大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程初步设计报告

'大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程初步设计报告VI 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程目录前言1第一章综合说明21.11970年原工程概况21.21983年改建后的工程概况21.3工程存在的问题及水闸安全鉴定结论41.4水文71.5工程地质81.6工程任务和规模111.7工程布置及水工建筑物设计131.8金属结构及电气设计151.9建筑和消防设计171.10施工组织设计191.11工程占地201.12环境保护设计201.13水土保持设计201.14工程管理设计211.15工程概算221.16招标投标规划231.17节能设计231.18建议231.19工程特性表24第二章水文262.1流域概况262.2河道概况262.3河道运用情况292.4气象30VI 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程2.5水文基本资料302.6暴雨洪水特性312.7永定新河原设计泄流规模332.8永定新河现设计洪水组合332.9施工洪水34第三章工程地质363.1勘察情况363.2工程地质条件373.3岩土工程分析评价403.4结论43第四章工程任务及规模454.1概况454.2除险加固的必要性464.3工程任务与规模504.4主要设计指标56第五章工程布置及水工建筑物设计585.1设计依据及设计基本资料585.2原工程布置615.3存在的问题及结论625.4大张庄闸除险加固方案635.5永金引河分水闸除险加固方案695.6闸顶高程的确定705.7水力学及结构分析计算725.8混凝土防腐、防碳化设计935.9观测设计935.10主要工程量96第六章金属结构和电气设备97VI 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程6.1金属结构976.2电气一次1066.3电气二次109第七章建筑和消防设计1137.1建筑设计1137.2给排水设计1167.3电气设计1177.4采暖与空调117第八章施工组织设计1198.1施工条件1198.2施工导流1208.3主体工程施工方法1218.4施工交通运输1238.5施工设施1248.6施工总布置1248.7施工总进度1278.8施工技术供应127第九章工程占地1299.1工程占地范围1299.2工程占地调查及实物指标1299.3工程占地补偿投资130第十章环境保护设计13110.1设计依据13110.2环境影响综合评价13110.3环境保护设计13310.4环境管理与环境监测13510.5环境保护投资概算136VI 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程第十一章水土保持设计13811.1设计依据13811.2水土流失防治责任范围13811.3水土流失预测13911.4水土保持设计14211.5水土流失监测14311.6水土保持投资概算14311.7方案实施措施145第十二章工程管理设计14612.1工程管理现状14612.2设计依据14612.3管理任务14612.4建设期管理14612.5运行期管理14712.6工程管理运用15112.7工程运行费用153第十三章工程概算15413.1工程概况及总投资15413.2编制原则及依据15413.3概算表格157第十四章招标投标规划18214.1招标投标依据18214.2招标投标原则18214.3招标规模标准18214.4招标投标行政监督与管理部门18214.5招标组织形式18314.6招标方式183VI 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程14.7主要招标范围18314.8其他183第十五章节能设计18415.1节能的意义18415.2节能设计的依据18415.3工程能源消耗分析18515.4能耗指标、节能措施及节能效果评估185附件1天津市大张庄节制闸安全鉴定报告书（2009年4月14日）附件2天津市永金引河分水闸安全鉴定报告书（2009年4月14日）VI 前言大张庄节制闸坐落于天津市北辰区新引河入永定新河交汇处（桩号14+500），始建于1970年，原设计为钢筋混凝土底板，浆砌石闸墩，叠梁闸门板，原节制闸作用为泄洪、挡潮及蓄水。1983年因引滦输水的需要，对该闸进行了改建，改建后大张庄节制闸主要任务是汛期分泄新引河洪水及引滦输水调蓄。在多年的运行中，节制闸发挥了重要作用。但由于年久失修加之地震等多种因素的影响，工程存在着基础沉降、工程老化等诸多问题，影响工程的安全运行。2009年4月，天津市水务局组织专家对大张庄节制闸进行了安全鉴定，评定为三类闸，建议对其进行除险加固。永金引河分水闸位于大张庄节制闸南侧，始建于1971年，并于1983年进行改建。原闸任务是将新引河水引向永金引河，用于农田灌溉，并对金钟河泄水冲淤。鉴于该闸存在种种安全隐患，2009年4月天津市水务局组织专家对永金引河分水闸进行了安全鉴定，评定为四类闸，建议对其进行拆除重建。2011年5月，永定新河大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程勘察设计开标，我公司中标，承担天津市大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程初步设计工作，编制工程项目初步设计报告。2011年11月5日，天津市水务局组织专家对初步设计报告进行了评审。我公司根据专家意见进行修改完善，形成初步设计报告最终成果。注：除特别注明外，报告中高程系为85国家高程基准。 102 第一章综合说明1.11970年原工程概况1.1.1大张庄节制闸原工程概况大张庄节制闸（以下简称节制闸），坐落于**市北辰区新引河入永定新河14+500交汇处，始建于1970年。原节制闸作用为泄洪、挡潮及蓄水，设计洪水标准为50年一遇，水位4.84m（黄海标高，下同），泄量380m3/s；校核洪水标准100年一遇，水位5.38m，泄量480m3/s。原节制闸共42孔，单孔净宽3m，各孔闸门均为木叠梁式，共用一台移动式台车启闭。工程建成后，由于管理、维护不到位，闸下淤积严重，叠梁式闸门不能正常启闭，故必须改建。经引滦指挥部审查后，以1982滦指规字183号文批复，同意大张庄节制闸改建。1.1.2永金引河分水闸原工程概况永金引河分水闸，坐落于**市北辰区永定新引河入永定新河处大张庄节制闸右侧，始建于1971年，并于1983年进行改建。主要任务是将新引河水引向永金引河，用于农田灌溉，并对金钟河泄水冲淤。原分水闸共9孔，每孔净宽3m，净高3.7m，过水面积为99.9m2。闸底板高程－1.30m，闸下设消力池，池长10m，池底高程为-1.8m，池顶高程为-1.3m；闸墩均为厚0.70m的浆砌石。原各孔闸门均为木闸门，闸门采用LQ-10型电动螺杆启闭机，单吊点启闭，启门力10吨，闭门力3.5吨。永金引河分水闸工程等别为Ⅲ等，主要建筑物级别为3级。该闸原设计闸上水位3.00m(黄海标高，下同)，闸下水位2.77m，泄水量为200m3/s。1.21983年改建后的工程概况1.2.1大张庄节制闸改建后的工程概况改建设计过程中，清淤检查发现旧闸底板及消力池混凝土质量尚好，可以保留使用，故决定只在旧闸上游另建新闸室。为了新旧闸底板很好衔接，将新闸深槽孔底板提高0.20m，高程-1.10m。新闸改用整体式闸门。102 引滦入津输水工程选定的大张庄至海河间的输水量为30m3/s，大张庄闸前相应水位2.20m，图纸中标注为2.30m，因为经联测，大张庄旧闸水准点高程较引滦输水工程新用高程低0.1m，改建设计为与旧闸高程取得一致，仍采用旧闸水准点高程，相应各设计高程均提高0.1m。节制闸基础采用钢筋混凝土灌注桩，分离式底板。新闸为13孔，墩顶高程5.80m。闸室长12m（滩地孔10m），其中深槽3孔，单孔净宽8.90m，闸底板高程-1.10m；阶梯孔2孔，单孔净宽9.00m，闸墩厚1.60m，底板高程0.30m；滩地孔8孔，单孔净宽9.00m，底板高程1.80m，闸墩厚1.20m。左右岸均设死闸孔与护坡相接。闸室上游新做防渗板及护底，下游与旧闸底板相连接，利用旧闸消力池及护砌防冲，新闸上游设交通桥，下游设便桥，交通桥梁底高程5.43m，桥面顶高程6.84m。闸室设工作门槽一道，各孔门顶高程均为3.60m，深槽孔门高4.70m，阶梯孔门高3.30m，滩地孔门高1.80m。工作闸门采用直升式平板钢闸门，油压启闭机操作。上下游各设检修门槽一道，每道设两片检修钢闸门，每片高2.00m，共4.00m，各孔通用，油压启闭机操作。检修门采用移动式2×5吨电动葫芦启闭，电动葫芦轨道设在闸墩顶排架上。检修门不用时锁定在最右边的两个滩地孔中。为降低渗透压力，深槽孔闸室上游设防渗板和护坡，长10m，上接浆砌石护底及护坡，长15m。滩地孔因水头小，未设防渗板。左岸在滩地死闸孔段旧护坡上做30cm厚的混凝土护坡，长10m，其上游再做浆砌石护坡，长14m，边坡约为1:4。右岸堤坡除闸室10m段为混凝土护坡外，其他均为浆砌石护坡，长约101m，坡比1:3。原节制闸设计标准为50年一遇洪水，校核标准为100年一遇，相应水位分别为4.84m、5.38m，泄量为380m3/s和480m3/s。改建后设计洪水和校核洪水标准不变，仍为50年一遇和100年一遇，设计校核洪水流量不变，但闸上设计洪水位为4.86m；闸上校核洪水位5.43m。1.1.1永金引河分水闸改建后的工程概况为确保永金引河分水闸的安全运行，曾对该闸进行过一些改建加固：（1）1983年对该闸进行了改建。102 （2）1995年对该闸进行改建，并于汛后基本完成土建部分。启闭机进行了维修，对闸门进行了刷漆防锈。1）上游护坡新做15cm厚200#混凝土防渗层，原翼墙内侧新做30cm厚200#混凝土护面，上游护底上新做10cm厚200#混凝土。2）原闸底板凿除20cm后重新浇筑混凝土，原盖板箱涵结构改建为整体式箱涵结构，每孔净宽由3m变为2.4m，两侧各加30cm厚衬砌。3）消力池混凝土底板凿除10cm后用200#混凝土重新修复，另新加消力坎。（3）2008年由于钢闸门锈蚀损毁严重，对9扇钢闸门更换为铸铁闸门。1.1工程存在的问题及水闸安全鉴定结论1.1.1工程存在的问题1.1.1.1大张庄节制闸存在的问题节制闸经过多年运用，发挥了重要作用。但由于多年运用加之地震等多种因素的影响，工程存在着基础沉降、工程老化等诸多问题，影响工程的安全运行。（1）闸门锈蚀严重，安全可靠性差。检修门槽尺寸不一，不能正常维修。闸门表面涂层多已老化失效，闸门整体锈蚀较重；主轮及侧导轮锈蚀严重，且脱离轨道或转动不灵活；止水橡胶皮老化、龟裂和破损，止水装置锈蚀，局部损伤、变形；门槽埋件出现裂纹缺陷。（2）启闭机设备老化。部分设备机件磨损老化，启闭机为早期型号，现已是淘汰产品，更换备件无处购置，需找厂家订做，费用高、耗时长，维修困难。（3）混凝土碳化严重，钢筋裸漏、锈蚀。闸墩及桥面板两侧均有不同程度的混凝土剥落，钢筋裸露现象，碳化较为严重。桥面板中间有严重的裂缝，分缝处裂缝开裂较宽。桥面与两岸连接段有明显沉降。桥墩与底板混凝土连接部位出现不同程度的混凝土剥离，石子裸露，尤其是阶梯孔、深槽孔位置处的交通桥墩。（4）机架桥排架柱质量差，顶部施工缝处、排架柱下游侧及与闸墩连接部位均有不同程度的混凝土剥落和钢筋裸露现象。1.1.1.2永金引河分水闸存在的问题（1）机架桥102 机架桥混凝土老化、破坏严重，多处机架桥柱发现混凝土剥落、严重露筋情况，钢筋锈蚀严重；桥面板有大面积混凝土脱落情况，机架桥主梁和翼缘混凝土出现多处多角度裂缝。此外，机架桥结构存在不均匀位移，导致门柱上部混凝土内的预埋件发生严重变形，有的已经断裂错位，最大错位量约为10mm。（2）闸墩闸墩处混凝土碳化和开裂现象较为严重，存在混凝土脱落现象，表面不平整，有较多裂缝。（3）护坡、翼墙该闸上下游护坡为浆砌石护坡，部分塌陷、裂缝、隆起，影响该闸的正常使用。两岸翼墙以及下游出口挡墙、侧墙处混凝土外观质量较差，存在蜂窝麻面及露筋情况，有大量的裂缝。两岸河槽局部种植农作物，妨碍汛期过流。（4）观测设施永金引河分水闸的观测设施在改建过程中均已损毁。（5）启闭设施该闸共9孔，采用9台电动螺杆启闭机。启闭机使用时间长，设备机件磨损老化。有个别启闭机螺杆断裂或启闭机损坏，无法工作。启闭机露天放置，设备长期经受风吹日晒，表面部件锈蚀严重。启闭机固定在机架桥上，机架桥面砼严重剥落，威胁启闭机安全。（6）电气设备采用电动螺杆式启闭机，启闭机控制室设在机架桥中间，露天布置，条件简陋。1.1.1水闸安全鉴定结论1.1.1.1大张庄节制闸安全鉴定结论2009年4月，**市水务局组织专家对大张庄节制闸进行了安全鉴定，针对该闸存在的问题，根据现场混凝土质量检测成果及复核计算的初步结论，按照《水闸安全鉴定规定》（SL214－98）中的有关规定，鉴定结论为三类闸。其安全鉴定的结论意见如下：（1）闸顶高程不满足规范要求，闸门挡水高度不够。（2）在设计工况条件下考虑淤积，闸室泄流能力不满足要求。（3）消力池池长以及海漫长度不满足要求。102 （4）铺盖失效时，各闸孔出口段和水平段，在正向挡水和反向挡水工况下均能满足渗透要求。（5）桩基水平承载力不够，桩基水平位移大于5mm。（6）通过结构复核计算，闸墩配筋不满足规范要求。（7）闸门锈蚀严重，安全可靠性差。检修门槽尺寸不一，不能正常维修。闸门表面涂层多已老化、薄弱、失效，闸门整体锈蚀较重；主轮及侧导轮锈蚀严重，且脱离轨道或转动不灵活；止水橡胶老化、龟裂和破损，止水装置锈蚀，局部损伤、变形；门槽埋件出现裂纹缺陷。（8）部分设备机件磨损老化，启闭机为早期型号已为淘汰产品，更换备件无处购置，维修困难。（9）混凝土碳化严重，钢筋锈蚀，交通桥、机架桥安全可靠性差，均有不同程度的混凝土剥落，钢筋裸露现象。鉴于大张庄节制闸工程的重要性和目前存在的严重质量问题，为保证工程安全，应尽快对该闸进行除险加固，消除安全隐患，防止汛期造成洪水危害，充分发挥工程效益。1.1.1.1永金引河分水闸安全鉴定结论2009年4月，**市水务局组织专家对永金引河分水闸进行了安全鉴定，针对该闸存在的问题，根据现场混凝土质量检测成果及复核计算的初步结论，按照《水闸安全鉴定规定》（SL214－98）中的有关规定，鉴定结论为四类闸。其安全鉴定的结论意见如下：（1）闸顶高程满足现行规范要求。（2）过流能力：在设计洪水工况条件下，闸室泄流能力不满足要求。（3）消能防冲：分水闸现状的消力池池深、消力池长度、消力池厚度和海漫长度均不满足要求。（4）渗流稳定：铺盖失效时，各闸孔水平段在最高挡水工况下不满足渗透要求，正常挡水工况下满足要求；出口段在正常挡水和最高挡水工况下均满足渗透要求。（5）闸室稳定：在挡设计洪水、挡校核洪水、地震工况下，抗滑稳定安全系数和最大基底应力满足设计要求，基底应力最大值与最小值比值在允许范围内。102 （6）闸门：永金引河分水闸闸门为平板钢闸门。闸门表面外观良好，涂层完整但厚度不均匀，纵梁内侧无涂层，有锈蚀现象，个别闸门局部有小面积锈蚀，尚不影响正常使用。个别闸墩有混凝土老化剥落现象。（7）启闭机：部分设备机件磨损老化，启闭螺杆锈蚀、断裂，且启闭机为早期型号现已淘汰产品，更换备件无处购置，造成维修困难。鉴于永金引河分水闸工程的重要性和目前存在的严重质量问题，为保证工程安全，应尽快对该闸进行拆除重建，从而消除安全隐患，防止汛期造成洪水危害，同时在非汛期充分发挥工程应有的效益，为当地经济发展创造条件。1.1水文1.1.1流域概况大张庄节制闸位于**市北辰区新引河入永定新河14+500交汇处。永金引河分水闸坐落于大张庄节制闸右侧，新引河入永金引河处。永定河系是海河流域七大水系之一，位于东经112°～117°45’、北纬39°～41°20’，介于潮白、北运与大清、子牙河水系之间，由永定河、永定新河组成。流域面积47016km2，其中山区面积45063km2，占95.8%，平原面积1953km2，占4.2%。永定河全长747km，流经内蒙古、山西、河北、北京、**五省、市、自治区的43个县市。永定河上游有桑干河、洋河两大支流。桑干河源于山西省宁武县，经大同、阳原盆地，石匣里峡。洋河源于内蒙古兴和县。两河在怀来县朱官屯汇合后称永定河。在官厅附近纳入妫水河后进入官厅山峡，于三家店出山峡，进入平原后两岸由堤防束水，在梁各庄进入永定河泛区，有天堂河、龙河纳入，经泛区调蓄后至屈家店与北运河汇合，部分洪水由北运河入海河，大部分洪水由永定新河于北塘入海。1.1.2气象据北辰区气象局资料统计，北辰区气候特点为四季分明，冬夏季长，春秋季短。春季干旱多风，冷暖多变；夏季高温湿重，降水集中；秋季天高云淡，冷暖适中；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。年降水量572.4毫米，降水日数66天。降水随季节的变化十分明显。夏季降水418.3毫米，占全年降水量的73.1%，冬春季降水分别占2.1%和11.1%。降水年际变化大，最多年可达926.3毫米（1977年），最少年仅有214.8毫米，相差4.3倍。年际降水量起伏大，是造成干旱与洪涝的主要原因。平均气温12.1℃，最冷月1月份气温-4.4℃，最热月7月份气温26.2℃，年较差30.6℃。全年气温分布为冬季冷、夏季热、秋季适中、春季升温迅速。年极端最高气温40.4℃102 ，年极端最低气温-22.7℃。1.1.1洪水永定河下游控制水文站为三家店站。永定新河是人工开挖河道，沿河汇入的河流和排水河道都有闸门控制，各闸均有水文观测资料。屈家店下泄及沿河汇入的径流量已完全由人工控制，闸门是按上游来水等情况灵活运用。永定河下游防洪标准采用100年一遇，官厅水库遇100年一遇及以下洪水，控制下泄流量不超过600m3/s，官厅水库下泄洪水与官厅山峡100年一遇洪水组合后流量为6230m3/s。三家店至卢沟桥段河道设计泄量6230m3/s，至卢沟桥枢纽，由卢沟桥拦河闸控泄2500m3/s，其余洪水经小清河分洪闸入大宁水库和滞洪水库，经水库调蓄，大宁水库控制下泄214m3/s入小清河。滞洪水库蓄纳洪水待干流洪峰过后下泄，出库流量与河道流量组合后，不超过永定河允许泄量。卢沟桥至梁各庄段河道设计泄量2500m3/s，下泄洪水经泛区调蓄，并纳天堂河、龙河涝水，至屈家店最大流量1800m3/s，其中北运河下泄400m3/s经海河干流入海，永定新河承泄1400m3/s于北塘入海。永定新河屈家店至大张庄段设计洪水安排1400m3/s。1.1.2施工洪水大张庄闸下施工水位，由永定新河各支流汇入口处永定新河以上的来水，即屈家店闸、北京排污河、潮白新河、永定新河河口处10~5月非汛期的洪峰流量推导得出大张庄闸永定新河侧水位0.92m。金钟河防潮闸建成后，永金引河水位即与金钟河水位齐平，永金引河分水闸闸下施工水位采用金钟河最高蓄水位0.84m。大张庄节制闸及永金引河分水闸新引河侧水位取引滦常水位2.2m。1.2工程地质1.2.1勘察概况本除险加固工程初步设计阶段工程地质勘察于2009年6月完成。具体勘探方法有：①收集有关工程地质资料，实地踏勘场地现状；②钻探。本次勘察共布置7个钻孔，孔深20～25m。钻探采用DPP-200型钻机，回转钻进，开孔直径150mm，终孔直径110mm，取样间距1.0～2.0m。标准贯入试验采用自动脱钩、自动落锤，锤重102 63.5kg；室内土工试验按GB/T50123-1999标准进行常规物理力学试验、颗粒分析试验、固结快剪试验、压缩试验、渗透试验和水质分析试验。场地高程系统采用国家85高程系统。总进尺150.00m，取原状样90件，取扰动样31件，标贯试验30次。1.1.1地层岩性本场区勘察深度25m范围内，地基土自上而下分为如下7层。①层人工填土（Qml）：黄褐色，稍湿，以粉质粘土为主，含苇根，局部含少量水泥块和红砖头，2#和5#孔表层50cm为砌石。厚度0.80～1.80m，平均1.28m；层底标高-0.94～0.11m，平均-0.42m；层底埋深0.80～1.80m，平均1.28m。②层壤土：灰褐色，软塑，中压缩性，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，含有机质、螺壳碎片、姜石和云母，见绣染。厚度2.70～4.00m，平均3.28m；层底标高-4.14～-3.03m，平均-3.70m；层底埋深4.00～5.20m，平均4.57m。③层砂壤土：灰色，湿，稍密，摇震反应中等，无光泽反应，低干强度，低韧性，含有机质、螺壳碎片和云母。厚度1.60～3.80m，平均2.41m；层底标高-6.14～-5.22m，平均-5.79m；层底埋深3.80～7.60m，平均6.33m。④层细砂：灰色，饱和，稍密，以石英、长石为主，含有机质、螺壳碎片和云母，砂质均匀，级配不良。厚度3.50～4.80m，平均4.07m；层底标高-10.84～-9.22m，平均-9.86m；层底埋深7.80～11.40m，平均10.40m。⑤层壤土：灰色，软塑，中压缩性-高压缩性，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，含有机质，见绣染，局部夹砂壤土薄层。厚度3.10～4.40m，平均3.91m；层底标高-14.34～-13.19m，平均-13.77m；层底埋深12.20～15.40m，平均14.31m。⑥层壤土：黄褐色，可塑，中压缩性，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，含有机质、姜石，见绣染，局部夹砂壤土薄层。厚度9.00～9.00m，平均9.00m；层底标高-23.34～-23.34m，平均-23.34m；层底埋深23.20～23.20m，平均23.20m。⑦层细砂：黄褐色，饱和，密实，以石英、长石为主，含云母，砂质均匀，级配不良。该层未穿透。1.1.2岩土物理力学性质①层素填土（Q4ml）。②层壤土（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：含水率W＝29.2％，重度γ＝18.8kN/m3，孔隙比e＝0.821，塑性指数Ip＝12.0，液性指数IL＝0.96，压缩模量Es＝5.17MPa，内聚力c＝32kPa，内摩擦角φ＝14.3°。102 ③层砂壤土（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：含水率W＝31.4％，重度γ＝18.0kN/m3，孔隙比e＝0.917，塑性指数Ip＝6.0，液性指数IL＝1.55，压缩模量Es＝6.00MPa，内聚力c＝12kPa，内摩擦角φ＝26.5度。④层细砂（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：标贯实测击数N=22.0。⑤层壤土（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：含水率W＝26.6％，重度γ＝19.3kN/m3，孔隙比e＝0.748，塑性指数Ip＝12.0，液性指数IL＝0.79，压缩模量Es＝4.43Mpa，内聚力c＝30kPa，内摩擦角φ＝10.3度。⑥层壤土（Q4al+pl），土工试验指标平均值如下：含水率W＝23.7％，重度γ＝19.7kN/m3，孔隙比e＝0.667，塑性指数Ip＝10.9，液性指数IL＝0.70，压缩模量Es＝5.06MPa，内聚力c＝34kPa，内摩擦角φ＝11.0度。⑦层细砂（Q4al+pl），土工试验指标平均值如下：标贯实测击数N=43.0。1.1.1水文地质该场地浅层地下水属孔隙型潜水，地下水受大气降水及上游河水补给影响。勘察期间测得稳定水位埋深为0.90m～1.00m，水位标高为0.19m～0.51m。依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录L环境水腐蚀性评价，地下水对混凝土具碳酸型弱腐蚀性，地表水对混凝土具硫酸盐型中等腐蚀性；地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性、地表水对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性，地表水对钢结构具中等腐蚀性。1.1.2渗透变形评价闸基础座落于②层壤土上，其下部为③层砂壤土，闸基底板进行抗渗稳定验算时，建议允许渗流比降水平段、出口段②层壤土层分别为0.30和0.55；③层砂壤土分别为0.20和0.45。1.1.3结语（1）工程区为近代沉积，属海河冲积平原，场区地形平坦；地面高程-1.42～1.52m之间，相对高差2.94m。（2）勘探深度范围内，揭露地层均为第四系（Q）松散堆积物。分为人工填土层（Qml）、第四系全新统第Ⅰ陆相层（Q43al）、第四系全新统海陆交互相层（Q42mc）和第四系全新统第Ⅱ陆相层（Q41al）。（3）本场区地地震动峰值加速度为0.15g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。102 设计地震分组为第二组，本区为中软场地，场地类别为Ⅲ类，地震动反应谱特征周期调整为0.55s。（4）通过现场标准贯入锤击数法进行复判，④层细砂有2个点液化，液化指数0.50～0.53，属轻微液化，可不进行处理。（5）工程区地下水对混凝土具碳酸型弱腐蚀性，地表水对混凝土具硫酸盐型中等腐蚀性；地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性、地表水对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性，地表水对钢结构具中等腐蚀性。（6）由于土质存在不均匀性、建基高程不同及上覆荷载的差异性，因此存在不均匀沉降问题。（7）闸基底板进行抗渗稳定验算时，建议允许渗流比降水平段、出口段②层壤土层分别为0.30和0.55；③层砂壤土分别为0.20和0.45。（8）大张庄节制闸及永金引河分水闸除险加固工程，基础座落于②层壤土层上。进行抗滑稳定验算时，地基土与混凝土底板之间的摩擦系数地质建议值取0.25。（9）工程区最大冻土深度为0.60m。冬季施工应采取防冻害措施。（10）各闸基均建基于②层壤土上，在荷载及变形满足要求的情况下可采用天然地基。若闸基承载力和沉降变形不满足要求时，建议采用桩基础。桩型可采用混凝土预制桩或钻孔灌注桩，可考虑选用⑦层细砂层作为桩端持力层。1.1工程任务和规模1.1.1工程任务1.1.1.1大张庄节制闸经安全鉴定，现大张庄闸为三类水闸，其运用指标无法达到设计标准，工程存在严重安全问题，需除险加固。大张庄节制闸承担汛期分泄新引河洪水、引滦及引黄输水调蓄、景观蓄水等各项功能。因此，本次工程任务是对大张庄闸进行除险加固设计，满足其综合利用的要求，加强工程管理，充分发挥大张庄闸的综合效益。1.1.1.2永金引河分水闸102 经安全鉴定，现永金引河分水闸为四类水闸，其运用指标无法达到设计标准，工程存在严重安全问题，需拆除重建。永金引河分水闸主要承担新引河与永金引河之间的水系连通、引滦及引黄输水调蓄、景观蓄水等功能。因此，本次工程任务是对永金引河分水闸进行拆除重建，满足其功能要求，加强工程管理，充分发挥永金引河分水闸的综合效益。1.1.1工程规模1.1.1.1大张庄节制闸依据2008年国务院批复的《海河流域防洪规划》，永定新河防洪标准由原50年一遇提高到100年一遇，相应大张庄节制闸防洪标准由50年一遇提高到100年一遇。根据《永定新河治理二期可行性研究报告》，永定新河防洪标准由50年一遇提高至100年一遇，但屈家店枢纽以下承泄设计洪水流量并没有提高，仍为1400m3/s。而永定新河在大张庄以上的北河（永定新河）及南河（新引河）的过流能力分别为1020m3/s和380m3/s。故大张庄节制闸设计流量仍保持380m3/s。永定河遇200年一遇超标准洪水，为确保北京中心城区安全，由永定新河强迫行洪1800m3/s。其中南河（新引河）和北河（永定新河）的过流能力分别为480m3/s和1320m3/s。故超标准洪水工况，大张庄节制闸校核行洪为480m3/s。新引河进洪闸设计流量380m3/s，校核流量480m3/s。永定新河洪水通过新引河进洪闸进入新引河，再通过新引河末端的大张庄节制闸重新汇入永定新河，为保证泄洪能力，大张庄节制闸过流不应小于新引河进洪闸的过流能力。综上所述，本次大张庄节制闸除险加固采用设计流量380m3/s，校核流量480m3/s。根据工程任务即规模，确定特征水位：设计行洪：闸上（新引河侧）设计水位4.89m，闸下（永定新河侧）设计水位4.84m。校核行洪：闸上（新引河侧）设计水位5.46m，闸下（永定新河侧）设计水位5.41m。正向挡水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永定新河侧）设计水位0.0m。反向挡水：闸上（新引河侧）设计水位1.0m，闸下（永定新河侧）设计水位3.61m。检修：上游（新引河侧）检修水位2.2m，下游（永定新河侧）检修水位1.0m。102 1.1.1.1永金引河分水闸原永金引河分水闸的作用是灌溉、冲淤，设计流量是200m3/s。根据实际运用情况，如今永金引河分水闸主要作用即连通新引河和金钟河，并同时承担引滦、引黄输水调蓄的任务，同时为今后利用金钟河进行输水调水提供了可能的备用通道。为保证**市的供水，引滦入津及引黄入津工程均处于非常重要的地位，新引河在引滦、引黄的输水线路上担任重要环节，因此新引河至永金引河上的永金引河分水闸发挥了重要的调蓄作用，按该闸现有的功能及作用，综合确定永金引河分水闸的设计流量30m3/s，校核流量50m3/s。根据工程任务即规模，确定特征水位：引水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永金引河侧）设计水位2.0m。正向正常挡水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永金引河侧）设计水位-0.16m。正向最高挡水：闸上（新引河侧）设计水位5.46m，闸下（永金引河侧）设计水位-1.3m（无水）。反向挡水：闸上（新引河侧）设计水位0.2m，闸下（永金引河侧）设计水位3.21m。检修：上游（新引河侧）检修水位2.2m，下游（永金引河侧）检修无水。1.2工程布置及水工建筑物设计根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》及《水闸设计规范》中有关规定，确定大张庄节制闸工程等别为Ⅱ等中型工程，主要建筑物为2级建筑物，次要建筑物为3级建筑物；确定永金引河分水闸工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级。1.2.1大张庄节制闸布置除险加固后的节制闸仍为13孔，闸室为开敞式，分离式底板，灌注桩基础。原闸底板拆除后清基，并回填粘土至-3.00m，原桩基一并接桩至-2.90m，其上再新建闸底板及闸墩。其中深槽3孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程-1.30m，；阶梯孔2孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程0.30m；滩地孔8孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程1.80m。闸顶高程为7.0m。原上游铺盖及防渗板已沉降且破损严重，予以拆除。深槽孔上游新做长14m、厚0.5m的混凝土铺盖和长10m、厚0.5m的浆砌石铺盖。下游设长20.00m、102 深1.50m、厚1.00m的消力池，消力池的后半段设排水孔，排水孔梅花形布置，间排距为2.0m。闸室与消力池之间以长6m的斜坡段相连接，斜坡段坡度为1：4。消力池后接长45.00m、厚0.5m的浆砌石海漫，海漫末端设长10.5m、深1.50m的抛石防冲槽。阶梯孔上游新做长14m、厚0.5m的混凝土铺盖和长10m、厚0.5m的浆砌石铺盖；下游接长8.0m、深0.50m、厚0.60m的消力池，消力池的后半段设排水孔，排水孔梅花形布置，间排距为2.0m。闸室与消力池之间以长2m的斜坡段相连接，斜坡段坡度为1：4。消力池后接长28.00m、厚0.5m的浆砌石海漫。滩地孔上游新做长14m、厚0.5m的混凝土铺盖和长10m、厚0.5m的浆砌石铺盖；下游接深长10.50m、深0.70m、厚0.90m的消力池，消力池的后半段设排水孔，排水孔梅花形布置，间排距为2.0m。闸室与消力池之间以长2.8m的斜坡段相连接，斜坡段坡度为1：4。消力池后接长40.0m、厚0.5m的浆砌石海漫。考虑到有可能由永定新河向新引河反向过流，但流量不会太大，在深槽孔及阶梯孔的浆砌石铺盖上游新做长7.8m，深0.8m的抛石防冲槽。闸室设工作门槽一道，各孔门顶高程均为4.11m，深槽孔门高5.41m，阶梯孔门高3.81m，滩地孔门高2.31m。工作闸门采用直升式平板钢闸门，卷扬式启闭机操作，一门一机。在工作门槽上下游各设置一道检修门槽，采用叠梁式检修门，每套检修门分两节，各孔通用。检修门采用移动式电动葫芦启闭，电动葫芦轨道设在排架柱上，检修门不用时存放在左右岸的门库中。为便于检修操作，在闸顶工作门槽两侧分别设检修便桥，检修便桥宽度为2.0m。交通桥位于闸室下游侧，由于闸址处交通桥不作为主要交通路，按公路Ⅱ级标准汽车荷载设计，采用预制空心板拼成。交通桥梁底高程6.36m，桥面顶高程7.00m，桥面净宽4.00m。闸墩顶高程为7.00m。排架柱顶高程14.70m，其上布设机架桥，桥面高程15.40m，机架桥由2根预制钢筋混凝土T形梁拼接而成。桥面上新建启闭机房，采用轻型复合板材墙体。1.1.1永金引河分水闸布置新建分水闸为3孔，闸室布置为潜孔式，底板高程-1.30m，胸墙底高程2.70m，闸室采用整体式布置，单孔净宽3.5m，闸墩厚1.20m。