老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告

'老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告目录1综合说明11.1工程概况11.2水文21.3工程地质41.4工程任务和规模41.5工程布置和主要建筑物51.6电气及金属结构61.7消防设计71.8施工组织设计71.9环境保护设计71.10水土保持设计81.11工程管理设计91.12安全与节能设计91.13设计概算91.14经济评价102水文112.1流域概况112.2气象122.3水文基本资料122.4洪水122.5施工洪水193工程地质203.1概述203.2地质概况203.3闸址工程地质条件及评价244工程任务及规模294.1工程任务294.2工程建设的必要性294.3工程规模305工程布置及主要建筑物335.1设计依据335.2工程总体布置345.3水力计算385.4防渗设计43105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告5.5主要建筑物稳定计算445.6管理房设计495.7原闸的处理措施495.8工程观测设计506电气及金属结构516.1电气设计516.2金属结构527消防设计557.1消防设计原则及主要依据557.2消防设施557.3防火管理568施工组织设计588.1施工条件588.2施工导流598.3工程施工598.4施工交通及施工总布置638.5施工总进度649环境影响评价659.1设计原则与依据659.2环境质量现状659.3工程实施对环境的影响659.4环境保护措施设计669.5环境管理和环境监测计划679.6环境保护投资概算6910水土保持7110.1水土流失责任范围7110.2生产建设中可能造成的水土流失及其危害7210.3水土保持措施设计7310.4水土保持监测7410.5水土保持工程监理、管理7410.6水土保持投资概算7511工程管理设计7711.1管理机构7711.2管理经费7711.3工程管理运用7711.4工程管理办法8012安全与节能设计8212.1节能设计依据8212.2节能设计原则8212.3节能设计8212.4安全设计83105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告13设计概算8513.1投资主要指标8513.2编制依据8513.3投资概算编制说明8614经济评价8914.1概述8914.2国民经济评价8914.3财务评价9214.4社会效益和生态效益921、概算附表2、附图1综合说明1.1工程概况原小屯节制闸位于*县境内老沙河上，邯临公路桥下游约70m，控制排水面积1424.2km²。该闸于1979年建成，原设计过流量为343m3/s，相应设计水位35.14m，校核过流量为473m3/s，相应设计水位36.24m。小屯节制闸原设计灌溉面积3万亩。老沙河是清凉江水系的上游河段，源由曲周县的南寺头起，经威县牛寨汇入清凉江。为解决老沙河下游河道排水不畅问题，于1979年兴建小屯节制闸。该闸原设计共105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告6孔，每孔净宽8.0m，闸底板高程为29.89m，采用分离式底板。闸墩基础采用井柱桩基础，中墩下设单排4根直径1m，长16m的钢筋混凝土井柱；边墩下设单排3根直径1m，长10m的钢筋混凝土井柱。闸室顺水流方向长12.5m，中墩及边墩厚为0.8m，高9.11m，墩长6.0m。闸门为升卧式钢闸门，启闭机为6台QPQ-2×16t双吊点手电两用卷扬式启闭机。机架桥宽5.1m，每跨长8.79m，高1m，为预制梁结合现浇的Π型钢筋混凝土结构，全长72m。工作桥宽3.24m，每跨长8.79m，高0.8m，为预制梁结合现浇的Π型钢筋混凝土结构，全长88m。闸室上游设混凝土防渗底板长30m、厚0.4m，底板高程为29.89m；防渗底板上游设干砌石护底长5m、厚0.3m。闸室下游设钢筋混凝土消力池，斜坡段坡比1：4，消力池底高程为28.39m，消力池池深1.5m，池长22m；消力池后设浆砌石海漫长35m；海漫末端设防冲槽深1.5m。两岸护坡采用浆砌石护坡。2008年12月受*县水务局委托，我院完成了《河北省*县小屯节制闸安全鉴定报告汇编》。2009年2月，由邯郸市水利局组织，在*县水务局召开了*县小屯节制闸安全鉴定审查会，成立了由地质、水工、金结、机电及管理等相关专业组成的专家组。经专家组评定，小屯节制闸鉴定为四类闸，建议报废重建。该闸现状存在的主要问题是：边墩摩擦桩承载力不满足要求；闸室稳定不满足要求；防冲槽槽深不足，槽内抛石大部分已被冲走，达不到消能防冲效果；启闭机房出现纵向裂缝，无法使用；启闭设备老化等问题。2011年12月8日，河北省水利科学研究院对河北省*县小屯节制闸安全鉴定进行了核查，同意安全鉴定专家组将该水闸安全类别综合评定为四类闸的鉴定意见。2012年3月受*县水务局委托，我院编制了《*县小屯节制闸重建工程初步设计报告》。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告2012年8月23日，河北省水利厅对《*县小屯节制闸重建工程初步设计报告》进行了审查，我院根据审查意见对初步设计报告进行了修改和完善，编制了《*县小屯节制闸重建工程初步设计报告（报批稿）》。1.2水文1.2.1流域概况老沙河原系漳河故道，隶属清凉江水系，是河北省黑龙港地区主要排沥水系之一，上接东风渠来水，经*县、于威县牛家寨汇入清凉江，全长76.0km。流域范围为漳河故道以北，黄口干渠、安寨支渠以南，民有渠、东风灌区四分干与鲧堤之间地区。控制流域面积为2622km2，其中东风渠流域面积765km²，安寨渠汇入口以上总控制面积为1009.8km²。1976年扩挖标准为定雨量250mm，设计流量为247m3/s。1.2.2洪水本次分析，需要推求的水文成果主要涉及的是平原沥涝水，因此主要依据1993年12月《河北省平原地区设计暴雨图集》、《河北省平原地区中小面积除涝水文计算修订成果报告》（简称“02手册”）、以及《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44—2006进行计算，计算结果见下表。老沙河设计流量计算成果表单位：m3/s设计断面5年一遇10年一遇20年一遇I0-3区I1-6区加权后I0-3区I1-6区加权后I0-3区I1-6区加权后小屯闸70.2118.993.7127.3192.9158.9212.7286.8248.4105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告1.2.3城区沥水根据魏县、广平县、肥乡县和*县各县城市总体规划，上述4县城区部分排水范围通过雨水管渠和排水口泄入老沙河排水区域，排沥标准均为1年重现期，城区排沥成果见下表。4县规划城区设计排沥流量（入老沙河）排水分区汇水面积一年重现期设计流量（m3/s）备注（104m2）魏县11346.52入东风渠一排支广平县12116.96入东风渠肥乡县8504.88入东风六排支*县2201.26入北干渠1.2.4设计流量本次老沙河设计洪水由农田涝水和城区沥水两部分组成，两者叠加后得到老沙河新建小屯闸以上控制断面的设计流量，成果见下表。老沙河各控制断面设计排涝流量计算成果表控制断面控制面积（km2）不同重现期设计值（m3/s）20年一遇10年一遇5年一遇新建小屯闸1555.6268.0178.5113.31.3工程地质拟定场地土层为第四系松散沉积的土层，为冲积而成，在勘探深度范围内土层共分为9层：①壤土（alQ42），②粉砂（alQ42），③壤土（alQ42），④粘土（alQ42），⑤壤土（alQ42），⑥粉砂（alQ42），⑦中砂（alQ42），⑧105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告粘土（alQ41），⑨细砂（alQ41）。本水闸闸底板座落在第三层壤土层上,褐黄色，可塑，饱和，韧性中等，干强度中等，主要为中粉质壤土，可见褐色斑块，壤土中含砂壤土和粘土层，该层壤土厚度为1.60-1.70m，层底标高为26.50-26.75m。1.4工程任务和规模*县小屯节制闸是一座以防洪为主兼顾蓄水灌溉的中型水闸，过去曾发挥过良好的社会效益和经济效益。由于工程现状存在诸多安全隐患，目前已不能满足安全运行要求。且随着近几年降雨量偏小和农业用水量逐年增多，地下水位逐年下降，水环境逐步恶化，急需利用小屯闸蓄水供给当地农业用水。因此为满足防洪、排涝同时兼顾蓄水灌溉，拟定在原闸址下游约6.5km处重建。该重建工程实施后可有效的利用和调配区域水资源，减少本地区地表水的流失与地下水开采量，有利于当地水环境的改善，并且可以回补地下水，改善水资源与环境状况，缓解地下水资源危机，遏止地下水位持续下降的态势。小屯节制闸设计洪水标准为10年一遇，设计排水流量为178.5m3/s，设计洪水位33.30m；依据治理后老沙河河道最大过水流量，确定该闸校核标准为不足20年一遇，校核排水流量为247.06m3/s，校核洪水位34.5m，正常蓄水位33.89m，根据《水闸设计规范》SL265－2001规定，该工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告1.5工程布置和主要建筑物拟建小屯节制闸位于*县境内老沙河上，原闸下游约6.5km处，桩号40+450m（安寨闸下游海漫段末端为0+000桩号），控制排水面积1555.6km²，设计排水流量为178.5m3/s，校核流量247.06m3/s，设计蓄水深4.8m，设计蓄水位33.89m。闸室上游防护段长35m，底板高程为29.09m，前15m为砌石结构，即5m长干砌石段和10m长M10浆砌石扭坡段，底宽40m，干砌石段边坡1:5，厚0.5m，下设0.1m厚碎石垫层，后20m为C25钢筋混凝土结构，边坡1:3，铺盖厚度为0.5m，护坡厚度为0.4m，下设0.1m厚C10混凝土垫层。闸室为C30钢筋混凝土开敞式结构，进口底高程为29.09m，顺水流方向长11m，垂直水流方向长37.4m，总净宽30m，单孔净宽6m，5孔，中间三孔一联,边孔为一孔一联。边墩厚0.8~1m，中墩厚1m，缝墩厚0.8m，底板厚1m，下设0.1m厚C10混凝土垫层，中墩及缝墩长度均为9m，墩顶高程为34.89m。墩顶设C25钢筋混凝土机架桥，机架桥高6.4m，排架柱尺寸为0.6×0.4m，启闭平台上设启闭机房。工作闸门为6×4.8m平面直升式滚轮钢闸门，启闭机选用QP2×125KN双吊点手电两用卷扬式启闭机。闸室下游消能防冲段长64m，由消力池段、海漫段及防冲槽段等部分组成。消力池段为C25钢筋混凝土结构，长18m，池深1m，底板厚0.6m，下设0.1m厚C10混凝土垫层，两岸采用C25钢筋混凝土护坡，边坡1:3，厚0.4m，下设0.1m厚C10混凝土垫层。消力池下游接海漫段，长28m，厚0.5m，下设0.1m厚碎石垫层，边坡为1:3。海漫段后接12m长2m深防冲槽，105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告防冲槽段护坡为干砌石扭坡，防冲槽下游接6m长1:5反坡与原渠道相衔接。上下游挡墙平面布置均采用圆弧与直线组合式，结构形式主要采用扶壁式和悬臂式C25钢筋混凝土挡墙。1.6电气及金属结构1.6.1电气小屯节制闸用电负荷包括：5孔工作闸门的启闭设备、启闭机房、管理房的照明设备、检修，并预留备用回路。本工程选用S11—80KVA—10/0.4KV变压器1台，供电电源由附近10KV高压输电线路引来，长度约为400m，低压侧采用380/220V动力与照明公用中性点接地三相四线制系统。变压器采用室外杆上安装型式，XL－21动力照明配电箱安装于启闭机机房内。在10KV输电线路末端(配电变压器的高压进线上)安装高压避雷器一组，型号为HY5WS-17/50型户外式高压式避雷器。本工程接地型式采用TN-C-S系统。低压电气设备接地与避雷接地共用一处接地装置，接地网的接地电阻不大于4Ω。1.6.2金属结构小屯节制闸共5孔，闸室设5扇工作闸门。工作闸门启闭机为QP2×125KN双吊点手电两用卷扬式启闭机，工作闸门尺寸为6×4.8m（宽×高）。1.7消防设计105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告根据建筑物消防设计规范的要求，电缆全部采用不燃电缆或阻燃电缆，并采取阻火包、防火隔板、防火涂料、防火堵料等防火措施，配备手提式MFZL4型磷酸铵盐干粉灭火器等灭火器材。1.8施工组织设计本工程施工安排在2013年9月初至次年6月底，施工安排在非汛期。非汛期降雨量较小，基本不产流，同时工程施工时可将原小屯节制闸闸门关闭。原小屯闸至新闸址区间内几乎不来水，为以防万一，本次施工时可挖一小排水沟将水导向下游。小屯节制闸重建工程位于老沙河上，原闸址下游约6.5km处，紧邻106国道，交通便利，施工材料及机械可以通过106国道和老沙河堤顶路运至施工现场。水泥仓库、砂石料场及混凝土拌和站、钢筋加工厂、木材加工厂以及办公室生活及福利设施等均在右岸布置。该工程施工总工期为10个月，分为工程准备期、主体工程施工期和工程完建期三个阶段。1.9环境保护设计小屯节制闸重建工程的实施，可实现汛期排涝，汛后蓄水满足农业灌溉，回补地下水，缓解地下水资源危机。同时本项目实施有利于调节小气候，对优化生态环境和保证水资源可持续利用具有积极促进作用。工程建设对环境的影响利远大于弊，有利影响将长期发挥作用，不利影响可通过相应的工程措施和有效的管理手段办法予以制约，105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告对区域社会经济的发展及生态环境的改善产生积极的影响。本项目有利影响占主导地位，因此，本工程建设符合环境保护要求。本工程环境保护投资为3.49万元。其中环境监测费0.7万元，环境保护临时措施费1.22万元，独立费1.4万元，预备费0.17万元。1.10水土保持设计本工程建设特点是施工场地集中，施工过程中，因工程开挖、填筑、施工临时道路修建及施工作业活动等易产生水土流失。通过对本工程进行综合分析，施工期是造成的水土流失的主要时段。根据工程的布局、施工布置及工程施工分区的特点等，本工程水土保持防治分区为：建筑物施工区、施工生产生活区、施工临时道路区及弃渣场。根据本工程的布局、施工特点和水土流失特点，对施工区采取预防保护措施；施工生产生活区在工程完建后恢复原地貌；工程建设产生的弃渣及时运至弃渣场堆放，并压实恢复植被；施工临时道路单侧设临时排水沟，施工结束后，恢复原地貌和植被。总之，在工程建设过程中工程措施、植物措施、临时措施相结合，以发挥最佳效益。本工程水土保持措施总投资为3.4万元，其中工程措施投资0.22万元，植物措施投资0.12万元，临时措施投资0.29万元，独立费用2.6万元，基本预备费0.17万元。