梅济老闸初步设计报告

'梅济老闸工程特性表序号及名称单位数量备注一、流域概况1、流域面积km25511.402、梅济闸控制面积km21162.73、保护区耕地万亩26.054、保护区人口万人17.1二、水文气象1、多年平均降水量mm1311.92、多年平均气温℃16.8黄梅气象站3、汛期最大风速m/s13.04、设计流量m3/s1975、设计水位闸上/闸下m15.64/15.35黄海高程，下同6、校核水位闸上/闸下m16.53/16.107、正常挡水位闸上/闸下m13.63/10.20三、工程等级Ⅲ等中型3级建筑物四、地震烈度度Ⅵ五、主要建筑物（梅济老闸）1956年5月建成并投入使用1、底板高程m9.32、闸孔尺寸m×m5.0×4.83(宽×高)3、闸门形式平板钢闸门4、消能方式底流消能5、闸顶高程m18.456、启闭平台高程m25.657、启闭机型号台3型号：QL-2x150手电两用螺杆式启闭机六、施工特性1、主体工程数量1）土方开挖m326617.142）土方回填m327135.6 3）混凝土拆除m3624.654）浆砌石拆除m32019.575）混凝土浇筑m38357.076）钢筋制安t299.547）止水铜片m185.02、施工工期1）准备工程月12）主体工程月93）煞尾月24）总工期月12七、工程投资　1、总投资万元1637.771）工程部分投资万元建筑工程万元981.81机电设备及安装工程万元100.03金属结构设备及安装工程万元77.47临时工程万元131.40独立费用万元217.91基本预备费万元90.522）环境保护和水土保持部分　环境保护工程万元17.21水保工程投资万元21.43 1综合说明1.1工程概况梅济老闸位于黄梅县濯港镇以南，百里长堤与梅济港交汇处，工程由梅济老闸、进水港、前池、挡土墙、消力池、挡土墙、出水港等组成，与梅济新闸并列布置，相距120.0m。梅济老闸工程等级为Ⅲ等，主要水工建筑物为3级，次要建筑物为4级，历史上是一座以防洪（挡外长洪水）为主，兼顾泄洪和调蓄灌溉等综合利用的中型水利工程，随着沱湖闸及西隔堤的建设，目前梅济老闸主要功能为泄洪和调蓄上游水位满足两岸灌溉和用水。原梅济老闸工程由黄冈市水利局设计院设计，经湖北省人民政府批准，于1950年10月由黄梅、广济（现武穴市）两县共同开工兴建，1951年5月建成并投入使用。梅济老闸原设计排水流量121.10m3/s，闸底高程9.30m；共5孔，中孔净宽4.00m，其余各孔净宽2.50m，闸室总净宽14.00m。主要由进口段、闸室段及出口段等配套建筑物及设施组成，其中，进出口段均为浆砌条石结构。闸室由闸墩、底板及附属设施组成：闸墩为浆砌石结构；底板为混凝土结构，根据地质现场取芯，底板总厚度为57.0cm，上部分为27.0cm厚的素混凝土结构，下部分为30.0cm厚的浆砌石。每孔设有工作平板钢闸门各一扇（中孔4.00m×4.50m，其余2.50m×3.50m），其中，中孔设有1×300kN的手电两用螺杆启闭机；其余各孔分别设有1×200kN的手电两用螺杆启闭机。梅济老闸枢纽工程地处华阳河流域平原湖区。1956年规划拟定华阳河流域平原湖区为蓄洪垦殖区。分蓄洪区位于华阳河流域平原湖区南端、长江中游下端左岸，由龙感湖、官湖、黄湖和泊湖等组成，横跨鄂皖两省；华阳河分蓄洪区湖北部分面积174.64km2，其中丘陵59.74km2，滨湖31.90km2，湖泊83.00km2；共有四乡、两镇、一分场共60个行政村，人口6.50万人，耕地7.09万亩，区内以农业经济为主，1996年共农业总产值7.68亿元。由于梅济老闸位于三湖中枢的地理位置，承担太白湖流域以上来水面积1162.7km231 的排渍任务，是黄冈市在平原湖区最早兴建的综合性水利工程之一，也是黄冈三湖地区的重要控制性水利工程。开闸能泄广济武山湖、太白湖洪水，洪水通过梅济大港排入龙感湖，关闭能减轻龙感湖的洪水压力。梅济老闸为一座以社会效益为主的水利工程。其保护太白湖流域内26.05万亩农田和17.1万人民群众的生命财产安全以及太白湖农场2.60万亩的渔场的养殖面积；保护京九铁路、合九铁路、105国道、318高速公路及沪蓉高速公路的安全；保护黄梅县万亩湖圩、西喇叭湖圩及龙感湖管理区10.68万亩农田和5.00万人口。2009年3月12日，省水利厅组成专家组，根据《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）对黄梅县梅济老闸进行安全鉴定，专家组认为：承担安全鉴定的单位资质符合要求，提交的现状调查报告、安全检测报告和工程复核计算报告齐全，报告中基础资料分析有据，结论基本正确可信，主要鉴定结论如下：（1）闸顶高程满足要求。正常蓄水情况下闸顶高程要求为13.529m，设计洪水位情况下闸顶高程要求为17.401m，校核洪水位情况下闸顶高程要求为18.255m，现闸顶实际高程为18.45m，因此，闸顶高程满足要求。（2）过流能力满足要求。设计洪水位时时闸前、闸后水位分别为16.14m、15.72m，经计算过流能力为247.82m3/s，而设计要求最大排水流量为121.10m3/s，因此过流能力满足要求。（3）消能防冲能力不满足要求。由于梅济老闸下游没有设置连接过渡段，没有设置消能工，因此水闸在泄流或排水时难以在下游形成淹没水跃，一般都是自由出流，同时实测地形图显示在梅济老闸下游河道形成两个大的冲刷坑，最大直径分别约为11.00m和17.00m。因此，梅济老闸的消能防冲不能满足规范要求。（4）渗流稳定不满足要求。闸基主要为淤泥质粘土，根据水闸设计规范，水平段允许渗透坡降[J]=0.30~0.40，出口段允许渗透坡降[J]=0.60~0.70。由渗流计算结果可以看出，水闸出口段渗透坡降为0.875，已大于允许渗透坡降，因此梅济老闸现有情况下的渗透稳定不满足规范要求，可能会发生渗透破坏。（5）闸室结构稳定满足要求。由复核计算结果可以看出，各工况下闸室地基承载力、闸室地基应力不均匀系数、沿闸室基底面抗滑稳定及闸室抗浮稳定均满足规范要求。31 （6）翼墙地基承载力不满足要求。由复核计算结果可以看出，翼墙的抗滑稳定及抗倾稳定性满足规范要求，但是最大地基承载力超过了地基允许承载力的1.2倍，不满足规范要求，地基应力不均匀系数满足规范要求。（7）闸室底板和闸墩结构强度不满足规范要求梅济老闸底板为素混凝土结构，底板总厚度为60.0cm，上部分为30.0cm厚的素混凝土结构，下部分为30.0cm厚的浆砌石，不满足规范要求；梅济老闸闸墩为浆砌条石结构，也不满足规范要求。（8）启闭机启闭力满足要求。经计算①型闸门需要的启门力为87.54kN，闭门力22.30kN；②型闸门需要的启门力为67.08kN，闭门力18.20kN；实际配置的启闭机分别为1×300kN和1×200kN的手电两用螺杆启闭机，启闭力均符合启闭要求。（9）闸门强度和变形不满足要求。综上所述，水闸工程大部分运用指标无法达到设计标准，工程存在着严重的安全问题，并已无法通过除险加固解决，按照《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）的规定，梅济老闸评定为四类闸，应拆除重建。重建前，应采取减小水头差等控制运用措施，确保水闸安全度汛。2012年5月，湖北省黄梅县水利局委托我公司对梅济老闸除险加固工程进行初步设计。经现场查勘并收集基本资料和研究分析，现编制完成了《湖北省黄梅县梅济老闸除险加固工程初步设计报告》，编制依据如下：（1）湖北省黄梅县水利局处委托我公司编制《湖北省黄梅县梅济老闸除险加固工程初步设计报告》设计合同；（2）《湖北省黄梅县梅济老闸除险加固工程安全鉴定报告书》；（3）《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5020-93）；（4）《灌溉与排水设计规范》（GB50288-99）；（5）《水闸设计规范》（SL265-2001）；31 1.2水文气象1.2.1华阳河流域概况华阳河流域位于湖北省的东北角，西起湖北省武穴市的盘塘，东至安徽省的合圩东堤及新坝，南抵长江，以黄广大堤、同马大堤为防洪屏障，北界抵大别山外围山岭。流域面积5511km2，其中湖北境内为2553.3km2，分属武穴市953.2km2，黄梅县1600km2。华阳河流域干流发源于湖北省武穴市横岗山西南部，海拔高程650m。流经梅川镇入武山湖，经官桥大港、童司牌闸入太白湖，经梅济港、沱湖闸入龙感湖、大官湖、泊湖，于安徽省望江县的华阳闸及杨湾闸入长江，全长178km，其中流经湖北境内长98km。流域地势为西北高，东南低，北部为大别山余脉，山形短促，地势陡降，中部为浅丘陵地带，龙岗地形，开阔平缓，南部为长江冲积平原，地势平坦，河港交织，湖泊棋布。按地形分湖北境内，山区面积380.0km2，丘陵613.0km2，平原湖泊1560.2km2。1.2.2气象特征华阳河流域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，雨量丰沛，且有明显的季节性，无霜期长。根据黄梅气象站多年实测资料分析，黄梅县多年平均气温16.8℃，极端最高气温39.2℃，极端最低气温-12.6℃，多年平均无霜期316天。气象特征如表1-1。表1-1黄梅气象站气象特征值表项目名称单位特征值1、多年平均降水量mm1311.92、多年平均蒸发量mm1453.33、多年平均气温℃16.80极端最高气温℃39.2（1988.7.18）极端最低气温℃-12.6（1969.2.6）31 4、多年平均风速m/s2.3最大风速m/s13（1989.7.24）最多风向W5、多年平均相对湿度%786、多年平均日照h1947.37、多年平均无霜期d3161.2.3水文基本资料1、雨量站网华阳河流域在湖北省境内有多个雨量站，本次设计采用的有黄梅气象站。黄梅气象站建于1959年，位于黄梅县城关，为黄梅县气象部门设立。本次收集有自建站至2007年历年逐日降雨资料。2、水位测站下新水位站位于黄梅县下新镇，由湖北省水文总站设立，用于观测龙感湖水位，已于1995年撤站，该站水位记录采用吴淞高程系统，吴黄差为2.016m，本次收集到的有下新水位站1956~1994年逐日平均水位资料。白湖渡闸下站位于梅济港梅济新闸闸下，下新水位站于1995年撤站后，迁至白湖渡闸下，该站水位记录采用吴淞高程系统，吴黄差为1.87m。本次收集到的有白湖渡闸下站1995~2005年逐日平均水位。1.2.4设计洪水本次洪水主要复核梅济港的洪水。梅济港的洪水主要来自武山湖下泄洪水、太白湖下泄洪水及太白湖与梅济闸间的来水。华阳河流域缺乏流量实测资料，设计洪水采用暴雨途径进行分析。设计洪水采用湖北省水利水电勘测设计院编制的《湖北省暴雨径流查算图表》（以下简称《查算图表》）推荐的瞬时单位线法分析计算。经计算，设计洪水成果见表1-2。31 表1-2设计洪水成果表流域频率（%）洪峰流量（m3/s）洪峰模数（m3/s/km2）最大24h洪量（万m3）最大72h洪量（万m3）武山湖513103.085939.36823.01011052.604936.55663.2太白湖518903.068725.19995.51015802.557202.38230.21.2.5施工期设计洪水根据《湖北省暴雨径流查算图表》，经产、汇流计算得武山湖、太白湖分期施工设计洪水。武山湖枯水期11~3月入湖水量不大，仅753万m3，湖水可经武穴大闸直排入江，也可经官桥西泵站提排入江。因此，梅济老闸枯水期施工洪水计算可不考虑武山湖来水，仅计算太白湖洪水即可。枯水期分期设计洪水成果见下表。表1-3梅济老闸施工期5年一遇设计洪水成果表月份QP(m3/s)WP(万m3)12711922184384418117537312001.4工程任务与规模31 1.4.1工程现状及存在的主要问题梅济老闸1951年5月建成并投入使用，由于运行多年，工程出现了老化及病险状态，已影响到工程的安全运行，配套设施不全，运行管理不便，难以正常发挥工程效益。（1）梅济老闸闸墩为浆砌的条石结构，经过60年的运行，条石风化严重，勾缝局部大部分砂浆起泡脱落，条石大部分部位同时受风化影响，严重脱落。（2）闸室变形严重，受力特征受到破坏，左右边墩存在绕流渗透，当上、下游水位差超过1m时，边墩侧就会出现明显的射水和护坦冒水现象，引发主体结构基础变形破坏，产生应力裂缝，导致左右边墩已出现对称裂缝，随时都有可能倒塌的危险，严重危及大闸的安全。（3）结构单薄，缺少上、下游连接过度段，进出口流态状况差，由于侧向收缩进水口水位落差很大，闸室底板已产生横向裂缝。（4）闸门止水严重老化变形，已经导致闸门止水失效，严重漏水，每当防洪保安时，闸门都要上防汛突击队进行封堵。（5）闸室下游未设置消能防冲设施，且在下游河道冲刷成两个大的冲刷坑，最大直径分别约为11.0m和17.0m，严重危及大闸自身安全。（6）闸门锈蚀不是十分严重，但门体制造焊接质量相当差，而且多处漏焊，合格率较低，门体质量已经不能满足现行规范要求，不能满足工程正常运行。（7）梅济老闸启闭设施为手电两用螺杆式启闭机，受计划经济的束缚，生产技术落后，制造质量粗糙，啮合精度很差，加之维修费难以落实到位，导致丝杆严重锈蚀，变形严重，已经达到国家规定的报废产品。（8）启闭机室为砖混结构，墙体年久失修，墙面脱落严重，房顶天穿地漏。（9）公路桥面偏窄，满足不了防汛抢险需要。（10）水闸无工程沉陷、位移等安全检测设施。（11）管理设施落后，管理单位无办公用房和职工住房，凭租用别人的房屋办公。31 （12）进闸防汛抢险道路简易，质量相当差，大部分地段都被民宅占道，已经不能满足现代管理和防汛抢险要求。1.4.2工程建设的必要性梅济老闸的建设，对当地的防洪排涝有着十分重要的意义，其主要表现在以下两方面：1）排除上游洪水入龙感湖梅济港是太白湖连接龙感湖的水流通道，全长20.3km，梅济港入口（太白湖出口）没有控制，中间建有梅济新闸和梅济老闸，梅济闸上游为太白湖，湖水从梅济港经梅济闸入龙感湖，梅济港是太白湖排洪的主要通道；梅济老闸的主要任务是排除上游洪（涝）水入龙感湖。因此，梅济老闸的安全运行对于上游的排涝有着重要的意义。2）控制太白湖水下泄流量，满足太白湖区农田灌溉要求根据梅济闸管理所运行记录及水闸调度要求，为保证水闸上游梅济港、太白湖区域农田灌溉及用水要求，并满足安全度汛的需要，汛期（4~9月）正常挡水位为13.13m，相应下游水位12.13m；非汛期（10~3月）正常挡水位13.63m，相应下游水位11.93m。3）安全鉴定结论2009年3月12日，省水利厅组成专家组，根据《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）对黄梅县梅济老闸进行安全鉴定。梅济老闸工程部分运用指标无法达到设计标准，工程存在安全问题，主体结构不能满足基本运行需要，按照《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）第6.0.2条的规定，梅济老闸评定为四类闸，需进行拆除重建处理。综上所述，梅济老闸是华阳河蓄滞洪区的重要组成部分，是上游排洪涝的主要通道，直接关系到黄梅武穴两县人民的生命财产安全。梅济老闸枢纽工程始建于上世纪50年代初期，受历史条件的限制，为三边工程，工程的建设质量较差，存在很多问题，特别是经过近60年运行后，目前工程安全问题更加突出。解决梅济老闸存在的安全隐患，使其能正常运行，对上游两县经济的持续发展，构建和谐社会，有着十分重要的意义。因此，梅济老闸的除险加固是十分必要的。31 1.4.3工程规模1、工程任务梅济老闸的主要任务是排除上游洪（涝）水入龙感湖。2、排水标准梅济闸是华阳河洪水汇入龙感湖的骨干工程，承排面积1162.7km2，承排区内武穴市的城市防洪标准为20年一遇，武山湖、太白湖的防洪标准为20年一遇，综合考虑上下游排水标准，梅济老闸的排水标准取为20年一遇。3、设计流量及水位20年一遇排水标准下梅济闸下泄流量为433m3/s。该设计流量由梅济老闸和梅济新闸共同承担下泄，其中梅济新闸设计流量为236m3/s（除险加固报告已审批），梅济老闸设计流量为197m3/s。设计洪水位：闸上15.64m，闸下15.35m。校核洪水位：闸上16.53m，闸下16.10m。正常挡水位：闸上13.63m，闸下10.20m。1.5工程总布置及建筑物加固设计1.5.1工程布置根据水闸安全鉴定的结论，梅济老闸除险加固方案为拆除重建。考虑到原闸止处的基础已经沉陷固结完毕，对新建水闸的稳定有利，因此，新建水闸拟定在原址拆除重建。根据梅济老闸的过流能力和规模，新建梅济老闸采用共3孔一联的开敞式水闸结构。新建水闸由上游连接段、闸室段和下游连接段组成。上游连接段由闸前护底铺盖和两岸的翼墙组成。护底铺盖可以改善水流条件和防渗，翼墙的功用在于挡土、防冲和防止侧向绕渗。闸室段由基础部分的底板和上部结构的闸墩、闸门、工作桥、启闭机房和闸侧空箱等几个部分组成。下游连接段由下游消力池、海漫、防冲槽和消力池两岸的翼墙组成。31 1.5.2加固设计根据安全鉴定评价结论及本次分析复核，按照有关规程规范的要求，本次加固设计主要针对梅济老闸存在的严重问题，采取拆除重建的加固措施。具体加固设计内容如下：1、清除闸室上游的淤积物，并浇筑砼护底铺盖；2、拆除重建闸室和启闭机房，新建上游空箱翼墙，新建闸侧空箱挡土墙，新建下游消力池和空箱翼墙，新建消力池后海漫和防冲槽；3、根据新建的闸墩，重新布置新建工作桥；4、对水闸两侧进场的堤顶道路进行整治，对上下游的堤坡进行整治。采用预制砼空心砖植草护坡，在水闸两侧的上下游岸墙上设置石材栏杆确保管理人员安全；5、根据新建的闸室尺寸新建钢闸门，并配套相应的手电两用螺杆式启闭机，配置相应的电缆及电气设备；6、新增水闸安全监测设施，设置图像和计算机自动化监测系统和水情自动遥测系统；1.6金属结构设计由于梅济老闸原闸门设标准低，工程质量差，原启闭机磨损老化严重，多年来，金属结构设备一直带病运行，至今也未得到必要的加固，影响梅济老闸的正常运行，也不适应现代化管理的要求，需进行整治加固处理。梅济老闸重建金属结构主要包括：泄水工作闸门3扇、启闭机3台，金属结构总重43.71吨，喷锌防腐面积350m2。其中平面钢闸门27.66吨，门槽及其埋件10.05吨，手电两用螺杆启闭机6吨。1.7电气设计梅济老闸重建工程设泄水平板闸门3扇，其启闭机为螺杆启闭机，配套电动机6台，单台电机功率7.5kW。此外，电气设计须考虑水闸管理所、防汛值班室等办公设施用电。因此，梅济老闸电气设计的主要内容包括：启闭机设备的供电、照明、现地控制保护以及办公楼、防汛值班室的供电等。31 1.8消防设计为保障国家财产和人民群众的生命安全以及水闸的正常运行，在变电站、启闭机室、中控室、柴油发电机室、办公大楼等处设置必要的消防设备。1.9建筑景观设计根据梅济老闸的实际情况，并按《水闸工程管理设计规范》的有关规定确定要新建房屋部分。结合梅济老闸的运行管理的需要，在生产区新建1处防汛值班室，并结合生态水利、环境水利、景观水利的要求在闸周边设计景观绿化。在水闸及防汛值班室周边，包括办公室、会议室、仓库周边布置景观绿化。1.4.4工程主要建设内容根据安全鉴定评价结论及本次分析复核，按照有关规程规范的要求，本次加固设计主要针对梅济老闸存在的严重问题，采取拆除重建的加固措施。具体加固设计内容如下：1、清除闸室上游的淤积物，并浇筑砼护底铺盖；2、拆除重建闸室和启闭机房，新建上游空箱翼墙，新建下游消力池和空箱翼墙，新建消力池后海漫和防冲槽；3、根据新建的闸墩，重新布置新建工作桥；4、对水闸两侧进场的堤顶道路进行整治，对上下游的堤坡进行整治。采用预制砼空心砖植草护坡，在水闸两侧的上下游岸墙上设置石材栏杆确保管理人员安全；5、根据新建的闸室尺寸新建钢闸门，并配套相应的手电两用螺杆式启闭机，配置相应的电缆及电气设备；6、新增水闸安全监测设施。31 1.10施工组织设计1.10.1施工条件程区位于黄冈市东部的黄梅县境内，区内有105、沪蓉高速公路及黄小高速等重要国道以及县、场区之间的省级公路、防汛公路组成的交通网络，并与乡镇公路连通，因此对外交通较方便，能满足工程施工需要。梅济老闸枢纽工程位于黄梅县濯港镇—百里长堤与梅济港交汇处，现有105国道通至濯港镇，梅济老闸距105国道约200m，有混凝土乡村道路通至工程现场，交通非常便利。工程区位于湖、港旁边，水量能满足施工要求，港内的水无工业污染，水质较好，水质经简单处理后能满足生活用水的要求，施工用水可直接从港内提取；施工用电大多可从附近已架设的10kV线路T接。所需主要建筑材料有水泥、钢筋、砂、石料、柴油、汽油及板材等，工程所需水泥、钢筋、木材可从黄梅县、龙感湖管理区购买，其他的可就近购买。1.10.2施工导流据各期施工洪水流量特征，将5~9月划分为主汛期，11~3月划分为枯水施工期，4月定为汛前过度施工期，10月定为汛后过度施工期。4月和10月在施工作业面满足度汛要求的前提下，亦可作为施工期。梅济老闸加固施工期间，在梅济老闸的上下游设置围堰挡水，利用梅济新闸泄洪，从而形成梅济老闸加固施工基坑。1.10.3主体工程施工工程施工包括原建筑物拆除、土方开挖与回填、混凝土工程、块石砌筑、闸门及机电设备安装等，各施工项目均为常规，施工难度不大。1.10.4施工交通及施工总布置梅济老闸枢纽工程位于黄梅县濯港镇—百里长堤与梅济港交汇处，31 现有105国道通至濯港镇，梅济老闸距105国道约200m，有混凝土乡村道路通至工程现场，交通非常便利。场内交通包括连接基坑、围堰及各施工辅助企业等施工场地的施工临时道路，总长约1km，路面宽度为4m，采用泥结碎石路面。施工辅助企业主要有办公生活设施、混凝土加工系统、钢筋木材加工厂及临时物资仓库等。1.10.5施工总进度总工期为12个月。第一年的9月为施工准备期，10月拆除原闸，第一年的11月至第二年的3月末为第一个枯水期，也是主体工程施工期，要求主体工程在此期间施工完成。1.11工程管理设计1.11.1管理机构及人员编制梅济新闸工程由梅济闸管理所管理，属黄梅县水利局管理。工程竣工后，仍由梅济闸管理所管理，专门负责水闸建筑物工程的运行和日常维护。根据《水利工程管理单位编制定员试行标准》（81）水劳字第22号文，结合本地区实际情况，本工程设置工程管理所。拟配梅济新闸管理所人员7人，由当地政府协调解决。本水闸管理机构应本着精干、高效、务实的原则，管理所下设有技术组、管理组、财务组及办公室四部门，并分为中控班、机电班、水闸班、保卫班和调度班。1.11.2管理设施管理单位的生产、生活区建设，本着有利管理、方便生活、经济适用的原则，合理确定各类生产、生活设施的建设项目、规模和建筑标准。管理单位生产、生活区建设项目包括：公用建筑、生产和辅助生产建筑、生活福利及文化设施建设、环境绿化设施等。根据有关规定，新建防汛值班室用房200m2。为了保证梅济新闸的安全和正常运行，根据该本水闸的规模，在水闸主体工程建设时，同步设置有水位观测项目。31 另外，为了进一步提高管理的透明度、先进性和对工程的全方位自动化管理，在该工程建设时设置水雨情自动遥测系统和图像计算机自动化监测系统，以提高该排水闸的管理水平。1.12工程占地及移民拆迁本工程无新增永久占地，临时占地22.8亩，占地类别均为旱地，总计占地补偿投资为11.06万元。1.13安全设计本次安全设计根据相关文件精神，结合《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）的有关要求，对梅济新闸除险加固工程做出安全生产预评价。工程施工期存在的主要危险、有害因素有：崩塌及滑坡、火灾与爆炸、交通事故、电气伤害、高处坠落、焊接作业危害、施工期洪水危害、机械伤害、噪声及粉尘危害等。为了确保安全生产，在施工过程中要求施工方设置必要的安全标志，并按操作规程进行施工等，主要需要采取以下措施：设置安全管理机构、建立安全管理制度、对施工人员进行安全培训、教育与考核、投入必要的安全设施、实施安全监督和日常检查、建立工程事故应急组织，编制事故应急预案，这样才能保证安全生产。根据国家相关文件精神，水利水电工程安全生产费用按建安工程造价的2%计取。1.14节能设计本工程施工期的建筑材料运输，土石方挖填及运输，混凝土加工及浇筑，金属结构加工及运输等均使用大量的机械设备，消耗大量的油、电，在施工过程中提高各参建单位的节能降耗意识，加强施工现场的管理，节能措施主要从建筑材料生产与运输、机械设备配置、施工区交通及办公生活设施等方面入手。31 项目建设应贯彻始终如一的节能意识，合理选择水源点和设计方案，密切各专业的设计配合，选择合理的施工方案和施工措施，使工程建设获得最大节能效益。1.15环境保护设计梅济老闸加固施工期间产生的废气、废水、废渣、噪声对工程区环境造成一定程度的污染，但采取措施后可以得到减免。梅济老闸加固施工开挖和废渣堆放对工程区植被有一定的影响，也易造成水土流失，采取适当防治措施后亦可得到减免。梅济老闸除险加固施工对工程区有一定的影响，但从总体上看，工程加固后提高了灌溉、防洪、养殖等效益，并且水闸下游的防洪安全有了保障。虽然施工期间，将对工程区环境产生不利影响，但影响是局部的、暂时的，通过采取相应的对策措施可以减免。因此，从环境角度讲，不存在制约因素，不会造成大的不利影响，工程是完全可行的。本工程环境保护投资为17.21万元。1.16水土保持设计梅济老闸除险加固工程在施工期将产生一定量土石开挖及回填，损坏现有草皮植被，如果任意让地表裸露或弃土弃渣随意倾倒、堆放在河边、河滩、耕地中，将造成严重的水土流失，淤积河道，同时对土地资源也将造成不容忽视的破坏和浪费。梅济老闸除险加固施工期长且不集中，计划工期12个月，施工期为枯水期，停工期为主汛期，雨季容易造成取土场地、新开挖填筑的土质裸露面以及基础开挖面的水土流失发生。根据建设活动类别、工程布局、防治责任、水土流失特点等，对防治责任范围划分为5个水土保持治理区：主体工程区、弃渣治理区、取土场治理区、施工附属企业区、施工道路区。根据工程建设区地形、地质、土壤条件及区域水土流失状况，结合施工特点、施工布置和建设区近远期发展规划，以及所产生的水土流失影响和防治目标，统筹制定水土保持措施。按照工程措施和植物措施相结合、重点治理和一般防护相结合、安全保持和水土资源保持相结合、治理水土流失和恢复、提高土地生产力相结合原则，对建设区水土流失进行系统、全面设计，形成完整的水土流失防治体系。31 本工程水土保持投资21.43万元。1.17设计概算按2013年第3季度价格水平计算，工程部分总投资1637.77万元。其中建筑工程981.81万元，机电设备及安装工程100.03万元，金属结构设备及安装工程77.47万元，临时工程131.40万元，独立费用217.91万元，基本预备费90.52万元。环境保护投资17.21万元，水保投资21.43万元。1.18经济评价本项目经济评价主要依据国家发改委及建设部颁发的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版，以下简称）《方法与参数》、水利部颁发的《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）(以下简称《评价与规范》)进行。本项目属改建、扩建水利建设项目，按《评价与规范》要求，经济评价采用有无该项目的增量费用和增量效益进行，评价时采用的主要参数如下：（1）价格国民经济评价采用影子价格，概算采用的是当地商品价格，考虑目前国内许多货物市场价格已接近影子价格，故影子换算系数取1.0。（2）基准年及基准点计算期的基准年选在建设期第一年；基准点定在建设期的第一年年初。（3）社会折现率及基准收益率社会折现率采用8%。（4）计算期本工程建设期1年，正常运行期采用30年，则计算期为31年。进行国民经济效益费用流量分析和敏感性分析得出，项目经济内部收益率为11%，经济净现值为467.19万元，经济效益费用比为1.22。在正常情况下以及投资、效益等不确定因素在一定范围内变化时，项目内部经济收益率都大于8%，经济净现值均为正值，经济效益费用比均大于1.0。国民经济评价各项指标均达到国家规定的标准值，项目经济合理。31 2水文2.1流域概况2.1.1华阳河流域概况华阳河流域位于湖北省的东南角，西起湖北省武穴市的盘塘，东至安徽省的合圩东堤及新坝，南抵长江，以黄广大堤、同马大堤为防洪屏障，北界抵大别山外围山岭。流域面积5511.0km2，其中湖北境内为2553.2km2，分属武穴市953.2km2，黄梅县1600.0km2。华阳河干流发源于湖北省武穴市横岗山西南部，海拔高程650.0m。流经梅川镇入武山湖，经官桥大港、童司牌闸入太白湖，经梅济港、沱湖闸入龙感湖、大官湖、泊湖，于安徽省望江县的华阳闸及杨湾闸入长江，全长178.0km，其中流经湖北境内长98.0km。流域地势为西北高，东南低，北部为大别山余脉，山形短促，地势陡降，中部为浅丘陵地带，龙岗地形，开阔平缓，南部为长江冲积平原，地势平坦，河港交织，湖泊棋布。按地形分湖北境内，山区面积380.0km2，丘陵613.0km2，平原湖区1560.2km2。2.1.2湖泊概况1、武山湖武山湖位于武穴市镇东北约5km处，滨临长江。上游有梅川、大金、铁石等3条溪流流入湖内，承雨面积469.0km2，吴黄差为1.87m。根据《湖北省湖泊变迁图集》（1950-1988），解放初期，武山湖中水位14.13时的湖泊面积为25.0km2，相应容积为5008万m3。湖水通过官桥大港（现亦名丰收港）汇往太白湖，然后排入长江。70年代开始对武山湖进行治理，沿湖修筑圩垸27处，围堤总长52.4km，堤顶高程16.13m，兴建官桥西泵站（提排流量50m3/s）、武穴大闸、童司牌闸，并开挖了百米大渠，扩宽了官桥大港。到80年代，当中水位13.64m时，武山湖湖泊面积为16.1km2，相应容积2869万m3。其湖泊容积曲线见表2-1。31 表2-1武山湖湖泊容积曲线表50年代80年代水位面积容积水位面积容积mm2m3mm2m311.530011.530011.6382711.637.92612.1316.262012.1314.257113.1323.4258912.6315130114.1325500813.1315.8207115.1329.4772513.6316.1286914.1316.4368114.6316.7450815.1316.753432、太白湖太白湖位于武穴市与黄梅县交界处，上接官桥大港，下通梅济港，湖面跨武穴市和黄梅县，吴黄差为1.87m。根据《湖北省湖泊变迁图集》（1950-1988），解放初期，当中水位13.33m时，太白湖湖泊面积为60.1km2，相应容积为10234万m3。该湖主要承纳武穴、黄梅交界的北部诸河港以及官桥大港的来水，承雨面积1235km2，湖水由梅济港流经龙感湖然后由安徽省境内的华阳河口排入长江。解放后，陆续修建了梅济闸、童司牌闸、沱湖闸等，并疏挖了梅济港，加高培厚了围堤，以梅济闸节制太白湖水位，以满足湖滨灌溉用水的需要，从梅济港排水，以沱湖闸防止龙感湖水倒灌。至80年代，当中水位11.63m时，太白湖湖泊面积为25.1km2，相应容积为2334万m3。太白湖湖泊容积曲线见表2-2。3、龙感湖龙感湖属跨省湖泊，地跨湖北和安徽两省，历史上，亦称安徽省境内为龙湖，湖北省境内为感湖，湖水经华阳闸和杨湾闸排入长江，吴黄差为2.016m。解放初期，当感湖中水位11.98m时，湖泊面积为188.2km2，相应容积为34694万m3，解放后进行了多次围垦，至80年代，当中水位10.98m时，湖泊面积为83.0km2，相应容积为14715万m3。龙感湖最大三日水位频率分析成果表见表2-3。31 表2-2太白湖湖泊容积曲线表50年代80年代水位面积容积水位面积容积mm2m3mm2m310.230010.43010.6318.524710.6317.111411.1328.5141311.1323.4112212.1344.4502811.6325.1233413.1360.11023412.1326.8363014.1363.61641813.1328.3638514.6367.51969514.1330930014.6331.31151015.1332.11203015.6732.812500表2-3龙感湖年最大三日水位频率分析成果表均值P=2%P=5%P=10%P=20%P=50%mmmmmm最大三日水位12.4215.0814.4913.9913.4112.36注：以上资料均引至《沱湖闸除险加固初步设计报告》（湖北省水利水电规划勘测设计院2011年4月），该报告已审批。2.1.3梅济老闸基本情况梅济老闸位于黄梅县濯港镇以南，百里长堤与梅济港交汇处，枢纽工程由梅济老闸、进水港、前池、挡土墙、消力池、挡土墙、出水港等组成，与梅济新闸并列布置，相距120.0m。梅济老闸工程等级为Ⅲ等，主要水工建筑物为3级，次要建筑物为4级，是一座以防洪（泄洪、拦洪）为主，兼顾蓄水灌溉，养殖和航运等综合利用的中型水利工程。梅济老闸工程由黄冈市水利局设计院设计，经湖北省人民政府批准，于1950年10月由黄梅、广济（现武穴市）两县共同开工兴建，1951年5月建成并投入使用。梅济老闸原设计排水流量121.10m331 /s，闸底高程9.30m；共5孔，中孔净宽4.00m，其余各孔净宽2.50m，闸室总净宽14.00m。主要由进口段、闸室段及出口段等配套建筑物及设施组成，其中，进出口段均为浆砌条石结构。闸室由闸墩、底板及附属设施组成：闸墩为浆砌石结构；底板为混凝土结构，根据地质现场取芯，底板总厚度为60.0cm，上部分为30.0cm厚的素混凝土结构，下部分为30.0cm厚的浆砌石。每孔设有工作平板钢闸门各一扇（中孔4.00m×4.50m，其余2.50m×3.50m），其中，中孔设有1×300kN的手电两用螺杆启闭机；其余各孔分别设有1×200kN的手电两用螺杆启闭机。2.2气象特征华阳河流域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，雨量丰沛，且有明显的季节性，无霜期长。根据黄梅气象站多年实测资料分析，多年平均气温16.8℃，极端最高气温39.2℃，极端最低气温-12.6℃，多年平均无霜期316d。多年平均年降雨量1311.9mm，降雨量年内分配不均，年际变化较大。年内降雨主要集中在4~8月份，占全年雨量的62%，其中5~7月份占全年雨量的47.5%，最大日降雨量278.7mm，出现在1975年8月14日，最大月降雨量637.5mm，内涝为排区农业生产的心腹大患。气象特征如表2-4。表2-4黄梅气象站气象特征值表项目单位特征值1、多年平均降水量mm1311.92、多年平均蒸发量mm1453.33、多年平均气温℃16.8极端最高气温℃39.2（1988.7.18）极端最低气温℃-12.6（1969.2.6）4、多年平均风速m/s2.3最大风速m/s13（1989.7.24）最多风向W5、多年平均相对湿度%786、多年平均日照h1947.37、多年平均无霜期d31631 2.3水文基本资料2.3.1雨量站华阳河流域在湖北省境内有多个雨量站，本次设计采用的有黄梅气象站。黄梅气象站建于1959年，位于黄梅县城关，为黄梅县气象部门设立。本次收集有自建站至2007年历年逐日降雨资料。2.3.2水位站下新水位站位于黄梅县下新镇，由湖北省水文总站设立，用于观测龙感湖水位，已于1995年撤站，该站水位记录采用吴淞高程系统，吴黄差为2.016m，本次收集到的有下新水位站1956~1994年逐日平均水位资料。白湖渡闸下水位站位于梅济港梅济新闸闸下，下新水位站于1995年撤站后，迁至白湖渡闸下，该站水位记录采用吴淞高程系统，吴黄差为1.87m。本次收集到的有白湖渡闸下站1995~2012年逐日平均水位。2.3.3周边工程资料收集此次梅济老闸拆除重建，主要收集到的资料有：《梅济港综合整治工程初步设计报告》、《湖北省黄梅县梅济新闸除险加固工程初步设计报告》、《湖北省黄冈市龙感湖管理区王大圩港治理工程初步设计报告》、《湖北省黄梅县沱湖闸除险加固工程初步设计报告》以及《湖北省武穴市官桥大港近期治理工程初步设计报告》。简要说明如下：1)《梅济港综合整治工程初步设计报告》该报告由黄冈市水利水电规划设计院于2010年10月编制，已通过审批并已实施。本次设计主要针对梅济港太白湖出口至梅济闸7.8km的范围，控制的流域面积为1162..7km2，其防洪标准为10年一遇，整治后的梅济闸处的洪水流量为280.21m3/s，闸前水位为14.88m(黄海高程，下同)，水位变动范围为14.88m(K0+200)~15.15m(K7+600)。2)《湖北省黄梅县梅济新闸除险加固工程初步设计报告》31 该报告由中工武大设计研究有限公司于2011年5月编制，已通过审批，正在实施。本次初步设计，防洪标准采用20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。