水闸整修工程施工图设计

'编号：2010-094同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计安徽长江河道设计研究院二〇一〇年十一月 项目名称同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计委托单位安徽省华阳闸管理处设计单位安徽长江河道设计研究院证书编号A134008050项目负责人缪士彬报告编写缪士彬主要设计人员徐伟荣谷霄鹏其他参加人员管丽萍李雪峰谢宝涛审核王岗审定李金瑞 目录1基本情况11.1工程缘由11.2工程水文21.3工程地质21.4气象特征32工程任务和标准42.1地区社会经济发展状况42.2工程任务42.3工程设计标准43工程内容与设计53.1整修工程内容53.2存在问题及整修工程设计54施工组织设计94.1施工总平面布置94.2施工导流、降排水措施94.3施工总进度计划94.4主体工程施工方法105附件12 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计1基本情况1.1工程缘由华阳闸位于长江北岸望江县华阳镇，同马大堤桩号83+400处，始建于1936年初，1955年重建，1956年竣工。该工程是华阳河流域垦殖工程之一，其主要功能是汛期拒江倒灌，汛后排泄渍水，干旱年份引江济湖。华阳闸设计防洪水位（吴淞高程基准，下同）为闸下19.86米，闸上13.98米。正常蓄水位闸上12.00米，最大水位差6.28米。设计泄洪流量240立方米/秒。该闸闸室为四孔，结构型式为钢筋混凝土结构涵箱，单孔净宽5.00米。闸室长度29.55米。闸室底板高程原设计为9.00米，现加高至9.20米。上游引河底高程9.00米，下游引河底高程7.00米。闸门型式为平面钢闸门，门高6.27米，门宽5.27米，每扇门重12.0吨。配套4台手电两用卷扬式启闭机，每台启闭力15吨。华阳闸自建成运行以来，出现过一些问题，进行了多次维修加固。1968年闸底板水泥灌浆，增设启闭机台，下游冲刷坑抛石及海漫接长。1975年建钢筋混凝土防洪墙。1977年闸门喷锌防腐。1978年引灌流量过大，上游海漫冲刷深达5.0米。1979年闸墩裂缝环氧树脂灌浆，闸室顶板环氧水泥砂浆修补，上游冲刷坑抛填砂石。1980年闸底板水泥灌浆，上游块石护底、护坡整修，建启闭机房，防洪墙粘土灌浆。1998年进行了大修，钢筋混凝土闸墩加厚0.20米，钢筋混凝土底板加高12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计0.20米，更换钢闸门及启闭机，下游消力池底板加固补强，新建启闭机房及工作桥等。华阳闸虽经多次整修加固，但由于工程运行时间久远，存在多处安全隐患。二〇〇八年十二月，安徽省长江河道管理局委托无锡市水利设计研究院有限公司对华阳闸进行了检测和安全鉴定，根据检测结果及安全鉴定报告，华阳闸工程土建、金属结构及电气设备等方面存在诸多安全隐患，急需进行整修加固。受安徽省华阳闸管理处委托，我院承担安徽省华阳闸整修工程的施工图设计工作。1.2工程水文工程所在地属长江马当河段，每年5～10月为汛期，一般7～8月两月来水量最大，是长江的主汛期。长江华阳闸水位特征值见表1、表2。表1华阳闸水位特征表站名多年平均水位历年最高历年最低统计年份水位时间水位时间华阳闸11.4520.381998.8.24.781963.2.201956～2009说明单位：m（吴淞高程）。表2华阳闸多年月平均水位表站名年均1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月华阳闸11.457.637.668.5610.4912.5413.9015.8614.9114.0912.7110.498.55说明统计年限为1956～2009年。采用吴淞高程基准，单位：m.1.3工程地质12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计闸址地层属于第四纪河流冲积层，地层上部主要是壤土，下部砂及砂壤土相间。1.4气象特征华阳闸所在地属于亚热带湿润季风气候区，具有四季分明，光照充足，雨量丰沛的特点。该区域多年平均气温为16.5℃，历年极端最高气温为40.2℃（1953年8月11日），极端最低气温为-12.5℃（1969年2月5日）。历年平均霜期为117.3天，年平均降水量为1389.2mm，最多年达2294.2mm（1954年），最小年为758.5mm（1978年）。降水量受季风影响主要集中在4～7月，约占全年降水量58.3％。本地区属季风气候区，风向呈明显的季节性变化，常年风向主要为东北风和西南风，年平均风速3.2m/s。12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计2工程任务和标准2.1地区社会经济发展状况华阳闸坐落在同马大堤望江县境内。