1.11工程管理设计105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告小屯节制闸是老沙河上重要的控制性工程，担负着以防洪为主，兼有蓄水、灌溉等功能。小屯闸建成后仍维持原管理机构及管理人员不变，管理机构为小屯闸管理所，管理人员为4人。按照冀水管【2007】7号文件精神，对管理机构定性为准公益性事业单位，人员工资及维修养护经费全部由财政列支。1.12安全与节能设计本工程主要工程项目为土建工程、金结机电工程等。节能设计主要考虑：在设计中使用节能材料和设备，合理布局节约投资；在施工中采用合理安排工序，缩短工期和选用节能机械等节能措施。安全设计包括安全防护设计和安全卫生设计。安全管理要建立机构、落实人员、建立制度，并注重工程的度汛安全和工程建设中的安全。安全卫生设计的主要内容为劳动安全与卫生设计，安全卫生设施必须符合国家规定的标准，安全卫生设施与主体工程同时施工、同时投入生产和使用。1.13设计概算（1）本工程总投资为838.6万元，其中工程部分投资为831.71万元，新增水土保持工程投资为3.4万元，环境保护工程投资为3.49万元。（2）主要工程量为：土方开挖7615.38m3，土方回填18860.00m3，干砌石3540.38m3，浆砌石994.78m3，混凝土3524.86m3，模板3800.80m2，钢筋制安295.10t。（3）主要材料用量：水泥1367.18t，钢筋267.60t，木材4.24m3，柴油15.97t，汽油3.12t，砂子2351.94m3，块石5126.54m3，碎石4093.17m3。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告（4）工程总用工：115162.70工时。（5）工资标准:按六类地区计，工长为5.4元/工时，高级工为5.05元/工时，中级工为4.37元/工时，初级工为2.32元/工时。1.14经济评价社会折现率按《参数》选定为8%。经济评价指标：经济内部收益率8.57%，经济效益费用比1.13，经济净现值（is=8%）126.99万元。从经济内部收益率、经济效益费用比、经济净现值等国民经济评价指标结果看出，该项目经济合理。工程项目实施后可取得较好的社会效益和经济效益，对农业发展具有促进作用。工程实施后可有效的利用和调配区域水资源，减少本地区地表水的流失与地下水开采量，降低用水成本；同时有利于当地水环境的改善；并且可以回补地下水，改善水资源与环境状况，缓解地下水资源危机。本项目实施还有利于调节小气候，对优化生态环境和保证水资源可持续利用具有积极促进作用。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告2水文2.1流域概况老沙河原系漳河故道，隶属清凉江水系，是河北省黑龙港地区主要排沥水系之一，上接东风渠来水，经*县、于威县牛家寨汇入清凉江，全长76.0km。流域范围为漳河故道以北，黄口干渠、安寨支渠以南，民有渠、东风灌区四分干与鲧堤之间地区。控制流域面积为2622km2，其中东风渠流域面积765km²，安寨渠汇入口以上总控制面积为1009.8km²。1976年扩挖标准为定雨量250mm，设计流量为247m3/s。拟新建小屯闸以上老沙河共有几条较大的支渠汇入，分别为西支渠、东呈孟渠、沙东干渠、波流固渠、傅辛庄渠、北干渠等，总长度97.86km，总控制面积681.94km²。老沙河主要支渠基本情况见表2-1。老沙河支渠基本情况统计表表2-1支流名称起止位置长度（km）流域面积（km2）底宽（m）边坡纵坡原设计流量（m3/s）西支渠东贤店至西呈孟17.24111.358～201:21/400018～72.5东呈孟渠西杨固至东呈孟8.524.9361:21/350029沙东干渠邯馆路至安寨渠37.02414.47.5～3.51:3～1:41/600054.7～165.5波流固渠孟固至波流固12.152.556.51:21/500017.2傅辛庄渠梁二庄至小临河1149.821:21/600013北干渠柳辛庄至小临河1228.91105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告2.2气象*县属北暖温带亚湿润大陆性气候，四季分明。春季多风少雨，夏季多雨高温，秋季天高气爽，冬季寒冷干燥。年均气温13.0℃，其中最热月平均气温26.8℃，极端最高气温42.7℃，最冷月平均气温-2.8℃，极端最低气温-20.1℃；无霜期207天，平均初霜日10月25日左右，年均降雨量524.6mm，多集中在7～8月份，平均终霜日4月5日左右；年均气压1011.8hpa，室外相对湿度66%，冬季最大积雪度为29cm，夏季最大日降雨量245.9mm；年主导风向为东南—西北向，夏季多偏南风，冬季多偏北风，平均风速为3.1m/s，平均日照小时为2539.2h。雨热同季，宜于多种植物生长。2.3水文基本资料流域内有肥乡、广平、平固店、*城、南辛店、*县等雨量站，无水文测站。2.4洪水本次新建小屯闸以上老沙河设计洪水由农田涝水和城区沥水两部分组成，两者叠加后得到老沙河各控制断面的设计流量。2.4.1平原排水渠暴雨洪水特性（1）暴雨特性105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告工程所在区域属平原区，暴雨特性受太行山地形影响，时空分布很不均匀，对于长历时暴雨，则具有降雨强度大、持续时间长、笼罩范围广的特点。本区域的暴雨特点表现为：①暴雨量值沿区域变化较山区缓慢。24小时暴雨平原等值线变化范围为80~120mm，三日暴雨平原大部地区等值线值变化范围为110~120mm。②平原不同地区年最大24小时、三日暴雨量的年际变化规律性较强，即年最大暴雨的离势系数Cv变化小，年最大24小时暴雨Cv值在0.6~0.65之间，年最大三日暴雨的Cv值均为0.5。（2）洪涝水特性该流域为平原易涝区域，本地区的洪涝灾害主要为本流域降水产生的涝灾。平原地区的涝水具有以下特点：平原排水区域及排水河道坡度平缓，涝水表现形式为峰小量大，持续时间长；涝水造成的灾害主要表现为耕地受淹以及由此造成的地下水位抬高和耕地的盐渍化；平原除涝标准较低；受人类活动影响较大，排水河道开挖前后，同样的暴雨，造成的流量相差很大；水文测站较少，测验资料年限较短，且测验成果易受人类活动影响。与其它流域相比，本流域涝水的突出特点为：流域大范围涝灾往往是连续几场大暴雨所致，例如1977年涝灾，是由自7月下旬至8月上旬连续几场大雨造成；随着水资源利用程度的提高，淡水区地下水位连年下降，同样暴雨造成涝灾有逐渐减少的趋势。2.4.2平原地区设计涝水计算拟建小屯闸所在位置位于*县境内106国道下游约50m处，小屯闸以上老沙河总控制流域面积为1555.6km²，其中涉及农田除涝面积为1521.51km²。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告2.4.2.1计算标准拟建小屯闸设计防洪标准为10年一遇，本次设计沥水共分析计算了5年一遇、10年一遇和20年一遇3个标准。2.4.2.2计算方法关于河北省平原地区设计涝水的计算，由于实测资料短缺，大多采用由暴雨按经验公式途径推求。我省平原地区中小面积除涝水文计算一般采用“手册法”，本次计算采用《河北省平原地区中小面积除涝水文修订报告》（2002年）中的方法推求。主要环节简述如下：（1）设计暴雨①设计暴雨时段采用年最大三日雨期控制。设计雨型为三日雨量分二次计算，一次为年最大24小时雨量，位于第三日，占年最大三日雨量的80%；一次为年最大三日雨量的20%，两次间隔12小时。②设计点雨量计算，采用河北省水利厅1993年12月出版的《河北省平原地区设计暴雨图集》中“年最大三日暴雨多年平均值等值线图”与“年最大三日暴雨变差系数（Cv）等值线图”。由等值线图中查得各区年最大三日点平均雨量均值和Cv值，采用Cs=3.5Cv，按P—Ⅲ型频率曲线即可计算各区不同频率的年最大三日点雨量。③点面折减系数，根据流域面积，从“河北省平原地区点面折减系数表”中查取。④流域平均面雨量，通过点雨量与点面折减系数计算得出。设计暴雨计算成果见表2-2。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告设计暴雨成果表表2-2单位：mm统计参数不同重现期设计值备注均值CVCS/CV20年10年5年1100.503.5218.7182.6145.8点雨量205.6177.7137.1面雨量（2）前期影响雨量Pa根据设计雨型，第一次雨量的前期影响雨量Pa1为：Pa1=0.96Pa；第二次雨量（最大24小时）的前期影响雨量Pa2为：Pa2=0.96（Pa1+0.2P3-R1）式中：Pa1—第一次雨量的前期影响雨量（mm）；Pa—设计前期影响雨量（mm）；P3—设计三日降雨量（mm）；R1—第一次降雨产生的径流深（mm）；Pa2—第二次雨量的前期影响雨量（mm）。（3）暴雨径流关系根据老沙河控制流域所在位置，在河北省平原地区水文分区图上查的流域位置跨越I0-3和I1-6两个分区，径流深计算时需要分别查I0-3和I1-6两个分区的暴雨径流关系（P+Pa～R）曲线。（4）最大排水流量105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告根据平原地区最大排水流量公式（具体公式如下），分别计算出不同分区时最大排水流量，然后在根据面积加权计算出全流域面积的最大排水流量。面积加权系数见表2-3。一般平原区：Q=0.022R0.92F0.80式中：Q—最大排水流量（m³/s）；R—设计径流深（mm）；F—计算面积（km²）。老沙河设计流量面积加权计算表表2-3设计断面面积权重I0-3区I1-6区总面积I0-3区I1-6区总面积小屯闸787.58733.661521.510.520.481.02.4.2.3计算成果计算成果见表2-4。老沙河设计流量计算成果表表2-4单位：m3/s设计断面5年一遇10年一遇20年一遇I0-3区I1-6区加权后I0-3区I1-6区加权后I0-3区I1-6区加权后小屯闸70.2118.993.7127.3192.9158.9212.7286.8248.42.4.3设计涝水成果的合理性分析将本次计算的设计涝水流量与《黑龙港流域防洪除老规划报告》老沙河除涝设计流量（见表2-5105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告）比较，本次计算结果偏小，原因在于本次计算不包含流域内县城城区的排沥面积；又本次设计排涝流量是按照《河北省平原地区中小面积除涝水文修订报告》（2002年）中的方法计算的，基本上能反映本流域平原地区现状条件下涝水产汇流的实际情况，故此次设计涝水计算成果是比较合理的。老沙河除涝设计流量表2-5控制断面控制面积（km2）不同重现期设计值（m3/s）20年一遇10年一遇5年一遇牛寨26222781811072.4.4城区沥水计算根据魏县、广平县、肥乡县和*县各县城市总体规划，上述4县城区部分排水范围通过雨水管渠和排水口泄入老沙河排水区域，排沥标准均为1年重现期。上述4县城区沥水汇入情况见表2-6。4县城区沥水汇入情况统计表（入老沙河）表2-6县城名称流域面积（km2）受水体（河/渠道名称）径流系数魏县11.34东风一排支0.5广平县12.11东风渠肥乡县8.5东风六排支0.5*县2.2北干渠0.45根据《室外排水设计规范》GB50014-2006中规定，暴雨强度公式是确定雨水设计流量的基本依据。公式为：式中：—设计降雨强度（升／秒·公顷）；105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告—设计降雨重现期（年）；—重现期为１年的设计降雨的雨力；—雨力变动参数，是反映设计降雨各历时不同重现期强度变化的参数之一；—降雨历时（分钟）；—历时附加参数；—历时指数。上述4县城市总体规划中采用的公式均为邯郸市暴雨强度公式，形式如下：上述4县城区排沥均按1年重现期设计，地面集水时间采用10～20分钟，主城区内径流系数为0.45～0.5，大片绿地与城区外地区取0.2。但由于缺乏各县城区雨水系统、雨水管网资料，有关计算参数无法确定，而通过对比上述4县与邯郸市高新技术产业开发区沥水入邯临沟的区域范围在硬化比例、径流系数等相关参数，认为可以参照《邯郸市高新技术产业开发区工程规划》中邯临沟设计排沥流量有关计算参数进行计算，最终得出各县城区排入老沙河的设计流量见表2-7。4县规划城区设计排沥流量（入老沙河）表2-7排水分区汇水面积一年重现期设计流量（m3/s）备注（104m2）魏县11346.52入东风渠一排支广平县12116.96入东风渠105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告肥乡县8504.88入东风六排支*县2201.26入北干渠2.4.5设计流量及其合理性分析本次老沙河设计洪水由农田涝水和城区沥水两部分组成，两者叠加后得到老沙河新建小屯闸以上控制断面的设计流量，见表2-8。老沙河各控制断面设计排涝流量计算成果表表2-8控制断面控制面积（km2）不同重现期设计值（m3/s）20年一遇10年一遇5年一遇新建小屯闸1555.6268.0178.5113.3本次设计流量由流域内的农田涝水和汇入的城区沥水组成，考虑全面，计算结果较为合理。2.5施工洪水本工程施工期拟安排在2013年9月至次年6月，但是工程施工主要是在2013年10月至次年5月，因此施工时主要计算主体施工期的洪水。由于流域内没有实测流量资料，非汛期施工设计洪水通过暴雨途径推求。根据流域内肥乡、广平、平固店、*城、南辛店、*县等雨量站10月至次年5月的实测降水资料经分析多年平均1日降雨量为28.5mm，降雨量较小，基本不产流。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告3工程地质3.1概述本工程野外工作于2012年5月23日开始，2012年5月24日结束。勘探累计完成工作量如下：钻探孔2孔，钻探进尺72.0m，探坑3孔，探坑进尺9.0m，标准贯入试验16次，取土样37件，土工试验：常规试验25个，直剪试验8个，颗粒分析试验37个，渗透试验7个，水质全分析试验1组。3.2地质概况3.2.1地形地貌拟建场地为平原地貌，老沙河两岸地面标高为35.56-37.87m，老沙河河底高程为28.36m。场区地层为第四系冲积形成的松散土层。3.2.2地层岩性根据1:1000地质测绘和勘探资料表明，工程区地表出露及钻探揭露的地层岩性主要为第四系全新统冲积（alQ4）粘土、粉质壤土、粉砂和细砂；第四系全新统人工堆积（rQ4）的河道堤防。根据时代的不同和沉积的由老至新的顺序对地层分述如下。（1）第四系全新统冲积（alQ41）:细砂（alQ41）：褐黄色，密实，饱和，主要成分为石英和长石，含少量云母，砂层中含砂壤土。该层主要在钻孔的底部有揭露。