经过复核，梅济新闸的设计流量为236.0m3/s，满足水闸的设计标准。闸前设计水位为15.64m，校核水位为16.53m；闸后设计水位为15.35，校核水位为16.10m。3)《湖北省黄冈市龙感湖管理区王大圩港治理工程初步设计报告》该报告由湖北金浪勘察设计有限公司于2012年6月编制，已审批，正在实施。王大圩港流域面积210km2，全长25.5km，港道排区设计排涝标准采用十年一遇暴雨三日排至作物耐淹深度。总排涝流量为88m3/s，下游控制水位通过分析龙感湖的下新站的水位得出，王大圩港下游出口末端水位取14.09m。水位变动范围为14.09m(K0+100)~14.81m(K10+800)。4)《湖北省黄梅县沱湖闸除险加固工程初步设计报告》该报告由湖北省水利水电规划勘测设计院于2011年4月编制，已审批。沱湖闸是华阳河洪水汇入龙感湖的骨干工程，承排面积1162.7km2，排水标准取为20年一遇。沱湖闸由张湖闸、梅济闸和王大圩闸组成。沱湖闸中的梅济闸承排梅济港来水，其设计流量为425.1m3/s（P=5%）。5）《湖北省武穴市官桥大港近期治理工程初步设计报告》该报告由湖北长江工程设计有限公司于2013年7月编制，已审批。官桥大港是武山湖与太白湖的连接通道，其间有一节制闸童司牌闸决定了官桥大港的泄流能力。官桥大港十年一遇泄流能力为180m3/s，二十年一遇泄流能力为245.5m3/s2.4设计标准根据《水闸设计规范》（SL265-2001）和《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）的规定，梅济老闸工程规模属中型水闸，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级。梅济老闸的防洪标准按20年一遇洪水设计，50年一遇洪水校核。（详细分析见第4章4.4节）31 2.5设计洪水2.5.1设计暴雨（1）流域参数太白湖出口以上流域面积1162.7km2。其中，武山湖集水面积480km2，太白湖集水面积为682.7km2。武山湖流域扣除梅川和大金水库拦蓄面积54.6km2，太白湖流域扣除荆竹和永安水库拦蓄面积64.5km2，合计119.1km2。实际排水面积为1043.6km2，分流域排水面积及地理参数详见表2-5。表2-5流域地理参数流域F(km2)L(km)J(‰)武山湖425.242.60.47太白湖区间618.428.41.0（2）设计雨量太白湖流域位于水文气象分区的第Ⅲ区，流域中心暴雨统计参数及点面折算系数αt根据《湖北省暴雨径流查算图表》及《湖北省短历时暴雨参数等值线图》查算。武山湖和太白湖各频率设计暴雨计算成果分别见表2-6和表2-7。表2-6武山湖流域设计暴雨成果表项目设计历时t（h）1624均值43.077.0120.0离势系数CV0.350.430.45偏态系数CS3.5CV3.5CV3.5CV点雨量(mm)P=5%71.8141.6225.8P=10%63.1121.1191.8面雨量(mm)点面系数0.7050.7760.836P=5%50.7109.9188.9P=10%44.594.0160.531 表2-7太白湖流域设计暴雨成果表项目设计历时t（h）1624均值43.078.0123.0离势系数CV0.350.470.47偏态系数CS3.5CV3.5CV3.5CV点雨量(mm)P=5%71.8150.1236.7P=10%63.1124.7196.6面雨量(mm)点面系数0.6520.7360.806P=5%46.9110.5190.7P=10%41.291.8158.42.5.2武山湖与太白湖入湖洪水《湖北省暴雨径流查算图表》将全省山丘区瞬时单位线分三片进行地区综合，第一片包括京广线两侧及鄂东黄冈、咸宁地区，第二片包括鄂北、鄂西北及宜昌地区长江以北一带；第三片包括清江流域、恩施地区。华阳河流域属第一片第Ⅲ区，但是该区域属于江汉平原未作地区综合，在接近平原湖区的丘区：n仍然用各分区公式计算：j>5‰j≤5‰式中：F、L、J分别为坝址以上流域面积、河长、河道平均比降。依据净雨过程和单位线，即可计算地表径流，回加地下径流（基流）即得设计洪水过程线，设计洪水成果见表2-8，设计洪水过程见表2-9。表2-8武山湖和太白湖设计洪水成果表流域设计频率洪峰流量（m3/s）洪峰模数（m3/s/km2）最大24h洪量（万m3）最大72h洪量（万m3）武山湖P=5%13103.085939.36823.0P=10%11052.604936.55663.2太白湖区间P=5%18903.068725.19995.5P=10%15802.557202.38230.231 表2-9武山湖和太白湖设计洪水过程表武山湖太白湖区间tQt(5%)Qt(10%)tQt(5%)Qt(10%)tQt(5%)Qt(10%)tQt(5%)Qt(10%)1131145453811917456353214124645392201746625331514474539322194762534201948464042624486354533314946405393749635465652504740664615064557888251474171029651655681291205248418153145526656917816553494292172045366571023321954494110292276546758112962875548401137836355685612376394564739124824845667551349955357463813625662576554146817375845371483289158645315891907594336151098113559625216108410316042351613811351606151171226109761413517163015036160491813001105624034181806157962584819130710666339331918911578635747201260994643832201888151664564621117590165383121181314106555452210677996637312216851276665344239476936736302315251127675243248235916835292413499766851422570249669342825116882969504126590411703328269936937049412748933671322727831572714840284012737232262868646672473929326221733126295593777346383026317874302530452303744537312121447529253136424375443631 321721177629243229219576433633139967728233323415877423534114807827233418912978413435956879272235155107794033368159802622361289180393337705281252137109798138323862478225213894708238313956448324203983648337314052428424204076608436304149408523194171578535294247398622194267558634294346398722184365548734284445388821184463538833272.5.3太白湖出湖洪水由于梅济港为太白湖湖水的唯一出湖通道，为计算梅济闸排水流量，需分析计算太白湖出湖洪水。梅济闸排水区域内有太白湖和武山湖，其设计流量受武山湖和太白湖调蓄的影响，根据调蓄演算求其设计洪峰流量。参照《沱湖闸除险加固初步设计报告》（湖北省水利水电规划勘测设计院2011年4月），拟定出湖洪水计算方法如下：1）调蓄演算方法武山湖、太白湖、龙感湖之间由官桥大港和梅济港串联在一起，来水通过武山湖、太白湖调蓄后，由梅济闸泄入龙感湖，三湖水位相互作用，互相影响，调蓄演算复杂，本次调蓄演算进行了简化处理，以静湖容进行调蓄演算。2）基本资料①入湖洪水31 太白湖的来水包括上游武山湖的下泄和太白湖与武山湖区间的来水两部分，由于流域面积较大，暴雨的同步性不确定，本次从偏安全考虑，当武山湖洪水小于官桥大港泄流能力时，直接进行洪水叠加，而不考虑洪水演进时间；当武山湖洪水大于官桥大港泄流能力时，取相应标准下的官桥大港泄流能力进行叠加，从而得到太白湖入湖洪水过程。②武山湖、太白湖湖容曲线武山湖、太白湖湖容曲线见表2-1和表2-2。③武山湖、太白湖的下泄能力武山湖的排水通道有两条，分别是官桥大港和官桥西泵站。官桥西泵站提水入百米大港，经武穴闸入长江，设计流量50m3/s，进水池设计水位14.13m，最低运行水位13.63m。太白湖排水通道为梅济港。由于武山湖、太白湖、龙感湖之间的水位相互影响，相互控制，从而影响到官桥大港和梅济港的下泄能力，分别计算各港控制曲线，以此作为官桥大港和梅济港的下泄能力。3）调蓄演算原则武山湖调洪原则：武山湖从汛限水位13.14m开始起调，以童司牌闸为控制闸，当来水小于汛限水位相应的童司牌闸下泄能力时，维持汛限水位不变，当来水大于汛限水位相应的童司牌闸下泄能力时，童司牌闸全开，以其下泄能力下泄。根据《湖北省武穴市官桥大港近期治理工程初步设计报告》（湖北长江工程设计有限公司2013年7月），童司牌闸十年一遇泄流能力为180m3/s，二十年一遇泄流能力为245.5m3/s。太白湖调洪原则：太白湖设防水位13.93m，保证水位15.36m，最高限制水位15.67m。根据梅济闸调度原则，当太白湖水位低于梅济闸汛期正常挡水位13.13m时，梅济闸关闸，当太白湖水位高于该水位时，梅济闸开闸下泄。因此，太白湖从汛限水位13.13m开始起调，保证二十年一遇洪水不超过太白湖最高限制水位。太白湖水的承泄区为龙感湖，因此，需考虑龙感湖的顶托，参照《沱湖闸除险加固工程初步设计报告》，取龙感湖5年一遇水位13.41m为设计顶托水位。因此，考虑龙感湖的顶托，计算时将梅济闸的开启方式调整为当梅济闸上水位低于13.41时，水闸关闭；当梅济闸上水位高于13.41时，梅济闸全开。4）调算成果梅济闸上水位、太白湖水位及出湖洪水调蓄演算成果见表2-1031 表2-10太白湖水位及出湖洪水调蓄成果表P=5%P=10%最高水位m最大下泄流量m3/s最高水位m最大下泄流量m3/s太白湖出口15.67433.015.10275.6梅济闸闸上15.35433.014.85275.65）设计流量采用为验证调蓄演算成果的可靠性，与搜集到的资料设计成果进行分析对比，由于河道治理采用洪水标准为10年一遇，水闸治理标准采用20年一遇，成果对比表见表2-11，2-12。表2-11P=5%洪水调蓄成果对比表本次设计沱湖闸除险加固设计最高水位m下泄流量m3/s最高水位m下泄流量m3/s太白湖出口15.67433.015.67425.5梅济闸闸上15.35433.0//表2-12P=10%洪水调蓄成果对比表本次设计梅济港综合治理最高水位m下泄流量m3/s最高水位m下泄流量m3/s太白湖出口15.10275.615.15280.2梅济闸闸上14.85275.614.88280.2从表中可以看出，本次调蓄演算成果与周边工程已审批设计成果基本一致，因此演算成果可靠，可作为设计依据。2.6水位分析及水位组合2.6.1水位分析由于白湖渡水位站位于梅济闸处，其观测资料为梅济闸上下游水位。因此水位分析时以白湖渡水位站观测资料为依据。本次收集到的水位资料有下新水位站1956~1994年逐日平均水位资料，白湖渡闸（梅济闸）下站1995~201231 年逐日平均水位。在水位分析时，根据白湖渡水位站和沱湖闸同期观测资料对比分析，一般排水情况下白湖渡闸下水位比龙感湖水位高约40cm。因此本次插补延长白湖渡水位站水位时1995~2005年水位时统一采用下新水位站水位加0.40m换算得出白湖渡水位站水位，由此可以得到白湖渡水位站1956~2012年历年水位系列。根据白湖渡水位站1956~2012年历年水位系列资料，采用P-Ⅲ型曲线适线，分别计算得梅济老闸各设计频率的水位，频率计算成果见表2-13。表2-13梅济老闸水位频率计算成果项目名称闸上最高水位(m)闸上最低水位(m)闸下最高水位(m)闸下最低水位(m)均值(m)13.5211.6813.1710.74离势系数0.080.020.080.05偏态系数1.600.301.601.00多年平均水位(m)闸上：13.20闸下：11.95ZP=1％(m)17.1912.2716.7412.36ZP=2％(m)16.5312.2016.1012.11ZP=3.3％(m)16.1412.1515.7211.95ZP=5％(m)15.6412.0815.3511.752.6.2不同工况的水位组合根据梅挤老闸的功能和运用情况，结合调洪演算及水位排频分析计算成果，按不利原则进行水位组合：（1）设计工况（排二十年一遇洪水）本次梅挤老闸初步设计，设计排水标准采用20年一遇，闸上设计洪水位15.64m，闸下设计洪水位15.35m，相应洪水流量197m3/s。（2）校核工况本次梅挤老闸初步设计，校核排水标准采用50年一遇，闸上校核洪水位16.53m，闸下校核洪水位16.10m。（3）正常挡水工况根据梅济闸管理所运行记录及水闸调度要求，为保证水闸上游梅济港、太白湖区域农田灌溉及用水要求，并满足安全度汛的需要，汛期（4~10月）正常挡水位为13.13m，非汛期（11~3月）正常挡水位13.63m。31 梅济闸下游经梅济港下段由沱湖闸处汇入龙感湖，挡水工况其下游水位受沱湖闸运用调度情况及龙感湖水位影响。本次设计搜集到1956~2012年梅济闸下长系列日平均水位资料，经分析整理结果见表2-14。表2-14梅济老闸下游月平均水位表（单位：m）月份456789104~10月最低水位11.8811.9712.4812.8512.5212.0511.9410.70月份111212311~3月最低水位11.8211.6511.4811.4911.3010.20从设计安全出发，拟定水闸正常挡水工况为：上游水位13.63m，下游水位10.20m。2.7施工设计洪水2.7.1施工设计洪水标准梅济老闸属中型水闸，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级，临时导流建筑物为5级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）和本工程具体施工导流时段的安排，确定本工程施工导流洪水标准为枯水期5年一遇。2.7.2施工期确定根据对降雨特性的分析，可以确定梅济老闸的汛期在每年的4~10月，枯水期在每年的11到次年的3月。根据初拟施工组织设计，梅济老闸施工安排在枯水期进行，根据施工要求，需分别计算梅济老闸施工期水位。2.7.3施工期设计水位根据1995~2012年枯水期实测闸上、闸下水位资料，采用P-Ⅲ型曲线适线，分别计算得梅济老闸枯水期5年一遇闸上、闸下水位，频率计算成果见表2-1431 和表2-15。梅济老闸枯水期11~3月闸前5年一遇设计水位12.39m，闸后5年一遇设计水位为12.22m，以此作为枯水期施工围堰设计的依据。表2-15梅济老闸枯水期闸上水位频率计算成果月份均值(mm)CVCS设计水位ZP(mm)（P=20%）112.130.0063.012.19212.090.0083.012.17312.110.0103.012.211112.330.0053.012.381212.210.0053.012.2612~3月12.230.0043.012.2711~3月12.330.0063.012.39表2-16梅济老闸枯水期闸下水位频率计算成果月份均值(mm)CVCS设计水位ZP(mm)（P=20%）111.480.0263.011.76211.490.0323.011.80311.300.0263.011.581111.820.0263.012.111211.650.0183.011.9112~3月11.790.0323.012.1111~3月11.900.0323.012.222.7.4施工期设计洪水由于本工程与梅济新闸并列，施工时可以由梅济新闸下泄施工期洪水，因此不考虑施工期洪水问题。31 3工程地质3.1概况3.1.1工程概况黄梅县位于湖北省东端，大别山尾南缘，长江中下游结合部北岸，为鄂、赣、皖三省交界。地跨东经115°43′～116°07′,北纬29°43′～30°18′，东西最大宽度39.5km，南北最大长度65km，总面积为1710.3km2。东与安徽省宿松县接壤，西与湖北省武穴市毗连，南与江西省九江市区隔江相望，北与湖北省蕲春县山水相依。地当要冲，四通八达。梅济老闸位于黄梅县濯港镇以南，百里长堤与梅济港交汇处，枢纽工程由梅济老闸、进水港、出水港等组成，与梅济新闸并列布置，相距120.0m。梅济老闸工程等级为Ⅲ等，主要水工建筑物为3级，次要建筑物为4级，是一座以防洪（泄洪、拦洪）为主，兼顾蓄水灌溉，养殖和航运等综合利用的中型水利工程。梅济老闸于1950年10月由黄梅、广济（现武穴市）两县共同开工兴建，1951年5月建成并投入使用。梅济老闸原设计排水流量121.10m3/s，闸底高程9.30m，主要由进口段、闸室段及出口段等配套建筑物及设施组成，其中，进出口段均为浆砌条石结构，闸室由闸墩、底板及附属设施组成：闸墩为浆砌石结构；底板为混凝土结构。梅济老闸由于运行多年，工程出现了老化及病险状态，已影响到工程的安全运行，配套设施不全，运行管理不便，难以正常发挥工程效益。2009年3月12日，省水利厅组成专家组，根据《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）对黄梅县梅济老闸进行安全鉴定，梅济老闸评定为四类闸，应拆除重建。重建前，应采取减小水头差等控制运用措施，确保水闸安全度汛。3.1.2勘察工作概况水闸安全鉴定阶段，湖北建科建设工程有限公司于2009年1月对梅济新闸和老闸进行地质勘察工作，共完成钻孔6个。初步设计阶段，武汉浅层工程技术有限公司于2013年10月30日～11月836 日对梅济老闸进行了补充勘察，对该工程项目区内进行了地质调查、勘探、取样及原位测试等工作，共完成钻孔5个，静力触探孔4个。室内土工试验委托长江勘测技术研究所完成。完成主要工作量见表3.1-1。表3.1-1主要勘察工作量一览表工作项目单位完成的工作量1:500工程地质测绘Km20.05钻探米/孔110.45/5封孔米/孔110.45/5静力触探米/孔80/4取原状土样组41取扰动土样组2标准贯入试验次44土常规试验组41颗分试验组43渗透试验组22建筑材料地质调查处3勘察工作的主要内容和目的：查明闸区工程地质条件与不良地质现象；通过地质勘探和室内试验工作，提供场区内地基土的有关物理力学指标；对闸区主要建筑物进行工程地质条件评价；对天然建筑材料进行调查。勘察工作依据的主要规程规范有：《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487－2008）；《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55－2005）；《水利水电工程钻探规程》（SL291－2003）；《岩土工程勘察工作规程》（DB42/169－2003）；《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）。报告中采用高程系统为1985黄海高程系统，平面坐标系为1954年北京坐标系。36 3.2区域地质概况3.2.1地形地貌黄梅县位于两个大地构造单元的接壤部位，地势北高南低，阶梯倾斜。北部山地属大别山脉，为其东端尾部，绕县境北部东北西三面，形成天然的北风屏障，源于山区的古角、垅坪、小溪、考田四河，自北向南流入龙感、太白二湖；中部为丘陵及垅岗平原；中南部为湖泊，东有龙感湖，西有太白湖；南部滨临长江，为滨湖沉积平原和沿江冲积平原。平原和湖泊占全县总面积78%。境内最高点为西北黄梅、蕲春边界的云丹山(又名大头坡)，海拔1244.1m，最低点为小池区关湖乡，海拔9.6m，高低相差1234.5m。工程区地处华阳河流域太白湖与龙感湖之间，区内地形较平坦，起伏不大，沟渠水系发育，湖泊众多，湖岸曲折。整个地势西南高、东北低，呈扇形向龙感湖倾斜，主要表现为平原河湖区地貌特征。3.2.2地层岩性工程区位于平原河湖区，全区均由第四系覆盖，其岩相变化大，以冲、湖相沉积为主。据区域和勘探资料，第四系地层从老至新分述如下：下更新统（Q1）：上部棕黄色、褐黄色半成岩状粉砂夹砂壤土或含砾粘土，厚约10m；下部为砾石层，厚约14m。为冲、冰积相堆积或冲坡积堆积。中更新统（Q2）：按岩性可分为三层，下部砾石，为分选良好的河床相堆积；中部网纹状红土，厚约2～15m；上部为岩性和厚度变化较大的棕红色粘性土，亦具网纹构造。其成分有冲积、湖积、残积和冰积等，分布于平原的周边和江南九江一带，Ⅲ级或Ⅱ级阶地上或掩埋于平原深部。上更新统（Q3）：按岩性可分为两段，下段为冲洪积相含砾中粗砂或粉砂、细砂，厚0～12m；上段为洪积相或湖积相黄褐色壤土、粘土夹粉砂、砂壤土，厚2～17m。一般构成长江Ⅰ、Ⅱ级阶地。全新统（Q4）：下部为冲洪积相粉砂、细砂夹薄层粘性土和含砾中、细砂，一般厚10～30m；上部为粉质粘土、淤泥质土夹粉砂、砂壤土等，厚4～20m36 。其成因以湖积、冲积为主，该层广泛分布于冲、湖积平原区，是工程区主要土层。3.2.3地质构造与地震区域处于扬子准地台的Ⅱ级构造单元下扬子台坪的滁巢台褶带。本区为滁巢台褶带的四级构造单元，即黄梅台褶束。构造线方向为NE向。黄梅县城以南，褶皱束被中、新生代陆相盆地所覆盖，之下为古生界和中生界地层。北部为前震旦纪变质岩和燕山期酸性侵入岩。进入晚三迭系，在先前构造格局的基础上，经过漫长时间侵蚀和地壳下降，接受了内陆盆地的沉积，不整合于燕山期以前地层之上。喜山运动第三系隆起，其构造线方向亦为NE向。中更新统以后至今该区为沉降阶段，沉积了较厚的第四系松散地层，不整合于先前地层之上。根据《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，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度为Ⅵ度。按照《水工建筑物抗震设计规范》，本工程可不考虑抗震设计。3.2.4水文地质本区以北有少量不太丰富的基岩裂隙水外，湖、冲积区主要为第四系松散堆积物中的地下水。区内地下水可分为：（1）孔隙潜水：赋存于上部人工填土、淤泥质土和粉质粘土、粉土与粉砂互层中，水位埋深浅，补给与径流条件差，富水性弱，渗透系数很小，大气降水的渗入补给是地下水的主要来源，在丰水期，近河部位可接受河水的部分补给。一般情况下，向河流、沟渠、堰塘等低洼部位作短距离运移排泄。（2）孔隙承压水：全新统上部有厚约5～15m的粘性土（间夹薄层粉砂），构成承压水的顶板，下部为粉细砂、中粗砂和砂砾石形成统一的含水层。厚度达数十米，含水量丰富。闸区地下水和地表水（河水）水样的水质分析报告表明（见表3.2-1）：本区地下水和地表水性质相近，PH值7.24～7.15，矿化度275.3～285.3mg/L，属中性淡水，水化学类型为HCO3－Ca型水。HCO3-含量269.7～277.7mg/L（4.42～4.554mmol/L），Mg2-含量18.1～16.9mg/L，SO42-含量17.5mg/L，按《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487－2008）附录L判别，对混凝土无腐蚀性；Cl-36 （SO42-折算后）含量30.7～43.8mg/L，对混凝土里的钢筋无腐蚀性；（Cl-+SO42-）含量56.9～52.5mg/L，对钢结构具弱腐蚀性。36 表3.2-1水质分析成果表水样编号PH值总硬度游离CO2侵蚀性CO2矿化度阳离子含量(mg/L)阴离子含量(mg/L)水化学类型mg/LK++Na+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO32-地表水7.24275.321.40.0299.613.676.118.139.417.5269.70.0HCO3-Ca地下水7.15285.326.70.0299.69.481.916.935.017.5277.70.0HCO3-Ca39 3.3闸址区工程地质条件3.3.1场地位置及地形地貌梅济老闸位于黄梅县濯港镇以南、白湖村境内。梅济老闸建在梅济港上，105国道公路桥下游约300m远处。梅济港宽约50m，港底高程一般9.5～9.2m，闸下游冲坑处高程约8m左右。闸右岸上、下游修建有堤防，堤顶高程15.3～15.1m；左岸为滩地，新闸与老闸之间在滩地上修建有横河向堤防，堤顶高程约18.5m。工程区地处华阳河流域太白湖与龙感湖之间，场地地貌属平原河湖区地貌。3.3.2闸址区地层岩性工程区位于平原河湖区，分布的土层多为第四系全新统河流冲积相粉质粘土、粉土、砂土与湖积相淤泥质土。在勘探深度范围内，根据岩土层的物理力学性质，结合地层的沉积时代及成因，将场地岩土层划分为5层，自上而下分述如下：①人工填土（Q4ml）：灰黄色，褐黄色，湿，填土主要成分为粉质粘土，局部为粘土，主要分布在堤身及闸两侧。闸两侧ZK1、ZK2钻孔揭露填土厚度为7.1～7.3m，上部为碎石及块石，厚约0.9～1.1m，下部为粘性土，层底高程11.0～11.3m，闸边墙处填土层底高程约8.1m，最大厚度约13m。②粉质粘土（Q4al）：褐黄色～灰褐色，可塑，含少量铁锰质，土质不均匀，塑性高，干强度高，韧性高。分布不均，主要分布在梅济港两侧表层，层厚1.1～2.5m，平均厚1.8m，层底高程9.9～11.8m。③淤泥质粉质粘土（Q4l）：灰色，软塑～流塑，高压缩性土，含少量腐植物，偶见有白色小螺壳，土质不均匀，局部夹有薄层粉土和可塑状粘性土。全场分布，层厚一般2.8～5.6m，平均厚4.6m，层底高程4.4～6.1m，闸基下建基面以上部分淤泥质土已挖除，层厚2.8m。上游左侧ZK4孔处揭露最大层厚为10.3m，层底高程0.85m。④粉质粘土、粉土与粉砂互层（Q4al39 ）：灰色，粉质粘土呈软塑～流塑状态，局部可塑，具水平层理；粉土呈稍密～中密状，湿，摇振反应快～中等，干强度低；粉砂呈松散～稍密状，饱和。土质不均，三者之间的层厚比分布无规律，部分以粉质粘土为主，部分以粉砂为主。全场分布，分布不均，层厚4.2～12.5m，平均厚9.4m，层底高程-3.2～-6.2m。⑤粉砂（Q4al）：灰色，稍密，饱和，成分主要为石英和长石，级配良好。全长分布，未钻穿，最大揭露厚度5.45m，层顶面高程-3.2～-6.2m。以上各岩土层埋藏条件及分布情况详见工程地质剖面图1-1’——6-6’。3.3.3闸址区水文地质条件闸区水文地质条件比较简单，上部①层素填土含有少量孔隙水和上层滞水，接受大气降雨的补给，向河床排泄。②层粉质粘土、③层淤泥质粉质粘土为相对隔水层，透水性微弱。④层粉质粘土、粉土与粉砂互层中含孔隙潜水，接受下部砂层的越流补给，具微承压性。⑤层粉砂含有丰富地下水，属于承压水，埋藏相对较深，上部有一定厚度的粘性土隔水层，对浅部建筑物影响不大。据水质分析成果,工程区地表水和地下水化学类型为HCO3－Ca型水，对混凝土及混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。3.3.4岩土体物理力学性质根据室内试验及现场原位试验成果，在统计分析的基础上，根据《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-2008）和《岩土工程勘察工作规程》(DB42/169-2003)等相关规范规程，统计出场区各土层物理力学性质指标见表3.3-1；颗分试验统计成果见表3.3-2；标准贯入试验锤击数统计结果见表3.3-3；静力触探比贯入阻力统计见表3.3-4。综合上述土工试验、标准贯入试验、静力触探试验成果，结合经验值，各层承载力及压缩模量建议值见表3-5，各土层抗剪强度、渗透系数、摩擦系数建议值见表3-6。。主要地层物理力学参数建议值取值原则为：1）对统计组数较多的地层物理指标一般采用统计平均值；2）对力学指标采用统计修正值，并结合原位试验成果及当地工程经验综合确定；3）对统计组数不足6组，参考地区经验值进行修正。39 土体物理力学指标统计成果表表3.3-1地层编号岩土名称值称物理指标力学指标渗透性指标比重含水量湿密度干密度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数压缩性指标直剪(快剪)压缩系数压缩模量凝聚力摩擦角渗透系数GswρρdeSrWL10WpＩp10IL10av0.1-0.2Es0.1-0.2Ckфkk20g/cm3g/cm3%%%%Mpa-1MpaKpa度Cm/s①填土（粉质粘土）统计数666666666666664最大值2.7337.51.971.561.0309940.623.417.40.920.634.4720.019.97.50E-05最小值2.7126.21.831.340.7379434.219.714.50.350.403.1614.746.93.49E-06平均值2.7232.01.901.440.8969738.222.016.20.620.533.6816.848.73.54E-05标准差0.013.950.060.080.112.002.131.381.130.210.100.541.861.32变异系数0.000.120.030.060.120.020.060.060.070.340.190.150.110.15建议值2.7232.01.901.440.8969738.222.016.20.620.593.331695.4E-05②粉质粘土统计数333333333333331最大值2.7328.41.981.570.7969740.223.017.90.340.335.6321.3412.56.08E-07最小值2.7226.11.951.520.7329737.721.516.20.200.315.3318.6010.96.08E-07平均值2.7226.91.971.550.7539739.122.316.80.270.325.5120.0011.96.08E-07建议值2.7226.91.971.550.7539739.122.316.80.270.325.4220116.1E-07　③淤泥质粉质粘土统计数999999999999993最大值2.7438.11.851.381.03810036.524.214.91.530.6504.8716.789.96.61E-06最小值2.7134.01.831.330.9649630.319.010.90.890.3853.2611.014.11.74E-07平均值2.7136.11.841.351.0069833.220.912.31.250.4984.0214.828.24.02E-06标准差0.011.190.010.020.021.662.301.621.260.230.090.571.581.95变异系数0.000.030.000.010.020.020.070.080.100.180.180.140.110.24建议值2.7136.11.841.351.0069833.220.912.31.250.563.661364.0E-06土体物理力学指标统计成果表续表3.3-146 地层编号岩土名称互层名称值称物理指标力学指标渗透性指标比重含水量湿密度干密度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数压缩性指标直剪(快剪)压缩系数压缩模量凝聚力摩擦角渗透系数GswρρdeSrWL10WpＩp10IL10av0.1-0.2Es0.1-0.2Ckфkk20g/cm3g/cm3%%%%Mpa-1MpaKpa度Cm/s④粉质粘土、粉土与粉砂互层粉质粘土统计数14141414141414141414141414148最大值2.7240.62.031.641.12510037.922.415.51.450.775.5118.5916.39.48E-05最小值2.7024.01.761.280.6598829.718.410.10.370.312.8512.165.39.53E-06平均值2.7135.11.841.370.9999633.320.213.11.140.534.0315.059.35.24E-05标准差0.015.260.080.110.153.102.041.121.330.340.150.831.943.25变异系数0.000.150.040.080.150.030.060.060.100.290.280.210.130.35粉土统计数666666666666663最大值2.7134.32.051.690.9579829.219.69.91.530.2916.6016.3924.12.66E-04最小值2.6721.31.851.380.5809523.216.17.10.730.106.5611.4411.31.60E-04平均值2.7028.01.941.520.7789727.217.99.31.080.2010.4614.6916.52.19E-04标准差0.024.710.080.110.141.212.071.131.090.340.084.101.915.94　变异系数0.010.170.040.070.180.010.080.060.120.310.410.390.130.36粉砂统计数11111111111试验值2.6820.91.921.590.686820.0917.0211.4532.34.59E-04综合建议值2.7028.51.901.480.8340.407.2614152.5E-04土体物理力学指标统计成果表续表3-146 地层编号岩土名称值称物理指标力学指标渗透性指标比重含水量湿密度干密度孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数压缩性指标直剪(快剪)压缩系数压缩模量凝聚力摩擦角渗透系数GswρρdeSrWL10WpＩp10IL10av0.1-0.2Es0.1-0.2Ckфkk20g/cm3g/cm3%%%%Mpa-1MpaKpa度Cm/s⑤粉砂统计数22222222221最大值2.6824.22.081.740.686970.1315.7110.031.21.50E-03最小值2.6819.51.981.590.540950.1013.179.729.01.50E-03平均值2.6821.92.031.670.613960.1114.449.830.11.50E-03建议值2.6821.92.031.670.613960.1213.85281.50E-0346 土层颗分试验统计成果表表3-2层号岩土名称统计项目颗粒组成（mm）不均匀系数曲率系数卵石/碎石砾砂粒粉粒粘粒200～6060～2020～55～22～0.50.5～0.250.25～0.0750.075～0.050.05～0.005<0.005%CuCv①填土（粉质粘土）统计数66666最大值2.54.011.756.741.2最小值0.00.06.945.631.2平均值0.72.49.850.037.1②粉质粘土统计数33333最大值　2.24.913.048.339.0最小值　0.52.18.546.832.5平均值　1.33.310.947.836.7③淤泥质粉质粘土统计数999最大值19.971.333.4最小值3.154.523.4平均值10.463.426.246 土层颗分试验统计成果表续表3-2层号岩土名称互层名称统计项目颗粒组成（mm）不均匀系数曲率系数卵石/碎石砾砂粒粉粒粘粒200～6060～2020～55～22～0.50.5～0.250.25～0.0750.075～0.050.05～0.005<0.005%CuCv④粉质粘土、粉土与粉砂互层粉质粘土统计数1414141414最大值1.49.212.877.736.4最小值0.00.00.451.419.3平均值0.10.95.767.425.9粉土统计数77777最大值36.421.270.916.436.4最小值0.015.535.210.80.0平均值9.817.758.414.19.8粉砂统计数1111111试验值58.919.314.67.258.913.14.5⑤粉砂统计数3333333最大值2.870.319.014.68.318.66.0最小值0.061.27.612.55.19.53.3平均值1.766.112.213.66.412.94.346 表3.3-3标准贯入试验锤击数统计表地层编号岩土名称互层名称统计数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N①填土（粉质粘土）3334.70.854.0②粉质粘土160.855.1③淤泥质粉质粘土10533.60.700.190.893.2④粉质粘土、粉土与粉砂互层粉质粘土7534.60.790.170.874.0粉土6856.31.370.220.825.2粉砂814810.11.890.190.878.9⑤粉砂9211014.33.970.270.8311.9表3.3-4静力触探比贯入阻力统计表地层编号岩土名称互层名称统计数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PsMpa②粉质粘土32.031.261.550.801.24③淤泥质粉质粘土40.810.530.690.850.59④粉质粘土、粉土与粉砂互层粉质粘土41.010.810.870.900.78粉土42.151.862.000.901.80粉砂45.153.994.420.903.98⑤粉砂46.855.876.290.905.6646 表3.3-5承载力特征值及压缩模量综合成果表地层编号岩土名称互层名称土工试验标准贯入静力触探综合取值fakKpaESMpaN击fakKPaESMpaPsMpafakKPaESMpafakKPaESMPa①填土（粉质粘土）82.63.6841006.01004.0②粉质粘土96.35.515.11208.01.241246.131206.0③淤泥质粉质粘土704.023.2884.60.59703.5753.8④粉质粘土、粉土与粉砂互层粉质粘土85.24.034.01006.00.78884.4901154.56.2粉土13810.465.21248.21.801067.61208.5粉砂17.028.912911.93.9813012.013012.0⑤粉砂14.4411.915513.55.6616314.316014.046 表3.3-6各土层抗剪强度、渗透系数、摩擦系数建议值地层编号岩土名称直剪快剪渗透系数K(cm/s)地基摩擦系数f凝聚力(kPa)内摩擦角φ(°)①填土（粉质粘土）1695.4×10-5②粉质粘土20116.1×10-70.25③淤泥质粉质粘土1364.0×10-60.20④粉质粘土、粉土与粉砂互层14152.5×10-4⑤粉砂5281.5×10-33.4工程地质评价3.4.1场地土类型及建筑场地类别根据《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073-2000）3.1.3条规定，场地土类型按土层的平均剪切波速确定。