102 闸室上游设长13.6m、厚0.5m的混凝土铺盖，其上游接长13.4m、厚0.5m的浆砌石铺盖。闸室段长8m，设工作门槽一道，胸墙顶高程2.70m，门高4.0m。工作闸门采用直升式平板钢闸门，卷扬式启闭机操作，一门一机。因永金引河侧存在枯水条件，而新引河侧则常年有水，为保证工作闸门的检修，于工作门槽上游（新引河）侧设检修门槽一道，采用叠梁式检修门，每套检修门分两节，各孔通用。检修门采用移动式电动葫芦启闭，电动葫芦轨道设在排架柱上，检修闸门不用时放置于右岸门库内。为便于检修操作，在上游侧设检修便桥。闸室后接长17m的穿堤箱涵，箱涵分两节布置，每节长8.5m。箱涵底板高程-1.30m，底板、顶板、侧墙均厚0.6m。箱涵共3孔，孔口尺寸为3.8×4.6m。箱涵下游设长15m、深1.0m的钢筋混凝土消力池，消力池的后半段设排水孔，排水孔梅花形布置，间排距为2.0m。闸室与消力池之间以长4m的斜坡段相连接，斜坡段坡度为1：4。消力池后接长13.00m、厚0.5m的浆砌石海漫，后接长8.00m的抛石防冲槽。排架柱支承在闸墩上，排架柱顶高程13.31m，其上布设机架桥，桥面高程14.01m，机架桥由2根预制钢筋混凝土T形梁拼接而成。桥面上新建启闭机房，采用轻型复合板材墙体。排架柱下游重建堤顶路，按公路Ⅱ级标准汽车荷载设计，原基础平整夯实后铺设20cm基层后浇注C25混凝土面层。堤顶路路面高程7.00m，净宽8.00m。1.1金属结构及电气设计1.1.1金属结构本工程金属结构主要包括大张庄闸深槽孔工作闸门3套，阶梯孔工作闸门2套，滩地孔工作闸门8套，上下游检修闸门共4套，以及各门槽埋件、启闭设备、门库、抓梁、锁定等；永金引河分水闸工作闸门3套，检修闸门1套，以及各门槽埋件、启闭设备、门库、抓梁、锁定等。本工程金属结构总工程量约606.3t。1.1.1.1大张庄节制闸大张庄节制闸共13孔，其中深槽孔共3孔，工作闸门底坎高程为-1.3m，最大挡水水位为3.61m，每孔各设一扇9.0×5.41－4.91m（孔口宽度×孔口高度－设计水头，下同）的平面定轮钢闸门。闸门为双向挡水，止水设在闸门下游侧（永定新河侧），采用双P型橡皮水封。闸门支承方式采用悬臂轮，滚轮直径为ø570mm。工作闸门102 操作方式为动水启闭，采用2×400kN的固定卷扬式启闭机操作，一门一机布置。阶梯孔共2孔，工作闸门底坎高程为0.3m，每孔各设一扇9.0×3.81－3.31m的平面定轮钢闸门。闸门为双向挡水，止水设在闸门下游侧（永定新河侧），采用双P型橡皮水封。闸门支承方式采用悬臂轮，滚轮直径为ø570mm。工作闸门操作方式为动水启闭，采用2×250kN的固定卷扬式启闭机操作，一门一机布置。滩地孔共8孔，工作闸门底坎高程为1.8m，每孔各设一扇9.0×2.31－1.81m的平面滑动钢闸门。闸门为双向挡水，止水设在闸门下游侧（永定新河侧），采用双P型橡皮水封。闸门支承方式采用悬臂轮，滚轮直径为ø570mm。闸门操作方式为动水启闭，采用2×100kN的固定卷扬式启闭机操作，一门一机布置。在工作闸门的上下游侧均布置检修闸门，上下游各布置两套。上游检修水头为3.5m，下游检修水头为2.3m。上游检修闸门尺寸为9.0×3.7-3.5m，下游检修闸门尺寸为9.0×2.5-2.3m。检修闸门采用叠梁式钢闸门。上游检修闸门每套叠梁门分为两节，下游检修闸门为单节。考虑到制造、运行和维护的方便，上游检修闸门每节结构相同可以互换。上下游检修闸门的启闭设备均为2×100kN移动式电动葫芦，配2×100kN重锤式机械自动抓梁操作。1.1.1.1永金引河分水闸永金引河分水闸工作闸门共3孔，底坎高程为-1.3m，正向最大挡水水头为6.76m，反向最大挡水水头为4.51m，每孔各设一扇3.5×4.0－6.76m（孔口宽度×孔口高度－设计水头，下同）潜孔式平面定轮钢闸门。闸门支承方式采用悬臂轮。工作闸门动水启闭，采用2×250kN的固定卷扬式启闭机操作，一门一机。在工作闸门的上游侧（新引河侧）布置检修闸门。在非汛期对工作闸门进行检修，新引河侧的上游检修水位2.2m，检修水头为3.5m。检修闸门采用叠梁式闸门，闸门尺寸3.5×3.7-3.5m，考虑到制造、运行和维护的方便，闸门分两节，每节结构相同可以互换。检修闸门的启闭设备为2×100kN移动式电动葫芦。1.1.2电气一次大张庄节制闸及永金引河分水闸的原变压器型号为S7-315,10/0.4kV为杆上变压器，不便于操作、运行和维护，S7系列变压器空载损耗和负载损耗高，运行可靠性低，已为淘汰产品。新设一座GYB-1型箱式变电站（变压器型号为S11-M-315/10（10±5%/0.4kV；Ud%=4；D，yn11），一台容量为150kW的柴油发电机为备用电源。箱式变压器的低压侧为单母线分段接线，设置电容补偿装置。利用原来已建的102 输电线路，更换原终端杆上的避雷器、跌落式熔断器。大张庄节制闸与永金引河分水闸共设6个照明配电箱，负责给闸门启闭机房及路桥路灯的照明提供电源。各闸体下底板设置集中接地网和接地干线，其尽量与门槽等自然接地体连接。接地网投运前，应按国家标准规定进行接地电阻测量，在接地电阻满足小于1欧姆的规程要求后方可投入运行。测量的接地电阻若不满足要求，则需采取补救措施，直至接地电阻达到规程要求。所有穿越电缆孔洞的电缆，应在孔洞两侧各2m的区段上，涂刷防火涂料以防止窜燃。防火涂料的使用应按厂家说明书规定。1.1.1电气二次为全面提高水闸自动化管理水平，确保水闸长期安全可靠、高效运行，设置一套计算机监控系统及工业电视监视系统。采用中控室集中控制与现地机旁控制方式，运行为“无人值班、少人值守”方式运行。大张庄节制闸的13孔闸门设7套现地控制单元（LCU），永金引河分水闸的3孔闸门设2套现地控制单元（LCU）。在大张庄闸集中控制室设置1套集中监视控制台，实现对闸门的远方监视和控制，同时在大张庄管理处设置1套计算机监控站实现对闸门的监视。本工程设置1套工业电视监视系统，视频集中控制站设置在大张庄闸集中控制室内，设置DLP大屏幕投影设备1套，同时在大张庄管理处配置1台视频监控主机可以监视各个视频点。1.2建筑和消防设计1.2.1建筑设计建筑设计包括大张庄节制闸控制楼及启闭机房、永金引河分水闸控制楼及启闭机房和闸管所办公楼。1.2.1.1控制楼及其启闭机房设计（1）大张庄节制闸节制闸设控制楼和启闭机房。控制楼为四层框架结构，多孔砖填充墙，分布于启闭机房两侧。分别设置：仓库、监控室、控制室、备品备件室、柴油发电机房102 、办公室等。层间设有楼梯沟通上下层交通。启闭机房为彩板轻型结构，底高程为15.40m，与控制楼的控制室相连通。（2）永金引河分水闸分水闸有控制楼和启闭机房。控制楼为三层框架结构，多孔砖填充墙。分别布置控制室、库房、门库等。层间设有楼梯沟通上下层交通。启闭机房为彩板轻型结构，底高程为14.01m，与控制楼的控制室相连通。室内设计以“明快、淡雅”为主题，力图创造出宁静、舒畅的工作环境。墙、地面装修将采用浅而明亮的颜色。在地面分格、天棚划分、灯饰布局和墙面建筑处理上都注意加强节奏和韵律感，尽力削弱厂房长向和空间空旷的视觉感受。各具体部位装修如下：控制楼的控制室的楼面采用铝合金防静电地板，白色涂料的墙面及顶棚。其他层采用地砖楼面，白色涂料墙面。楼梯的踏面、踢面、息板、踢脚、梯段侧板均采用磨光花岗岩，梯板底面采用白色涂料，不锈钢扶手、栏杆。启闭机房为地砖楼面，彩钢墙面及顶棚。1.1.1.1闸管所办公楼新闸管区填土高程为6.20m，院内占地面积为5291m2，新建办公楼建筑面积为610.94m2，新建配电室及门卫面积为75m2，院内绿化为1245m2，硬质铺地为2127m2，道路面积1233m2。办公楼平面呈长方形置于院内北侧，占地面积305.47m2，总建筑面积为610.94m2，长25.08m，宽12.18m，高7.95m，二层砖混结构，层高3.3m。建筑功能分为办公区和宿舍区。室内主要用房采用地砖楼面，白色涂料墙面。顶棚为白色乳胶漆顶棚。楼梯的踏面、踢面、息板、踢脚、梯段侧板均采用灰麻色磨光花岗岩，梯板底面采用白色涂料，不锈钢扶手、栏杆。卫生间采用防滑地砖。1.1.2消防设计设计根据建筑物特点和《建筑灭火器配置设计规范》在闸管所办公楼、节制闸和分水闸内配置灭火器。设计在办公楼内配置2kg手提式磷酸铵盐干粉灭火器12具，在节制闸内配置2kg手提式磷酸铵盐干粉灭火器12具，分水闸内配置2kg手提式磷酸铵盐干粉灭火器6具。102 设计考虑到闸管所内建筑物少，且层数不超过二层，在新闸管区配置两台机动消防泵供办公楼的室外消防用水。1.1施工组织设计1.1.1施工条件大张庄闸及永金引河分水闸对外交通运输便利，工程对外交通从右岸进场。当地建材主要有土料，和有关部门协商，从当地就近购买土料。工程所用水泥、钢筋、钢材、木材、柴油可从**市北辰区运入，砂子、石子、块石等可从**市建材市场购买，生活物资可从**市北辰运入。1.1.2施工导流根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），大张庄节制闸为2级水工建筑物，确定施工导流建筑物为Ⅳ级；临时建筑物洪水设计标准选用重现期为5年一遇的洪水水位。下游侧：大张庄节制闸在新引河与永定新河之间起到节制作用，在施工期间并不存在过流问题，为满足施工条件，须在出水侧填筑挡水围堰。永金引河分水闸在新引河与永金引河之间起连接作用，在施工期间并不存在引水问题，为满足施工条件，须在出水侧利用原临时填筑围堰。上游侧：上游侧与新引河相连，新引河承担引滦输水功能，引滦水通过新引河流入海河。非汛期施工区间沥水不大，工期较短，两侧村庄生活污水排量不大。上游侧挡水围堰设置，须满足引滦水位的要求和施工条件。1.1.3施工总布置生产区主要设在左岸滩地，包括混凝土预制件厂、混凝土拌和站、综合加工厂等施工工厂。堆料场地及安装场地设在上游左岸滩地和下游右岸滩地处，用于施工期的土石料、弃渣、钢筋等物料堆放及钢结构的现场安装。生活区设在上游右岸滩地、永金引河闸肩附近，用于施工期施工人员居住。办公区设在闸管所院内。1.1.4施工总进度施工总进度的编制原则是工程在一个枯水期完成水下部分的施工，使水闸在第二年汛前具备使用条件。从第一年8月初至第二年7月底完工，施工总工期12个月。施工高峰劳力520人，清淤月高峰强度12000m3，土方填筑月高峰强度102 25248m3，混凝土浇筑月高峰强度2245m3。1.1工程占地1.1.1工程占地范围本次除险加固工程主要包括大张庄节制闸除险加固、永金引河分水闸拆除重建及闸管区整修扩建等，工程占地主要包括建筑物占地、闸管区占地和施工场区占地。其中建筑物占地、管理区占地为永久占地，施工场区占地为临时占地。本工程建筑物在原址上加固及重建，并在中堤扩建一部分闸管区，不涉及永久征用土地问题，只有中堤区新建办公楼还需确权。故本工程占地处理为施工场区临时占地的处理。1.1.2工程占地调查本工程为除险加固工程，工程永久建筑物在原址上加固及重建，不涉及永久征地问题。工程建设范围内不涉及人口搬迁及安置问题，需临时征用右岸大张庄镇大张庄村坑塘20010m2（30亩），征用期二年。1.1.3工程占地补偿投资本工程需临时征用右岸大张庄镇大张庄村坑塘20010m2（30亩），征用期二年，补偿标准暂列16000元/亩，共计补偿48.00万元。1.2环境保护设计大张庄节制闸和永金引河分水闸除险加固工程的实施，将提高新引河的运行能力，并对其改善地区的生态环境、社会环境以及沿岸人民的生命财产安全，维护社会稳定等具有积极的有利影响，具有良好的社会、经济和环境效益。其不利影响为施工期对周边环境质量有轻微影响，但通过施工期间采取一定的防护措施，可使不利影响得到解决和改善。环境保护投资包括施工期环境监测费、施工期污染防治费和其他费用等，共计75.20万元。1.3水土保持设计根据工程主体设计安排及工程占地范围，确定水土流失防治责任范围。水土流失范围分为主体工程区、堆料场、临时堆土场及弃渣场等，共计5.32hm2。102 本工程水土保持防治分区分为工程建设区、闸管所占地区、弃渣场、堆料场、施工道路及施工生产生活区共6个区。本工程主要涉及主体工程建设和施工场地等区域，采用生物措施与土地整治措施相结合的治理形式，土地整治面积为3.15hm2，种草面积0.42hm2。本工程为水闸除险加固工程，为点式工程。根据工程建设特点，水土保持监测分为两个阶段进行：施工期（1年）和竣工维护期（1年）。施工期主要监测挖、填工程措施对周边环境的影响，及时发现并解决问题；竣工维护期主要任务是监测植被恢复情况，保证环境美化绿化。工程水土保持投资概算静态投资46.30万元，其中工程措施投资7.35万元，植物措施投资2.05元，临时工程投资2.68元，独立费用32.86万元。1.1工程管理设计1.1.1工程管理现状大张庄闸及永金引河分水闸隶属**市永定河管理处，由其下设的大张庄闸管理所负责运行管理。管理所下设办公室、财务室、技术组、水政组、运行组5个科级单位，现有职工18人，其中负责2人，行政管理1人，技术管理2人，财务管理1人，水政监察1人，运行、观测人员10人，后勤1人。1.1.2工程管理设计大张庄闸及永金引河分水闸由大张庄闸管理所负责运行管理，其主要职责是在**市水务局的领导下，行使国有水利资产管理，保证大张庄闸及永金引河分水闸的安全运行及各类建筑物的安全与完整，组织观测、维修养护、招标，并对维修养护作业水平进行监督检查。按照《水利工程管理单位定岗标准（试点）》，大张庄闸的管理需要设置单位负责类、行政管理类、技术管理类、财务与资产管理类、水政监察类、运行类、观测类等岗位。经核算，共需各类人员29人。根据《水闸工程管理设计规范》，结合自然地理条件和当地情况，大张庄闸的管理范围是：闸上为上游铺盖前沿以上300m，闸下为下游防冲槽末端至新引河与永定新河交汇处，闸左侧至永定新河中堤，节制闸右侧为新引河右堤堤防背水坡坡脚外30m护堤地。该管理范围内的土地已属水利部门使用，不需征用。永金引河分水闸102 的管理范围是：闸上为上游铺盖前沿以上300m，闸下为下游防冲槽末端以下300m，闸左侧至永定新河右堤，闸右侧为永金引河右堤堤防背水坡坡脚外30m护堤地。该管理范围内的土地已属水利部门使用，不需征用。工程保护范围为工程管理范围边界线以外50m，不需征用。为方便闸站管理，根据《水闸管理设计规范》扩建部分办公楼并重新布置管理区。结合工程总体布置，将现闸管区（南院）的老办公楼进行修缮，作为闸管所的生产区及辅助生产区；同时在大张庄闸左岸（即北院）新建一座办公楼，作为闸管所的办公区、生活区及文化福利区。本着有利管理、方便生活、经济适用的原则，按照《水闸工程管理设计规范》，本次新建各类管理用房面积710.94m2，修缮各类生产用房739.7m2。大张庄节制闸是新引河尾闾的控制性工程，主要功能是防洪、引滦、引黄输水调蓄；永金引河分水闸主要功能是新引河与永金引河的水系连通。二者均属于纯公益性的水利工程，每年所需的运行管理费由**市财政支付。1.1工程概算1.1.1基本依据（1）概算编制依据水利部水总[2002]116号文《水利工程设计概（估）算编制规定》执行河道工程标准选择有关参数。（2）定额依据：水利部水总[2002]116号文《水利建筑工程概算定额》；水利部水建管[1999]523号文《水利水电设备安装工程概算定额》；水定[2003]1号文《关于（中小型）水利水电设备安装工程概、预算定额有关问题的通知》；水总[2002]116号文《水利工程施工机械台时费定额》；国家计委、建设部计价格[2002]10号文《工程勘测设计收费管理规定》；国家发改委、建设部发改价格[2007]670号文《建设工程监理与相关服务收费管理规定》；本工程初步设计报告设计文件、图纸及工程量。1.1.2基础资料（1）人工工资预算单价工程位于**地区，属六类工资区，人工预算单价按水总[2002]116号文中河道工程标准计算。（2）主要材料预算价格102 钢材、木材、油料：汽油、柴油、钢筋、木材分别由工程所在地附近的石油公司、建材公司采购。水泥按厂家供货考虑。砂、石料按施工组织设计确定的料场就近购买。砂、石料超过70元/m3部分计取税金后列入相应工程单价。（3）施工用电、用风、用水价格电价：0.91元/kW·h，风价：0.17元/m3，水价：1.02元/m3。1.1.1工程投资按2011年第四季度价格水平计算，本除险加固工程静态总投资7810.83万元，总投资7810.83万元。该工程总投资的1/3由中央投资，其余2/3由**市地方财政投资。按照2011年第四季度价格水平计算，工程部分静态总投资7689.33万元，总投资7689.33万元，其中基本预备费为366.16万元，占工程部分总投资的5%。水土保持工程投资46.30万元，环境保护工程投资75.20万元。1.2招标投标规划**市水务局有关单位作为永定新河大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程的项目法人，负责本工程的组织实施，招标拟委托招标代理机构进行招标。招标方式采用公开招标。工程主要招标范围为：工程建筑、机电设备采购与安装。1.3节能设计大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程能耗项目有：（1）启闭设备动力电能消耗；（2）管理区能源消耗；（3）工程建设期土石方开挖回填、混凝土浇筑、机电设备安装等。大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程项目在工程建设期和生产运行管理期所消耗的主要能源种类有：电力、柴油、汽油。设计中严格执行国家有关规范规程要求，树立节约能源的主导设计思路，优化设计及施工方案。1.4建议大张庄节制闸是永定新河右堤上的主要建筑物之一，是**市北部防线的重要环节，直接关系到周边地区人民的生命及财产安全。永金引河分水闸是新引河与永金引河之间的连接闸，关系到两河之间的水系连通。如今大张庄闸及永金引河分水闸102 存在着严重的安全隐患，一旦出事，将给保护区内的人民群众带来巨大的损失，严重影响着**市的防洪安全，所以大张庄闸及永金引河分水闸的除险加固迫在眉睫。因此，建议在初步设计的基础上，尽快开展下一步工作，促使工程早日建设。1.1工程特性表大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程主要工程特性见表1.19-1。表1.19-1大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程特性表序号项目单位大张庄闸永金引河分水闸指标一水位1设计洪水位闸上m4.892.20闸下m4.842.002校核洪水位闸上m5.46—闸下m5.41—3正向最高挡水闸上m2.205.46闸下m0.00-1.304反向最高挡水闸上m1.000.20闸下m3.613.21二流量1设计洪水m3/s380.0030.002校核洪水m3/s480.0050.00三闸室布置1闸室型式开敞式，分离式底板，灌注桩基础潜孔式，整体式底板，灌注桩基础2孔数孔3/2/8（深槽孔/阶梯孔/滩地孔）4.003单孔净宽m9.003.504闸底板高程m-1.3/0.3/1.8（深槽孔/阶梯孔/滩地孔）-1.305闸室长度m14.008.006墩顶高程m7.007.81四机架桥支撑型式排架柱排架柱结构型式组合T形梁组合T形梁桥面高程m15.414.01桥面宽m5.25.2五上游护砌混凝土铺盖长m14.0013.60102 浆砌石铺盖长m10.0013.40抛石防冲槽长m7.8（深槽孔/阶梯孔）-六下游消能工混凝土消力池长m20/10.5/8.4（深槽孔/阶梯孔/滩地孔）15.00浆砌石海漫长m45/40/28（深槽孔/阶梯孔/滩地孔）13.00抛石防冲槽宽m10.5/0/0（深槽孔/阶梯孔/滩地孔）0.00七闸门1工作闸门型式平板定轮门潜孔式平板定轮门2工作闸门尺寸（宽×高）m深槽孔9.0×5.41阶梯孔9.0×3.81滩地孔9.0×2.313.5×4.03闸门扇数扇3/2/8（深槽孔/阶梯孔/滩地孔）3.004检修闸门型式叠梁式叠梁式5检修闸门尺寸（宽×高）m上游检修门9.0×3.7下游检修门9.0×2.53.5×3.7八启闭机1工作门启闭机型式固定卷扬式固定卷扬式2工作门启闭机台数台13.003.003工作门启闭机容量kW2×400/2×250/2×100（深槽孔/阶梯孔/滩地孔）2×2504检修门启闭机型式移动式电动葫芦移动式电动葫芦5检修门启闭机台数台2.001.006检修门启闭机容量kW2×100/2×100（上游/下游）2×50九施工总工期月12十工程投资工程总投资万元7810.83102 第一章水文1.1流域概况大张庄节制闸位于**市北辰区新引河入永定新河14+500交汇处。永金引河分水闸坐落于大张庄节制闸右侧，新引河入永金引河处。永定河系是海河流域七大水系之一，位于东经112°～117°45’、北纬39°～41°20’，介于潮白、北运与大清、子牙河水系之间，由永定河、永定新河组成。流域面积47016km2，其中山区面积45063km2，占95.8%，平原面积1953km2，占4.2%。永定河全长747km，流经内蒙古、山西、河北、北京、**五省、市、自治区的43个县市。永定河上游有桑干河、洋河两大支流。桑干河源于山西省宁武县，经大同、阳原盆地，石匣里峡。洋河源于内蒙古兴和县。两河在怀来县朱官屯汇合后称永定河。在官厅附近纳入妫水河后进入官厅山峡，于三家店出山峡，进入平原后两岸由堤防束水，在梁各庄进入永定河泛区，有天堂河、龙河纳入，经泛区调蓄后至屈家店与北运河汇合，部分洪水由北运河入海河，大部分洪水由永定新河于北塘入海。1.2河道概况1.2.1永定新河为解决永定河入海尾闾问题，确保首都北京、**市及京山铁路的安全，依据水利电力部海河勘测设计院提出的“京、津地区水利规划意见”及“永定新河开工报告”自泛区尾端屈家店开挖一条永定新河，穿京津公路、京山铁路至北塘入海。永定新河于1970年10月至1971年7月1日实施。永定新河自屈家店闸至大张庄采用三堤两河，大张庄以下并为一河，经芦新河与姚庄之间，有杨村机场排水河纳入，经东堤头又纳入北京排污河，过田辛庄村北，穿津唐运河至金钟河防潮闸下，于黄港附近穿越金钟河，再沿金钟河南侧东行，会潮白新河并穿京山铁路，裁蓟运河弯，直达北塘口，河道全长66km。102 永定新河受永定河泛区水位所限，水面坡降很缓，沿线地形较高，滩地行洪能力较小。河道型式为以深槽行洪为主的复式断面。河底纵坡自进洪闸下（0+000）至北京排污河口（26+100）为1/13000，北京排污河口至蓟运河交汇口（59+400）为1/9000，再以下1km过渡至平坡段，直达北塘口。河道横断面即：三堤两河段，南、北深槽底宽分别为30m、130m，相应堤距分别为200m、300m，以下深槽底宽为180~200m，堤距为500~600m。深槽两侧留有宽百米左右的滩地。大堤堤顶高程最初按超出五十年一遇设计洪水位1.5~2.0m，百年一遇校核洪水位1.0m设计。同时因**市区防洪要求，右堤另加超高1m，堤顶宽度8m，迎水坡1:4，背水坡根据堤外弃土高不同，采用1:2~1:3。屈家店至大张庄河段的中堤顶宽10m，两侧边坡均为1:4。永定新河自1971年汛前建成后，至今运用了30多年。由于河道径流逐年减少，使其不能利用河川的径流量及潮汐自身的动力作用来维持河道的清淤平衡，造成泥沙在河道内大量淤积。此外，大堤沉降，堤顶超高不足，也影响了河道安全行洪。由于永定新河的严重淤积，河道泄量大幅度下降，致使永定新河洪水不能顺利下泄，据1986年实测资料分析，自1971年至1986年，大张庄以上河道在设计水位情况下的泄流能力由1400m3/s下降至482m3/s，即河道开挖仅16年时间上段河道的泄流能力就降低了65.6%，防洪标准由五十年一遇下降至不足五年一遇。为缓解永定河洪水对**市的威胁，近年来，国家投入大量资金治理永定新河。1986～1989年间，**市对北京排污河口以上河道按原设计主槽断面进行清淤，于1999年至2005年陆续进行应急度汛清淤工程，对28+192～54+800段河道分段进行了主槽局部清淤。近年来对两岸堤防部分堤段陆续进行了加高加固工程，截至2002年，左堤：15+500以上已加高加固达到了设计标准。右堤：津唐运河（32+048）以上修建钢筋混凝土防洪墙，墙顶高程已达到设计标准，对14+100以上堤段堤身及堤基进行了防渗处理；对32+048至46+300段进行了复堤，并铺设了泥结碎石路面，但堤顶高程低于设计标准0.5m左右；46+300～59+600已按设计标准复堤，内坡已进行护砌，堤顶铺设了混凝土路面。截至2006年，永定新河52+980以下河段仍然受潮汐水流控制，在上游无径流下泄的情况下，河道淤积仍在继续。上述工程的实施虽然缓解了永定河洪水对**市区的直接威胁，但没有从根本上解决永定新河泄流不畅的问题。一旦发生洪水，造成的社会影响以及可能爆发的疾病流行等社会、环境问题难以估计，由于永定新河所处地理位置重要，关系到北四河下游地区，特别是**市区及纳入国家发展战略布局的滨海新区的防洪安全，因此永定新河治理亟待进行。2006年，102 水利部对《海河流域海河口、永定新河口、独流减河口综合整治规划报告》的批复意见和水利部水利水电规划设计总院对《永定新河治理工程项目建议书》审查意见，批准了永定新河治理工程采用下闸位建闸清淤方案。主要建设内容包括河道清淤、复堤、交通桥复建和河口修建防潮闸等。为加快永定新河治理工程进度，结合永定新河治理内容的不同特点，本着逐步恢复永定新河防洪标准的原则，确定永定新河治理工程分二期实施。2010年永定新河治理一期工程竣工，在永定新河河口（63+041）修建防潮闸，拒海沙于闸下河口之外，避免海沙继续淤积闸上河道；在闸下永定新河右岸新建码头一座，以解决未建闸前停泊在闸址上游的渔船停靠问题；对右堤桩号59+600至62+177段长2577m无堤段进行治理，并对62+177至防潮闸翼墙段480m右堤和彩虹桥至防潮闸翼墙段650m左堤，按设计标准筑堤；对52+980挡潮埝至潮白新河口（54+500）段河道按900m3/s规模、潮白新河口（54+500）以下河道按3000m3/s规模进行清淤，以满足永定新河上游下泄900m3/s和潮白新河下泄2100m3/s的要求。永定新河治理二期工程的总体设计为：对26+000以下40km河道进行清淤治理；对左堤14+500至防潮闸左岸引堤长约48km堤段、右堤14+100～46+300长约32.2km堤段，进行加高加固治理；结合堤防治理，对穿堤建筑物进行改、扩建，堤顶修筑硬化路面；对河道内北麻疙瘩、大杨庄两座生产桥拆除并按原规模进行重建。二期工程的实施将实现对河道进行全面治理，恢复原设计行洪能力，使河道泄流通畅及时排洪入海，充分发挥尾闾河道功能，以确保永定河下游地区及**市的防洪安全。1.1.1新引河新引河开挖于民国20~21年（公元1931~1932年），自屈家店新引河进洪闸，向东至京津铁路东侧漫流于放淤区，用于宣泄永定河洪水，减轻海河干流的泥沙淤积，原河长4.23km，占地宽200m，河底宽12.60m，两侧各留有滩地宽14.50m，设计流量380m3/s，两岸筑堤，堤顶宽6m。1950年上半年由解放军疏浚新引河并延长至5.3km。1970年开挖永定新河，同时对新引河进行治理，治理标准按50年一遇设计流量380m3/s，校核流量480m3/s，将新引河延长至大张庄闸上与永定新河（北槽）汇流，河长14.1km，上口宽56m，河底宽30m，迎水坡1:4，背水坡1:3。为确保市区防洪安全，右堤比中堤和左堤高1m。此后，新引河作为永定新河上游屈家店至大张庄段“三堤两河”中的南河发挥其作用。1.1.2永金引河永金引河自大张庄引水涵闸起，沿一段原淀南引河，穿津榆公路后，至欢坨大桥金钟河汇流口。流经大张庄乡、小淀乡、西堤头乡，全长9.4km。于1970年10102 月与永定新河工程同时开挖。永金引河按50年一遇设计，设计流量为380m3/s，校核流量480m3/s，两堤间距150m。永金引河沟通新引河与金钟河，在1+050处入淀南引河，下端9+396与金钟河相接。1.1河道运用情况永定新河位于**市区北侧，是**市北部的防洪屏障，河道开挖于1970年，西起**市北辰区的屈家店，东至塘沽区的北塘镇入渤海。河道全长66km，沿途纳入机场排水河、北京排污河、潮白新河和蓟运河等，是海河流域北系永定河、北运河、潮白河和蓟运河的共同入海尾闾河道。永定新河全部是深槽行洪为主的复式河槽，大张庄以上14.5km为三堤两河，其中永定新河宽300m，新引河宽200m；大张庄以下合并为一河，河宽500～600m。除承担泄洪任务外，永定新河目前还兼负排污任务。主要排污系统有承担排放**市工业污水的北仓泵站、山岭子泵站（北塘排污河）和北京排污河东堤头闸系统及大张庄以上永定新河右侧直接排污入永定新河的同生化工厂、人民农药厂、染化七厂、毛毡厂等企业的污水排放点。为使新引河不受污染，各排放点均架设有跨越新引河的排污管道，可直接将各排放点的污水送至永定新河。**市北辰区为利用永定新河深槽蓄水，1996年实施污、清分流，在永定新河右滩兴建了独立的排污系统，从第一个排污点（1+000）至京山铁路桥附近（4+400）为暗管，下接明渠排送污水至永和大桥下侧（44+000）仍入永定新河主槽。根据《关于印发<**市设计洪水、中小洪水调度方案>的通知》（津汛发【2003】7号），当屈家店以上来水，闸上水位在2.8m以下时，优先安排北水南调，余量经永定新河下泄。即此时新引河不承担泄洪，仅由永定新河北槽承泄，大张庄节制闸不开启。当屈家店闸上水位超过2.8m，永定新河、新引河充分下泄，北运河相机分洪。即屈家店闸上水位超过2.8m时，永定新河、新引河均需承泄，此时大张庄节制闸开启泄洪。为使汛期洪水下泄更顺畅，现状已将三堤两河的中堤的中间区段的堤顶高程削至4.0m，当洪水水位超过4.0m时，南北河串流形成同一水面。此外目前新引河还承担输送引滦河水、黄河水至海河的任务。引滦入津工程在大张庄处建有引滦输水穿永定新河的倒虹吸工程，平时引滦水可经倒虹吸输入新引河，并通过大张庄节制闸抬高水位，然后经屈家店枢纽的新引河进洪闸下右侧的引水涵洞，途经北运河进入海河。自2010年开始计划必要时反向运用新引河输水，引黄入滨海新区由海河干流子北汇流口取水，利用北运河自流北上，过屈家店涵洞流入新引河，终点为引滦尔王庄入塘节制闸滨海新区取水泵站，向滨海新区补水。102 永金引河沟通新引河和金钟河，主要作用即为水系连通及蓄水。1.1气象据**市北辰区气象局资料统计，北辰区气候特点，四季分明，冬夏季长，春秋季短。春季干旱多风，冷暖多变；夏季高温湿重，降水集中；秋季天高云淡，冷暖适中；冬季寒冷干燥，雨雪稀少。年降水量572.4毫米，降水日数66天。降水随季节的变化十分明显。夏季降水418.3毫米，占全年降水量的73.1%，冬春季降水分别占2.1%和11.1%。降水年际变化大，最多年可达926.3毫米（1977年），最少年仅有214.8毫米，相差4.3倍。年际降水量起伏大，是造成干旱与洪涝的主要原因。平均气温12.1℃，最冷月1月份气温-4.4℃，最热月7月份气温26.2℃，年温差30.6℃。全年气温分布为冬季冷、夏季热、秋季适中、春季升温迅速。年极端最高气温40.4℃，年极端最低气温-22.7℃。表2.4-1北辰区各月主要气象要素值月份项目一二三四五六七八九十十一十二全年平均气温（℃）-4.4-1.55.313.820.024.226.225.320.313.34.5-2.012.1最高气温（℃）12.320.226.233.537.840.439.337.035.430.722.914.240.4最低气温（℃）-19.0-22.7-19.4-3.02.89.615.512.64.6-4.7-12.2-18.0-22.7蒸发（mm）48.161.3131.2229.4287.7265.9193.6167.3154.4119.471.448.11777.7日照时数（h）196.1193.9234.1250.9289.3274.1230.8230.9241.4227.5185.1179.72733.0降水量（mm）2.85.28.023.332.269.2190.0159.145.921.311.44.0572.4季降水量（mm）63.5418.378.612.0占年降水量（%）11.173.113.72.11.2水文基本资料新引河屈家店闸水文站于1932年建成，1932年至今有流量观测资料。永定新河屈家店闸水文站于1971年建成，1971年至今有流量观测资料。北京排污河东堤头闸水文站于1971年建成，1972年至今有流量观测资料。102 表2.5-1主要测站资料情况表序号站名设站时间（年）水位资料（年）流量资料（年）备注1新引河屈家店闸水文站19321932～今2永定新河屈家店闸水文站19711971～今3北京排污河东堤头闸水文站19711972～今1.1暴雨洪水特性1.1.1暴雨特性本流域位于中纬度地带，大陆性季风特征明显，降雨天气主要发生在6～9月，特别是7、8两个月，而且多以暴雨形式出现。本地区暴雨主要是强径向环流造成。当夏季西太平洋副热带高压北移时，若有西南涡、西北涡、涡切变以及较强的台风或台风倒槽影响本流域时，发生暴雨的机会最多，其中涡切变和台风或台风倒槽的天气系统造成的暴雨量级最大，在一次暴雨过程中，往往可出现两个以上天气系统的影响。例如1939年、1956年和1963年暴雨均有两个以上天气系统影响而造成。1.1.2洪水特性永定河下游控制水文站为三家店站。由于官厅水库对永定河洪水有调蓄作用，需分析计算官厅山峡区间（1600km2）和三家店站（45002km2）设计洪水。（1）官厅山峡设计洪水官厅山峡采用的实测洪峰流量系列为1925～1937、1939、1941～1944、1949～1997年共67年，加入1801和1893年历史洪水后组成共69年系列。洪水频率计算，1801、1893和1939年洪水作特大值处理，其余年份洪水按不连序系列计算经验频率。对1925～1936、1939、1941～1944、1949～1997年共66年洪量系列，按连序系列计算经验频率。均采用P-Ⅲ型频率曲线适线。其设计洪水成果与1984年审批成果相比，均值、变差系数Cv与官厅水库成果的变化趋势相同，均值减小，Cv增大，稀遇洪水相差不大，常遇洪水减小较多。如五百年一遇洪峰流量比原成果小0.7%，二十年一遇洪峰流量小9.9%，二十年一遇洪量比原成果小10%。