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告粘土（alQ41）：灰黄色，可塑，硬塑，饱和，韧性较高，干强度较高，土中可见褐色斑点，该层粘土主要为粉质粘土，土层中夹中粉质壤土。（2）第四系全新统冲积（alQ42）:粉砂、中砂（alQ42）：粉砂为棕红色，褐黄色，中密，湿，主要成分为石英和长石，层中含砂壤土；中砂为黑灰色，中密，湿，主要成分为石英和长石，层中含砂壤土，河道边坡主要由粉砂组成。壤土（alQ42）：褐黄色，黑灰色，褐灰色，可塑，饱和，韧性中等，干强度中等，壤土中含砂粒和姜石，表层的壤土主要为轻粉质壤土，含较多砂粒。粘土（alQ42）：棕黄色，可塑，饱和，韧性高，干强度高。（3）第四系全新统人工堆积（rQ4）：该层土为河道的堤防，褐黄色，稍密，中密，稍湿，干，主要为砂壤土和粉砂等组成，由于人为的开挖损坏，该层堤防部分地段已经损毁。3.2.3地质构造工程区位于中朝地台东部，基底隆起，华北平原沉降带的南部，为新生代的强烈拗陷区。区内第三系、第四系地层厚达千米，基底构造以断裂为主，主要可分为北东向和北西向两组，地震分布与基底断裂构造有关。该区域发育有较多断裂构造，邢台～安阳深断裂，北东10度左右，105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告为继承性正断层，形成于晚侏罗世末期；沧州～大名断裂为平原区的一条重要隐伏断裂，走向北东30度左右，为中、新生代继承性活动的正断层；临漳～魏县隐伏断裂，走向北东70度左右，为中、新生代继承性活动的正断层。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），该工程所在的*县地震动峰值加速度为0.05g，抗震设防烈度为Ⅵ度。3.2.4水文地质条件工程区内地层主要为河流冲积形成的松散堆积物，地表水径流较少，地下水持续多年的超采导致了多年平均水位持续下降，地下含水层主要为壤土、砂壤土和砂层的孔隙水，河道沿线潜水稳定地下水位深度在8.0m，地下水主要受河水补给和大气降水补给，地下水主要以人工开采和地下渗流的方式排泄，本次勘察时由于处于灌溉期，老沙河内有少量的水，河水位高程为30.24m，钻孔中地下水位为27.75m。本次在小屯闸闸址处采取钻孔水样一组，进行了水质分析，见表3—1。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告ZK1水质分析结果表（单位：mg/l）表3—1检验项目Ca2+Mg2+NH4+Cl-SO42-HCO3-CO32-OH-分析结果40502083234.36mmol/l0.00.0检验项目PH值侵蚀性CO2游离CO2矿化度分析结果7.3605.31136环境水对砼腐蚀性评价腐蚀性类型判定依据界限指标实际含量腐蚀程度备注分解类重碳酸型HCO3-(mmol/L)>1.074.36无腐蚀一般酸性型PH值>6.57.36无腐蚀碳酸型侵蚀CO2(mg/L)CO2<150无腐蚀分解结晶复合类镁离子型Mg2+(mg/L)<100050无腐蚀结晶类硫酸盐型SO42-(mg/L)250≤SO42-<400323弱腐蚀环境水对砼结构中钢筋腐蚀性评价判定依据界限指标实际含量腐蚀程度备注cl-含量mg/L100~500288.75弱腐蚀环境水对钢结构腐蚀性评价判定依据界限指标实际含量腐蚀程度备注PH值、（cl-+so42-）mg/LPH值3~11（cl-+so42-）≥500531中等腐蚀经过对钻孔处地下水进行取样分析，钻孔内的地下水对混凝土腐蚀性判别中具有硫酸盐型弱腐蚀性；对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性判别中具有弱腐蚀性；对钢结构腐蚀性判别中具有中等腐蚀性，建议对建筑物采取相应的防腐蚀处理。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告3.2.5物理地质现象本次勘察的河道沿线主要发育的物理现象为冲沟和人工取土坑，河道边坡由于多年失修，受雨水冲蚀产生了深度在0.3-0.5m的冲沟；在河道的底部由于人工取土造成了规模大小不等的取土坑。勘察区季节性冻土深度为0.40m。3.3闸址工程地质条件及评价小屯节制闸设计排水流量为178.5m3/s，设计蓄水深4.8m，闸室为钢筋混凝土结构，开敞式，闸室顺水流方向长11m，闸室总净宽30m，闸室上游设钢筋混凝土铺盖，两岸采用钢筋混凝土护坡。闸室下游接钢筋混凝土消力池。3.3.1地层结构勘察揭露深度范围内场地土层为第四系松散沉积的土层，为冲积而成，在勘探深度范围内土层共分为9层，各土层岩性特征及分布情况描述如下：①壤土（alQ42）：褐黄色，可塑，稍湿，干强度较低，主要分布在河道两岸的地表，厚度为1.80-1.90m，层底标高为33.85-33.90m。②粉砂（alQ42）：褐黄色，中密，湿，主要成分为石英和长石，层中含砂壤土，厚度为5.40-5.80m，层底标高为28.10-28.45m。③壤土（alQ42）：105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告褐黄色，可塑，饱和，韧性中等，干强度中等，主要为中粉质壤土，可见褐色斑块，壤土中含砂壤土和粘土层，该层壤土厚度为1.60-1.70m，层底标高为26.50-26.75m。④粘土（alQ42）：棕黄色，可塑，硬塑，饱和，韧性高，干强度高，主要为粉质粘土，厚度为1.00-1.30m，层底标高为25.20-25.75m。⑤壤土（alQ42）：褐黄，褐灰，可塑，饱和，韧性中等，干强度中等，主要为重粉质壤土，壤土中含砂粒，该层壤土厚度为6.30-6.60m，层底标高为18.90-19.15m。⑥粉砂（alQ42）：粉砂为棕红色，褐黄色，中密，湿，主要成分为石英和长石，层中含砂壤土，厚度为4.40m，层底标高为14.50-14.75m。⑦中砂（alQ42）：黑灰色，中密，湿，主要成分为石英和长石，层中含砂壤土，厚度为2.80m，层底标高为11.70-11.95m。⑧粘土（alQ41）:灰黄，褐灰，可塑，硬塑，饱和，韧性高，干强度高，可见褐色斑点，主要由粉质粘土组成，厚度为7.50-7.60m，层底标高为4.10-4.45m。⑨细砂（alQ41）:褐黄色，密实，饱和，主要成分为石英和长石，层中含砂壤土，该层未穿透。3.3.2物理力学性质指标105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告根据地质测绘、钻探、土工试验和工程经验综合给出了场地土层的物理力学性质指标建议值见表3—2。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告物理力学性质指标建议值表表3-2岩性密度孔隙比液性指数压缩系数压缩模量饱和固结剪切渗透系数承载力标准值ρeIla1-2Es1-2φqCqkfk(g/cm3)　　(MPa-1)(MPa)(°)(kPa)cm/s(kPa)第1层壤土1.880.7090.170.217.523.212.95.00E-5120第2层粉砂26.009.00E-4120第3层壤土1.920.6850.410.217.022.014.67.00E-6120第4层粘土1.960.7700.560.296.217.016.76.00E-8115第5层壤土2.000.6900.690.315.917.922.13.60E-7115第6层粉砂26.003.00E-4200第7层中砂28.008.00E-4230第8层粘土2.020.6720.410.238.112.030.06.00E-8180第9层细砂26.005.00E-42303.3.3工程地质评价1）液化评价根据《中国地震动参数区划图》GB18306-2001，场地抗震设防烈度为Ⅵ度，地震分组为第三组，地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期0.45s。依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）进行场地液化评价。由于拟建场地位于6度设防区域，可不进行液化判别和处理。2）渗透性评价105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008），拟建场地的渗透系数建议值见表3—3。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告各土层的渗透等级建议值表3—3土层渗透系数(㎝/s)渗透性等级第1层壤土5.00E-5弱透水第2层粉砂9.00E-4中等透水第3层壤土7.00E-6微透水第4层粘土6.00E-8极微透水第5层壤土3.60E-7极微透水3）边坡稳定性评价根据勘察结果反应，河道边坡土层为粉砂层，该层粉砂的饱和固结剪切内摩擦角为26°，粘聚力为0。现状河道边坡的坡比为1/5，经过多年运行反应河道边坡基本稳定，所以建议河道边坡保持1/5，以保证河道边坡的稳定。4）冲刷稳定性评价根据钻探结果反应河道边坡为粉砂层，河底为壤土层，粉砂的平均粒径为0.096mm，河底壤土的平均粒径为0.015mm，液性指数为0.75，建议根据河道的水流条件和河道边坡、河底土层的性质进行河道的冲刷计算，以保证河道的冲刷稳定。5）地基基础评价勘察揭露河底土层为壤土和粘土层，河底第3层壤土承载力为120KPa，第4层粘土承载力为115KPa，第5层壤土承载力为115KPa，在饱和状态下承载力普遍较低，为保证闸室和两侧翼墙的稳定建议地基进行桩基础处理。闸基底面混凝土与地基土层之间的摩擦系数f取0.28，建议根据地质参数验算闸室基础抗滑稳定性。根据《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告D63-2007，桩基参数建议值如下：105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告层号eIL桩侧土摩阻力标准值（KPa）承载力基本容许值（KPa）平均层厚（m）第1层壤土0.7090.17501201.85第2层粉砂中密401805.60第3层壤土0.6960.32501101.65第4层粘土0.7700.56551151.15第5层壤土0.6900.69501156.45第6层粉砂中密402004.40第7层中砂中密502302.80第8层粘土0.6720.41551807.55第9层细砂密实60230105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告4工程任务及规模4.1工程任务*县小屯节制闸是一座以防洪为主兼顾蓄水灌溉的中型水闸，过去曾发挥过良好的社会效益和经济效益，但由于该工程建设时间长、设备老化、工程破坏严重，存在诸多安全隐患，目前该工程已不能满足安全运行要求。且随着近几年降雨量偏小和农业用水量逐年增多，地下水位逐年下降，水环境逐步恶化，急需利用小屯闸蓄水供给当地农业用水。因此为满足防洪、排涝同时兼顾蓄水灌溉，拟定在原闸址下游约6.5km处重建。该重建工程实施后，可实现汛期防洪排涝，汛后蓄水可满足4.2万亩耕地的灌溉要求，同时回补地下水，缓解地下水资源危机。本项目实施有利于调节小气候，对优化生态环境和保证水资源可持续利用具有积极促进作用。4.2工程建设的必要性2008年12月，我院受*县水务局委托对*县小屯节制闸进行安全鉴定。对小屯节制闸进行现状调查、地质勘察工作、混凝土结构质量检测、对水闸过流能力、消能防冲、闸室稳定性、抗渗稳定性和抗震能力等进行了复核计算。2009年2月，我院完成了《河北省*县小屯节制闸安全鉴定报告汇编》。2009年2月15日，由邯郸市水利局组织，召开了*县小屯节制闸安全鉴定审查会，成立了由地质、水工、金结、机电及管理等相关专业9人组成的专家组。专家组形成水闸安全鉴定结论：1105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告）水闸过流能力满足老沙河原设计泄量要求；2）闸基渗透稳定不满足要求，两岸护坡曾多次发生渗透破坏现象；3）边墩摩擦桩基础承载力不满足要求，闸室稳定不满足要求；4）防冲槽槽身不满足要求，槽内抛石大部分已被冲走，达不到消能防冲效果；5）钢闸门锈蚀严重，闸门不能正常启闭，启闭机老化严重；6）启闭机房两端出现多条竖向裂缝，不能使用。综上所述，小屯节制闸闸室稳定等多项运用指标不符合安全运行要求，工程存在诸多安全隐患。小屯节制闸鉴定为四类水闸，建议报废重建。2011年12月8日，河北省水利科学研究院对河北省*县小屯节制闸安全鉴定进行了核查，同意安全鉴定专家组将该水闸安全类别综合评定为四类闸的鉴定意见。该重建工程实施后，可实现汛期排涝，汛后蓄水满足农业灌溉，回补地下水，缓解地下水资源危机。同时本项目实施有利于调节小气候，对优化生态环境和保证水资源可持续利用具有积极促进作用。因此重建小屯节制闸是必要的。4.3工程规模（1）设计标准根据《黑龙港流域防洪除涝规划报告》，老沙河设计排涝标准为10年一遇，根据《河北省平原地区中小面积除涝水文计算修订成果报告》，推算10年设计排水流量为178.5m3/s，依据《水闸设计规范》SL265—2001规定，其工程规模为中型，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。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告根据《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，相当于地震基本烈度为Ⅵ度。根据《水工建筑物抗震设计规范》SL203—97，地震设计烈度为Ⅵ度。本次设计建筑物按Ⅵ度地震设防。（2）节制闸上、下游水位的确定小屯节制闸设计排水流量为178.5m3/s，10年一遇设计水深4.12m，考虑水位壅高及闸底板高程29.09m,确定闸前设计洪水位为33.30m，闸后水位为33.21m。老沙河为排沥河道，根据治理后河道断面尺寸和纵坡计算出的河道最大过流能力确定节制闸的校核标准，不漫槽的排涝水位即为小屯节制闸的校核水位，结合老沙河沿线地形情况，经计算，当河道通过最大过流量247.06m3/s时，相应的河道水位为34.5m，本次设计确定节制闸上游校核水位为34.5m，下游水位为34.41m，校核流量为247.06m3/s。（3）正常蓄水位的确定在闸前两岸耕地不发生盐碱化和满足种植作物要求的情况下，确定闸前正常蓄水位。根据《水利水电工程地质勘察规范》GB50487—2008，浸没的地下水位埋深可按下式计算：式中：Hcr—浸没的临界地下水位埋深，m；Hk—地下水位以上，土壤毛管水上升的高度，m；105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告—水的表面张力系数，取；—水的密度，；D—毛细管直径，取D=0.004cm；—安全超高，该地区种植主要作物为棉花，取1.2m；经计算得：浸没的临界地下水位埋深为1.97m。