平均剪切波速取建基面下15m且不深入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。各土层剪切波速按《岩土工程勘察工作规程》（DB42/169-2003）附录J确定，用土层标贯锤击数和ps平均值估算土层的剪切波速值。本次设计闸底板高程9.30m，建基面高程7.7m。以ZK3、ZK5孔为例，计算结果见表3.4-1，估算土层的平均剪切波速值为186m/s（250≥Vsm＞140）。因此，本场地土类型为中软场地土，本场地覆盖层厚度大于9m，小于80m，故建筑场地类别为Ⅱ类。表3.4-1土层平均效剪切波速（Vsm）计算表孔号层号③④⑤单孔平均剪切波速Vsm（m/s）平均剪切波速Vsm（m/s）剪切波速Vs（m/s）145210222ZK3层厚（m）3.078.853.08169186ZK5层厚（m）2.3710.102.5320288 3.4.2闸基评价及地基处理现场钻孔及静力触探孔揭露，闸区全场分布有③层淤泥质粉质粘土，层厚一般2.8～5.6m，平均厚4.6m，层底高程4.4～6.1m，闸上游左岸ZK4孔处揭露淤泥质土最大层厚为10.3m，层底高程0.85m。闸址处ZK5孔揭露闸底板厚度为1.03m，上部为0.3m厚的素混凝土，下部为0.73cm厚的浆砌石，闸基下建基面以上部分淤泥质土已挖除，底板以下尚有厚约2.8m的淤泥质土，下卧层为④层粉质粘土、粉土与粉砂互层。根据室内试验成果，③层淤泥质土的物理力学性质指标平均值为：天然含水量ω=36.1%,湿密度ρ=1.84g/cm3,干密度ρd=1.35g/cm3，天然孔隙比e=1.006，塑性指数Ip=12.3，液性指数IL=1.25，压缩系数α1-2=0.498MPa-1，压缩模量Es=4.02Mpa，直剪快剪凝聚力C=14.82kpa，摩擦角φ=8.2°。该层标准贯入试验N=5～3击，平均3.6击；静力触探比贯入阻力Ps=0.81～0.59Mpa，平均0.69Mpa。综合土工试验、标准贯入试验、静力触探试验成果，③层淤泥质粉质粘土承载力特征值fak=75kPa，压缩模量Es=3.8Mpa。该层含水量高，孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低，承载力低，不宜作为天然地基持力层。根据本闸规模，地基应力在完建工况下一般为100～120kpa左右。因此，天然地基承载能力不能满足要求，将会产生过大的沉降及不均匀沉降问题，需作地基处理。梅济老闸于1950年10月开工兴建，属“三边工程”。受当时施工条件的限制，根据参加施工的老人介绍，原闸基下打了木桩，桩长约5m左右，桩间距50～60cm左右。虽然梅济老闸采用了木桩进行地基处理，但经过60余年的运行，经武汉大学工程检测中心检测，闸室变形严重，左右边墩存在绕流渗透，引发主体结构基础变形破坏，产生应力裂缝，导致左右边墩已出现对称裂缝，随时都有可能倒塌的危险，严重危及大闸的安全，应拆除重建。梅济老闸在原址拆除重建，设计闸底板高程9.30m，建基面高程7.7m，由于闸基为软基，闸底板建议采用整体式结构，以避免产生不均匀沉降。尽管原闸地基采用木桩进行了处理，仍存在闸室变形及左右边墩出现对称裂缝问题，因此，新建闸基根据闸的规模及地质条件，建议采用水泥土搅拌桩复合地基处理，桩长应根据上部结构对地基承载力及变形的要求确定，并应穿透软弱土层达到地基承载力相对较高的土层，⑤层粉砂可作为桩端较理想的持力层，砂层顶面高程-3.2～-6.2m88 ，桩长约10.9～13.9m，平均桩长约12.4m。水泥土搅拌桩设计时，可以不考虑原闸基下木桩对地基的影响，木桩作为安全储备考虑。施工时，对影响单桩施工的部分木桩应予以拔除，否则无法搅拌，并同时增设搅拌次数。水泥土搅拌桩复合地基设计参数参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）确定，见表3.4-2。表3.4-2水泥土搅拌桩设计参数建议值地层代号岩土名称桩端端阻力特征值qpa(kPa)桩周侧阻力特征值qsia(kPa)③淤泥质粉质粘土9④粉质粘土、粉土与粉砂互层11512⑤粉砂160183.4.3其他建筑物地基评价及地基处理本次设计增设闸上、下游连接段及下游消能防冲设施。上、下游翼墙设计墙顶高程14.00m，墙高5.2m，建基面高程8.5m。从工程地质剖面图2-2’分析，墙基座落在③层淤泥质粉质粘土上，建基面以下淤泥质土层厚约3.2～3.4m，下卧层为④层粉质粘土、粉土与粉砂互层。翼墙为软基，地基承载力及抗滑稳定不能满足要求，建议采用水泥土搅拌桩复合地基处理。闸室侧设计挡土墙顶部高程为18.45m，墙高9.15m，建基面高程7.5m。从工程地质剖面图3-3’分析，墙基座落在③层淤泥质粉质粘土上，建基面以下淤泥质土层厚约2.5～3.1m，下卧层为④层粉质粘土、粉土与粉砂互层。挡土墙为软基，且墙较高，地基承载力及抗滑稳定不能满足要求，建议采用水泥土搅拌桩复合地基处理。水泥土搅拌桩复合地基设计参数见表3.4-2。3.5主要工程地质问题及评价3.5.1沉降变形问题闸基为③层淤泥质粉质粘土软基，该层含水量高，孔隙比大，压缩性高，88 抗剪强度低，承载力低，在闸室重力和外荷载作用下，地基将会产生过大的沉降及不均匀沉降变形问题，造成水闸下沉或倾斜，甚至引起闸底板断裂而不能正常工作。所以，在选定闸室结构型式和构造时，必须适应地基土的变形，以保证闸室结构及闸基的稳定，必要时还要对地基进行处理。结合本工程规模及闸基地质条件，建议闸室底板采用整体式结构，同时对地基采用水泥土搅拌桩进行处理。上、下游翼墙及消力池挡土墙均为软基，也存在沉降变形问题，同时还存在抗滑稳定及抗倾覆稳定问题，天然地基难满足要求，因此对地基均应作处理。3.5.2渗透变形问题闸基下③层淤泥质粉质粘土厚约2.6～3m，该层渗透系数为4.0×10-6cm/s，具微透水性，抗渗性好；下卧④层粉质粘土、粉土与粉砂互层及⑤层粉砂渗透系数为i×10-4cm/s，具中等透水性，抗渗性差，只要闸下游不形成深坑，不破坏上部粘性土盖层，地基一般不会发生渗透破坏问题。本闸上、下游水头差在最不利的工况下约为2.5m，水头差不大，闸下渗径较长，基本不会发生渗透变形问题。闸基为淤泥质软土，根据《水闸设计规范》（SL265-2001），水平段允许渗透坡降[J]=0.30～0.40，出口段允许渗透坡降[J]=0.60～0.70。3.5.3闸下游抗冲刷稳定问题闸下游河道表层为③层淤泥质粉质粘土，抗冲刷性差，水闸泄水时，水流具有较大的动能，现状闸宽较原河道收窄，水流过闸时先收缩，出闸后往往不能均匀扩散，形成主流集中，蜿蜒冲击，形成折冲水流冲刷河床及河岸，导致距闸下游约10～25m远处河道冲刷成两个大的冲刷坑，最大直径分别约为11.0m和17.0m，坑底高程约8m，并冲刷导致河道两岸崩塌。因此，闸下游应采取消能防冲措施，增设消力池，下游设海漫及防冲槽。为了降低消力池底板下扬压力，建议底板下设置反滤及排水设施。3.5.4施工期基坑排水及边坡稳定问题88 施工期，在闸上下游横向作好施工围堰断流，通过梅济新闸导流梅济港上游来水，排干港内地表水，对基坑少量的地表水通过排水沟汇集到集水坑，然后抽排。基础开挖主要为原闸底板的拆除、闸两侧的堤坡开挖、上下游翼墙及消力池挡土墙地基的开挖。闸两侧的堤坡高程约18.5m，开挖至建基面后，坡高达10.8m，边坡较高，临时开挖坡比建议为1：3.0，必要时在边坡中部增设马道，分级开挖。闸下游河道较开阔，消力池挡土墙开挖边坡高约4～5m，临时开挖坡比建议为1：2.5。所有建筑物地基开挖至建基面后，坡脚淤泥质软土均出露，边坡稳定性均较差，必要时应采用木桩临时固脚。3.6天然建筑材料工程所需主要天然建筑材料主要为土料、砂料及石料。（1）土料场区广泛分布第四系全新统粉质粘土，经调查，料场选在闸下游右岸圩堤与干堤之间原砖厂处，为灰黄色～褐黄色粉质粘土，可塑状，天然含水率为28.4～26.1%，液限为40.2～37.7%，塑限为23.0～21.5，塑性指数17.9～16.2，最大干密度为1.61～1.65g/cm3,最优含水量为21.0～23.0%，渗透系数为1×10-6cm/s量级，其质量满足要求，储量大于2万方。运距3km。砂料:本地附近缺少砂石料，均需外购。砂料在黄梅永安水库砂料场购买，运距40km，为黄色中粗砂，质量满足工程要求。石料：碎石料在黄梅独山镇凉岭石料场购买，该料场已在开采，有各种成品的碎石料供应，质量、数量满足工程要求，运距为32km。块石料在武穴市荆竹石料场购买，交通便利，石料岩性为燕山期花岗岩，石质坚硬，质量、数量满足工程要求，运距为50km。3.7结论及建议（1）根据《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，地震动反应谱特征周期为0.35s，相应地震基本烈度为Ⅵ度。（2）工程区位于平原河湖区，分布的土层多为第四系全新统冲积相粉质粘土、粉土、砂土与湖积相淤泥质土。淤泥质软土埋深浅，其物理力学性质较差，对工程建设不利。本场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。88 （3）闸区水文地质条件比较简单，下部粉砂中含有丰富地下水，属于承压水，埋藏相对较深，上部有一定厚度的粘性土隔水层，地下水对浅部建筑物影响不大。据水质分析成果,工程区地表水和地下水化学类型为HCO3－Ca型水，对混凝土及混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。（4）建筑物均为淤泥质土软基，该层含水量高，孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低，承载力低，存在沉降变形及抗滑稳定问题，天然地基不能满足要求，应对地基进行处理。结合本工程规模及闸基地质条件，建议对地基采用水泥土搅拌桩进行处理。（5）闸下游河道表层为淤泥质软土，抗冲刷性差，闸下游应采取消能防冲措施。（6）工程所需粘性土料可在闸下游右岸圩堤与干堤之间原砖厂处取土，其质量、储量满足要求，运距3km。砂料、石料均需外购。砂料在黄梅永安水库砂料场购买，运距40km；碎石料在黄梅独山镇凉岭石料场购买，运距为32km。块石料在武穴市荆竹石料场购买，运距为50km。88 4工程任务与规模4.1地区社会经济概况4.1.1自然及社会经济情况黄梅县位于湖北省的东南部，地处鄂东大别山南麓，长江中下游北岸，东与安徽省宿松县接壤，南与江西省九江市隔江相望，西与武穴市毗邻，北与蕲春县相依。地理位置为：东经115°43′~116°07′，北纬29°43′~30°18′，南北长65km，东西宽39.5km；黄梅县版图面积1710.3km2，地势北部为低山区，海拔51.0m高程以上的面积有355.7km2（占20.8%），中部属丘陵垄岗，海拔21m~51m高程面积为410.9km2（占24.0%），南部属长江冲积平原和滨湖地区，海拔高程为20m以下，面积为943.7km2（占55.2%）；长江绕境东流，长江干堤总长达58.86km。黄梅县交通十分发达，水陆交通可直接辐射到全国各地。境内有京九、合九铁路重要干线；黄黄（沪蓉）高速公路及黄小高速公路纵横出入，105国道南进北出，交通十分发达.全县公路里程为1559km，其中等级公路1521km；长江航道全长约58km，主要港口位于小池、刘佐、新开、蔡山等乡镇。黄梅县行政区划分为12个镇、4个乡，516个村（居委会），4093个村民小组。2007年全县总人口95.59万人，其中农业人口75.19万人，占总人口78.7%。人口自然增长率4.25‰。2010年，黄梅县实现地区生产总值97.7亿元，年均增长16.15%；地方财政总收入8.1亿元，地方一般预算收入4.5亿元；全社会固定资产投资67.4亿元，年均增长36.2%；三大产业结构为33:39:28。农业生产能力不断提高，全县粮食生产实现“七连增”，2010年总产达到8.43亿斤。农业产业化得到加强，省、市级农业产业化龙头企业分别发展到4家、21家，农民专业合作社发展到199家。黄梅县被评为全国平安农机示范县和全省水利建设先进县。工业规模企业由59家增加到208家，居全市首位，年产值过亿元的工业企业达15家。大胜关山工业园和小池临港产业园由小变大，独山页岩制品集中区和杉木陶瓷工业集中区从无到有，四大园区共聚集规模企业8988 家。纺织服装、农副产品加工、新型建材三大产业占全县工业总量的70%，产业集群已现雏形。第三产业繁荣活跃，五祖“4A”景区开发扎实推进，邢绣娘影视基地一期工程已建成，中部商贸物流产业园项目全面启动。本县实现社会消费品零售总额51.1亿元。华阳河水系为长江一级支流，发源于湖北省武穴市横岗山，河流上游流向由北向南，中游由西向东，至华阳河闸汇入长江，全长186km。华阳河流域西起湖北省武穴市盘塘，东至安徽省望江县合成圩东堤和新开坝，北接大别山外围山岭，南滨长江。流域跨鄂、皖两省四县一市二场一局，即湖北省武穴市、黄梅县、龙感湖管理区，安徽省宿松县、太湖县、望江县、华阳河农场、九成监狱分局。其中湖北省总面积2553.2km2。上乡有古角河、垅坪河、小溪河、考田河、袁山河、悠雅河、老县河、胭脂河、独山河、新县河、濯港河、魏凉河等共12条河，其中考田河、袁山河汇入太白湖，其他河流均直接汇入龙感湖、大源湖。下乡河港纵横交错，外有长江、内有龙感湖、源湖、太白湖三座较大的湖泊，是鄂东著名的水袋子，境内主要湖泊总水面150.51km2，总湖容2.5亿m3，长江过境长度为58.86km。梅济港是太白湖连接龙感湖的水流通道，全长20.3km，梅济港入口（太白湖出口）没有控制，中间建有梅济新闸和老闸，梅济老闸于1951年建成，梅济新闸于1955年建成，原本和百里长堤一起抵挡龙感湖高水位倒灌，后因围垦，建有西隔堤抵挡龙感湖高水位倒灌。因此梅济港以梅济闸为界分成了上段和下段，上段长7.8km，下段长12.5km。4.1.2洪涝灾害情况梅济港穿白渡湖集镇和105国道和合九铁路而过，梅济港闸（白湖水文站）以上承雨面积1162.7km2，是典型的鱼米之乡，也是洪涝灾害频发地区；解放以来，区域内先后建有控制性水利工程有：梅济闸，武穴大闸，梅川、荆竹、仙人坝、永安等中型水库，官桥泵站（装机6×800千瓦）等，近些年来，国家投入对黄广大堤进行了加固整治，同时对上述控制性工程进行了整险加固，虽说这些工程对洪涝灾害有一定的防治作用，但是由于工程不配套，外强内干，灾害仍然经常发生，据相关资料统计，建国以来，发生比较严重的灾害有24次之多，发生的年份分别为：1949，1954，1955（旱），1956，1958（旱），1959（旱），1969，1971，1973，1975，1978（旱），1983，88 1995，1996，1997，1998，1999，2000，2001（旱），2003（旱），2004，2006（旱），2007，2008等，从年份上看，旱灾有七次，涝灾有十七次之多，另从灾害发生频率来看，九十年代开始灾害要频繁得多。黄梅下乡是典型的水袋子，遇到洪涝灾害损失非常大,下面是典型年的灾害损失统计情况：1954年洪涝灾害，下乡7月17日长江水位高达22.09m，仅比江堤低0.41m.。当晚盛家湾遗口，后来，长江连续洪峰。淹没县城以下大半个县，全县除山区和较高的丘陵地区外，其余一片汪洋，受灾人口37.17万人，受灾面积达70.18万亩，倒塌房5.53万间，死亡172人，死耕午1494头。1983年，元至4月，出现84天的阴雨低温天气，6月梅雨季节，遭受两次龙卷风袭击。1月至7丹中旬，全县降雨1390.3mm，仅6月29日一天降雨263.4mm。持续暴雨，使江湖水库水位猛涨，垅坪、古角、永安、程晃岭水库全部溢洪，古角水库溢深度达1.38m。7月13日上午，小池口长江水位达到22.12m，超过1954年水位0.3m。内湖水高达16.47m，沉圩137处，河堤口110处，干支渠溃口252处，塘堰溃口627处，冲垮小水库2座，受灾面积39.5万亩，绝收面积25万亩，倒塌房屋9400多间，死21人，伤321人，死亡耕牛109头，冲毁涵闸头门358处，公路27.4km。1996年6月20日至7月3日全县总降雨量达361mm，这次灾害涉及24个乡镇场，516个村，9.9万户，43.2万人。成灾人口26.4万人。无家可归的特重灾民101户，440人。全县倒塌房屋650间，其中民住房530间，倒光户101户440人，房屋310间；损坏房屋3200间。因灾死亡1人，伤病84人，死亡大牲畜25头；沉圩3个，0.5万亩农作物全部淹没。河堤溃口634处2565m，水毁公路301处1859m，渠道413处985m，冲毁大小桥梁67座，塘堰溃口379口，毁坏涵洞635个，水打沙压耕地0.96万亩。全县农作物受灾总面积32.5万亩，其中；早稻16.7万亩，中稻10.1万亩，杂粮0.9万亩，棉花2.3万亩，全县损失粮食3.17万吨，棉花456t，鲜鱼150t。造成经济损失7824万元，农业直接经济损失5764万元。88 4.2工程现状及存在的主要问题4.2.1工程现状梅济老闸枢纽工程位于黄梅县濯港镇—百里长堤与梅济港交汇处，是一座防洪（泄洪、拦洪）为主，兼顾蓄水灌溉、养殖和航运等综合利用的中型水利工程。梅济老闸工程由黄冈市水利局设计院设计，经湖北省人民政府批准，于1950年10月由黄梅、广济（现武穴市）两县共同开工兴建，1951年5月建成并投入使用。梅济老闸原设计排水流量121.10m3/s，闸底高程9.30m；共5孔，中孔净宽4.00m，其余各孔净宽2.50m，闸室总净宽14.00m。主要由进口段、闸室段及出口段等配套建筑物及设施组成，其中，进出口段均为浆砌条石结构。闸室由闸墩、底板及附属设施组成：闸墩为浆砌石结构；底板为混凝土结构，根据地质现场取芯，底板总厚度为57.0cm，上部分为27.0cm厚的素混凝土结构，下部分为30.0cm厚的浆砌石。每孔设有工作平板钢闸门各一扇（中孔4.00m×4.50m，其余2.50m×3.50m），其中，中孔设有1×300kN的手电两用螺杆启闭机；其余各孔分别设有1×200kN的手电两用螺杆启闭机。4.2.2工程存在的主要问题梅济老闸枢纽工程始建于上世纪50年代初期，受当时社会经济条件的束缚，资金和建筑材料十分缺乏。在工程建设上属三边工程（边规划、边设计、边施工），工程遗留很多问题，特别是经过近60年运行后，目前工程安全问题更加突出。经武汉大学工程检测中心检测、武汉大学设计研究总院复核计算，梅济老闸存在如下主要问题：（1）梅济老闸闸墩为浆砌的条石结构，经过60年的运行，条石风化严重，勾缝局部大部分砂浆起泡脱落，条石大部分部位同时受风化影响，严重脱落。（2）闸室变形严重，受力特征受到破坏，左右边墩存在绕流渗透，当上、下游水位差超过1m时，边墩侧就会出现明显的射水和护坦冒水现象，引发主体结构基础变形破坏，产生应力裂缝，导致左右边墩已出现对称裂缝，随时都有可能倒塌的危险，严重危及大闸的安全。88 （3）结构单薄，缺少上、下游连接过度段，进出口流态状况差，由于侧向收缩进水口水位落差很大，闸室底板已产生横向裂缝。（4）闸门止水严重老化变形，已经导致闸门止水失效，严重漏水，每当防洪保安时，闸门都要上防汛突击队进行封堵。（5）闸室下游未设置消能防冲设施，且在下游河道冲刷成两个大的冲刷坑，最大直径分别约为11.0m和17.0m，严重危及大闸自身安全。（6）闸门锈蚀不是十分严重，但门体制造焊接质量相当差，而且多处漏焊，合格率较低，门体质量已经不能满足现行规范要求，不能满足工程正常运行。（7）梅济老闸启闭设施为手电两用螺杆式启闭机，受计划经济的束缚，生产技术落后，制造质量粗糙，啮合精度很差，加之维修费难以落实到位，导致丝杆严重锈蚀，变形严重，已经达到国家规定的报废产品。（8）启闭机室为砖混结构，墙体年久失修，墙面脱落严重，房顶天穿地漏。（9）公路桥面偏窄，满足不了防汛抢险需要。（10）水闸无工程沉陷、位移等安全检测设施。（11）管理设施落后，管理单位无办公用房和职工住房，凭租用别人的房屋办公。（12）进闸防汛抢险道路简易，质量相当差，大部分地段都被民宅占道，已经不能满足现代管理和防汛抢险要求。2009年3月12日，省水利厅组成专家组，根据《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）对黄梅县梅济老闸进行安全鉴定。梅济老闸工程部分运用指标无法达到设计标准，工程存在安全问题，主体结构不能满足基本运行需要，按照《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）第6.0.2条的规定，梅济老闸评定为四类闸，需进行拆除重建处理。4.3除险加固的必要性梅济老闸的建设，对当地的防洪排涝有着十分重要的意义，其主要表现在以下几方面：1）排除上游洪水入龙感湖梅济港是太白湖连接龙感湖的水流通道，全长20.3km，梅济港入口（太白湖出口）没有控制，中间建有梅济新闸和梅济老闸，梅济闸上游为太白湖，湖水从88 梅济港经梅济闸入龙感湖，梅济港是太白湖排洪的主要通道；梅济老闸的主要任务是排除上游洪（涝）水入龙感湖。因此，梅济老闸的安全运行对于上游的排涝有着重要的意义。2）防止龙感湖洪水的倒灌在建国初期，在水闸未建立以前，汛期江水倒灌，高水位可上溯至武穴境内的童司牌闸，华阳河水系水灾频繁，血吸虫病也广为蔓延，自华阳闸、沱湖闸及梅济老闸建成后，有效的阻止了江水倒灌，经受了多次大洪水的冲击，即使是在98年大洪水，长江洪水与龙感湖洪水遭遇的严峻形势下，梅济老闸依然抵御住了洪水的倒灌，保护了黄梅武穴两县人民的生命财产安全。随着围湖造田的发展，以及西隔堤、沱湖闸等的逐步建设，阻挡汛期江水的防线外移，从华阳河流域水系现状来看，梅济老闸防止龙感湖洪水倒灌功能已由沱湖闸承担。3）控制太白湖水下泄流量，满足太白湖区农田灌溉要求根据梅济闸管理所运行记录及水闸调度要求，为保证水闸上游梅济港、太白湖区域农田灌溉及用水要求，并满足安全度汛的需要，汛期（4~9月）正常挡水位为13.13m，相应下游水位12.13m；非汛期（10~3月）正常挡水位13.63m，相应下游水位11.93m。综上所述，梅济老闸是华阳河蓄滞洪区的重要组成部分，是上游排洪涝的主要通道，直接关系到黄梅武穴两县人民的生命财产安全。梅济老闸枢纽工程始建于上世纪50年代初期，受历史条件的限制，为三边工程，工程的建设质量较差，存在很多问题，特别是经过近60年运行后，目前工程安全问题更加突出。解决梅济老闸存在的安全隐患，使其能正常运行，对上游两县经济的持续发展，构建和谐社会，有着十分重要的意义。因此，梅济老闸的除险加固是十分必要的。4.4工程任务和规模4.4.1工程任务梅济老闸的主要任务是排除上游洪（涝）水入龙感湖，控制太白湖水下泄流量以满足上游农田灌溉用水需要。88 根据安全鉴定评价结论及本次分析复核，按照有关规程规范的要求，针对梅济老闸存在的严重问题，采取拆除重建的加固措施。主要工程任务如下：1、清除闸室上游的淤积物，并浇筑砼护底铺盖；2、拆除重建闸室和启闭机房，新建上游空箱翼墙，新建闸室侧空箱翼墙，新建下游消力池和空箱翼墙，新建消力池后海漫和防冲槽；3、根据新建的闸墩，重新布置新建工作桥；4、对水闸两侧进场的堤顶道路进行整治，对上下游的堤坡进行整治。采用预制植草砖砖植草护坡，在水闸两侧的上下游岸墙上设置石材栏杆确保管理人员安全；5、根据新建的闸室尺寸新建钢闸门，并配套相应的手电两用螺杆式启闭机，配置相应的电缆及电气设备；6、新增水闸安全监测设施；4.4.2排水标准梅济闸是华阳河洪水汇入龙感湖的骨干工程，承排面积1162.7km2，承排区内武穴市的城市防洪标准为20年一遇，武山湖、太白湖的防洪标准为20年一遇，下游沱湖闸的排水标准为20年一遇，综合考虑上下游排水标准，梅济老闸的排水标准取为20年一遇。4.4.3设计排水流量及设计水位根据水文章节的洪水计算，在20年一遇排水标准下，梅济闸排水流量为433m3/s，相应闸上水位为15.64m，闸下水位为15.35m。由于梅济新闸与梅济老闸一字排列，中间相隔120m，共同承担梅济港来水的下泄任务，因此确定梅济老闸的设计排水流量需考虑梅济新闸的排水能力。根据已经水利厅审批的《梅济新闸除险加固初步设计报告》（中工武大设计研究有限公司2011年5月）确定的梅济新闸除险加固方案，梅济新闸孔口尺寸为宽x高=4.0x4.2（m），孔数为5孔，在确定水位条件下其排水能力为236m3/s。因此，梅济老闸设计排水流量为197m3/s。88 4.4.4工程规模梅济老闸承担闸址以上1162.7km2的排水任务，保护着黄梅县梅济港区域26.05万亩耕地、17.1万人口的生命财产安全，根据其保护面积和保护区域的重要性，依据国家《防洪标准》（GB50201-94）确定工程等别Ⅳ等，防洪标准采用20年一遇设计，50年一遇校核。梅济老闸设计流量为197m3/s，依据《水闸设计规范》（SL265-2001）确定工程等别Ⅲ等，工程规模为中型水闸。根据梅济老闸设计流量及保护区重要性，综合《防洪标准》和《水闸设计规范》的规定，考虑上下游现有水利工程的现状，确定梅济老闸工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型水闸，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时建筑物级别为5级。工程防洪标准采用20年一遇设计，50年一遇校核。88 5工程总布置及水工建筑物加固设计5.1设计依据和基本资料5.1.1工程等别及建筑物级别梅济老闸排水流量197m3/s，根据《水闸设计规范》（SL265-2001）中第2.2条规定，确定梅济新闸工程等级Ⅲ等，水闸主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时性建筑物级别为5级。根据根据《水闸设计规范》（SL265-2001）和《水利水电枢纽工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000），梅济老闸的设计洪水标准为20年一遇，相应闸前水位为15.64m，闸后水位为15.35m；校核洪水标准为50年一遇，相应闸前水位为16.53m，闸后水位为16.10m；消能防冲洪水标准为30年一遇。5.1.2采用的主要技术规范（1）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；（2）《防洪标准》（GB50201-94）；（3）《水闸设计规范》（SL265-2001）；（4）《水工建筑物荷载设计规范》（DT5077-1997）；（5）《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；（6）《水工挡土墙设计规范》（SL379-2007）。（7）《堤防工程设计规范》（GB50286-98）；（8）《水利水电工程设计工程量计算规定》（SL328-2005）；（9）《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2005）（10）《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）；（11）《灌溉与排水工程规范》（GB2028-9）；（12）《公路桥涵通用设计规范》（JTGD60-2004）等。88 5.1.3基本资料1）基本参数①气象资料年平均气温：16.8℃历年最高气温：39.2℃。多年均日照时数：1947.3h。多年均无霜期：316d。多年平均风速：2.3m/s。汛期最大风速：13m/s。②特征水位及流量a、特征水位正常水位：13.63m，相应下游水位10.20m。设计水位：15.64m，相应下游水位15.35m；校核水位：16.53m，相应下游水位16.10m；b、排水流量设计排水流量：197m3/s。③抗滑安全系数及应力不均匀系数根据《水闸设计规范》（SL2265-2001），水闸抗滑稳定安全系数允许值：基本组合：Kc=1.15特殊组合：Kc=1.30应力不均匀系数允许值：基本组合：η=1.50特殊组合：η=2.00④地震烈度根据《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，地震动反应谱特征周期为035s，区内相应的地震基本烈度Ⅵ度，不需进行抗震设计。⑤主要地质参数根据工程地质勘察报告：水闸底板与地基的摩擦系数采用f=0.2888 ；地基允许承载力[R]=75kPa。2）基本资料①《湖北省黄梅县梅济老闸安全评价报告》，武汉大学。②《湖北省黄梅县梅济老闸安全鉴定报告书》，湖北省水利厅。③本次实测闸址区1/500地形图，湖北省水利水电规划勘测设计院。④《湖北省黄梅县沱梅济老闸安全检测报告》，武汉大学工程检测中心。⑤《湖北省黄梅县梅济老闸除险加固工程初步设计阶段工程地质勘察报告》，湖北省水利水电规划勘测设计院。5.2工程总布置根据水闸安全鉴定的结论，梅济老闸除险加固方案为拆除重建。考虑到原闸止处的基础已经沉陷固结完毕，对新建水闸的稳定有利，因此，新建水闸拟定在原址拆除重建。根据梅济老闸的过流能力和规模，新建梅济老闸采用共3孔一联开敞式水闸结构。新建水闸由上游连接段、闸室段和下游连接段组成。上游连接段由闸前护底铺盖和两岸的翼墙组成。护底铺盖可以改善水流条件和防渗，翼墙的功用在于挡土、防冲和防止侧向绕渗。闸室段由基础部分的底板和上部结构的闸墩、闸门、工作桥、启闭机房和闸侧空箱等几个部分组成。下游连接段由下游消力池、海漫、防冲槽和消力池两岸的翼墙组成。5.3工程加固设计5.3.1设计目标及原则1、根据水闸安全鉴定成果核查意见及本次复核计算成果，依据国家有关规程规范及技术标准，对沱梅济老闸进行除险加固，解决工程存在的质量及安全隐患，完善水闸安全监测等工程管理设施，使水闸达到正常运用的标准。2、除险加固设计对水闸的功能和规模不作改变。88 5.3.2主要加固内容根据安全鉴定评价结论及本次分析复核，按照有关规程规范的要求，本次加固设计主要针对梅济老闸存在的严重问题，采取拆除重建的加固措施。具体加固设计内容如下：1、清除闸室上游的淤积物，并浇筑砼护底铺盖；2、拆除重建闸室和启闭机房，新建上游空箱翼墙，新建闸室侧空箱，新建下游消力池和空箱翼墙，新建消力池后海漫和防冲槽；3、根据新建的闸墩，重新布置新建工作桥；4、对水闸两侧进场的堤顶道路进行整治，对上下游的堤坡进行整治。采用预制砼空心砖植草护坡，在水闸两侧的上下游岸墙上设置石材栏杆确保管理人员安全；5、根据新建的闸室尺寸新建钢闸门，并配套相应的手电两用螺杆式启闭机，配置相应的电缆及电气设备；6、新增水闸安全监测设施，设置图像和计算机自动化监测系统和水情自动遥测系统；5.3.3水闸加固设计根据梅济老闸安全鉴定和本次进一步复核的结果，针对梅济老闸存在问题采取相应的加固措施。5.3.3.1上游连接段设计梅济老闸上游翼墙采用C25钢筋砼空箱结构，顶部高程14.00m~18.45m，底板宽7.9m，底板厚0.8m，底板高程9.30m，翼墙前墙及隔墙厚均为0.6m，箱顶铺50cm厚混凝土盖板，箱内填土2.5m高。上游铺盖板高程为9.30m，顺水流向长16m，厚为50cm，采用C25钢筋砼浇筑，底板下设10cm厚的C10砼垫层。铺盖在浇筑时，沿轴中心线设置1条顺河向的纵向伸缩缝，底板与两侧边墙接触处各设置1条纵向伸缩缝，在底板中间设1条横向伸缩缝，所有伸缩缝宽均为1cm，缝间采用聚氯乙烯闭孔泡沫板嵌填。铺盖前端约200m长河道进行护坡处理，采用10cm厚砼预制块护坡，边坡坡比为1:3.4，护坡下设10cm厚碎石垫层，坡脚设置C20砼镇脚。88 5.3.3.2闸室结构设计闸室结构包括底板、闸墩、闸门等组成，其结构布置和尺寸的初步拟定设计如下。1、底板根据泄洪能力需要和总体布置，拆除重建的梅济老闸采用3孔共一联的整体式结构，采用整体闸底板，以避免不均匀沉陷的危害。底板长度根据闸室上部结构布置、防渗要求及满足基础承载力要求等的需要，取为20.0m。底板的厚度取为1.5m，采用C25钢筋砼浇筑，下设10cm厚的C10砼垫层。2、闸墩闸墩包括边墩和中墩，其长度为20.0m。边墩厚度取为1.2m，采用C25钢筋砼浇筑。中墩厚度取为1.5m，用C25钢筋砼浇筑。中墩和边墩上均设工作闸门槽，在闸墩的上下游处均设置检修闸门槽。工作闸门槽深为0.4m，槽宽为0.6m，检修闸门槽的深度和宽度均为0.3m。门槽颈部厚度取为0.7m。闸墩顶部高程取为与堤顶高程齐平，为18.45m。为了加强闸室的整体刚度，在闸墩的工作闸门槽和检修闸门槽上下游均设横向联系梁，联系梁的截面尺寸为0.4m×0.6m（宽×高）。为了改善水闸的水流条件，边墩及中墩上游为圆弧形，中墩的下游也采用圆弧形设计，圆弧半径为0.75m。5.3.3.3闸侧空箱设计闸室两侧地基为淤泥土质，为维护闸室稳定，此次除险加固设计拟进行地基处理，然后再新建扶壁式钢筋混凝土空箱挡土墙。空箱挡墙采用C25钢筋混凝土结构，顺水流方向总长20m，底板厚0.8m，底板高程9.30m，与闸底板齐平，前后墙及隔墙厚均为0.6m，盖板厚0.5m，空箱内填土2.0m高。5.3.3.4工作桥设计本水闸工程原公路桥面偏窄，满足不了防汛抢险需要。本次加固结合闸室的拆除重建，新建工作桥，桥面宽度和梅济新闸的工作桥一样。1、设计依据与规范1）交通部标准《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）。2）交通部标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）。88 3）交通部标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）。