其原因也是洪水系列从1980年延长至1997年造成的，该段大多数年份属枯水年。但为了防洪的安全，规划仍推荐使用1984年审批成果，见表2.6-1。102 表2.6-1官厅山峡设计洪水成果表单位：洪峰m3/s；洪量亿m3项目均值CvCs/CvP(%)备注125Qm6401.752.55630433027401984年成果W24h0.221.702.51.8741.4500.926W3天0.401.552.53.0842.4241.596W7天0.601.502.54.4643.5282.346W15天0.801.402.55.5284.4163.008W30天1.001.352.56.6405.3403.680（2）三家店站设计洪水三家店站采用的实测洪水系列为1913～1997年共85年，洪峰流量系列加入1801和1893年历史洪水后组成系列共87年，各时段洪量未考虑历史洪水。洪水频率计算，其中实测的1939、1924年等大水年份也作特大值处理，其余年份洪水按不连序系列计算经验频率。均采用P-Ⅲ型频率曲线适线。设计洪水成果与1993年审批成果相差甚小，均在4%以内。因此规划仍推荐使用1993年审批成果，见表2.6-2。表2.6-2三家店站设计洪水成果表单位：洪峰m3/s；洪量亿m3项目均值CvCs/CvP(%)备注125Qm14201.103.07910643045301993年成果W1天0.841.343.05.7624.5192.999W3天1.501.303.09.967.8755.265W5天1.901.253.012.0849.6336.536W7天2.251.203.013.72511.0037.538W9天2.551.153.014.86711.9858.313W15天3.301.103.018.38114.94910.527（3）设计洪水地区组成永定河三家店站以上干流建有官厅水库，基本控制了永定河上游的洪水。三家店站设计洪水地区组成，采用同频率组成法，三家店洪水与官厅山峡洪水同频率，官厅水库以上洪水相应，并考虑斋堂水库调蓄作用，百年一遇设计洪峰流量6230m3/s，50年一遇洪峰流量4930m3/s。永定新河是人工开挖河道，沿河汇入的河流和排水河道都有闸门控制，各闸均有水文观测资料。屈家店下泄及沿河汇入的径流量已完全由人工控制，闸门是按上游来水等情况灵活运用。102 永定河下游防洪标准采用100年一遇，官厅水库遇100年一遇及以下洪水，控制下泄流量不超过600m3/s，官厅水库下泄洪水与官厅山峡100年一遇洪水组合后流量为6230m3/s。三家店至卢沟桥段河道设计泄量6230m3/s，至卢沟桥枢纽，由卢沟桥拦河闸控泄2500m3/s，其余洪水经小清河分洪闸入大宁水库和滞洪水库，经水库调蓄，大宁水库控制下泄214m3/s入小清河。滞洪水库蓄纳洪水待干流洪峰过后下泄，出库流量与河道流量组合后，不超过永定河允许泄量。卢沟桥至梁各庄段河道设计泄量2500m3/s，下泄洪水经泛区调蓄，并纳天堂河、龙河涝水，至屈家店最大流量1800m3/s，其中北运河下泄400m3/s经海河干流入海，永定新河承泄1400m3/s于北塘入海。永定新河屈家店至大张庄段设计洪水安排1400m3/s。1.1永定新河原设计泄流规模永定新河是海河流域重要的入海尾闾河道。1963年海河流域发生洪水后，按照“上蓄、中疏、下排、适当地滞”的规划方针，经长期治理，构筑了“分流入海、分区防守”的防洪工程格局，形成了漳卫新河、子牙新河、独流减河、海河、永定新河等主要分洪入海河道。永定新河承担宣泄海河流域北系四河（永定、北运、潮白、蓟运河）洪水入海的任务，按50年一遇洪水设计，100年一遇洪水校核，设计泄流规模1400～4640m3/s，校核泄流规模为1800～4820m3/s。设计组合流量见表2.7-1。表2.7-1永定新河原设计组合流量表桩号位置流量（m3/s）100年50年0+000屈家店闸下1800140014+504大张庄闸下1800140019+470机场排水河口1800/18201400/142026+100北京排污河口18201420/164044+000金钟河口1820164054+500潮白新河口1820/48201640/464063+041河口482046401.2永定新河现设计洪水组合1.2.1标准洪水安排永定新河承泄永定河、北运河、潮白河和蓟运河等北系四河的洪水，根据国务院批复的《海河流域防洪规划》（2008年）成果，永定新河102 防洪标准由50年一遇提高到100年一遇。当发生100年一遇洪水时，通过卢沟桥拦河闸控泄和永定河泛区分级运用，至屈家店闸上流量为1800m3/s，其中400m3/s由北运河下泄入海河，永定新河下泄流量为1400m3/s。沿途杨村机场排水河汇入20m3/s，北京排污河汇入220m3/s，潮白新河汇入3000m3/s，河口处组合流量为4640m3/s。受永定新河洪水和潮位顶托，蓟运河洪水不汇入。由此可见，永定新河防洪标准由50年一遇提高至100年一遇，永定新河承担下泄的设计流量并没有改变，仍为1400m3/s。1.1.1超标准洪水对策根据国务院批复的《海河流域防洪规划》（2008年）成果，永定河遇200年一遇超标准洪水，为确保北京中心城区安全，在未建陈家庄水库情况下，卢沟桥拦河闸控泄3000m3/s，其余洪水经小清河分洪闸控制进入大宁水库。由于洪水大大超过水库承受能力，为保水库大坝安全，水库泄洪闸需敞泄，最大泄量为3130m3/s，小清河与北拒马河之间的分洪范围都将被淹。永定河下泄洪水经泛区调蓄后，屈家店出流也将超过永定新河的泄流能力，为确保**市区安全，由永定新河强迫行洪1800m3/s，北运河仍分泄400m3/s经海河入海。需加强右堤防守，必要时利用三角淀、七里海或淀北临时滞洪。1.2施工洪水根据施工要求，需计算永定新河各支流汇入口处永定新河以上的来水，即屈家店闸、北京排污河、潮白新河、永定新河河口处10~5月非汛期的洪峰流量。统计方法：按上游屈家店闸与沿河各闸相应下泄的流量相加统计。永定新河河口处统计系列为1972～2001年，其它断面统计系列为1974～2003年共30年，据此分别进行频率计算，其设计洪水成果见表2.9-1。表2.9-1永定新河各支流汇入口处（10～5月）设计洪水成果表位置不同频率设计值（m3/s）10%20%33.33%屈家店闸17911769.3北京排污河汇入口下游处342278223潮白新河入汇入口下游处1220914664永定新河河口处14501100824102 以5年一遇设计洪水流量作为施工洪水流量，根据河道断面计算永定新河围堰施工水位。河道断面参数取值如下：河底宽度130m，边坡1:4，糙率0.025（参考《永定新河治理一期工程初步设计报告》）。计算结果如表2.9-2所示。表2.9-2永定新河各支流汇入口处（10～5月）施工水位成果表位置不同频率设计值（m3/s）水深（m）设计河底高程水位（m）20%20%屈家店闸1171.611-0.231.38北京排污河汇入口下游处2782.689-2.240.45潮白新河入汇入口下游处9145.388-5.390永定新河河口处11005.994-6.03-0.04大张庄闸位于屈家店与北京排污河口的中间点，经线性插值，取大张庄闸永定新河侧水位0.92m。金钟河防潮闸建成后，永金引河水位即与金钟河水位齐平，永金引河分水闸闸下施工水位采用金钟河最高蓄水位0.84m。大张庄节制闸及永金引河分水闸新引河侧水位取引滦常水位2.2m。102 第一章工程地质1.1勘察情况大张庄节制闸位于**市北辰区新引河入永定新河处。该闸始建于1970年，1983年因引滦输水的需要进行了改建，改建后大张庄节制闸主要任务是汛期分泄新引河洪水及引滦输水调蓄。永金引河分水闸，坐落于**市北辰区新引河入永定新河处大张庄节制闸右侧，始建于1971年，并于1983年进行改建。主要任务是将新引河水引向永金引河，用于农田灌溉，并对金钟河泄水冲淤。2009年4月，**市水务局组织专家对大张庄节制闸和永金引河分水闸进行了安全鉴定，鉴定大张庄节制闸为三类闸，需除险加固；永金引河分水闸为四类闸，需拆除重建。我公司于2009年6月开展了工程地质勘察工作。本次勘察的目的是充分利用原有地质资料，进一步对水闸周边的实际情况进行必要的地勘补充工作，为水闸除险加固设计提供必要的资料，满足初步设计的技术深度要求。初步设计阶段工程地质勘察勘探方法有：①收集有关工程地质资料，实地踏勘场地现状；②钻探。本次勘察共布置7个钻孔，孔深20～25m。钻探采用DPP-200型钻机，回转钻进，开孔直径150mm，终孔直径110mm，取样间距1.0～2.0m。勘探点布置详见《勘探点平面布置图》。标准贯入试验采用自动脱钩、自动落锤，锤重63.5kg。室内土工试验按GB/T50123-1999标准进行常规物理力学试验、颗粒分析试验、固结快剪试验、压缩试验、渗透试验和水质分析试验。场地高程系统采用1985国家高程基准，各孔高程由测量队量测。本次勘察外业工作从2009年6月13日至6月20日历时8天，实际完成工作量如下：总进尺150.00m，取原状样90件，取扰动样31件，标贯试验30次。具体工作项目和工作量详见表3.1-1。102 表3.1-1勘察工作量表序号工作项目单位工作量1测定孔位点72钻探m/孔150.00/73标准贯入试验段次304取原状样/扰动样组90/315室内试验天然含水率项次75天然密度项次76比重项次81界限含水率项次81颗分组38自然快剪组55固结组64渗透组121.1工程地质条件1.1.1地形地貌工程区为近代沉积，属海河冲积平原，场区地形平坦；地面高程-1.42～1.52m之间，相对高差2.94m。1.1.2地下水工程区浅层地下水以孔隙潜水为主，地下水主要受河水和大气降水补给，以蒸发形式排泄，地下水位受季节影响略有变化。勘察期间测得稳定水位埋深为0.90m～1.00，水位标高为0.19m～0.51m。地下水类型为Cl－(K+Na)-Ca型水，新引河河水为Cl-SO4－(K+Na)型水。依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录L环境水腐蚀性评价，地下水对混凝土具碳酸型弱腐蚀性，地表水对混凝土具硫酸盐型中等腐蚀性；地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性、地表水对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性，地表水对钢结构具中等腐蚀性。地下水水质分析结果详见表3.2-1和表3.2-2。102 表3.2-1地下水水质分析结果表1工程名称大张庄闸取样日期2009.06.21取样地点5#钻孔报告日期2009.06.30分析项目毫克/升毫克当量/升毫克当量%分析项目毫克/升K+60.462.6344.1PH7.21Na+固形物Ca2+45.692.2838.3游离CO27.92Mg2+12.71.0517.6侵蚀CO228.39阳离子合计118.855.96100.0分析项目毫克当量/升德国度Cl-118.733.3556.2总硬度166.50SO42-68.441.4324.0永久硬度107.50HCO3-72.151.1819.8暂时硬度59.00CO32-负硬度阴离子合计259.325.96100总碱度59.00全盐378.17毫克/升总酸度Cl-+SO42-×0.25mg/L135.84Cl-+SO42-187.17表3.2-2地下水水质分析结果表2工程名称大张庄闸取样日期2009.06.21取样地点新引河河水报告日期2009.06.30分析项目毫克/升毫克当量/升毫克当量%分析项目毫克/升K+468.320.3765.7PH8.33Na+固形物Ca2+64.733.2310.4游离CO2-Mg2+90.057.4123.9侵蚀CO29.46阳离子合计623.0831.01100.0分析项目毫克当量/升德国度Cl-712.3920.0964.8总硬度532.00SO42-410.658.5527.5永久硬度413.50HCO3-118.071.946.3暂时硬度118.50CO32-12.920.431.4负硬度阴离子合计1254.0331.01100总碱度118.50全盐1877.11毫克/升总酸度Cl-+SO42-×0.25mg/L815.05102 Cl-+SO42-1123.041.1.1地层岩性勘探深度25.00m范围内，揭露地层均为第四系（Q）松散堆积物。据岩性特征，沉积环境、时代自上而下可划分为：人工填土层（Qml）、第四系全新统第Ⅰ陆相层（Q43al）、第四系全新统海陆交互相层（Q42mc）和第四系全新统第Ⅱ陆相层（Q41al）四大层①～⑦层，现分述如下。1.1.1.1人工填土层（Qml）①层人工填土（Qml）：黄褐色，稍湿，以粉质粘土为主，含苇根，局部含少量水泥块和红砖头，2#和5#孔表层50cm为砌石。厚度0.80～1.80m，平均1.28m；层底标高-0.94～0.11m，平均-0.42m；层底埋深0.80～1.80m，平均1.28m。1.1.1.2第四系全新统第Ⅰ陆相层（Q43al）②层壤土：灰褐色，软塑，中压缩性，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，含有机质、螺壳碎片、姜石和云母，见绣染。厚度2.70～4.00m，平均3.28m；层底标高-4.14～-3.03m，平均-3.70m；层底埋深4.00～5.20m，平均4.57m。1.1.1.3第四系全新统海陆交互相层（Q42mc）③层砂壤土：灰色，湿，稍密，摇震反应中等，无光泽反应，低干强度，低韧性，含有机质、螺壳碎片和云母。厚度1.60～3.80m，平均2.41m；层底标高-6.14～-5.22m，平均-5.79m；层底埋深3.80～7.60m，平均6.33m。④层细砂：灰色，饱和，稍密，以石英、长石为主，含有机质、螺壳碎片和云母，砂质均匀，级配不良。厚度3.50～4.80m，平均4.07m；层底标高-10.84～-9.22m，平均-9.86m；层底埋深7.80～11.40m，平均10.40m。⑤层壤土：灰色，软塑，中压缩性-高压缩性，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，含有机质，见绣染，局部夹砂壤土薄层。厚度3.10～4.40m，平均3.91m；层底标高-14.34～-13.19m，平均-13.77m；层底埋深12.20～15.40m，平均14.31m。1.1.1.4第四系全新统第Ⅱ陆相层（Q41al）⑥层壤土：黄褐色，可塑，中压缩性，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，含有机质、姜石，见绣染，局部夹砂壤土薄层。厚度9.00～9.00m，平均9.00m；层底标高-23.34～-23.34m，平均-23.34m；层底埋深23.20～23.20m，平均23.20m。⑦102 层细砂：黄褐色，饱和，密实，以石英、长石为主，含云母，砂质均匀，级配不良。该层未穿透。1.1.1岩土物理力学性质①层素填土（Q4ml）。②层壤土（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：含水率W＝29.2％，重度γ＝18.8kN/m3，孔隙比e＝0.821，塑性指数Ip＝12.0，液性指数IL＝0.96，压缩模量Es＝5.17MPa，内聚力c＝32kPa，内摩擦角φ＝14.3°。③层砂壤土（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：含水率W＝31.4％，重度γ＝18.0kN/m3，孔隙比e＝0.917，塑性指数Ip＝6.0，液性指数IL＝1.55，压缩模量Es＝6.00MPa，内聚力c＝12kPa，内摩擦角φ＝26.5度。④层细砂（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：标贯实测击数N=22.0。⑤层壤土（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：含水率W＝26.6％，重度γ＝19.3kN/m3，孔隙比e＝0.748，塑性指数Ip＝12.0，液性指数IL＝0.79，压缩模量Es＝4.43Mpa，内聚力c＝30kPa，内摩擦角φ＝10.3度。⑥层壤土（Q4al+pl），土工试验指标平均值如下：含水率W＝23.7％，重度γ＝19.7kN/m3，孔隙比e＝0.667，塑性指数Ip＝10.9，液性指数IL＝0.70，压缩模量Es＝5.06MPa，内聚力c＝34kPa，内摩擦角φ＝11.0度。⑦层细砂（Q4al+pl），土工试验指标平均值如下：标贯实测击数N=43.0。1.2岩土工程分析评价1.2.1地层承载力根据土工试验、标贯测试统计结果，本场区地基土允许承载力值评价如下：表3.3-1地基土力学性质参数建议值层号岩性地基承载力标准值fk(kPa)固结快剪压缩系数建议值av1-2(MPa-1)压缩模量建议值ES1-2(MPa)凝聚力C(kPa)内摩擦角φ（度）①填土②壤土10015180.404.30③砂壤土1051020.00.394.60④细砂1300250.207.50⑤壤土12016180.483.60⑥壤土13017190.404.00⑦细砂160102 1.1.1场地土地震效应1.1.1.1地震基本烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本场地地震动峰值加速度0.15g，地震动反应谱特征周期0.40s，相当于地震基本烈度Ⅶ度。本区为中软场地，场地类别为Ⅲ类，根据地震动反应谱特征周期调整表，地震动反应谱特征周期调整为0.55s。1.1.1.2地震液化依据《水力发电工程地质勘察规范》（GB50287-2006）土的液化判别之要求，采用标准贯入锤击数法对本场地可能液化的饱和③层砂壤土和④层细砂进行地震液化判别，经判别④层细砂有2个液化点，其它各层均不液化。标准贯入试验点液化判别详见表3.3-2。其中液化判别最大深度：15米；标贯击数基准值N0：8击；抗震设防烈度：7度。1.1.2渗透变形问题的评价闸基础座落于②层壤土上，其下部为③层砂壤土，闸基底板进行抗渗稳定验算时，建议允许渗流比降水平段、出口段②层壤土层分别为0.30和0.55；③层砂壤土分别为0.20和0.45。1.1.3闸基抗滑稳定性大张庄节制闸及永金引河分水闸除险加固工程，基础座落于②层壤土层上，建议进行抗滑稳定验算。进行抗滑稳定验算时，地基土与混凝土底板之间的摩擦系数地质建议值取0.25。1.1.4基础方案（1）浅基础评价各闸基均建基于②层壤土上，在荷载及变形满足要求的情况下可采用天然地基。（2）桩基础评价若闸基承载力和沉降变形不满足要求时，建议采用桩基础。根据《建筑桩基技术规范》JGJ94－2008，给出浅层地基各土层的桩参数极限标准值，详见表3.3-3。102 表3.3-2砂(粉)土液化判别成果表孔号岩性标贯深度水位埋深粘粒含量基准值临界击数实测击数液化判别液化指数液化等级ds＇dw＇ρcN0NcrN＇IlEmm%—击击—1③层砂壤土4.600.018.0082.00不液化25.800.927.1083.00不液化37.201.520.1810.00不液化54.601.024.1082.00不液化56.001.05.588.210.00不液化1④层细砂6.600.00.0812.512.00液化0.50轻微18.600.00.0814.120.00不液化19.600.00.0814.924.00不液化26.800.90.0811.915.00不液化27.800.90.0812.717.00不液化28.800.90.0813.521.00不液化29.800.90.0814.322.00不液化39.001.50.0813.216.00不液化310.601.50.0814.517.00不液化44.000.00.0811.215.00不液化45.000.00.0811.216.00不液化46.000.00.0812.018.00不液化47.000.00.0812.821.00不液化57.001.00.0812.011.00液化0.53轻微58.001.00.0812.815.00不液化59.001.00.0813.617.00不液化510.001.00.0814.418.00不液化69.001.00.0813.616.00不液化611.001.00.0815.217.00不液化76.600.90.0811.816.00不液化77.600.90.0812.617.00不液化78.600.90.0813.420.00不液化79.600.90.0814.222.00不液化710.600.90.0815.023.00不液化102 表3.3-3桩基参数表层号岩性钻孔灌注桩混凝土预制桩qsik（kPa）qpk（kPa）qsik（kPa）qpk（kPa）①填土②壤土3840③砂壤土2830④细砂4042⑤壤土4226045700⑥壤土55470571950⑦细砂6512007045001.1结论（1）工程区为近代沉积，属海河冲积平原，场区地形平坦；地面高程-1.42～1.52m之间，相对高差2.94m。（2）勘探深度范围内，揭露地层均为第四系（Q）松散堆积物。分为人工填土层（Qml）、第四系全新统第Ⅰ陆相层（Q43al）、第四系全新统海陆交互相层（Q42mc）和第四系全新统第Ⅱ陆相层（Q41al）。（3）本场区地地震动峰值加速度为0.15g，相应地震基本烈度为Ⅶ度。设计地震分组为第二组，本区为中软场地，场地类别为Ⅲ类，地震动反应谱特征周期调整为0.55s。（4）通过现场标准贯入锤击数法进行复判，④层细砂有2个点液化，液化指数0.50～0.53，属轻微液化，可不进行处理。（5）工程区地下水对混凝土具碳酸型弱腐蚀性，地表水对混凝土具硫酸盐型中等腐蚀性；地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性、地表水对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性，地表水对钢结构具中等腐蚀性。（6）由于土质存在不均匀性、建基高程不同及上覆荷载的差异性，因此存在不均匀沉降问题。（7）闸基底板进行抗渗稳定验算时，建议允许渗流比降水平段、出口段②层壤土层分别为0.30和0.55；③层砂壤土分别为0.20和0.45。102 （8）大张庄节制闸及永金引河分水闸除险加固工程，基础座落于②层壤土层上。进行抗滑稳定验算时，地基土与混凝土底板之间的摩擦系数地质建议值取0.25。（9）工程区最大冻土深度为0.60m。冬季施工应采取防冻害措施。（10）各闸基均建基于②层壤土上，在荷载及变形满足要求的情况下可采用天然地基。若闸基承载力和沉降变形不满足要求时，建议采用桩基础。桩型可采用混凝土预制桩或钻孔灌注桩，可考虑选用⑦层细砂层作为桩端持力层。设计单桩竖向承载力和水平承载力应结合试桩结果综合确定，并按规范要求进行桩基质量检测。102 第一章工程任务及规模1.1概况1.1.1大张庄节制闸工程概况原大张庄节制闸位于**市北辰区新引河与永定新河交汇处，始建于1970年，1972年竣工。原设计为钢筋混凝土底板，浆砌石闸墩，叠梁闸门板，原节制闸作用为分泄永定河洪水、挡潮及蓄水。设计分洪流量380m3/s。1983年以来，新引河反向输水，将引滦水送至屈家店涵洞，入北运河，进海河。输水流量30m3/s。相应闸上水位2.2m。在1983年引滦工程建设时，对该闸进行了改建，新闸位于旧闸上游12m，井柱桩基础，开敞式钢筋混凝土闸，改建后大张庄节制闸主要任务是汛期分泄新引河洪水及引滦输水调蓄。2010年年底引黄输水调度首次运用新引河输水，引黄入滨海新区由海河干流子北汇流口取水，利用北运河自流北上，过屈家店涵洞流入新引河，终点为引滦尔王庄入塘节制闸滨海新区取水泵站，线路总长50公里。上游来水未达到设计洪水标准时，根据《关于印发<**市设计洪水、中小洪水调度方案>的通知》（津汛发【2003】7号），当屈家店以上来水，闸上水位在2.8m以下时，优先安排北水南调，余量经永定新河下泄。即此时新引河不承担泄洪，仅由永定新河北槽承泄，大张庄节制闸不开启。当屈家店闸上水位超过2.8m，永定新河、新引河充分下泄，北运河相机分洪。即屈家店闸上水位超过2.8m时，永定新河、新引河均需承泄，此时大张庄节制闸开启泄洪。根据《永定新河治理二期工程可行性研究报告》，永定新河按100年一遇洪水设计，发生100年一遇洪水，通过卢沟桥拦河闸控泄和永定河泛区分级运用，至屈家店闸上流量为1800m3/s，其中400m3/s由北运河下泄入海河，永定新河下泄流量为1400m3/s。其中南河（新引河）和北河（永定新河）的过流能力分别为380m3/s和1020m3/s。故设计行洪工况，大张庄节制闸承泄仍为380m3/s。根据《海河流域防洪规划》，永定河遇200年一遇超标准洪水，为确保北京中心城区安全，在未建陈家庄水库情况下，卢沟桥拦河闸控泄3000m3/s，其余洪水经小清河分洪闸控制进入大宁水库。由于洪水大大超过水库承受能力，为保水库大坝安全，水库泄洪闸需敞泄，最大泄量为3130m3102 /s，小清河与北拒马河之间的分洪范围都将被淹。永定河下泄洪水经泛区调蓄后，屈家店出流也将超过永定新河的泄流能力，为确保**市区安全，北运河分泄400m3/s经海河入海，余下由永定新河强迫行洪1800m3/s。其中南河（新引河）和北河（永定新河）的过流能力分别为480m3/s和1320m3/s。故超标准洪水工况，大张庄节制闸校核行洪为480m3/s。因新引河在引滦输水及引黄输水期间均承担输水调蓄的任务，故在引水期间大张庄闸始终处于挡水状态。1.1.1永金引河分水闸的工程概况永金引河分水闸，坐落于**市北辰区新引河入永定新河处大张庄节制闸右侧，始建于1971年，并于1983年进行改建。原主要任务是将新引河水引向永金引河，用于农田灌溉，并对金钟河泄水冲淤，设计流量200m3/s。运用条件是：汛末关闭大张庄节制闸，提永金引河闸，由新引河引水入永金引河、金钟河贮蓄，最大引水流量200m3/s；在汛期当永定新河小于五十年一遇洪水时，由新引河引洪200m3/s，经永金引河入金钟河进行冲淤，于金钟河防潮闸下再入永定新河。随着社会经济的发展，永金引河分水闸承担的功能也有所变化，灌溉、冲淤的任务基本取消。当遭遇100年一遇设计洪水、200年一遇超标准洪水时，新引河需负责分洪380m3/s和480m3/s。新引河的分洪任务由大张庄节制闸承担，向永定新河下游宣泄，而永金引河分水闸与永金引河不承担分洪任务，故永金引河分水闸关闭。此外，与大张庄节制闸情况类似，因新引河承担着引滦及引黄的输水调蓄任务，故永金引河分水闸在引水期间也处于常闭状态。1.2除险加固的必要性1.2.1安全鉴定及结论意见1.2.1.1大张庄节制闸安全鉴定及结论意见2009年4月，**市水务局组织专家对大张庄节制闸进行了安全鉴定，鉴定结论为三类闸。其安全鉴定的结论意见如下：（1）闸顶高程不满足规范要求，闸门挡水高度不够。（2）在设计工况条件下考虑淤积，闸室泄流能力不满足要求。（3）消力池池长以及海漫长度不满足要求。102 （4）铺盖失效时，各闸孔出口段和水平段，在正向挡水和反向挡水工况下均能满足渗透要求。（5）桩基水平承载力不够，桩基水平位移大于5mm。（6）通过结构复核计算，闸墩配筋不满足规范要求。（7）闸门锈蚀严重，安全可靠性差。检修门槽尺寸不一，不能正常维修。闸门表面涂层多已老化、薄弱、失效，闸门整体锈蚀较重；主轮及侧导轮锈蚀严重，且脱离轨道或转动不灵活；止水橡胶老化、龟裂和破损，止水装置锈蚀，局部损伤、变形；门槽埋件出现裂纹缺陷。（8）部分设备机件磨损老化，启闭机为早期型号已为淘汰产品，更换备件无处购置，维修困难。（9）混凝土碳化严重，钢筋锈蚀，交通桥、机架桥安全可靠性差，均有不同程度的混凝土剥落，钢筋裸露现象。根据《水闸安全鉴定管理办法》［水建管（2008）214号］规定，评定大张庄节制闸为三类闸。鉴于大张庄节制闸工程的重要性和目前存在的严重质量问题，为保证工程安全，应尽快对该闸进行除险加固，消除安全隐患，防止汛期造成洪水危害，充分发挥工程效益。1.1.1.1永金引河分水闸安全鉴定及结论意见根据《水闸安全鉴定管理办法》【水建管(2008)214号】规定，评定永金引河分水闸为四类闸。其安全鉴定的结论意见如下：（1）闸顶高程满足现行规范要求。（2）过流能力：在设计洪水工况条件下，闸室泄流能力不满足要求。（3）消能防冲：分水闸现状的消力池池深、消力池长度、消力池厚度和海漫长度均不满足要求。（4）渗流稳定：铺盖失效时，各闸孔水平段在最高挡水工况下不满足渗透要求，正常挡水工况下满足要求；出口段在正常挡水和最高挡水工况下均满足渗透要求。（5）闸室稳定：在挡设计洪水、挡校核洪水、地震工况下，抗滑稳定安全系数和最大基底应力满足设计要求，基底应力最大值与最小值比值在允许范围内。（6）闸门：永金引河分水闸闸门为平板钢闸门。闸门表面外观良好，涂层完整但厚度不均匀，纵梁内侧无涂层，有锈蚀现象，个别闸门局部有小面积锈蚀，尚不影响正常使用。个别闸墩有混凝土老化剥落现象。102 （7）启闭机：部分设备机件磨损老化，启闭螺杆锈蚀、断裂，且启闭机为早期型号现已淘汰产品，更换备件无处购置，造成维修困难。根据《水闸安全鉴定管理办法》［水建管（2008）214号］规定，评定永金引河分水闸为四类闸。鉴于永金引河分水闸工程的重要性和目前存在的严重质量问题，为保证工程安全，应尽快对该闸进行拆除重建，从而消除安全隐患，防止汛期造成洪水危害，同时在非汛期充分发挥工程应有的效益，为当地经济发展创造条件。1.1.1除险加固的必要性1.1.1.1大张庄节制闸（1）**城市防洪北部防线的需要大张庄节制闸是永定新河右堤上的主要建筑物之一，对大张庄节制闸进行除险加固是**城市防洪北部防线的需要。根据国务院已批复的《海河流域防洪规划》，**城市防洪标准为200年一遇。根据**城市防洪规划的总体安排，建设以市区为中心的城市防洪圈，防洪保护面积为2700km2。具体范围是北至永定新河右堤，南至独流减河左堤，东至海岸挡潮堤，西至西部防线，上述防洪堤总长为245.83km。目前城市防洪圈已基本按设计标准进行了治理。大张庄节制闸作为防洪圈主要防洪建筑物之一，目前闸体严重下沉、挡水高度不够、闸室桩基水平承载力不够等。一旦永定新河发生200年一遇的洪水，将严重威胁**市区的防洪安全。因此，对大张庄节制闸进行除险加固是**城市北部防线的需要。（2）引滦及引黄输水调蓄的需要从1983年开始，为保证**市区供水，新引河即开始承担引滦输水调蓄的任务。尔王庄放水后，通过引滦明渠输水，至大张庄由永定新河倒虹吸入新引河，由新引河经屈家店涵洞顺北运河至海河，输水流量一般控制在15-30m3/s。2010年年底首次反向运用新引河输水，引黄入滨海新区，由海河干流子北汇流口取水，利用北运河自流北上，过屈家店涵洞流入新引河，终点为引滦尔王庄入塘节制闸滨海新区取水泵站。因此，必须关闭大张庄节制闸，控制水位；防止永定新河劣质水污染引滦和引黄水质，保证引滦入津、引黄入津的实施。（3）景观蓄水的需要102 永定新河沿岸村镇密集，交通便利，经济比较发达，分布有工厂、农田、水产养殖等，为提高沿岸的环境景观水平，提升河道的生态，永定新河上游三堤两河区段景观综合治理的工作目前正在进行中，规划景观水位需维持在1.0m。（4）安全运行的需要大张庄节制闸建成至今，已运行40年，先后进行了多次修复，但仍存在许多影响该闸安全运行的严重安全隐患未能得到根本解决。2009年4月，**市水务局组织专家对大张庄节制闸进行了安全鉴定，鉴定大张庄节制闸为三类闸，为保证闸的运行安全并发挥应有的效益，应对大张庄节制闸进行除险加固。综上所述，为保证大张庄节制闸安全运行，发挥防洪、调蓄、景观等综合作用，对大张庄节制闸进行除险加固是十分必要的。1.1.1.1永金引河分水闸（1）引滦及引黄输水调蓄的需要原永金引河分水闸的作用是灌溉、冲淤，设计流量是200m3/s。根据实际运用情况，如今永金引河分水闸主要作用即连通新引河和金钟河，并同时承担引滦、引黄输水调蓄的任务。为保证**市的供水，引滦入津及引黄入津工程均处于非常重要的地位，新引河在引滦、引黄的输水线路上担任重要环节，因此新引河至永金引河上的永金引河分水闸发挥了重要的调蓄作用，应根据功能要求对原永金引河分水闸进行拆除重建。（2）水系连通永金引河分水闸作为连通新引河和金钟河的唯一通道，该闸的正常运用可保证两河的水系沟通。必要时可自新引河引水入永金引河、金钟河。（3）景观蓄水的需要与大张庄节制闸情况相同，为提高沿岸的环境景观水平，提升河道的生态，永定新河上游三堤两河区段景观综合治理的工作目前正在进行中，规划景观水位需维持在1.0m。（4）调水的备用通道永金引河分水闸作为新引河经永金引河向金钟河汇流的唯一控制闸，可为今后输水或调水提供备用通道。（5）安全运行的需要永金引河分水闸建成至今，先后进行了多次修复，但影响该闸安全运行的严重隐患仍然存在，未能得到根本解决。2009年4月，**市水务局组织专家对永金引河分水闸进行了安全鉴定，鉴定永金引河分水闸为四类闸，102 为保证该闸的安全及发挥应有的作用，需对该闸进行拆除重建。综上所述，为保证永金引河分水闸的安全运行，并综合发挥其输水调蓄、水系连通、景观蓄水等作用，并为今后的输水调水提供备用通道，对永金引河分水闸进行拆除重建是十分必要的。1.1工程任务与规模1.1.1工程任务1.1.1.1大张庄节制闸大张庄节制闸除险加固需消除该闸现状的安全隐患，并综合发挥其各项功能：1）汛期分泄新引河洪水。当屈家店闸上水位超过2.8m，大张庄节制闸即开启泄洪。永定河遇100年一遇洪水时，新引河分泄380m3/s，大张庄节制闸下泄380m3/s；永定河遇200年一遇洪水时，新引河分泄480m3/s，大张庄节制闸下泄480m3/s。2）引滦及引黄输水调蓄。1983年来引滦来水至大张庄节制闸上游处入新引河，经新引河到屈家店然后进入海河，大张庄节制闸可以抬高水位并阻拦永定新河污水倒灌，保障引滦供水水质。2010年年底首次反向运用新引河输水，引黄入滨海新区由海河干流子北汇流口取水，利用北运河自流北上，过屈家店涵洞流入新引河，终点为引滦尔王庄入塘节制闸滨海新区取水泵站，大张庄节制闸起阻拦永定新河水倒灌污染引黄水质的任务。