正常蓄水位的确定应满足临界地下水位埋深的要求，老沙河河道稳定地下水位高程约为27.75m，现状地面高程为34.00m，闸前蓄水4.8m深时堤外地下水位距现状地面高程最小值为2.26m，满足规范要求。因此确定正常蓄水位为33.89m。（4）河道设计指标工程所在河道桩号为40+450，河道设计底宽40m，边坡1：5，河道治理设计纵坡1/13400。小屯节制闸建成后闸前正常蓄水深4.8m，一次蓄水量369.25万m3。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告5工程布置及主要建筑物5.1设计依据5.1.1工程等别和建筑物级别小屯节制闸设计洪水标准为10年一遇，设计排水流量为178.5m3/s，依据《水闸设计规范》SL265－2001，其工程规模为中型，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级。5.1.2主要规范、规程1）《水利水电工程初步设计报告编制规程》DL5021—93；2）《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—99；3）《水闸设计规范》SL265－2001；4）《水利水电工程地质勘察规范》GB50487－2008；5）《水工建筑物荷载设计规范》DL5077－1997；6）《水工混凝土结构设计规范》SL191－2008；7）《水工建筑物抗冰冻设计规范》SL211－2006；8）《中国地震动参数区划图》GB18306－2001；9）《水利工程钢闸门设计规范》SL74－95；10）《水闸工程管理设计规范》SL170－96；11）《水利水电工程施工组织设计规范》SL303－2004。5.1.3河道设计指标由老沙河原设计资料、《黑龙港流域防洪除涝规划报告》105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告及老沙河河道治理资料可知：老沙河河道设计洪水标准为10年一遇，设计排水流量为178.5m3/s，河道设计底宽40m，边坡1：5，设计纵坡1/13400。5.2工程总体布置5.2.1闸址的选择本次设计采用三个方案进行比较，选取最优方案，方案一：在原闸址上重建；方案二：在原闸址上游重建；方案三：在原闸址下游约6.5km处重建。方案一：由于现状小屯节制闸闸址地基产生不均匀沉降，下游掏刷严重，部分护坡及护底下形成空洞或塌陷，如在原址重建需对地基进行处理，施工工期较长，投资较大，处理效果不易保证，且原闸址距离上游*城闸重建位置大约7.5km左右，距离较近，因此不宜在原闸址上重建。方案二：小屯节制闸是一座以防洪为主兼顾蓄水灌溉的中型水闸，如远离原闸址在上游重建，则蓄水量减少，不能满足灌溉用水要求。如紧邻原闸址在上游重建，虽然可以利用原闸的上下游护砌段，增加防护段长度，但由于原小屯闸离邯临公路桥仅70m左右，重建闸顺水流方向全长100m左右，布置不开，因此不宜在上游重建。方案三：在下游重建可增加一定的蓄水量，增大灌溉面积，为更好满足*县工农业生产发展的需要，当地政府和群众一致同意将闸址位置下移。同时在条件许可的情况下，还可向邢台威县输水。在下游重建，闸室坐落在壤土层上，地质条件较好，不存在地基处理问题。且现状河道两岸一定范围内属于县水利局的管理范围，在下游重建不存在永久占地问题。同时如在原闸下游重建，施工时可将原闸关闭减少上游来水，减少施工围堰的工程量。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告因此，经综合比较本次设计确定采用方案三，即原闸下游6.5km处为拟建闸址。5.2.2闸底板高程的确定小屯节制闸位于*县境内老沙河上，原闸址桩号为33+950（安寨闸下游海漫段末端为0+000桩号），原闸底板高程为29.57m（实测），老沙河河道治理设计纵坡为1/13400，重建闸址桩号为40+450，拟建闸址位于原闸址下游6.5km处，拟建闸底板高程定为29.09m。5.2.3闸顶高程的确定水闸闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况并结合闸门全行程运行要求确定。挡水时，闸顶高程不应低于正常蓄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与相应安全超高值之和。正常蓄水位（33.89m）相应的安全超高为0.4m，波浪计算高度为0.2m，设计洪水位（33.30m）相应的安全超高为0.7m，结合钢闸门全行程安全运行要求，经综合考虑确定闸顶高程为34.89m。5.2.4闸室结构型式的选择（1）闸室结构形式选择闸室结构垂直水流方向分段长度应根据闸室地基条件和结构构造特点，结合考虑采用的施工方法和措施确定，对软弱地基上或地震区的水闸，宜在闸墩中间设缝分段，土基上的分段长度不宜超过35m。小屯闸闸室垂直水流方向长度大于35m，如果采用一联，则底板长度超出规范规定的分缝长度，且采用一联，对底板刚度要求较高，则闸墩与底板之间刚度差也较大，105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告容易产生裂缝。因此，小屯节制闸闸室采用中间三孔一联，两边孔一孔一联。（2）三孔闸门方案与五孔闸门方案比较闸孔宜采用单数闸孔为好，闸孔总净宽30m，选定两种方案进行比较：方案一：3孔，每孔净宽10m，闸底板垂直水流方向长35.2m，顺水流长11m，厚1.5m；中墩厚1.1m，边墩厚1~1.5m。方案二：5孔，每孔净宽6m，闸底板垂直水流方向长37.2m，顺水流长11m，厚1m；中墩厚1m，边墩厚0.8~1m，缝墩厚0.8m。两方案投资见表5-1序号项目单价（元）方案一（3孔）方案二（5孔）工程量投资（万元）工程量投资（万元）1C25混凝土铺盖447199.54m38.92216.86m39.692C30混凝土底板400607.2m324.29444.91m317.803C30混凝土闸墩396253.07m310.02355.58m314.084C25混凝土检修板40032.4m31.3016.8m30.675C25混凝土机架桥39668.1m32.70104.03m34.126C30混凝土人行桥64523.71m31.5322.75m31.477钢闸门1420048t68.164056.808埋件1670018t30.061525.059启闭机112700/790053套33.815套39.510启闭机房1200131.47m215.78141.77m217.0111C25混凝土消力池424507.25m321.51545.83m323.1412钢筋制安7200133.18t95.89136.08t97.9813平面模板451745.22m27.851772.78m27.9814橡胶止水15097.8m1.47106.8m1.6015闭孔泡沫板66155.3m21.02291.8m21.9316M10浆砌石海漫240195.05m34.68239.3m35.74105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告17干砌石护底140247.15m33.46348.37m34.8818抛石防冲槽120262.4m33.15310.403.72合计335.59333.16经比较，方案二投资优于方案一，本次设计采用方案二，即闸孔采用5孔。5.2.5工程总体布置小屯节制闸由上游防护段、闸室段和下游消能防冲段三大部分组成。全闸顺水流方向总长110m，其中上游防护段长35m，闸室段长11m，下游消能防冲段长64m。1）上游防护段闸室上游防护段长35m，底板高程为29.09m，前15m为砌石结构，即5m长干砌石段和10m长M10浆砌石扭坡段，底宽40m，干砌石边坡1:5，厚0.5m，下设0.1m厚碎石垫层，后20m为C25钢筋混凝土结构，边坡1:3，铺盖厚度为0.5m，护坡厚度为0.4m，下设0.1m厚C10混凝土垫层。上游防护段设结构缝，缝宽20mm，止水带型号为651型，规格为300×8，缝内填闭孔泡沫板。进口挡墙采用圆弧与直线组合式，挡墙型式为悬臂式与重力式，C25钢筋混凝土结构，最大墙高6.6m，底宽6.2m。2）闸室段闸室采用C30钢筋混凝土开敞式结构，闸底板高程为29.09m，顺水流方向长11m，垂直水流方向长37.2m，单孔净宽6m，5孔，总净宽30m，中间3孔一联，边孔为一孔一联。边墩厚0.8~1m，中墩厚1m，缝墩厚0.8m，底板厚1m，下设0.1m厚C10混凝土垫层，中墩及缝墩长度均为9m，105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告闸墩顶高程为34.89m。闸墩顶设C25钢筋混凝土机架桥，机架桥高6.4m，排架柱尺寸为0.6×0.4m，启闭平台上设启闭机房。闸墩上游设2m宽人行便桥，板厚0.36m，净跨6m，总跨7m，5跨。闸墩设0.3×0.2m检修门槽、0.8×0.3m工作门槽，墩顶设1.2m宽C25钢筋混凝土检修平台，两块。工作闸门采用5扇6×4.8m平面直升式滚轮钢闸门，5套QP2×125KN双吊点手电两用卷扬式启闭机。3）下游消能防冲段闸室下游消能防冲段长64m，由消力池段、海漫段及防冲槽段等部分组成。消力池段为C25钢筋混凝土结构，长18m，其中1:4斜坡段长4m，水平段长14m，池深1m，净宽35.2m，底板厚0.6m，下设0.1m厚C10混凝土垫层，消力池边墙厚0.6m，两岸采用C25钢筋混凝土护坡，边坡1:3，厚0.4m，下设0.1m厚C10混凝土垫层。消力池下游接海漫段，长28m，厚0.5m，下设0.1m厚碎石垫层，边坡为1:3，其中水平段长10m，底宽36.4m，M10浆砌石结构，1:15斜坡段长18m，底宽为36.4~24.4m，干砌石结构。海漫段后接12m长2m深防冲槽，防冲槽段护坡为干砌石扭坡，防冲槽下游接6m长1:5反坡与原渠道相衔接。下游消能防冲段设结构缝，缝宽20mm，止水带型号为651型，规格为300×8，缝内填闭孔泡沫板。出口挡墙采用圆弧与直线组合式，挡墙型式为扶壁式、悬臂式与重力式，C25钢筋混凝土结构，最大墙高7.1m，底宽7m。具体尺寸详见附图。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告5.3水力计算5.3.1闸孔净宽确定闸室净宽根据《水闸设计规范》SL265－2001，按宽顶堰公式计算：式中：B0－闸孔总净宽，m；Q－过闸流量，Q=178.5m3/s；H0－计入行近流速水头的堰上水深，H0=4.21m；g－重力加速度，9.81m/s2；m－堰流流量系数，可采用0.36；σ—堰流淹没系数；ε－堰流侧收缩系数；b0－闸孔净宽，m；bs－上游河道一半水深处的宽度，m。经计算得：B0=28.7m，本次设计拟采用5孔，单孔净宽6m，闸室总净宽为30m。满槽上游水位34.5m，下游水位34.41m，过流量为247.06m3/s。5.3.2消能防冲设计水闸下游消能防冲设施必须在可能出现的各种水力条件下，均能满足消散动能与均匀扩散水流的要求。消力池的深度和长度按最不利的底流消能进行设计。为确定底流消能流态，需要确定105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告闸门的开启次序和不同开度，为此提出如下闸门开启运用条件：先开启中间1孔，开启至0.3m时，再开启两侧闸孔，两侧闸孔逐级开启至0.3m时，五孔再同时开启。每级下游水深即为上一级过闸流量形成的水深，下游水深按明渠均匀流公式进行计算。（1）消力池深度计算跃前收缩水深按下式计算：式中—收缩水深（m）；—总势能（m）；—过闸单宽流量（m3/s/m）；—水流动能校正系数，取1.05；—流速系数，取1.0。跃后水深按下式计算：出池落差按下式计算：式中：—出池落差（m）；—出池河床水深（m）。消力池深度按下式计算：式中：—水跃淹没系数，取1.1。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告通过计算，单孔闸门开启，开度为0.3m时，消力池深度最深，d=0.78m，本次设计消力池深度取1m。（2）消力池长度计算消力池长度按下式计算：式中：—消力池长度（m）；—消力池斜坡段水平投影长度（m）；—水跃长度（m）；—跃后断面的水深（m）；—跃前断面的水深（m）；—水跃长度校正系数，取=0.75。消力池长度设计按水闸通过的最大流量，即过闸流量178.5m3/s时计算，计算消力池池长为16.55m，消力池段长度取L=18m，其中1:4斜坡段长4m，池长14m。（3）消力池底板厚度计算消力池底板厚度可根据抗冲和抗浮要求，分别按下式计算，取其大值。抗冲：抗浮：式中：t—消力池底板始端厚度，m；q—过闸单宽流量，q=1.6m3/s；105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告—闸孔泄水时的上、下游水位差，=3.69m；k1—消力池底板计算系数，可采用0.15~0.20，取k1=0.18；k2—消力池底板安全系数，可采用1.1~1.3，k2=1.2；U—作用在消力池底板底面的扬压力，U=3.49kPa；W—作用在消力池底板底面顶面的水重，W=0kPa；Pm—作用在消力池底板上的脉动压力，kPa；γb—消力池底板的饱和重度，kN/m3。经计算得：单孔开度为0.3m时，抗冲计算t=0.32m;上游为正常蓄水位33.89m，下游无水，抗浮计算t=0.17m；综合比较消力池底板厚度取0.6m。（4）海漫长度计算海漫长度计算采用上游最高水位，闸门不同开度进行试算，取最不利情况。采用公式式中：—海漫长度（m）；—消力池末端单宽流量，=4.26（m3/s/m）；—海漫长度计算系数，壤土取12；—泄水时上下游水位差，=1.57m。经计算得，海漫长度需要27.72m，实际采用海漫长度为28m，其中水平段长10m，1:15斜坡段长18m。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告（5）防冲槽设计防冲槽横断面大小与冲坑深度有关，海漫末端的冲刷深度计算公式为：式中：—海漫末端河床冲刷深度（m）；—海漫末端单宽流量（m3/s）；—河床土质允许不冲流速，取0.6（m/s）；—海漫末端水深（m）。冲坑需要的堆石量用下式计算：防冲槽断面面积不应小于A冲，以满足冲坑上游坡防护要求，经计算海漫末端的冲刷深度为4.22m，通过换算并遵循防冲槽断面面积不应小于A冲的原则，设防冲槽底宽4m，深2.0m，边坡为1:2。5.4防渗设计5.4.1闸基防渗长度计算根据《水闸设计规范》SL265－2001采用下式计算：L＝C△H式中：L－闸基防渗长度，m；△H－上下游水位差，计算时考虑上游水位为正常蓄水位33.89m，下游无水情况，=4.8m；C－允许渗径系数值，闸基为壤土，考虑部分反滤失效的情况，105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告取C＝6。