4）交通部标准《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）。5）交通部标准《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）。6）交通部标准《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）。2、技术标准1）桥梁跨径：5.00m。2）桥梁斜度：0°。3）桥面宽度：4.8m。4）汽车荷载：公路Ⅲ级，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-1005）设计环境条件Ⅰ类6）台后填土内摩擦角δ=25°，容重γ=19kN/m7）基本烈度Ⅵ度。8）主要材料：桥面铺装采用C30砼浇筑，T型梁采用C25钢筋砼浇筑，墙式护栏、桥台和立柱均采用C20钢筋砼浇筑；钢筋直径≥12mm者，均采用带肋螺纹钢筋，钢筋直径＜12mm者，采用光圆钢筋。其种类分别为R235和HRB335，技术性能应分别符合GB13013-91和GB1499-98的规定。3、结构布置由于原工作桥落在闸墩上，原工作桥支撑结构存在阻水情况，泄洪水流的流态紊乱，本次工作桥加固结合中墩拆除重建加固进行拆除重建处理。新建工作桥为3跨的T型梁结构桥，与桥墩一起浇筑。新建工作桥总宽为4.8m，两侧设0.4m宽的墙式护栏，桥面净宽为4.0m。工作桥全长为20.4m，为3跨T型梁结构，每跨净长为5.0m，其间设0.01m宽的伸缩缝，缝间采用聚氯乙烯闭孔泡沫板嵌填。5.3.3.5启闭机房设计本水闸工程原启闭机房为砖混结构，墙体年久失修，墙面脱落严重，房顶漏水严重。本次加固结合闸室的加固进行拆除重建。88 新建启闭机房只需考虑到工作人员在机房中的操作空间和丝杆的行程高度即可，初拟启闭机房的墙体高度取为3.50m。启闭机台的高程需根据闸底高程、闸门高度、闸门的行程及启闭机台大梁的高度共同确定。加固后的闸底板高程为9.30m，闸门的高度为4.83m，闸门的开启行程为9.15m，加上适当闸门行程的超越高度，确定启闭机台大梁的底部高程为25.05m。初步拟定启闭机台大梁的高度为0.60m，则启闭机房的地面高程为25.65m。启闭机台为矩形其尺寸为19.8m×5.6m（长×宽），启闭机台面高程25.65m。启闭机台板厚0.15m，板下设4根纵向大梁，2根40cm×60cm（宽×高）的纵向梁主要承受启闭机的重量和启闭荷载，2根60cm×60cm（宽×高）的纵向梁主要承受启闭机房墙体和屋顶的荷载。根据现有闸门的位置，在启闭机台上安放3台手电两用螺杆式启闭机，启闭机下的板上预留闸门孔及检修门孔，以便后期闸门的维修和更换。启闭机房尺寸为19.8m×3.52m（长×宽），地面高程25.05m，墙高3.50m，墙顶高程为28.55m。启闭机房由砖墙修砌，墙厚0.24m，在每个闸墩中心线处设一钢筋砼构造柱。启闭机房左右两侧设置0.85m×2.00m（宽×高）的防盗门，上下游墙面设置3扇1.2m×1.5m的塑钢窗，并设不锈钢防盗网。门和窗上部均设过梁，屋顶上部设圈梁。启闭机房外墙砂浆抹面后采用立邦漆涂刷，室内采用砂浆抹面后做仿瓷。启闭机房屋顶为四面坡屋顶，采用砼现浇，屋顶面板厚为10cm，檐口伸出启闭机房砖砌体墙外0.6m。屋顶贴棕红色琉璃瓦，屋脊采用棕红色琉璃宝顶。在启闭机房的两侧设制楼梯上下，楼梯宽为0.90m，外侧设置0.20m宽的边沿，步级净宽为0.70m。楼梯两侧设置0.70m高的不锈钢栏杆。台阶高差为0.15m，宽度为0.225m。启闭机房的启闭机台梁和板采用C25钢筋砼浇筑，墙体构造柱、过梁、圈梁和屋顶均采用C20钢筋砼浇筑，砖砌墙体采用Mu5水泥砂浆砌筑。启闭机房楼梯采用C20钢筋砼浇筑。5.3.3.6消能防冲设计本水闸工程出口原无消能设施，导致下游河道冲刷严重，已形成两个大的冲刷坑，最大直径分别约为11.00m和17.00m，严重危及水闸自身安全。本次加固结合闸室的拆除重建，新建出口消力池、海漫和防冲槽等效能设施。根据水力学计算的需要和实际地形情况，在闸后修建下挖成坑消力池，以便泄洪时形成淹没水跃，达到消能的目的。88 根据梅济老闸的工程等级和规模，确定梅济老闸消能防冲的洪水标准为30年一遇，设计流量为197m3/s，上游设计水位为15.64m，下游水位为15.35m。由于汛期设计洪水位时，下游水位受龙感湖水位顶托，水位较高，此工况时下游水较深，一般不需要修建消能设施。本次加固应根据上下游水位差较大的不利工况进行计算，各种水位工况如下：1、正常工况：上游水位13.63m，下游水位为10.20m，水位差为3.43m；2、设计工况：上游水位15.64m，下游水位为15.35m，水位差为0.29m；3、校核工况：上游水位16.53m，下游水位为16.10m，水位差为0.43m。根据上述水位差情况看，正常工况是最不利工况，因此，应选择该工况进行效能防冲计算。新建消力池由18m长的消力池段、35.0m长的海漫和10.0m长的防冲槽组成。新建消力池首宽为18.00m，末宽为25.65m，深为1.00m，底板厚度为0.80m。为了保护好海漫，在海漫的末端设置10.0m长的防冲槽，槽深2.00m，底部长为2.00m，上下游坡比均为1:2。闸门后底板高程为9.30m，消力池底板高程为8.30m，消力池与闸底板间采用1:5的斜坡连接，连接段长度为5.00m。消力池末端设置1.00m宽的消力坎，坎顶高程为9.30m，池后海漫顶部高程也是9.30m。消力池底板厚度为0.80m，采用C25钢筋砼浇筑。为了降低底板下的扬压力，在底板下设置三层反滤层，并设置间排距为2.0m的排水孔。反滤层由上至下分别为20cm厚中石子、15cm厚小石子和15cm厚粗砂，反滤层总厚度为50cm。排水孔孔径为Φ50，采用PVC管预埋设置。底板在浇筑时，沿闸墩的中心线设置3条顺河向的纵向伸缩缝，底板与两侧边墙接触处各设置1条纵向伸缩缝，在消力池中间设1条横向伸缩缝，所有伸缩缝缝宽均为1cm，缝间采用聚氯乙烯闭孔泡沫板嵌填。由于消力池边墙高，为了安全起见，在消力池的边墙顶部设置石材栏杆。消力池边墙的顶部高程依据下游地形及常年平均水位，确定为13.50m。原闸后边墙结构尺寸单薄，不能直接在其上进行加固，需将其拆除，然后按照所需高度重新进行设计，故此本次加固将消力池两侧重新浇筑C25钢筋砼空箱式结构挡土墙。新建混凝土空箱式挡土墙长17.39m，顶部高程为13.50m，底板宽8.8m，底板厚0.8m，底板高程9.30m，翼墙前墙及隔墙厚均为0.6m，箱顶铺50cm厚混凝土盖板，空箱内填土2.0m高。消88 力池边墙、岸墙与岸坡接触处回填形成高程13.50m平台，并与堤顶以锥坡形式衔接。海漫长35.0m，宽度为25.65m，海漫后防冲槽长10.0m。海漫底板采用0.40m厚的M7.5浆砌块石砌筑，同时为了降低海漫底部的扬压力，在海漫下设置两层反滤层，分别为10cm厚小石子和10cm厚粗砂。防冲槽采用干砌块石砌筑。海漫及防冲槽两侧采用10cm厚砼预制块护坡，边坡坡比为1:3.4。护坡下设10cm厚碎石垫层，坡脚设置C20砼镇脚。后部约50m长河道进行护坡处理，护坡形式也采用砼预制块护坡，坡比1：3.4，上部土堤整形为12.00m高程的平台。5.3.3.7堤坡修复设计梅济新闸至梅济老闸间的进闸防汛抢险道路为堤顶，现状堤顶由于堤坡变形严重，宽窄不一，坑凹不平，质量相当差，大部分地段已经不能满足现代管理和防汛抢险的需要。本次加固结合水闸的两侧及上下游翼墙的新建，对梅济新闸至梅济老闸间70m的堤坡及堤顶进行整治，对梅济老闸右侧55.0m内的堤坡和堤顶进行整治。梅济老闸闸侧上下游堤坡均采用六角空心砖植草护坡，坡顶设置C20砼压顶，坡脚设置C20砼镇脚。堤顶高程18.45m，宽14m，为方便通车，中间的5m设C20砼路面，从上到下分别为30cm厚的C20砼路面和20cm厚的碎石垫层。堤顶的其他部分铺碎石。5.3.3.8管理设施设计由于梅济老闸是一座跨流域排水的水利工程，该闸建成后，一直由黄冈市水利局直管，一九九七年六月，水管体制改革，梅济老闸由黄冈市水利局交付黄梅县水利局管理，并设立黄梅县梅济闸管理所，单位性质定为正股级纯公益性单位。但本水闸无工程沉陷、位移等安全检测设施。管理设施落后，管理单位无办公用房和职工住房，凭租用别人的房屋办公，也无防汛值班用房。本次加固结合水闸的拆除重建，新增水闸安全监测设施。5.3.3.9地基加固处理设计根据地质勘测资料和安全鉴定结果，梅济老闸闸基主要为具有高压缩性的淤泥质土和粘土，局部为砂壤土，主要建筑物存在严重的不均匀沉降。本次初步设计拟进行地基加固处理设计。88 （1）方案比选根据闸基地质情况和闸基承载力要求，经过分析认为，可选择桩基加固处理，适合的桩基处理有：灌注桩加固，深层搅拌桩加固和粉喷桩加固。1）灌注桩灌注桩施工需要在软弱基础中钻孔或人工挖井，多用于适用于处理粘性土、粉土、砂土和自重固结完成的素填土地基。其优点是桩径较大，可采用钢筋混凝土结构，因而桩身承载力较大，可以根据建筑物基础需要的承载力可以较大幅度提高。缺点：①需要人工打孔或钻井施工，施工环节多，质量较难控制；②需要混凝土用量较大，现场混凝土浇筑的工作量大，鉴于目前的施工能力和水平，所需工期亦较长；③灌注桩的质量随施工单位的经验和手段差异很大，较常见的质量问题有塌孔、缩颈、清理不彻底、夹土、断桩、混凝土导管拔不出、混凝土离析等；④单桩费用较高；⑤高含水地基钻井及浇筑施工难度大。2）深层搅拌桩深层搅拌桩是加固软土地基的一种新方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的桩体。深层搅拌法最适宜于各种成因的饱和软黏土，包括淤泥、淤泥质土、黏土和粉质黏土，含水量较高且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。优点：①不用钻孔和浇筑混凝土，施工速度快；②桩与地基土形成复合地基联合承载，因而水泥用量省，单桩费用较低；③对地下水以下基础或高含水地基适应性好；④搅拌桩连续城墙，可以实现防渗目的。缺点：①单桩桩径受到限制；②单桩强度和承载力均受地基土影响较大，因而承载力有限。3）粉喷桩粉喷桩与深层搅拌桩的成桩原理、施工工艺和优缺点基本相同，所不同的是搅拌施工时采用干喷水泥成桩。由于干喷容易造成喷嘴或管路堵塞，成桩质量难以保证，目前工程施工中多被深层搅拌桩代替，除非地基有强透水层才采用。88 由于梅济老闸闸基基础加固，需要提高的地基承载力标准值不大。闸基上层多为淤泥质，采用灌注桩加固，钻孔和灌注浇筑（有可能水下灌注混凝土成桩）难度大，施工速度慢，费用相对较高。而采用深层搅拌桩，施工进度和质量能得到保证，且能很好地与闸基防渗结合起来。综上所述，本次采用深层搅拌桩形成复合地基的加固方案。（2）搅拌桩加固设计根据梅济老闸闸基地质勘探情况及建筑物地基承载力大小分布，本次设计对闸室段和上下游连接段地基基础均采用搅拌桩加固处理，为减小梅济老闸基础与闸周围土基之间的不均匀沉降，在闸基外侧也分别布置一排搅拌桩。搅拌桩采用梅花型布置，桩径50cm，总计布置搅拌桩2527根，总长24044m。其中闸室段设置搅拌桩540根，桩长8.31m，纵横桩距为0.95m；上游翼墙挡土墙设置搅拌桩761根，桩长11.3m，纵横桩距为1.0m；下游翼墙挡土墙设置搅拌桩633根，桩长9.3m，纵横桩距为1.0m；左侧闸室空箱挡土墙设置搅拌桩297根，桩长8.5m，纵横桩距为0.9m；右侧闸室空箱挡土墙设置搅拌桩297根，桩长8.6m，纵横桩距为0.9m；此外，为了提高闸基抗渗稳定，延长渗径，在闸室段上游（闸底板齿墙处）连续布置一排深层搅拌桩，形成防渗墙，防渗墙深11.3m，桩距0.4m，成墙厚度0.3m。5.3.4设计计算5.3.4.1闸顶高程复核根据水闸设计规范（SL265-2001），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。水闸安全超高下限值见表5-1。表5-1水闸安全超高下限值（m）水闸级别运用情况1234挡水时正常蓄水位0.70.50.40.3最高蓄水位0.50.40.30.2泄水时设计洪水位1.51.00.70.5校核洪水位1.00.70.50.4计算工况按照分洪蓄水和排水两种情况考虑。正常蓄水期挡水：闸前设计水位13.63m，闸后设计水位10.20m，相应的安全超高值为0.4m；排水：闸前水位16.53m，闸后水位16.10m，相应的安全超高值为0.5m。88 波浪高度按下式计算：式中：hm—平均波高（m）；v0—计算风速（m/s），当浪压力参与荷载的基本组合时，可采用当地气象台提供的重现期为50年的年最大风速；当浪压力参与荷载的特殊组合时，可采用当地气象台提供的多年平均年最大风速；D—风区长度（m），当闸前水域较宽广或对岸最远水面距离不超过水闸前沿水面宽度5倍时，可采用对岸至水闸前沿的直线距离；当闸前水域较狭窄或对岸最远水面距离超过水闸前沿水面宽度5倍时，可采用水闸前沿水面宽度5倍。Hm—风区内的平均水深（m），可沿风向做出的地形剖面图求得，其计算水位应与相应计算情况下的静水位一致。挡水工况时，计算风速取多年平均最大风速，v0取2.3m/s。风区长度D取1800m，风区内的平均水深Hm取13.63m；排水工况时，计算风速取汛期年最大风速，v0取13m/s。风区长度D取1800m，风区内的平均水深Hm取16.53m；挡水情况下闸顶高程要求为13.63+0.4+0.03=14.06m；排水情况下闸顶高程要求为16.53+0.5=17.03m；经复核，闸顶实际高程为18.45m，故闸顶高程满足的挡水要求。5.3.4.2过流能力复核（1）复核工况按设计工况水位计算。设计排水标准采用20年一遇，闸上设计洪水位15.64m，闸下设计洪水位采用15.35m，相应洪水流量197m3/s。（2）复核方法根据水闸设计规范（SL265-2001），对于平底闸，当为堰流（e/H>0.65）时，闸孔总净宽可按下式计算：88 式中：B0—闸孔总净宽（m）；σ—淹没系数，；ε—侧收缩系数，，，；m—流量系数，取0.385；hs—由堰顶算起下游水深(m)；H0—计入行进流速水头的堰上水深(m)。（3）复核结果经计算，当过流量为197m3/s时，计算所得闸孔总净宽B0=12.62m。考虑到原工程闸孔总净宽B0=14m，此次设计取闸孔总净宽B0=15m，孔数N=3，每孔净宽为5m。按照所确定的闸孔尺寸，复核实际过流能力结果见下表5-2。表5-2过流能力计算成果表闸名称计算值(m3/s)设计值(m3/s)判断梅济老闸253.74197满足5.3.4.3消能防冲计算（1）复核工况水闸采用底流消能，闸前、闸后水位差最大，闸门逐步开启为消能防冲的最不利状况。本次计算工况取：上游正常蓄水位13.63m，对应下游水位10.20m，水头差为3.43m。（2）复核方法提闸过流时，3扇闸门同时均匀间歇性的分档开启，初始开启高度取0.5m88 ，以后按照0.5m分档开启，过闸流量达到要求值时停止计算。首先根据水力学原理进行流态判别，分别按闸孔出流、宽顶堰流计算过流量，根据单宽能量最大选择最不利条件复核水闸消能设施是否满足要求，计算时考虑收缩和淹没的影响。①对于平底坎的平板闸门：当e/H≤0.65时为闸孔出流，e/H＞0.65时为宽顶堰流，分别按照下式计算其过流量。孔流公式：堰流公式：孔流时：式中：——为淹没系数；——为水闸总净宽；H0——计入行进流速水头的堰上水深(m)；e——闸门开度(m)。堰流公式在过水能力复核中已介绍，此处不再赘述。②消力池深度按下式计算：式中：d——消力池深度（m）；σ0——水跃淹没系数，取1.05；——跃后水深（m）；hc——收缩断面水深（m）；88 α——水流动能校正系数，取1.0；q——过闸单宽流量（m2/s）；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）；ΔZ——出池落差（m）；——出池河床水深（m）。消力池长度按下式计算：Lsj=Ls+βLjLj=6.9(-hc)式中：Lsj——消力池长度（m）；Ls——消力池斜坡段水平投影长度（m）；β——水跃长度校正系数，可采用0.7~0.8；Lj——水跃长度（m）。③海曼长度由闸的上下游水位差最大的工况决定，计算公式如下：式中：Lp——海曼长度（m）；qs——消力池末端单宽流量（m2/s）；Ks——海曼长度计算系数，对粘土取10；ΔH’——闸孔泄水时的上、下游水位差。海曼末端常设防冲槽，保护海曼不受损坏。海曼末端的河床冲刷深度dm按下公式计算：式中：qm——海曼末端单宽流量（m2/s）；[v0]——河床土质允许不冲流速；hm——海曼末端河床水深。（3）计算结果88 1）消力池池长、池深计算结果计算结果见表5-3：表5-3水闸出流消力池计算表开度流量单宽收缩跃后所需所需流量水深水深池长池深e(m)Q(m3/s)q(m2/s)hc(m)hc"(m)Lsj(m)d(m)0.529.0371.9360.2531.61711.591.068.4064.5600.5462.52814.581.5111.7297.4490.8683.20416.280.532.0143.3569.5571.1303.53616.620.682.5172.17411.4781.4283.68415.890.602.6177.60011.8401.4913.69815.900.582.7182.91512.1941.5603.69915.660.54为了确保工程安全，设计取消力池池长18.0m，池深1.0m，满足水闸消力池池长与池深要求。2）海曼长度及防冲槽尺寸经计算，海曼长度为30.65m，设计取为35.0m。计算可得dm值小于0，理论上不需设防冲槽，确保水闸满足各种工况下的运行安全，在海曼末端仍设置防冲槽。取防冲槽长10m，深度2.0m，槽顶与海曼末端齐平，槽底宽2.0m，上下游坡度系数m同取2。5.3.4.4闸基抗渗稳定计算闸基渗流最不利工况为挡洪工况时，水闸上下游水头差最大的工况，取上游设计洪水位16.53m+下游低水位10.20m，水头差为6.33m。（1）径流长度复合按《水闸设计规范》（SL265-2001），防渗长度按下式验算：式中：L——地下轮廓线长度（m）；C——允许渗径系数，考虑到闸基为粘土土壤，取C=3；——上下游水位差（m），=6.33m。因此，要求的防渗长度L=18.99m。梅济老闸防渗长度为49.58m，大于要求防渗长度，设计防渗长度满足要求。88 （2）闸基抗渗稳定分析1）采用《水闸设计规范》（SL265-2001）推荐的改进阻力系数法。地基有效深度的计算当：时，当：时，式中：——地基有效深度（m）；——地下轮廓的水平投影长度（m）；——地下轮廓的垂直投影长度（m）。如果计算值小于地基实际深度，应采用值进行渗流计算；如果计算值大于地基实际深度，应按地基实际深度进行渗流计算。2）分段阻力系数的计算①进出口段：图5-1进出口段阻力系数计算简图②内部铅直段：88 图5-2内部铅直段阻力系数计算简图③水平段：图5-3水平段阻力系数计算简图3）各分段水头损失值的计算各分段水头损失值可按下式计算：，，…，式中：，，…，——各分段的水头损失值；，，…，——各分段的阻力系数。以直线连接各分段计算点的水头值，即得渗透压力图。4）进出口段水头损失值的修正88 图5-4进出口水头损失修正计算简图见图5-4，进出口段水头损失可按下式修正：式中：——按公式计算的水头损失值(m)；——修正后的水头损失值(m)；——阻力修正系数，可按下式计算：式中：——底板埋深与板桩入土深度之和(m)；——板桩另一侧地基透水层深度(m)。5）其它段水头损失修正当时，可按下式修正：当时，可按下列方法修正①当时，则为内部铅直段修正前的水头损失值，为修正后的水头损失值。②当时，则88 为CD段修正前的水头损失值，为修正后的水头损失值。6）出口段和水平段渗流坡降值的计算：式中：——出口段或水平段渗流坡降值。（3）复核计算结果水闸地下轮廓图和计算简图见图5-5，图5-6。图5-5水闸地下轮廓图（单位:m）图5-6闸基计算简图（单位:m）1）地基有效深度闸前蓄水位16.53m，闸后水位10.20m，上下游水头差为6.33m。地基计算深度：由水平投影L0=45m，铅直投影S0=2.5m，得，故有效深度：=22.5m而实际地基渗流深度为20m小于22.5m，计算深度取较小值，故取=20m。2）分段阻力系数、各分段水头损失及水平段、出口段渗透坡降各段阻力系数为及修正后各分段水头损失见表5-4，水平段及出口段渗透坡降见表5-5。88 表5-4各段阻力系数及水头损失值分段1-22-33-44-55-66-77-88-9ξi0.4550.0470.0160.7100.0160.0470.0850.086hi(m)0.8200.0850.0291.2800.0290.0850.1520.154修正后h0"0.3830.5220.0291.2800.0290.0850.1520.154分段9-1010-1111-1212-1313-1414-1515-16　ξi0.0550.8430.0550.1710.0390.4120.454　hi(m)0.0981.5190.0980.3090.0700.7420.818　修正后h0"0.0981.5190.0980.3090.0701.2630.298　∑ξi3.491∑hi6.33表5-5水平段及出口段渗透坡降值分段1-22-34-56-78-910-1112-1314-1515-16J0.4260.5800.0900.0940.1030.0890.1030.1680.372根据水闸设计规范，水平段允许渗透坡降[J]=0.30~0.40，出口段允许渗透坡降[J]=0.60~0.70。可见，计算得出的水平段和出口段的渗透坡降值满足规范要求，不会产生渗透破坏。5.3.4.5地基承载力和抗滑稳定计算（1）计算工况和复核要求计算工况考虑4种工况，4种工况下相应的闸前和闸后水位与荷载组合见下表：表5-6荷载组合表复核工况水位（m）闸前水位闸后水位水位差工况1完建期9.309.300.00工况2正常挡水13.6310.203.43工况3设计情况15.6415.350.29工况4校核情况16.5316.100.43按《水闸设计规范》（SL265-2001）的要求，闸室稳定应满足下列要求：1)各种计算工况下闸室平均基底压力不大于地基允许承载力；2)基底压力的最大值与最小值之比不大于规定的允许值；3)最大基底压力不大于地基允许承载力的1.2倍；4)抗滑稳定安全系数不小于规定的允许值。88 （2）荷载计算在闸室地基稳定性复核计算中，各种荷载的大小及其对底板中心产生的弯矩计算结果汇总于表5-7。表5-7梅济老闸荷载计算总表计算项目工况1工况2工况3工况4结构自重(kN)48531.75结构自重弯矩(kN·m)2504.07水重(kN)08646.1018294.3020744.20水重弯矩(kN·m)024300.42054.553046.41扬压力(kN)010455.8224770.0928048.78扬压力弯矩(kN·m)0-22857.52-1932.56-2865.52水平水压力(kN)01793.17359.17603.05水平水压力弯矩(kN·m)0-2634.03-1112.72-2115.86浪压力(kN)0209.073.211.83浪压力弯矩(kN·m)0-832.51-100.10-136.77水平荷载总和∑H(kN)02002.24361.30606.35垂直荷载总和∑G(kN)48531.7546722.0342055.9641227.17力矩总和∑M(kN·m)2504.07-480.41-2372.56-203.97（3）复核方法1）地基承载力验算按照《水闸设计规范》（SL265-2001）的要求，采用的计算公式为：地基应力按下式计算：；应力不均匀系数：式中：—闸底板与基础之间的摩擦系数，f=0.25；ΣG—作用在竖井底板上的全部竖向荷载，kN；∑M—作用在闸室底板上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩，kN.m；∑H—作用在闸室上的全部水平向荷载，kN；—闸基础底面对于该基础底面的垂直于水流方向的形心轴的截面矩；88 ——闸室底板基础底面积。2）抗滑稳定验算根据《水闸设计规范》（SL265-2001）的要求，抗滑稳定计算公式为：式中：ΣG—作用在竖井底板上的全部竖向荷载，kN；∑H—作用在闸室上的全部水平向荷载，kN；（4）复核结果梅济老闸的地基应力及抗滑稳定计算结果分别见表5-8。表5-8梅济老闸地基应力及抗滑稳定系数计算总表计算项目工况1工况2工况3工况4∑G48531.7546722.0342055.9641227.17∑M2504.07480.412372.56203.97∑H(kN)02002.24361.3606.35σmax(kPa)120.79114.87104.82101.20σmin(kPa)117.11114.15101.33100.90平均σ(kPa)118.95114.51103.08101.05η1.021.011.021.00[η]1.51.51.52KC/5.8329.1017.00[KC]/1.251.251.25根据《水闸设计规范》（SL265-2001）的要求，应力不均匀系数的允许值，基本组合为1.5，特殊组合为2.0。1）梅济老闸地基承载力复核计算结果表明：①不同运用工况时，闸室平均基底压力均大于地基允许承载力75kPa，闸室最大基底压力均大于地基允许承载力的1.2倍(90kPa)，地基承载力不满足规范要求。②完建工况（工况1）、正常挡水（工况2）、设计情况（工况3）和校核洪水（工况4）条件下，地基应力不均匀系数均小于允许值，满足规范要求。地基承载力不满足要求，应进行地基处理。2）梅济老闸抗滑稳定复核计算结果表明：88 梅济新闸在各种工况下抗滑稳定均满足规范要求。5.3.4.6闸室底板结构计算闸底板的结构计算采用弹性地基梁法。（1）不平衡剪力的计算以闸门上游面为界，分闸室为上、下游段，各自承担其分段内的上部结构重力和其他荷载。计算不平衡剪力如表5-9。表5-9不平衡剪力计算表单位：kN荷载名称校核水位情况完建情况上游段下游段小计上游段下游段小计结构重力底板98947446173409894744617340闸墩13346.17237.3520583.4513346.17237.3520583.45闸门154.35154.35308.7154.35154.35308.7箱梁489.6979.21468.8489.6979.21468.8启闭机29.429.458.829.429.458.8工作桥1020/10201020/1020启闭房387638767752387638767752Σ29776.9519722.348531.7529776.9519722.348531.75水重力12647.448096.7620744.20000扬压力-16058.88-11989.90-28048.78000地基反力-23932.7-17304.9-41237.6-27965.45-20566.15-48513.60不平衡剪力-1609.941609.941811.5-1811.5不平衡剪力分配ΔQ1ΔQ2ΔQ1ΔQ2202.851407.9228.251583.25（2）不平衡剪力的分配在计算不平衡剪力的分配前，首先计算截面形心轴至截面底边的垂直距离而截面形心轴至截面底板面层的垂直距离y1为;截面形心轴至闸墩顶面的垂直距y2为88 截面主惯性矩Iz为1737.583（m4）。不平衡剪力由闸墩和底板共同承担，确定其数值时，可假定闸室在顺水流方向为一受弯构件，闸墩和底板形成组合梁。因此，按受弯构件的公式来确定剪应力：或式中：—离断面形心轴为y处的任一点的剪应力；—计算截面以上（y坐标以向上为正）的面积对形心轴的面积矩；—整个断面对形心轴的惯性矩；—计算截面宽度（底板处，底板以上）；—离形心轴y处整个宽度上的剪力。用积分法直接分配不平衡剪力，设是分配给底板的不平衡剪力，是分配给闸墩的不平衡剪力。则：即3孔联闸室的底板分配的不平衡剪力为12.6%，闸墩分配的不平衡剪力为87.4%。（3）确定板条上的荷载上下游闸墩横截面相同，取三孔一联水闸进行分析，闸墩及侧空箱的横截面如图5-7。图5-7闸墩及侧空箱横断面图88 作用在基础梁单宽板条的荷载有地基反力、扬压力、底板自重、水重等，分为均布荷载q和集中荷载P以及边荷载q＇。弹性地基梁上的铅直荷载分布简图如图5-8。图5-8弹性地基梁上的铅直荷载图将上游段、下游段的荷载，分别除以各自的宽度、，连同以上算得的不平衡剪力，即为单宽板条上的荷载。单宽板条上的均布荷载可按下式计算：式中、、及分别是单宽板条上的底板自身重力、水的重力、浮托力及渗透压力。它们都应该是垂直水流方向单位长度上的荷载，即必须是均布荷载，才能计入上式进行计算。对于完建期和运用期的不同情况酌情扣除。分配给闸墩的不平衡剪力可近似地按集中力考虑，此时，通过中墩传给地基梁的荷载和通过边墩传给地基梁的荷载，可按下式计算：式中、、、分别为中墩重力（包括上部结构）、边墩重力（包括上部结构）、中墩厚度和边墩厚度。据此求出各种工况的上游段和下游段板条上的荷载如表5-10。88 表5-10弹性地基梁的计算荷载位置工况q（kN/m）P1(kN)P2(kN)上游校核工况23.91538.00306.50完建工况38.39542.73308.94下游校核工况15.94519.07295.47完建工况38.83525.72299.25影响边荷载的主要因素为闸室两侧空箱及填土,空箱及箱内填土重力产生边荷载。近似计算空箱段q＇1=（0.5+0.8）×25×1+(2+0.7)×18.8×1=83.26kN/m，空箱段边荷载长度计算取为4.2m；外侧全填土段q＇2=9.85×18.8×1=185.18kN/m，边荷载长度计算取为2l-4.2=16.2m。根据上述所求得的荷载，进行弹性地基梁计算。（4）弹性地基梁内力计算弹性地基梁内力计算采用“理正软件”进行。将求出的板条荷载代入软件程序，即可求出内力值。1）梁的柔性指数t：半梁l=L/2=10.2m，h=1.5m，则2）梁上弯距计算各工况下闸室底板截面弯矩计算如下；88 校核工况上游侧：校核工况下游侧：88 完建工况上游侧：完建工况下游侧：98 闸室底板内力计算结果见表5-11。表5-11闸室底底板内力值工况校核工况完建工况位置上游下游上游下游最大弯矩M（kN·m）607.81688.77504.28474.88（5）闸室底板的配筋通过上述对底板内力分析，算得底板各截面弯矩后，即可按钢筋混凝土或少筋混凝土进行配筋计算。底板环境为二类，查表得混凝土保护层厚度为30mm，受力钢筋的直径d=20mm且钢筋一排布置，所以钢筋合力作用点到梁受拉区外缘的距离：a=c+d/2=40mm，因此截面的有效高度h0=h-a=1500-40=1460mm。C25混凝土轴心抗压强度设计值fc=11.9MPa，HRB335钢筋抗拉强度设计值fy=300MPa。底板的校核见表5-12。表5-12底板配筋表工况校核工况完建工况位置上游下游上游下游弯矩M（kN·m）607.81688.77504.28474.88　0.0290.0330.0240.022　0.0290.0330.0240.023　1689.91918.81398.51316.0　0.1160.1310.0960.090　0.2000.2000.2000.200校核　0.20.20.20.2　2920292029202920配筋Φ20@100　3124由上表可以看出，底板配筋采用Φ20@100的钢筋即可满足要求。5.3.4.7闸侧空箱稳定计算（1）计算工况与荷载组合根据梅济老闸的功能及运行要求，本次设计结构稳定计算考虑以下498 种运行工况及对应的水位组合：①完建工况；②正常挡水工况：根据梅济闸管理所运行记录及水闸调度要求，为保证水闸上游梅济港、太白湖区域农田灌溉及用水要求，并满足安全度汛的需要，正常挡水位13.63m，相应下游水位10.20m，水头差3.43m。③设计工况：设计排水标准采用20年一遇，闸上设计洪水位15.64m，闸下设计洪水位采用15.35m，水头差0.29m。④校核工况：校核排水标准采用50年一遇，闸上设计洪水位16.53m，闸下设计洪水位采用16.10m，水头差0.43m。（2）计算条件及计算简图空箱挡土墙计算分顺水流向与垂直水流向两种情况，计算断面也对应此两种情况。抗滑、抗倾计算时，上述情况应分别计算校核；计算地基应力时，不同荷载同时作用，求出对应的地基力。空箱挡墙采用C25钢筋混凝土结构，由5个空箱组成，顺水流方向总长20m，底板厚0.8m，底板高程9.30m，与闸底板齐平，前后墙及隔墙厚均为0.6m。空箱顶部高程为18.45m，顶板厚0.5m；计算单元取空箱挡土墙整体，填土饱和容重18.8kN/m3，内摩擦角12°，粘结力10kN/m2。翼墙与地基的摩擦系数根据地质报告值，取f=0.25。其结构横断面图及计算简图见下图5-9~5-12。5-9顺水流向挡土墙计算断面图98 图5-10顺水流向挡土墙计算简图图5-11垂直水流向挡土墙断面图图5-12垂直水流向挡土墙计算简图（3）计算方法①地基应力采用偏心受压公式：式中：—挡土墙底面面积，m2；、—作用在挡土墙上全部水平向和竖直向荷载对基础底面形心轴x、y的力矩，kN·m、—挡土墙底面对于该基础底面形心轴x、y的形心轴的截面矩，m3；98 ②地基应力不均匀系数：③抗滑稳定安全系数按下式计算：式中：—沿闸室底面的抗滑稳定安全系数；—闸室基底面与地基之间的摩擦系数，此处采用f=0.25；—作用在闸室上的全部竖向荷载，kN；—作用在闸室上的全部水平向荷载，kN。（4）计算结果空箱挡土墙稳定计算结果见表5-13~5-15。由表中计算结果可以看出，梅济老闸下游空箱挡土墙结构稳定不满足规范要求。1）梅济老闸地基承载力复核计算结果表明：①完建工况（工况1）、正常挡水（工况2）、和设计情况（工况3）条件下，闸侧平均基底压力均大于地基允许承载力75kPa；完建工况（工况1）和正常挡水（工况2）条件下，闸室最大基底压力均大于地基允许承载力的1.2倍(90kPa)，地基承载力不满足规范要求。②完建工况（工况1）、正常挡水（工况2）、设计情况（工况3）和校核洪水（工况4）条件下，地基应力不均匀系数均小于允许值，满足规范要求。综上地基承载力不满足要求，应进行地基处理。2）梅济老闸抗滑稳定复核计算结果表明：梅济新闸在各种工况下抗滑稳定均满足规范要求。表5-13岸墙地基应力计算表计算项目完建工况校核水位工况设计水位工况正常挡水水Pmax(kPa)137.6286.2384.1297.52Pmin(kPa)115.1862.2078.5284.11地基平均应力126.4074.2281.3290.81η1.191.391.071.16[η]1.502.001.501.5098 表5-14顺水流向岸墙结构稳定计算表计算项目完建工况校核工况设计工况正常挡水工况力M1M2力M1M2力M1M2力M1M2结构自重16944.90.0169449.216944.90.0169449.216944.90.0169449.216944.90.0169449.2内填土重1489.00.014889.6697.00.06969.6697.00.06969.6697.00.06969.6外填土重2296.40.022963.61344.30.013442.61452.80.014527.51810.30.018102.6水重0.00.00.02777.90.027779.42543.20.025432.21253.30.012633.4水平水压力0.00.00.0247.4867.9-867.9147.3456.4-456.4604.71000.2-1000.2浮托力0.00.00.09592.30.0-95923.38300.60.0-83006.45812.00.0-58119.8垂直荷载∑G20730.212171.813337.214893.5水平荷载∑H0.0247.4147.3604.7力矩总和∑M0.0867.9456.41000.2∑M抗倾207302.4217640.8216378.5207154.8∑M倾覆0.096791.283462.859120.0抗滑稳定KC/10.9820.185.54[KC]1.251.101.251.25抗倾稳定Kf/2.22.63.5[Kf]1.51.31.51.5备注：M1为力对岸墙中心轴的力矩，M2为力对岸墙前趾的力矩。表中力单位为kN，以向右、向下为正；弯矩单位为kN•m，以逆时针为正。