3）景观蓄水。为提高永定新河沿岸的环境景观水平，提升河道的生态，永定新河上游三堤两河区段规划景观水位需维持在1.0m。大张庄节制闸起蓄水壅水的作用。1.1.1.2永金引河分水闸永金引河分水闸拆除重建需消除该闸现状的安全隐患，并综合发挥其各项功能：1）引滦及引黄输水调蓄。1983年来引滦来水至大张庄节制闸上游处入新引河，经新引河到屈家店然后进入海河，永金引河分水闸可以抬高水位，保障引滦供水实施。2010年年底首次反向运用新引河输水，引黄入滨海新区由海河干流子北汇流口取水，利用北运河自流北上，过屈家店涵洞流入新引河，终点为引滦尔王庄入塘节制闸滨海新区取水泵站，永金引河分水闸起挡水及抬高水位的作用。2）水系连通。作为连接新引河和金钟河的唯一控制闸，控制两河的沟通。必要时可自新引河引水入永金引河、金钟河。102 3）景观蓄水。为提高永定新河沿岸的环境景观水平，提升河道的生态，永定新河上游三堤两河区段规划景观水位需维持在1.0m。永金引河分水闸起蓄水壅水的作用。4）备用通道。作为新引河通向金钟河必经之道，为今后输水调水提供备用通道。1.1.1工程规模1.1.1.1大张庄节制闸（1）流量1）依据2008年国务院批复的《海河流域防洪规划》，永定新河防洪标准由原50年一遇提高到100年一遇，相应大张庄节制闸防洪标准由50年一遇提高到100年一遇。根据《永定新河治理二期可行性研究报告》，永定新河防洪标准由50年一遇提高至100年一遇，但屈家店枢纽以下承泄设计洪水流量并没有提高，仍为1400m3/s。而永定新河在大张庄以上的北河（永定新河）及南河（新引河）的过流能力分别为1020m3/s和380m3/s。故大张庄节制闸设计流量仍保持380m3/s。2）根据《海河流域防洪规划》，永定河遇200年一遇超标准洪水，为确保北京中心城区安全，在未建陈家庄水库情况下，卢沟桥拦河闸控泄3000m3/s，其余洪水经小清河分洪闸控制进入大宁水库。由于洪水大大超过水库承受能力，为保水库大坝安全，水库泄洪闸需敞泄，最大泄量为3130m3/s，小清河与北拒马河之间的分洪范围都将被淹。永定河下泄洪水经泛区调蓄后，屈家店出流也将超过永定新河的泄流能力，为确保**市区安全，北运河分泄400m3/s经海河入海，余下由永定新河强迫行洪1800m3/s。其中南河（新引河）和北河（永定新河）的过流能力分别为480m3/s和1320m3/s。故超标准洪水工况，大张庄节制闸校核行洪为480m3/s。3）屈家店枢纽位于**市北辰区永定河与北运河汇流处，距永定新河入海口62km。枢纽包括北运河节制闸、新引河进洪闸、永定新河进洪闸、北运河船闸。新引河进洪闸建于1932年，是屈家店枢纽的重要组成部分，对**市防洪至关重要，设计流量380m3/s，校核流量480m3/s。此闸主要承担分泄部分永定河洪水，及为滦水入海河保水任务。当汛期永定新河进洪闸上游来水超过安全泄量时，提闸分洪至大张庄处入永定新河。平时闭闸，以使引滦水通过新引河闸下的涵洞入北运河进入海河。永定新河洪水通过新引河进洪闸进入新引河，再通过新引河末端的大张庄节制闸重新汇入永定新河，为保证泄洪能力，大张庄节制闸过流不应小于新引河进洪闸的过流能力。102 综上所述，本次大张庄节制闸除险加固采用设计流量380m3/s，校核流量480m3/s。（2）水位1）大张庄节制闸行洪（新引河行洪工况）：根据《关于印发<**市设计洪水、中小洪水调度方案>的通知》（津汛发【2003】7号），当屈家店闸上水位超过2.8m，永定新河、新引河充分下泄，北运河相机分洪。即屈家店闸上水位超过2.8m时，永定新河、新引河均需承泄，此时大张庄节制闸开启泄洪，闸上（新引河侧）水位2.3m（考虑50cm水头差），闸下（永定新河侧）水位2.05m。当屈家店遇100年一遇洪水，设计洪水流量1800m3/s，北运河分洪400m3/s，余下1400m3/s均由永定新河承泄，此时南北河均开闸泄洪，中堤堤顶高程削至4.0m，南北河串流，此时大张庄闸下（永定新河侧）水位4.84m，闸上（新引河侧）水位4.89m。当屈家店遇200年一遇洪水，北运河分洪400m3/s，永定新河强迫行洪1800m3/s，此时南北河均开闸泄洪，中堤堤顶高程削至4.0m，南北河串流，此时大张庄闸下（永定新河侧）水位5.41m，闸上（新引河侧）水位5.46m。2）大张庄节制闸挡水（永定新河北槽行洪工况）：根据《关于印发<**市设计洪水、中小洪水调度方案>的通知》（津汛发【2003】7号），当屈家店以上来水，闸上水位在2.8m以下时，优先安排北水南调，余量经永定新河下泄。即此时新引河不承担泄洪，仅由永定新河北槽承泄，大张庄节制闸不开启。计算50cm水头差，此时大张庄节制闸永定新河侧水位为2.3m。根据水务局防汛抗旱指挥办公室2011年数据，新引河若正进行引滦输水，则大张庄节制闸新引河侧最高水位约为2.2m；新引河若正进行引黄输水，则大张庄节制闸新引河侧最高水位约为0.2m；若处于未输水时段，则大张庄节制闸新引河侧水位约为1.0m。3）大张庄节制闸挡水（潮白新河行洪工况）：潮白河设计防洪标准为50年一遇。山区洪水由密云水库控制，50年一遇以下洪水下泄550m3/s。主要支流怀河洪水由怀柔水库控制，50年一遇以下洪水下泄400m3/s，下游苏庄、密云、怀柔区间洪水加水库下泄量，苏庄站50年一遇洪水为3000m3/s，经河槽调蓄并纳入运潮减河900m3/s后为3660m3/s，于郭庄相机纳引泃入潮来水，至黄庄洼分洪闸为3520m3/s，河道下泄2160m3/s，其余1360m3/s分洪入黄庄洼。黄庄洼启用标准约5年一遇。潮白新河纳青龙湾减河后设计流量为3000m3/s，经宁车沽防潮闸汇入永定新河。102 永定新河上游未行洪而遭遇下游潮白新河行洪影响时，将在上游形成壅水，抬高上游水位。潮白新河河口（54+500）处行洪设计水位为3.61m。偏安全计，不计水头损失，该工况下大张庄节制闸永定新河侧设计水位取为3.61m。新引河若正进行引滦输水，则大张庄节制闸新引河侧最高水位约为2.2m；新引河若正进行引黄输水，则大张庄节制闸新引河侧最高水位约为0.2m；若处于未输水时段，则大张庄节制闸新引河侧水位约为1.0m。4）大张庄节制闸挡水（蓟运河行洪工况）：蓟运河主要支流有泃河、州河及还乡河，设计防洪标准均为20年一遇。泃河洪水由上游海子水库控泄，至三河站设计流量为1330m3/s，由引泃入潮下泄830m3/s，其余500m3/s尽量利用引泃入潮及泃河原河道下泄。当泃河洪水不与蓟运河和潮白河洪、沥水遭遇时，泃河原河道最大下泄量为250m3/s，引泃入潮最大下泄量为1080m3/s；遭遇时，利用桑梓分洪道向青甸洼滞洪区分洪。州河洪水由于桥水库控制，20年一遇洪水，水库闭门七天与下游沥水错峰，错峰后限泄150m3/s。还乡河洪水由邱庄水库控泄230m3/s，加区间洪水至李家选设计流量为914m3/s，至九丈窝由还乡河分洪道下泄670m3/s（相当10年一遇），其余244m3/s分洪入盛庄洼。泃、州两河于九王庄汇流后称蓟运河，为洪、沥合排河道，阎庄以上以排沥为主，按10年一遇自排、5年一遇机排设计，设计流量400～550m3/s。还乡河分洪道于阎庄汇入蓟运河，阎庄以下为洪、沥合排河道，设计流量1300m3/s，经防潮闸于北塘汇入永定新河。永定新河上游未行洪而遭遇下游蓟运河行洪影响时，将在上游形成壅水，抬高上游水位。蓟运河河口（62+500）处行洪设计水位为2.81m。偏安全计，不计水头损失，该工况下大张庄节制闸永定新河测设计水位取为2.81m。新引河若正进行引滦输水，则大张庄节制闸新引河侧最高水位约为2.2m；新引河若正进行引黄输水，则大张庄节制闸新引河侧最高水位约为0.2m；若处于未输水时段，则大张庄节制闸新引河侧水位约为1.0m。5）大张庄节制闸挡水（正常蓄水工况）：为提高永定新河沿岸的环境景观水平，提升河道的生态，永定新河上游三堤两河区段规划景观水位维持在1.0m。故大张庄节制闸永定新河侧水位为景观水位1.0m。新引河若正进行引滦输水，则大张庄节制闸新引河侧最高水位约为2.2m；新引河若正进行引黄输水，则大张庄节制闸新引河侧最高水位约为0.2m；若处于未输水时段，则大张庄节制闸新引河侧水位约为1.0m。大张庄节制闸各工况下的设计水位组合如表4.3-1所示。102 表4.3-1大张庄节制闸设计水位组合表工况闸上（新引河侧）闸下（永定新河侧）流量（m3/s）引滦引黄景观行洪1）新引河行洪设计4.89校核5.46设计4.84校核5.41设计380校核480挡水2）永定新河北槽行洪2.20.21.02.30-3）潮白新河行洪2.20.21.03.61-4）蓟运河行洪2.20.21.02.81-5）正常蓄水2.20.21.01.0-注：新引河及永定新河河底高程均为-1.3m。1.1.1.1永金引河分水闸（1）流量原永金引河分水闸的作用是灌溉、冲淤，设计流量是200m3/s。根据实际运用情况，如今永金引河分水闸主要作用即连通新引河和金钟河，并同时承担引滦、引黄输水调蓄的任务，同时为今后利用金钟河进行输水调水提供了可能的备用通道。为保证**市的供水，引滦入津及引黄入津工程均处于非常重要的地位，新引河在引滦、引黄的输水线路上担任重要环节，因此新引河至永金引河上的永金引河分水闸发挥了重要的调蓄作用，按该闸现有的功能及作用，综合确定永金引河分水闸的设计流量30m3/s，校核流量50m3/s。（2）水位1）永金引河分水闸挡水（金钟河设计行洪、新引河不行洪工况）：根据《**市金钟河防潮闸枢纽拆除重建工程初步设计报告》成果，金钟河闸设计行洪时，闸上（金钟河侧）水位1.54m，新开河口水位2.91m。至永金引河分水闸闸下计30cm水头差，则金钟河设计行洪时，永金引河分水闸闭门挡水，闸下（永金引河侧）水位为3.21m。新引河若正进行引滦输水，则永金引河分水闸闸上（新引河侧）最高水位约为2.2m；新引河若正进行引黄输水，则永金引河分水闸闸上（新引河侧）最高水位约为0.2m；若处于未输水时段，则永金引河分水闸闸上（新引河侧）水位约为1.0m。102 2）永金引河分水闸挡水（金钟河蓄水、新引河不行洪工况）：根据《**市海河干流治理工程初步设计修订报告》（1999年10月），海河干流最高蓄水位3.0m，最低蓄水位0.0m。新开河、金钟河是沟通海河和永定新河的平原河道，考虑到金钟河两岸地势略有起伏，地面高程一般在3m以上，在两岸大部分农田不造成浸没的前提下，河道应多蓄水，为满足两岸工农业用水及市区段河道景观的需求，《金钟河防潮闸枢纽拆除重建工程初步设计报告》确定金钟河闸上最高蓄水位0.84m，正常蓄水位-0.16m，最低蓄水位-1.66m。不计水头损失，永金引河分水闸闸下（永金引河侧）最高水位0.84m，正常水位-0.16m，最低水位-1.66m。新引河若正进行引滦输水，则永金引河分水闸闸上（新引河侧）最高水位约为2.2m；新引河若正进行引黄输水，则永金引河分水闸闸上（新引河侧）最高水位约为0.2m；若处于未输水时段，则永金引河分水闸闸上（新引河侧）水位约为1.0m。3）永金引河分水闸挡水（新引河行洪、金钟河行洪工况）：上游遭遇设计洪水，永定新河设计分洪380m3/s时，永金引河分水闸闸上（新引河侧）水位4.89m；闸下采用金钟河行洪水位，则闸下（永金引河侧）水位3.21m。上游遭遇校核洪水，永定新河设计分洪480m3/s时，永金引河分水闸闸上（新引河侧）水位5.46m；闸下采用金钟河行洪水位，则闸下（永金引河侧）水位3.21m。4）永金引河分水闸挡水（新引河行洪、金钟河蓄水工况）：上游遭遇设计洪水，永定新河设计分洪380m3/s时，永金引河分水闸闸上（新引河侧）水位4.89m；闸下采用金钟河水位则闸下（永金引河侧）最高水位0.84m，正常水位-0.16m，最低水位-1.66m。上游遭遇校核洪水，永定新河设计分洪480m3/s时，永金引河分水闸闸上（新引河侧）水位5.46m；闸下采用金钟河水位，则闸下（永金引河侧）最高水位0.84m，正常水位-0.16m，最低水位-1.66m。5）永金引河分水闸放水（引水工况）：当永金引河分水闸开启，发挥联通及调水任务时，闸上（新引河侧）水位采用2.2m，闸下（永金引河侧）水位2.0m。102 永金引河分水闸各工况下的设计水位组合如表4.3-2所示。102 表4.3-2永金引河分水闸设计指标表工况闸上（新引河侧）闸下（永金引河侧）流量（m3/s）引滦引黄景观最高正常最低挡水1）金钟河行洪、新引河不行洪2.20.21.03.21-2）金钟河蓄水、新引河不行洪2.20.21.00.84-0.16-1.66-3）新引河行洪、金钟河行洪5.463.21-4）新引河行洪、金钟河不行洪5.460.84-0.16-1.66-放水5）引水2.22.0设计30校核50注：闸址处新引河及永金引河河底高程-1.3m。1.1主要设计指标1.1.1大张庄节制闸大张庄节制闸设计流量380m3/s，校核流量480m3/s。设计行洪：闸上（新引河侧）设计水位4.89m，闸下（永定新河侧）设计水位4.84m。校核行洪：闸上（新引河侧）设计水位5.46m，闸下（永定新河侧）设计水位5.41m。正向挡水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永定新河侧）设计水位0.0m。反向挡水：闸上（新引河侧）设计水位1.0m，闸下（永定新河侧）设计水位3.61m。检修：上游（新引河侧）检修水位2.2m，下游（永定新河侧）检修水位1.0m。102 1.1.1永金引河分水闸永金引河分水闸设计流量30m3/s，校核流量50m3/s。引水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永金引河侧）设计水位2.0m。正向正常挡水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永金引河侧）设计水位-0.16m。正向最高挡水：闸上（新引河侧）设计水位5.46m，闸下（永金引河侧）设计水位-1.3m（无水）。反向挡水：闸上（新引河侧）设计水位0.2m，闸下（永金引河侧）设计水位3.21m。检修：上游（新引河侧）检修水位2.2m，下游（永金引河侧）检修无水。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程第一章工程布置及水工建筑物设计1.1设计依据及设计基本资料1.1.1设计依据（1）原大张庄节制闸工程设计说明书及设计图纸；（2）《大张庄节制闸安全鉴定报告》（黄河勘测规划设计有限公司，2009.4）；（3）《永金引河分水闸安全鉴定报告》（黄河勘测规划设计有限公司，2009.4）；（4）《海河流域防洪规划》（2008）；（5）《永定新河治理一期工程初步设计报告》（中水北方公司，2006）；（6）《永定新河治理二期工程可行性研究报告》（中水北方公司，2009）。1.1.2设计遵循的主要设计规范及标准（1）《防洪标准》（GB50201-94）；（2）《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；（3）《水闸设计规范》（SL265-2001）；（4）《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97）；（5）《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；（6）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077-97）；（7）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；（8）《水利水电工程初步设计报告编制规程》（DL5021-93）；（9）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；（10）其它有关规程、规范。1.1.3工程等别及建筑物级别根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》及《水闸设计规范》中有关规定，综合考虑该闸的实际状况，确定大张庄节制闸工程等别为Ⅱ等中型工程，主要建筑物为2级建筑物，次要建筑物为3级建筑物；确定永金引河分水闸工程等别为Ⅱ102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程等，主要建筑物级别为2级，次要建筑物为3级建筑物。1.1.1设计基本资料1.1.1.1特征水位和流量（1）大张庄节制闸大张庄节制闸设计流量380m3/s，校核流量480m3/s。设计行洪：闸上（新引河侧）设计水位4.89m，闸下（永定新河侧）设计水位4.84m。校核行洪：闸上（新引河侧）设计水位5.46m，闸下（永定新河侧）设计水位5.41m。正向挡水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永定新河侧）设计水位0.0m。反向挡水：闸上（新引河侧）设计水位1.0m，闸下（永定新河侧）设计水位3.61m。检修：上游（新引河侧）检修水位2.2m，下游（永定新河侧）检修水位1.0m。（2）永金引河分水闸永金引河分水闸设计流量30m3/s，校核流量50m3/s。引水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永金引河侧）设计水位2.0m。正向正常挡水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永金引河侧）设计水位-0.16m。正向最高挡水：闸上（新引河侧）设计水位5.46m，闸下（永金引河侧）设计水位-1.3m（无水）。反向挡水：闸上（新引河侧）设计水位0.2m，闸下（永金引河侧）设计水位3.21m。检修：上游（新引河侧）检修水位2.2m，下游（永金引河侧）检修无水。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程1.1.1.1地震动参数及地震烈度根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010），本场区地地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.40s，相应地震基本烈度为Ⅶ度。设计地震分组为第二组。本区为中软场地，场地类别为Ⅲ类，根据地震动反应谱特征周期调整表，地震动反应谱特征周期调整为0.55s。场地土对建筑抗震属一般地段。1.1.1.2水文气象工程所在区域的多年平均气温为12.1℃，极端最高气温40.4℃，极端最低气温-22.7℃。该地区多年平均年降水量为572.4mm，降水年际变化大，最多年可达926.3mm（1977年），最少年仅有214.8mm。该地区多年平均最大风速为20.3m/s，50年一遇最大风速为27.0m/s，年最多风向NW。该地区最大冻土深度60cm，最大积雪厚度26cm。1.1.1.3地形资料设计采用黄河勘测规划设计有限公司于2009年6月实测的闸区1:200地形图，高程系统采用1985国家高程基准。1.1.1.4工程地质工程区为近代沉积，属海河冲积平原，场区地形平坦；地面高程-1.42～1.52m之间，相对高差2.94m。基础坐落在第二层上，壤土，灰褐色，软塑，中压缩性，稍有光泽，中等干强度，中等韧性，含有机质、螺壳碎片、姜石和云母，见绣染。在荷载及变形满足要求的情况下可采用天然地基。若闸基承载力和沉降变形不满足要求时，建议采用桩基础。桩型可采用混凝土预制桩或钻孔灌注桩。地质特性及主要设计参数见第三章工程地质章节。1.1.1.5主要材料特性参数（1）各部位混凝土设计指标，见表5.1-4。表5.1-4各部位混凝土设计指标表102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程序号部位强度等级抗渗标号抗冻标号备注1闸底板C25W4F150掺加抗硫酸盐外加剂2闸墩C25W4F150掺加抗硫酸盐外加剂3铺盖C25W4F150掺加抗硫酸盐外加剂4消力池C25W4F150掺加抗硫酸盐外加剂5灌注桩C25掺加抗硫酸盐外加剂6排架C30F1507交通桥C30F150预制8检修桥C30F150预制9工作桥C30F150预制10垫层混凝土C15（2）建筑材料容重①混凝土容重：24kN/m3；②钢筋混凝土容重：25kN/m3；③浆砌石容重：23kN/m3；④水容重：10kN/m3；⑤钢筋及钢材容重：78.5kN/m3。1.1.1.1交通桥设计标准大张庄闸交通桥不作为交通主干路，按公路二级标准设计，路面宽度按4.0m考虑。永金引河分水闸交通桥作为堤顶交通路，按公路二级标准设计。1.1.1.2抗滑稳定安全系数Kc与基底应力不均匀系数η控制指标Kc与η控制指标见表5.1-5。表5.1-5Kc、η允许值荷载组合抗滑安全系数Kc地基应力不均匀系数η备注2级基本1.302.0特殊Ⅰ1.152.5特殊Ⅱ1.053.0102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程1.1原工程布置1.1.1大张庄节制闸原节制闸共13孔，闸室为开敞式，分离式底板，灌注桩基础。其中深槽3孔，单孔净宽8.90m，闸底板高程-1.10m；阶梯孔2孔，单孔净宽9.00m，闸墩厚1.60m，闸底板高程0.30m；滩地孔8孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程1.80m，闸墩厚1.20m。左右岸均设死闸孔与护坡相接。闸室上游新作防渗板及护底，下游与旧闸底板相连接，利用旧闸消力池及护砌防冲，新闸上游设交通桥，下游设检修便桥，交通桥梁底高程5.43m，桥面顶高程6.84m，桥面净宽4.0m。闸室设工作门槽一道，各孔门顶高程均为3.60m，深槽孔门高4.70m，阶梯孔门高3.30m，滩地孔门高1.80m。工作闸门采用直升式平板钢闸门，油压启闭机操作。上下游各设检修门槽一道，每道设两片检修钢闸门，每片高2.00m，共4.00m，各孔通用。检修门采用移动式2×5t电动葫芦启闭，电动葫芦轨道设在闸墩顶排架上。检修门不用时锁定在最右边的两个滩地孔中。为降低渗透压力，深槽孔闸室上游设防渗板和护坡，长10m，上接浆砌石护底及护坡，长15m。滩地孔因水头小，未设防渗板。左岸在滩地死闸孔段旧护坡上作30cm厚的混凝土护坡，长10m，其上游再作浆砌石护坡，长14m，边坡约为1：4。右岸堤坡除闸室10m段为混凝土护坡外，其他均为浆砌石护坡，长约101m，坡比1：3。1.1.2永金引河分水闸原分水闸共9孔，每孔净宽3m，净高3.7m，过水面积为99.9m2。闸底板高程－1.30m，闸下设消力池，池长10m，池底高程为-1.8m，池顶高程为-1.3m；闸墩均为厚0.70m的浆砌石。1.2存在的问题及结论（1）大张庄节制闸是永定新河右堤上的主要建筑物之一，作为**市城市防洪圈主要防洪建筑物之一，是**城市北部防线的重要屏障102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程，一旦永定河发生200年一遇的洪水，大张庄闸的顺利开启将直接关系到**市区的防洪安全；为保证**市区供水，新引河从1983年开始承担引滦输水调蓄的任务，2010年年底又首次反向运用新引河输水，引黄入滨海新区，大张庄节制闸位于新引河尾端，具有控制水位，防止永定新河劣质水污染引滦和引黄水质，保证引滦入津、引黄入津的实施的作用；此外，永定新河沿岸村镇密集，交通便利，经济比较发达，为提高沿岸的环境景观水平，提升河道的生态，规划景观水位需维持在1.0m。综合以上几点，大张庄闸在防洪、调蓄及景观等多个方面发挥综合作用。2009年4月，**市水务局组织专家对大张庄节制闸进行了安全鉴定，针对该闸存在的问题，根据现场混凝土质量检测成果及复核计算的初步结论，按照《水闸安全鉴定规定》（SL214－98）中的有关规定，鉴定结论为三类闸。其安全鉴定的结论意见如下：大张庄节制闸现状闸室抗滑稳定不满足要求，闸室沉降较大，闸墩配筋不足，上部结构老化破损，消能防冲设施不满足要求，管理用房老旧等，威胁节制闸的安全，限制了节制闸的正常运行。（2）永金引河分水闸主要作用即连通新引河和金钟河，并同时承担引滦、引黄输水调蓄的任务；此外为提高沿岸的环境景观水平，提升河道的生态，规划景观水位需维持在1.0m，永金引河分水闸是调节水位的重要节点；永金引河分水闸作为新引河经永金引河向金钟河汇流的唯一控制闸，还可为今后输水或调水提供备用通道。根据2009年4月永金引河分水闸安全鉴定结论，评定永金引河分水闸为四类闸。目前永金引河分水闸消能防冲、渗流稳定不能满足稳定要求，部分设备机件磨损老化，启闭螺杆锈蚀、断裂，且启闭机为早期型号现已淘汰产品，更换备件难以购置，造成维修困难。现状永金引河分水闸存在的安全隐患影响了该闸发挥调蓄、连通、景观等综合作用。（3）综上，应对大张庄闸进行除险加固，对永金引河分水闸进行拆除重建，使其满足综合运用的要求，发挥各项作用。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程1.1大张庄闸除险加固方案鉴于大张庄闸的多方面作用及其现状存在诸多的安全隐患，根据大张庄闸安全鉴定报告确定的三类闸的标准，对大张庄闸进行除险加固。针对闸槛高程选择、闸底板连接型式、闸室型式等方面进行方案比较，综合选定最优的方案布置。1.1.1大张庄节制闸闸槛高程选择比较原有大张庄节制闸在深槽部位采用较低的闸槛，滩地部位采用较高的闸槛，该布置与上下游河道断面相配合，平水时期利用深孔放水，洪水时期闸孔全部打开，在不同的放水条件下，不会显著改变水闸上下游河道流态，使其断面保持稳定。因此，深浅孔布置型式对水流衔接是有利的。此外，保持原有的深浅孔布置可保留使用原有灌注桩，符合三类闸除险加固的要求，故本工程仍采用深浅孔布置型式。1.1.2大张庄闸底板连接型式比较大张庄闸深浅孔布置根据地基条件及受力情况等考虑了整体式和分离式底板两种型式。整体式底板工程量较大，分离式底板工程量较小。整体式底板比分离式底板整体性能稍好，对于软弱基础的适用性强，本工程基础土层为壤土层，基础条件较好，采用整体式底板或分离式底板均可行。本工程若采用整体式底板则考虑缝墩相连；若采用分离式底板则考虑异型墩相连。整体式底板方案一般采用导流墩分隔的方式比较可靠，但由于深浅孔布置使闸室底板与上游铺盖及下游消力池的止水连接相对困难，且施工效果差强人意。而分离式底板方案可采用异型墩解决，并且有永定新河防潮闸、蓟运河闸等成功的范例，可靠性较高。因此，本工程推荐采用分离式底板方案。1.1.3大张庄闸启闭机型式选择比较大张庄节制闸闸门的启闭方式可选择液压启闭机或卷扬式启闭机。因工作闸门上下游均设检修闸门，检修闸门的启闭按以往的工程经验选用移动式电动葫芦启闭，电动葫芦轨道需安装在排架柱的牛腿上，故两方案的排架柱都必不可少。液压启闭机方案可不设机架桥，可比卷扬式启闭机方案节省少量投资。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程但由于液压启闭机的油罐埋设在闸墩上，所需闸墩厚度较厚，机架桥剩下的混凝土不足以弥补闸墩增厚所增加的混凝土量，故液压启闭机方案在土建上是不经济的。此外大张庄闸采用液压启闭机在运行中也暴露出一些问题：大张庄节制闸闸门启闭频率不高，油缸密封易老化，启闭不可靠，且油缸埋置于混凝土闸墩内，密封处理不好缸体极易进水，水一冻冰体积膨胀就有可能使油缸上抬，影响使用。此外对于双吊点启闭机，液压启闭机双吊点同步性不如卷扬机可靠。因此在启闭频率较低的闸门采用液压启闭可靠性不高。综上，本工程采用液压启闭机无论在经济上，还是运行管理方便上都存在不足。故本工程推荐采用卷扬式启闭机，相对有运行管理简单方便、造价较低、双吊点同步性较高、工程量较省等优点。1.1.1大张庄节制闸闸室加固方案比较大张庄节制闸现状闸墩混凝土老化破损，局部有裂缝及钢筋外露，并且闸室整体有近70cm的沉降，现闸底板高程为深槽孔-1.80m，阶梯孔-0.40m，滩地孔1.1m，需恢复至河底高程。综合分析现状后，提出拆除重建闸底板与加固闸底板两个方案进行比较。1.1.1.1方案一：加固原闸底板方案原闸13孔，现状墩顶高程5.10m。深槽孔3孔，墩厚1.60m，墩墙下底板（简称大底板）厚1.20m，小底板厚1.0m，现状底板高程-1.80m；阶梯孔2孔，墩厚1.60m，大底板厚1.20m，小底板厚0.8m，现状底板高程-0.40m；滩地孔8孔，墩厚1.20m，大底板厚1.00m，小底板厚0.8m，现状底板高程1.10m；连接深槽孔与阶梯孔、阶梯孔与滩地孔的大底板采用局部加厚的斜坡面异型墩。基于安全鉴定现场检测结果，底板混凝土质量尚可，故保留大底板及其下桩基，将现状底板表面进行凿毛处理，于其上补浇混凝土至设计闸底板高程，补浇混凝土厚度分别为深槽孔0.50m，阶梯孔0.70m，滩地孔0.70m，补浇闸墩混凝土至7.00m。大底板向下游侧延长5m，即深槽孔大底板长17m，墩长12m；阶梯孔大底板长17m，墩长12m；滩地孔大底板长15m，墩长12m。为保证改建后闸室的稳定，除102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程沿用原有老桩外，在深槽孔和阶梯孔延长的大底板下增加4根φ1000mm的灌注桩，在滩地孔延长的大底板下增加3根φ800mm的灌注桩。因现状各闸孔净距不同，深槽孔为8.90m，阶梯孔和滩地孔为9.0m，造成各孔闸门尺寸不一，在运行管理方面有诸多不便，本次除险加固工程将深槽孔闸墩厚度减为1.55m。两侧各设门库一个。新建闸墩上设1.20m高T形梁，其上架设检修桥，交通桥采用预制空心板。排架柱尺寸0.5×0.6m，浇注于T形梁上，排架柱顶端高程为14.70m。机架桥为预制T形梁，桥面高程为15.40m。两岸堤顶各设控制楼一座。拆除原有已破损的上游铺盖。为方便连接，深槽孔、阶梯孔、滩地孔均新建长14m、厚0.5m的钢筋混凝土铺盖，铺盖上游接长10m、厚0.5m的浆砌石铺盖，铺盖以斜坡型式与上游河道顺接。拆除原有下游消能设施，深槽孔新建长20m、深1.50m的消力池，后接长45m、厚0.5m的浆砌石海漫，再接长10.5m、深1.5m的抛石防冲槽；阶梯孔新建长10m、深0.70m的消力池，后接长40m、厚0.5m的浆砌石海漫；滩地孔新建长8m、深0.5m的消力池，后接长28m、厚0.5m的浆砌石海漫。上游左岸自门库边墩以弧形翼墙与浆砌石护坡相接，并新建浆砌石步级。上游右岸自门库边墩以弧形翼墙与永金引河分水闸的上游翼墙相接。下游以挡墙与两岸护坡相接。1.1.1.1方案二：拆除重建闸底板方案方案二与方案一在闸室型式布置、上部结构布置、上下游衔接布置等方面均相同，区别仅在于对底板的处理上。方案二拆除原有底板，只保留原闸基下的桩基。为保证原有老桩基的可用性，新建闸底板顺水流中心线与原闸底板顺水流中心线吻合，深槽孔及阶梯孔闸墩厚1.6m，大底板厚1.6m、宽4.5m，小底板厚1.0m；滩地孔闸墩厚1.2m，大底板厚1.2m、宽3.5m，小底板厚0.8m。深槽孔底板高程为-1.30m，阶梯孔底板高程0.30m，滩地孔底板高程1.80m。将原桩基接长至新浇大底板下，并在深槽孔和阶梯孔大底板下增设5根直径0.8m的灌注桩，在滩地孔大底板下增设3根直径0.8m的灌注桩，桩间距2.2m，新桩与老桩呈梅花形布置。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程1.1.1.1方案比较方案一可保留原有闸底板，但在实际操作中存在以下几个难点：1）因底板沉降，在原底板凿毛后补浇一层混凝土使之满足现河底高程，但补浇混凝土的厚度只有50~70cm，新老混凝土之间仅靠插筋相连，施工效果很难保证；2）因大底板加长，并且增设了大直径的桩基，直径不同的桩基之间极有可能产生不均匀沉降，迫使新老底板间产生裂缝而影响其衔接；3）方案一中的闸墩与老底板之间的衔接仅靠补浇的底板混凝土（深槽孔仅50cm）与老混凝土之间的插筋，闸墩与底板间的联接容易出现裂缝；4）底板加长及大直径桩基的设置，工程量加大，使加固原底板方案的经济性降低，而可靠性方面却仍存在诸多隐患。方案二虽然拆除了闸底板，只保留了桩基，但底板较短，桩基工程量较小，工程量比方案一更节省，并且新浇混凝土的施工质量也比新老混凝土连接更容易得到保证。上述两方案主要工程量及投资比较如表5.4-1所示。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程表5.4-1方案比较工程量表编号项目单位数量总价（万元）方案一方案二方案一方案二1土方开挖m370617703782土方回填m389381163222293灌注桩（0.8m）m5821644762134灌注桩（1.0m）m1176020005底板凿毛m216800106闸底板混凝土m3247419921631317闸墩混凝土m31400141492938门库混凝土m351251234349挡墙混凝土m3444444292910排架、机架桥混凝土m3323323202011铺盖混凝土m312231211818012消力池混凝土m31582158210410413交通桥混凝土m3267267171714连接段混凝土m3158010015检修桥预制混凝土m3261223161416垫层混凝土m3693697414117防碳化处理m2141321392917016718钢筋制安t73869962859419插筋t46037020GB膨胀止水条m12341241191921橡胶止水带m18171241241622闭孔泡沫板m223852071151323浆砌石护底m3856856343424浆砌石护坡m31015927413825浆砌石海漫m323972366969526碎石垫层m3816814141427抛石m36286281515合计20061819由此可见，方案二可比方案一节省约187万元。结合工程布置优缺点及工程投资，本工程推荐采用方案二，即拆除重建闸底板方案。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程1.1.1大张庄闸推荐方案布置加固后的节制闸仍为13孔，闸室为开敞式，分离式底板，灌注桩基础。