同马大堤位于长江下游的左岸安徽省安庆市境内，上接湖北省黄广大堤末端段窑，下迄安徽省怀宁县的官坝头，纵跨长江张家洲、上下三号、马当、东流和官洲河段，全长173.525公里，其中江堤段长138公里，皖河堤长35.525公里。同马大堤保护安徽省境内宿松、、望江、怀宁、太湖四县及省属华阳、九城畈及皖河三个国营农场2310平方公里范围内的142万亩耕地，124万人口以及京九、合九铁路及沪蓉高速公路防洪安全。同时，同马大堤也保障湖北省黄广大堤保护区内的安全。同马大堤保护区内是安庆市重要的粮棉油生产基地，望江、宿松、怀宁及宿松四县2004年国民生产总值为125.33亿元，比上年度增长12.2％，区域内工农业生产具有广阔的发展前景。2.2工程任务华阳闸整修工程包括闸室裂缝处理、迎江侧防渗铺盖修复、下游消力池检修、水位观测自动化改造、更换启闭机主令控制器等电气设备、闸室右岸连接段等堤防排水工程修复、管理及生活设施维修改造等。通过上述整修工程的实施，可消除华阳闸工程相应的安全隐患，改善工程运行状态，为确保工程安全度汛提供必要条件。2.3工程设计标准同马大堤为国家2级堤防，华阳闸为2级建筑物。本工程为华阳闸工程主要建筑物，按2级建筑物设计。12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计3工程内容与设计3.1整修工程内容本次整修工程的主要内容包括：1、闸室裂缝处理；2、迎江侧防渗铺盖修复；3、下游消力池检修；4、水位观测自动化改造；5、更换启闭机主令控制器等电气设备；6、闸室右岸连接段等堤防排水工程修复；7、管理及生活设施维修改造等。3.2存在问题及整修工程设计3.2.1闸室裂缝处理1#孔左边墙距闸门下游7.9m处底板有一条裂缝长2.37m，由边墩向左延伸，边墩裂缝由底板向上延伸1.5m，裂缝处有白色乳状化合物析出，裂缝最大宽度4mm；3#孔底板距闸门下游7.9m处底板有一条裂缝长4.28m，由左中墩向右延伸，3.0m~3.4m之间有六处冒气泡、裂缝处伴有白色乳状化合物析出，3#孔右边墩距闸门7.9m附近有三条裂缝，长度分别为1.1m、0.6m、0.3m；4#孔右墩距闸门边缘8.1m处底板有两条裂缝，边墩向右裂缝长2.43m，中墩向左裂缝长3.45m，0.63m处有气泡冒出，1.83m处有气泡冒出，两裂缝间距0.34m，裂缝处伴有白色乳状化合物析出。整修加固工程方法：裂缝涂抹12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计环氧树脂砂浆，对闸室底板冲刷、露筋等部位进行修补。3.2.2迎江侧防渗铺盖修复华阳闸桥面高程为20.7m，为了抗御更大的洪水，1999年在华阳闸公路桥迎江侧修建了长105m、高2.8m的防洪墙，在防洪墙迎江侧增设了长95m、宽17m、厚20cm的砼防渗铺盖，阻止江水渗入内湖。经过多年的运用，目前防渗铺盖破损严重，经检查发现防渗铺盖上共有纵、横向裂缝98条，伸缩缝也已损坏。整修加固工程方法：对裂缝进行修补，涂抹环氧树脂砂浆。3.2.3下游消力池检修华阳闸下游消力池于1998年整修时进行了检查，至今已运行12年。1999年内湖高水位时进行过大泄量的排水，目前发现排水时水流明显左偏，消力池结构情况难以判断。整修加固工程方法：排干消力池内水，对消力池内的杂物进行清除，对损坏的部位进行修复。3.2.4水位观测自动化改造华阳闸现有的水位自动检测系统是2002年为“华阳闸自动监控系统”12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计配套实施的，采用投入式的液位变送器和专用仪表来进行水位检测，属于传统的接触式检测方式。由于河道中存有淤泥、砂石、杂草等杂物，因此常会造成传感器通水孔堵塞，从而造成水位检测误差增大，使水位检测的精度和稳定性变差，甚至无法正常使用，目前已全部损坏。华阳闸水位站监测的长江水位是同马大堤防汛指挥决策的重要依据，江水位达警戒水位以上，省防指要求每间隔2小时报送水位一次。为提高水位观测的精度与效率，对现有的观测设备进行更新改造。整修加固工程方法：采用高精度的一体化超声波液位变送器完成水位的自动检测任务。3.2.5更换启闭机主令控制器等电气设备1998年华阳闸整修加固时更新了4台启闭机，每台启闭机都配有主令控制器及开度仪，限制闸门启闭的上、下位及显示闸门的开启度。经过十多年的频繁启闭运行，目前主令控制器磨损较大，触点损坏严重，经常不能自动动作，闸门启闭上、下位无法自动控制；同时智能开度仪也有2台损坏、2台高度显示不准，闸门开启度只能依靠操作人员目测。整修加固工程方法：更换相关设备。3.2.6闸室右岸连接段等堤防排水工程修复华阳闸左右岸连接段堤防2004年进行了裁直拓宽改造，堤顶宽度达10～14m。