98 表5-15垂直水流向岸墙结构稳定计算表计算项目完建工况校核工况设计工况正常挡水工况力M1M2力M1M2力M1M2力M1M2结构自重16944.911023.050134.816944.911023.050134.816944.911023.050134.816944.911023.050134.8内填土重1489.02963.01563.4697.01387.0731.8697.01387.0731.8697.01387.0731.8外填土重2269.4-4084.912557.11344.3-2419.77438.21452.7-2614.98038.51810.3-3258.510016.8水重0.00.00.02777.95528.12916.82453.24881.92575.91253.32494.11316.0土压力1775.13073.3-3073.3830.91438.6-1438.6830.91438.6-1438.6735.31273.1-1273.1浮托力0.00.00.09592.3-19088.7-10071.98300.6-16518.3-8715.75812.0-11565.8-6102.6垂直荷载∑G20703.212171.813247.214893.5水平荷载∑H1775.1830.9830.9735.3力矩总和∑M2515.3-2131.8-402.81352.9∑M抗倾64255.461221.761481.162199.5∑M倾覆3073.311510.510154.37375.7抗滑稳定KC2.593.303.574.55[KC]1.251.101.251.25抗倾稳定Kf/5.36.18.4[Kf]1.501.301.501.50备注：M1为力对岸墙前趾的力矩，M2为力对岸墙中心轴的力矩。表中力单位为kN，以向右、向下为正；弯矩单位为kN•m，以逆时针为正。98 5.3.4.8上下游翼墙稳定计算1、上游空箱翼墙稳定计算（1）计算工况与荷载组合上游空箱翼墙的计算工况与闸室空箱挡土墙的计算工况相同，故略。（2）计算条件及计算简图上游空箱翼墙采用C25钢筋混凝土结构。顶部高程为14.0m，隔墙厚0.6m，前墙厚0.6m，后墙厚0.6m，箱宽3m，顶板厚0.5m。扶壁底宽3.1m，厚0.6m，间距3m，顶部与墙顶同高。箱内填土高程为11.80m。填土饱和容重18.8kN/m3，内摩擦角12°，粘结力10kN/m2。翼墙与地基的摩擦系数根据地质报告取值，取f=0.25。其结构横断面图及计算简图见下图5-13，5-14。图5-13上游翼墙横断面图图5-14上游翼墙计算简图（3）计算方法上游空箱翼墙的结构稳定计算方法与闸室空箱挡土墙计算方法相同，故略。（4）计算结果上游空箱翼墙稳定计算结果见表5-16。由表中计算结果可以看出，上游翼墙地基承载力不满足要求，后面进行地基处理；抗滑稳定在各种工况下均满足规范要求。98 表5-16上游空箱翼墙结构稳定计算表计算项目完建工况校核工况设计工况正常挡水工况力M1M2力M1M2力M1M2力M1M2结构自重5435.12886.118582.55435.12886.118582.55435.12886.118582.55435.12886.118582.5内填土重1269.01586.33426.3594.0742.51603.8594.0742.51603.8594.0742.51603.8外填土重1233.9-2323.87197.7577.6-1087.73369.1577.6-1087.73369.1577.6-1087.73369.1空箱内水重0.00.00.01836.02295.04957.21633.52041.94410.5540.0675.01458.0土压力1065.11844.0-1844.0498.5863.1-863.1498.5863.1-863.1498.5863.1-863.1浮托力0.00.00.01651.6-2064.5-4459.31651.6-1850.9-4459.31480.7-1850.9-4459.3垂直荷载∑G7938.06791.16588.65665.9水平荷载∑H1065.1498.5498.5498.5力矩总和∑M3992.53634.53594.92228.1∑M抗倾29206.528512.727965.925013.5∑M倾覆1844.05322.45322.45322.4抗滑稳定KC1.703.042.952.50[KC]1.251.101.251.25Pmax62.790.888.571.5Pmin104.852.550.548.0地基平均应力83.771.669.559.8应力均匀系数η1.71.71.81.5[η]1.502.001.501.50抗倾稳定Kf15.85.45.34.7[Kf]1.501.301.501.50备注：、M1为力对翼墙中心轴的力矩，M2为力对翼墙前趾的力矩。表中力单位为kN，以向右、向下为正；弯矩单位为kN•m，以逆时针为正。98 2、下游空箱翼墙稳定计算（1）计算工况与荷载组合下游空箱翼墙的计算工况与闸室空箱挡土墙的计算工况相同，故略。（2）计算条件及计算简图下游空箱翼墙采用C25钢筋混凝土结构。顶部高程为13.50m，隔墙厚0.6m，前墙厚0.6m，后墙厚0.6m，箱宽3.2m，顶板厚0.50m。扶壁底宽3.4m，厚0.6m，间距3m，顶部与墙顶同高。箱内填土高程为9.00m。填土饱和容重18.8kN/m3，内摩擦角12°，粘结力10kN/m2。翼墙与地基的摩擦系数根据地质报告取值，取f=0.25。其结构横断面图及计算简图见下图5-15，5-16。图5-15下游翼墙横断面图图5-16下游翼墙计算简图（3）计算方法下游空箱翼墙的结构稳定计算方法与闸室空箱挡土墙计算方法相同，故略。（4）计算结果下游翼墙稳定计算结果见表5-17。由表中计算结果可以看出，下游翼墙地基承载力不满足要求，后面进行地基处理；抗滑稳定在各种工况下均满足规范要求。98 表5-17下游空箱翼墙结构稳定计算结果汇总表计算项目完建工况校核工况设计工况正常挡水工况力M1M2力M1M2力M1M2力M1M2结构自重5626.72266.218365.05626.72266.218365.05626.72266.218365.05626.72266.218365.0内填土重1218.21705.53654.7570.2798.31710.7570.2798.31710.7570.2798.31710.7外填土重1204.7-2569.97870.5563.9-1203.03684.0563.9-1203.03684.0803.4-1713.95249.0空箱内水重0.00.00.02203.23084.56609.61960.22744.35880.6648.0907.21944.0土压力995.01440.7-1440.7542.7785.9-785.9808.31170.4-1170.4325.8785.9-785.9浮托力0.00.00.01875.6-2625.8-5626.71875.6-2625.8-5626.7981.9-1374.7-5626.7垂直荷载∑G8049.67088.46845.46666.4水平荷载∑H995.0542.7808.3325.8力矩总和∑M2842.53106.13150.51668.9∑M抗倾29890.230369.429640.427268.7∑M倾覆1440.76412.66797.1-6412.6抗滑稳定KC1.792.951.894.55[KC]1.251.101.251.25Pmax101.792.890.580.5Pmin70.959.156.362.4地基平均应力86.376.073.471.5应力均匀系数η1.41.61.61.3[η]1.502.001.501.50抗倾稳定Kf20.74.74.44.3[Kf]1.501.301.501.50备注：M1为力对翼墙中心轴的力矩，M2为力对翼墙前趾的力矩。表中力单位为kN，以向右、向下为正；弯矩单位为kN•m，以逆时针为正。5.3.4.8地基处理根据地质勘测资料，梅济老闸闸区全场分布有③层淤泥质粉质粘土，层厚一般2.8～5.6m，平均厚4.6m，层底高程4.4～6.1m，闸基下建基面以上部分淤泥质土已挖除，层厚2.8m，上游左侧ZK4孔处揭露最大层厚为10.3m，层底高程0.85m。下卧层为④层粉质粘土、粉土与粉砂互层，层厚4.2～12.5m，平均厚9.4m，层底高程-3.2～-6.2m。为提高地基承载力和满足抗滑稳定要求，本次初步设计拟定采用水泥土搅拌桩复合地基处理。1、加固范围的选择本次初步设计拟对梅济老闸闸室、闸室两侧空箱挡土墙和上下游翼墙挡土墙地基进行加固处理。103 2、搅拌桩的计算（1）搅拌桩单桩竖向承载力的设计计算单桩竖向承载力特征值应通过现场单桩载荷试验确定，初步设计时也可按式(1)估算，并应同时满足式(2)的要求，应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于(或等于)由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力：（1）（2）式中：fcu—与搅拌桩桩身加固土配合比相同的室内加固土试块（边长70.7或50mm的立方体）在标准养护条件下的90d龄期无侧限抗压强度平均值，取fcu=1.8MPa。η—桩身强度折减系数，根据《建筑地基处理技术规范》的规定，干法可取0.20~0.30，湿法可取0.25~0.33，取η=0.3；up—桩的周长(m)；n—桩长范围内所划分的土层数；qsi—桩周第i层土的侧阻力特征值。对淤泥可取4~7kPa；对淤泥质土可取6~12kPa；对软塑状态的粘性土可取10~15kPa；对可塑状态的粘性土可以取12~18kPa；对稍密砂类土可取15~20kPa；对中密砂类土可取20~25kPa。li—桩长范围内第i层土的厚度(m)；qp—桩端地基土未经修正的承载力特征值(kPa)，可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有关规定确定；α—桩端天然地基土承载力折减系数，可取0.4~0.6，承载力高时取低值。（2）复合地基承载力设计值fspk计算加固后搅拌桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，也可按下式计算：103 根据设计要求的单桩竖向承载力特征值Ra和复合地基承载力特征值fspk计算搅拌桩的置换率m和总桩n：式中：fspk—复合地基承载力特征值(kPa)；m—面积置换率；Ra—单桩竖向承载力特征值(kN)；Ap—桩的截面积(m2)；β—桩间土承载力折减系数，当桩端土未经修正的承载力特征值大于桩周土的承载力特征值的平均值时，可取0.1~0.4，差值大时取低值；当桩端土未经修正的承载力特征值小于或等于桩周土的承载力特征值的平均值时，可取0.5~0.9，差值大时或设置褥垫层时均取高值；fsk—处理后桩间土承载力特征值(kPa)，可取天然地基承载力特征值；A—地基加固的面积(m2)。（3）计算参数综合土工试验、标准贯入试验、静力触探试验成果，结合经验值，各层土承载力及压缩模量建议值见表5-18表5-18承载力特征值及压缩模量综合成果表地层编号岩土名称互层名称综合取值fak（KPa）ES（MPa）①填土（粉质粘土）1004.0②粉质粘土1206.0③淤泥质粉质粘土753.8④粉质粘土、粉土与粉砂互层粉质粘土901154.56.2粉土1208.5粉砂13012.0⑤粉砂16014.0水泥土搅拌桩桩端端阻力特征值和桩周侧阻力特征值103 参照《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）确定，见表5-19。表5-19水泥土搅拌桩阻力特征值建议值地层代号岩土名称桩端端阻力特征值qpa(kPa)桩周侧阻力特征值qsia(kPa)③淤泥质粉质粘土9④粉质粘土、粉土与粉砂互层11512⑤粉砂16018（4）计算成果本次初步设计所选用的搅拌桩的设计相关参数见下表5-20。各建筑物基础桩基计算结果见表5-21。103 表5-20搅拌桩设计参数表项目桩径D(m)桩长L(m)桩周长up(m)桩截面积Ap(m2)桩周土平均摩阻力(kPa)桩身范围内土层深度(m)桩身无侧限抗压强度fcu(kPa)桩身强度折减系数η桩端土的承载力折减系数α桩间土承载力折减系数β桩端土地基天然承载力qp(kPa)处理后桩间土承载力fsk(kPa)qs1qs2qs3L1L2L3闸室段0.512.601.570.196912182.775.544.2918000.30.50.311575上游翼墙挡土墙0.512.801.570.1969121810.301.001.5018000.30.50.311575下游翼墙挡土墙0.512.101.570.196912186.802.502.8018000.30.50.311575闸室左侧挡土墙0.512.901.570.196912185.003.504.4018000.30.50.311575闸室右侧挡土墙0.514.001.570.196912184.604.005.4018000.30.50.311575表5-21搅拌桩设计成果表项目单桩承载力Ra1(kPa)基底面积A(m2)基底平均压应力σ(kPa)计算置换率m计算布桩数n实际置换率m＇实际布桩数n＇复合地基承载力fspk(kPa)桩距（m）闸室段105.84408118.950.2334840.251521152.110.95上游翼墙挡土墙105.8452683.730.1514040.226607139.471.0下游翼墙挡土墙105.8445182.760.1493420.226520139.471.0闸室左侧挡土墙105.84164137.620.2762310.279234166.910.9闸室右侧挡土墙105.84164137.620.2762310.279234166.910.9103 （4）搅拌桩布置搅拌桩呈梅花型布置，桩径50cm。由上表可以看出，当桩数大于或者等于n时复合地基承载力均能满足上部结构的要求。此外，为减小梅济老闸基础与闸周围土基之间的不均匀沉降，在闸基外侧也分别布置一排搅拌桩。根据以上计算结果，此次初步设计中，闸室段设置搅拌桩600根，桩长12.6m，纵横桩距为0.95m；上游翼墙挡土墙设置搅拌桩761根，桩长12.8m，纵横桩距为1.0m；下游翼墙挡土墙设置搅拌桩633根，桩长12.1m，纵横桩距为1.0m；左侧闸室空箱挡土墙设置搅拌桩325根，桩长12.9m，纵横桩距为0.9m；右侧闸室空箱挡土墙设置搅拌桩325根，桩长14.0m，纵横桩距为0.9m；总记2644根，总长33698m。此外，为了提高闸基抗渗稳定，延长渗径，在闸室段上游（闸底板齿墙处）连续布置一排深层搅拌桩，形成防渗墙，防渗墙深12.5m，桩距0.4m，成墙厚度0.3m。（5）主要参数1）桩身水泥掺量：水泥掺入比为20%，水泥掺入量为368kg/m3,即每米桩长水泥粉喷量为73.6kg。2）水泥品种及标号：32.5MPa普硅水泥。3）外掺剂：按水泥用量的10%掺加石膏粉。4）搅拌头上提喷粉速度，提升速度控制在0.5m/min内，以保证成桩的连续性和均匀性。3、复合地基沉降量计算将群桩与桩间土视为一个整体，按单向压缩分层总和法计算桩基的最终沉降量。复合地基沉降量可按下式计算：式中S——复合地基最终沉降量（mm）；Si——任一i分层土层的沉降量（mm）；——106 第i层土所受最终应力，由第i层土层的自重应力和附加应力两部分组成（MPa）；——第i层土相应压力范围内的压缩系数，；——第i层土的初始孔隙比；——第i层土的厚度Esp——复合地基基础底面下第i层土的压缩模量（MPa），；Es——地基未用搅拌桩加固前基础底面下第i层土的压缩模量（MPa）；选取完建情况为计算工况，各粉质粘土层的压缩量均应计算。由于下卧⑤层粉砂的压缩性及所受的附加应力都较小，故忽略砂土层的压缩影响，从而变形实际采用的压缩层厚度为8m。选闸室垂直水流方向两角点和中点为计算沉降点位置，沉降计算结果如表5-22所示。表5-22复合地基沉降计算沉降量表沉降点位置沉降量（mm）最大沉降差（mm）闸室1100.33.2298.7397.1闸室左侧挡土墙188.75.3285.5383.4闸室右侧挡土墙189.43.8287.8385.6查《水闸设计规范》可知，地基经深层搅拌桩加固处理后，建筑物的最终沉降量、不均匀沉降满足规范的要求。5.3.4.9工作桥基承载力计算工作桥采用与桥墩整体浇注，根据《公路桥涵通用设计规范》（JTGD60-2004），车辆荷载为公路-Ⅱ，且车辆荷载效应可乘以0.7的折减系数。人群荷载标准值取3~4kN/m2，本次计算取标准值3kN/m2。106 工作桥采用现浇钢筋混凝土与桥墩整体浇注，桥长根据闸孔宽度确定，桥面净宽4.8m。工作桥结构布置如图5-17所示。图5-17工作桥结构布置图经计算，，最大弯矩最大正应力因此工作桥基础承载力满足要求。106 6金属结构设计6.1设计依据及标准·国家颁发的有关现行法令、法规。·《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）·《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL74-95）。·《水利水电工程启闭机设计规范》（SL41-2011）。·《水利水电工程启闭机制造安装及验收规范》（SL381-2007）。·《水工金属结构焊接通用技术条件》（SL36-1995）。·《水工金属结构防腐蚀规范》（SL105-1995）·材料、工艺、计量、热处理、公差配合及形位公差、机械制图等应遵守相关标准（有效版本）。6.2梅济老闸现状概况梅济老闸工程等级为Ⅲ等，主要水工建筑物为3级，次要建筑物为4级，历史上是一座以防洪（泄洪、拦洪）为主，兼顾蓄水灌溉，养殖和航运等综合利用的中型水利工程。由黄冈市水利局设计院设计，经湖北省人民政府批准，于1950年10月由黄梅、广济（现武穴市）两县共同开工兴建，1951年5月建成并投入使用。梅济老闸原设计排水流量121.10m3/s，闸顶高程18.45m，闸底高程9.30m，闸室长12m，宽25.4m；共设5孔，中孔净宽4.00m，其余各孔净宽2.50m，闸室总净宽14.00m。经过安全鉴定，认为水闸工程大部分运用指标无法达到设计标准，工程存在着严重的安全问题，并已无法通过除险加固解决，按照《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）的规定，梅济老闸评定为四类闸，应拆除重建。详见《湖北省黄梅县梅济老闸安全鉴定报告书》（2009年03月湖北省水利厅）。梅济闸建于百里长堤与梅济港交汇处，与百里长堤一道抵御龙感湖高水位。后随着围湖造田的发展，西隔堤、沱湖闸的建设，原有拦蓄长江溃堤后抵挡龙感湖高水位的功能由梅济港下游的沱湖闸代替，从现状运行情况及梅济闸调度运行原则表明，梅济闸主要功能为蓄水灌溉。112 6.3梅济老闸重建金属结构设计梅济老闸重建金属结构主要包括：泄水工作闸门3扇、启闭机3台，金属结构总重43.71吨，喷锌防腐面积350m2。其中平面钢闸门27.66吨，门槽及其埋件10.05吨，手电两用螺杆启闭机6吨。6.3.1工作闸门设计6.3.1.1闸门运行条件根据水工设计要求，梅济老闸重建设工作闸门3扇，其孔口尺寸为宽x高=5.0mx4.33m，底槛高程9.3m，检修平台高程：18.45m。根据水文及工程规模章节拟定的水闸运行工况及水位组合，结合水闸建筑物布置形式，拟定闸门设计主要参数如下：上游正常挡水位13.63m，下游水位10.20m，设计水头3.43m，闸门动水启闭。6.3.1.2闸门门型比选根据水闸功能及水工拟定的水闸总体布置，比较适宜的方案为露顶式平面钢闸门方案，由于正常挡水时水头为3.43米，水头不高，选用滑动门和定轮门对闸门的启闭机容量选择影响不大，因此，为方便闸门的制造安装，本阶段推荐平面滑动钢闸门方案。6.3.1.3闸门主要结构设计根据布置要求及闸门选型，设3扇平面滑动钢闸门，门体结构最大外形尺寸为5.6m×4.33m×0.40m，主材Q235B，单重10.5t/扇。经计算，面板厚度计算值δ=5.65mm，考虑板材规格及留有一定的余量，设计厚度δ=10mm；主梁采用等截面实腹式主横梁型式，主梁高度400mm，支承跨度5.40m，共4根，间距分别为1000~1500mm，详见钢闸门总图。次梁采用4根I20型工字钢，长度5.4m。边梁2根，采用实腹式结构。纵梁4根，纵梁间距1080mm，为焊接组合梁。主、反支承均为MGE自润滑滑块，外湖侧止水，顶、侧止水采用P型止水橡皮，底止水为刀型橡皮。112 闸门采用双吊点，吊点距3.24m，吊耳轴材料45#钢，直径φ90mm，吊耳板厚度δ=16mm。闸门埋件主体材料为不锈钢及Q235钢，门槽尺寸为宽x深=0.5x0.35（m）。主、反轨支承面板表面焊6mm不锈钢板，以有效的防止锈蚀，降低闸门滑块及止水的摩擦系数，降低闸门启闭机的容量；支承梁为I32a型工字钢，可以保证轨道的强度。其余为构造需要的加强板、锚筋。门楣由断面为∠200×125×12mm的角钢、加强板、锚筋及断面为16mm×200mm的钢板焊接而成，钢板表面焊6mm厚不锈钢板以防止锈蚀，降低摩擦系数。底槛支承面板为断面为16mm×200mm钢板，表面焊6mm厚不锈钢板、支承梁为I32a型工字钢，其余为构造需要的加强板、锚筋。6.3.1.4启闭机选型设计闸门启门力按下式计算：闸门闭门力按下式计算：式中：P总=0.5*10*(4.33^2-0.9^2)*5.4=484.35(kN)滑道摩擦阻力:Tzd=f*P总=0.10*484.35=48.5(kN)止水摩阻力：TzS=f*P止水=0.65*2*(0.9*34.3+(0+34.3)/2*(4.83-0.9))*0.06=7.67(kN)闸门自重：根据初步设计图，自重92.2kN下吸力：根据经验，按20kN/m^2计算，Px=20*5.6*0.016=1.8kN水柱压力：无将上述参数代入公式计算得：TQ=1.2*(48.5+7.67)+1.1*92.2+1.8=170.6(kN)Tw=1.2*(48.5+7.67)-0.9*92.2=-15.6(kN)根据计算结果，参照启闭机制造规格，确定启闭机型号。112 启闭机型号为：QL-2x150手电两用螺杆式启闭机。启闭机及闸门布置见图梅济老闸-初设-金结-01，闸门主要结构图见图梅济老闸-初设-金结-02，门槽主要结构见图梅济老闸-初设-金结-03。工作闸门及其启闭机特性见表6-1。表6-1工作闸门及其启闭机技术特性表序号名称说明1孔口尺寸5.0m×4.33m2设计水头3.43m3总水压力484.35kN4闸门型式平面滑动式焊接钢闸门5操作条件动水启闭6启门力/闭门力170.6/-15.6kN7闸门重量9.22t8门槽重量3.35t9启闭机型式QL-2x150手电两用螺杆式启闭机10启门力/闭门力2x150/kN11有效行程10m12启闭速度0.21m/min13吊点距3.24m6.3.2检修闸门设计梅济老闸重建工程水工结构布置了上下游检修门槽，门槽宽度0.4m，门槽底槛高程9.3m，检修平台高程18.45m。由于本工程规模较小，工作闸门启闭次数少，检修次数也少，因此初步设计只预留闸门门槽（按混凝土叠梁门考虑），不设置钢制检修门及其门槽。当工作门有检修要求（如更换水封、滑块等）时，可用启闭机将闸门起吊至检修平台，锁定梁锁定后进行相应检修工作。当工作门门槽及底槛等有检修要求时，可利用汽车吊（5t）将水工叠梁门安放在上下游门槽临时挡水，运用潜水泵抽排积水，即可对门槽、底槛等设施检修。112 6.3.3金属结构防腐蚀设计本工程闸门制造安装要求按《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（DL/T5018-2004）执行。主要防腐蚀设计要求如下：1、采用热喷锌+封闭漆防腐。2、基体金属表面采用喷砂除锈，清洁度等级Sa2.5，表面粗糙度Ry=60~80μm。3、除锈后热喷锌，涂层厚度120μm，分二层喷。4、喷锌后涂环氧云铁封闭漆一道，厚度为40μm，再涂银灰色聚氨脂面漆二道，每道厚度40μm，涂层总厚度大于120μm。5、施工工艺要求、检测方法及验收标准按《水工金属结构防腐蚀规范》（SL105-95）执行。金属结构防腐总面积350m2。112 6.4金属结构工程特性表本工程金属结构特性表详见表6-2。表6-2梅济老闸金属结构特性表部位序号分项孔口尺寸（宽×高）（m）设计水头（m）底槛高程（m）检修平台高程（m）操作要求孔口数量（个）闸门数量（套）型式闸门重量（t）埋件重量（t）启闭机合计（t）单重总重单重总重型式容量（kN）数量（台套）单重（t）总重（t）埋件总重（t）轨道型号长度工作闸1工作闸门5.0×4.333.439.318.45动水启闭33开敞滑动门9.2227.663.3510.05QL-2*1502x150326含于设备43.71其它2防腐面积350m2（热喷锌加封闭漆）112 7电气设计7.1概述梅济老闸现状电源接入濯港镇变电站，距离约4km，电压等级10kV。变压器为SJ3-100/10型，存在着表面锈蚀、漏电、容量不够、绝缘老化等问题，同时运行噪音大，检修维护困难，产品型号老旧，因此主变压器须淘汰。配电室內低压配电屏均为70年代生产，其型号为BSL-1型，由于使用年限长，外壳全部锈蚀，使用操作不灵活，属于淘汰产品。根据安全鉴定结果，梅济老闸属四类闸，须拆除重建。梅济老闸重建工程设5×5m平板闸门3扇，其启闭机为螺杆启闭机，配套电动机6台，单台电机功率7.5kW。此外，电气设计须考虑水闸管理所、防汛值班室等办公设施用电。因此，梅济老闸电气设计的主要内容包括：启闭机设备的供电、照明、现地控制保护以及办公楼、防汛值班室的供电等。7.2系统接入方式根据业主提供的系统资料和要求，变电站T接入10kV农村电网。水闸处有地方电网10kV白湖线经过，接至濯港镇变电站，距离约4km，导线型号为LGJ-70，能够满足接入系统要求。当地农网经过农村电气化改造，可靠性较高，能够满足接入要求。7.3主要用电负荷根据水闸实际情况，计算用电负荷时，闸门按手电两用螺杆启闭机所配电动机功率计算，管理所、防汛值班室及配电房按主要功能考虑相应照明负荷及办公负荷。梅济老闸主要用电负荷见表7.3-1及7.3-2。（1）启闭设备负荷表7.3-13孔水闸启闭机负荷序号负荷名称孔口数量闸门数量工作容量（kW）1螺杆启闭机33单机容量2x7.5=15（2）办公照明等用电负荷121 表7.3-2办公负荷项目梅济老闸管理所空调2x1.5kW办公设施10x0.8kW照明50x0.04kW防汛值班室空调1x2kW办公设施1x1kW照明5x0.04kW配电房照明2x0.2kW合计16.6kW（3）变压器选择Se.b=∑〔K1Pe.d/ηcosφ〕+K2∑Sg式中：Se.b——变压器额定容量（kVA）；Pe.d——电动机的额定功率（kW）；cosφ——电动机的功率因数；η——电动机的效率；∑Sg——其他负荷容量（kVA）；K2——其他负荷同时系数；K1——电动机负荷系数；式中K1取0.9，K2取0.8，经计算Se.b=72.84kVA，考虑变压器规格，取变压器额定容量为80kVA。（4）柴油发电机组容量选择柴油发电机主要保证电网断电情况下水闸的启闭，根据闸门运用要求，当二台启闭机运行，再启动另外1台启闭机时发电机所需容量最大，按此工况计算发电机容量，启闭机电动机单机功率7.5kW，按直接启动计算启动电流（6倍额定电流），计算如下：Sf=Sy+Sq式中：Sf为发电机启动容量；Sy为已接负荷Sq为单台电动机启动负荷121 Sf=5*7.5+6*7.5/0.85=90.4（kW）据此，结合柴油发电机规格，选取柴油发电机组容量为100kW。7.4电气主接线梅济老闸设置一台10kV变压器，其高压侧接至当地农村10kV电网，经高压跌落式熔断器，避雷器和10kV高压电缆接至变压器高压侧。变电站低压侧为单母线不分段接线，计量箱按当地供电局要求设置，配电柜采用抽出式低压开关柜。电源进线为框架式断路器，馈电回路采用塑壳断路器作为用电负荷的操作和保护元件。全站设进线柜1面，出线柜2面，现地配电箱4个（其中3个启闭机厂供），照明配电箱5个。配电一次系统图见图：梅济老闸-重建-初设-19。7.5主要电气设备的布置梅济闸供电由白湖线引来，在白湖线路杆塔上布置下引架空铝绞线、跌落式熔断器、避雷器，通过10kV电缆引至计量箱及配电变压器（计量箱按当地供电局要求制造）。配电变压器及计量箱采用户外安装型式。新建配电房及柴油发电机房，总面积为12*5m2，其中柴油发电机室面积为5*4m2，低压配电室5*4m2，电气值班室5*4m2，内设GCL型低压配电屏，含进线柜1面、配电柜2面、柴油发电机及其控制箱等。详见配电室布置图：梅济老闸-重建-初设-20。在启闭机房设置启闭机控制动力箱（1面/机）、每间闸室设1个照明分电箱，在其它办公用房、防汛值班室等处设置照明配电箱及各房间分箱。7.7过电压与保护接地为了防止大气过电压及运行异常可能产生的过电压对运行人员及电气设备的危害，各电气设备按规范要求均需设置防雷与接地保护措施。为了防止线路雷电进行波的危害，在10kV线路进线侧装设氧化锌避雷器。启闭机房、配电房设置集中接地网并与自然接地体连接。整个接地网的接地电阻应满足小于4Ω的规程要求，配电房、闸门启闭机房等建筑物顶部设置避雷带，材料选用Φ10的镀锌圆钢，引线下采用50×5121 镀锌扁钢与接地网牢固焊接。避雷带每隔10~15m设置一根引下线作为引下线。屋内利用主钢筋作为等电位连接，并与接地干线相连。7.8照明根据防汛值班室、启闭机房及配电房的需要设置必要的照明灯具。7.9电气消防电缆埋管管口采用有防火材料封堵，配电盘柜及所有控制盘柜的开孔处、楼板、墙壁电缆开孔处，都应在电缆敷设完毕后，在电缆的周围采用防火堵料进行包堵，以便在增减电缆时方便拆除；在防火堵料周围采用无机速固堵料进行封堵固定，以防电缆燃烧时烟雾进入。电缆沟阻火墙的设置主要在电缆沟的进出口、分支、分叉处设置，防止电缆燃烧后向前延燃。在闸室、配电房及管理用房按规定配备消防灭火器材，如砂箱、泡沫灭火器等。7.10控制、通信7.10.1控制根据闸门启闭操作要求，从实用、安全可靠考虑，闸门的控制选用现地控制方式。3扇闸门各用1台套手电两用螺杆启闭机控制启闭，控制箱由启闭机厂提供，采用现地控制方式。7.10.2通信为了便于调试、运行及维护时的现场通讯，配置对讲机8部。7.11电气设备主要工程量梅济老闸主要电气设备及材料详见表7.11-1。121 表7.11-1梅济老闸电气设备及材料表序号设备名称及型号单位数量备注电气一次设备及材料1配电变压器S11-M-80/1080kVA10/0.4kV台12跌落式熔断器RW11-12200A组13氧化锌避雷器HY5WS-17/50组1410kV电力电缆YJV22-3*50km0.25计量箱（按当地供电局要求）面16柴油发电机100kW台17进线柜（1P）GCL型面18出线柜（2P、3P）GCL型面29动力箱XL型面210启闭机控制箱面3启闭机厂配111kV电力电缆VV22-3*95+1*50km0.5121kV电力电缆VV22-3*35+1*16km1.013照明系统项114防火堵料t0.515镀锌扁钢t116其它项1电气二次设备及材料1通信系统项12其它项1121 8消防设计为保障国家财产和人民群众的生命安全以及水闸的正常运行，在启闭机室、中控室、柴油发电机室、办公大楼等处设置必要的消防设备。（1）启闭机室、中控室、值班室、办公大楼在启闭机室、中控室、值班室、办公大楼等地设置必要的消防设备，具体设置情况见表8-1。表8-1消防设备配置表序号部位消防设备配置规格型号单位数量1启闭机室MF4只82中控室MF4只13值班室MF4只14办公大楼MF4只55柴油发电机MF4只16低压室MF4只15其他5（2）电缆防止电缆火灾延燃的措施有：封、堵、涂、隔、包和其他，本闸主要采用封堵方式，凡穿越墙壁、楼板和电缆沟道而进入控制室、配电室、控制柜等处的电缆孔、洞和进入油区的电缆入口处必须用防火堵料严密封堵。（3）应急照明应急照明采用应急照明灯，正常工作时采用交流电源供电，同时给电池充电，交流电源消失后自动切换为直流电池供电。应急照明灯配置数量见表8-2。表8-2应急照明灯配置表序号部位应急照明灯配置数量（盏）备注1柴油发电机12启闭机室63中控室14低压室15办公大楼56其他4备用121 （4）消防设备材料主要消防设备材料见表8-3。表8-3消防设备及材料表序号设备名称规格型号单位数量备注1推车式化学灭火器1211套12手提式干粉灭火器MF4只223防火堵料吨24应急照明灯FYJ2*10WA套185砂箱个66消防铲只67消防桶只10121 9建筑景观设计9.1设计内容及依据根据梅济老闸的实际情况，并按《水闸工程管理设计规范》的有关规定确定要新建房屋部分。结合梅济老闸的运行管理的需要，在生产区新建1处防汛仓库及配电房，并结合生态水利、环境水利、景观水利的要求在闸周边设计景观绿化。9.1.1设计内容梅济老闸建筑及景观设计主要包括：新建防汛仓库、配电室及发电机室各1处，以及水闸周边及防汛仓库周边景观设计等。9.1.2设计依据1、《民用建筑设计通则》（GB50352-2005)；2、《办公建筑设计规范》（JGJ67-2006）；3、《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-2005）；4、《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)；5、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；6、《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；7、《砌体结构设计规范》（GB50003-2001）；8、《公园设计规范》CJJ48-929.1.3建筑景观工程量本工程景观设计的主要工程量详见表9-1。121 表9-1梅济老闸景观工程主要工程量表序号名称单位数量备注1生产区启闭机房m2120新建（装修标准中等）闸周边景观绿化部分m21600新建2柴油发电机房m225新建（装修标准中等）配电房m235新建（装修标准中等）防汛仓库m2100新建（装修标准中等）景观绿化部分m2730新建9.2房屋建筑设计在生产区对应的水工排架上方新建1处启闭机房。总建筑面积为120m2，钢筋混凝土框架结构，现浇混凝土斜坡屋面。闸管所内综合考虑交通、防火、日照等因素，合理布置各建筑，并且把建筑与景观有机融合。新建柴油发电机房及配电房总面积60m2，砖混结构。防汛仓库建筑面积100m2，砖混结构。新建建筑的耐火等级均不低于二级，屋顶防水等级均不低于II级，建筑内外装修采用中等标准。9.3景观设计在梅济老闸周边设计景观绿化。在梅济老闸周边的景观绿化区，设计将河道及岸坡与景观布置相结合，有水利工程设计要求的，见相关水利工程设计，在其要求以外的，岸顶步道绿化，种植景观树木，较宽阔地点布置集中绿化区。闸周边的景观绿化：以灌木加草坪，间植乔木的绿化方式。灌木采用了以常绿植物为主的红继木、龙柏、金森女贞、地中海荚迷等，草坪选用马尼拉草。121 10施工组织设计10.1施工条件10.1.1地理位置及对外交通工程区位于黄冈市东部的黄梅县境内，区内有105、沪蓉高速公路及黄小高速等重要国道以及县、场区之间的省级公路、防汛公路组成的交通网络，并与乡镇公路连通，因此对外交通较方便，能满足工程施工需要。梅济老闸枢纽工程位于黄梅县濯港镇—百里长堤与梅济港交汇处，现有105国道通至濯港镇，梅济老闸距105国道约200m，有混凝土乡村道路通至工程现场，交通非常便利。10.1.2施工场地条件本工程主要施工作业区分布于水闸附近。工程区位于平原地带，水闸的上下游均有平坦的滩地和河滩，水闸的左右侧也有较宽的堤面，均可供施工时使用。10.1.3水文气象条件工程区位于长江中游下段，属亚热带大陆性季风气候区，气候温和、四季分明、雨量充沛。区域内年平均气温16.8℃，年均日照2110小时，无霜期平均260天，多年平均降雨1356.1mm，属湿润地带。汛期为4~10月，枯水期在11月~次年3月，本工程施工安排在枯水期进行。10.1.4施工供水、供电工程区位于湖、港旁边，水量能满足施工要求，港内的水无工业污染，水质较好，施工用水可直接从港内提取；生活用水可从附近居民水源引用。工用电可从附近已架设的10kV线路T接。10.1.5建筑材料供应本工程所需主要建筑材料有水泥、钢筋、砂、石料、柴油、汽油及板材等，工程所需水泥、钢筋、木材可从黄梅县、龙感湖管理区购买，其他的可就近购买。