原闸底板拆除后清基，并回填粘土至-3.00m，原桩基一并接桩至-2.90m，其上再新建闸底板及闸墩。其中深槽3孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程-1.30m，闸墩厚1.60m，大底板宽4.5m、长14m，小底板宽6.4m；阶梯孔2孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程0.30m，闸墩厚1.60m，大底板宽4.5m、长14m，小底板宽6.4m；滩地孔8孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程1.80m，闸墩厚1.20m，大底板宽3.5m、长14m，小底板宽6.7m。左右岸均设门库与护坡相接。闸顶高程为7.0m。闸墩两端采用半径0.75m的半圆形墩头。原上游铺盖及防渗板已沉降且破损严重，予以拆除。深槽孔上游新做长14m、厚0.5m的混凝土铺盖和长10m、厚0.5m的浆砌石铺盖。下游设长20.00m、深1.50m、厚1.00m的消力池，消力池的后半段设排水孔，排水孔梅花形布置，间排距为2.0m。闸室与消力池之间以长6m的斜坡段相连接，斜坡段坡度为1：4。消力池后接长45.00m、厚0.5m的浆砌石海漫，海漫末端设长10.5m、深1.50m的抛石防冲槽。阶梯孔上游新做长14m、厚0.5m的混凝土铺盖和长10m、厚0.5m的浆砌石铺盖；下游接长8.0m、深0.50m、厚0.60m的消力池，消力池的后半段设排水孔，排水孔梅花形布置，间排距为2.0m。闸室与消力池之间以长2m的斜坡段相连接，斜坡段坡度为1：4。消力池后接长28.00m、厚0.5m的浆砌石海漫。滩地孔上游新做长14m、厚0.5m的混凝土铺盖和长10m、厚0.5m的浆砌石铺盖；下游接深长10.50m、深0.70m、厚0.90m的消力池，消力池的后半段设排水孔，排水孔梅花形布置，间排距为2.0m。闸室与消力池之间以长2.8m的斜坡段相连接，斜坡段坡度为1：4。消力池后接长40.0m、厚0.5m的浆砌石海漫。考虑到有可能由永定新河向新引河反向过流，但流量不会太大，在深槽孔及阶梯孔的浆砌石铺盖上游新做长7.8m，深0.8m的抛石防冲槽。闸室设工作门槽一道，各孔门顶高程均为4.11m，深槽孔门高5.41m，阶梯孔门高3.81m，滩地孔门高2.31m。工作闸门采用直升式平板钢闸门，卷扬式启闭机操作，102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程一门一机。在工作门槽上下游各设置一道检修门槽，采用叠梁式检修门，每套检修门分两节，各孔通用。检修门采用移动式电动葫芦启闭，电动葫芦轨道设在排架柱上，检修门不用时存放在左右岸的门库中。为便于检修操作，在闸顶工作门槽两侧分别设检修便桥，检修便桥宽度为2.0m。交通桥位于闸室下游侧，由于闸址处交通桥不作为主要交通路，按公路Ⅱ级标准汽车荷载设计，采用预制空心板拼成。交通桥梁底高程6.36m，桥面顶高程7.00m，桥面净宽4.00m。闸墩顶高程为7.00m。排架柱顶高程14.70m，其上布设机架桥，为保持启闭机房地面高程一致，保证电动葫芦轨道的贯穿可用性，与三堤两河改造后的周围景观相协调，深槽孔、阶梯孔、滩地孔的机架桥桥面高程均为15.40m。机架桥由2根预制钢筋混凝土T形梁拼接而成。桥面上新建启闭机房，采用轻型复合板材墙体。闸左右岸分别设有上下游检修闸门门库和控制楼，控制楼为框架结构。新建管理区布置在闸北岸，并对原管理区（位于闸南侧）进行修缮。上游左岸自门库边墩以弧形翼墙与永定新河中堤相接，翼墙采用悬臂式，长20m，墙顶高程7.0m，墙高平均约4.0m，翼墙与中堤连接处的护坡采用厚0.5m的混凝土护砌。为防止翼墙与中堤相接处的护坡冲刷，自翼墙末端沿中堤向上游做长10m、厚0.5m的浆砌石护坡。上游右岸自门库边墩以弧形翼墙与永定新河右堤相接，并与永金引河分水闸上游左岸翼墙闭合，长30m，墙顶高程7.0m，墙高平均6.0m。翼墙与永定新河右堤相接处的护坡采用厚0.5m的混凝土护砌。下游左、右岸自两岸门库边墩以弧形翼墙分别与永定新河中堤、右堤相接，翼墙采用悬臂式，两岸共长24m，墙顶高程7.0,m，平均墙高约2.0m。翼墙与中堤、右堤交接处的护坡均采用厚0.5m的浆砌石护砌。1.1永金引河分水闸除险加固方案永金引河分水闸为拆除重建，原闸结构全部拆除后，新建分水闸为3孔，闸室102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程布置为潜孔式，底板高程-1.30m，胸墙底高程2.70m，闸室采用整体式布置，单孔净宽3.5m，闸墩厚1.20m。闸室上游设长13.6m、厚0.5m的混凝土铺盖，其上游接长13.4m、厚0.5m的浆砌石铺盖。闸室段长8m，设工作门槽一道，胸墙顶高程2.70m，门高4.0m。工作闸门采用直升式平板钢闸门，卷扬式启闭机操作，一门一机。因永金引河侧存在无水情况，而新引河侧则常年有水，为保证工作闸门的检修，于工作门槽上游（新引河）侧设检修门槽一道，采用叠梁式检修门，每套检修门分两节，各孔通用。检修门采用移动式电动葫芦启闭，电动葫芦轨道设在排架柱上，检修闸门不用时放置于右岸门库内。为便于检修操作，在上游侧设检修便桥。闸室后接长17m的穿堤箱涵，箱涵分两节布置，每节长8.5m。箱涵底板高程-1.30m，底板、顶板、侧墙均厚0.6m。箱涵共3孔，孔口尺寸为3.8×4.6m。箱涵下游设长15m、深1.0m的钢筋混凝土消力池，消力池的后半段设排水孔，排水孔梅花形布置，间排距为2.0m。闸室与消力池之间以长4m的斜坡段相连接，斜坡段坡度为1：4。消力池后接长13.00m、厚0.5m的浆砌石海漫，后接长8.00m的抛石防冲槽。排架柱支承在闸墩上，排架柱顶高程13.31m，其上布设机架桥，桥面高程14.01m，机架桥由2根预制钢筋混凝土T形梁拼接而成。桥面上新建启闭机房，采用轻型复合板材墙体。排架柱下游重建堤顶路，按公路Ⅱ级标准汽车荷载设计，原基础平整夯实后铺设20cm基层后浇注C25混凝土面层。堤顶路路面高程7.81m，净宽8.00m。分水闸上游侧左岸自边墩以弧形翼墙与大张庄节制闸上游右岸翼墙相接，翼墙为悬臂式，长约30m，其中20m长的墙顶高程7.81m，墙高约9.11m，另10m翼墙顶高程由7.81m降至7.0m再与大张庄闸右岸翼墙相接，翼墙与边坡相交处采用厚0.5m的浆砌石护砌。分水闸上游右岸自边墩以弧形翼墙与新引河右堤相接，翼墙为悬臂式，长约30m，墙顶高程7.81m，墙高约9.11m，102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程为防止接触处冲刷，在翼墙上游侧采用厚0.5m的浆砌石护砌。分水闸下游侧自两侧边墩分别以八字墙与两岸河堤相接，两岸八字墙总长约60m，墙顶高程1.50m，墙高约3.80m，与导墙相接处下游采用厚0.5m的浆砌石护砌，护砌长度为20m。上游两岸翼墙与堤顶路之间填平垫高至堤顶高程7.81m，并于两岸边墩之外布置控制楼，右岸控制楼底设检修门库，控制楼为框架结构。1.1闸顶高程的确定闸顶高程按《水闸设计规范》（SL265－2001）中有关规定进行计算，相关公式如下：Z=h0+hp+hz+A式中：Z—闸顶高程（m）。h0—计算洪水位（m）。A—安全超高（m）。hm—平均波高（m）。v0—计算风速（m/s）。D—风区长度（m）。Hm—风区内的平均水深（m）。Tm—平均波周期（s）。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程Lm—平均波长（m）。H—闸前水深（m）。hp—相应于波列累积频率p的波高（m）。hz—波浪中心线超出计算水位的高度（m）。1.1.1大张庄节制闸确定闸顶高程考虑以下因素：1）正向正常挡水情况的波浪高度及安全超高。经计算，上游正常挡水高程2.20m时，波浪高度0.88m，安全加高0.50m，计算闸顶高程3.58m。2）反向最高挡水情况的波浪高度及安全超高。反向最高挡水高程3.61m时，波浪高度0.94m，安全加高0.40m，计算闸顶高程4.95m。3）泄水情况的安全超高。上游校核水位5.46m时，安全超高1.0m，计算闸顶高程6.46m。4）泄水时桥梁不阻水。从桥梁底面至水面之间的净空不小于0.5m的要求，梁底高5.96m。综合考虑预留15年沉降，根据平均每年沉降3.0cm的统计，预留沉降0.45m。则闸顶高程应为7.0m。根据《永定新河治理二期可行性研究报告》中永定新河两岸堤高的成果可知，大张庄处右堤规划高程为7.81m，左堤与中堤规划高程为6.81m。综合确定闸顶高程为7.00m。1.1.2永金引河分水闸永金引河分水闸闸顶高程由正向最高挡水情况的波浪高度及安全超高确定。经计算，上游最高挡水高程5.46m时，波浪高度0.75m，安全加高0.50m，计算闸顶高程6.71m。综合考虑预留15年沉降，根据平均每年沉降3.0cm的统计，预留沉降0.45m。则闸顶高程应为7.16m。根据《永定新河治理二期可行性研究报告》中永定新河两岸堤高的成果可知，大张庄处右堤规划高程为7.81m，左堤与中堤规划高程为6.81m。考虑与右堤相协调，确定闸顶高程为7.81m。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程1.1水力学及结构分析计算1.1.1泄流能力计算大张庄闸室总净宽是满足分泄设计洪水380m3/s，校核洪水480m3/s流量控制。永金引河分水闸闸室总净宽是满足设计过水30m3/s，校核过水50m3/s流量控制。（1）大张庄节制闸设计工况：闸上水位4.89m，闸下水位4.84m；校核工况：闸上水位5.46m，闸下水位5.41m。因大张庄节制闸在设计工况和校核工况下泄流均为高淹没度泄流，故采用《水闸设计规范》（SL265-2001）附录A.0.2中高淹没度流量公式，对泄流能力进行计算，计算公式如下：式中：B0—闸孔总净宽，m；μ0—淹没堰流的综合流量系数；hs—由堰顶算起的下游水深，m；H0—计入行进水头的堰上水头，m。计算结果见表5.7-1、表5.7-2。表5.7-1设计工况下泄流能力计算成果表闸孔位置深槽孔阶梯孔滩地孔闸孔总净宽B0（m）27.0018.0072.00上游水位H上（m)4.894.894.89下游水位H下（m)4.844.844.84闸底板高程▽(m)-1.300.301.80上游水头H=H上－底板高程6.194.593.09闸前水头H0=V0×V0/（2g）＋H6.194.593.09闸后下游水深hs=H下－底板高程6.144.543.04淹没度hs／H0（不小于0.9）0.990.990.98淹没堰流的综合流量系数u0=0.877＋(hs／H0－0.65)20.990.990.99102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程设计洪水的最大过闸流量Q（m3/s）146.8872.76192.85合计Q总（m3/s）412表5.7-2校核工况下泄流能力计算成果表闸孔位置深槽孔阶梯孔滩地孔闸孔总净宽B0（m）27.0018.0072.00上游水位H上（m)5.465.465.46下游水位H下（m)5.415.415.41闸底板高程▽(m)-1.300.301.80上游水头H=H上－底板高程6.765.163.66闸前水头H0=V0×V0／(2g）＋H6.765.163.66闸后下游水深hs=H下－底板高程6.715.113.61淹没度hs/H0（不小于0.9）0.990.990.99淹没堰流的综合流量系数u0=0.877+(hs/H0-0.65)20.990.990.99设计洪水的最大过闸流量Q（m3/s）178.4390.45254.90合计Q总（m3/s）523.78计算结果表明，设计和校核洪水位工况下水闸过流满足要求。（2）永金引河分水闸1）计算工况计算工况：闸上水位2.20，闸下水位2.00m。2）计算公式过流能力计算采用《水闸设计规范》公式A.0.3-1~4计算，计算公式如下：102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程式中：Q—过闸流量，m3/s；B0—闸孔净宽，m；—孔流淹没系数；—孔流流量系数；hs—由堰顶算起的下游水深，m；H0—计入行进水头的堰上水头，m；—孔流垂直收缩系数；—孔流流速系数。3）计算结果计算结果见表5.7-3。表5.7-3永金引河分水闸设计过流计算成果工况水位（m）校核流量（m³/s）设计单孔净宽（m）设计孔数设计流量（m³/s）设计过流上游2.2503.5353.28下游2.0计算结果表明：在校核工况下，泄流量满足要求。1.1.1消能防冲设计（1）计算公式消力池深度、长度、底板厚度以及海漫长度计算采用《水闸设计规范》附录B及《水力计算手册》中的相关公式，计算公式如下：①闸门局部开启时的泄量闸孔出流流量计算公式：式中：e－闸门开启高度；102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程b－每孔净宽；n－闸孔数；H0－包括行进流速水头在内的闸上水头，在一般情况下行进流速水头比较小，计算时忽略；－闸孔自由出流的流量系数；－淹没系数。对于闸孔出流，平板闸门，其流量系数为：应用范围：0.11.2×98=117.6kPa，不满足设计要求。因此，需要进行地基处理。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程根据闸下地基土层的特点，需采取地基处理措施解决地基承载力不足等问题，结合当前工程界常用的地基处理方法，本阶段着重考虑了换土垫层法、PHC管桩、混凝土灌注桩三个方案。混凝土灌注桩在各类软土地基处理中应用很多，如**地区的屈家店枢纽永定新河进洪闸、独流减河防潮闸、潮白新河宁车沽防潮闸等均采用了灌注桩基础。混凝土灌注桩在许多建筑工程中也广泛使用，其施工工艺已十分成熟，也积累了大量的工程经验，对工程质量、工期更有保证。根据上述各种基础处理方法的适用条件，结合大张庄所处地区的地质情况和自身特点，采用混凝土灌注桩作为本工程地基处理方案比较稳妥，为此本阶段推荐此方案。3）桩数的确定参考以上直径0.5m、0.7m、0.8m和1m灌注桩的单桩竖向承载力和水平承载力，又计算得直径1.0m，桩长15m的灌注桩竖向承载力为1151kN，水平承载力为203kN。综合比较后，选定直径1.0m，桩长15m的灌注桩。闸基需增设18根灌注桩，顺水流方向桩间距3m，垂直水流方向桩间距2.5m，呈矩形布置。闸基增设灌注桩后的稳定计算结果见表5.7-18。表5.7-18闸基增设桩基后稳定复核计算成果表工况数量桩基应力（KPa）水平应力基本组合完建18850.8828.018.9设计挡水18790.6762.521.2正常过流18776.1744.510.7特殊组合校核挡水18884.9584.9144.8检修18792.8778.125.0设计+地震18884.9668.352.5由上表可知，增设桩基后的闸基承载力满足要求。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程1.1.1渗流稳定计算（1）计算公式计算采用《水闸设计规范》（SL265-2001）中的公式，采用改进阻力系数法计算，公式如下：①地基有效深度的确定当时当时式中：－土基上水闸的地基有效深度，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；当计算值大于地基实际深度时，值按实际深度采用。②分段阻力系数计算a.进、出口处的阻力系数：b.内部垂直处的阻力系数：式中：S－齿垟的入土深度，m；T－地基的有效深度，m。c.水平段的阻力系数：式中：－齿垟的入土深度，m；102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程L－水平段长度，m。③各分段的水头损失－总水头损失，即上下游水位差，m；④进出口处的水头损失修正式中：－进出口水头损失值；－修正后的水头损失值；－修正系数。式中：－底板的埋深与板桩的埋深之和（m）；－板桩另一侧的地基深度（m）。⑤水平段、出口段渗流坡降值（2）大张庄节制闸1）计算工况计算工况选用正、反向挡水最不利工况。正向挡水：闸上水位2.20m，闸下水位0.0m。反向挡水：闸上水位1.00m，闸下水位3.61m。2）计算结果计算成果见表5.7-19。表5.7-19闸基水力坡降计算成果表102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程孔别水位(m)水平段水力坡降出口段水力坡降闸上闸下计算值允许值计算值允许值滩地孔2.200.000.020.300.080.551.003.610.050.300.240.55阶梯孔2.200.000.070.300.200.551.003.610.080.300.410.55深槽孔2.200.000.050.300.150.551.003.610.080.300.420.55从计算结果看出，在正向和反向挡水工况下渗流稳定均满足要求。（3）永金引河分水闸1）计算工况计算分两种工况进行：工况一：正常挡水工况，闸上水位2.2m，闸下水位-0.16m；工况二：最高挡水工况，闸上水位5.46m，闸下水位-1.3m。2）计算结果表5.7-20闸基水力坡降计算成果表水位(m)水平段水力坡降出口段水力坡降闸上闸下计算值允许值计算值允许值2.2-0.160.050.30.140.555.46-1.30.140.30.410.55从计算结果看出，在正向和反向挡水工况下渗流稳定均满足要求。1.1.1挡墙稳定计算（1）计算公式挡土墙基底应力公式按照下式计算：102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程式中：－挡土墙基底压力的最大值与最小值（kN/m2）；ΣG－作用在挡土墙上的全部竖向荷载（kN）；ΣM－作用在挡土墙上的全部竖向荷载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－挡土墙基础底面的面积（m2）W－挡土墙基础底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩（m3）。平均基底应力：基底压力不均匀系数：η＝Pmax/Pmin土质地基上挡土墙沿基底面的抗滑安全系数按照下式计算：式中：Kc－挡土墙沿基底面的抗滑安全系数；ΣH－作用挡土墙上全部平行于基底面的荷载（kN）；－挡土墙底面与土质地基之间的摩擦角；－挡土墙底面与土质地基之间的粘结力（kPa）。抗倾覆稳定计算抗倾覆稳定计算公式：式中：－挡土墙抗倾覆稳定安全系数；－对挡土墙基底面前趾的抗倾覆力矩（kN·m）；－对挡土墙基底面前趾的倾覆力矩（kN·m）。（2）大张庄节制闸闸室左右岸岸边布设有三种型式的挡土墙，挡墙顶高程均为7.0m，其中Ⅰ型挡墙高4.0m，挡墙基底高程3.0m；Ⅱ型挡墙高2.3m，挡墙基底高程4.7m；Ⅲ102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程型挡墙高6.0m，挡墙基底高程1.00m。以Ⅲ型挡墙为典型进行计算。1）计算工况表5.7-21挡土墙稳定计算荷载组合表计算工况水位(m)荷载墙前墙后自重土压力静水压力风压力浪压力扬压力淤泥压力地震力基本组合完建情况无水无水√√√√正常工况墙前无水，考虑2~3m水头差√√√√√√特殊组合校核工况5.463.46√√√√√√正常工况+地震墙前无水，考虑2~3m水头差√√√√√√√2）计算结果抗滑稳定与基底应力的计算成果见表5.7-22~5.7-24。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程表5.7-22Ⅰ型挡土墙稳定与应力计算成果表荷载计算工况基底应力（KN/㎡）基底应力不均匀系数抗滑稳定安全系数平均值PmaxPmin[R]η[η]Kc[Kc]基本完建73.2485.7560.731001.412.004.361.25正常工况70.4279.7661.081.312.003.401.25特殊组合校核工况55.3259.251.441.152.505.621.1正常+地震70.4270.8569.991.012.502.111.05表5.7-23Ⅱ型挡土墙稳定与应力计算成果表荷载计算工况基底应力（KN/㎡）基底应力不均匀系数抗滑稳定安全系数平均值PmaxPmin[R]η[η]Kc[Kc]基本完建43.0351.2734.781001.472.0054.401.25正常工况43.0351.1634.891.472.0054.401.25特殊组合校核工况42.8146.1739.451.172.5054.401.1正常+地震43.0347.0638.991.212.505.751.05表5.7-24Ⅲ型挡土墙稳定与应力计算成果表荷载计算工况基底应力（KN/㎡）基底应力不均匀系数抗滑稳定安全系数平均值PmaxPmin[R]η[η]Kc[Kc]基本完建111.82112.82110.821001.022.002.341.25正常工况108.64120.4496.841.242.001.541.25102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程特殊组合校核工况98.43106.5690.31.182.502.671.1正常+地震108.64137.7679.531.732.501.181.05由以上计算可知，Ⅰ、Ⅱ型挡土墙在各种工况下的抗滑稳定安全系数、基底应力不均匀系数和抗倾覆安全系数均满足规范要求；Ⅲ型挡土墙在各种工况下最大基底应力、基底应力不均匀系数不满足规范要求，基本组合工况下挡土墙的抗滑稳定安全系数不满足规范要求，需要进行地基处理。3）Ⅲ型挡土墙地基处理根据Ⅲ型挡土墙稳定计算结果，地基允许承载力与计算所需地基承载力相差较大，结合本工程地基的地质条件及闸基桩基选型，采用增设灌注桩的措施。根据Ⅲ型挡土墙计算结果，10m挡土墙下需增设6根直径0.8m、长20m的灌注桩。为偏安全考虑，在挡土墙墙后铺设6层单向土工格栅，层厚0.5m。（3）永金引河分水闸闸室上游翼墙底板高程-1.30m，墙顶高程7.81m。表5.7-25上游翼墙稳定与应力计算成果表工况水位（m）抗滑安全系数Kc基底应力基底应力不均匀系数kPa墙前墙后计算值规定值PmaxPmin计算值规定值基本组合完建无水无水1.311.25212.0161.71.311.5设计挡水墙前无水，考虑2~3m水头差1.021.25208.2137.91.511.5特殊组合校核挡水5.465.461.281.1155.0135.91.142.0设计+地震墙前无水，考虑0~3m水头差0.851.05238.7107.42.222.0由表5.7-25可知，在五种工况下，抗滑稳定安全系数均满足规范要求，基底应力最大值与最小值比值也在允许范围内，但最大基底应力=238.7>1.2×102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程100=120kPa，不满足设计要求。结合本工程地基的地质条件及闸基的桩基选型，采用增设灌注桩的措施。根据挡土墙计算结果，20m挡土墙下需增设36根直径1.0m、长20m的灌注桩。经计算，桩基竖向允许承载力为1582.56kPa，水平向允许承载力为224.55kPa。为偏安全考虑，在挡土墙墙后铺设14层单向土工格栅，层厚0.5m。增设灌注桩后挡墙稳定计算结果如表5.7-26所示。表5.7-26上游翼墙增设桩后稳定与应力计算成果表工况数量桩基应力kPaPmaxPmin水平应力基本组合完建361049.951017.21163.97设计挡水36980.17934.23194.11特殊组合校核挡水36823.75811.06130.93设计+地震36998.63915.77223.76由上表可知，增设桩基后的闸基承载力满足要求。1.1混凝土防腐、防碳化设计本闸所处区域地下水类型为Cl-（K+Na）-Ca型水，新引河河水为Cl-SO4-（K+Na）型水，依据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487－2008）判定，地下水对混凝土腐蚀性为碳酸盐型弱腐蚀性，地表水对混凝土具有硫酸盐型中等腐蚀性。硫酸盐对混凝土的侵蚀属结晶膨胀型腐蚀，其破坏特点是混凝土表面出现少数较粗大的裂缝。选用抗硫酸盐性能良好的水泥、提高混凝土自身的密实性、用防腐能力强的活性矿物材料替代部分水泥或掺入防腐剂均是较好的方法。**地区的水闸如蓟运河、宁车沽、独流减河防潮闸、屈家店进洪闸、海河防潮闸等因氯离子侵蚀原因，平均碳化深度大，混凝土剥落、露筋、钢筋锈蚀，上部结构破坏严重等。但在102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程加固或改建时均在混凝土表面采取了涂防腐防碳化材料措施，取得了良好效果。鉴于上述原因，根据工程经验及本地区环境特点，为了增加混凝土的防腐防碳化能力及混凝土表面外观效果，对与水接触的混凝土掺加抗硫酸盐外加剂，对新建闸底板、闸墩、翼墙、三桥等混凝土外露表面，采用了涂ST-9608防腐剂的保护措施。1.1观测设计观测设备是监测工程运行安全，检查运行状况是否与设计相符不可缺少的设施。外部观测设施此次安全鉴定未提出增加新项目，仍按原观测项目设计，根据加固改建后的建筑物布置，重新布设沉降标点、水平位移观测墩、工作基点、扬压力测压管、渗压计、水位自记量测等设施。经纬仪、水准仪等可共用设备两闸共用。（1）大张庄节制闸水平位移采用视准线法进行观测，平行闸轴线在每个闸墩上各设一个水平位移观测墩，在闸两端各设一个水平位移工作基点墩。垂直位移在每个闸墩上、下游墩顶和水平位移观测墩上各设一个位移标点，在门库闸墩和桥墩上各设3个位移标点，起测基点设置在新建的管理所院内。水闸基底扬压力监测布设6个监测断面，每个横断面上设4个测点，监测闸室、上游铺盖及下游消力池底板下的扬压力。采用渗压计进行扬压力监测的同时，在每个闸墩底板下埋设测压管进行扬压力监测，闸墩底部上、中、下游各设一个测点。在水闸两端门库闸墩下各设绕3个渗测压管。深槽孔上、下游各安装水尺和自记水位计各一组，进行水位观测。大张庄节制闸观测设备清单见表5.9-1。（2）永金引河分水闸水平位移采用视准线法进行观测，平行闸轴线在每个闸墩上各设一个水平位移观测墩，在闸两端各设一个水平位移工作基点墩。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程垂直位移在每个闸墩上、下游墩顶和水平位移观测墩上各设一个位移标点，在门库闸墩和桥墩上各设3个位移标点，起测基点设置在新建的管理所院内。水闸基底扬压力监测布设2个监测断面，每个横断面上设4个测点，监测闸室、上游铺盖及下游消力池底板下的扬压力。采用渗压计进行扬压力监测的同时，在每个闸墩底板下埋设测压管进行扬压力监测，闸墩底部上、下游各设一个测点。绕渗测压管在水闸门库边墩下各设2个。边墩上、下游各安装水尺，中间墩上安装自记水位计一组，进行水位观测。永金引河分水闸观测设备清单见表5.9-2。102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程表5.9-1大张庄节制闸观测设备清单（推荐方案）序号仪器、设备名称规格、型号单位数量1电子经纬仪分辨率2’’台套12自动安平水准仪0.5mm/km台套13强制对中底盘套84固定觇标只25活动觇标只26不锈钢水准标点标头直径20mm只587渗压计（振弦式）量程0.25MPa只248便携式读数仪振弦式台19自记水位计只210搪瓷水尺组211四芯水工电缆m60012电源电缆m20013集线箱只214铟瓦钢尺副115电缆硫化器台116数码照相机部117测压管及管口装置DN50套2418PVC管Φ110mm，壁厚3.2mmm28619钢筋钢材kg323420混凝土C25F150m31221钢管桩Φ250mmm9522土工布400g/m2m219823碎石m31224其它及备品备件项1102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程表5.9-2永金引河分水闸观测设备清单序号仪器、设备名称规格、型号单位数量1强制对中底盘套22固定觇标只23活动觇标只24不锈钢水准标点标头直径20mm只185渗压计（振弦式）量程0.25MPa只86自计水位计只17搪瓷水尺组28四芯水工电缆m1009电源电缆m15010集线箱只111铟瓦钢尺副112测压管及管口装置DN50套1213PVC管Φ110mm，壁厚3.2mmm12014钢筋钢材kg323415混凝土C25F150m3616钢管桩Φ250mmm9517土工布400g/m2m29918碎石m3619其它及备品备件项11.1主要工程量本工程主要工程量见表5.10-1。表5.10-1主要工程量汇总表编号项目单位数量1河道清淤m327372土方开挖m3105053土方回填m3206194混凝土及钢筋混凝土m3124595灌注桩混凝土m337146浆砌石m358087碎石m39268抛石m3628102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程9钢筋及钢材t138710混凝土拆除m3717811砌石拆除m35596102 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程第一章金属结构和电气设备1.1金属结构1.1.1原闸情况简介大张庄节制闸于1983年改建，改建后的闸为13孔，墩顶高程5.80m。闸室长12m（滩地孔10m），其中深槽3孔，单孔净宽8.90m，闸底板高程-1.10m；阶梯孔2孔，单孔净宽9.00m，闸墩厚1.60m，底板高程0.30m；滩地孔8孔，单孔净宽9.00m，底板高程1.80m，闸墩厚1.20m。左右岸均设死闸孔与护坡相接。闸室设工作门槽一道，各孔门顶高程均为3.60m，深槽孔门高4.70m，阶梯孔门高3.30m，滩地孔门高1.80m。工作闸门采用直升式平板钢闸门，油压启闭机操作。上下游各设检修门槽一道，每道设两片检修钢闸门，每片高2.00m，共4.00m，各孔通用。检修门采用移动式2×5吨电动葫芦启闭，电动葫芦轨道设在闸墩顶排架上。永金引河分水闸于1983年、1995年两次改建，2008年由于钢闸门锈蚀损毁严重对9扇钢闸门进行了更换。改建后的闸为9孔，每孔为净宽3m，高4m的箱涵。闸门为整体钢结构平板闸门，以固定式螺旋杆启闭。1.1.2原闸金属结构存在的问题（1）大张庄节制闸大张庄节制闸金属结构在管理运行中存在以下问题：1）闸门锈蚀严重，安全可靠性差；2）检修门槽尺寸不一，不能正常维修；3）闸门表面涂层多已老化失效，闸门整体锈蚀较重；4）主轮及侧导轮锈蚀严重，且脱离轨道或转动不灵活；5）止水橡胶皮老化、龟裂和破损，止水装置锈蚀，局部损伤、变形；6）门槽埋件出现裂纹缺陷；144 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程7）启闭机设备老化。部分设备机件磨损老化，启闭机为早期型号，现已是淘汰产品，更换备件无处购置，需找厂家订做，费用高、耗时长，维修困难。（2）永金引河分水闸永金引河分水闸金属结构在管理运行中存在以下问题：1）闸门表层涂层脱落，局部有锈蚀；2）启闭机使用时间长，设备机件磨损老化，个别启闭机螺杆断裂或启闭机损坏，无法正常工作；3）启闭机露天放置，设备长期经受风吹日晒，表面部件锈蚀严重；4）机架桥桥面砼严重剥落，威胁启闭机安全。1.1.1水闸安全鉴定结论2009年4月，**市水务局组织专家对大张庄节制闸、永金引河分水闸的安全鉴定报告进行了审查，评定大张庄节制闸为三类闸，永金引河分水闸为四类闸。针对两个闸的金属结构部分的鉴定意见为：（1）大张庄节制闸检修闸门槽尺寸不一，不能正常维修。闸门表面涂层多已老化、薄弱、失效，闸门整体锈蚀较重；主轮及侧导轮锈蚀严重，且脱离轨道或转动不灵活；止水橡胶皮老化、龟裂和破损，止水装置锈蚀，局部损伤、变形；门槽埋件出现裂纹缺陷。部分设备机件磨损老化，启闭机为早期型号为已淘汰产品，更换备件无处购置，维修困难。（2）永金引河分水闸闸门涂层完整但厚度不均匀，纵梁内侧无涂层，有锈蚀现象，个别闸门局部有锈蚀。部分设备机件磨损老化，启闭螺杆锈蚀、断裂，且启闭机为早期型号现已淘汰产品，更换备件无处购置，造成维修困难。1.1.2除险加固后的工程概况节制闸仍为13孔，闸室为开敞式，分离式底板，灌注桩基础。其中深槽3孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程-1.30m，；阶梯孔2孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程144 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程0.30m；滩地孔8孔，单孔净宽9.00m，闸底板高程1.80m。每孔设工作门槽一道，各孔门顶高程均为4.11m，深槽孔门高5.41m，阶梯孔门高3.81m，滩地孔门高2.31m。工作闸门采用直升式平板钢闸门，卷扬式启闭机操作，一门一机。在工作门槽上下游各设置一道检修门槽，采用叠梁式检修门，每套检修门分两节，各孔通用。检修门采用移动式电动葫芦启闭，电动葫芦轨道设在排架柱上，检修门不用时存放在左右岸的门库中。为便于检修操作，在闸顶工作门槽两侧分别设检修便桥。1.1.1闸门运行工况（1）大张庄节制闸正向挡水：闸上（新引河侧）设计水位2.2m，闸下（永定新河侧）设计水位0.0m。反向挡水：闸上（新引河侧）设计水位1.0m，闸下（永定新河侧）设计水位3.61m。当大张庄闸前新引河水位超过2.3m时，大张庄节制闸工作闸门启门分洪，此时闸下水位2.25m，启门水头差为0.5m。