闸前最大蓄水深度为4.8m，计算的渗径长度为28.8m，实际防渗长度为39.04m，满足防渗要求。5.4.2闸基渗流计算根据《水闸设计规范》SL265-2001，本次采用流网法计算闸基渗流，计算软件采用《理正岩土计算软件5.21版》,计算结果见附图，壤土允许的水力比降为0.35，由附图可知闸基各点的水力比降均满足规范要求。5.4.3侧向绕渗设计1）侧向绕渗计算侧向绕渗可用下式计算：式中：h—任意点在不透水层基面以上的水深，m；h1、h2—上、下游水位在不透水层以上的水深，h1=5.79m，h1=0.99m；hr—计算处的化引水头，m。经计算得：闸室进口不透水层基面以上的水深为4.29m，相应水位为32.39m。2）侧向防渗措施老沙河河道边坡土层为粉砂层，渗透性较大，为防止两岸绕渗对闸室造成破坏，可在边墩后填土内增设一道C20素混凝土防渗刺墙，墙高4.3m，底宽1.5m，墙厚40cm，底板厚50cm，墙底高程为28.5105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告9m，墙顶高程为32.89m，每侧刺墙长15m。5.5主要建筑物稳定计算5.5.1闸室稳定计算（1）荷载计算a）结构自重（包括设备重量）b）水压力包括竖向和侧向水平水压力，竖向水压力由水体的自重产生。侧向水压力为静止水压力由公式计算。c）扬压力扬压力计算采用全截面直线分布法。（2）计算工况基本组合：1）完建工况；2）正常挡水工况：闸上游正常挡水位33.89m，下游无水；（3）荷载组合根据《水闸设计规范》SL265－2001来确定荷载组合。闸室按基本荷载组合进行计算。闸室稳定计算荷载组合表表5-2计算工况自重水重静水压力扬压力风浪压力风压力冰压力地震荷载基本组合完建工况√　　　　　　正常挡水位工况√√√√√√　　（4）闸室稳定计算105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告1）抗滑稳定安全计算抗滑稳定计算公式：式中：Kc－沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数；ΣG－作用在闸上全部竖向荷载；ΣH－作用在闸室上全部的水平荷载；f－闸室基底面与地基之间的摩擦系数，壤土f=0.28。2）闸室基底应力计算采用《水闸设计规范》SL265－2001公式计算，计算公式如下：式中：－闸室基底应力的最大值或最小值，kPa；ΣG－作用在闸室上的全部竖向荷载，kN；ΣM－作用在闸室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；A－闸室基底面的面积，m2；W－闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩，m3。计算结果见下表5—3。闸室稳定及地基应力成果表表5－3荷载组合计算工况水位（m）荷载（KN）弯距(KN/M)Kc基底应力(kN/m2)η上游下游∑G∑H∑M计算值允许值PmaxPmin允许值计算值允许值105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告基本组合Ⅰ完建情况14329.1102134.33--65.2155.411201.181.50正常挡水位工况33.8929.0917063.912778.41853.211.721.2573.7869.861201.061.50从上表计算可知，在各种荷载组合下闸室抗滑稳定安全系数及基地应力均满足规范要求。5.5.2闸室地基沉降计算土质地基最终沉降量可按下式计算式中：—土质地基最终沉降量，m；n—土质地基压缩层计算深度范围内的土层数；e1i—基础底面以下第i层土在平均自重应力作用下，由压缩曲线查得的相应孔隙比；e2i—基础底面以下第i层土在平均自重应力加平均附加应力作用下，由压缩曲线查得的相应孔隙比；hi—基础底面以下第i层土的厚度，m；m—地基沉降量修正系数，可以采用1.0~1.6（坚实地基取较小值，软土地基取较大值）。经计算得，闸室最大沉降量为5.2cm，《水闸设计规范》规定，天然土质地基上水闸地基最大沉降量不宜超过15cm，满足规范要求。5.5.3进出口挡墙稳定计算（1）计算工况：1）上游挡墙：105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告基本组合：①完建期②正常挡水：墙前正常蓄水位33.89m，墙后水位32.39m2）下游挡墙：基本组合：①完建期②墙前无水，墙后水位28.19m3）墙后填土主要为粉砂，容重20kN/m3，饱和内摩擦角为26°，粘聚力为0。（2）抗滑稳定计算计算公式：式中：Kc－计算的抗滑稳定安全系数；ΣG－分别为作用在挡土墙上除基底反力以外全部作用合力的垂直分量，kN；ΣH－分别为作用在挡土墙上全部作用合力的水平分量，kN；f－挡墙基底面与地基之间的摩擦系数，壤土f=0.28。（3）挡土墙抗倾稳定计算抗倾稳定按下式计算：式中：K0—计算的抗倾安全系数；ΣMV—对墙前趾的抗倾覆力矩（kN·m）；ΣMH—对墙前趾的倾覆力矩（kN·m）。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告（4）计算结果见下表挡墙稳定及地基应力成果表表5－4名称设计工况抗滑稳定安全系数抗倾稳定安全系数基底应力（Kpa）地基不均匀系数计算值允许值计算值允许值最大值最小值地基承载力计算值允许值Q1完建情况1.321.257.41.50132.63106.521201.252.00正常挡水2.481.2514.771.5098.5592.141201.072.00Q2完建情况1.311.257.041.50130.9193.591201.402.00正常挡水2.421.2512.321.5089.4386.331201.042.00Q4完建情况1.361.258.121.50128.06123.631201.042.00墙前无水1.261.257.711.50128.42113.471201.132.00Q5完建情况1.251.256.441.50124.0779.791201.562.00根据《水闸设计规范》SL265－2001可知：最大基底应力不大于地基允许承载力的1.2倍，结合以上计算结果看出：挡墙抗滑、抗倾稳定安全系数及地基应力均满足规范要求。5.5.4挡墙地基沉降计算土质地基最终沉降量可按下式计算式中：—土质地基最终沉降量，m；n—土质地基压缩层计算深度范围内的土层数；e1i—105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告基础底面以下第i层土在平均自重应力作用下，由压缩曲线查得的相应孔隙比；e2i—基础底面以下第i层土在平均自重应力加平均附加应力作用下，由压缩曲线查得的相应孔隙比；hi—基础底面以下第i层土的厚度，m；m—地基沉降量修正系数，可以采用1.0~1.6（坚实地基取较小值，软土地基取较大值）。经计算得，Q1挡墙最大沉降量为8.8cm，Q5挡墙最大沉降量为9.4cm，《水闸设计规范》规定，天然土质地基上水闸地基最大沉降量不宜超过15cm，满足规范要求。5.6管理房设计由于原小屯闸管理房年久失修，破坏严重，不能继续使用，本次设计重建管理房60m2。管理房位于小屯节制闸闸右岸，平面尺寸为14.9×4.7m。5.7原闸的处理措施由于原小屯闸现状存在边墩摩擦桩承载力不满足要求；闸室稳定不满足要求；防冲槽槽深不足，槽内抛石大部分已被冲走，达不到消能防冲效果；启闭机房出现纵向裂缝，无法使用；启闭设备老化等一系列问题，不能满足安全运行要求。拟建小屯闸建成后，建议将原闸闸墩及上部结构拆除，防止发生危险。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告5.8工程观测设计（1）观测项目小屯节制闸重建工程为3级建筑物，根据其运行要求、结构布置、地质条件及有关规程、规范，考虑以下观测项目：1）进出口水位观测；2）沉降观测和位移观测；3）扬压力观测。（2）观测设施布置观测设施布置包括：1）水位观测，拟在闸室进出口处设置水位标尺各一根；2）沉降观测和位移观测，拟在闸墩顶及挡墙顶布设沉降观测点，采用水准仪进行观测；3）扬压力观测，拟在闸室边墩、中墩分别设置测压管进行观测。（3）人工巡视在工程运行期间进行人工巡视检查，并做好检查记录，以备存档，发现问题及时进行处理；对重要问题及时向上级领导部门汇报，做到有问题及时解决，保证工程运行安全可靠。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告6电气及金属结构6.1电气设计6.1.1电气一次（1）用电负荷负荷种类包括：5孔工作闸门的启闭设备、启闭机房、管理房的照明设备、检修，并预留备用回路。（2）电气主接线本工程设S11—80KVA—10/0.4KV变压器1台，为减少投资，降低造价，既考虑保护主变设备，又确保人身安全，维护方便，按电力生产操作规程一般配置户外跌落式保险开关RW10—10F/50，做为主变压器的过负荷及短路保护设备。高压熔丝额定电流选择为50A。10KV高压线路采用架空敷设，长度约为400m，低压侧采用380/220V动力与照明公用中性点接地三相四线制系统。（3）主要供配电设备选择配电变压器：S11—80KVA—10/0.4KV动力照明配电箱：XL－21（4）电气设备布置变压器采用室外杆上安装型式，安装于闸附近适当位置，具体位置可根据现场实际情况进行确定，XL－21动力照明配电箱安装于启闭机机房内。（5）照明105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告房内只设置工作照明，照明电压220v。工作照明电源引自XL－21动力照明配电箱。照明灯具全部采用光效高、寿命长的直管荧光灯，荧光灯一律配电子镇流器(电容补偿)，以提高功率因数。（6）过电压保护与防雷接地房屋顶按规范要求设置防直击雷的避雷带。利用闸底板内三根>φ16结构主钢筋可靠焊接成基础接地网，并与边中墩、排架柱内三根>φ16结构主钢筋可靠焊接引上与启闭机平台接地网可靠焊接。为防范感应雷击波的侵入，确保高低电杆设备的安全，即在10KV输电线路末端(配电变压器的高压进线上)安装高压避雷器一组，型号为HY5WS—17/50型户外式高压式避雷器。本工程接地型式采用TN—C—S系统。所有电气设备金属外壳、电缆金属外皮、穿线钢管、进出建筑物的金属管路等均以最短的路径与接地网连接。低压电气设备接地与避雷接地共用一处接地装置，接地网的接地电阻不大于4Ω。6.1.2电气二次（1）测量按照电力部门要求装设计量装置，进线回路安装交流电流表、有功功率表。每孔闸门配闸门荷重测控仪、闸门开度检测仪，并应满足监测卷扬式启闭机的要求，如需转换设备则由闸门厂家配套提供。（2）控制本工程采用集中控制的方式。操作人员可以在XL－21动力照明配电箱上的仪表和按钮进行监控、操作。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告6.2金属结构（1）工作闸门及启闭机选择动水启闭闸门启闭力计算应包括以下内容:1）闭门力计算计算结果为“正”值时，需要加重（如加重块、水柱或机械下压力等）；计算结果为“负”值时，依靠自重可以关闭。2）启门力计算式中：—摩擦阻力安全系数，采用1.2；—计算闭门力用的闸门自重修正系数，采用1.1；—闸门自重，kN，计算闭门力时采用浮重；—作用在闸门上的水柱压力，kN；—加重块重量，kN；—上托力，kN；—下吸力，kN；—滑动轴承滚轮摩阻力，kN，=；R—滚轮半径，mm，R=300mm；r—滚轮轴半径，mm，r=75mm；—作用在闸门上的总水压力，kN；、—滑动摩擦系数,f1=0.25，f3=0.7；105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告—滚动摩擦力臂，mm，f=1mm；—止水摩阻力，kN，；—作用在止水上的压力，kN。经计算得：闭门力为：-3.23kN，启门力为：238.13kN。根据计算结果，启闭机选用QP2×125KN双吊点手电两用卷扬式启闭机。本次设计工作闸门采用直升式平面滚轮钢闸门，闸门尺寸为6×4.8m（宽×高），每扇闸门重8t，每孔埋件重3t。闸门主材为Q235B，埋件主材为Q235B。（2）检修工况由于老沙河为排沥渠道，汛期闸门开启，因此可利用汛期闸门开启时对闸门进行检修，本次设计不设检修闸门。（3）钢闸门及埋件的防腐设计钢闸门及埋件验收合格后，应用喷砂抛丸清除铁件表面油污、灰尘、铁锈、氧化皮及焊渣等，使之露出金属光泽，并具有适当的粗糙度（By=60~100μm），然后喷锌。喷锌镀层应力求均匀，总厚度为0.15mm，分两次施喷，最后用涂料封闭。喷锌封闭层的保护用漆：底层为干后80μm厚环氧富锌防锈底漆，中间层为干后100μm厚环氧云铁防锈漆，面层为干后80μm厚环氧沥青防锈漆。（4）闸门防冰冻设计《水利水电工程钢闸门设计规范》规定，闸门不得承受冰的静压力，为防止冰荷载对钢闸门的破坏，105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告寒冷地区的钢闸门在冬季运行时，必须采取防冰冻措施。因此，在钢闸门的设计中，必须配套进行钢闸门防冰冻设计。在冰冻期间，为了使钢闸门能正常工作，采用潜水泵法、开凿冰沟或其它方法，使闸门与冰层隔开。7消防设计7.1消防设计原则及主要依据7.1.1设计原则小屯节制闸重建工程消防设计应贯彻“预防为主，仿效结合”和确保重点，兼顾一般的原则。本工程引起火灾的主要部位是电气设备及电缆等。因此，应以上述设备为消防重点部位。考虑到火灾多为短时、突发性，消防设计应满足自救为主，外援为辅的要求。消防设备器材选择经消防检测部门检验合格的产品，且安全可靠，使用方便，技术先进，经济合理。7.1.2主要规程规范《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告7.2消防设施本工程的消防范围主要包括启闭机室、管理房、电缆等。对于上述消防范围内的建筑按消防设计规范的要求，确定其耐火等级与火灾危险性类别。配备手提式MFZL4型磷酸铵盐干粉灭火器等灭火器材。电缆全部采用难燃电缆或阻燃电缆，并采取防火涂料、防火堵料等防火措施。7.3防火管理本工程需作消防设计范的围主要是启闭机室、管理房及电缆等。现阶段各大型建筑物及附属建筑物的消防设备及材料的设计均是按照面积进行配置的。按照《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）的规定，划分了本工程各类建筑物、构筑物的火灾危险性类别、耐火等级和火灾危险等级。见表7-1。表7-1火灾危险性类别、耐火等级、火灾危险等级表建筑物名称耐火等级火灾危险性类型火灾危险等级启闭室三戊轻危险级7.3.1灭火器配置本工程的消防范围主要包括启闭机室、管理房等。