缆、沿电缆沟敷设，室内照明线路采用一般塑铜线沿墙、沿地暗敷。1.控制系统本工程采用人工监控，配备一名专职人员管理和监控水2.检测仪表在变配电所内高压及低压进线柜处设置微机型综合测量装置，电量信号送闸首油压泵房内的PLC柜。水闸控制室内设置1门电话，并设置一台传真机，由邮电部门进行规划，设计和安装。序号型号及规格数量1高压开关柜HXGN-10kV台22箱式变压器SC9-160/10,160kVA,10/0.4kV台13低压配电屏MNS型台44计量柜台1供电部门提供5操作台、椅桌：宽800×长2500，椅：1只套16动力配电箱台37照明配电箱台89投光灯套2配镇流器、灯杆，触发器等电力电缆VV-1-4×25米300024PLC柜台228打印机单色激光，A3套129不间断电源（UPS）输入电压：220VAC输出电压：220VAC2kVA，1h套1过电压保护装置套1通讯电缆屏蔽双绞线米2000电源避雷器900104，900121只信号避雷器SACH-5只第七章投资估算与资金筹措7.1编制依据及标准7.1.1编制依据工程投资估算编制依据福建省水利厅闽水[2005]计财73号文颁发的《福建省水利水电工程设计概（估）算编制办1、建筑工程定额主要采用1997年福建省水利厅颁发的《福建省水利水电建筑工程预算定额》，并扩大3%计算，不足部分参照其它有关专业定额。2、安装工程定额采用水利部水建（1993）63号文颁发3、施工机械台班费采用1997年省水电厅颁发的《水利水电工程施工机械台班费定额》，并将其一类费用小计乘7.1.3取费标准根据闽水（2005）计财73号文规定计算：1、其他直接费：建筑工程3%、安装工程4.2%。2、间接费：土石方工程10%、砌石工程8%、混凝土及钢筋制安工程10%、设备安装（人工费的）80%。3、计划利润：5%。4、税金：3.381%。7.1.4基础单价1、人工费：根据闽水（2005）计财73号文规定，人工2、主要材料估算价格采用当地的现场价，不足部分参考2010年4月份《漳州建设工程造价信息》上的xx县材料信息价格。设备按国内代理商报价计列。7.1.5独立费用1、工程建设监理费：按闽建计[2001]18号文的规定执程勘察设计收费管理规定》执行。3、工程保险费：取工程建安费的0.45%计算。4、生产准备费：按照设备费的1.53%计算。5、基本预备费：按估算一至三部分之和的4%计算。7.2估算总投资xx县xx镇xx水闸除险加固及河道清淤整治工程静态总投资为135.35万元。其中：土建工程费为119.35万元；工程建设监理费4.75万元；勘测及设计费4.25万元；建设单位管理费及基本预备费7万元。详见工程投资总估算表：第八章环境影响评价8.1环境状况及环境效益本工程是以蓄水和排涝为主的综合利用工程,本身就是一项水利环境工程,实施后对整个区域能提供良好的环境效xx水闸工程实施后，可以增大调水力度，改善水环境。同时，也增大了排涝流量，为促进工农业生产发展、人民生活安定奠定了坚实的基础。本工程的排涝、蓄水功能发挥，有利于地区经济的可持续发展。8.2主要环境影响本工程实施后，提高了地区排涝标准，改善了水环境和投资环境，因此，水利工