当大张庄闸下超过3.61m，上游处于景观水位1.0m时，因挡水水头较大，开启大张庄节制闸工作闸门通水平压，此时启门水头差为2.61m。在非汛期对工作闸门进行检修，新引河侧的上游检修水位选为引黄水位2.2m，永定新河侧的下游检修水位选为景观水位1.0m。（2）永金引河分水闸正向最高挡水：闸上（新引河侧）设计水位5.46m，闸下（永金引河侧）设计水位-1.3m（无水）。反向挡水：闸上（新引河侧）设计水位0.2m，闸下（永金引河侧）设计水位3.21m。144 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程当永金引河分水闸闸上新引河侧水位2.2m，闸下永金引河侧无水（河底高程-1.3m）时，开启永金引河分水闸工作闸门，放水入永金引河，此时工作闸门启门水头差为3.5m。在非汛期对工作闸门进行检修，新引河侧的上游检修水位选为引滦水位2.2m。1.1.1闸门型式的选择大张庄节制闸滩地、阶梯、深槽孔的底板高程不一，为满足启闭机机架桥高度保持统一，则滩地孔的机架桥高度偏高，为此提出升卧门方案。采用升卧门，可有效降低深槽孔机架桥高度，保持与阶梯孔、滩地孔的机架桥高度一致，并可提高抗震性能。但采用升卧门将大大增加闸墩的长度，由此增加的混凝土量和闸基增加的桩基产生的费用非常可观，并且由于升卧门卷扬机的动滑轮和钢丝绳会长期浸水，不利于闸门设备的运行和维护，再者机架桥的总高并不太大（8m左右），抗震问题不难解决，因而大张庄节制闸工作闸门推荐平板直升式钢闸门。永金引河分水闸闸室为潜孔式布置，可采用直升式钢闸门或铸铁闸门。因孔口尺寸较大（3.5×4m），铸铁闸门易裂，自重比钢闸门更大；又因该闸门具有双向挡水的功能需求，铸铁闸门的长期反向挡水效果不如钢闸门可靠。综合权衡，永金引河分水闸工作闸门推荐平板直升式钢闸门。参考其他工程的成功经验，大张庄节制闸和永金引河分水闸的检修闸门均采用叠梁式钢闸门。1.1.2闸门的启闭方式选择大张庄节制闸闸门的启闭方式可选择液压启闭机或卷扬式启闭机。大张庄节制闸原采用的启闭设备即是滑轮式液压启闭机，结构上的主要问题有：闸墩厚度较厚；虽然工作闸门的启闭采用液压启闭机不需要机架桥，但检修闸门的启闭，以及运输和导向装置的依托，仍需排架柱，与卷扬式启闭机相比，只是节省了机架桥桥面，不能弥补闸墩加厚所增加的混凝土量，是不经济的。在运行中也存在一些问题：大张庄节制闸闸门启闭频率不高，油缸密封易老化，启闭不可靠，且油缸埋置于混凝土闸墩内，密封处理不好缸体极易进水，水一冻冰体积膨胀就有可能使油缸上抬，影响使用。此外对于双吊点启闭机，144 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程液压启闭机双吊点同步性不如卷扬机可靠。因此在启闭频率较低的闸门采用液压启闭可靠性不高。而本工程采用卷扬式启闭机则相对有运行管理简单方便、造价较低、双吊点同步性较高、工程量较省等优点。综上，大张庄节制闸工作闸门采用卷扬机进行启闭。出于运行管理、运行人员的培训、机电设备的检修等方面更为便利的考虑，永金引河分水闸的工作闸门也采用卷扬式启闭机。参考其他工程的成功经验，大张庄节制闸和永金引河分水闸的检修闸门均采用移动式电动葫芦进行启闭。1.1.1大张庄节制闸金属结构布置深槽孔共3孔，工作闸门底坎高程为-1.3m，闸下水位为3.61m，每孔各设一扇9.0×5.41－4.91m（孔口宽度×孔口高度－设计水头，下同）的平面定轮钢闸门。闸门采用焊接结构，双吊点，闸门主体材料为Q235-B，采用横梁式工字型实腹变截面焊接主梁。闸门为双向挡水，上游（新引河侧）最大挡水水位为2.2m，下游（永定新河侧）最大挡水水位为3.61m，止水设在闸门下游侧（永定新河侧），采用双P型橡皮水封。为降低闸门启闭力，闸门支承方式采用悬臂轮，滚轮直径为ø570mm，滑动轴套选用固体镶嵌自润滑轴承。工作闸门动水启闭，采用2×400kN的固定卷扬式启闭机操作，一门一机，扬程为8.5m，起升速度为1.38m/min，功率为22kW。启闭机设置在高程15.4m的启闭机房内；启闭机设行程开关、高度传感显示器及负荷限制器等保护装置。除可在现地操作启闭机外，还应实现在集中控制和闸管处集中操作。阶梯孔共2孔，工作闸门底坎高程为0.3m，最大挡水水位为3.61m，每孔各设一扇9.0×3.81－3.31m的平面定轮钢闸门，闸门采用焊接结构，双吊点，闸门主体材料为Q235-B，采用横梁式工字型实腹变截面焊接主梁。闸门为双向挡水，止水设在闸门下游侧（永定新河侧），采用双P型橡皮水封。为降低闸门启闭力，闸门支承方式采用悬臂轮，滚轮直径为ø570mm，滑动轴套选用固体镶嵌自润滑轴承。工作闸门动水启闭，采用2×250kN的固定卷扬式启闭机144 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程操作，一门一机，扬程为7.2m，起升速度为2.13m/min，功率为15kW。启闭机设置在高程15.4m的启闭机房内；启闭机设行程开关、高度传感显示器及负荷限制器等保护装置。除可在现地操作启闭机外，还应实现在集中控制和闸管处集中操作。滩地孔共8孔，工作闸门底坎高程为1.8m，设一扇9.0×2.31－1.81m的平面滑动钢闸门。该闸门为焊接结构，双吊点，闸门主体材料为Q235-B，采用横梁式工字型实腹变截面焊接主梁。闸门为双向挡水，止水设在闸门下游侧（永定新河侧），采用双P型橡皮水封。为降低闸门启闭力，闸门支承方式采用悬臂轮，滚轮直径为ø570mm，滑动轴套选用固体镶嵌自润滑轴承。闸门动水启闭，采用2×100kN的固定卷扬式启闭机操作，一门一机，扬程为5.7m，起升速度为2.25m/min，功率为11kW。在工作闸门的上下游侧均布置检修闸门，上下游各布置两套。检修闸门尺寸以深槽孔的尺寸设计，以便于各孔共用。在非汛期对工作闸门进行检修，新引河侧的上游检修水位选为引黄水位2.2m，永定新河侧的下游检修水位选为景观水位1.0m。故上游检修水头为3.5m，下游检修水头为2.3m。上游检修闸门尺寸为9.0×3.7-3.5m，下游检修闸门尺寸为9.0×2.5-2.3m。检修闸门采用叠梁式钢闸门。为降低排架高度，减小启闭机容量，上游检修闸门每套叠梁门分为两节，下游检修闸门为单节。检修闸门为焊接结构，双吊点，闸门主体材料为Q235-B，采用横梁式工字型实腹变截面焊接主梁。考虑到制造、运行和维护的方便，上游检修闸门每节结构相同可以互换。检修闸门的启闭方式为静水启闭，第一节闸门小开度节间充水，充水平压后启门。上下游检修闸门的启闭设备均为2×100kN移动式电动葫芦，配2×100kN重锤式机械自动抓梁操作。电动葫芦布置在14.20m高程的悬臂梁下面，总扬程约为8.1m。电动葫芦的供电采用户外安全滑触线，为考虑电动葫芦电机防雨，设电动葫芦防雨罩。检修闸门的检修和组装平台设在7m高程，闸门不用时放置在两岸的门库里，锁定采用半自动锁锭装置。大张庄144 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程节制闸在冬季无运行要求，为防止工作闸门门前结冰，采用潜水泵作为临时防冰压力的措施。1.1.1永金引河分水闸金属结构布置永金引河分水闸工作闸门共3孔，底坎高程为-1.3m，正向最大挡水水头为6.76m，反向最大挡水水头为4.51m，每孔各设一扇3.5×4.0－6.76m（孔口宽度×孔口高度－设计水头，下同）平面定轮钢闸门。闸门为焊接结构，双吊点，闸门主体材料为Q235-B，采用横梁式工字型实腹焊接主梁。闸门为双向挡水，止水设在胸墙侧，采用P型橡皮水封。为降低闸门启闭力，闸门支承方式采用悬臂轮，滚轮直径为ø480mm，滑动轴套选用固体镶嵌自润滑轴承。工作闸门动水启闭，采用2×250kN的固定卷扬式启闭机操作，一门一机，扬程为9.61m，起升速度为2.13m/min，功率为15kW。启闭机设置在高程14.01m的启闭机房内；启闭机设行程开关、高度传感显示器及负荷限制器等保护装置。除可在现地操作启闭机外，还应实现在集中控制和闸管处集中操作。在工作闸门的上游侧（新引河侧）布置检修闸门。在非汛期对工作闸门进行检修，新引河侧的上游检修水位选为引黄水位2.2m，检修水头为3.5m。为降低排架高度，减小启闭机容量，检修闸门采用叠梁式闸门，闸门尺寸3.5×3.7-3.5m，单节布置。闸门为焊接结构，双吊点，闸门主体材料为Q235-B，采用横梁式工字型实腹焊接主梁。闸门的启闭方式为静水启闭，闸门小开度充水，充水平压后启门。检修闸门的启闭设备为2×100kN移动式电动葫芦。电动葫芦布置在12.81m高程的悬臂梁下面，总扬程约为9.61m。电动葫芦的供电采用户外安全滑触线，为考虑电动葫芦电机防雨，设电动葫芦防雨罩。检修闸门的检修和组装平台设在7.81m高程，闸门不用时放置在右岸的门库里，锁定采用半自动锁锭装置。该闸在冬季无运行要求，为防止工作闸门门前结冰，采用潜水泵作为临时防冰压力的措施。1.1.2防腐大张庄节制闸、永金引河分水闸闸门、埋件及附属设备防腐蚀均采用喷锌处理，外层涂封闭漆。埋入混凝土部分涂苛性钠水泥砂浆进行防腐。144 大张庄闸与永金引河分水闸除险加固工程启闭设备、轨道、附属设备涂防锈漆。锌层最小局部厚度以及封闭层的涂料牌号、涂层道数、每道漆膜厚度和漆膜总厚度必须符合表6.1-1的规定。表6.1-1防腐种类和厚度锌涂层（μm）封闭涂层（μm）层次每层厚度最小局部厚度涂料牌号及名称层次每层漆膜厚度漆膜总厚度170120环氧云铁防锈漆150150280各色氯化橡胶面漆11001.1.1金属结构工程量大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程金属结构总工程量为606.3t。具体分项见表6.1-2、表6.1-3。144 表6.1-2大张庄节制闸金属结构工程量序号名称孔口尺寸（宽H高-水头）门槽埋件闸门启闭机备注数量（孔）重量(t)门数（扇）重量(t)启闭机型式台数容量（kN）重量(t)单重总重单重总重单重总重1深槽孔工作闸门9.0×5.41-4.9135.717.131751固定卷扬机32×40011332阶梯孔工作闸门9.0×3.81-3.3125.110.221224固定卷扬机22×2506.5133滩地孔工作闸门9.0×2.31-1.8184.132.88864固定卷扬机82×1003244上游检修闸门9.0×3.7-3.5013深槽5.7，阶梯5.1，滩地4.160.121122移动式电动葫芦12×100335下游检修闸门9.0×2.5-2.313深槽5.7，阶梯5.1，滩地4.160.129.118.2移动式电动葫芦12×100336电动葫芦轨道230607自动抓梁25108防冰冻设备236含潜水泵9附属设备113含门库、锁定等10合计180.3179.2165总计524.5144 表6.1-3永金引河分水闸金属结构工程量序号名称孔口尺寸（宽H高-水头）门槽埋件闸门启闭机备注数量（孔）重量(t)门数（扇）重量(t)启闭机型式台数容量（kN）重量(t)单重总重单重总重单重总重1工作闸门3.5×4.0-6.7633.811.436.419.2固定卷扬机32×2506.519.52上游叠梁检修闸门3.5×3.7-3.533.510.514.24.2移动式电动葫芦12×50333电动葫芦轨道1　224自动抓梁1　335防冰冻设备2　36含潜水泵6附属设备含抓梁、锁定等7合计：21.923.436.5总计81.8144 1.1电气一次1.1.1电气设备现状及设计范围大张庄节制闸及永金引河分水闸的原变压器型号为S7-315,10/0.4kV为杆上变压器，不便于操作、运行和维护；S7系列变压器空载损耗和负载损耗高，其噪音控制和安全性能已经不适应当前的生产生活需求，运行可靠性低，已为淘汰产品。同时，控制室和配电室的部分电气设备已经老化，影响着大张庄闸的供电安全。大张庄节制闸及永金引河分水闸的电气一次设计范围包括动力供电系统、防雷接地和照明设计。1.1.2电源的引接大张庄节制闸及永金引河分水闸利用原来已建的输电线路，线路状况良好，只需更换原终端杆上的避雷器、跌落式熔断器，为新建箱式变电站提供电源。1.1.3用电负荷根据《供配电系统设计规范》GB50052-95负荷分级原则，本水闸供电等级为二级负荷，一供电回路为原有电源进线，考虑水闸的分洪作用，要求汛期应保证可靠供电，再设置一台柴油发电机组为备用电源。大张庄节制闸工作闸门共设13孔闸门，采用固定卷扬启闭机；永金引河分水闸共设3孔闸门，采用固定卷扬启闭机。主要用电负荷：（1）大张庄节制闸工作闸门深槽孔用固定式卷扬机3×22kW；阶梯孔工作闸门用固定式卷扬机2×15kW；滩地孔用固定式卷扬机8×11kW；（2）永金引河分水闸工作闸门用固定式卷扬机3×15kW；（3）大张庄节制闸上游检修叠梁检修门电动葫芦，起升电机功率2×13kW；大张庄节制闸下游检修叠梁检修门电动葫芦，起升电机功率2×13kW；（4）永金引河分水闸检修门电动葫芦，起升电机功率2×13kW；（5）大张庄节制闸潜水泵2×7.5kW；永金引河节制闸潜水泵2×7.5kW；（6）地源热泵空调60kW；（7）闸区的控制和通信负荷10kW。（8）管理区用电负荷80kW。144 （9）闸区内照明负荷10kW。考虑闸门启闭，另外还有地源热泵空调、控制用电、管理区用电以及照明等辅助用电，功率为246.2kW。冬季情况下的用电设备有潜水泵、检修动力、地源热泵空调、通信、管理用电、照明，功率为185.5kW。综合考虑，在大张庄节制闸旁设置一台容量为315kVA的箱式变电站。1.1.1电气主接线在该闸站新建一座10kV，315kVA的箱式变电站，电源进线采用已有的线路，低压侧为单母线接线供电方式，并配有一台150kW柴油发电机。变压器低压受总断路器与柴油发电机组受总断路器应设置机械和电气连锁。闸站内所有负荷的馈电回路均采用带电子脱扣器的自动空气开关。详见《箱式变电气主接线图》。1.1.2主要电气设备选择及布置（1）箱式变电站及配电装置闸站的供电采用1台GYB-1型箱式变电站，变压器型号为S11-M-315/10（10±5%/0.4kV；Ud%=4；D，yn11），箱式变电站内配有高、低压配电装置，箱式变电站内设专用计量间，变电站计量采用专用电流互感器，计量表计由当地供电部门提供。为保证400V低压母线的功率因数不小于0.9，在箱变内配有既可手动又可自动投切的无功补偿装置。箱式变电站的外层涂以防腐保护层，可以防腐蚀和雨水等。箱式变电站布置在大张庄北院管理区配电室内，箱式变电站的四周需要设安全保护栅栏。（2）柴油发电机组在大张庄节制闸控制楼一层设有柴油机房，永久电源出现故障时，为闸门紧急启闭、控制提供动力电源。另外，综合考虑闸区控制、管理用电，功率为114kW，柴油机容量设计为150kW。（3）低压配电屏在大张庄节制闸控制室配置2面GCS低压配电屏，用于控制大张庄节制闸的启闭。（4）动力箱大张庄节制闸设4个动力箱。所有动力箱采用金属固定式结构，外壳的防护等级不低于IP3X。144 永金引河分水闸设1个动力箱。所有动力箱采用金属固定式结构，外壳的防护等级不低于IP3X。（5）电力电缆敷设10kV动力电缆进线采用YJV22-3x50，具体长度根据施工情况确定。低压电力电缆敷设方式主要根据工程建筑物的情况，采用电缆槽、电缆支架、直埋和穿管等敷设方式。启闭机房内上或下游设一电缆槽，电缆槽内均设有电缆支架。控制楼上下层之间设电缆竖井。局部电缆采用穿管或明敷。1.1.1照明工程大张庄节制闸与永金引河分水闸共设6个照明配电箱，负责给闸门启闭机房及路桥路灯的照明提供电源。启闭机房与管理用房内照明均采用节能型荧光灯。在启闭机房内每隔4m设一盏照明灯，道路的照明采用马路弯灯和室外壁灯作为交通和闸孔的照明，路灯间隔25～30m。重要地点设置应急灯具，应急照明时间不小于60分钟。照明电缆电线主要采用穿管暗敷方式，局部采用线槽、明敷等形式。1.1.2防雷接地各闸体下底板设置集中接地网和接地干线，其尽量与门槽等自然接地体连接。启闭机室屋外顶部设置避雷带，材料选用φ10的镀锌圆钢，引下线采用40×4镀锌扁钢与接地网牢固焊接。要求避雷带每隔10～15m设置一根引下线或利用启闭房的柱内主钢筋作为下引线。屋内应利用主钢筋作等电位连接，并与接地干线相连。变压器低压侧中性点直接接地。各接地网采用不少于2根50×5镀锌扁钢连接成一个整体。接地网投运前，应按国家标准规定进行接地电阻测量，在接地电阻满足小于1欧姆的规程要求后方可投入运行。测量的接地电阻若不满足要求，则需采取补救措施，直至接地电阻达到规程要求。1.1.3电气设备防火所有穿越电缆孔洞的电缆，应在孔洞两侧各2m的区段上，涂刷防火涂料以防止窜燃。防火涂料的使用应按厂家说明书规定。144 所有的电缆孔洞，包括盘柜下的孔洞，在电缆敷设完毕后，应进行封堵。堵料施工中，先要用有机堵料裹住电缆，以利电缆的更换和散热，然后在其周围塞满无机堵料，堵料的厚度不小于10cm。对于较大的电缆孔洞，在满足以上施工要求下，孔洞的中间部位可用防火隔板配合使用。1.1.1电气一次设备、材料电气设备和材料估列如下：表6.2-1电气一次工程量表序号项目规格单位数量备注1跌落式熔断器RW7-10（R）10kV只33只一组2避雷器Y5WS-17/50只33只一组3箱式变电站GYB-1，配S11-M-315/10座14低压配电屏GCS面250.4kV动力箱XL21面56照明箱PXT-面67动力电缆YJV22各型项1约1.5km8柴油发电机组150kW台19灯具各型盏35010照明电线BV型项1约1km11防火材料有机/无机/涂料t112防雷接地t513型材t10电缆支架、钢管、圆钢、角钢等14其他项11.2电气二次大张庄节制闸的13孔闸门与永金引河分水闸3孔闸控制均采用以PLC为基础的电气自动控制，同时设置闸门的位置测量装置和荷重测量装置，控制方式采用计算机监控，并设置工业电视监视系统。1.2.1监控系统为全面提高水闸自动化管理水平，确保长期安全可靠、高效运行，设置一套计算机监控系统及工业电视监视系统。采用中控室集中控制与机组现地机旁控制方式，运行为“无人值班、少人值守”方式运行。在控制室中设置低压配电屏，实时对闸门进行控制。144 大张庄节制闸的13孔闸门设7套现地控制单元（LCU），永金引河分水闸的3孔闸门设2套现地控制单元（LCU），LCU采用PLC作为控制模块，在LCU上可以实现现地手动、自动控制，并设置现地手动/现地自动/远方自动控制的切换开关，采用触摸屏作为人机接口，LCU上设闸门启闭机电动机电流电压指示表计。在控制楼的控制室设1个集中控制台，水位信号、流量信号、电气测量信号送入控制台，并实现闸门的集中控制和对外通信，在控制室设1个工业以太网交换机，LCU之间、LCU与集中控制台之间通过IP交换机进行数据通信，并为远方监视、视频信号传输设置接口。在大张庄闸集中控制室设置1套集中监视控制台，实现对闸门的远方监视和控制，同时在大张庄管理处设置1套计算机监控站实现对闸门的监视。详见《计算机监控系统原理接线框图》。1.1.1测量系统每个闸门设置闸门的位置测量和荷重测量，测量信号通过PLC输入监控系统，闸门开度和荷重值可以同时通过触摸屏显示。每个闸门设置1套电气综合测量装置，对电流、电压、有功、无功、有功电度进行测量，并将电气测量信号送入计算机监控系统。在闸门的上、下游分别设置2个压力式水位传感器，设置一套数字式水位仪，通过水位仪将水位信号送入计算机监控系统。在闸门的下游设置1套流量计，实时测量过闸的水流量，并将流量信号送入计算机监控系统。1.1.2工业电视监视本工程设置1套工业电视监视系统，设置29个工业监视摄像机，大张庄闸前设置7套，闸后设置7套，分水闸前设置2套，分水闸后设置2套。大张庄节制闸启闭机房内设置3套工业监视摄像机，分水闸启闭机房设置1套工业监视摄像机。大张庄节制闸与永金引河分水闸的控制楼分别设2个工业监视摄像机，以上工业监视摄像机对现场进行视频监视，3套摄像机设置在大张庄闸管理处。闸门现场视频监视信号接入工业以太网，视频集中控制站设置在大张庄闸集中控制室内，设置DLP大屏幕投影设备1套，同时在大张庄闸管理处配置1台视频监控主机可以监视各个视频点，详见《视频监控系统原理接线框图》。144 1.1.1通信系统在大张庄闸管理处中心设置一台20门程控交换机完成大张庄节制闸与永金引河分水闸管理、调度通信，通过中继接入公网。交换机留有与水利局输水调度通信接口。调度台设在管理处控制室。1.1.2电气二次工程量表6.3-1电气二次工程量表序号名称型号及规格单位数量备注集中控制设备1计算机工作站（集中控制计算机）四核至强1.6G主频/1G内存/73GSAS10000转硬盘/Raid/CD光躯/鼠标/21"双频液晶显示/1串口、1并口、4USB口、冗余以太网卡套12集中控制台IEEE-1101-78标准800x2000x1000mm(高x宽x深)配两套坐席套13软件操作系统、数据库及应用软件项14不间断电源UPS（3kVA）套15打印机A3台16工业以太网交换机赫斯曼个17工业级7网络机柜19英寸标准机柜面18网络配件光纤终端盒、介质模块、通讯电缆项19大屏幕模拟屏（DLP）屏幕及墙体2*346寸项1含驱动、软件等配套附件管理处设备10计算机工作站（视频计算机）四核至强1.6G主频/1G内存/73GSAS10000转硬盘/Raid/CD光躯/鼠标/21"双频液晶显示/1串口、1并口、4USB口、冗余以太网卡套111集中控制台IEEE-1101-78标准800x1000x1000mm(高x宽x深)配一套坐席套112网络机柜19英寸标准机柜面113网络配件光纤终端盒、介质模块、通讯电缆项114不间断电源UPS（3kVA）套115打印机A3台1144 16工业以太网交换机赫斯曼个1工业级现地控制设备17现地控制单元LCU800×600×2260mm套9西门子PLCS7-30018闸门开度设备套16安装在LCU19闸门荷重仪套16安装在LCU20触摸屏显示器6英寸套9安装在LCU21数字式水位仪套2配套信号电缆10M22超声波流量仪8声道套223水力测量屏面124控制电缆KVV22项1约5km视频设备25视频工作站Intel酷睿双核E2180(2.0GHz)，内存1G，独立显卡512M套1主机硬盘7200转2T（2块）显示器HP-W220726视频前端服务器（8路）台427室外一体化高速球形彩色摄像机金三立套18包括云台及防护罩28室内一体化高速球形彩色摄像机金三立套11包括云台及防护罩29视频软件套130以太网交换机台131视频同轴电缆SYVPVP-75-5项1约2.5km32视频电源及避雷器等附件项133其他（线缆、套管等）项1通讯设备34电话机座2035程控交换机及附属设备（20）华为套1含调度台，包括配线设备等36通信电缆项1约1km37试验仪器仪表套1电气设备调试费38电气设备调试费项1144 第一章建筑和消防设计1.1建筑设计1.1.1设计依据遵循的主要设计规范及标准：（1）《水电站厂房设计规范》（SL266-2001）；（2）《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）；（3）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；（4）《水利水电工程设计防火规范》（SDJ278-90）；（5）《城市用地分类与规划建设用地标准》（GBJ137-90）；（6）《建筑灭火器配置设计规范》（GBJ140-90）（97年版）。1.1.2设计指导思想（1）建筑工程与周围环境协调一致，相互增色。（2）各主体工程建筑设计作为统一的整体进行设计，坚持实用、美观、经济的原则，力求反映现代建筑形象。1.1.3控制楼及启闭机房1.1.3.1平面设计（1）大张庄节制闸节制闸有控制楼和启闭机房。控制楼为框架结构，多孔砖填充墙，分布于启闭机房两侧，四层。分别设有仓库、监控室、控制室、备品备件室、柴油发电机房、办公室等。层间设有楼梯沟通上下层交通。启闭机房为彩板轻型结构，底高程为15.40m，与控制楼的控制室相连通。（2）永金引河分水闸分水闸有控制楼和启闭机房。控制楼为框架结构，多孔砖填充墙，三层。平面布置自上而下分别设有控制室、库房、门库等。层间设有楼梯沟通上下层交通。启闭机房为彩板轻型结构，底高程为14.01m，与控制楼的控制室相连通。144 1.1.1.1内装修设计室内设计以“明快、淡雅”为主题，力图创造出宁静、舒畅的工作环境。墙、地面装修将采用浅而明亮的颜色。在地面分格、天棚划分、灯饰布局和墙面建筑处理上都注意加强节奏和韵律感，尽力削弱厂房长向和空间空旷的视觉感受。各具体部位装修如下：控制楼的控制室的楼面采用铝合金防静电地板，白色涂料的墙面及顶棚。其他层采用地砖楼面，白色涂料墙面。楼梯的踏面、踢面、息板、踢脚、梯段侧板均采用磨光花岗岩，梯板底面采用白色涂料，不锈钢扶手、栏杆。启闭机房为地砖楼面，彩钢墙面及顶棚。1.1.1.2外装修设计控制楼外檐材料为外墙涂料，外门窗为塑钢窗及铝合金门，启闭机房外门窗为塑钢窗及防火门，压型钢板外墙面，启闭机房的高程以下局部包铝塑板。1.1.2闸管所办公楼1.1.2.1总图布置新闸管区填土高程为6.20m，院内占地面积为5291m2，新建办公楼建筑面积为610.94m2，新建配电室及门卫面积为75m2，院内绿化为1245m2，硬质铺地为2127m2，道路面积1233m2。1.1.2.2平面设计办公楼平面呈长方形置于院内北侧，占地面积305.47m2，总建筑面积为610.94m2，长25.08m，宽12.18m，高7.95m，二层砖混结构，层高3.3m。建筑功能分为办公区和宿舍区。1.1.2.3室内装修设计主要用房采用地砖楼面，白色涂料墙面。顶棚为白色乳胶漆顶棚。楼梯的踏面、踢面、息板、踢脚、梯段侧板均采用灰麻色磨光花岗岩，梯板底面采用白色涂料，不锈钢扶手、栏杆。卫生间采用防滑地砖。144 1.1.1.1外装修设计办公楼外立面造型简洁，墙面以线条为元素，以横、竖线条的组合、变化、重复产生韵律，通过门窗式样的变化来打破横竖线条的单调感，以鲜明色窗套体现现代建筑的简洁明亮。1.1.2建筑消防设计1.1.2.1建筑物火灾危险性分类及耐火等级依据《水利水电工程设计防火规范》SDJ278-90（以下简称《水规》）第4.1.1条，主副厂房的火灾危险性类别为丁类，耐火等级应不低于二级。控制室的火灾危险性类别为丙类。控制楼及其启闭机房，闸管所办公楼的各单体的墙体及建筑物构件的耐火等级均为二级。1.1.2.2各建筑物之间的防火间距控制楼及其启闭机房、闸管所办公楼，与其他的建筑物之间防火间距均满足《建筑设计防火规范》GB50016-2006（以下简称《建规》）中第5.2.1条的规定，同时满足《水规》中表3.2.2的要求。1.1.2.3防火分区及分隔依据《水规》第4.1.2条，主厂房和24m以下的副厂房，其防火分区最大允许占地面积不限。控制楼及其启闭机房内丙类火灾危险性的房间均采用防火隔墙与相邻不同火灾危险性类别的用房分隔开来，防火墙上的门均为外开甲级防火门。上、下层不同防火分区的楼板，耐火时间不低于1.5h，所有楼板留洞均用非燃烧材料封堵。1.1.2.4安全疏散控制楼及其启闭机房设有两部疏散楼梯作垂直交通，设置了两个安全疏散出口，室内最远工作地点到该层最近的安全疏散距离均小于50m，满足《水规》第4.2.6条要求。闸管所办公楼设有两部疏散楼梯作垂直交通，通向疏散走道的房间疏散门至最近安全出口的最大距离符合《建规》中第5.3.13条的规定。144 节制闸控制楼及其启闭机房、闸管所办公楼各单体内楼梯宽度及坡度、疏散门及走道宽度均满足《水规》第4.2.8条要求。1.1.1给排水消防设计1.1.1.1设计依据（1）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（2）《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）1.1.1.2消防设计消防设计包括闸管所、节制闸和分水闸的消防设计。根据建筑物特点和《建筑灭火器配置设计规范》在闸管所办公楼、节制闸和分水闸内配置灭火器。在办公楼内配置2kg手提式磷酸铵盐干粉灭火器12具，在节制闸内配置2kg手提式磷酸铵盐干粉灭火器12具，分水闸内配置2kg手提式磷酸铵盐干粉灭火器6具。考虑到闸管所内建筑物少，且层数不超过二层，在新闸管区配置两台机动消防泵供办公楼的室外消防用水。1.2给排水设计1.2.1设计依据（1）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）；（2）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）；（3）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）。1.2.2给水系统设计闸管所的供水水源为井水，井水经泵提升至水塔，经除氟设备处理后，供闸管所内各建筑物使用。1.2.3排水系统设计闸管所内建筑生活污水由所内室外排水管网汇集，经化粪池处理后就近排放。144 1.1电气设计1.1.1设计依据（1）《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）；（2）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）。1.1.2设计范围闸管所办公楼的电气设计。1.1.3供电设计电源进线为电力电缆，直埋引入，供电电压220/380伏。1.1.4设计概述电气设计包括：配电照明系统、电话系统、电视系统、网络系统、防雷接地系统。首层设总配电箱一个，每层设动力、照明配电箱一个；每层设电话分线箱、电视分配器箱、网络配线架各一个。每个标准开间均设电话、电视、网络出线插座各一个。办公室照度为100Lx。屋顶防雷采用避雷带保护，并利用结构柱筋作为引下线。采用联合接地方式，接地电阻小于1欧。1.2采暖与空调1.2.1设计依据（1）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）；（2）水工专业提供的条件图。1.2.2设计参数1.2.2.1室外计算参数室外计算参数按照**市的计算参数选取；冬季采暖室外计算温度：-9℃；144 夏季空调室外计算温度：33.4℃。1.1.1.1室内计算参数冬季采暖室内计算温度：管理区办公房18℃，车库5℃，仓库5℃。1.1.2采暖系统概述管理区内的采暖系统采用地源热泵空调系统，可节约运行费用，地源热泵功率60kW。1.1.3空调系统概述控制楼的控制室内各布置一台分体立柜式冷暖空调，空调制冷量及制热量均为6kW。144 第一章施工组织设计1.1施工条件1.1.1工程概况大张庄节制闸坐落于**市北辰区新引河入永定新河交汇处（桩号14+500），始建于1970年，原设计为钢筋混凝土底板，浆砌石闸墩，叠梁闸门板，原节制闸作用为泄洪、挡潮及蓄水。1983年因引滦输水的需要，对该闸进行了改建，改建后大张庄节制闸主要任务是汛期分泄新引河洪水及引滦输水调蓄。在多年的运行中，节制闸发挥了重要作用。但由于年久失修加之地震等多种因素的影响，工程存在着基础沉降、工程老化等诸多问题，影响工程的安全运行。2009年4月，**市水务局组织专家对大张庄节制闸进行了安全鉴定，评定为三类闸，建议对其进行除险加固。永金引河分水闸位于大张庄节制闸南侧，始建于1971年，并于1983年进行改建。原闸任务是将新引河水引向永金引河，用于农田灌溉，并对金钟河泄水冲淤。鉴于该闸存在种种安全隐患，2009年4月**市水务局组织专家对永金引河分水闸进行了安全鉴定，评定为四类闸，建议对其进行拆除重建。1.1.2水文气象工程位于**市北辰区，四季分明，冬夏季长，春秋季短。多年平均气温为12.1℃，极端最高气温40.4℃，极端最低气温-22.7℃。多年平均年降水量为572.4mm，降水年际变化大，最多年可达926.3mm（1977年），最少年仅有214.8mm。该地区多年平均最大风速为20.3m/s，50年一遇最大风速为27.0m/s，年最多风向NW。该地区最大冻土深度60cm，最大积雪厚度26cm。1.1.3建筑材料1.1.3.1当地建材当地建材主要有土料，和有关部门协商，从当地就近购买土料。144 1.1.1.1外运建材工程所用水泥、钢筋、钢材、木材、柴油可从**市北辰区运入，砂子、石子、块石等可从**市建材市场购买，生活物资可从**市北辰运入。1.2施工导流1.2.1施工导流标准根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），大张庄节制闸及永金引河分水闸均为2级水工建筑物，确定施工导流建筑物为Ⅳ级；临时建筑物洪水设计标准选用重现期为5年一遇的洪水水位。1.2.2导流方案下游侧：大张庄节制闸在新引河与永定新河之间起到节制作用，在施工期间并不存在过流问题。为满足施工条件，须在出水侧填筑挡水围堰。永金引河分水闸在新引河与永金引河之间起节制作用，在施工期不存在过流问题。为满足施工条件，须在出水侧填筑挡水围堰。上游侧：上游侧与新引河相连，新引河承担引滦输水功能，引滦水通过新引河流入海河。非汛期施工区间沥水不大，工期较短，两侧村庄生活污水排量不大。上游侧挡水围堰设置，须满足引滦水位的要求和施工条件。1.2.3围堰设计与施工1#围堰：布置于大张庄闸及永金引河闸上游侧。根据新引河实测水文资料，引滦正常水位为2.20m，考虑围堰安全超高为0.5m，确定1#围堰顶高程2.70m，围堰采用均质土结构，轴线长230m，堰顶宽5.0m，迎水坡1:3.0，背水坡1:3.0，迎水坡采用编织袋土防冲，堰基抛石，工程施工完毕拆除。2#围堰：布置于大张庄闸下游侧。根据永定新河实测水文资料，水文计算枯水期（10~5月）水位为0.92m，考虑围堰安全超高为0.5m，确定2#围堰顶高程1.42m，围堰采用均质土结构，轴线长94m，堰顶宽3.0m，迎水坡1:3.0，背水坡1:2..5，迎水坡采用编织袋土防冲，工程施工完毕拆除。3#围堰：布置于永金引河分水闸下游侧。根据实测水文资料，永金引河枯水期（10~5月）水位取0.84m，考虑场地布置及道路要求，确定3#围堰顶高程2.14144 m，围堰采用均质土结构，轴线长93m，堰顶宽5.0m，迎水坡1:3.0，背水坡1:3..0，迎水坡采用编织袋土防冲，工程施工完毕拆除。