各建筑材料来源见下表。建筑材料均采用汽车运输。135 表10-1建筑材料来源及运距表材料名称料场或采购地运距(km)备注水泥从黄梅县区到梅济老闸30购买钢筋从黄梅县区到梅济老闸30购买汽油从黄梅县区到梅济老闸30购买柴油从黄梅县区到梅济老闸30购买木材从黄梅县区到梅济老闸30购买块石武穴市荆竹石料场50购买碎石黄梅独山镇凉岭石料场32购买砂黄梅永安水库砂料场40购买粘土闸下游右岸圩堤与干堤之间原砖厂处3购买10.2施工导流10.2.1导流标准、导流时段1、导流标准本工程等别为Ⅲ等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），本工程临时导流建筑物级别为5级，确定导流洪水标准采用5年一遇。2、施工时段划分梅济老闸所在流域的雨洪关系十分密切，径流年内分配季节性相当明显，洪水一般发生在夏秋两季，汛期5~8月份来水量占全年大部分，枯水期12~3月份来水量只占全年少数，因此，尽量减少导流费用，扩展枯水时段施工时间的原则下，据各期施工洪水流量特征，将5~9月划分为主汛期，11~3月划分为枯水施工期，4月定为汛前过度施工期，10月定为汛后过度施工期。4月和10月在施工作业面满足度汛要求的前提下，亦可作为施工期。10.2.2导流方案根据水文特性、地质地形条件，结合本工程性质和施工条件及施工进度，本工程施工导流方式为横向围堰断流和梅济新闸导流，围堰为粘土围堰。武山湖枯水期11~3月入湖水量不大，仅608万m3135 ，湖水可经武穴大闸直排入江，也可经官桥西泵站提排入江。因此，梅济老闸枯水期施工导流可不考虑武山湖来水，仅考虑太白湖及梅济新闸至太白湖之间的区间来水即可。枯水期分期设计洪水成果见表2-14和表2-15。太白湖及梅济老闸至太白湖之间枯水期（11~3月）5年一遇洪水洪峰流量仅160m3/s，洪水总量758万m3，太枯水期水面面积为15km2计，枯水期全部洪水拦蓄在湖内，湖面高程仅增高0.51m。在距离梅济老闸120.0m处有梅济新闸，其底板高程10.30m（黄海高程），共5孔，各孔净宽4.00m，闸室总净宽20.00m，设计排水流量173m3/s。故太白湖及其至梅济老闸间的来水全部泄下来，可以通过梅济新闸来导流。梅济老闸加固施工期间，在梅济老闸的上下游设置围堰挡水，利用梅济新闸泄洪，从而形成梅济老闸加固施工基坑。10.2.3导流建筑物设计围堰采用土体结构，上游围堰迎水面边坡为1:3.5，背水面边坡为1:3.5，围堰顶部宽度为3.5m，以满足小型车辆通行的交通要求。堰顶铺碎石形成0.3m厚的泥结石路面，确保施工交通的畅通。下游围堰迎水面边坡为1:2.5，背水面边坡为1:2.5，围堰顶部宽度为2m，不作交通要求。围堰的顶部高程按照洪水位加波浪高度加安全加高，根据规范要求，安全加高为0.5m。梅济老闸枯水期11-3月闸前5年一遇设计水位12.39m，闸后5年一遇设计水位为12.22m，以此作为枯水期施工围堰设计的依据。因此，上游围堰顶高程为12.89m，底部高程为9.36m，最大围堰高3.53m，围堰轴线长为54.0m。下游围堰顶高程12.72m，最低底部高程为9.14m，即最大围堰高3.58m，围堰轴线长为310.0m。导流建筑物特性及工程量见表10-2。表10-2围堰工程特性及工程量工程项目上游围堰下游围堰合计最大堰高（m）3.533.58堰顶总长度（m）45310364土方填筑（m3）27001085013550碎石路面（m2）189189围堰土方拆除(m3)27001085013550135 10.3主体工程施工工程施工包括原建筑物拆除、土方开挖与回填、混凝土工程、块石砌筑、闸门及机电设备安装等，各施工项目均为常规，施工难度不大。10.3.1清淤施工顺序：填筑围堰→抽水→挖掘机开挖→自卸汽车运至岸上临时堆放点→外运至卸土点→测量验收合格→进入下一分段施工。主要采用1m3反铲挖掘机挖装配5t自卸汽车运至弃渣场10.3.2土方开挖土方开挖包括各建筑物的基础开挖，开挖土方均为Ⅰ、Ⅱ类土，对于不同的部位，按开挖尺寸、工期要求和施工强度分别选用相应的施工机械配合人力组织施工。为便于开挖料再次利用，首先用推土机铲除表面草皮等杂物，然后分层进行下部土方开挖。土方主要采用1m3反铲挖掘机开挖，5t自卸汽车运输至弃渣场，符合再利用质量要求的土料直接用于回填。围堰拆除采用1.0m3反铲按后退法进行施工，5t自卸车运输出渣，拆除料运至弃渣场进行回填。左右连接段岸墙的和消力池边墙的开挖属破堤开挖，先用带风炮的挖掘机沿设计开挖线拆除堤岸，拆除所产生的土方运至施工作业区旁边堆放，以供利用。平整堤岸上的施工平面后采用土墙进行边坡支护，防止塌方对提神造成破坏。基坑土方开挖过程中，工程应配备推土机或装载机作为维修道路、平整场地、开挖边角土方以及最后挖除基坑内的坡道。10.3.3土方回填土方回填主要采用1.0m3反铲挖掘机局部配合胶轮车运输，5t自卸汽车运输，小型振动设备或人工夯实。建筑物周边的填土在建筑物达到设计强度的50%～70%时开始进行，回填土料部分利用原开挖方，不足土料从料场挖取。建筑物两侧的填土，应保持均衡上升，采用人工配合推土机铺土，填土主要采用夯具夯实，铺土厚度一般为20～25cm。空箱内填土，各箱应保持均匀上升，填筑至1/3135 空箱高度止。扶壁底板以上的回填施工，宜采用人工铺土，小型夯具夯实，并保持各隔均匀上升，贴边回填应先在建筑物接触面边涂刷浓泥浆边铺土，涂刷浓泥浆高度与铺土高度一致。10.3.4砼浇筑施工混凝土骨料采用天然砂、石料，水泥选用普通硅酸盐水泥，混凝土的生产考虑采用0.8m3移动式混凝土搅拌机。搅拌机可就近布置，主要部位用手机动翻斗车结合人工手推运输到场，然后入仓，采用1.1kW、1.5kW振动器振捣密实。水闸底板、消能设施、交通桥及启闭机房混凝土浇筑，均采用钢模结合木模加工制作，脚手架支撑，模板均采用人工立模架设。10.3.5砼预制块施工预制块压制成型工艺所采用的混凝土和砂浆均为干硬性半成品，其配合比均通过相应试验确定，其中砼所用的石料是碎石20%和石屑80%，这样可确保压制成型砼六角块的密实度和抗压强度，并具有较好的外观质量。干硬性混凝土及干硬性砂浆的搅拌采用成型机专用搅拌机搅拌。所有成型机与搅拌机布置在一起，每2台成型机使用1台搅拌机，便于质量管理和控制。整个预制过程采用流水线作业：混凝土及砂浆搅拌→混凝土运输→放料→压制成型→脱模→胶轮车运至养护场地→养护。混凝土及砂浆按设计配合比进行称量搅拌后，用手推车推至成型机附近分别堆放，放料时，首先在模具底部铺设一层厚约5mm的砂浆，以使成型后的预制块表面较为细腻光滑，再倒人一定量的混凝土，使混凝土水平面与模具上的红线（经试验确定）保持一致，并均匀铺放，然后再启动液压机，压制成型后立即用专用小车配小马凳运至预制临时堆放处，转运时轻拿轻放，在经过一段时间（经过试验确定，过早养护会造成混凝土表层脱落，过晚养护会造成混凝土强度偏低）后进行养护，用湿麻袋覆盖并洒水，每天洒水2~3次，以保持预制块湿润为准，直到14d龄期。制作出的预制块既确保了混凝土的密实度和抗压强度，又兼具耐久性和抗冲刷性，且外表面光滑美观。135 经过对类似工程预制块护坡外观质量的考察和分析，预制块护坡的外观质量主要体现在线条和平整度。要确保预制六角块安铺的外观质量，首先要控制好堤身土方填筑的修坡质量和预制块下的砂石垫层铺设平整度和密实度，不能有架空空隙，同时在安铺预制块前制定出一整套安铺方法，制作出预制块安铺效果图，在大面积安铺前，先安铺一个样板段，探索出一套又快又好的安铺方法，然后全线推广，避免返工。10.3.6深层搅拌桩施工（1）放线：按设计图纸放线，准确定出各搅拌桩的位置，搅拌桩桩位应每隔5根桩采用竹片或板条进行现场定位。（2）施工顺序1）场地整平：清除一切地面和地下障碍物，场地低洼处先抽水和清淤，分层务实回填粘性土，必要时可以搅拌石灰或水泥，确保桩机站位处地基稳定。2）桩位布置：按设计图排列布置桩位，在现场用经纬仪或全站仪定出每根桩的桩位，并做好标记，每根桩位误差±5cm。3）桩机就位：搅拌桩机到达作业位置，确保移位平稳、安全。待桩机就位后，用吊锤检查调整钻杆与地面垂直角度，确保垂直度偏差不大于1%。4）备制水泥浆：按成桩工艺试验确定配合比拌制水泥浆，待压浆前将水泥浆倒入储浆桶中，制备好的水泥浆滞留时间不得超过2小时。5）预浆下沉：启动浆喷机电动机，放松起重机或卷扬机钢丝绳，将浆喷桩机沿导向架自上而下浆喷切土下沉，开启灰浆泵同时喷浆，边喷浆边旋转，使水泥浆和原地基土充分拌合，直到下沉钻进至桩底标高，并原位喷浆30s以上。6）提升喷浆搅拌：确认喷浆已经到桩底时，以试验确定的速度提升搅拌钻头，边喷浆边旋转，提升到离地面50cm处或桩顶设计标高后再关闭灰浆泵，在原位转动喷浆30s，以保证桩头均匀密实。7）重复上下搅拌：喷浆机提升到设计桩顶标高时，为使软土和水泥浆浆喷均匀，再次将浆喷机边旋转边沉入土中，到设计加固深度后再将浆喷机提升出地面。8）提钻、转移：将搅拌钻头提出地面，停止主电机、空压机，桩机移位并校正桩机垂直度后进行下一根桩施工。10.3.7浆砌石护砌135 砌筑块石由自卸汽车运至作业面附近卸料，人工抬运或胶轮车推运至施工作业面，砌石采用人工砌筑，砂浆采用砂浆搅拌机拌和。在浆砌石脚槽施工完毕及按设计断面削坡之后，首先铺好垫层反滤料，之后用人工自下而上竖砌，按错缝原则施工，大面朝下，要求坚实稳固，表面平整，严禁留有直缝。浆砌石施工前，应在砌体外用水将石料表面的泥沙冲洗干净，采用座浆法砌筑，缝内用砂浆填筑饱满。10.3.8拆除工程原闸室拆除工程施工程序流程遵循从上至下、同一水平面结构从中间至两边、先轴线后两侧的拆除施工顺序，采用机械拆除。原消力池及连接段混凝土也采用液压岩石破碎机拆除，挖掘机装自卸汽车运至弃渣场。砌石拆除由人工撬挖，自卸汽车运输运至弃渣场。10.3.9金结及机电设备安装金属结构的安装应严格按照有关规程规范的要求进行。闸门、启闭机等金属构件可采用人字吊杆、手拉葫芦、汽车吊等设备进行吊装。机电设备的安装，待安装间内桥机及其它吊装设备安装完毕，即利用该部分厂内设备进行安装。10.3.10施工技术要求1、土方施工技术要求（1）施工单位应根据设计要求，充分研究工程地质和水文地质资料，借以制订有关技术措施。（2）应将岸坡地基上的树木、草皮、树根、乱石以及各种建筑物等全部清除。岸坡的开挖清理工作，宜在填筑前完成，并遵循“从上而下”分层开挖的原则，禁止边填筑边开挖。对设计开口线外坡面、岸坡和基槽开挖壁面等，若有不安全因素，均应进行加固或处理，并及时采取相应防护措施。（3）在雨季施工中，应有保证基础工程质量和安全施工的技术措施，有效防止雨水冲刷边坡和侵蚀地基土壤。（4）做到安全生产，文明施工，并按照水土保持设计措施，做好或配合做好水土保持工作。尽量减少开挖污水对河道的污染，出渣运输和堆（弃）渣不得污染环境。（5）土料的填筑、铺料、压实作业应满足《碾压式土石坝施工技术规范》（DL/T5129-2001）、监理工程师的指示和设计文件、图纸的要求。135 （6）主要设备要求：坡面压实应采用经批准的手动式动力夯或坡面碾等小型设备。（7）土料要求粘性土料回填应满足：堤高大于6m时压实度为0.92，堤高小于6m时压实度为0.90；无粘性土料回填应满足：堤高大于6m时相对密度为0.65，堤高小于6m时相对密度为0.60；（8）工程施工前，承包人应依据设计图纸，进行测量和施工放样。放样时应根据设计要求预留沉陷量。2、钢筋制安钢筋制安应保持表面应洁净；采用钢筋调直机上调直，钢筋调直后应平直、无局部弯折和表面裂纹；施工中钢筋布设位置准确，必要时设短钢筋支撑；钢筋接头的布置应符合设计要求和技术规范的有关规定。3、模板施工模板安装前应检查模板质量（平面尺寸、清洁、破损等），安装时必须按混凝土结构物件的施工详图测量放样，确保模板的刚度和支撑牢固，重要结构部位应多设控制点，以利检查校正。浇筑过程中，如发现模板变形走样应立即采取纠正措施，直至停止混凝土浇筑，以免可能导致气蚀及局部凹凸不平。4、浆砌石砌筑（1）材料要求1）石料①砌石体的石料应坚实新鲜，无风化剥落层或裂纹，石材表面无污垢、水锈等杂质，用于表面的石材应色泽均匀。石料的物理力学指标应符合施工图纸要求。②砌石体所用毛石应呈块状，中间厚度不应小于20cm，至少有两个面基本平行。规格小于要求的毛石（又称片石），可以用于塞缝，但其用量不得超过该处砌体重量的10%。③砌石体外露面应修琢加工，砌面高差应小于10mm。2）砂、砾石①砂和砾石的质量应符合SD120-84表2.1.2和表2.1.3135 的规定。砂浆和小骨料混凝土采用的砂料，要求粒径为0.15~mm，细度模数为2.5~0，砌筑毛石砂浆的砂，其最大粒径不大于5mm；砌筑料石砂浆的砂，最大粒径不大于2.5mm。②小骨料混凝土二级配，砾石直径为5~0mm及20~0mm。3）水泥和水①砌筑工程采用的水泥品种和等级应符合本技术规范的规定，到货的水泥应按品种、等级、出厂日期分别堆存，受潮湿结块的水泥，禁止使用。②应按相应技术规范规定的用水质量标准，拌制砂浆和小骨料混凝土。4）胶凝材料（水泥砂浆和小骨料混凝土）①胶凝材料的配合比必须满足施工图纸规定的强度和施工和易性要求，配合比必须通过试验确定。施工中承包人需要改变胶凝材料的配合比时，应重新试验，并报送监理人批准。②拌制胶凝材料，应严格按试验确定的配料单进行配料，严禁擅自更改，配料的称量允许误差应符合下列规定：水泥为±2%；砂、砾石为±3%；水、外加剂为±1%。③胶凝材料拌和过程中应保持粗、细骨料含水率的稳定性，根据骨料含水量的变化情况，随时调整用水量，以保证水灰比的准确性。④胶凝材料拌和时间：机械拌和不小于2~3min，一般不应采用人工拌和。局部少量的人工拌和料至少干拌三遍，再湿拌至色泽均匀，方可使用。⑤胶凝材料应随拌随用。胶凝材料的允许间歇时间应参照下选定。在运输或贮存中发生离析、析水的砂浆，砌筑前应重新拌和，已初凝的胶凝材料不得使用。表10-3胶凝材料的允许间歇时间砌筑时气温（℃）允许间歇时间（min）普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥及火山灰质硅酸盐20～309012010～201351805～10195（2）砌筑要求1）一般要求①砌石体应采用铺浆法砌筑，砂浆稠度应为30~50mm135 ，当气温变化时，应适当调整。②采用浆砌法砌筑的砌石体转角处应同时砌筑，对不能同时砌筑的面，必须留置临时间断处，并应砌成斜搓。③砌石体尺寸和位置的允许偏差，不应超过GB50203-2002表6.1.6中的规定。2）毛石砌体①砌筑毛石基础的第一皮石块应座浆，且将大面向下；毛石基础扩大部分，若做成阶梯形，上级阶梯的石块应至少压砌下级阶梯的1/2，相邻阶梯的毛石应相应错缝搭接。②毛石砌体应分皮卧砌，并应上下错缝、内外搭砌，不得采用外面侧立石块、中间填心的砌筑方法；③毛石砌体的灰缝厚度应为20~30mm，砂浆应饱满，石块间较大的空隙应先填塞砂浆，后用碎块或片石嵌寄送，不得先摆碎石块后填砂浆或干填碎石块的施工方法，石块间不应相互接触；④毛石砌体第一皮及转角处、交接处和洞口处，应选用较大的平毛石砌筑。⑤毛石墙必须设置拉结石。⑥毛石料中部厚度不应小于200mm；⑦每砌3~4皮为一个分层高度，每个分层高度应找平一次；⑧外露面的灰缝厚度不得大于40mm，两个分层高度间的错缝不得小于80mm。⑨砌筑挡土墙应按监理人要求收坡或收台，并设置伸缩缝和排水孔。3）水泥砂浆勾缝①勾缝砂浆应采用细砂和较小的水灰比，灰砂比控制在1:1至1:2之间。②砂浆应采用32.5MPa以上的普通硅酸盐水泥。③清缝应在料石砌筑24h后进行，缝宽不小于砌缝宽度，缝深不小于缝宽的2倍，勾缝前必须将槽缝冲洗干净，不得残留灰渣和积水，并保持缝面湿润。④勾缝砂浆必须单独拌制，严禁与砌体砂浆混用。⑤当勾缝完成和砂浆初凝后，砌体表面应刷洗干净，至少用浸湿物覆盖保持21天，在养护期间应经常洒水，使砌体保持湿润，避免碰撞和振动。4）养护砌体外露面，在砌筑后12~18h135 之间应及时养护，经常保持外露面的湿润。养护时间；水泥砂浆砌体一般为14天，混凝土砌体为21天。5、混凝土浇筑混凝土制作应严格按技术规范和设计文件执行，并尽可能采用小的坍落度；混凝土在运输过程中应尽量缩短运输时间或减少转运次数，避免发生分离、漏浆、严重泌水或过多降低坍落度；混凝土产生初凝时，应作废料处理。混凝土浇筑应保证连续性，在倾斜面施工时，应从低处开始，并使浇筑面保持水平；仓内的泌水应及时排除，严禁在模板上开孔赶水，已浇筑的混凝土在硬化之前不得受水流的冲刷；强度未达到2.5MPa前，不得进行上一层施工准备；模板拆除时混凝土应满足规定强度；后期应采取洒水等养护措施。10.4施工交通及施工总布置10.4.1场外交通及场内交通场外交通在10.1中已经叙述。场内交通包括连接基坑、围堰及各施工辅助企业等施工场地的施工临时道路，总长约1km，路面宽度为4m，采用泥结碎石路面。10.4.2施工布置方案水闸除险加固施工辅助企业主要有办公生活设施、混凝土加工系统、钢筋木材加工厂及临时物资仓库等。1、办公生活设施根据本工程地形条件和建筑物的布置特点，为便于施工管理，施工办公生活设施布置在水闸管理所驻地，目前已建有部分房屋，尽量考虑租用，以节省临建费用。2、混凝土加工系统根据水工枢纽布置特点及场地条件，在进闸公路右侧设置砼拌合站，供应本工程各部位砼及砂浆。砼拌合站内配两台拌合机、一台砂浆搅拌机，采用人工配料进搅拌机。砂及砂浆成品骨料皆由胶轮车自堆料场运至拌合站，砼拌合均采用袋装水泥，人工拆包、人工运输。生产生活设施所需的砼预制件在砼拌和站内预制。3、钢筋加工厂135 钢筋加工车间内设钢筋加工、点焊、绑扎房。主要负责水工建筑物各部位的回直、除锈、切断、焊接、弯割及绑扎等。加工车间采取二班制生产，规模0.5t/班。根据坝址两岸地形及施工总进度安排的钢筋混凝土浇筑强度，拟将钢筋加工厂布置在进闸右侧50m范围内的平地上。4、木材加工厂主要承担工程施工期临建房屋用材、施工期混凝土浇筑木模板的加工、供应。在靠近钢筋加工厂布置一个木材加工厂，供工程施工使用。本工程直接购进板枋材，该车间仅对木模及细木制品加工。主要设配料房和制模房，在施工准备阶段制模车间兼供细木制品加工。生产采取一班制，加工规模1.0m3/班。5、机械维护及汽车保养站本工程交通较方便，黄梅县交通服务系统较完善，施工机械的大修可委托当地承担。在进闸右侧空地作为施工机械停放场，考虑简单的维护保养系统，承担施工机械设备及运输车辆的维护、保养及小型零配件的更换。6、仓库系统临时仓库可租用当地民房，并专人管理。根据现场实际地形情况，拟将进闸左侧位置处的一部分空地作为仓库场地。在该处布置水泥中转仓库，块石料堆场，砂石料堆场，材料、机械、备品备件综合仓库，小型钢筋木材加工厂。砂石料附近设混凝土拌合站。7、弃渣场本工程弃渣土可弃回开采土料的场地，堆高不超过3m，待工程完成后整形并复耕。弃渣平均运距3km。10.4.3临时占地本工程施工占地项目有：施工临时道路、施工作业区、弃渣场、土料场、办公及生活用房临时占地。在满足施工进度的条件下，本工程拟定加工厂建筑面积200m2，其中钢筋工棚100m2，木材工棚100m2；施工材料占地仓库300m2；施工高峰期人数约200人，建设单位、监理单位用房面积约200m2，可在管理处租房使用。具体如下表10-5。临时道路长1km，宽4.0m，临时占地4000m2；施工作业区占地2600m2135 ；弃渣场占地7000m2；料场占地1600m2。合计占地15200m2，22.8亩。表10-4主要施工建筑占地面积分项序号项目名称单位建筑面积占地备注施工作业区1混凝土拌合系统m21002002钢筋加工厂m21002003木材加工厂m21002004仓库系统m2300500钢筋m2100200水泥m2100200木材m2100100土石料m22005施工管理及生活福利m22002006设计监理用房m2租房200m27办公及生活用房m23006002层，临时活动板房临时道路m24000弃渣场m27000土料场m21600总计m214001520010.4.4土石方平衡本工程砼拆除624.65m3，浆砌石拆除2019.57m3，全部为弃渣。土方开挖26617.14m3，土方回填27135.60m3，回填方部分利用开挖方，利用方为7029.65m3，多余的开挖方为弃渣，拆除砼方均不考虑利用，全部为弃渣。其中临时工程上下游2座围堰需土方填筑13550.00m3，土方可直接取自土料场。施工完毕后，上下游围堰填筑方需拆除，全部运至指定弃渣场堆放。土方平衡见表10-5。135 表10-5梅济老闸工程土石方平衡表工程项目清淤（m3）砼拆除（m3）土方开挖（m3）土方回填（m3）浆砌石（m3）弃渣（m3）开挖被利用方回填利用方外购来源拆除新建外购1原水闸拆除　624.653316.421555.01　　　　2019.57　　4405.632上游连接段677.25　3254.941952.972981.783507.97　1、2　　　1979.233闸底板　　740.28　　　　　　　　740.284消力池1690.50　5755.503521.682993.423521.68　4　　　3924.325海曼段　　　　　　　　　718.19718.190.006护岸工程及进场道路　　　　7610.40　8953.41外购　　　0.00围堰工程　　13550.00　13550.00　　　　　　13550.00合计2367.75624.6526617.147029.6527135.607029.658953.41　2019.57718.19718.1924599.46备注：开挖、拆除为自然方，回填为压实方，围堰方不计压实。土石方换算系数：1方土：1自然方=0.85压实方。135 10.4.5主要技术供应（1）劳动力根据工程量及施工进度和各部位施工方法，按照《水利水电建筑工程概算定额》（2002）计算分析。高峰时段劳动力人数200人，年平均劳动力150人。（2）主要建筑材料需用量主要建筑材料水泥、钢材、块石、砂、木材等主要建筑材料需用量详见概算表。（3）主要施工机械根据本工程的施工特点和本阶段初拟的施工方法，估列主要施工机械设备如表10-6。表10-6主要施工机械设备需要量表机械名称型号单位数量反铲挖掘机1m3台6推土机74kW台5自卸汽车5~8t辆15轮胎碾台3蛙式打夯机2.8kw台2混凝土搅拌机JQ750套1砂浆搅拌机0.25m3台2混凝土输送泵套4机动翻斗车0.4m3台6胶轮车辆60汽车吊20t台1潜水泵台10柴油发电机90kW台1搅拌桩机PH-5A台3液压岩石破碎机台4161 10.5施工总进度总工期为12个月。第一年的9月为施工准备期，10月拆除原闸，第一年的11月至第二年的3月末为第一个枯水期，也是主体工程施工期，要求主体工程在此期间施工完成。主要施工内容和时间详细安排如下：第一年的10月进行闸室、胸墙、上下游翼墙及启闭机房的拆除。第一年的11月至2月完成闸室底板、消力池、海曼、闸墩及胸墙和上下游连接段等项目的施工。第二年的3月至6月进行上下游堤坡和岸坡的护岸加固施工。第二年的3月至5月底进行工作桥、启闭机房新建及闸门启闭机等金属结构制安的施工。第二年5月6月进行防汛值班室、水位观测项目等管理设施的施工。第二年7~8月完成煞尾清理工作，并整理资料准备验收。施工的关键路线为：启闭机房拆除、工作桥拆除、闸墩拆除→消力池及上游护底拆除→闸室底板砼浇筑→消力池、上游护底及上下游连接段砼浇筑→启闭房修建、工作桥修建→金属结构安装→上下游左右侧堤坡防护施工→防汛值班室、观测设施等管理设施施工。具体施工进度详见《施工进度表》。161 11工程管理设计11.1管理机构梅济老闸工程由梅济闸管理所管理，属黄梅县水利局管理。工程竣工后，仍由梅济闸管理所管理，专门负责水闸建筑物工程的运行和日常维护。根据《水利工程管理单位编制定员试行标准》（81）水劳字第22号文，结合本地区实际情况，本工程设置工程管理所。拟配梅济新闸管理所人员8人，由当地政府协调解决。本水闸管理机构应本着精干、高效、务实的原则，管理所下设有技术组、管理组、财务组及办公室四部门，并分为中控班、机电班、水闸班、保卫班和调度班，其组织机构详见下图。图11-1梅济水闸管理所机构设置框图表11-1梅济水闸管理所各类人员定员表部门人员班组所长办技术组管理组财务组办公室合计管理人员领导及部门负责人11114股室人员0生产人员中控班11机电班11水闸班11服务人员仓库保管及调度运行11合计113128参照定员标准并结合本工程的实际情况，本水闸工程管理所共需定员8人，其中管理人员4人，其他人员4161 人。参照标准规定，上述人员中技术干部和技术工人应不少于2人，其中技术干部不少于1人。各类人员的定编情况见表12-1。11.2管理办法11.2.1工程管理及保护范围1、管理范围根据湖北省水利工程管理条例规定，工程管理范围为水闸工程各组成部分（包括上游护坦、闸室、下游消能防冲设施和两岸连接建筑物等）的覆盖范围以及水闸上、下游200.0m，两侧的宽度50.0m；防洪堤主要建筑物占地范围及其内外坡脚算起每侧20.0m；管理所占地范围。工程保护范围：以上工程管理范围边界外200.0m的范围为本水闸工程的保护范围。工程管理范围由黄梅县国土部门划定，并发证明确权属属于管理所，工程保护范围内的土地其现状权属不变，但不得改变其现状用途。2、管理办法（1）建立严格的技术管理责任制度、管理规则。机手必须经专职机构培训，考试合格并经市水利行政主管部门审查批准，方可操作。（2）建立严格的岗位责任制。建立安全操作制度，设备定期保养检修、验收和定片制度，运行交接班制度。（3）建立技术档案和运行日志制度。要将运行操作规程、运行交接班制度安全监督制度、检修和验收制度以及受益区图、电气主接线图等图框上墙，以利监督执行。（4）受益区内建筑物要经常进行维修，每年冬季要进行一次冬修和清淤。（5）加强与外界及相关单位的联系，注意水情预报和天气情况变化，随时做好机组的维护、养护，使设备等处于良好状况。（6）计算机监控系统列入建设规划中，采用分期实施方案。本工程的管理制度要按照水利现代要求配套相应的管理人员，下一阶段设计将配置可靠的、成熟的、先进的、合理的接口界面（软件和硬件），将多种专业技术有结合在一起，构成监控通讯系统。（7161 ）为实现自动化控制，管理人员要研究本区的调度运行规律，逐步提出运行的经验模型以及自动化调度模型，以提高运行管理水平。（8）为实现本工程的自动化控制，必须在建设过程中，同时做好今后管理的准备工作，包括人员培训、设备选型、土建配套等。（9）为实现社会主义市场经济体制，适应水利管理体制改革，今后本工程的管理养护，要向“管养分离”目标迈进。即工程的日常管理由管理所负责，将机组和设备的正常养护、维修推向社会，由专业化的公司和队伍来完成，分清“管”和“养”的职能和责任，写出具体的技术指标和技术。11.2.2水闸的调度运行水闸的调度运行应由水闸管理所制订相应的实施细则和规程报上级行政和行业主管部门会审批准后执行。实施细则和规程制订应从水闸安全稳定稳定性、水闸运行可靠性、工程功能发挥高效性以及对周边环境影响和处理突发事件的应急措施等方面进行考虑。并按以下原则进行：1、调节水位闸孔部分开启时，每次开启闸孔数要求对称、间隔同时开启，以利水流扩散。2、闸门开启应做到各闸孔齐步均匀开启。3、闸门启闭的设计水位差为0.3m，在超过0.3m水位差下启闭闸门必须在主管工程技术人员的指导下进行。4、闸门开启的管理应力求避免产生集中水流、折冲水流等不利流态，应避免发生震动的闸门开度。5、保护区内的治安管理应纳入本区重点治安管理范围，防止人为破坏事件发生。并根据需要设立相应级别的管理警示牌和标志用于规范人员的行为，防止意外事件的发生。11.3工程观测设计根据水闸工程管理设计规范（SL170-98），工程安全监测设计遵循“有效、合理、可靠地监控工程安全运行以及设计反馈研究”的原则，工程安全监测对象主要包括闸底板、闸墩、闸室上下游水位等。采用自动化系统对梅济老闸及上下游水位和翼墙等进行自动化监测161 （1）水位观测在闸室上、下游闸墩设水尺，用于水位人工观测。水尺设置范围：底部至闸底板，顶部至闸室墩顶部。水位标尺（水尺）的水准基面必须和闸采用的水准基面一致。为便于水闸运行控制，对闸室上下游水位实现自动监测，因此在闸室上下游个布置1个自动水位计。（2）流量观测流量观测一般通过水位观测，根据水位～流量关系，推求出相应的过闸流量，由于布置了自动了水位计，本次设计不采用其他流量监测设备。（3）扬压力观测为观测闸基础扬压力，在闸室底板（中心线）沿顺水方向选择1个观测断面；在水闸两侧空箱挡土墙底部各设1个扬压力观测断面，共3个观测断面，采用渗压计自动监测闸基渗流和侧向绕渗情况。渗压计可在闸底板和空箱挡土墙施工时埋设。每个观测断面各设4个观测点，每个观测点内埋设1支渗压计，3个观测断面共设12支渗压计。（3）位移观测位移分为水平位移和沉降位移，考虑到梅济老闸水平位移可能性较小，软基引起的沉降位移可能性大，因此本次设计以沉降位移观测为主。监测水闸的沉降观测采用埋设沉降标点进行水准测量。沉降标点布置在闸室底上下游闸墩、翼墙顶部。梅济老闸共设28个沉降观测标点，基点2个，水准点1个。（4）视频监控为了便于水闸的日常管理和运行控制，对水闸上下游和闸门实现视频监控，上下游各设置1个全方位球型高清摄像探头，对每个闸门需要设置1个固定红外监控摄像头，此外在启闭室需要1个固定红外监控摄像探头，共计2个全方位球型高清摄像头和4个固定红外监控摄像头。（5）表面巡视检查161 建筑物建设和运行中应进行经常性的表面巡视检查，包括闸及引堤堤身滑坡、裂缝、洞穴、沉陷、滑动、散浸及翻沙管涌等渗透变形现象，水闸及启闭设备的表面异常等，并作好记录，发现问题及时上报。本工程的主要观测设施详见表11-2。表11-2工程主要观测设施表序号名称单位数量备注一变形观测设备1全站仪套12沉降标点个283起测基点个24水准基点个1二水位及渗流观测设备1水尺m202自动水位计支23渗压计支124测控系统套15防雷装置套16通信电缆m1000三视频监控设备1摄像头个62集成监控系统套1四其他设备1数码相机台13摄像机台14计算机套2161 12工程建设征地与移民安置12.1设计依据（1）《中华人民共和国土地管理法》（2）《中华人民共和国土地管理法实施条例》（3）《湖北省土地管理实施办法》（4）《大中型水利水电工程建设征地补偿和移民安置条例》（国务院令第471号）。（5）《水利水电工程建设征地移民设计规范》（SL290-2009）（6）《水利水电工程建设征地移民实物调查规范》（SL442-2009）（7）《水利水电工程建设征地农村移民安置规范设计规范》（SL440-2009）（8）鄂财税发[2008]8号关于印发《湖北省耕地占用税适用税额标准》的通知（9）相关行业规范与国家标准。12.2工程占地影响范围12.2.1工程永久占地范围梅济老闸工程主要工作有原工程整体拆除重建、上下游空箱翼墙、上下游消力池、海曼及上下游护坡整治；管护设施完善等。根据除险加固工程的特点，本项目永久占地处理范围应为新建建筑物占地，对工程占地范围涉及的房屋和居民需搬迁，地面附作物进行补偿。工程管理范围：上下游各延伸300m，左右侧各延伸50m。原管理范围内的占地不纳入永久占地范围。根据以上永久占地范围及管理范围界定，本工程无永久占地。12.2.2工程临时占地范围工程临时占地包括施工辅助企业及设施、弃渣场、土料场、临时道路占地。工程临时占地15200平方米，折合22.8亩，见表12-1。161 表12-1主要施工建筑临时占地面积分项序号项目名称单位建筑面积占地备注施工作业区1混凝土拌合系统m21002002钢筋加工厂m21002003木材加工厂m21002004仓库系统m2300500钢筋m2100200水泥m2100200木材m2100100土石料m22005施工管理及生活福利m22002006设计监理用房m2租房200m27办公及生活用房m23006002层，临时活动板房临时道路m24000弃渣场m27000土料场m21600总计m214001520012.3移民拆迁由于工程属于治理工程，不存在移民，也无拆迁问题。12.4工程占地生产安置规划本工程不会影响到农村和城镇人口的移民拆迁。同时本工程属防洪保安工程，工程建成后，将使保护区内人民的生产、生活得到保障，耕地的生产能力也将得以提高。当地政府可利用占地补偿费采取各种生产开发措施，以提高土地的产值。土地调整工作由当地地方政府负责。对临时占地部分待工程完工后，进行田地复建及相关设施配套恢复工作，通过土地改造，提高土地质量，提高土地的生产力。161 12.5补偿费概算12.5.1单价分析（1）占地补偿调查农作物产量：根据梅梅济老闸改造工程范围内涉及到的乡镇2010-2012年统计资料，各类农作物平均单产为：棉花324kg/亩、黄豆225kg/亩、油菜216kg/亩、小麦287kg/亩。耕作制度:旱地均为两季栽培，以棉花+油菜、棉花+小麦、黄豆+油菜或黄豆+小麦为主要方式。鱼塘平均产鱼305kg/亩。农副产品价格：根据黄梅县物价局2013年第二季度统计价格，各类农副产品价格为：棉花6.51元/kg、黄豆3.6元/kg、油菜4.8/kg、小麦1.5/kg、鱼6.8/kg。综合亩产值：旱地根据产量及综合价格计算，棉花+油菜产值为3259.8元/亩，棉花+小麦产值为2653.5元/亩，黄豆+油菜产值为1846.8元/亩，黄豆+小麦产值为1240.5元/亩。鱼塘的综合亩产值根据产量及综合单价计算为2074元/亩。根据调查结果进行综合统计分析计算，并参考梅济港一期治理工程补偿标准，确定年均产值旱地为2250.15元/亩，鱼塘为2074元/亩。(2)临时征地补偿施工临时占地补偿包括临时用地土地青苗费，青苗费按1年产值补偿，旱地2250.15元/亩，鱼塘为2074元/亩。根据工程进度安排，临时占地按1年计。12.5.2总补偿投资根据前面的分析计算，本工程总占地22.8亩，占地类别均为旱地，总计占地补偿投资为110583元。161 13安全设计13.1设计依据13.1.1国家、劳动部等有关法规（1）中华人民共和国安全生产法(中华人民共和国主席令第70号)；（2）中华人民共和国劳动法(中华人民共和国主席令第28号)；（3）国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知（国发〔2010〕23号）；（4）建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定（原中华人民共和国劳动部第3号令）；（5）水利工程建设安全生产管理规定（水利部26号令）。13.1.2主要标准、规范和规程（1）《水利水电工程劳动安全与工业卫生设计规范》DL5061-1996；（2）《水利水电工程设计防火规范》SDJ278；（3）《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87；（4）《工业企业噪声测量规范》GBJ122；（5）《工业企业设计卫生标准》TJ36；（6）《安全标志》GB2894；（7）《机械设备防护主要要求》GB8196；（8）《污水综合排放标准》GB8973。13.2工程概况梅济老闸位于我县濯港镇以南，百里长堤与梅济港交汇处，枢纽工程由梅济老闸、进水港、前池、挡土墙、消力池、挡土墙、出水港等组成，与梅济新闸并列布置，相距120.0m。梅济老闸工程等级为Ⅲ等，主要水工建筑物为3级，次要建筑物为4级，是一座以防洪（泄洪、拦洪）为主，兼顾蓄水灌溉，养殖和航运等综合利用的中型水利工程。161 13.2.1主要建设内容1、清除闸室上游的淤积物，并浇筑砼护底铺盖；2、拆除重建闸室和启闭机房，新建上游空箱翼墙，新建下游消力池和空箱翼墙，新建消力池后海漫和防冲槽；3、根据新建的闸墩，重新布置新建工作桥；4、对水闸两侧进场的堤顶道路进行整治，对上下游的堤坡进行整治。采用预制砼空心砖植草护坡，在水闸两侧的上下游岸墙上设置石材栏杆确保管理人员安全；5、根据新建的闸室尺寸新建钢闸门，并配套相应的手电两用螺杆式启闭机，配置相应的电缆及电气设备；6、新增水闸安全监测设施。13.2.2施工安全要求（1）拆除安全要求本次整险加固中拆除启闭机房及启闭排架、进出口翼墙、公路桥栏杆等项目，拆除过程中，安全要求如下：1）拆除施工前，施工单位应对水闸的现状进行详细调查，编制施工组织设计方案，经合同指定单位批准后，方可施工。同时应对施工作业人员进行安全技术交底。2）拆除施工现场，应设置围栏和安全警示标志，并设专人监护，非施工人员不得进入拆除现场。3）拆除拆除启闭机房及启闭排架、进出口翼墙、公路桥栏杆时，应严格遵守自上至下的作业程序，高空作业应严格遵守登高作业的安全技术规程。拆除施工时，应站在脚手架或者其他稳固的结构部分上操作。高处拆除作业，应设置流放槽(溜槽)，以便散碎废料顺槽流下。拆下较大的或者过重的材料，要用吊绳或者起重机械稳妥吊下或及时运走，严禁向下抛掷。