根据《建筑灭火器配置设计规范》，启闭机室及管理房内各配置2只手提式MFZL4型磷酸铵盐干粉灭火器。7.3.2电缆消防105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告因电缆着火延燃造成的火灾事故，遍及整个启闭机室，往往造成重大经济损失，是消防设计的重点。电缆火灾发生的原因主要有三种情况。一是属于电缆本身的情况，如在过负荷及短路电流长时间作用下，电缆绝缘老化着火，电缆接头接触不良局部发热导致着火等；二是属于外部情况，如含油设备的漏油着火殃及电缆，意外失火等；三是属于电缆火灾扩大延燃的情况，如电缆贯穿墙壁、楼板孔洞未作封堵，多根电缆垂直敷设未采取防火措施等。需针对不同情况采取相应措施。本工程消防措施如下：（1）采用阻燃电缆阻燃电缆的主要特点是不易着火或着火后延燃仅局限在一定的范围内。（2）防火涂料防火涂料具有防止初起火灾和减缓火灾蔓延扩大的作用。故确定本工程电缆穿越墙壁和楼板的孔洞以及进出电气装置的出入口等处，均在一定范围内喷刷防火涂料。本工程选用膨胀型过氯乙烯防火涂料，其特点是：遇火膨胀生成致密的蜂窝状隔热层，有良好的隔热防火效果，并具有耐水、耐油和耐候性，且能调配成多种颜色。该涂料喷刷均可。（3）防火堵料采用防火堵料能有效的阻止电缆火灾沿孔洞向邻室蔓延。因此，在本工程中涉及管口，电缆穿越楼板、墙壁的孔洞和进出配电箱等的孔洞，均采用DFD—Ⅲ105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告防火堵料封堵严密。该堵料使用后不影响电缆载流能力并具有耐水、耐油、无毒、无气味，施工方便，更换、增减电缆容易，可重复使用的特点。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告8施工组织设计8.1施工条件8.1.1自然条件工程所在地多年平均气温13.0℃，其中最热月平均气温26.8℃，极端最高气温42.7℃，最冷月平均气温-2.8℃，极端最低气温-20.1℃；无霜期207天，平均初霜日10月25日左右，年均降雨量524.6mm，多集中在7～8月份，平均终霜日4月5日左右；年均气压1011.8hpa，室外相对湿度66%，冬季最大积雪度为29cm，夏季最大日降雨量245.9mm；年主导风向为东南—西北向，夏季多偏南风，冬季多偏北风，平均风速为3.1m/s，平均日照小时为2539.2h。8.1.2建筑材料来源施工所需石料从武安石料场购进，砂子从邢台沙河砂场购进，水泥、钢材、木材、汽油、柴油等均从*县当地购进。本工程开挖出来的土方全部用于回填，不够的土方外购。8.1.3施工用电、用水施工用电考虑与永久供电线路相结合，从永久供电线路上取用，施工用水及生活用水可从附近村庄内取水，在工地设临时储水池。8.1.4施工场地本工程位于106国道下游约50m处，闸址右岸地势平坦开阔，可布置砂石料场、混凝土105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告加工厂、钢材加工厂、木材加工厂、机械修配厂、水泥和建材仓库等。8.2施工导流本工程施工期安排在2013年9月初至次年6月底，施工安排在非汛期。非汛期降雨量较小，基本不产流。同时工程施工时可将原小屯节制闸闸门关闭。原小屯闸至新闸址区间内几乎不来水，为以防万一，本次施工时可挖一小排水沟将水导向下游。8.3工程施工8.3.1施工方案规划根据各单项工程的施工难易程度以及对工程总工期的影响，工程按照先主体，后附属的方式安排施工。主要工程施工顺序为基坑土方开挖，闸墩、闸底板、机架桥等混凝土工程，上游连接段及下游消能段混凝土及砌石等，可相机安排与主体工程同时施工。8.3.2土方工程（1）土方开挖建筑物土方开挖指闸室、挡墙及上下游连接段等工程的土方开挖。1）施工单位应根据设计图纸定出建筑物和渠道的轴线，并将开挖前实测地形和放样剖面图报送监理工程师复核，经批准后方可进行开挖。2）施工场地地表植被清理，必须延伸至最大开挖线或填筑坡脚线外侧至少1m。3）105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告土方开挖应从上到下分层分段依次进行，边坡坡度应适当留有修坡余量，人工修整后，应满足施工要求的坡度和平整度。冬季不允许边坡修整及其护面。4）对于不能马上进行建筑物施工的建基面上要预留不小于50cm的保护层，以免扰动原状土，建筑物施工前，再进行保护土层的开挖。5）在场地开挖和施工过程中，应做好临时性排水设施。6）土方开挖采用1m3挖掘机开挖，8t自卸汽车运输，开挖出的土方部分运至临时堆土场，以备回填用。（2）土方填筑1）土方回填前对各种建基面均要经过验收合格后才能填筑；对于混凝土建筑物周围的填土还要待混凝土的强度达到设计强度的70%且龄期超过7d后方可填筑。2）回填土根据工程区土层开挖料情况确定各建筑物填土材料，要求分层回填碾压夯实。3）进出口和闸室段土方回填选择开挖出的土料，用8t自卸汽车运输，74kw推土机分层平土，履带拖拉机压实，局部采用蛙式夯。8.3.3土方平衡土方平衡设计的目的是尽量利用开挖料，减少总挖填量，按照环保要求，选择堆料、弃料场地，合理调配。本工程开挖出来的土方全部用于回填，不够的土方外购。土方平衡表土方开挖（m3）土方回填（m3）外购土方（m3）105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告761518860146408.3.4砌石工程1）材料砌体石料采用块石，要求所选石料必须质地坚硬、新鲜、完整、无缝化、上下两面大致平整，无尖角。块石厚度一般为20～30cm，宽度、长度分别为厚度的1～1.5倍和1.5～3倍。砂的质量应符合有关规范的规定。砂浆采用的砂料为中粗砂。水泥品种和标号应满足要求，到货的水泥应按品种、标号、出厂日期分别堆存，受潮湿结块的水泥应禁止使用。2）砂浆强度等级浆砌石砌筑砂浆强度等级为M10，1:2水泥砂浆勾缝，砂浆中所用砂宜采用中砂或粗砂。砂浆的配合比应通过试验确定，当变更砂浆中的组成材料时其配合比应重新试验确定。3）块石砌筑及勾缝浆砌石施工采用胶轮车运石，搅拌机拌制砂浆，胶轮车运浆，人工砌筑。砌石为从坡脚开始，按照回填、压实、削坡、砌石的顺序进行，由下而上分层砌筑。砌石应采用铺浆法砌筑，砂浆稠度为30~50mm，当气温变化时，应适当调整。浆砌石勾缝采用平缝，勾缝嵌入砌缝内2cm。浆砌石外露面宜在砌筑后12~18h之内及时养护，经常保持湿润，养护期一般为14d。8.3.5混凝土工程施工混凝土采用1m3105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告搅拌机拌制，动力翻斗车运浆，插入式振捣器平仓振捣，分块浇筑。混凝土施工分块尺寸与建筑物的结构分块尺寸一致。混凝土浇筑完毕，表面用清洁的草帘覆盖，并洒水养护，在混凝土达设计要求强度后方可拆模。在混凝土施工中还应注意以下几点：1）严格按照设计图纸要求组织施工；2）严格按照配合比要求拌制混凝土，以满足设计强度及抗冻、抗渗要求；3）当日降雨量大于10mm时，若无防雨措施，停止施工；4）日平均气温低于5℃时或日最低气温在零下3℃以下时，应按低温季节施工。混凝土工程施工时，其建筑材料应符合以下要求：水泥：水泥品质应符合现行的国家标准及有关部颁标准的规定。本工程混凝土有抗冻要求，根据规范应优先选用硅酸盐水泥。运至工地的水泥，应有制造厂的品质试验报告；试验室必须进行复验，必要时还应进行化学分析。细骨料：细骨料的细度模数应在2.5~3.5范围内，砂料应质地坚硬、清洁，级配良好。天然砂料粒径分为两级，人工砂可不分级。砂料中有活性骨料时，必须进行专门试验。粗骨料：粗骨料的最大粒径不应超过钢筋净距的2/3及构件断面最小边长的1/4，素混凝土板厚的1/2。对少筋或无筋结构应选用较大的粗骨料粒径。施工中应严格控制各级骨料的超、逊径含量，以原孔筛检验，其控制标准：超径<5%，逊径<10%，105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告当以超逊径筛检验时，其控制标准：超径为零，逊径<2%。施工中粗骨料采用连续级配或间断级配应由试验确定，如采用间断级配，应注意混凝土运输中骨料的分离问题。粗骨料中含有活性骨料、黄锈等必须进行专门试验论证。8.3.6机电设备及金属结构安装机电设备与金属结构安装与各部位土建工程紧密结合，所有设备安装位置在混凝土施工时应预留孔洞或按设计要求安装埋件，待混凝土达到设计强度后开始安装，机电设备全部安装完成后应进行设备调试。大型闸门由加工厂分块运至安装现场，在门槽部位搭设拼装平台，进行组装，然后用汽车起重吊装，闸门吊入门槽后，应将门槽加盖封闭，防止杂物掉入，影响调试和运行。闸门底槛，主轨，反轨及侧轨的安装均通过二期混凝土埋设。安装前将门槽一期混凝土凿毛，将预埋插筋通过焊接等方法固定，最后浇筑门槽二期混凝土。8.3.7施工技术供应本次施工采用的施工机械主要为1m3单斗挖掘机、轮胎式装载机、74kw推土机、履带式拖拉机、2.8kw蛙式夯实机、1m3混凝土搅拌机、振捣器、TX150摊铺机、风水枪、5t载重汽车、8t自卸汽车、胶轮车、机动翻斗车、汽车起重机、灰浆搅拌机、水泵、钢筋弯曲机、20kw钢筋切断机、钢筋调直机等机械。8.4施工交通及施工总布置8.4.1施工交通（1）对外交通小屯节制闸重建工程位于*县老沙河上，106国道下游约50m处105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告，交通便利，施工材料及机械可以通过106国道运至施工现场。（2）场内交通场内主要施工道路沿河道右岸及闸室上下游布置，将生活区、施工工厂等连接起来。施工临时道路总长约0.5km，宽5m。8.4.2施工总布置施工工厂及生活设施等场地的布设，考虑到建筑材料的进场条件及管理等因素，水泥仓库、砂石料场及混凝土拌和站、钢筋加工厂、木材加工厂以及办公室生活及福利设施等均在右岸布置。8.5施工总进度根据规模确定施工总工期为10个月，2013年9月初至次年6月底，分为工程准备期、主体工程施工期和工程完建期三个阶段。工程准备期计划1个月完成，主体工程施工期计划8个月，完成土方开挖回填、混凝土工程、砌石工程和机电及金属结构安装工程，工程完建期计划1个月。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告9环境影响评价9.1设计原则与依据小屯闸重建工程环境保护设计主要是针对工程建设对其周边环境的不利影响进行，工程建设作为一个生态系统，应将工程建设和环境保护相结合，力求达到工程建设与周边社会经济、环境保护协调发展。本工程环境保护设计遵循如下原则：严格遵循国家有关环境保护法规，坚持集中处理与分散治理相结合的原则；突出重点、实用合理、可操作性强的原则；环境效益、社会效益相互协调的原则。环境保护设计依据：《中华人民共和国环境保护法》、《建设项目环境保护设计规定》、相关专业规程、规范及标准。9.2环境质量现状小屯节制闸位于*县境内老沙河上，原闸下游约6.5km，由于建筑物施工区地处农村，本地区以农业生产为主，产生污染的项目较少，该地区环境质量良好。9.3工程实施对环境的影响9.3.1施工期对环境的主要影响工程建设主要环境影响包括：工程基建期的施工及其弃渣转运过程中的风力扬尘；土方和混凝土搅拌施工过程中环境空气的影响；施工过程中105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告交通运输噪声以及建筑施工机械噪声。9.3.2环境影响综合评价与结论由于该工程规模不大，只是利用闸门的挡水作用，抬高了水位，不会对水的物理、化学性质造成影响，而在工程建设中，产生的少量污染物都可采取相应的治理和防治措施，不会对水质造成影响。工程开挖的剩余混凝土弃渣，在开挖、转运的过程中均采用湿式作业、喷雾洒水等措施抑制扬尘。此外，对于噪声源也采取了相应的措施，以降低对周围环境及操作人员的影响。本项目有利影响占主导地位，因此，本工程建设符合环境保护要求。9.4环境保护措施设计9.4.1废气、粉尘影响的保护设计工程施工期对参加施工的人员应采取相应的有效的劳动保护措施，提高保护能力，对从事受粉尘影响的工作人员，要配备劳动保护用品，减少粉尘影响，对可能产生粉尘的砂石料应给予覆盖或洒水。车辆运输的路面应保持清洁，防治扬尘发生，运输弃料时车辆应当用纱网覆盖车辆。9.4.2噪声影响的保护设计对噪声源进行治理，采用先进的施工技术，控制噪声传播，车辆通过居民点时要减速行使，禁止鸣笛。在噪声污染严重地区进行监测，为施工人员配备劳动保护用具。9.4.3工程占地对农业生产影响的保护设计施工后将临时占用的土地进行平整，恢复原地貌，对破坏的地貌和植被要采取临时水土保持措施，防止造成新的水土流失。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告9.4.4人群健康的影响保护设计在施工集中区，要加强卫生检疫工作，对介水传染病、虫媒传染病加强监测和上报工作，预防为主，防止传染病的流行，切实做到早预防、早发现、早隔离治疗。为了确保施工人员健康，要宣传卫生知识，提高自我保护能力，开展灭鼠、灭蚊、灭蝇工作，消灭虫媒的孳生场所，搞好计划免疫，减少和控制痢疾、肝炎的发生与流行。9.5环境管理和环境监测计划9.5.1环境管理建设单位、施工单位应共同承担施工期和运行期环境保护的职责和义务。建设单位要设专人，具体负责和落实从工程施工开始至项目投入运行的一系列环境管理工作，对施工期的环境保护工作进行监督和管理，负责到工程竣工并验收合格。工程监理单位应有专人对环保设施的建设进行监理。9.5.2环境监测从环境影响评价结果看工程施工对环境不利影响经采取措施后，可以相应减免，但是为了随时掌握施工期间环境质量状况，避免突发环境事故，并能在发现问题时，随时解决，要采取必要的监测措施。1）监测管理105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告该工程监测时段不长，不设立专门的监测机构。建议建设单位委托有资质的专业部门按照国家环保总局《环境监测技术规范》实施监测。建设单位负责监测数据的整理、归档和情况报告。监测项目主要有噪声监测、大气监测及人群健康监测。2）环境监测（1）噪声监测监测目的：掌握施工期各种施工机械、设备、运输车辆等固定或流动声源的噪声对外界环境的影响。对超标的噪声源采取必要的减震、隔声、消声等防治措施。监测项目：LAvq监测位置：噪声监测位置根据施工场地的布置情况，在施工场地靠近村庄的位置确定1个点。监测频次：分两个时段监测，即早7：00－晚20：00、晚21：00－早6：00各监测一次，分施工高峰期与非高峰期两阶段进行监测。（2）大气监测监测目的：掌握施工时基础开挖、场地清理产生的粉尘，水泥装卸、混凝土拌和时产生的固体颗粒物等废气对项目区大气环境的影响程度，以监控施工区大气环境质量，提出合理的施工作用方式。监测项目：TSP、CO、NO2监测位置：大气监测位置根据施工场地的布置情况，施工场地周边拟确定个2点。