主要工程量见下表9.2-1：表9.2-1围堰主要工程量序号项目单位1#围堰工程量2#围堰工程量3#围堰工程量合计1粘土围堰填筑m31594621442140202302编织袋护坡m3153037646523713堰基抛石m31380470　18504围堰拆除m3188562990454726393围堰施工从右岸单向进占，水下填筑方采用1m3反铲装12t自卸汽车平均运1.0km，倒入水中；水上压实方用1m3反铲装12t自卸汽车运1.0km，74kw推土机压实。编织袋土护坡施工，采用人工装土，人工码放。围堰拆除水上方用1m3反铲装12t自卸汽车运5.0km弃渣至弃土场。1.1主体工程施工方法1.1.1老闸拆除施工大张庄闸老闸拆除主要工程量有：混凝土拆除5878m3，砌石拆除3496m3，垫层拆除742m3，钢闸门、埋件及附属设备拆除17套，变压器、柴油发电机拆除2台，电动机拆除2台，配电柜、控制柜及动力电缆等拆除6套。永金引河分水闸拆除主要工程量有：混凝土拆除1300m3，砌石拆除2100m3，弃料外运3400m3，铸铁闸门、埋件及附属设备拆除9套，控制柜及动力电缆等拆除1套。闸墩、排架、三桥拆除，采用液压式岩石破碎机，碎渣用0.6m3反铲装12t自卸汽车运5km弃渣。底板拆除采用风镐破碎混凝土、气割割断钢筋分解，用15t汽车吊吊装12t自卸汽车运5km弃渣。1.1.2河道清淤施工设置水泵将积水排干后，清淤工程量约2737m3，采用1m3挖掘机开挖，装8t自卸汽车运输至弃料场。144 1.1.1闸室底板施工闸室底板施工主要工程量有：混凝土浇筑2122m3，砼灌注桩3714m，土垫层849m3。原有灌注桩采用风镐破碎闸底板，气割原闸底板钢筋，绑接钢筋，人工安装模板，10/25t塔机吊1m3卧罐入仓浇注，振捣机振捣密实。新浇注灌注桩均采用泥浆护壁反循环回转钻机成孔、反循环清孔排渣、导管法灌注水下混凝土的施工工艺。其他混凝土施工采用0.8m3×4混凝土拌和站拌制混凝土，10t自卸汽车运600m，10t/25t塔机吊2m3卧罐配溜桶入仓，150振捣器振捣密实。1.1.2闸墩浇筑闸墩浇筑主要工程量有：一期混凝土2330m3，二期混凝土282m3。一期混凝土施工采用0.8m3×4混凝土拌和站拌制混凝土，10t自卸汽车运600m，10t/25t塔机吊2m3卧罐配溜桶入仓，150振捣器振捣密实；二期混凝土施工采用0.8m3×4混凝土拌和站拌制混凝土，10t自卸汽车运600m，10t/25t塔机吊0.5m3卧罐配溜桶入仓，50软轴振捣器振捣密实。防碳化处理施工方法采用搭脚手架人工涂抹。1.1.3消力池施工消力池施工主要工程量有：混凝土浇筑1842m3。消力池施工方法同闸室底板。1.1.4交通桥施工交通桥主要工程量有：预制混凝土270m3，现浇混凝土50m3。交通桥预制混凝土施工采用0.8m3×4混凝土拌和站拌制混凝土，10t自卸汽车运200m预制，15t汽车运桥面板500m，10t/25t塔机吊装；现浇混凝土施工采用0.8m3×4混凝土拌和站拌制混凝土，10t自卸汽车运600m，10t/25t塔机吊1m3卧罐配溜桶入仓，150振捣器振捣密实；防碳化处理施工方法采用搭脚手架人工涂抹。1.1.5排架施工排架主要工程量有：现浇混凝土147m3。144 现浇混凝土施工采用0.8m3×4混凝土拌和站拌制混凝土，10t自卸汽车运600m，10t/25t塔机吊1m3卧罐配溜桶入仓，50软轴振捣器振捣密实；防碳化处理施工方法采用搭脚手架人工涂抹。1.1.1机架桥施工机架桥施工主要工程量有：预制混凝土140m3。预制混凝土施工采用0.8m3×4混凝土拌和站拌制混凝土，10t自卸汽车运200m预制，15t汽车运桥面板500m，10t/25t塔机吊装；防碳化处理施工方法采用搭脚手架人工涂抹。1.1.2检修桥施工检修桥施工主要工程量有：预制混凝土265m3。检修桥施工方法同机架桥。1.2施工交通运输1.2.1对外交通大张庄节制闸工程外运建材及物资总量约18万t。对外交通从右岸进场。现有道路为沥青砼路面，施工期直接使用，工程完工后修复该路面，路面结构形式仍为沥青砼路面。1.2.2场内交通运输场内交通由主要有两岸道滩地内施工区，堆存场地和施工工厂等的场内联络线路。场内交通运输主要有围堰土方填筑和围堰拆除、老闸拆除、混凝土浇注及钢筋运输等，运输总量约45.8万t。场内施工道路路面结构形式为20cm厚泥结碎石路面，20cm厚碎石路基。路面宽7.0m，路基宽8m。堰顶交通路总长450m，上游左岸联络线80m，上游右岸联络线150m，下游场内联络交通270m，场内交通运输道路总长0.95km。144 1.1施工设施1.1.1混凝土拌和站混凝土高峰月浇筑强度2245m3，计入施工不均匀系数1.5，应按月浇筑强度3586m3配置混凝土拌和能力，同时要满足最大浇筑仓面不产生冷缝的要求。混凝土最大浇筑仓面面积约120m2，按混凝土初凝时间90分钟计，小时拌和能力应为30m3，需3台0.8m3混凝土拌和机，备用一台，配4台0.8m3混凝土拌和机。1.1.2综合加工厂综合加工厂包括钢筋加工厂、木材加工厂、混凝土预制件厂。钢筋加工总量为1298t，根据钢筋混凝土钢筋加工强度，钢筋加工强度为每月215t，故钢筋加工规模为每班处理量9t。混凝土预制总量为710m3，预制强度每月500m3，故混凝土预制件厂规模为每天20m3。1.1.3施工风、水、电供应施工用风量较少，设一台6m3移动式空压机作为风源。施工用水高峰强度为2320m3/d，生产用水从大张庄闸管所接取，生活用水从附近的村庄购买。施工用电仍使用闸管所现有的供电设施。施工高峰用电量400kW，为保证混凝土作业的连续性，需设置备用电源，工区配一套55kW柴油发电机组作为备用电源。1.2施工总布置1.2.1生产区布置生产区主要设在左岸滩地，包括混凝土预制件厂、混凝土拌和站、综合加工厂等施工工厂。堆料场地及安装场地设在上游左岸滩地和下游右岸滩地处，用于施工期的土石料、弃渣、钢筋等物料堆放，和钢结构的现场安装场地。1.2.2生活区布置生活区设在上游右岸滩地，永金引河闸肩附近，用于施工期施工人员居住。办公区设在闸管所院内。144 1.1.1施工占地施工占地见表9.6-1。表9.6-1施工占地表序号项目建筑面积（㎡）占地面积（㎡）1办公、生活福利用房6008002综合加工厂及机械修配间80016503砂石堆放场及安装场地　27004施工辅助设施3009005临时道路0.95km,　5890合计1700119401.1.2土石方平衡主体工程土方开挖总量10505m3，土方填筑总量20619m3，主体工程弃渣量为13661m3；导流工程土方填筑量24451m3，临时工程弃渣量为36273m3；总弃渣量约为49934m3。为节约投资，对土石方的利用进行了平衡，对于能利用的开挖料在工期安排中应考虑直接利用，尽量避免二次倒运。144 表9.6-2土石方平衡表单位：m3序号项目土方开挖土方外购混凝土拆除砌石拆除可利用的开挖料弃渣量备注主体土料围堰石渣围堰土料混凝土拆除砌石拆除弃土清淤合计1施工区　1000　　1000　　　　100056806680　2围堰　24451　　　　24451　　26393　26393原有土埝培高形成3#围堰，完工后拆除复原河底3道路填筑　3200　　3200　　　　3200　3200　4主体工程10505116887178559689291850　71783746　273713661土方开挖中土料利用85%考虑5合计105053613971785596131291850244517178374630593841749934　注：表中数字为自然方。为计算简便，土料和石渣料压实方折成自然方系数统一取1.18。144 1.1施工总进度施工总进度的编制原则是工程在一个枯水期完成水下部分的施工，使水闸在第二年汛前具备使用条件。1.1.1施工准备工程施工准备工程包括场内外施工道路、施工风水电系统、施工临时用房、施工临时工厂、围堰填筑等。准备工程开工时间安排在第一年8月初，其中围堰填筑为控制性工程，安排在一个月内完成。1.1.2主体工程施工主体工程包括河道清淤、原灌注桩检测、老闸拆除、消力池、闸室底板（包括灌注桩）、上游铺盖、闸墩及上部结构重建、金属结构及机电设备安装等。主体工程施工安排在第一年10月初至第二年6月底。1.1.3尾工包括主体工程在汛前未完工的项目，主要有启闭机房和管理用房等，尾工安排在第二年7月底完工。施工总工期为12个月。施工高峰劳力520人，清淤月高峰强度12000m3，土方填筑月高峰强度25248m3，混凝土浇筑月高峰强度2245m3。具体施工进度，详见施工总进度表。1.2施工技术供应1.2.1主要建筑材料主要建筑材料用量见表9.8-1。表9.8-1主要建筑材料用量表序号建材名称单位数量备注1水泥t67122粗砂t115533石子t189864汽油t185柴油t2366钢材t1379144 1.1.1主要施工机械设备主要施工机械设备见表9.8-2。表9.8-2主要施工机械设备表序号名称单位数量备注1抽污泵台22回转钻机台1231m3反铲台104推土机74kw台5510t自卸汽车辆42610/25t塔机架17液压岩石破碎机台58风镐把259灌浆泵台510灰浆搅拌机台51125t汽车吊台21215t载重车辆313空压机（9m3/分）台714电焊机台1215水泵台10160.8m3混凝土拌和机台4144 第一章工程占地1.1工程占地范围本次除险加固工程主要包括大张庄节制闸除险加固、永金引河分水闸拆除重建及闸管区重建项目，工程占地主要包括建筑物占地、闸管区占地和施工场区占地。其中建筑物占地、管理区占地为永久占地，施工场区占地为临时占地。本工程建筑物在原址上加固及重建、管理区在旧闸管理所重建，不涉及永久征用土地问题，故本工程占地按照施工场区临时占地处理。工程占地范围如下：（1）建筑物本次除险加固工程建筑物在原址上加固及重建，无征地问题。（2）管理区现闸管区分南、北两个院，南院建有砖混结构办公楼，建筑面积为739m2，北院为闸管所旧址，土地已征用，需确权。本工程修缮南院并在北院扩建，无征地问题。（3）施工场区包括堆料场、弃渣场、左右岸施工场地以及施工道路等占地，占地形式为临时占地，占地面积为31950m2，其中需临时征用大张庄镇大张庄村坑塘20010m2（30亩）作为弃渣场，其余均为河道滩地。1.2工程占地调查及实物指标1.2.1调查时间2009年5月，由黄河勘测规划设计有限公司会同大张庄闸管所有关人员，对本次工程占地范围内的各项实物指标进行了调查。1.2.2调查方法按各项工程占地范围，持1/200地形图现场调查地类、地界，填图后进行量算。144 1.1.1调查结果本工程为除险加固工程，为点式工程。工程永久建筑物在原址上加固及重建，不涉及永久征地问题；工程建设范围内也不涉及人口搬迁及安置问题。经调查后，实物指标结果详见表9.2-1。表9.2-1大张庄节制闸及永金引河分水闸除险加固工程占地序号项目单位数量备注一永久占地m2727801闸址占地原闸址及河滩m2239302闸管所占地荒草地m23350二临时占地m2319501办公、生活福利用房右岸m28002综合加工厂及机械修配间河滩m216503砂石堆放场及安装场河滩m227004施工辅助设施河滩m29005临时道路0.95km,河滩m258906弃渣场大张庄村坑塘m220010其中：临时弃渣场位于大张庄村坑塘，需临时征用面积为20010m2（30亩）。1.2工程占地补偿投资1.2.1编制依据（1）《中华人民共和国土地管理法》；（2）《**市土地管理条例》（2000年修正）；（3）《**市征用占用林地收费管理办法》；（4）国土资源部、国家经贸委、水利部文件—国土资发[2001]355号《关于水利水电工程建设用地有关问题的通知》。1.2.2补偿标准本工程需临时征用右岸大张庄镇大张庄村坑塘20010m2（30亩），征用期两年，补偿标准暂列8000元/亩，共计补偿48.00万元。144 第一章环境保护设计1.1设计依据1.1.1法律法规（1）《中华人民共和国环境保护法》；（2）1998年国务院第253号令《建设项目环境保护管理条例》；（3）国发（87）国环字第002号文《建设项目环境保护设计规定》；（4）《环境影响评价技术导则—水利水电工程》（HJ/T88-2003）。1.1.2环境保护标准（1）《环境空气质量标准》（GB3095─1996）；（2）《污水综合排放标准》（GB8978─1996）；（3）《声环境质量标准》（GB3906─2008）；（4）《大气污染物综合排放标准》（GB16297─1996）；（5）《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）。1.1.3环境保护目标（1）通过大张庄节制闸和永金引河分水闸除险加固工程的实施，将保证水闸的安全运行，保障沿岸地区的安全和经济建设；（2）减免施工期粉尘、废（污）水及噪声对周边环境产生的污染，保护施工人员健康安全；（3）控制工程对土地的占用，尽量减少对土地资源的破坏；（4）防止取土及弃土、淤泥堆放对沿岸生态环境的破坏，控制新增水土流失。1.2环境影响综合评价1.2.1工程的主要有利影响通过本次除险加固工程的实施，将使大张庄节制闸和永金引河分水闸达到设计功能和设计指标，消除多年来的工程隐患，保证工程的安全运行。144 通过本次除险加固工程的实施，将提高新引河的运行能力，并对其改善地区的生态环境、社会环境以及沿岸人民的生命财产安全，维护社会稳定等具有积极的有利影响，具有良好的社会、经济和环境效益。1.1.1工程的主要不利影响及减免对策1.1.1.1工程占地影响及减免对策本工程的施工建设均在闸管所已征用土地范围内进行，因此工程占地及拆迁对社会经济的影响很小。可通过进行合理补偿或相应的恢复措施予以减免。1.1.1.2施工期环境影响及减免对策由于本工程施工方法单一，场地较集中，工程施工对环境影响主要是施工期“三废”及噪声的影响及对人群健康的影响。（1）环境空气质量本次除险加固工程主要机械及车辆共150台（辆）。施工期燃油污染物排放量相对较小，对周边环境空气质量影响不大。施工现场产生的粉尘污染基本来自于土料场和施工道路两侧，可定时洒水以减免其污染。（2）施工期废（污）水工程主要建筑材料为外购，因而大大减少了生产用水量。施工生产废水主要来源于砼拌制、养护和机械、车辆等冲洗废水。生产废水中主要污染物为SS、石油类等，因排放量较小，可由机械车辆维修处自行解决。生活污水来源于施工期施工人员生活用水和粪便的排放。施工期高峰人数为520人，按人均用水120L/d计，污水排放系数0.8计算，日产生活污水49.92t。施工期生活污水主要污染物为BOD5、NH3-N和SS等。对施工人员集中生活区可建化粪池处理。（3）噪声污染施工噪声源主要为施工机械和机动车辆，其中挖掘机械和运输汽车的组合噪声为70～90dB；施工辅助工序、材料加工厂及设备噪声为70～80dB。施工机械产生的噪声声压级高、冲击性强并伴有强烈的震动，给现场施工人员造成一些不利影响。因此应采取相应的保护措施。施工建设中应严格执行《声环境质量标准》（GB3096-2008）Ⅰ144 类标准的限值。对现场工作人员可根据噪声的大小，对固定噪声源采取封闭式作业；机动车辆产生的流动噪声源，重点控制其高音鸣笛，以减轻噪声所带来的不利影响。（4）对人群健康的影响工程施工总工期为12个月，施工高峰人数达520人。参照其它水利工程施工区生活垃圾产生量调查结果，按每人一天产生1kg生活垃圾计算，本工程施工期共产生140.4t生活垃圾（考虑0.75的折减系数）。工程施工期间，由于施工人员集中，加之施工区生活设施不全，卫生条件较差，极易造成疾病流行。此外，施工区生活垃圾排放若处置不当，不仅影响景观，造成视觉污染，而且还会形成新的污染源。采取的对策为加强卫生防疫工作，生活垃圾及时外运，搞好施工临时生活区的环境卫生，杜绝传染疾病的流行。1.1.1.1工程建设产生的水土流失影响及防治措施工程建设产生的水土流失影响主要表现在工程临时堆土场及弃渣场，排放的淤泥若自然堆放，遇降雨或风暴天气，受雨水淋溶或冲刷作用，淤泥将随径流迁移，尤其在重建的区域极易造成水土流失危害；弃渣场位于大张庄镇大张庄村坑塘，弃渣为松散堆积体，若施工期不加以防护，可发生水力冲蚀，造成水土流失，影响工程施工，并破坏生态环境。工程采取的水土保持防治措施主要有土地平整和植被恢复措施。1.1.1.2工程建设对生态环境的影响及防治措施工程建设区内无国家重点保护的珍稀濒危动、植物，均为本地区常见物种。对地表植被造成影响的区域面积比例很小，施工结束后及时进行绿化足以弥补对植被造成的损失，并可改善生态环境。1.2环境保护设计1.2.1工程占地补偿及排泥（弃渣）占地根据尽可能少占或不占用土地的原则，工程涉及占地大部分为闸管所已征用土地，施工中部分临时占地需要征用，按照国家和地方相关法规进行经济补偿。1.2.2施工期环境保护设计1.2.2.1大气污染防治144 施工期对大气的污染主要表现在工程建设过程中土料开挖产生的扬尘和施工机械产生的尾气。燃油机械尾气排放应符合有关规定要求，各燃油机械应具备尾气净化器；施工道路及土料场应定期洒水，工程施工部门必须设置专人及设备进行清扫，并配置简易洒水设备及清扫工具一套，以减少扬尘的污染。1.1.1.1废（污）水防治施工中机器设备清洗产生的废水量较少，可由机械车辆存放处自行解决，就近处理达标后排放。砼养护废水中主要为泥沙等悬浮物。根据《污水综合排放标准》（GB8978-1996）及工程具体情况，选定生产废水的悬浮物最高允许排放浓度为100mg/L，可采用二级沉降处理后循环利用。处理设备可选用DH-高效污水净化器，可使悬浮物去除率达99.5%以上。工程施工期施工人员产生的生活废污水可经化粪池（设置2处）进行处理达标后，用于农灌。1.1.1.2噪声污染防治（1）施工场地周边的防护本次工程处于津围公路东侧，津围公路是连接宝坻与蓟县的主要交通干线，同时承担着**市大部分建筑材料的运输任务，所以应尽量避免施工运输车辆与上班高峰期交汇，行驶路线应避开生活区和办公区，车辆途经居民区需适当减速，禁止高音鸣笛。同时合理安排施工计划，限制施工时间，尽量避免夜间施工。（2）现场施工人员的噪声防治对于噪声源的控制，可选用低噪声设备，加强设备的维护和保养。现场施工人员配戴个人防噪声用具防治噪声，也是一种经济而有效的防护措施。高噪声环境下施工人员每天工作时间应不超过6h，同时配发噪声防护用具，如头盔、耳罩、耳塞等。1.1.1.3人群健康保护对施工人员卫生防疫应采取以下措施：（1）注意饮用水卫生，施工区应配置一套生活用水储水箱和热水器。（2）施工区应考虑公共卫生设施，设置固定厕所2座，左右岸各一座，占地16m2，并配1人专门清扫。垃圾、粪便清运由当地环卫部门解决。（3）施工人员进场之前要进行全面身体检查，严禁患有传染病人员进入工区并有专人负责工区卫生保健工作。144 （4）生活垃圾放置专用地点，定期消毒和清运至垃圾场填埋。定期作好工地灭蚊灭虫灭鼠措施，防止蚊蝇滋生，传播疾病。为保证工程的顺利建设，应建立一个完善的人群健康体系，作好有关的卫生清理和施工人群健康防护工作，完备公共卫生设施，完善施工人员卫生防疫和医疗保障。1.1.1.1对生态环境的保护工程结束后，应及时对场地进行平整和对地表植被进行绿化恢复，改善生态环境。场地平整费和植被恢复费用见水土保持章节。1.2环境管理与环境监测1.2.1环境管理工程环境管理的主要职能为配合环境管理部门，落实环保措施的实施，贯彻环保法规和标准，及时了解和掌握污染动态，制定相应的对策，减免环境污染。工程建设期环境管理由管理机构兼职负责，确保“三同时”制度的落实，并完善施工建设期和运行期的环境管理机制。同时，为了有效地落实环境保护措施，应对工程环境保护措施的实施进行监理。可委托具有环境监理资质的监理机构派出人员（暂列1人），建设单位一般不另设监理机构。1.2.2环境监测1.2.2.1监测目的及任务根据工程的实际情况，对施工区大气、噪声和人群健康进行监测，以便及时掌握各施工段的环境污染程度和范围，消除环境污染隐患。通过建立疫情报告制度，由施工场地医务人员负责向指定医疗机构定期汇报，了解施工人员的健康情况，及时进行预防和治疗，保障工程的顺利进行。环境监测可委托当地环保部门进行。1.2.2.2监测项目（1）底泥及土壤：pH值、总砷、总汞、总铅、总镉、总锌等重金属及氯化物等。（2）水质：pH值、化学需氧量、总砷、总汞、总铅、总镉、总锌、有机氯、氰化物、氟化物、挥发酚等。144 （3）大气：PM10、SO2、NO2、CO。（4）噪声：施工区内连续噪声和瞬时噪声强度，以便对超标的噪声源采取必要的减振、隔声、消声、临时搬迁声源等治理措施。（5）人群健康：地方性疾病、介水传染病、常见病和多发病。1.1.1.1监测点布设根据工程建设情况，本工程两闸施工区各设置1个监测点，施工生活区设置1个监测点，重点监测施工期大气、噪声及水质情况等；另外再设1个监测点主要针对底泥及土壤监测，设在排泥场处。1.1.1.2测频施工期为12个月，按每3个月一次，共4次。1.2环境保护投资概算环境保护投资包括施工期环境监测费、施工期污染防治费和其它费用等，共计75.20万元。环境保护投资概算汇总见表11.5-1。144 表11.5-1环境保护投资概算汇总表单位：万元序号项目数量单价费用备注一施工期环境监测费10.921大气监测16点次1200元/点次1.922噪声监测16点次1000元/点次1.603水质监测16点次1500元/点次2.404底泥及土壤监测16点次1500元/点次2.405卫生防疫520人50元/人2.60二施工期污染防治费37.161水质污染防治生产废水污水净化处理设施1套20.0020.00含配套管线生活污水2座化粪池3.002大气污染防治12个月2000元/月2.403噪声污染防治520人50元/人2.604人群健康保护9.16（1）垃圾清运费12个月2000元/月2.40（2）卫生防疫520人100元/人5.20（3）疫情抽查78人200元/人1.56按15%抽查以上合计48.08三其它费用24.931环境管理费（取一～二项之和的4%）1.922环境监理费（（外委）8万元/人·年）8.003勘测设计费（取一～二项之和的6%）2.884工程质量监督费（取一～二项之和的0.25%）0.125环境保护竣工验收费2.00估列6环境影响报告书编制费10.00四基本预备费（取一～三项之和的3%）2.19总计75.20144 第一章水土保持设计1.1设计依据（1）《中华人民共和国水土保持法》（1991年）；（2）《中华人民共和国水土保持法实施条例》（国务院1993第120号令）；（3）《国务院关于加强水土保持工作的通知》（国务院[1993]第5号文）；（4）《开发建设项目水土保持技术规范》（GB50433-2008）；（6）《**市实施〈中华人民共和国水土保持法〉办法》（2004年修正）。1.2水土流失防治责任范围根据工程主体设计安排及工程占地范围，确定水土流失防治责任范围。水土流失范围分为主体工程区、堆料场、临时堆土场及弃渣场等，共计5.32hm2。详见表12.1-1。表11.2-1水土流失防治责任范围表防治责任范围分区面积(hm2)占地类型项目建设区主体工程区闸工程建设区2.07原闸占地闸管所占地区1.53原闸管所征用地施工区施工生产生活区0.26河滩施工道路0.59河滩堆料场0.27河滩弃渣场2.00坑塘小计6.72　直接影响区施工道路0.60荒草地小计0.60　合计7.32　160 1.1水土流失预测1.1.1水土流失量预测根据施工特点和工程区自然条件，采用经验公式法结合类比分析，对工程建设区产生的水土流失量进行预测。工程产生的水土流失量预测如下：式中：W—扰动原地貌产生的水土流失总量（t）；Fi—加速侵蚀面积（hm2）；Mi—加速土壤侵蚀模数（t/km2·a），土壤原生侵蚀模数取300t/km2·a；Ti—预测时段（a），考虑施工期1年及试运行期2年。主体工程开挖、削坡以及取土等扰动地表占地5.32hm2，若不采取措施将产生新的水土流失。经预测，工程预测水土流失量及预测参数详见表11.3-1和表11.3-2。160 表11.3-1工程预测水土流失量及预测参数序号项目区施工期自然恢复期加速侵蚀面积(hm2)加速侵蚀模数（t/km2•a）加速侵蚀时段(a)产生的水土流失总量（t）加速侵蚀面积(hm2)加速侵蚀模数（t/km2•a）加速侵蚀时段(a)产生的水土流失总量（t）1闸工程建设区2.073000162.12.07300212.422闸管所占地区1.533000145.91.53600218.363施工生产生活区0.563000116.80.5630023.364施工道路0.5980014.720.5920022.365堆料场0.27200015.40.2720021.086弃渣场2.003000160.02.00300212.00小计5.02　　194.925.02　　49.58合计244.5160 表12.3-2工程新增水土流失量预测结果序号项目区预测时段内原生土壤侵蚀量工程建设产生的水土流失总量（t）新增水土流失量（t）扰动地表面积（hm2)原生土壤侵蚀模数（t/km2•a）预测时段水土流失量(a)（t）1闸工程建设区2.07200312.4262.149.682闸管所占地区1.5320039.1845.936.723施工生产生活区0.5620033.3616.813.444施工道路0.5920033.544.721.185堆料场0.2720031.625.43.786弃渣场2.00200312.0060.0048.00小计5.02　　30.12194.92152.8160 1.1.1预测结果及分析若不采取措施工程建设产生的水土流失总量为194.92t，其中原生水土流失量为42.12t，新增水土流失量为152.8t。根据产生水土流失量分析，工程建设区及施工生产生活区为水土流失重点防治区。1.2水土保持设计本工程水土保持防治分区分为工程建设区、闸管所占地区、弃渣场、堆料场、施工道路及施工生产生活区共6个区。1.2.1工程建设区工程建设区主要采取了修筑围堰措施，以防止施工建设过程中造成的水土流失，设计及投资已纳入主体工程中。1.2.2闸管所占地区闸管所修建占地区，场区内主要采取了绿化美化措施，具有水土保持功能，绿化列入建筑专业设计。1.2.3施工生产生活区生产生活区在施工结束后，施工单位须将地表建筑物全部拆除，少量废弃物运至集中堆放点。废弃物清理后，需对施工迹地进行景观恢复，以防止产生水土流失隐患。采取的水土保持措施包括：土地平整面积0.56hm2，播撒草籽面积0.18hm2。1.2.4施工道路工程建设中，施工单位应做好施工道路临时占地区的排水工作。施工结束后，采取有效的水土保持措施对其进行地表恢复，需平整土地面积为0.59hm2，播撒草籽面积0.24hm2。1.2.5弃渣场工程弃渣主要来自原闸和管理处的拆除物以及清淤土方，共占地2.0hm2。弃渣主要为淤泥、混凝土块、碎石和碎渣等，因此工程结束后需做好场区的土地平整措施，需平整土地面积为2.0hm2。施工结束后，可客土进行绿化。客土方厚30cm，需土方量0.6万m3，客土后，播撒草籽绿化，绿化面积2hm2。160 1.1.1堆料场堆料场所占地为河道滩地，施工结束后即为河道，只在施工期需做好水土保持预防保护措施。堆料场占地0.24hm2，为防止扬尘，上覆盖草苫，并于堆料场旁开挖排水沟排水。排水沟土方开挖300m2，施工结束后回填并平整。1.1.2直接影响区主体工程影响区以及施工道路两侧影响区范围内的防治措施，主要是在施工活动中应加强施工人员的水土保持法律法规教育，规范施工行为，自觉维护场区内的环境卫生。对于临时对直接影响区造成的堆、压、挖等临时占用区域，应及时给予恢复和采取临时防护措施，以防止产生新的水土流失。1.1.3措施工程量及进度安排根据前述设计内容，本工程主要涉及主体工程建设和施工场地等区域，采用生物措施与土地整治措施相结合的治理形式，土地整治面积为3.15hm2，种草面积0.42hm2。进度安排按照“三同时”制度，方案实施期内应与主体工程同步进行。1.2水土流失监测（1）监测内容：本工程为点式工程。根据工程建设特点，水土保持监测分为两个阶段进行：施工期（1年）和竣工维护期（1年）。施工期主要监测挖、填工程措施对周边环境的影响，及时发现并解决问题；竣工维护期主要任务是监测植被恢复情况，保证环境美化绿化。（2）监测方法：以定点跟踪监测为主，设置监测断面、监测点，分别在闸址区和右岸施工场区设置监测点。（3）监测频率及时段：施工期监测分别在施工前1个月、施工期间每6个月1次和竣工验收时进行监测，共进行4次。竣工维护期监测每6个月进行1次，共2次。1.3水土保持投资概算1.3.1编制依据160 （1）水总[2003]67号文《开发建设项目水土保持工程概（估）算编制规定》；（2）水总[2003]67号文《开发建设项目水土保持工程概算定额》；（3）水总[2003]67号文《开发建设项目水土保持工程施工机械台时费定额》；（4）计价格[2002]10号文《工程勘察设计收费管理暂行规定》；（5）《**市水土保持补偿费、水土流失治理费征收使用管理办法》；（6）保监[2005]22号文《关于开发建设项目水土保持咨询服务费用计列的指导意见》。1.1.1水土保持投资概算工程水土保持投资概算静态投资46.30万元，其中工程措施投资7.35万元，植物措施投资2.05元，临时工程投资2.68元，独立费用32.86万元。水土保持投资概算详见表11.6-1。表11.6-1水土保持投资概算表序号项目单位数量单价投资（元）（元）一工程措施　　　735001土地平整hm25.2520000630002土方开挖m33001030003土方回填m3300257500二植物措施　　　205201全面整地hm20.42798335.162种草hm20.42440184.83草籽kg5004020000　一至二项合计　　　94020三临时工程　　　268401覆盖草苫万m20.641600249602其他（取一～二项的2%）　　　1880　一至三项合计　　　120860四独立费用　　　3286421勘测设计费（取一～三项的5%）　　　60432管理费（取一～三项的2%）　　　24173监理费（8万元/人·年，按1年、1人计）　　　800004工程质量监督费（取一～三项的0.15%）　　　1815水土保持监测费　　　200006水土保持竣工验收费　　　200007水土保持方案报告书编制费　　　200000160 五基本预备费（3%）　　　13485总投资　　　4629871.1方案实施措施1.1.1组织领导和管理措施本次除险加固工程水土保持设计由业主负责组织实施，并设专人负责，明确实施方案的目标责任制，指定相应的实施、检查、验收的管理办法和制度。确定施工单位应负的水土保持责任范围及项目，使水土保持工作按设计落到实处。1.1.2技术保证措施选择施工经验丰富，技术力量强、信誉好的投标施工单位，建设中尽量采用因地制宜、因害设防、可操作性强的施工手段和合理的施工工序。同时，建立施工监理组织，对项目实施的全过程进行监理，在上级管理机构组织领导下相互协调，发挥各自优势以确保水土保持工程质量。1.1.3资金来源及管理使用办法依照“谁开发谁保护，谁造成水土流失谁治理”的原则，本方案实施所需的资金列入工程总投资中，由业主单位负责调配使用。水土保持资金实行专项管理与定期检查的管理使用办法，充分保证资金的供应与到位条件。1.1.4监督保证措施地方水行政主管部门对水土保持方案的实施情况进行监督检查，生产建设单位及时与之取得联系，自觉接受监督检查，落实“三同时”制度。160 第一章工程管理设计1.1工程管理现状大张庄节制闸和永金引河分水闸隶属**市永定河管理处，由其下设的大张庄闸管理所负责大张庄闸和永金引河分水闸的运行管理。管理所下设办公室、财务室、技术组、水政组、运行组5个科级单位。现有职工18人，其中负责2人，行政管理1人，技术管理2人，财务管理1人，水政监察1人，运行、观测人员10人，后勤1人。1.2设计依据（1）《水闸工程管理设计规范》（SL170-96）；（2）《水利工程管理单位定岗标准（试点）》；（3）《水利工程维修养护定额标准（试点）》；（4）《国务院办公厅转发国务院体改办水利工程管理体制改革实施意见的通知》（国办发[2002]45号）；（5）《国务院批转国家计委、财政部、水利部、建设部关于加强公益性水利工程建设管理若干意见的通知》（国发[2000]20号）；（6）《**市河道管理条例》。1.3管理任务按照工程等级标准，对大张庄闸及永金引河分水闸实施管理，以保证建设期和运行期安全，充分发挥工程的综合效益。1.4建设期管理1.4.1项目法人由**市水务局有关单位成立项目处作为**市永定新河大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程的项目法人。由160 其负责项目的立项和投资落实，负责组织工程设计、监理、工程采购和施工招标等工作，并对工程质量、进度、资金等进行管理、检查和监督。负责对项目建设全过程进行管理，负责协调项目的外部关系，做好土地征用、三通一平等施工准备工作。1.1.1管理职责按照国家赋予项目法人的权利，项目处必须履行工程建设管理的责任，严格执行招标投标制、工程监理制、合同管理制等，规范项目管理，控制工程投资和工期，提高工程质量，确保预期目标的实现。**市水务局等有关部门对该工程项目负有监督、检查和指导的责任。按照《中华人民共和国招标投标法》，项目处通过招标方式择优选定施工企业和工程监理单位，报**市水务局批准。按照《中华人民共和国合同法》、《建设工程质量管理条例》的有关规定，项目处与施工单位、工程监理单位签订合同，明确施工单位、工程监理单位的质量终身责任人及其所应负的责任。1.1.2人员编制及经费来源按照水总[2002]116号文中建设单位定员标准和建设管理的需要设定项目处定员。项目处的开办费、经常费和工程建设监理费等，均已列入工程概算，由项目处统一管理使用。1.2运行期管理1.2.1管理目标为确保大张庄闸及永金引河分水闸工程的安全与完整，加强工程管理正规化、制度化、规范化，建立有效的运行管理机制，提高现代化的管理水平，充分发挥工程的综合效益。1.2.2管理体制及机构设置大张庄闸及永金引河分水闸的运行管理工作仍由大张庄闸管理所负责，维持现有的管理体制和机构设置。其主要职责是在水务局的领导下，行使国有水利资产管理，保证水闸安全运用及各类建筑物的安全与完整，组织检查、观测、维修养护招标及对维修养护作业水平的监督检查等高层次的管理。