拆卸下来的各种材料要及时清理，分别堆放。（2）土方填筑及桩基施安全要求1）填筑前，必须排除基坑底部的积水、清除杂物等，应采用降水措施将基底水位降至0.5m（具体数据由设计图纸确定）以下。填筑土料，应符合设计要求。161 2）桩基施工设备操作人员，应进行操作培训，取得合格证书后方可上岗。13.3主要危险因素分析13.3.1自然条件和周围环境对安全卫生的影响（1）地形影响闸址周围场地平坦开阔有大片开阔地，施工辅助企业及设施可根据需要就近布置，施工废弃渣可就近堆置。闸址对外交通以公路为主，通过西隔堤堤顶公路和外界村级公路相连，可到达黄梅县城等处，对外物资均可通过现有公路运抵工地。工程对外交通十分便利。（2）地震影响闸址处地震基本烈度为Ⅵ度，地震危险性不大。（3）气候影响闸址处所在地气候较好，不会影响水闸生产人员的休息，对水闸施工运行无影响。（4）水质影响涵闸紧邻龙感湖布置，混凝土拌和用水等生产用水可直接由龙感湖和进水渠抽取，生活用水可直接采用自来水或当地居民用水。（5）传染病流行影响工程区域所在乡镇没有特殊的地方病，近年发生的疾病有血吸虫病、痢疾、伤寒、疟疾、乙脑等，发病率均不高。但本工程地处气候潮湿炎热地区，利于蚊蝇孽生，容易爆发流行传染病。施工期间，大量外来施工人员进驻工程区域，人口密度急剧上升，增加了各种传染性疾病的几率。受影响人群主要为施工人员。13.3.2施工期的卫生影响因素施工期对卫生的不利影响主要为“三废”排放和噪声对周边环境的影响等。（1）水污染161 施工期间对水质产生影响的施工活动主要有：施工中的基坑经常性排水、施工机械车辆保养冲洗废水、混凝土砌体养护、冲洗废水、以及施工人员产生的生活污水等。（2）空气污染工程施工对环境空气的影响主要表现在交通运输、土方填筑、水泥装卸、混凝土拌和等施工活动中产生的粉尘以及各类施工机械产生的燃油废气等，其主要污染物有TSP、SO2、CO及NOX等。（3）噪声污染施工区噪声主要来自施工机械设备和运输车辆。根据噪声影响预测，混凝土拌和机影响范围白天为100m，夜间为300m，施工交通干道交通噪声影响范围约50～100m。根据现场查勘和调查，施工机械设备产生的噪声对周围环境影响较小，但对现场施工人员影响较大，需采取劳动保护措施。交通噪声对公路两侧居民区和施工人员办公生活区有一定的影响。13.3.3施工期的安全危险因素水闸施工期的安全危险因素主要有：火灾，爆炸，电气伤害，机械伤害，坠落伤害，洪水淹没等。13.4安全与卫生主要防范措施13.4.1劳动安全防范措施为避免和减少对人员的伤害，贯彻“安全第一、预防为主”的方针，应采取各种防范措施，从根本上杜绝事故的发生。劳动安全方面主要做好工程防火、防爆、防电气伤害、防机械伤害、防坠落伤害、防洪、防淹没等防范措施。13.4.1.1防火防范措施（1）对含易燃物资的工作场所，严禁吸烟和采用明火取暖方式。（2）对易燃物资应建立独立仓库予以保管和储藏，仓库位置应设在远离生活区和作业区的地方，仓库保管人员应严格执行安全保管措施。161 13.4.1.2防爆防范措施对爆破物资应进行妥善保管，严禁烟火。进行爆破作业时，严格按安全规范进行作业，严禁无证作业或违章作业。13.4.1.3防电气伤害为防止电气伤害，采取如下措施：（1）所有可能发生电气伤害的电气设备要接地，工程接地网的设备满足相关规程规范的要求。（2）对于可能遭遇雷击的建筑物、设备等采取避雷带或避雷针保护。（3）开关柜内采取避雷保护。（4）潮湿部位的照明，当灯具安装高度低于2.4m时，采用安全电压照明或加装防触电措施。（5）对施工设备和人员可能触及的带电部位设置相应的防护围栏和安全标志。13.4.1.4防机械伤害为防止机械伤害，采取如下一些措施：（1）采用的机械设备符合国家安全卫生标准的要求。（2）所有机械设备防护安全距离，机械设备防护罩和防护屏的安全要求，以及设备安全卫生要求，均符合有关标准的规定。（3）机修设备与墙柱之间的净距离大于0.8m，对于切削机械的布置还应避免甩出的切削物伤人。13.4.1.5防坠落伤害（1）凡坠落高度在2m以上的工作平台、人行通道（部位）在坠落面侧设置防护墙或防护栏杆，以保证通行时安全。（2）靠近陡坡或高边坡侧的通行道均设置防护墙或防护栏杆，一方面防止滚石伤人，另一方面保证通行时的安全。（3）使用固定式钢直梯或固定式钢斜梯的场所，钢直梯当高度超过3.5m时设置护笼，并根据高度需要和布置场所条件设置带有防护栏杆的梯间平台；钢斜梯设计有防护栏杆的梯间平台。（4）楼梯、钢梯、平台均采取防锈、防滑措施。161 （5）所有建筑物的顶面均设置女儿墙或栏杆。13.4.1.6防洪、防淹没根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）及《水闸设计规范》(SL265—2001)，水闸级别不应低于防洪堤的级别，由此确定梅济老闸主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级，临时性水工建筑物为5级。因此确定梅济老闸工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级，临时性水工建筑物为5级。水闸本身的防洪、防淹没没有问题，但是需要注意施工期度汛，汛前闸体两侧应进行回填，闸门下闸挡水，具备排水条件，确保工程安全度汛。13.4.1.7安全标志从防患于未然和事故后便于快速疏散为目的，对容易导致安全事故的场所或发生事故后作好疏散的通道等部位设立安全标志。13.4.2工业卫生防范措施工业卫生主要包括防噪声、防尘、防污、防腐蚀及温度、湿度控制、采光、照明等。13.4.2.1防噪声措施（1）工作场所的噪音测量满足《工业企业噪声测量规范》的有关规定；设备本身的噪音测量符合相应设备有关标准的规定。（2）选用噪音水平符合国家有关标准规定的设备，必要时，对设置（设备）提出允许的限制值，或采取相应的防护措施如在建筑上采用降噪材料等。（3）为运行人员配备临时隔音的防护用具。（4）工作场所的噪音限制值最高不能超过85分贝，值班人员的工作时间每天不能超过8小时。13.4.2.2防尘（1）室内配电装置地面采用坚硬的，不起尘埃的材料。（2）对整个工作区域内的环境采取绿化措施。161 13.4.2.3防污生产生活污水，经过处理后排入地面水体。13.4.2.4防腐蚀金属结构、设备支撑构件，根据不同的环境采取经济合理的防腐蚀措施。除锈、涂漆、镀锌、喷塑等防腐处理工艺按国家的有关规定进行。13.4.2.5温度与湿度控制值班工作室内空气参数按相关标准的规定设计。13.4.2.6采光与照明对地面建筑物充分利用自然采光，对建筑物主要依靠人工照明，各类工作场所人工照明的照度标准满足有关标准的规定。13.4.3应急措施在发生意外情况下，根据意外事故的种类采取如下措施：（1）本工程需要考虑事故疏散场所，根据各工程区情况需设置一个或多个通道。（2）人身事故为最大限度地减少人身伤亡事故，所有运行值班人员均需进行急救培训。对人身事故的抢救采用如下措施：1）在工作值班室配备一些急救用具及药物。2）配备交通工具，必要时送较近的医疗单位或其它医疗条件较好的县、市医疗单位急救。13.4.4防范设备性能的检测、检验设施配置如下的防范设备及教育宣传设备：（1）配置声级计、温度计、照度计的功能监测设备。按国家有关规定，定期校验检测设备。（2）配备电视机、录放机、音响、VCD等安全宣传设备。161 13.5安全与卫生机构设置及人员配置在沱湖闸改造开始实施后，施工项目部在现场应设置安全卫生管理机构。该机构的人员组成及主要职责如下：13.5.1机构组成及人员配备施工项目部现场安全卫生管理机构由项目经理、技术负责人和专职安全及卫生管理人员组成。根据新水闸建设及投资规模，专职安全及卫生管理人员按1人考虑。13.5.2机构的主要职责（1）宣传和贯彻国家有关安全生产及工业卫生法律、法规和标准。（2）编制并适时更新安全生产管理制度、安全生产规章制度和操作规程并组织实施。（3）组织工程项目生产安全事故应急救援预案的编制及演练。（4）组织开展安全教育培训与交流。（5）配备项目专职安全生产及工业卫生管理人员。（6）制定工程项目安全生产及工业卫生计划并组织实施。（7）安排项目安全生产及工业卫生费用的使用。（8）编制危险性较大工程的安全专项施工方案。（9）通报项目违规、违章查处情况。（10）组织开展安全生产及工业卫生评优、评先表彰工作。（11）建立项目部安全生产及工业卫生管理档案。（12）考核评价分包企业安全生产及工业卫生业绩及项目安全生产及工业卫生管理情况。（13）根据工程的特点组织制定安全施工措施，消除安全事故隐患，及时、如实报告生产安全事故，配合生产安全事故的调查和处理工作。（14）应对垂直运输机械作业人员、安装拆卸工、爆破作业人员、起重信号工、登高架设作业人员等特种作业人员进行专门的安全作业培训，并在取得特种作业操作资格证书后，方可允许上岗作业。161 （15）施工单位在使用施工起重机械和整体提升脚手架、模板等自升式架设设施前，应当组织有关单位进行验收，也可以委托具有相应资质的检验检测机构进行验收；使用承租的机械设备和施工机具及配件的，由施工总承包单位、分包单位、出租单位和安装单位共同进行验收。验收合格的方可使用。（16）法律法规明确的其他安全生产及工业卫生管理职责。13.6投资概算劳动安全与工业卫生专项费用包括以下内容：（1）主体工程中劳动安全与工业卫生部分按直接工程费的2%提取。（2）检测仪器设备、安全标志等列入劳动安全与工业卫生专项费用内。（3）专职安全及卫生管理人员费用列入劳动安全与工业卫生专项费用内。161 14节能降耗评价设计14.1设计依据（1）《中国节能技术政策大纲》（国家发改委、科技部联合发布，2006年）；（2）《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）；（3）《公共建筑节能设计规范》（DB45/T392-2007）；（4）国家发展改革委关于加强固定资产项目节能评估和审查工作的通知（发改投资〔2006〕2787号文）；（5）国家发改委关于印发固定资产投资项目节能评估和审查指南（2006）的通知（国家发展和改革委员会文件：发改环资[2007]21号）；（6）《交通行业实施节约能源法细则》（交体法（2000）306号）；（7）《水运工程设计节能规范》（JTJ228-2000）；（8）其它国家有关部委颁布的节能政策、法规、条例。14.2施工期能耗种类、数量分析和能耗指标14.2.1主体工程施工能耗分析梅济老闸主要改造内容包括：拆除重建进、出口连接段、闸室闸墩及底板闸顶桥面、启闭机排架、闸室两侧空箱、刺墙；更新水闸闸门及启闭机；更新配套电力线路及配电设备；增设安全观测设施；改造及增设管护设施。主体工程（含导流工程）主要工程量：土方开挖26617.14m3，土方回填27135.6m3，混凝土8357.07m3，深层搅拌桩24044m。各主要工程施工方法详见施工章节说明。根据建筑工程工程量和拟定的施工方法，确定主要耗能项目施工生产过程中的能耗指标见表14-1。161 表14-1主体工程施工耗能指标表项目单位工程量单位产品耗能(100m3或100m)总耗能电(kw.h)柴油(kg)电(kw.h)柴油(kg)土方开挖m326617.14　170045249.1土方回填m327135.64.042001985.354271.2普通混凝土m38357.0786.526807230.556828.1深层搅拌桩m240441523.52　366315.10基坑排水m31800058.95　10611.00其它如砼拆除、浆砌石、机电金结安装等　1500032918.2主体工程合计　　401142.0189266.614.2.2施工辅助生产系统能耗施工辅助生产系统包括混凝土拌和站、施工交通运输系统、压缩空气系统、供水系统、综合加工厂等。（1）混凝土拌和站混凝土系统采用1台JQ750强制式搅拌机及自动喂料、自动计量、皮带传送、自动控制等设备组成的自动拌和系统拌制混凝土。另外再2台0.4m3移动式拌和机备用，作为高峰时段和机械故障的补充。（2）供水系统施工用水取用梅济港河水，在混凝土拌和站设水箱供水。基坑混凝土养护等来水可直接采用抽水泵在梅济港抽水。（3）供电系统涵闸高峰用电约300kVA，由施工单位施工前报装，电源需提前架设至工地。为保证工程施工期间桩基基础及混凝土施工不因停电而中断，施工单位需配备1台90kw的柴油发电机作为备用电源。（4）综合加工厂综合加工厂包括预制构件场、钢筋加工厂和木材加工厂，采用联合设置，就近布置于混凝土拌和站附近，以简化供水、供电系统布置。（5）施工及生活营地本工程高峰期施工人数约200人，需办公及生活房屋建筑面积约2400m2161 ，考虑到工区附近涵闸管理处及附近也有大量的空闲房屋可以提供，其生活房屋以租赁为主，现场主要布置日常值班居住所需要的少量工棚，布置在拌和站附近。生产性建筑物、生活福利设施室内照明负荷单位功率综合指标参考《水利水电工程施工组织设计手册》第四卷中相关内容，根据近年来生活区内配置一定生活电器的情况，用电指标选用12W/m2，生产性建筑物、生活福利设施总用电量52800kwh。14.2.3施工期能耗统计及分析根据本节分析计算，主体工程及施工辅助生产系统施工期能耗如下：柴油189.27吨，电45.39万度。14.3运行期能耗种类、数量分析和能耗指标本项目运行期能耗主要来自运行、维护和管理几个环节。运行主要是闸门的开启和关闭；维护包括闸门、启闭机、电气设备的保养、维修等；管理包括维持水闸正常运行所做的一切活动。运行时，要注意监视设备的状况，发现问题，及时检护，保持设备的良性状态。设备维护过程中，提前做好安排，通过合理的组织，减少检修次数、检修时间。提高运行期的管理水平，降低管理能耗。水闸运行期间，闸门开启、关闭次数很难统计，能耗也难以计算。运行、维护、管理能耗集中体现在电能消耗上，他们都来自闸管所的变压器。为统计方便，不具体细分运行、维护、管理单环节能耗，集中按水闸排水期、维修期和其他时期总体能耗。排水期、维修期和其他时期每年大概时间为1个月、10天、10个月20天，负荷占变压器容量分别为：80%、30%和20%，功率因素平均按0.80考虑。年耗电量计算如下：年耗电量=变压器容量×（排水时间率×排水负荷率+维修时间率×维修负荷率+其他时间率×其他负荷率）×功率因素×年利用小时数其中，变压器容量为80kVA；排水、维修、其他时间率分别为：0.083（1/12）、0.028（10/12*30）、0.89（330/365）；负荷率分别为0.8、0.3、0.2；年利用小时数按每年365天，每天10小时共计3650小时。161 计算后得梅济老闸年耗电量为：5.91万kWH。14.4主要节能降耗措施14.4.1施工过程中的节能降耗措施根据本工程的具体情况，将节能管理纳入工程建设的全过程，还应有效地控制施工过程中的能耗。在施工组织设计中，尽量使施工设备满负荷、高效率运转；加强水、电的管理，并进行现场定额计量。施工组织设计充分利用装配方便、可循环利用的材料，有效减少建筑垃圾。（1）主要施工设备选型根据本工程特点及施工期能耗分析，本工程主要耗能设备为开挖、运输、回填碾压、混凝土机械，在主要设备选型方面，本工程通过以下措施达到节能减耗的目标。1）合理搭配机械，运输机械主要采用1m3反铲挖掘机配5t自卸汽车等机械，道路施工碾压采用压路机压实，混凝土机械采用0.4～0.8m3混凝土搅拌机，为同类道路、桥梁施工的常用较大型的机械。提高了机械利用效率，减少了能耗。2）加强施工机械的维护检修，使机械设备运转良好，提高机械设备的效率。（2）主要施工技术和工艺选择本工程在主体工程施工过程中，在施工技术和工艺选择上认真贯彻节能降耗要求，在多个方面进行研究改进，采取对策措施达到节能降耗的目标。1）合理安排施工进度，减少施工相互干扰，达到加快施工进度、减少能源消耗的目标。2）场内交通结合工程现有交通道路布置统筹规划，合理布线，减少线路长度，缩短运输距离，减少土方、砂石料、混凝土等运输对交通运输带来的干扰。3）根据施工总体布置及用水要求，施工期供水系统管线布置尽量顺直、少转弯，缩短各管线的长度，减少沿程、局部水头损失，达到减小沿程而节能的目的。输水管材的选择在考虑相同经济情况下，优先选用管内壁光滑、糙率小的管材，可降低沿程水头损失，减小能耗。（3）施工营地节能措施161 本工程各施工项目附近民房较多，生活房屋主要租用当地民房和管理区建筑物，现场仅设少量工棚，以有效减少浪费和重复建设。各房屋灯具在满足照明的前提下采用节能灯具，人员短暂停留的场所采用自熄式的节能开关。（4）施工期减少管理节能措施工程建设管理中，应按照节能、节地、节水、资源综合利用地要求，始终贯彻节能降耗设计思想，依照节能设计标准和规定，把节能方案、节能技术和节能措施落实到技术方案、施工管理之中。1）管理层应充分树立节能降耗思想，从各部门抽调精干人员组成节能工作组，负责节能管理的建章立制，查找节能工作的薄弱环节和漏洞，分析经济指标存在的问题。2）认真测算、分解施工过程中各项经济指标，编排完成指标定额，做到成本指标到岗，责任落实到人。3）完善工效挂钩的考核机制，利用经济杠杆调动职工抓指标、降消耗的主动性。4）积极探索节能降耗新思路，开展节能降耗试点试验研究，依靠科技手段提高施工机械设备的节能技术含量。14.4.2电气设计节能措施（1）合理设置高低压配电中心，变配电设备尽量靠近负荷中心，尽可能减少电缆馈线的长度，馈线电缆选择严格按照运行经济密度来考虑，减少电能损耗。（2）变压器选用高效、低损耗变压器，以减少日常运行中的电能损耗。14.4.3建筑设计节能措施按照建筑用途和气候、区域的不同，做好建筑中采暖、通风、空调及采光照明系统的节能设计。所有大型公共建筑内，除特殊用途外，夏季室内空调温度设置不低于26摄氏度，冬季采暖空调温度设置不高于20摄氏度。（1）建筑建筑物采用本地区建筑最佳朝向，尽量避免东西朝向日光侵晒。除宿舍卫生间采用人工照明和机械通风外，其他所有房间均有利用自然采光、通风。161 如综合管理楼外墙采用240mm厚空心砖砌块，屋面采用坡屋顶来隔热，降低顶层温度。窗户采用塑钢系列型材，双层中空玻璃，保温隔热效果好。（2）照明采用节能型照明灯具，公共楼梯、走道等部位照明灯采用声光控制。在有天然采光条件的地面以上建筑，要充分利用天然光。室内外照明设计时，尽量做到小范围的开灯控制方式，根据各场所对照明的要求及不同电光源的特点，选择合理的照明方式，并选用光效高、显色性好的光源及配光合理、安全高效的灯具，实行绿色照明。（3）给排水采用节能型洁具，公用卫生间采用感应式出水洁具。（4）景观绿化作用利用树木遮挡阳光，避免直接照射建筑物和道路，改善小环境温度。利用植物色彩改善色彩温度和调节心理温度，降低环境温度对电力消耗，达到节能目的。14.5运行期管理维护的节能措施建议安全运行是节能降耗的前提和条件。实行计划检修制度，做到“应修必修，修必修好”，对设备进行认真的跟踪检查，及时消除设备缺陷，提高设备的健康水平，力争做到“四规范”，即规范使用能源，规范使用车辆，规范文件印刷，规范管理监督。（1）以“创建节约型社会”为指导，树立全员节能观念，提高职工的节能意识。做到“环境保护”、“自愿节能”，转变传统粗放经营和能源消耗性经济观念，向集约型、节能型发展，建设适应市场经济竞争的节能管理运行机制。（2）加强用能管理，采取技术上可行、经济上合理、符合环境保护要求的措施，加强技术管理，对运行维护中出现的问题进行及时、有效的研究，提出有效的对策。对事故进行分析，研究改进维修方法，完善提高监控系统的技术规范，使设备达到良性运行。（3）合理组织，协调运行，加强运行管理和检修管理，做到规模经济，优化检修机制，节约能源。运行人员要树立整体节能意识，做到“161 勤观察、勤检查、勤分析、勤调整”，不断总结操作调整经验，使各项参数达到额定值稳定运行。（4）加强办公自动化的使用管理，充分发挥运行设备自身的节能功能，在设备低水平运行时，尽量使其保持低耗能状态。如打印设施在不打印时设置为处于节能状态，计算机在简单运行时，使计算机设施处于低能耗节电状态。（5）开展节能宣传教育，组织节能培训，提高员工的节能意识。制定节能管理制度、节能规划，分解、落实。加强员工的节约意识和责任心，推行节约型生产方式，改变不良的工作方式，达到节能降耗的效果。（6）制定具体的节能措施和节能目标，并且层层分解，落实到实处。制定节能奖惩制度，对节约能源的人和单位予以奖励，对浪费能源或未实现节能目标的人或单位予以处罚，形成奖励节约处罚浪费的约束机制。161 15环境保护设计15.1环境状况华阳河流域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，雨量丰沛，且有明显的季节性，无霜期长。根据黄梅气象站多年实测资料分析，黄梅县多年平均气温16.8℃，极端最高气温39.2℃，极端最低气温-12.6℃，多年平均无霜期316天。站区的枯水期一般为本年的11月至次年4月。本工程区大多地处城郊和农村，环境空气扩散条件优越，环境空气质量良好。工程区内无大的噪声源，噪声背景值低，总体评价较好。此外，工程区附近无环境敏感点。工程区存在的主要环境问题是洪涝灾害。15.2环境影响分析15.2.1工程施工介绍（1）施工布置本工程施工总布置规划以尽量少占农田、耕地并方便施工运行管理为原则进行布置。施工就近布置于水闸两侧平台的空地，部分低洼场地可利用基坑开挖的弃渣回填形成。施工期的风、水、电供应及施工通讯都应该有所保障，各系统在满足施工需要的基础上应该简化布置。生活房屋尽量利用原管理房屋，现场仅设少量工棚。（2）施工进度本工程计划在一年内建成，具体工期为第一年9月～第二年8月，总工期12个月。15.2.2环境影响分析本工程实施后，将提高当地的防洪抗洪能力，改善当地的生态环境。175 本工程对环境的不利影响主要表现在施工占用土地，因工程施工在局部地方产生噪声、空气、水质和土壤环境污染，但是其中绝大部分不利影响可以通过采取一定的措施来减轻或消除，施工产生的水、气、声污染是局部的暂时的，一旦施工结束，对环境的影响也随之结束。工程运营过程中不会产生环境污染物，对环境的不利影响主要为施工期的“三废”排放和噪声对周边环境的影响、施工人员感染疾病风险和占用部分耕地等。1、工程占地施工期建设期间水工建筑物、施工临时设施、料场、渣场等将临时或永久占用一定的土地，施工征地范围内植被将遭到扰动，造成一定量的植物生物量损失；大量施工队伍进驻带来的人类活动频繁，以及各类施工活动产生的噪声、扬尘、废气等，都将对施工区及其附近的野生动物产生干扰，使该区域的栖息适宜度降低。2、水污染工程产生的水环境污染物主要来源于疏浚等工程施工中对河道底泥的扰动及机械冲洗产生的含泥废水、施工机械维修或清洗过程中产生的含油废水和生活污水。（1）含泥废水本工程施工过程中，挖泥、吹填、土料运输和堆放、围堰施工、坡面修整、机械车辆冲洗等活动，都可能会造成附近水域悬浮物浓度增高。（2）含油废水本工程施工过程中，渠道疏浚、材料运输等活动中挖泥船、挖掘机、推土机等施工机械和载重汽车在运行和维修清洗过程中会产生含油废水，可能会造成附近水域石油类污染。（3）生活污水本工程预计施工期高峰期施工人数约200人，施工人员排放的生活污水中，主要的污染物为COD、BOD5等，浓度值分别为300mg/L和200mg/L。按人均日用水量0.10m3、排放系数0.85计，施工期间日排放污水17t，这部分废水对水环境产生影响。3、空气污染工程施工对环境空气的影响主要为施工粉尘和施工机械产生的施工废气。（1）施工粉尘和扬尘175 本工程施工粉尘主要来自土方开挖、填筑和运输，原护坡面拆除，水泥及土石料装卸等活动；扬尘主要来自各种材料机械车辆的运输。TSP为主要的污染物。（2）施工废气本工程施工废气主要来自各类施工机械燃油产生的污染物等，其主要的污染物为NO2。工程施工对环境的空气污染主要集中在施工期，随着工程施工的结束，工程的环境空气影响也随之结束。4、噪声污染施工区噪声主要来自施工机械设备和运输车辆。根据噪声影响预测，混凝土拌和机影响范围白天为100m，夜间为300m，施工交通干道交通噪声影响范围约50～100m。根据现场查勘和调查，施工机械设备产生的噪声对周围环境影响较小，但对现场施工人员影响较大，需采取劳动保护措施。交通噪声对公路两侧居民区和施工人员办公生活区有一定的影响。5、固体废物工程建设产生的固体废物主要为生产垃圾和生活人员生活产生的生活垃圾等。（1）生产垃圾生产垃圾包括工程弃渣及底泥以及施工过程中产生的废弃物等。渣场沿渠道堆放，会占压部分土地，如果处理不当，会造成带来一定的水土流失。施工期产生的生产废料主要有木料碎块、废铁、废钢筋、油渣油纸、棉纱等。预估这些生产废料数量不大，但废弃油渣油纸、棉纱任意丢弃，影响施工区环境卫生。随着施工的结束，临时建筑物、工棚和附属企业的拆除和建筑垃圾及各种杂物堆放在施工区，形成杂乱的施工迹地，这些建筑垃圾若不得到有效的处理将影响当地视觉景观，不利于后期施工场地恢复建设。此外，在运输建筑材料过程中，装载砂石等建筑材料的运输车辆行驶中若无遮盖措施或防护不当，易导致物料沿途散落，造成经济损失，影响道路清洁。（2）生活垃圾本工程预计高峰期施工人员200人，以每人每天产生垃圾0.5kg计，则垃圾产生量为0.1t/d，这部分生活垃圾如果不及时处理，可能会滋生蚊蝇、老鼠等，既影响景观也对施工人员及周边居民的健康造成一定的威胁。175 6、人群健康该区域主要病种痢疾、伤寒、疟疾、乙脑等。施工人员由于工作强度大，生活条件差，抗病免疫力下降，患传染病和其它疾病的可能性增加，会对人群健康产生一定影响。15.3环境保护措施为了尽量减轻工程施工对环境产生的不利影响，必须采取一定的措施来保护当地环境。1、水环境保护（1）含泥废水工程的含泥废水主要源于开挖，在满足工程需要的前提下，开挖过程中应减少因搅动造成底泥颗粒的扩散，防止二次污染。（2）碱性废水工程混凝土浇筑、养护、冲洗施工过程中将产生碱性废水，这部分废水如果直接排放，可能造成水体污染或者局地土壤物化性质恶化。产生的碱性废水进入碱性废水收集池经工业硫酸中和沉淀处理后达标排放。（3）含油废水含油废水主要来源于施工机械清洗以及施工机械水面过程中可能产生的油类等，在招投标中应该选择含油水分离设备的机械，同时对于施工机械清洗产生的含油废水，应在洗车检修台下布置排水沟，停放场周边布置集水沟收集排水沟内的机械冲洗废水。在集水沟末端设钢板隔油，集水池出口处设薄壁堰溢流出水。定时清除钢板前的废油，清理清理沟底淤泥。对于机械修理产生的油抹布等要集中收集处理，不得随便弃置。（4）生活污水工程建设期间，施工高峰人数为200人/日，每天每人用水量按100L计，以用水量的85%计算污水量，则生活污水最高日排总量为17m3。根据施工总布置，利用现有管理房或者租用民房，因此，施工生活污水利用现有污水处理设备处理。仅需在施工现场增加一定的临时厕所等。（5）基坑排水175 在工程施工中，基坑中的废水主要是由降雨、围堰渗水和施工用水汇集而成，主要污染物为悬浮物，基坑废水排放对各渠道局部水质有一定的影响。工程施工中在基坑内设集水坑，用水泵抽排，当悬浮物浓度过高时，应静置一段时间后再排放，并及时清理坑内的泥浆。2、环境空气保护由于工程区主要为农村地区，地势开阔，大气扩散条件较好，区内无大的环境敏感点，故工程施工对环境空气质量的影响较小，且影响的时间和范围有限，一旦施工结束，污染源即不复存在。对在产尘较大的现场施工人员，按国家有关劳动保护规定，发放防尘用品；水泥在装卸运输过程中，应采取良好的密封状态运输，装载多尘物料时，应堆码整齐以减少受风面积，并适当加湿以尽量降低运输过程中起尘量；施工区干道车辆实行限速，干旱、多风季节对交通干道每天洒水四次，以减少起尘量；加强车辆的维修和保养，使用优质燃料，减少有害尾气排放。3、噪声防治采用噪声较低的生产设备和生产工艺，加强对机械设备的维修和保养，减少运行时产生的噪声。运输车辆途径居民区和施工人员办公生活区时，要适当减速，禁止使用高音喇叭。对噪声较大的机械，尽量远离噪声敏感区布置，并控制施工时段，禁止夜间10时至清晨6时施工作业。对接触高噪声的机械操作人员实行轮班制，控制工作时间，并按照国家有关劳动保护的规定严格执行劳动保护措施，对施工人员进行个人防护，以配带防噪用具为主。几种防噪用具的性能见表15.3-1。表15.3-1防噪用具的性能dB（A）名称耳塞防声绵耳罩帽盔隔音量10~208~1015~3040~504、固体废物（1）生产废物合理设置弃土场处理工程产生的弃土等，避免造成水土流失。175 对施工场地建筑垃圾进行简单筛分，将煤灰、建筑废弃物等无机垃圾弃于渣场进行卫生填埋。工程结束后，拆除施工区的临建设施，对混凝土拌和系统、施工机械停放场、综合仓库等施工用地，及时进行场地清理，清除建筑垃圾及各种杂物，对其周围的生活垃圾、简易厕所、污水坑必须清理平整，并用石炭酸、生石灰进行消毒，作好施工迹地恢复工作。在建筑材料运输过程中，应对运输货物采取遮盖方式，避免砂石、土料等沿途洒落。定期对交通干道路面进行清理。各施工承包商应安排专人对生产废料进行收集，废铁、废钢筋、废木碎块等应堆放在指定的位置，严禁乱堆乱放；废棉纱统一回收，集中处理。（2）生活垃圾在施工营地及施工集中区域设置垃圾桶等收集施工人员产生的生活垃圾，由当地环卫部门定期清理；不得随意弃置。5、人群健康保护施工区医疗卫生设施达到一定的标准，保证施工人员健康。（1）生活饮用水保护本工程施工战线较长，施工生活区在城郊和农村均有分布，位于集镇的生活用水可直接引用自来水，位于农村及荒郊的生活用水应严加保护，生活取水口要远离污染区，对取用水应经过消毒处理后才能使用。施工现场设立开水供应点。为避免饮用水源遭人畜粪便污染，距水源30m内不得修建厕所、堆放垃圾等污染源。（2）施工区卫生清理在施工前应结合场地平整，对办公生活区、仓库等进行一次性清理和消毒，清理的重点是杀虫灭鼠以及消毒，采用鼠夹法或毒饵法（溴敌降颗粒）进行灭鼠工作。选用石碳酸用机动喷雾器消毒，同时清理固体废物。（3）施工区公共卫生设施在施工作业相对集中且距生活区较远的施工区，修建临时厕所，安排专人清扫。每个临时生活区配置垃圾桶，指定专人定期清运垃圾，运至垃圾场进行填埋等处理。（4）施工人员卫生防疫施工人员进场前要拟定检查项目，对施工人员进行检疫，对患者隔离治疗，切断传播途径。175 15.4环境管理与监测15.4.1管理机构根据国家有关规定，工程环境管理应由专门机构负责，在工程管理部门设置环境管理办公室，人员编制1人，负责施工中的环境管理工作，业务上接受当地环保局的检查和指导。15.4.2管理任务贯彻执行环境保护法、水法、水污染防治法、水土保持法等法律法规。根据上级主管部门提出的环境质量要求，制定工程施工环境保护规定和环境质量控制标准。制定环境监测计划，并委托有相应资格等级的监测机构组织实施。组织实施施工环保计划，监督承包商落实环保措施。委托环境监理工程师在施工期间对所有施工单位的施工活动进行环境监理。15.4.3环境监理工程施工应建立环境监理制度，环境监理是工程监理的重要组成部分。环境监理工程师在施工期间对工程所有施工经营单位的环境保护工作进行监督、检查、管理。配备环境监理工程师1名，在施工现场和生活营地对所有施工经营单位的环境保护工作进行监督检查，对施工经营单位的环境保护工作进行抽查、监测，要求施工经营单位限期完成有关环境保护工作。环境监理工程师定期编报环境监理日志、环境监理报告报环境管理办公室。提出存在的重大环境问题和解决问题的建议。15.4.4监测站点布设及监测内容（1）水质根据施工布置情况，在闸前500m、后1000m各布设1个监测点，共2个监测点，主要监测PH、悬浮物、COD三项，施工期每年枯期监测两次，汛期监测一次。另外，对施工、生活水取用水源地根据实际情况加强监测。（2）环境空气175 由于施工布置比较分散，选择靠近城镇区共布置三个监测点，主要监测TSP、NOx和SO2，每年监测2次。（3）噪声主要监测施工噪声和交通噪声两项，选择靠近城镇区根据施工情况不定期进行监测。每年至少监测二次。15.5投资估算根据《建设项目环境保护设计规定》第62条，对本工程而言，凡为减免工程施工造成的环境影响而采取的环境保护措施、监测手段以及相应运行费，均列为环保投资。经初步估算，本工程环保总投资17.21万元。具体投资见表15-1。175 表15-1环保投资概算表编号工程和费用名称单位数量单价（元）合计（万元）备注Ⅰ第一部分环境保护措施　　12.06一施工区废污水处理　　3.041沉砂滤油池座140000.402碱性废水处理池座145000.453生活污水处理池座135000.354含油废水处理池万方280001.605碱性废水处理万方0.460000.24二空气质量保护　　0三噪声防治　　0.0751施工人员高噪声防护人/年15050.075四固体废弃物处理　　1.331生活垃圾清运处理人/年150500.752垃圾桶个63000.183垃圾箱个85000.4五人群健康保护　　2.28施工营地卫生清理消毒㎡10000.30.0320%施工人员检疫费人.次302000.6施工人员预防免疫人150500.75施工区医务诊疗费人.月180050.9六血吸虫防治　　5.33施工区灭蚊亩150150.23预防药物人.月180050.9血防用品100套套150801.2治疗预留费人1300003第二部分环境监测措施　　2.79水质监测点次1210001.2空气质量监测点次1212001.44噪声监测点次62500.15第三部分环境保护独立费用　　1.87建设期环境管理费14.854.00%0.59一至二之和建设期环境监理费14.852.50%0.37一至二之和环境保护勘测设计费14.856.00%0.89一至二之和工程质量监督费14.850.07%0.01一至二之和一至三部分之和　　16.71基本预备费16.713.00%0.50环境保护专项投资　　17.21175 16水土保持设计16.1概况梅济老闸属三等3级工程，主要建筑物有挡水排水闸，次要建筑物有管理房等（4级），临时建筑物有围堰（5级），是以挡水灌溉为主，兼有排水任务的工程。原水闸由于修建时间较长，经安全鉴定属三类水闸，急需重建。该闸所属流域属平原区，植被覆盖较好。在防治责任范围无明显的自然水土流失，本工程土方工程不大，计划开设1个取土场，堆土场1个，砂、石料则靠外购解决，工程需加固水闸一座及下游引堤，上、下游围堰等。16.2项目区水土保持现状16.2.1项目所处的水土保持分区防治标准根据2000年8月湖北省人民政府颁布的鄂政发[2000]47号文件《省人民政府关于划分水土流失重点防治区的公告》，工程所在地位于湖北省划定的大别山南麓水土流失重点治理区。本项目所在地区水土流失容许值为500t/km².a。根据《开发建设项目水土流失防治标准》的规定，开发建设项目水土流失防治标准按项目所处水土流失防治分区和区域水土保持生态功能重要性划分。按照本工程所处的水土流失防治分区划分：本工程所在黄冈市的黄梅县，属于湖北省水土流失重点治理区，执行二级防治标准。16.2.2水土流失现状项目所在地的水土流失形式主要以水力侵蚀为主，其中面蚀分布广泛，部分地区存在沟蚀，项目区水土流失强度以微度为主，仅在沟渠边坡、湖岸等地存在着少量的轻度侵蚀。16.3主体工程水土保持评价175 本项目为平原垄岗区现有闸站改建工程，区域地质条件总体较好，不在泥石流易发区，也不存在滑坡体，项目建设的技术方案符合水土保持技术要求。经过调查，项目所在地没有全国水土保持监测网络中的水土保持监测站点、重点试验区，也未占用国家确定的水土保持长期定位观测站。本工程在征占地前，首先考虑尽量利用已有的管理用地，在此基础上进行征地。主体工程进行了土石方平衡，最大限度的利用开挖方，减少取土、弃渣量，进而减少由于弃渣过多的占压地表，增大水土流失流失面积。以上设计均符合水土保持相关技术规范的要求。总的来说，从水土保持角度，项目的建设符合技术规范中的约束性规定，不存在制约性的因素。16.4水土流失防治责任范围16.4.1防治责任范围确定的原则和依据水土流失责任范围主要包括项目建设区和直接影响区两个方面。项目建设区包括主体工程区（枢纽、围堰、导流明渠）、存料场区、弃渣场区、土料场区、施工生产生活防治区、施工道路区，这是直接造成损坏和扰动的区域，是治理的重点区域。其面积确定以施工征占地面积为准。直接影响区是指项目建设区以外由于开发建设活动可能产生水土流失及其直接影响的范围，是建设单位应该负责防治的区域。根据施工经验和对同类工程调查，确定以下各防治区的直接影响区范围。⑴主体工程区：本项目主体工程区枢纽工程在围堰的保护下施工，不计列直接影响区；围堰外侧5m范围内计入直接影响区，导流明渠两侧各2m计入直接影响区；⑵存料场区：存料场周边2m范围计入直接影响区；⑶弃渣场区：弃渣场周边2m范围计入直接影响区；⑷土料场区：土料场区周边2m范围计入直接影响区；⑸施工道路区：施工便道两侧1m范围计入直接影响区；⑹施工生产生活区：施工生产生活区周边1m范围计入直接影响区。