监测频次：施工高峰期进行1次监测。（3）人群健康监测105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告监测目的：掌握施工人员的病情和疫情，建立疫情报告制度，发现传染病时，除及时上报外，应立即采取相应措施，控制传染病在施工工区的发病率，对检疫结果可疑的高危人群，针对不同情况进行健康监测，保障施工人员的健康。监测项目：选择易造成流行的介水传染病为重点控制内容。主要是痢疾、甲型肝炎两项以及工区的环境卫生管理。监测要求：在施工人员进入工区前进行体检，发现有传染病的人员必须治愈后才能入工区施工，并对施工人员每月进行体检，发放预防药品。9.6环境保护投资概算根据本工程的特点，采取环境监测措施和环境保护临时措施，依据《水利水电环境保护设计概（估）算编制规定》计算，环境保护投资为3.49万元。其中环境监测费0.7万元，环境保护临时措施费1.22万元，独立费1.4万元，预备费0.17万元。投资概算见表9-1。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告环境保护投资概算表表9-1序号各级工程或费用名称单位数量单价（元）合计（元）第一部分环境监测措施70001环境空气质量监测点2100020002声环境质量监测点250010003卫生防疫人401004000第二部分环境保护临时措施122001环境空气质量控制3000粉尘防治措施项30002噪声防治2000噪声防护项20003固体废物处理1200垃圾箱个430012004人群健康保护4000（进场前后）施工区一次清理消毒项12000卫生防疫（灭鼠、灭蚊、灭蝇等）项120005其它临时措施2000一和二部分合计19200第三部分环境保护独立费用140001建设管理费6000环境管理经常费％3600环境保护设施竣工验收费项5000环境保护宣传及技术培训费％24002环境监理费项130003科研勘测设计咨询费项15000第四部分预备费1700基本预备费％51700总投资34900105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告10水土保持工程所在区域属平原区，在施工过程中会扰动地表、损坏植被、如不及时进行有效的防护治理，会对当地的水土资源及生态环境带来不利影响，因此，根据据《中华人民共和国水土保持法》及有关法律法规规定，做好工程的水土保持工作，并按照“三同时”制度认真实施各项措施，对保证节制闸安全运行，有效防治水土流失，具有十分重要的意义。10.1水土流失责任范围按照工程对周边水土保持生态环境影响特点，确定本项目水土保持方案的防治责任范围为项目建设区和直接影响区。（1）项目建设区项目建设区包括建筑物施工区、施工生产生活区、施工临时道路区及弃渣场等占地。根据节制闸重建工程的措施布设，项目建设区占地总面积为1.46hm2。其中建筑物施工区占地1.22hm2，施工生产生活区占地0.12hm2，施工临时道路区占地0.09hm2，弃渣场占地0.03hm2。（2）直接影响区直接影响区指项目建设占地范围以外，由于主体建设造成的水土流失对周边生态环境、地表植被等直接产生危害的区域。针对本次工程建设项目的特点，将下列范围确定为直接影响区。建筑物施工区对周边的影响区域，按外侧2m计；施工临时道路区建设过程中便道两侧影响的区域，按每侧1m计；施工生产生活区按周边2m105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告计，弃渣场对周边影响的区域，按弃渣场外侧2m计，该项目建设直接影响区总面积0.19hm2。综上所述，项目防治责任范围总面积为1.65hm2，以此作为水土流失的防治责任范围，布设水土保持措施。（见下表）。小屯闸重建工程防治责任范围表单位：hm2项目建设区面积影响范围直接影响区面积土地利用类型防治责任范围建筑物施工区1.22施工区外侧2m0.091.31施工生产生活区0.12周边按2m0.03荒地0.15施工临时道路区0.09每侧1m0.06荒地0.15弃渣场0.03弃渣场外侧2m0.01荒地0.04合计1.460.191.6510.2生产建设中可能造成的水土流失及其危害（1）对土地生产力的影响项目建设施工期中造成地表植被的破坏，若不及时恢复与治理，在水力、风力等外因力的作用下，加剧区域土壤侵蚀，水土流失将使较肥沃的地表土资源被冲走，区域土壤倾向贫瘠化、荒漠化，土地生产力降低。（2）对工程本身的影响水土流失将影响本工程的施工建设和运行，工程施工区产生的土方如不能及时有效地处理，流失的水土将进入施工现场，影响施工进度和生产期的安全运行，也对人员的人身安全构成威胁。（3）对生态环境的影响。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告项目在建设和生产期间都对项目区生态环境产生持续负面影响，工程建设破坏了原有地表植被，造成表土结构的扰动，导致土体抗蚀能力降低，土壤侵蚀量增加，加剧项目区水土流失。10.3水土保持措施设计10.3.1建筑物施工区该防治区中主体工程主要为小屯节制闸施工区部分。通过对主体工程设计中具有水土保持功能工程的分析与评价可知，该防治区中边坡的防护设计中均已考虑，本次主要预防保护措施。施工过程中尽量缩短施工周期，减少疏松地面的裸露时间，工程选择枯水期施工，施工完成后及时清整施工现场，弃渣及时运至弃渣场。10.3.2施工生产生活区该防治区根据主体设计安排，主要用于施工机械、仓库和施工人员生活等。本工程施工生产生活区占地面积为0.12hm2，场地周边做好施工排水，周边开挖临时排水沟50m，设计断面梯形，底宽0.3m，边坡1：1，沟外侧设挡土埂，挡土埂长度为50m，挡土埂顶宽0.3m，高0.3m，边坡1：1；施工结束后将区域进行迹地平整，对场地平整后，撒播草籽以恢复植被，避免土壤裸露，草种选择野牛草等，撒播草籽面积0.12hm2。10.3.3施工临时道路区本项目施工便道主要为进入各个施工点施工,场地内主要施工道路沿河道两岸布置，将生活区、施工工厂等连接起来。为防止雨水对路面的冲刷和影响，在施工道路单侧开挖临时排水沟，梯形断面，底宽0.3m，深0.3m105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告，边坡1：1，排水沟建设长度300m。为了防止路面扬尘，在干旱季节应定期洒水压尘，同时做好土方运输车辆顶棚遮盖。施工结束后，进行迹地平整，以恢复为植被，撒播草籽，按25kg/hm2，撒播草籽面积0.09hm2，草种选择野牛草等。10.3.4弃渣场工程产生混凝土弃渣，弃方为580.96m³，本次弃渣场一处，设在2km外，占地面积0.03hm2，设计弃渣高度2.0m左右，满足弃渣要求。弃渣场停止使用后，平整场地地面，整治面积0.03hm2。对弃渣场平整后，撒播草籽以恢复植被，避免地面土壤裸露，草种选择野牛草等，撒播草籽面积0.03hm2。10.4水土保持监测建设项目的水土保持监测是从保护水土资源和维护良好的生态环境出发，运用多种手段和方法，对新增水土流失的成因、数量、强度、影响范围和后果进行监测，是防治水土流失的一项基础性工作，是水土保持设计的重要组成部分。水土保持监测的目的在于及时掌握工程施工和运行期间各区域水土流失情况、水土保持措施落实情况及各项水土保持措施的效果，以便能及时发现问题，采取行之有效的措施，达到全面防治新增水土流失和改善生态环境之目的。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告10.5水土保持工程监理、管理10.5.1水土保持工程监理为执行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”制度，水土保持监理与主体工程监理一并进行，以便对项目施工的全过程进行全方位的监督，使工程始终处于严格的质量保证体系的控制下，直至项目完全通过国家及地方按照有关质量标准组织进行的竣工验收。监理人员在施工阶段主要的工作内容为：（1）施工进度控制：监理人员应严格按照水土保持工程施工进度进行控制，对工程施工有一个完善的进度计划，以保证水土保持工程在的预定的工期内竣工，保证工程的投资效益。（2）施工质量控制：监理人员按水土保持工程设计内容进行施工质量监督，并定期对其进行验收检查，以保证水土保持工程的施工质量和正常运行。（3）施工投资控制：监理人员应根据水土保持工程设计中的投资，对水土保持工程在施工过程中的资金使用情况进行全方位的控制，以保证水土保持工程资金的充分利用。10.5.2水土保持工程管理105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告根据《中华人民共和国水土保持法》，本工程水土保持由主体建设单位负责组织实施，保证各项水土保持设施与主体工程同步进行，同期完成（部分植物措施可适当延后），同时验收。在实施过程中由建设单位负责有序安排各项水土保持工作。同时在水土保持工程实施过程中一定要有地方水土保持部门的密切配合。县水土保持部门负责监督该工程水土保持措施的施工质量，参与和指导水土保持措施的实施和验收。10.6水土保持投资概算本工程水土保持措施总投资为3.4万元，其中工程措施投资0.22万元，植物措施投资0.12万元，临时措施投资0.29万元，独立费用2.6万元，基本预备费0.17万元。水土保持投资概算见下表。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告水土保持措施概算总表表10-1编号工程或费用名称单位数量单价（元）合计（元）第一部分工程措施2250一弃渣场4501土地整治m23001.5450二施工生产生活区18001土地整治m212001.51800第二部分植物措施1200一施工生产生活区6001撒播草籽m212000.5600二施工临时道路区4501撒播草籽m29000.5450三弃渣场1501撒播草籽m23000.5150第三部分临时措施2875一施工生产生活区5251排水沟（0.3m）m504.52252挡土埂m506300二施工临时道路区13501排水沟（0.3m）m3004.51350三其他临时工程1000第四部分独立费用26000一建设管理费8000工程管理费3000水土保持设施竣工验收费项15000二工程建设监理费项110000三勘测设计费5000四水土保持监测费3000一至四部分合计32325基本预备费5%1700五方案总投资34025105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告11工程管理设计11.1管理机构小屯节制闸建成后仍由原小屯闸管理所负责日常管理，管理人员为4人。根据国务院办公厅国发办[2002]45号《国务院办公厅转发国务院体改办关于水利厅工程管理体制改革实施意见的通知》和河北省政府办公厅冀政办[2003]32号转发的《河北省水利工程管理体制改革实施意见》*县小屯闸管理所定性为准公益事业单位。11.2管理经费根据水利部、财政部《水利工程管理单位定岗标准》和省市《关于实施水利工程管理体制改革的意见》按照精简高效，因事设岗的原则，测算小屯闸管理所工作岗位为18个，测算人员4人，测算小屯闸管理所基本支出33600元，测算小屯闸公益性部分维修养护费110000元。由于小屯节制闸闸所为准公益性事业单位，人员工资及维修养护经费全部由财政列支。11.3工程管理运用（1）水闸启闭制度为保护闸门及启闭机的完好，使不受磨损，并保证整个水闸工程的安全，在水闸的启闭过程中应遵守以下各项基本要求：105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告1）闸门启闭前必须先检查启闭机械是否正常，有无杂物障碍，闸门位置是否正确等，然后开始启闭。2）闸门开启应先开启中间1孔，首次开度为0.3m，而后对称、间隔地按同一开度，逐次开启两侧闸孔，直至全部闸门开至同一高度后，再按同样方法开启下一档开度，闭门时程序相反。3）闸门开启严禁一次开到顶，即使多孔闸全部闸孔能做到均匀齐步地打开，亦应如此。闸门开启的总历时不可过短，以免增大上下游落差，从而影响渠道或河道岸坡的稳定。4）水闸第一次过水时，闸门开度宜小一些，如发现闸门振动、水跃往返撞击闸门或其它水跃异常现象，可适当调整开度。5）闸门开度应避开不利位置，当大水位差、小开度e/H=0.1左右闸门最容易振动，打开度则易发生摇动，因此当开启闸门接近最大开度或关闭闸门接近闸底时要特别注意控制，降低速度并及时停止，防止损坏闸门和启闭设备。6）对闸门和电气设备应按规程进行操作，定期进行保养、检修，注意安全生产；对易锈和易损部件，要定期检查、除锈、防蚀，对损坏部件应及时更换。（2）水工建筑物的观测检查观测检查工作的主要任务是掌握建筑物的工作状态和工程变形情况，及时发现不正常现象，分析原因，以便采取必要的措施，并为保证工程的安全运用提供依据。该水闸的观测项目主要包括垂直位移观测、扬压力观测、105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告水位观测、伸缩缝观测和水流形态观测等。1）垂直位移观测：垂直位移观测应每年进行一次，当发生地震、超过设计水位，或超过设计水位差时，应适当增加测次。工作基点应每五年校测一次。2）扬压力观测：水闸蓄水后，每10天观测一次，如水位变化较大应增加测次，以测出扬压力过程线为准。观测时必须同时观测上、下游水位，并应注意观测渗透的滞后现象。测压管管口高程应按三等水准测量，要求每年校测一次。3）水位观测：在输水期间或闸上水深超过1.5m的蓄水期时，应进行水位观测。要求每日8时观测水位一次，每次动闸前后均应观测闸上下水位。当闸上水位变化较快时要增加观测次数，使得相邻两次观测的水位变幅在0.5m以内。4）伸缩缝观测：伸缩缝每月进行一次观测，观测时间宜选在气温较高和较低时进行。当出现历史最高水位、最大水位差、最高（低）气温或发现伸缩缝异常时，应增加测次。5）水流形态观测：当过闸水流流态异常，如发生旋涡回流或折冲水流对河床或堤岸造成冲刷威胁时，应进行水流形态的观测。水流形态观测的内容包括水流平面形态(即流向、波涡回流分布等)，水跃和水面线等项目，一般采用目测方法，水流形态的平面尺寸要求估测到0.5m，水面高程估测到0.1m。6）闸门及启闭机检测：闸门和启闭机安装完毕蓄水运行，105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告闸门承受水头达到或接近设计水头时，应进行第一次安全检测。如达不到设计水头则应在运行6年以内进行第一次安全检测。第一次安全检测后应每隔10年对闸门和启闭机进行一次定期安全检测。7）水闸除了经常进行观测检查以及时发现问题外，还应加强经常性的维护工作。11.4工程管理办法11.4.1管理原则根据其建筑物工程等别，划定工程管理区和工程保护区。管理区是指建筑物或有关设施所在地并予以适当扩大后的范围，该范围内土地为业主征得，其使用权属管理单位。