2007年公路部门将原柏油路面改为砼路面，路宽6m，路基抬高了0.7～1.2m，使得两侧路肩亏土严重，特别是右岸连接段堤防临近江堤侧形成了长240m、宽2～4m、深平均1.0m的积水沟。今年汛期该段江堤内坡严重散浸，难以判断是积水沟积水渗出还是江水通过堤身渗入造成的。同时管理区大门前的公路排水直接汇入进出通道，遇大雨天大门口难以通行。整修加固工程方法：疏通公路迎江侧积水沟及排水管道、新建大门口排水系统。3.2.7管理及生活设施维修改造12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计2010年上半年望江县地震局避雷检测所对华阳闸办公大楼、启闭机房、配电房设施等设备进行了避雷检测，检测结果表明有部分避雷设施不符合要求；宿舍楼没有设立避雷设施，因雷击导致宿舍楼部分楼板错落。由于水管体制调整，华阳闸单位名称已由“安庆市水利局华阳闸管理所”更名为“安徽省华阳闸管理处”，原名称雕刻在大门楼幕墙的花岗岩上。同时原幕墙花岗岩因长期风化，白浆外溢，污迹斑斑，无法清除。1999年兴建的职工宿舍楼，因冰冻、地震影响，目前有部分墙体开裂、预制板因雷击错缝，波形屋面的釉面瓦全部碎裂。整修加固工程方法：整修不符合检测要求的避雷设施，增设宿舍区避雷设施。拆除重建幕墙，重新挂贴花岗岩，嵌套铜字单位名称。更新宿舍楼屋面瓦、维修开裂的墙体。12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计4施工组织设计4.1施工总平面布置根据现场踏勘的情况，为便于施工组织，具体布置如下:(1)生活和办公区：在工地附近租用当地民房设项目部及施工用房。(2)生产区：布置在闸下游附近空地上，设料场、砼拌和站等。(3)水、电及通信：水：生活用水利用当地自来水。生产用水用潜水泵从河道中取水。电：利用当地电网供电，备1套12KW移动式柴油发电机组。通信：项目部设电话1部，施工现场采用移动通信方式。4.2施工导流、降排水措施本工程在枯水期施工。主体工程施工前需关闭闸门，下游需筑临时围堰。工程施工区地势较低，需采取一定的排水措施。根据水量大小配备一定功率的潜水泵进行排水。4.3施工总进度计划根据工程内容、施工总布置，拟定开工日期为2010年12月1日，完工日期为2011年3月31日，总工期为121日历天。(1)准备工作：2010年12月1日至12月5日；(2)施工围堰：2010年12月6日至2010年12月15日；(3)主体工程施工：2010年12月16日至2011年3月15日；(4)围堰工程拆除及施工场地清理：2011年3月16日至3月25日；(5)工程验收：2011年3月26日至3月31日。4.4主体工程施工方法12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计本次整修土建工程的主要内容包括：闸室裂缝处理、迎江侧防渗铺盖修复、施工临时围堰等。4.4.1临时围堰工程填筑围堰工程位于闸室下游，建设标准为：下游河底高程为7.0米，根据历年水位特征值，围堰顶高程定为9.00米，围堰顶宽3.0米，两侧边坡为1：3。土方填筑施工方法：围堰施工时，水面以下采用进占法施工，推土机平整碾压，直至高于水面以上80厘米。填筑范围内无水区每0.3米分一层，层层碾压。填筑土料质量应符合《堤防工程施工规范》（SL260-98）及设计的要求，不得含杂草、树根等有机物及石块，不得含腐植土。分段填筑时，上、下层分段位置应错开；相邻作业面的碾迹搭接宽度，平行围堰轴线方向不应小于0.5m，垂直围堰轴线方向不应小于3.0m，机械碾压不到的部位，应用人工方式铺以夯具夯实。冬雨季施工采取相应的施工措施。4.4.2裂缝处理裂缝处理采用环氧树脂砂浆修补，施工环境温度不宜低于15℃。环氧树脂采用二酚基丙烷型环氧树脂，填料为中粗砂。施工前顺裂缝方向凿V型槽，槽深25mm，宽50mm。裂缝内部先用水压或气压吹净，再气压吹干。要求V型槽表面无水、无油渍、灰尘等污物。施工时先涂抹环氧树脂基液，再涂抹环氧砂浆。环氧树脂基液可采用毛刷人工涂刷，力求薄而均匀，凹凸不平处应反复多次涂刷。涂刷基液后间隔30~60分钟再涂抹环氧砂浆。12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计环氧砂浆平面涂抹时应分层铺摊均匀，每层厚度宜为1.0~1.5cm，立面涂抹时为避免浆液流淌，可适当增加填料，减小涂抹厚度。顶面涂抹时每层涂抹厚度不宜大于0.5cm，并需用力压紧。环氧砂浆的养护温度以20±5℃为宜，温差不宜超过5℃，冬季养护时间需7天以上。12安徽长江河道设计研究院 同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图设计5附件附件1：同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工预算。附件2：同马大堤华阳闸安全隐患除险加固工程施工图。12安徽长江河道设计研究院'