175 16.4.2水土流失防治责任范围根据防治责任范围确定的依据和原则，经统计，本项目的水土流失防治责任范围共4.62hm2，其中项目建设区3.86hm2，直接影响区0.76hm2。详见表16.4-1。表16.4-1水土流失防治责任范围汇总表（单位：hm²）序号项目名称防治责任范围建设区面积(hm2)直接影响区面积(hm2)合计(hm2)1枢纽工程区0.820.020.842施工道路区1.350.331.673堆料场区0.050.010.064弃料场区0.080.020.105取土场区1.560.381.94合计3.860.764.6216.5水土流失预测根据施工组织设计及工程布置量测计算，本项目需共计占用地表面积为4.36hm2，根据分析，工程占地范围内全部扰动，工程扰动地表面积也为4.36hm2，详见表16.5-1。表16.5-1工程占用、扰动土地面积一览表（单位：hm2）项目区占用土地类型合计水域及水利设施用地耕地主体工程区枢纽0.760.501.27围堰0.460.46导流明渠0.060.06弃渣场区0.080.08堆料场区0.050.05取料场区1.56施工道路区0.880.88合计2.931.434.36根据湖北省颁布的水土保持设施补偿费和水土流失防治费收缴标准和使用管理办法、水利部水保[1996]393175 号文（《关于水土保持设施解释问题的批复》）及鄂水保复[2001]593号（《省水利厅关于“水土保持设施”问题解释的批复》）等，本工程扰动地表面积耕地计入损坏水土保持设施面积，经计算本项目损坏水保设施面积共计4.36hm2。16.6弃土、弃渣及其分布工程产生的弃渣主要是建筑物拆除、道路、导流明渠开挖及围堰拆除等，根据施工组织设计可知，该工程产生弃方1.87万m3，详见施工组织部分。16.6.1可能造成水土流失量预测16.6.1.1预测方法本方案采用定性和定量相结合的方法进行预测，对于可能造成的水土流失量的预测，根据不同的水土流失区域，在调查、分析的基础上，采用类比法进行预测，不足部分采用实地调查与专家相结合的方法进行预测。扰动地表造成的水土流失量计算公式如下：新增水土流失量：计算公式：式中：——扰动地表水土流失量（t）；——预测单元（1，2，3，……n）；——预测时段（1，2，3，指施工准备期、施工期和自然恢复期）；——第个预测单元在不同施工时段扰动和损坏原地表的面积(km2)；——第个预测单元在不同施工时段的平均土壤侵蚀模数(t/km2•a)；——第个预测单元在不同施工时段的预测期（a）；——第个预测单元在第时段的新增土壤侵蚀模数(t/km2•a)；——第个预测单元的水土流失背景值（t/km2•a）。175 16.6.1.2预测结果经预测计算，本项目在施工建设过程中因开挖扰动而产生的水土流失面积为3.78hm2，施工期水土流失量为195.54t，新增水土流失量177.93t；自然恢复期仍存在水土流失的面积为1.76hm2，水土流失量为7.32t，新增水土流失量2.92t；预测期水土流失总量202.85t，新增水土流失量180.84t，详见表16.6-1。175 表16.6-1项目区水土流失量预测成果表施工期自然恢复期预测期水土流失总量预测期新增水土流失总量流失面积预测期土壤侵蚀模数水土流失量新增水土流失量流失面积预测期土壤侵蚀模数水土流失量新增水土流失量hm²at/km²·atthm²at/km²·atttt主体工程区枢纽0.501600030.0327.530.500.58002.000.7532.0328.28围堰0.460.5600013.9212.760013.9212.76导流明渠0.060.560001.801.650.060.58000.240.092.041.74施工生产生活区0.19140007.606.650.190.58000.760.298.366.94弃渣场区0.081120009.489.080.080.515000.590.3910.079.48堆料场区0.05180003.793.560.050.58000.190.073.983.63取土场区1.561600093.6085.800093.6085.80施工道路区0.881400035.3130.900.880.58003.531.3238.8432.22合计3.78195.54177.931.767.322.92202.85180.84197 16.7水土流失防治目标与方案16.7.1防治原则与目标⑴防治原则1）坚持“谁开发谁保护，谁造成水土流失谁负责治理”的原则。2）坚持水土保持工程与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的“三同时”原则。3）坚持“预防为主、因地制宜、生态优先”的原则。4）坚持水土保持方案应具有效益好、投资省、可操作性强的原则。⑵防治目标本工程的防治标准按照二级标准拟定防治目标。根据有关规范和标准以及项目区的降雨和水土流失情况，确定项目区总的防治目标如表16.7-1。表16.7-1防治目标一览表防治指标标准值按地形地貌修正按降水修正按侵蚀强度修正采用目标修正说明扰动土地整治率%95/95水土流失总治理度（%）85/+287多年平均降水量800mm以上地区，绝对值提高2以上土壤流失控制比0.7//0.7拦渣率（%）95//95林草植被恢复率（%）95/+2/97多年平均降水量800mm以上地区，绝对值提高2以上林草覆盖率（%）20///22多年平均降水量800mm以上地区，绝对值提高2以上16.7.2防治分区本方案的设计深度为可行性研究阶段，同时考虑到项目造成的水土流失绝大部分集中在施工期。根据主体工程布局、设计和施工的特点以及本工程的防治责任范围，划分本工程的水土流失防治分区：197 ⑴主体工程防治区：包括枢纽、导流明渠等；⑵堆料场防治区：包括砂石料场、加工厂，仓库等；⑶弃渣场防治区；⑷取土料场区；⑸施工道路区：包括临时施工道路及防汛道路等；16.7.3水土保持总体布局根据工程建设区地形、地质、土壤条件及区域水土流失状况，结合施工特点、施工布置和建设区近远期发展规划，以及所产生的水土流失影响和防治目标，统筹制定水土保持措施。按照工程措施和植物措施相结合、重点治理和一般防护相结合、安全保护和水土资源保护相结合、治理水土流失和恢复、提高土地生产力相结合原则，对建设区水土流失进行系统、全面设计，形成完整的水土流失防治体系。本工程水土保持分区治理措施由枢纽工程区、堆料场防治区、弃渣场、取土料场、施工道路等5个水土保持分区构成。本项目水土流失防护体系见下图。图16.7-1水土流失防治体系图16.7.4水土流失防治措施⑴主体工程防治区主体工程区设临时排水沟138m，梯形断面，底宽30cm，深50cm，边坡1:1，坡降1/1000；沉砂池9口。两岸空箱翼墙锥坡设六角砖植草块护坡，左右两岸上下游平台种植绿化带。197 ]⑵存料场防治区本项目施工期开挖量5.66万m3，其中3.685万m3需临时堆放于存料场，后期回填利用。存料场在堆放之前沿征地界限设拦挡，堆砌袋装土拦挡，人工分层砌筑，拦挡采用梯形断面，顶宽50cm，高50cm，边坡比1:1。拦挡外侧设周边排水沟，底宽30cm，深50cm，边坡1:1的梯形土沟，坡降1/1000。⑶弃渣场防治区本工程施工经土方平衡后，仍有1.87万m3弃渣，堆放于规划的弃渣场，主体设计中考虑了弃渣场的表土剥离及后期复垦措施，本章考虑增加表土的临时防护措施及弃渣的拦挡排水措施。弃渣前沿征地界填筑拦挡土埂，拦挡土埂采用顶宽0.5m，高1.0m，边坡1:1；土埂外开挖C20砼矩形断面排水沟，排水沟净断面底宽50cm，深50cm，混凝土壁厚30cm，排水与附近已有沟渠连通。剥离占地范围内的表层耕植土，堆放在渣场一角，在周边用袋装土拦挡，表土最大堆高控制在3.0m左右。⑷取土料场防治区主体设计中考虑了取土料场的表土剥离及后期复垦措施，本章考虑增加表土的临时防护措施及料场周边的排水措施。为防止周围雨水对料场产生不利影响，料场在开采之前沿征地界限开挖周边排水沟，排水沟采用梯形断面，顶宽30cm，高30cm，边坡比1:1，排水与附近已有沟渠连通。料场开采前剥离占地范围内的表层耕植土，堆放在渣场一角，在周边用袋装土拦挡，表土最大堆高控制在2.5m左右，堆放边坡控制在小于1：2。⑸施工道路防治区主体设计中考虑了施工便道后期复垦措施，本章考虑增加施工期的排水及边坡防护措施。为了防止地表径流冲刷对施工便道产生破坏，减轻施工便道区的水土流失，拟在施工便道两侧修建排水沟，排水沟采用梯形断面，顶宽30cm，高30cm，边坡比1:1，并在两侧排水沟及边坡撒播白三叶草籽防护。16.7.5工程量汇总及实施进度计划本工程水土保持防治措施工程量汇总见表16.7-1。197 本水保工程的实施方案结合主体工程施工进度安排，按照“三同时”的原则，以尽量减少工程施工期间的新增水土流失为目的，安排本项目的水土流失防治分区的水土保持防治措施实施进度。表16.7-1水土保持措施工程量汇总表序号名称及项目单位数量一水土保持工程　　1工程措施　　1）排水沟开挖m3279.662）C20砼排水沟m3200.212临时措施　　1）沉砂池土方开挖m3175.762）C20砼沉砂池座26.003）袋装土围堰m359.304）拦挡土埂m355.505）防雨布m22800.006）临时排水沟开挖m3173.703植物措施　　1）播撒草籽kg90.002）乔木种植颗1054.004独立费用　　1）建设管理费元2%2）工程建设监理费元2%3）科研勘测设计费元6%4）水土流失监测费元2%5水土保持设施补偿费元436006基本预备费元3%16.8水土保持监测与管理16.8.1水土保持监测水土保持监测的内容包括：水土流失影响因子、水土流失量的监测、水土流失危害监测、水土保持防治效果的监测。监测的方法包括：实地调查法、现场巡查法、定位监测法、综合分析法。197 本工程水土保持监测期共3年。工程动工前对项目区水土流失背景值监测一次；调查、巡查及定位观测每年雨季及冬季各监测一次，雨季每月监测一次，定位观测在监测点布设后监测期内每年汛前、汛后及冬季各一次当降雨强度大于50mm/h一次或降雨大于100mm加测1次。每年监测频次控制在6～8次。在地面监测的同时进行典型调查，并根据实际情况在不同的监测区域设置临时观测点，全面了解和掌握区域水土流失情况，拟在选择弃渣场、土料场、施工生产生活区及施工便道各一处布设监测点开展定点监测。16.8.2水土保持管理为保证本项目水土保持工程的顺利实施、工程水土流失得到有效控制、项目区及周边生态环境良性发展，应明确项目施工的水土保持责任和培训制度，确定水土保持工程监理任务，确定水土保持工程的组织实施方式，明确水土保持专项验收的时间、经费及保障措施。施工单位应根据《方案设计》的设计原则，施工过程中落实临时工程区的水土保持防治措施，严格控制施工过程中的占压地范围，杜绝乱挖乱采。加强土石方运输和堆放管理，防止沿途大量散落，防止乱堆乱弃，尤其要加强施工过程中的临时防护措施。施工期，在每年雨季来临之前，对施工作业区的临时排水措施进行一次集中检查，完善临时排水措施，理顺周边排水通道。施工单位应在施工手册中专章给出水土保持实施细则，将水土保持方案报告书及设计文件中规定的水土保持措施进行细化，管理到位，监督到场，责任到人。可考虑在施工辅助企业竖立水土保持相关告示标语，增强施工与管理人员的水土保持与环境保护意识，开展水土保持培训讲座，培养水土保持专业施工队伍。水土保持防治措施是对主体工程设计中，对可能产生水土流失防护措施不足的补充，本着“同时设计、同时施工、同时投产使用”的原则。水土保持防治工程纳入主体工程，实行项目法人制、招投标制及项目监理制，本章节补充的水土保持防治工程与主体工程一起招标，签订施工合同，按照设计文件及施工合同要求完成防治工程。197 16.9投资概算水土保持投资估算表见表16.9-1。表16.9-1总概算表序号名称及项目单位数量单价（元）合价（元）一水土保持工程　　　2142861工程措施　　　819621）排水沟开挖m3279.664.9713902）C20砼排水沟m3200.21402.44805732临时措施　　　292481）沉砂池土方开挖m3175.7611.5320272）C20砼沉砂池座26.00394.51102573）袋装土围堰m359.3064.0737994）拦挡土埂m355.5075.3441815）防雨布m22800.002.9081206）临时排水沟开挖m3173.704.978633植物措施　　　161511）播撒草籽kg90.003.793412）乔木种植颗1054.0015.00158104独立费用　　　15283.361）建设管理费元2%1273612547.232）工程建设监理费元2%1273612547.233）科研勘测设计费元6%1273617641.684）水土流失监测费元2%1273612547.235水土保持设施补偿费元436001.5654006基本预备费元3%2080446241.34197 17设计概算17.1工程概况梅济老闸位于黄梅县濯港镇以南，百里长堤与梅济港交汇处，枢纽工程由梅济老闸、进水港、出水港等组成，与梅济新闸并列布置，相距120.0m。梅济老闸工程等级为Ⅲ等，主要水工建筑物为3级，次要建筑物为4级，是一座以蓄水灌溉为主，兼顾养殖和航运等综合利用的中型水利工程。17.2编制依据17.2.1文件依据（1）设计概算按“水总发[2002]116号”文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》进行编制。（2）水利水电工程设计概算费用构成及计算标准执行“水总发[2002]116号”文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》。17.2.2定额依据（1）建筑工程执行“水总[2002]116号”文颁发的《水利水电建筑工程概算定额》。（2）安装工程执行“水建管[1999]523号”文颁发《水利水电设备安装工程概算定额》和水建[1993]63号文颁发的《水利水电设备安装工程概算定额》。（3）水土保持工程执行“水总[2003]67号”文颁发的《水土保持工程概算定额》。（4）机械台时费执行“水总[2002]116号“文颁发的《水利程施工机械台时费定额》，其中人工费按中级工计算。17.2.3基础单价计算依据1．人工：人工单价按“水总发[2002]116号”文颁发的《水利水电建筑工程设计概（估）算编制规定》计算，即工长7.11元/工时，高级工6.61元/工时，中级工5.62元/工时，初级工3.04元/工时。197 2.施工用风、水、电施工用风：0.19元/m3；施工用水：0.61元/m3；施工用电：1.07元/KW.h。3．水泥、钢筋、炸药等主要材料价格水泥、钢筋、炸药等主要材料价格采用黄梅县2013第二季度市场价格，经计算：水泥32.5级为375.11元/t，钢筋4284.69元/t，板枋材1802.04元/m3，汽油10.06元/kg，柴油8.53元/kg，砂70.40元/m3，碎石70.55元/m3，块石90.90元/m3，木材1123.79元/m3。计算单价时，水泥以300.0元/t，钢筋3000.0元/t，汽油3.6元/kg，柴油3.5元/kg，超出部分计取税金后列入合计。17.2.4建安工程费用建安工程费用构成是根据“水总发[2002]116号”文颁发的《水利水电建筑工程概（估）算编制规定》计算。且取费标准如下：（1）其他直接费建筑工程按直接费的2.0%计，安装工程按直接费的2.7%计；（2）现场经费土方工程按直接费的9%计，石方工程按直接费的9%计，混凝土工程按直接费的8%计，模板工程按直接费的8%计，钻孔灌浆及锚固工程按直接费的7%计，其他工程按直接费的7%计，机电、金属结构设备安装工程按人工费的45%计。（3）间接费土方工程按直接工程费的9%计，石方工程按直接工程费的9%计，混凝土工程按直接工程费的6%计，模板工程按直接工程费的6%计，197 钻孔灌浆及锚固工程按直接工程费的7%计，其他工程按直接费的5%计，机电、金属结构设备安装工程按人工费的50%计。（4）企业利润按直接工程费＋间接费之和的7%计；（5）税金按（直接工程费＋间接费＋企业利润）×费率计，费率为3.28%。17.2.5运杂费等运杂费按设备原价6%计，采购及管理费按0.7%计。17.2.6独立费用标准（1）建设单位人员经常费：按文件规定计算合计金额39390元/人·年。（2）勘测费、设计费执行国家计委、建设部“计价格[2002]10号”文颁发的《工程勘察设计收费管理规定》的通知。（3）监理费按发改委发改价格[2007]670号文《建设工程监理与相关服务收费管理规定》计取。17.3投资主要指标其主要建筑工程量为：土方开挖26617.14m3，土方回填27135.6m3，清淤2367.75m3，砌石718.19m3，砼8357.07m3，钢筋299.54t。工程设计工期为12个月，按2013年第3季度价格水平计算，工程部分总投资1637.77万元。其中建筑工程981.81万元，机电设备及安装工程100.03万元，金属结构设备及安装工程77.47万元，临时工程131.40万元，独立费用217.91万元，基本预备费90.52万元。环境保护投资17.21万元，水保投资21.43万元。17.4设计概算表197 总概算表单位：万元序号工程或费用名称建安工程费设备购置费独立费用合计占一至五部分投资(%)Ⅰ枢纽工程　　　　　　第一部分建筑工程981.81　　981.8165.08%一原闸室拆除25.47　　25.47　二上游连接段172.11　　172.11　三闸室360.61　　360.61　四下游连接段221.10　　221.10　五护岸工程及进场道路164.47　　164.47　六房屋建筑6.00　　6.00　七其他建筑工程32.05　　32.05　　第二部分机电及安装工程29.3070.72　100.036.63%　第三部分金属结构及安装工程11.6765.80　77.475.14%　第四部分临时工程131.40　　131.408.71%一施工围堰工程82.86　　82.86　二施工临时道路5.00　　5.00　三施工房屋建筑30.81　　30.81　四其他临时工程12.73　　12.73　　第五部分独立费用　　217.91217.9114.44%一建设管理费　　78.6278.62　二科研勘测设计费　　118.23118.23　三建设及施工场地征用费　　11.0611.06　四其他　　10.0010.00　　　　　　　　　一至五部分投资合计1154.18136.53217.911508.62　　基本预备费（一至五部分之和）6%　　　90.52　　静态总投资　　　1599.14　Ⅰ枢杻工程总投资　　　1599.14　　　　　　　　Ⅱ环保、水保投资　　　38.64　　环保投资　　　17.21　　水保投资　　　21.43　　静态投资　　　38.64　　　　　　　　Ⅲ投资合计静态投资　　　　　　工程静态投资　　　1637.77　　工程总投资　　　　　总计万元1637.77　197 18经济评价18.1经济评价方法与参数梅济老闸除险加固工程实施后，将提高梅济老闸的防洪、行洪能力，产生很大的社会效益和生态效益。由于本项目属社会公益项目，项目本身无财务收益，本次经济评价不进行财务分析，仅对本项目进行国民经济分析。本次经济评价主要依据国家发改委及建设部颁发的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版，以下简称）《方法与参数》、水利部颁发的《水利建设项目经济评价规范》（SL72-94）(以下简称《评价与规范》)进行。本项目属改建、扩建水利建设项目，按《评价与规范》要求，经济评价采用有无该项目的增量费用和增量效益进行，评价时采用的主要参数如下：（1）价格国民经济评价采用影子价格，概算采用的是当地商品价格，考虑目前国内许多货物市场价格已接近影子价格，故影子换算系数取1.0。（2）基准年及基准点计算期的基准年选在建设期第一年；基准点定在建设期的第一年年初。（3）社会折现率及基准收益率社会折现率采用8%。（4）计算期本工程建设期1年，正常运行期采用30年，则计算期为31年。18.2国民经济评价18.2.1费用计算根据本阶段投资概算，梅济老闸除险加固工程项目静态总投资为1637.77万元。年运行费包括人员工资及福利费197 、材料、燃料、补助及动力费用等。工程维护费：包括主体工程及其附属工程的年修费及检修、防汛抢险经费等。管理及其它费用：包括办公费、差旅费、邮电费、水电费、会议费、采暖费、房屋修缮费和工会经费。增量年运行费用按总投资的3%计算，合计为47.97万元。增量流动资金按增量年运行费的10%计，为4.80万元，于正常运行第一年开始投入，计算期末收回。18.2.2效益计算梅济老闸除险加固工程主要任务是排洪涝及防洪，其效益主要为减少国民经济与社会财产损失。本次主要考虑梅济老闸以上至太白湖，即黄梅南部的受灾损失情况。防洪效益按该项目可减免的洪灾损失和可增加的土地利用价值计算，洪灾损失包括：人员损失伤亡；城乡房屋、设施和物资损坏造成的损失；工矿停产，商业停业，交通、电力、通信中断等造成的损失；农、林、牧、副、渔各业减产造成的损失；防汛、抢险、救灾等费用支出等。通过调查统计分析，初步估计多年平均防洪效益约为200万元。由于梅济老闸险情日益加剧，常年只能控制水位运行（控制水位12.60m），灌溉效益得不到正常发挥。改造后可以按照设计正常挡水位运行，从而提高灌溉效益。综上所述，梅济新闸除险加固后年均增量效益为231.50万元。18.2.3国民经济评价指标根据上述计算的经济效益和经济费用，编制国民经济效益费用流量，计算国民经济评价指标列于表18-2。表18-2国民经济评价指标表项目指标备注经济内部收益率（%）11.0%经济净现值（万元）￥467.19Is=8%经济效益费用比1.22197 18.2.4敏感性分析影响项目经济评价指标的不确定因素是项目的费用和效益，为此考虑将设投资、效益按单因子变化±10%进行计算，各项国民经济指标变化如表18-3。表18-3各项国民经济指标变化表指标经济内部收益率经济净现值（万元）经济效益费用比基本方案11.0%￥467.191.22费用增加（10%）9.8%￥307.301.13效益减少（10%）9.3%￥206.571.10由上表18-4可以看出，各种不利因素变化时，经济内部效益率大于8%，说明工程有较强的抗风险能力。197 湖北省黄梅县梅济老闸安全鉴定文件之一湖北省黄梅县梅济老闸安全鉴定水闸安全评价总报告武汉大学设计研究总院2009年03月197 目录1工程概况1932工程地质1933工程现状评价1944现场安全检测评价1955工程复核计算分析评价1966结论及建议198197 1工程概况梅济老闸位于我县濯港镇以南，百里长堤与梅济港交汇处，枢纽工程由梅济老闸、进水港、前池、挡土墙、消力池、挡土墙、出水港等组成，与梅济新闸并列布置，相距120m。梅济老闸工程等级为Ⅲ等，主要水工建筑物为3级，次要建筑物为4级，是一座以防洪（泄洪、拦洪）为主，兼顾蓄水灌溉，养殖和航运等综合利用的中型水利工程。梅济老闸工程由黄冈市水利局设计院设计，经湖北省人民政府批准，于1950年10月由黄梅、广济（现武穴市）两县共同开工兴建，1951年5月建成并投入使用。梅济老闸排水流量121.10m3/s，闸底高程9.30m；共5孔，中孔净宽4.00m，其余各孔净宽2.50m，闸室总净宽14.00m。主要由进口段、闸室段及出口段等配套建筑物及设施组成，其中，进出口段均为浆砌条石结构。闸室由闸墩、底板及附属设施组成：闸墩为浆砌石结构；底板为混凝土结构，根据地质现场取芯，底板总厚度为57.0cm，上部分为27.0cm厚的素混凝土结构，下部分为30.0cm厚的浆砌石。每孔设有工作平板钢闸门各一扇（中孔4.00m×4.50m，其余2.50m×3.50m），其中，中孔设有1×300kN的手电两用螺杆启闭机；其余各孔分别设有1×200kN的手电两用螺杆启闭机。2工程地质区域地形总趋势由北向南倾斜。属湖积堆积地貌，湖积瘀积沉积，地势低平开阔，地表高程9.00~11.5m，湖底最低高程约8.00m。据勘探资料，场区在勘探深度范围内富存的地层主要为人工堆积填土、粉质粘土、粘土及粉细砂（钻孔未钻穿该层）。各地层的主要工程特性指标建议值见表2-1。从分布的具体位置来看，闸基为粉质粘土，土层分布相对较厚，存在的主要工程地质问题是低承载力和抗滑稳定、沉降变形问题。197 表2-1各地层的主要工程特性指标建议值指标地层承载力特征值fak(kPa)压缩模量Es(MPa-1)抗剪强度渗透系数k(cm/s)内摩擦角Φ(度)凝聚力C(kPa)填土4.91327粘土140612305.0×10-5粉质粘土1305.513252.0×10-3备注渗透系数参考地勘资料和同类工程后取得3工程现状评价由于梅济老闸枢纽工程始建于上世纪50年代初期，受当时计划经济的束缚，资金和建筑材料十分缺乏。在工程建设上属三边工程（边规划、边设计、边施工），工程遗留很多问题，特别是经过近60年运行后，工程安全问题更加突出，不仅影响到工程正常安全运行，而且对人民的生命财产构成威胁，一旦突发事故，后果将不堪设想。（1）梅济老闸闸墩为浆砌的条石结构，经过60年的运行，条石风化严重，勾缝砂浆局部起泡脱落，左右边墩均已出现贯穿性裂缝，中墩局部CaCO3渗出；且局部破损。（2）闸室变形严重，受力特征受到破坏，左右边墩存在绕流渗透，当上、下游水位差超过1m时，边墩侧就会出现明显的射水和护坦冒水现象，引发主体结构基础变形破坏，产生应力裂缝，导致左右边墩已出现对称裂缝，存在严重的安全问题。（3）结构单薄，缺少上、下游连接过渡段，进出口流态状况差，由于侧向收缩进水口水位落差很大，闸室底板已产生横向裂缝。（4）现有的闸门止水严重老化变形，止水失效，严重漏水，每当防洪保安时，闸门都要上防汛突击队进行封堵。（5）水闸出口无消能设施，导致下游河道冲刷严重，已形成两个大的冲刷坑，最大直径分别约为11.00m和17.00m，严重危及水闸自身安全。（6）闸门锈蚀不是十分严重，但门体制造焊接质量相当差，而且多处漏焊，合格率较低，且门叶整体有变形现象，门体质量已经不能满足现行规范要求，不能保证工程正常运行。197 （7）梅济老闸启闭设施为手电两用螺杆式启闭机，由于当时生产技术落后，启闭机制造质量粗糙，啮合精度很差，加之维修费难以落实到位，导致拉杆严重锈蚀，变形严重，已经达到国家规定的报废产品。（8）启闭机室为砖混结构，墙体年久失修，墙面脱落严重，房顶漏水严重。（9）公路桥面偏窄，满足不了防汛抢险需要。（10）水闸无工程沉陷、位移等安全检测设施。（11）管理设施落后，管理单位无办公用房和职工住房，凭租用别人的房屋办公。（12）进闸防汛抢险道路简易，质量相当差，大部分地段都被民宅占道，已经不能满足现代管理和防汛抢险要求。4现场安全检测评价梅济老闸现场安全检测主要包括两个方面的内容：1、混凝土结构部分（1）结构外观：①进出口段翼墙为浆砌条石结构，勾缝砂浆局部起泡脱落，现已沉降变形；伸缩缝张开错位达5.0cm，止水破坏失效；进出口段左右翼墙均已出现贯穿性裂缝，裂缝宽度最大为15mm，且出口段左右翼墙多处射水。护坡为浆砌条石结构，勾缝砂浆局部起泡脱落，现已沉降变形；②闸墩均为浆砌条石结构，勾缝砂浆局部起泡脱落；左右边墩均已出现贯穿性裂缝，缝宽最大已达20mm；中墩局部有CaCO3渗出，局部破损，尺寸为1.0×1.50m（宽×长）；③胸墙为钢筋混凝土结构，局部蜂窝麻面，面积达5.0m2；局部露筋，长约3.0m；浇筑局部模板变形，局部跑模；④启闭机房简陋，缺乏管理，且年久失修，导致漏水严重；地面预制板破损，屋顶梁板剥落；⑤闸室底板为混凝土及浆砌石结构，已出现横向裂缝，且冲刷严重；（2）混凝土结构强度及碳化程度经检测，混凝土结构强度平均为15.3MPa，碳化深度为27.8mm。197 2、金属结构部分（1）闸门①门叶整体有变形现象。由于门体纵梁无前后翼板，门体刚度降低，门体在纵向有弯曲变形现象，边梁纵弯曲变形量最大达3.0cm。②闸门制造组装质量较差，局部有较严重错位，最大处达8.0mm。主要部位是横梁后翼板与边梁后翼板的对接焊缝。整个门体均布有小蚀坑，水线附近腐蚀最严重，锈疤成层状剥离。③焊缝外型较差，高低不匀，存在弧坑、咬边等缺陷，有多处漏焊；纵梁多为点焊，焊接质量极差。焊缝高度普遍不足，多数为1.0~3.0mm左右。④侧止水为P型止水，破损较严重，据管理人员介绍，螺栓锈蚀严重，40%螺母脱落，因安装误差大，漏水较严重。底止水为条形止水，已老化、损坏。⑤起吊连接件锈蚀严重；支承滑块锈蚀严重，侧向导轮均锈死。⑥门体的面板、主梁腹板、翼板等构件表面有密布蚀坑。门体未定期做防腐处理。门槽埋件锈蚀极为严重，端部混凝土剥蚀，有变形现象。（2）启闭机①机体笨大，制造质量粗糙，三无产品，属淘汰产品。②螺杆存在不同程度弯曲变形，丝杆偏短，当水位涨到16.0m，闸门无法提升；螺纹有轻度磨损，齿端有刃状凸起，螺纹中有较多杂质颗粒及铜屑。③蜗轮齿冠为铸铁，加工制造精度差；蜗轮齿冠磨损极为严重，端部成刃状，与蜗杆的啮合间隙达15.0mm，蜗杆齿面有较大面积点蚀及压溃现象。机箱中润滑油老化变黑，箱中污物杂质较多，维护保养差。蜗杆密封处有漏油现象④电动机与启闭机的相对位置误差较大。机座局部有破损。⑤电控部分有老化现象，且安装不规范。无限位开关、高度指示器等安全保护装置。5工程复核计算分析评价根据梅济老闸工程复核计算结果可知：（1）闸顶高程满足要求；197 正常蓄水情况下闸顶高程要求为13.529m，设计洪水位情况下闸顶高程要求为17.401m，校核洪水位情况下闸顶高程要求为18.255m，现闸顶实际高程为18.45m，因此，闸顶高程满足要求。（2）过流能力满足要求；设计洪水位时时闸前、闸后水位分别为16.14m、15.72m，经计算过流能力为247.82m3/s，而设计要求最大排水流量为121.1m3/s，因此过流能力满足要求。（3）消能防冲不能满足规范要求；由于梅济老闸下游没有设置连接过渡段，没有设置消能工，因此水闸在泄流或排水时难以在下游形成淹没水跃，一般都是自由出流，同时地形图显示在梅济老闸下游河道形成两个大的冲刷坑，最大直径分别约为11.00m和17.00m。因此，梅济老闸的消能防冲不能满足规范要求。（4）闸基渗流稳定不满足规范要求；闸基主要为淤泥质粘土，根据水闸设计规范，水平段允许渗透坡降[J]=0.30~0.40，出口段允许渗透坡降[J]=0.60~0.70。由渗流计算结果可以看出，水闸出口段渗透坡降为0.875，已大于允许渗透坡降，因此梅济老闸现有情况下的渗透稳定不满足规范要求，可能会发生渗透破坏。（5）闸室地基承载力及稳定性及翼墙稳定性满足规范要求，翼墙地基承载力不满足规范要求；各工况下闸室各工况下闸室地基承载力、闸室地基应力不均匀系数、沿闸室基底面抗滑稳定及闸室抗浮稳定均满足规范要求。翼墙的抗滑稳定及抗倾稳定性满足规范要求，但是最大地基承载力超过了地基允许承载力的1.2倍，不满足规范要求，地基应力不均匀系数满足规范要求。（6）闸室底板和闸墩结构强度不满足要求；梅济老闸底板为素混凝土结构，底板总厚度为57.0cm，上部分为27.0cm厚的素混凝土结构，下部分为30.0cm厚的浆砌石，不满足规范要求；梅济老闸闸墩为浆砌条石结构，也不满足规范要求。（7）闸门强度和变形不满足要求；（8）启闭机不满足运行要求；经复核，启闭机的启门力和闭门力均满足要求，但现各启闭机机型均属淘汰产品，197 螺杆存在不同程度弯曲变形，机箱中润滑油老化变黑，箱中污物杂质较多，维护保养差。蜗杆密封处有漏油现象；电动机与启闭机的相对位置误差较大。机座局部有破损。电控部分有老化现象，且安装不规范。无限位开关、高度指示器等安全保护装置。故评定启闭机不满足运行要求。6结论及建议综合以上各项评价可有以下结论：（1）梅济老闸闸顶高程满足挡水要求；过流能力满足设计要求；消能防冲能力不满足规范要求。渗流稳定在止水破坏时不满足规范要求。闸室稳定、地基承载力以及应力不均匀系数满足规范要求。闸室空箱翼墙的应力不均匀系数和稳定安全系数满足规范要求，但地基应力不满足规范要求。（2）梅济老闸底板和闸墩结构强度不满足规范要求。闸室底板已产生横向裂缝；闸墩勾缝砂浆局部脱落，出现贯穿性裂缝，最大宽度达20mm；进出口翼墙施工质量差，勾缝砂浆局部脱落，沉降变形，伸缩缝张开错位。（3）闸门的制造质量差，焊缝厚度均不合格，且焊缝外观表现为高低不匀，形态较差，漏焊处较多。闸门的局部构件已变形；闸门锈蚀严重；且主梁强度和刚度均不满足要求；启闭设施老化严重，启闭机启闭力虽满足要求，但机型落后，效率低下；电气设备极为落后且老化严重。公路桥桥面及钢筋混凝土护栏损坏严重，存在安全隐患生产、生活、和管理设施亟待完善。（4）闸顶公路桥面偏窄，满足不了防汛抢险需要。进闸防汛抢险道路简易，质量相当差，大部分地段都被民宅占道，已经不能满足现代管理和防汛抢险要求。综上所述，水闸工程大部分运用指标无法达到设计标准，工程存在着严重的安全问题，并已无法通过除险加固解决，按照《水闸安全鉴定规定》（SL214-98）的规定，梅济老闸评定为四类闸，应拆除重建。重建前，应采取减小水头差等控制运用措施，确保水闸安全度汛。197 目录梅济老闸工程特性表11综合说明11.1工程概况11.2水文气象41.3工程地质61.4工程任务与规模71.5工程总布置及建筑物加固设计101.6金属结构设计111.7电气设计111.8消防设计121.9建筑景观设计121.10施工组织设计121.11工程管理设计141.12工程占地及移民拆迁141.13安全设计141.14节能设计151.15环境保护设计151.16水土保持设计161.17设计概算161.18经济评价162水文182.1流域概况182.2气象特征212.3水文基本资料222.4设计标准232.5设计洪水242.6水位分析及水位组合29 2.7施工设计洪水313工程地质333.1概况333.2区域地质概况353.3闸址区工程地质条件393.4工程地质评价483.5主要工程地质问题及评价513.6天然建筑材料523.7结论及建议534工程任务与规模544.1地区社会经济概况544.2工程现状及存在的主要问题574.3除险加固的必要性584.4工程任务和规模595工程总布置及水工建筑物加固设计625.1设计依据和基本资料625.2工程总布置645.3工程加固设计646金属结构设计1086.1设计依据及标准1086.2梅济老闸现状概况1086.3梅济老闸重建金属结构设计1096.4金属结构工程特性表1137电气设计1147.1概述1147.2系统接入方式1147.3主要用电负荷114 7.4电气主接线1167.5主要电气设备的布置1167.7过电压与保护接地1167.8照明1177.9电气消防1177.10控制、通信1177.11电气设备主要工程量1178消防设计1199建筑景观设计1219.1设计内容及依据1219.2房屋建筑设计1229.3景观设计12210施工组织设计12310.1施工条件12310.2施工导流12410.3主体工程施工12610.4施工交通及施工总布置13310.5施工总进度13811工程管理设计13911.1管理机构13911.2管理办法14011.3工程观测设计14112工程建设征地与移民安置14412.1设计依据14412.2工程占地影响范围14412.3移民拆迁14512.4工程占地生产安置规划145 12.5补偿费概算14613安全设计14713.1设计依据14713.2工程概况14713.3主要危险因素分析14913.4安全与卫生主要防范措施15013.5安全与卫生机构设置及人员配置15413.6投资概算15514节能降耗评价设计15614.1设计依据15614.2施工期能耗种类、数量分析和能耗指标15614.3运行期能耗种类、数量分析和能耗指标15814.4主要节能降耗措施15914.5运行期管理维护的节能措施建议16115环境保护设计16315.1环境状况16315.2环境影响分析16315.3环境保护措施16615.4环境管理与监测16915.5投资估算17016水土保持设计17216.1概况17216.2项目区水土保持现状17216.3主体工程水土保持评价17216.4水土流失防治责任范围17316.5水土流失预测17416.6弃土、弃渣及其分布17516.7水土流失防治目标与方案178 16.8水土保持监测与管理18116.9投资概算18317设计概算18417.1工程概况18417.2编制依据18417.3投资主要指标18617.4设计概算表18618经济评价18818.1经济评价方法与参数18818.2国民经济评价188湖北省黄梅县梅济老闸安全鉴定191'