工程保护区是指管理区外进一步扩展的范围，在该范围内的某些生产活动(如爆破采料、打井、开挖、建房等)或其它人为活动(如垂钓、放牧、砍伐、弃物、排污等)，有可能危及枢纽建筑物安全运行、妨碍工程正常管理，或造成其它有害(或不良)后果。保护区内土地原权属不变，任何单位或个人若征用保护区内土地或在保护区内进行生产、生活活动，必须征得管理处同意。根据实际情况，结合工程安全运行的要求，参考已建工程的运行经验，本工程管理区和保护区范围按下列原则确定：（1）本工程在老沙河上，该河道进行过确权划界工作，根据确权划界的管理范围和保护范围进行管理。（2）河道堤防近堤边坡和倾向渠系建筑物的边坡地段，为避免人类活动破坏边坡稳定条件，应划作管理或保护范围。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告（3）在确保本工程建筑物、渠系边坡等安全、正常运用要求的前提下,注意尽可能少占土地。11.4.2管理区范围建筑物：节制闸管理范围为建筑物边缘以外30m。11.4.3保护区范围工程保护范围：在工程管理范围以外50m。工程保护区内的土地不征用，但应根据工程管理要求和有关政策规定，制定保护范围的管理办法及措施。11.4.4工程管理运用要点要求确保建筑物正常发挥排水功能安全运行，保证建筑物安全的原则下进行科学管理，充分发挥综合利用效益。（1）应严格遵守工程调度运行规程。（2）工程各主要建筑物须严格按设计及操作规程运行。（3）对主要建筑物进行经常监测和定期检查，对检查出的隐患和问题，应结合检修规程和工程实际，及时维修，保证工程安全正常运行。（4）严格按部颁有关技术规程、规范和管理单位制定的管理办法，进行工程的全面监测，掌握和了解工程各部位的运行情况，并据监测资料分析，对工程安全作出评价，为工程安全运行管理提供科学依据。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告12安全与节能设计12.1节能设计依据节能设计主要依据的法律、法规及技术标准：（1）《中华人民共和国节约能源法》；（2）水利部水规计[2007]10号文《转发国家发展改革委关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作的通知》；（3）《中国节能技术政策大纲》；（4）《水闸设计规范》SL265-2001；（5）《堤防工程设计规范》GB50286-98。12.2节能设计原则105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告节能工作是一项长期的战略任务，也是当前的紧迫任务。根据《中国节能技术政策大纲》，节能设计应遵循“开发与节约并举、节约优先”和“节能与发展相互促进”的方针，优先采用节能型的施工工艺和高性能节能设备，提高能源利用效率和效益，减少对环境的影响。12.3节能设计12.3.1节能分析本工程主要工程项目为土建工程、建筑工程等。节能设计主要考虑：在设计中使用节能材料和设备，合理布局节约投资；在施工中采用合理安排工序，缩短工期和选用节能机械等节能措施。12.3.2节能分析根据工程特点及当地客观条件,确定节能措施如下：（1）建筑材料工程主要建筑材料为水泥、钢筋、石材等，水泥优先选用大型窑外分解新型干法窑生产工艺生产的产品，并尽量使用高标号水泥；钢筋、油料等选用符合国家相关标准的产品。（2）结构设计优化严格执行有关设计规范，进行多方案比较，选取经济合理的结构尺寸，节省投资、降低能源损耗核对环境的影响。（3）机电设备配电柜、节能灯等相应的电气设备：应尽量选取节能、高效的设备，电力传输选用合适的经济截面电缆、减少导线电能损失。（4）施工组织105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告从施工总部署、施工方案、施工机械设备选型及施工工期方面考虑节能设计。施工总部署：各种工厂尽量布置在对外公路附近；减少占用农田，布置力求紧凑。12.4安全设计安全设计包括安全防护设计和安全卫生设计。12.4.1安全防护设计安全管理要建立机构、落实人员、建立制度，并注重工程的度汛安全和工程建设中的安全。防洪影响工程实施后，对防护边坡较陡的河段汛期过水、蓄水时悬挂警示牌防止当地居民、游人不慎掉入河中，提醒居民、游人注意安全。12.4.2安全卫生设计安全卫生设计的主要内容为劳动安全与卫生设计，安全卫生设施必须符合国家规定的标准，安全卫生设施与主体工程同时施工、同时投入生产和使用。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告13设计概算13.1投资主要指标（1）本工程总投资为838.6万元，其中工程部分投资为831.74万元，新增水土保持工程投资为3.4万元，环境保护工程投资为3.49万元，以下为主体工程投资的编制说明（水土保持工程投资和环境保护工程投资详见水保环保章节）。（2）主要工程量为：土方开挖7615.38m3，土方回填18860.00m3，干砌石3540.38m3，浆砌石994.78m3，混凝土3524.86m3，模板3800.80m2，钢筋制安295.10t。（3）主要材料用量：水泥1367.18t，钢筋267.60t，木材4.24m3，柴油15.97t，汽油3.12t，砂子2351.94m3，块石5126.54m3，碎石4093.17m3。（4）工程总用工：115162.70工时。（5）工资标准:按六类地区计，工长为5.4元/工时，高级工为5.05元/工时，中级工为4.37元/工时，初级工为2.32元/工时。13.2编制依据13.2.1定额依据（1）水利部水总以（2002）116号文颁发的《水利建筑工程概算定额》及《水利工程施工机械台时费定额》；（2）河北省水利工程预算补充定额，编制概算时定额乘以1.03系数。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告13.2.2编制办法及费用标准（1）河北省水利厅以冀水规计字（2004）71号文颁布的《河北省水利水电工程设计概（估）编制补充规定》（以下简称《省规定》）；（2）水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》（以下简称《部规定》）。13.3投资概算编制说明13.3.1基础单价（1）人工预算单价本地区为六类工资地区，经计算，工长为5.4元/工时，高级工为5.05元/工时，中级工为4.37元/工时，初级工为2.32元/工时。（2）材料预算价格主要材料价格询到当地材料价格,次要材料价格参照邯郸市2012年第4期材料价格信息价。各材料预算价格详见材料预算价格汇总表。（3）电、风、水概算价格1）施工用电：参照当地类似工程施工电价为0.86元/度。2）施工用风：参照当地类似工程施工用风价格为0.15元/m3。3）施工用水：参照当地类似工程施工用水价格为1元/m3。13.3.2取费（1）其它直接费计算基础为直接费，建筑工程费率为3.5%，安装工程费率为4.2%。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告（2）现场经费：现场经费费率见下表：序号工程类别计算基础现场经费(%)一建筑工程1土方工程直接费42石方工程直接费63模板工程直接费64混凝土浇筑工程直接费65钻孔灌浆及锚固工程直接费76其它工程直接费5二机电、金属结构设备安装工程人工费45（3）间接费间接费费率见下表：序号工程类别计算基础间接费费率(%)一建筑工程1土方工程直接工程费42石方工程直接工程费63模板工程直接工程费64混凝土浇筑工程直接工程费45钻孔灌浆及锚固工程直接工程费76其它工程直接工程费5二机电、金属结构设备安装工程人工费50（4）企业（计划）利润:按直接工程费和间接费之和的7%计。（5）税金：本建设项目在县城镇之外，税金为3.22%。13.3.3建筑及施工临时工程临时工程包括施工交通工程、施工房屋建筑工程及其他施工临时工程。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告（1）施工临时道路：按工程量乘以单价计算；（2）施工房屋建筑工程:1）施工仓库:为100m2，按200元/m2计算；2）办公生活福利房屋：按建安工作量（不含价差）的2%计算。（3）其他临时工程，按建安工作量（不含价差）的3%计算。13.3.4独立费用（1）建设管理费1）项目建设管理费：建设单位开办费：改扩建不计列；建设单位建设单位人员经常费：按建安工作量（不含价差）的2%计算。工程管理经常费为建设单位开办费和建设单位人员经常费之和的35%。2）工程建设监理费：按发改价格（2007）670号文计算。（2）生产准备费备品备件购置费按占设备费的0.6%计算；（3）勘测设计费1）勘测费：收费标准依据国家发展计划委员会、建设部颁发的2002年工程勘察设计收费标准（计价格[2002]10号文）。2）设计费：收费标准依据国家发展计划委员会、建设部颁发的2002年工程勘察设计收费标准（计价格[2002]10号文）。13.3.5预备费基本预备费按一至五部分投资合计的5%计算。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告详见*县小屯节制闸重建工程概算报表。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告14经济评价14.1概述拟建小屯节制闸位于*县境内老沙河上，原闸下游约6.5km，控制排水面积1555.6km²，设计排水流量为178.5m3/s，设计蓄水深4.8m，设计蓄水位33.89m。小屯节制闸由上游防护段、闸室段和下游消能防冲段三大部分组成。全闸顺水流方向总长110m，其中上游防护段长35m，闸室段长11m，下游消能防冲段长64m。小屯节制闸重建工程实施后，可实现汛期排涝，汛后蓄水满足农业灌溉，回补地下水，缓解地下水资源危机。同时本项目实施有利于调节小气候，对优化生态环境和保证水资源可持续利用具有积极促进作用。14.2国民经济评价14.2.1评价依据及参数1）评价依据（1）2006年国家计委和建设部组织编制与修订的《建设项目经济评价方法与参数》以下简称《参数》）；（2）1994年水利部颁发的《水利建设项目经济评价规范》（以下简称《规范》）。2）参考依据105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告（1）水利部1998年发布的《已成防洪工程经济效益分析计算及评价规范》。3）计算参数（1）社会折现率小屯节制闸重建工程根据《规范》及《参数》要求，社会折现率选用8％进行评价。（2）计算期和折算基准年参照规范，防洪工程的正常运行期按30年计算，折算基准年定在建设期第一年年初，各项费用和效益均按年末发生折算。14.2.2估算投资费用国民经济评价中工程费用包括固定资产投资、年运行费和流动资金三部分。1）固定资产投资固定资产形成率按0.9计，调整后的固定资产投资为754.74万元。2）年运行费考虑到本项工程的特点并参照现有同类工程的运用情况，年运行费按调整前固定资产投资的2%计算，则年运行费为16.77万元。3）流动资金流动资金包括维持工程正常运行所需购买燃料、材料以及支付职工等的周转资金，按年运行费的10%计，则流动资金为1.7万元。14.2.3效益估算105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告1）防洪效益分析本次经济评价采用《规范》推荐的减免洪灾损失计算防洪效益，采用频率法计算多年平均防洪效益。防洪效益包含直接防洪效益和间接防洪效益，间接防洪效益按直接防洪效益的20%计列。2）多年平均效益分析多年平均效益按下式计算：式中：，Y——多年平均损失；，——分别表示不同洪水频率（%）；，——相应于造成，的洪水损失。由上式计算出本工程多年平均防洪效益为1560万元。3）新增农产品生产能力和产值小屯节制闸重建工程实施后，可新增灌溉面积1.2万亩，年增加灌溉效益为45万元。14.2.4经济评价指标根据《规范》，选用经济内部收益率、经济净现值、经济效益费用比等国民经济评价指标，评价各项工程项目的经济合理性。通过分析计算，该项目的经济内部收益率为8.57%，经济净现值为126.99105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告万元，经济效益费用比为1.13。14.2.5国民经济评价从国民经济评价指标可以看出，该项工程经济内部收益大于社会折现率，经济净现值大于0，经济效益比大于1.0，表明该项工程在经济上是合理可行的。14.3财务评价本工程属于社会公益性质的水利建设项目，根据《规范》规定，对于具有社会公益性质的防洪工程，因没有固定的财务收入，本次财务评价仅对维持工程项目正常运行需要由国家补贴的工程费用加以分析。工程建成后，将增加工程的维护管理费用，此项费用由财政列支，以维持工程正常运行。14.4社会效益和生态效益工程项目实施后可取得较好的社会效益和经济效益，对农业发展具有促进作用。工程实施后可有效的利用和调配区域水资源，减少本地区地表水的流失与地下水开采量，降低用水成本；同时有利于当地水环境的改善；并且可以回补地下水，改善水资源与环境状况，缓解地下水资源危机。本项目实施还有利于调节小气候，对优化生态环境和保证水资源可持续利用具有积极促进作用。105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告国民经济效益费用流量表单位：万元序号项目年份建设期运行期合计123456789-30311效益流量B097979797979797……9729101.1项目各项功能的效益052525252525252……5215601.1.1防洪效益52525252525252……5215601.2回收固定资产余值1.3回收流动资金1.4灌溉效益45454545454545……4513502费用流量C838.618.4718.4718.4718.4718.4718.4718.47……18.471392.72.1固定资产投资(含更新改造投资)838.6838.62.2流动资金1.71.71.71.71.71.71.7……1.7512.3年运行费16.7716.7716.7716.7716.7716.7716.77……16.77503.12.4项目间接费用3净效益流量-838.678.5378.5378.5378.5378.5378.5378.53……78.531517.34累计净效益流量-838.6-760.07-681.54-603.01-524.48-445.95-367.42-288.89……1517.310519.85　经济内部收益率：8.57%　经济净现值（is=8%)￥126.99万元　经济效益费用比(is=8%):1.13　　　　105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告105 老沙河小屯节制闸重建工程项目初步设计报告'