1.2.3岗位设置及人员测算根据《水利工程管理单位定岗标准（试点）》，水闸160 的管理需要设置单位负责类、行政管理类、技术管理类、财务与资产管理类、水政监察类、运行类、观测类等岗位。经核算，大张庄闸及永金引河分水闸共需各类人员29人，其中管理类岗位人员14人，运行、观测类岗位人员11人，辅助类岗位人员4人。根据《水利工程管理单位定岗标准（试点）》，确定大张庄闸定员级别为4级，永金引河分水闸定员级别为5级，各类岗位定员测算详见表12.5-1。表12.5-1岗位人员测算表序号岗位类别岗位名称测算人数备注1单位负责岗单位负责岗位1.5技术总负责岗位2行政管理类行政事务负责与管理岗位1.5~2文秘与档案管理岗位人事劳动教育管理岗位安全生产管理岗位3技术管理岗工程技术管理负责岗位2~3.5水工技术管理岗位机电和金属结构技术管理岗位信息和自动化管理岗位计划与统计管理岗位水土资源管理岗位调度管理岗位4财务与资产管理类财务与资产管理负责岗位2财务与资产管理岗位会计岗位出纳岗位5水政监察类水政监察岗位1~26小计11~14两闸，采用1.3的调整系数，需增加3人7运行类运行负责岗位1两闸合计闸门及启闭机运行岗位4两闸合计电气设备运行岗位通信设备运行岗位2~3两闸合计8观测类水工观测岗位1.5~3两闸合计水文观测与水质监测岗位9小计8.5~1110辅助类4配合引滦等11合计29取大值160 1.1.1工程管理范围和管理职责1.1.1.1工程管理和保护范围根据《水闸工程管理设计规范》，结合自然地理条件和当地情况，大张庄闸的管理范围是：闸上为上游铺盖前沿以上300m，闸下为下游防冲槽末端至新引河与永定新河交汇处，闸左侧至永定新河中堤，节制闸右侧为新引河右堤堤防背水坡坡脚外30m护堤地。该管理范围内的土地已属水利部门使用，不需征用。永金引河分水闸的管理范围是：闸上为上游铺盖前沿以上300m，闸下为下游防冲槽末端以下300m，闸左侧至永定新河右堤，闸右侧为永金引河右堤堤防背水坡坡脚外30m护堤地。该管理范围内的土地已属水利部门使用，不需征用。工程保护范围为工程管理范围边界线以外50m，不需征用。1.1.1.2管理职责按照国家有关工程管理的政策、法规及技术标准，由大张庄闸管理所制定相应的管理办法及规定，正规化、规范化管理水闸工程，不断提高现代化管理水平，其主要职责是：①负责大张庄闸及永金引河分水闸的正常运行和管理；②负责闸所日常维修养护工程、专项工程规划，年度维修计划项目的编制上报工作；③负责本单位的技术资料整理和归档工作；③按照上级调度命令做好防汛、抗旱、行洪、保水等工作；⑤负责所辖河道区域内水体的管理工作；③负责所辖闸门、通讯设备、电器设备的维护、保养工作；④负责所辖区域运行设备、工程设施的安全保卫工作；⑤负责实施所辖范围内的水政巡察工作；⑥负责对本所管辖区域内的土地、房屋、设备开发利用工作；⑦承担领导交办的临时任务。1.1.2生产、生活区建设（1）办公及生产生活设施用房大张庄闸管所办公及生产生活区（以下简称现闸管区）位于南院，南院建有砖混结构办公楼，建筑面积为614m2，另有辅助用房125m2160 （包括餐厅、厨房等）。大张庄闸左岸为北院，为1970年大张庄初建闸管所旧址，1983年大张庄闸改建后将闸管所移至现闸管区（南院）。大张庄闸办公楼及附属设施建于1985年，至今已使用27年，存在诸多问题：房屋主体年久失修，出现线路老化、下水不通畅、上水压力不够、内外墙出现褪色起鼓龟裂现象，由于墙体没有保温设施，造成办公楼内冬冷夏热。为方便闸站管理，根据《水闸管理设计规范》扩建部分办公楼并重新布置管理区。结合工程总体布置，将现闸管区（南院）的老办公楼进行修缮，作为闸管所的生产区及辅助生产区；同时在大张庄闸左岸（即北院）新建一座办公楼，作为闸管所的办公区、生活区及文化福利区。本着有利管理、方便生活、经济适用的原则，按照《水闸工程管理设计规范》，本次新建各类管理用房面积710.94m2，修缮各类生产用房739.7m2，见表12.5-2。表12.5-2闸管区管理用房面积汇总表序号建设项目建筑面积（m2）一新闸管所办公楼710.941办公室（包括会议室）173.42防汛调度室24.773资料档案室24.774防汛值班室37.165职工宿舍99.16卫生间86.687配电室100二老闸管所办公楼739.71防汛材料仓库、机修车间、配电室、保安室、车库等6142餐厅（会议）55.23厨房、淋浴70.5合计1350.64（2）供水供电系统原闸管区内（南院）现有20m3、15m高井楼160 一座，水井一口，建于70年代。由于使用多年，水塔高度和容积不够，水质差，不满足使用要求。为此，在新闸管区（北院）新建一座30m3、20m高水塔，打水井一眼，井深400m，由于本地区地下水含氟量较高，购置除氟设备一套。（3）保温设备原办公楼没有采暖设备，造成办公区冬冷夏热。地源热泵是一种利用浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的即可供热又可制冷的高效节能空调设备。地热热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。新建地热泵一套，用于办公区、生活区、文化福利设施、生产区及辅助生产区的供热取暖。1.1.1主要管理设施（1）交通通讯设施①防汛通道大张庄闸现有防汛通道长400m，宽6.0m，水泥路面，能够满足水闸今后管理的需要，考虑到该条道是进出闸管区的唯一通道，施工期间的损坏需修复。②交通工具大张庄闸管理所现有防汛车1辆，为满足运行管理，需购置载重汽车一辆、越野车一辆。③通讯设施通讯设施详见本报告第六章。（2）工程观测水工建筑物观测设施详见本报告第五章。1.2工程管理运用大张庄节制闸位于新引河入永定新河处，具有防洪排涝、蓄水等多种功能；永金引河分水闸位于大张庄节制闸右侧，主要功能是新引河与永金引河的水系连通。160 1.1.1工程调度运用原则1.1.1.1大张庄节制闸运用原则（1）大张庄节制闸是永定新河右堤上的重要建筑物，为确保**市防洪安全，汛期由防汛主管部门统一调度管理，非汛期由**市永定河管理处管理，以充分发挥工程的综合效益。（2）当工作闸门需要维修或工作门槽检修以及工作闸门出事故时，方启用检修闸门挡水。（3）为充分利用上游来水，汛末应灵活调度和启闭闸门，尽可能多蓄水并保证闸上水位不超过正常蓄水位2.20m。（4）为满足汛期泄洪要求，视河道淤积的情况，应不定期进行汛前清淤。（5）当闸前水位超过2.3m时，大张庄开闸泄洪。（6）当新引河进行引滦或引黄输水调蓄时，大张庄闸保持闭门。（7）当下游蓟运河行洪，闸下水位超过3.61m，而闸上新引河侧无水时，应开启大张庄闸，过水平压。1.1.1.2永金引河分水闸运用原则（1）为确保**市防洪安全，汛期由防汛主管部门统一调度管理，非汛期由**市永定河管理处管理，以充分发挥工程的综合效益。（2）当工作闸门需要维修或工作门槽检修以及工作闸门出事故时，方启用检修闸门挡水。（3）永金引河为连通新引河和永金引河的作用，当需输水时开启闸门，其余情况包括新引河行洪时都一律闭门。1.1.2运用方式为保障大张庄闸及永金引河分水闸的运行安全，在工程管理上应严格控制其运用。（1）闸门应采用对称、均步逐级启闭运用方式。（2）闸门最多同时启闭两孔，由中间向两边对称、顺序启门，闭门顺序与启门顺序相反。（3）闸门每级开启度为0.5m，待河道水位基本稳定后再开启下一级，各孔闸每次开度不宜大于0.5m。160 （4）闸门开启后，可能会在某位置发生振动，应立即调整开度消除震动。1.1.1工程管理维护要点依据部颁有关规程规范，制定大张庄闸及永金引河分水闸各建筑物和设备的操作运行、维护、检修等规章制度，工程管理人员应全面掌握工程的技术资料，并严格按照规程操作，确保管理工作的规范化、制度化，实现安全生产，充分发挥工程效益。其工程管理维护要点如下：（1）闸管所应按《水闸设计规范》及相关规范要求，对水闸进行定期观测，做好记录，及时整理分析资料，发现异常及时上报，采取对策，确保安全。（2）对各建筑物应经常进行外部巡视监测，发现问题及时处理。（3）对闸门、启闭机及机电设备要经常和定期维修保养，在汛前应进行试运行。并保证电力系统的安全可靠。（4）冬季应在根据需要及时启动防冻及防冰设施进行工作，防止对运行产生不利影响。（5）消防供水系统要经常维护、保证正常有效。（6）保证通讯系统畅通无阻。1.2工程运行费用大张庄节制闸是新引河尾闾的控制性工程，主要功能是防洪、引滦、引黄输水调蓄；永金引河分水闸主要功能是新引河与永金引河的水系连通。二者均属于纯公益性的水利工程，每年所需的运行管理费由**市财政支付。160 第一章工程概算1.1工程概况及总投资1.1.1工程概况大张庄节制闸坐落于**市北辰区新引河入永定新河交汇处（桩号14+500）。加固后仍为13孔，开敞式闸室设计，分离式底板，单孔净宽9.0m。其中深槽孔3孔，底板高程-1.3m，阶梯孔2孔，底板高程0.3m，滩地孔8孔，底板高程1.8m。新建排架柱、机架桥及启闭机房，边墩两侧设门库，上设控制楼。对原闸管所内的房屋进行修缮，并扩建新的管理用房。永金引河分水闸位于大张庄节制闸南侧。拆除重建后的永金引河分水闸共3孔，单孔净宽3.5m，底板高程-1.3m，潜孔式闸室设计，整体式底板。新建排架柱、机架桥及启闭机房，边墩两侧设门库，上设控制楼。工程施工工期为12个月。1.1.2投资主要指标按2011年第四季度价格水平计算，本除险加固工程静态总投资7810.83万元，总投资7810.83万元。该工程总投资的1/3由中央投资，其余2/3由**市地方财政投资。按照2011年第四季度价格水平计算，工程部分静态总投资7689.33万元，总投资7689.33万元，其中基本预备费为366.16万元，占工程部分总投资的5%。水土保持工程投资46.30万元，环境保护工程投资75.20万元。1.2编制原则及依据1.2.1概算编制依据（1）水总[2002]116号文《水利工程设计概（估）算编制规定》；（2）水总[2002]116号文《水利建筑工程概算定额》；（3）水建管[1999]523号文《水利水电设备安装工程概算定额》；（4）参考水建[1993]63号文《中小型水利水电设备安装工程概算定额》；164 （5）水定[2003]1号文《关于（中小型）水利水电设备安装工程概、预算定额有关问题的通知》；（6）水总[2002]116号文《水利工程施工机械台时费定额》；（7）国家计委、建设部计价格[2002]10号文《工程勘测设计收费管理规定》；（8）国家发改委、建设部发改价格[2007]670号文《建设工程监理与相关服务收费管理规定》；（9）本工程初步设计报告设计文件、图纸及工程量。1.1.1概算编制原则按照水利部水总（2002）116号文颁发的《水利工程设计概（估）算编制规定》，砂、石料70元/m3计入单价，超过部分计取税金后列入相应工程单价，水泥、钢筋、柴油、汽油分别按300元/t、3000元/t、3500元/t、3600元/t限价计入工程单价，其差价部分计取税金后列入独立费用投资之后。1.1.2基础单价的计算依据（1）人工工资预算单价工程位于**地区，属六类工资区，人工预算单价按水总[2002]116号文中河道工程标准计算。计算结果见表13.2-1。表13.2-1人工工资预算单价表序号名称人工工资预算单价（元/工时）1工长5.052高级工4.703中级工4.014初级工2.17（2）主要材料预算价格参照2011年10月价格水平汽油、柴油、钢筋、水泥分别由工程所在的附近的石油公司、建材公司采购，主要材料预算价格分别为：柴油：9036.00元/t，汽油：9132.00元/t，钢筋：5100元/t，水泥：530.00元/t。其他主要材料价格见下表：164 表13.2-2主要材料原价和预算价名称单位原价（元）预算价（元）供应地原木m3900.00941.01就近板枋材m31100.001147.01就近砂m3135.00139.05碎石m3127.00130.81块石m3190.00195.70（3）施工用电、用风、用水价格根据施工组织设计确定的施工期的供电方式、供风方式、供水方式，计算综合电、风、水价见表13.2-3。表13.2-3施工用电、用风、用水价格表序号名称单位单价1施工用电价元/kW·h0.912施工用风价元/m30.173施工用水价元/m31.021.1.1主要设备价格的编制依据主要设备价格为近期国内主要生产厂家询价或参照其他类似工程资料取定。1.1.2费用计算标准及依据（1）费用计算标准依据水利部[2002]116号发布的《水利工程设计概(估)算编制规定》，采用标准见表13.2-4。表13.2-4费用标准表单位：%序号名称土方工程石方工程模板工程砼浇筑工程钻孔灌浆工程其他工程安装工程1其他直接费2.52.52.52.52.52.53.22现场经费466675453间接费466475504企业利润77777775税金3.413.413.413.413.413.413.41（2）独立费用计算标准164 依据水利部[2002]116号发布的《水利工程设计概(估)算编制规定》计取。其中：管理单位定员6人。工程监理费依据“国家发展改革委、建设部《建设工程监理与相关服务收费管理规定》的通知”计算。勘测设计费依据国家发展计划委员会、建设部计价格（2002）10号“关于发布《工程勘察设计收费管理规定》的通知”计算。1.1.1其他说明（1）基本预备费初步设计阶段，按5%计取。（2）价差预备费投资价格指数一律按零计算，不计价差预备费。（3）建设单位人员经常费计算期建设单位人员经常费计算期，按1.5年计算。1.2概算表格（1）工程概算总表（2）工程部分概算表建筑工程概算表；机电设备及安装工程概算表金属结构设备及安装工程概算表施工临时工程概算表独立费用概算表（3）概算附表建筑工程单价汇总表安装工程单价汇总表主要材料预算价格汇总表施工机械台时费汇总表164 第一章招标投标规划1.1招标投标依据（1）《中华人民共和国招标投标法》；（2）《水利工程建设项目招标投标管理规定》（水利部14号令）；（3）《国家发展改革委办公厅印发关于我委办理工程建设项目审批（核准）时核准招标内容的意见的通知》（发改办法规[2005]824号）；（4）《工程建设项目货物招标投标办法》（7部委第27号）。1.2招标投标原则（1）招标投标活动应该遵循公开、公平、公正和诚实信用的原则；（2）建设项目的招标工作由招标人负责，任何单位和个人不得以任何方式非法干涉招标投标活动；（3）招标投标活动及其当事人应当接受依法实施的监督；（4）有关行政监督部门依法对招标投标活动实施监督，依法查处招标投标活动中的违法行为。1.3招标规模标准符合招标具体范围并达到规模标准之一的水利工程建设项目必须进行招标。本工程招标规模标准是：（1）施工单项合同估算价在200万元人民币以上；（2）重要设备、材料等货物的采购，单项合同估算价在100万元人民币以上；（3）监理服务单项合同估算价在50万元人民币以上。1.4招标投标行政监督与管理部门大张庄节制闸及永金引河分水闸除险加固工程的招标投标行政监督与管理部门为**市水利工程建设交易管理中心。187 1.1招标组织形式**市水务局有关单位作为大张庄节制闸及永金引河分水闸除险加固工程的项目法人，负责本工程的组织实施，招标拟委托招标代理机构进行招标。1.2招标方式主要采用公开招标。1.3主要招标范围本工程的主要招标范围为：工程建筑、机电设备采购与安装。1.3.1工程监理标1.3.2主体工程标段划分（1）Ⅰ标：工程建筑和安装工程标包括老闸拆除、围堰工程、清淤、土方开挖、回填、灌注桩、混凝土工程、砌石工程、控制楼、启闭机房、观测设施、防碳化处理、新建道路、房屋建筑（办公楼、车库、防汛仓库、生活文化福利建筑等）、绿化工程、机电设备安装、金属结构及启闭机安装工程等。（2）Ⅱ标：金属结构设备制造采购标包括闸门及其埋件、启闭机、电动葫芦、抓梁、轨道及防冰设备等。（3）Ⅲ标：电气一次设备制造采购标（4）Ⅳ标：电气二次设备制造采购标1.4其他在招标投标过程中，对招标工作程序、投标人要求、评标标准与方法、评标委员会组建方案、开标、评标、中标等工作遵照招标投标依据所列文件执行。187 第一章节能设计1.1节能的意义能源、人口、环境问题是当今世界面临的重大挑战，也是我国面临的重大课题。能源是人类赖以生存的物质基础，也是国民经济发展的物质基础，我国人均能源资源占有量少，从长期供需预测看，供需矛盾仍很突出；从消耗能源产生的“温室效应”导致全球变暖的现实，对我国社会经济可持续发展和环境保护具有深远的战略意义。1.2节能设计的依据本工程的节能设计依据由国家的法律、法规、产业政策，国家的标准和行业的规范三个层次组成。1.2.1国家政策、法律、法规、能源标准、节能设计规范（1）国家法律、法规①《中华人民共和国节约能源法》；②《中华人民共和国可再生能源法》；③《中华人民共和国建筑法》；④《中华人民共和国清洁生产促进法》。（2）产业政策①《国务院关于加强节能工作的决定》；②国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知（国发[2005]40号）；③中国节能技术政策大纲（计交能[1996]905号）；④中国节能技术政策大纲（2005年征求意见稿）。1.2.2本工程应遵循的节能设计规范（1）《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》（GB20052-2006）；（2）《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）；（3）《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JCJ134-2001）；（4）《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JCJ26-95）；（5）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）；187 （6）《民用建筑照明设计标准》（GB50034-2004）；（7）《设备及管道保温保冷技术通则》（GB/T11790-1996）；（8）《设备及管道保温保冷设计导则》（GB/T15586-1995）。1.1工程能源消耗分析（1）建设期本次除险加固工程能耗项目有：1）启闭设备动力电能消耗；2）管理区能源消耗；3）工程建设期土石方开挖回填、混凝土浇注、机电设备安装等。综上分析，本次除险加固工程项目在工程建设期和生产运行管理期所消耗的主要能源种类有电力、柴油、汽油。（2）运行期主要能耗为电力、汽油、柴油，预估每年耗电量约为111453kW.h，汽油耗量约为2t，柴油耗量约为2t，折合成标准煤约为19.56t标准煤。1.2能耗指标、节能措施及节能效果评估1.2.1能耗指标分析大张庄节制闸及永金引河分水闸除险加固工程是一项以分洪为目的的公益性质的水利建设项目，目前没有国家能耗标准。1.2.2节能措施根据本工程的特点，能源消耗主要在机电设备、启闭设备和生活管理区的采暖照明及施工设备等。设计中严格执行国家有关规范规程要求，树立节约能源的主导设计思路。具体措施如下：1.2.2.1建筑节能措施在本工程建筑节能设计中尽量通过维护结构的保温隔热性能提高采暖设备的能源利用，做好利用自然通风和天然采光提高通风照明设施的能源利用。建筑节能主要措施有：187 （1）积极细化设备尺寸，合理减小房间面积，最终减小供热供电面积，减小能源消耗；（2）积极利用自然光和自然通风条件，减少电能消耗；（3）发展节能型墙体和屋面，重点推广外保温墙体，采用合理窗墙比以及建筑体型；（4）建筑照明方面，推广节能型电光源，选用高效照明及线路设备，减少电能损耗。1.1.1.1电气一次节能措施电气一次设备的耗能设备主要有：变压器的电能损耗、照明、导线损耗等电能损耗。电气一次主要节能措施有：（1）积极采用高效设备，提高效率，降低设备运行费用，减少能耗；（2）变压器采用低损耗变压器系列产品，减少损耗；（3）房间及管理区照明灯具选用节能灯等高效节能灯具，减少能耗；（4）合理选用导线材料和截面，降低线损率。1.1.1.2电气二次节能措施电气二次主要耗能设备有：控制设备所需要的控制电源、各种公用设备启动装置等。电气二次主要节能措施有：（1）控制系统采用PLC作为控制核心的电子控制设备，属弱电控制，与采用常规继电器控制回路相比降低了能耗；（2）各种监视设备采用电子式表计也可达到降低能耗的要求。1.1.1.3金属结构节能措施金属结构耗能设备主要是进出口闸门等启闭设备。金属结构主要节能措施是选择采用节能启闭和控制设备。1.1.1.4工程管理节能措施工程管理亦是项目节能的关键，主要节能措施有：（1）合理配置人员，减少工程管理区建筑面积，减少能源消耗；（2）积极进行节能宣传，树立广大员工节能思想意识，从点点滴滴做起，节约能源，建立一个节约型的水利水电工程企业。187 1.1.1.1工程建设施工中的节能措施施工期主要机械设备的耗能为柴油和汽油。因此，施工期主要采取以下节能措施：（1）优化施工方案，并根据项目施工特点合理选择施工机械和设备，使其得到充分的利用，以提高施工机械和设备的利用率；（2）在施工布置中，按照运距最短，运行合理的原则进行施工场区布置，以降低施工过程中的能耗，达到节能的目的；（3）节约水电资源，施工生产及生活用水尽量做到重复利用，在有条件下（施工后期），施工用电尽可能采用电网供电；（4）在施工设计中不断提高设计人员的节能意识，尽量做到挖填平衡，以充分利用开挖料。1.1.2项目节能效果评价本工程设计从设计理念、机电设备选用、施工实施等多个方面遵循国家的节能政策、法律、法规及行业的用电标准、机电设备节能设计规范，选用符合国家政策的节能设备，节能措施科学、有效，符合我国节能设计要求。1.1.3节能评估费根据有关规定，需进行节能评估，评估费按8万元计。187 附件1鉴定种类全面√单项水闸安全鉴定报告书水闸名称:**市大张庄节制闸2009年04月14日11 填表说明：1．水闸名称：除闸名外，填明水闸类型，如节制闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸等。 2．水闸级别：按SL252-2000《水利水电工程等级划分及设洪水标准》的有关规定划分。3．工程概况：填明建筑物结构和闸门、启闭机形式，闸孔数及孔口尺寸，主要部位高程，地基情况及处理措施，设计的工程特征值和工程效益等。4．工程施工和验收情况：填明工程施工的基本情况和施工中曾发生的主要质量问题及处理措施，工程验收文件中有关对工程管理运用的技术要求等。5．水闸运行情况：填明水闸运行期间遭遇洪水、风暴潮、强烈地震和重大工程事故造成的工程损坏情况及处理措施等。6．水闸安全分析评价：应根据对现状调查、现场安全检测和复核计算三项成果的审查结果，按规定内容逐项编写。7．水闸安全类别评定：按水闸安全类别评定标准评定的结果填列。单项工程的安全鉴定，可不填列。8．报告书中栏目填不下时，可适当调整或扩大。11 水闸名称大张庄节制闸水闸级别2级建成年月1971年所在河流永定新河所在地点**市北辰区设计地震烈度Ⅶ度鉴定时间2009.4.14水闸主管部门**市水利局管理单位**市永定河管理处鉴定组织单位**市水利局鉴定承担单位黄河勘测规划设计有限公司鉴定审定部门鉴定项目：鉴定项目包括：工程现状调查；混凝土质量检测；水工金属结构检测；泄流排涝能力复核；消能防冲设施复核；闸室抗滑稳定复核；闸顶高程复核；混凝土结构复核；闸门、启闭机复核；观测设施有效性检测；电气设备安全性检测等；安全评价和建议。11 工程概况：大张庄新引河节制闸位于新引河与永定新河14＋500交汇处，始建于1970年，1972年竣工。原设计为钢筋混凝土底板，浆砌石闸墩，叠梁闸门板,原节制闸作用为泄洪及蓄水。1983年因引滦输水的需要，该闸进行了改建，保留了原闸的闸底板及消力池，新旧闸中心线相距12m，新闸在旧闸上游。改建后大张庄节制闸主要任务是挡潮、汛期分泄永定新引河洪水及引滦输水调蓄。原节制闸共42孔，每孔净宽3m，其中深槽8孔，底板高程-1.30m，阶梯孔每边4孔，闸底板高程分别为-0.75m,0.10m,0.95m,1.80m；滩地共26孔，底板高程1.80m。闸墩均为厚0.70m的浆砌石。各孔闸门均为木叠梁式，共用一台移动式台车启闭。改建后的节制闸系井柱桩基础开敞式钢筋混凝土闸，闸孔13孔，其中深槽3孔，每孔净宽8.9m，闸墩厚1.60m，底板高程-1.1m；阶梯孔2孔，每孔净宽9m，闸墩厚1.60m,底板高程0.30m；滩地孔8孔，每孔净宽9m，闸墩厚1.20m，底板高程1.8m；新旧闸中心线相距12m，新闸在旧闸上游。闸室为分离式结构，基础采用混凝土灌注桩，直升式平板钢闸门，并配液压启闭设备，液压油泵2台，电机功率22KW。深槽孔柱塞直径22cm，油压启闭力2×40t；阶梯孔柱塞直径18cm，油压启闭力2×30t；滩地孔柱塞直径14cm，油压启闭力2×15。闸室设工作门槽一道，各孔门顶高程均为3.60m,深槽孔门高4.70m，阶梯孔门高3.33m,滩地孔门高1.80m。上下游各设检修门槽一道，每道设两片检修钢闸门，每片高2.0m，共4.00m，各孔通用。检修门采用移动式2×11 5t电动葫芦启闭，电动葫芦轨道设在闸墩顶排架上。检修门不用时锁定在最右边的两个滩地孔中。该两孔墩顶设有自动锁定装置，平时门叶锁定在闸墩顶以下，洪水时则锁定在墩顶之上，以免影响泄洪。左右岸均设死闸孔与护坡相接，当百年一遇洪水位时总过水面积为566m²。深槽孔及阶梯孔闸室底板，顺水流方向均为12m，考虑止水实效后闸体安全，在深槽底板与防渗板间设反滤层，高程为-3.20m。滩地孔顺水流向底板长10m。为降低渗透水头，深槽孔闸室上游设防渗板和护坡，长10m，上接浆砌石护底及护坡，长15m。滩地孔因水头小，闸室底板已满足渗透稳定要求，故不设防渗板。左岸在滩地死闸孔段旧护坡上作30cm厚的混凝土护坡，长10m，其上游再作浆砌石护坡，长14m，边坡约为1：4。右岸堤坡除闸室10m段为混凝土护坡外，其他均为浆砌石护坡，长约101m（包括永金引河引水闸入口左岸新作护坡），边坡均为1：3。闸上游侧设有汽-15路桥一座，桥面宽5m，闸下游侧设有检修桥。原节制闸设计标准为50年一遇洪水，水位4.84m(黄海标高，下同)时泄量为380m3/s，校核标准为百年一遇，水位5.38m,泄量为480m3/s。改建后设计标准仍为50年一遇洪水，设计洪水流量380m3/s，闸上设计洪水位4.86m（黄海高程，下同），闸下设计水位4.81m；校核标准为百年一遇，校核洪水流量515m3/s，闸上校核洪水位5.43m,闸下校核洪水位5.38m。11 工程施工和验收情况：原大张庄节制闸由**市水利局设计处设计，**市东郊区海河指挥部施工，于1970年动工，1972年竣工。大张庄闸改建工程由**市水利工程公司施工。工程于1982年11月动工，1983年10月主体工程竣工，1984年8月工程基本结束。改建工程完成土方2.43万m3，石方0.195万m3，混凝土0.61万m3，水泥2154t，钢材426t，木材381m3，投资550.57万元。验收情况良好。11 水闸运行情况：该闸自建闸以来，运行正常，未发生重大安全生产事故。自闸所成立以来，在工程新建、改建、配套、维修方面作了大量的工作，对保证闸门安全、灵活运用和闸的稳定以及消能设施完整性起到了良好的作用。现将工程运行管理方面的要事编列如下：1989年1)4月1日至4月20日，对护坡进行了修整，工程量2200m2。2)7月10日至7月20日，增容一台变压器。3)8月至9月间对地形图进行了测绘。1990年1)对液压启闭机进行了全面的检修，更换所有密封圈，新换部分螺栓，对启闭机进行了清洗，更换及清洗了液压油，于九零年汛前竣工。启闭试验时因检修门放不下去，对吊栏及闸墩上爬梯进行了改造。2)中控室变压器下二次线柜改造，新安一台配电柜。1994年8月闸下水位达4.22m，曾采用闸门顶加装叠梁，共加高0.48m，加高后为4.08m，仍低于闸下设计水位0.73m。1995年1)节制闸两端死孔加高50cm混凝土墙。2)更新检修电葫芦控制箱。1996年1)中控室前石坡修整勾缝，工程量1000m2。2)更换节制闸油缸密封圈20缸。3)更换液压启闭管道240m。4)返修津围公路至大张庄闸所1.2km沥青路面。1999、2000年1)对315KV变压器进行更新，对发电机、电葫芦进行大修。2)投资3.46万元铺设中控室至南院电缆，于2000年6月完工。11 3)启闭机更换油封。2001、2002年1)2001年大张庄闸上下游大多数月份河床干枯，水位见底，测压管水位无法观测。2)2001年5、6月份大张庄闸汛前检修，节制闸5#-9#孔闸门除锈刷漆。3)2002年中控室安装电容柜一台。2004年大张庄节制闸二次控制系统改造更新制作安装，包括动力控制柜1面；集中控制柜1面；现地控制箱13套；开度传感器13套；PLC软件及软件包；通讯电缆2km；控制电缆1km。该工程于2004年8月施工，2004年10月26日按照调试完工，总计投资46.5万元。2005年1)2004年12月节制闸闸门8号孔用乙烯袋堵漏。2)节制闸电葫芦大修4台，更新控制电箱4台，控制线位器4个，控制按钮2个。3)新作中控室避雷针一座。4)对节制闸液压管道涵洞进行改造，更新改造液压管430m，涵洞壁18.86m3，盖板4.5m3，于2005年9月15日开工，2005年10月31日完工。11 本次安全鉴定安全检测、复核计算基本情况现场安全检测单位名称**大学土木工程检测中心工程复核计算单位名称黄河勘测规划设计有限公司现场安全检测项目安全检测成果名称工程复核计算项目复核计算成果名称1.混凝土检测2.闸门金属结构检测《**市大张庄节制闸现场安全检测报告》1.闸室抗滑稳定复核2.闸顶高程复核3.泄流能力复核4.消能防冲复核5.渗流安全复核6.结构安全复核《**市大张庄节制闸工程复核计算分析报告》11 水闸安全分析评价水闸稳定性和抗渗稳定性闸室稳定：桩基竖向承载力满足要求，水平承载力不够，桩基水平位移大于5mm。渗流稳定：铺盖失效时，各闸孔出口段和水平段，在正向挡水和反向挡水工况下均满足渗透要求。抗震能力地震设计烈度Ⅶ度，地震动峰值加速度为0.15g,所在场地设计地震分组为第一组。消能防冲大张庄节制闸现状的消力池池深满足要求，但是消力池长度和海漫长度不满足要求。水闸过水能力在设计洪水工况条件下(不考虑淤积)，闸室泄流能力满足要求；在设计洪水工况条件下(考虑淤积)，闸室泄流能力不满足要求。混凝土结构闸墩配筋不满足规范要求。混凝土碳化严重，钢筋锈蚀，交通桥、机架桥安全可靠性差。闸门、启闭机11 闸门：检修门槽尺寸不一，不能正常维修。表面涂层多已老化、薄弱、失效，闸门整体锈蚀较重，局部严重锈蚀，蚀坑较深；主轮及侧导轮锈蚀严重，且脱离轨道活转动不灵活；止水橡胶皮老化、龟裂和破损，止水装置锈蚀，局部损伤、变形；门槽埋件出现裂纹缺陷底部严重锈蚀；闸门挡水高度不够，不能满足工程现有运行情况。启闭机：部分设备机件磨损老化，启闭机为早期型号已为淘汰产品，更换备件无处购置，造成维修困难。电气设备配电室电源柜、各闸配电柜及各闸控制设备于2004年全部更新，配电设备及线路性能稳定。但控制室连接各液压启闭机的输油管路为83年改造后使用至今，输油管路锈蚀十分严重，威胁闸门启闭安全。观测设施位移观测点和扬压力观测点均发生严重损毁，无法正常修复。其他上下游翼墙破损严重。水闸安全类别评定：三类闸。11 水闸安全鉴定结论：根据现状调查，现场安全检测和工程复核计算，目前大张庄节制闸存在的主要问题如下：（1）闸顶高程不满足规范要求，闸门挡水高度不够。（2）在设计工况条件下考虑淤积，闸室泄流能力不满足要求。（3）消力池池长以及海漫长度不满足要求。（4）铺盖失效时，各闸孔出口段和水平段，在正向挡水和反向挡水工况下均满足渗透要求。（5）桩基水平承载力不够，桩基水平位移大于5mm。（6）通过结构复核计算，闸墩配筋不满足规范要求。（7）闸门锈蚀严重，安全可靠性差。检修门槽尺寸不一，不能正常维修。闸门表面涂层多已老化、薄弱、失效，闸门整体锈蚀较重；主轮及侧导轮锈蚀严重，且脱离轨道或转动不灵活；止水橡胶皮老化、龟裂和破损，止水装置锈蚀，局部损伤、变形；门槽埋件出现裂纹缺陷。（8）部分设备机件磨损老化，启闭机为早期型号已为淘汰产品，更换备件无处购置，维修困难。（9）混凝土碳化严重，钢筋锈蚀，交通桥、机架桥安全可靠性差，均有不同程度的混凝土剥落，钢筋裸露现象，碳化较为严重。根据《水闸安全鉴定管理办法》［水建管（2008）214号］规定，评定大张庄节制闸为三类闸。鉴于大张庄节制闸工程的重要性和目前存在的严重质量问题，为保证工程安全，应尽快对该闸进行除险加固，消除安全隐患，防止汛期造成洪水危害，充分发挥工程效益。专家组组长：（签字）年月日11 13 13 附件2鉴定种类全面√单项水闸安全鉴定报告书水闸名称：**市永金引河分水闸2009年04月14日8 填表说明：1．水闸名称：除闸名外，填明水闸类型，如节制闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸等。 2．水闸级别：按SL252-2000《水利水电工程等级划分及设洪水标准》的有关规定划分。3．工程概况：填明建筑物结构和闸门、启闭机形式，闸孔数及孔口尺寸，主要部位高程，地基情况及处理措施，设计的工程特征值和工程效益等。4．工程施工和验收情况：填明工程施工的基本情况和施工中曾发生的主要质量问题及处理措施，工程验收文件中有关对工程管理运用的技术要求等。5．水闸运行情况：填明水闸运行期间遭遇洪水、风暴潮、强烈地震和重大工程事故造成的工程损坏情况及处理措施等。6．水闸安全分析评价：应根据对现状调查、现场安全检测和复核计算三项成果的审查结果，按规定内容逐项编写。7．水闸安全类别评定：按水闸安全类别评定标准评定的结果填列。单项工程的安全鉴定，可不填列。8．报告书中栏目填不下时，可适当调整或扩大。8 水闸名称永金引河分水闸水闸级别1级建成年月1972年所在河流永金引河所在地点**市北辰区设计地震烈度Ⅶ度鉴定时间2009.4.14水闸主管部门**市水利局管理单位**市永定河管理处鉴定组织单位**市水利局鉴定承担单位黄河勘测规划设计有限公司鉴定审定部门鉴定项目：鉴定项目包括：工程现状调查；混凝土质量检测；水工金属结构检测；闸顶高程复核；泄流排涝能力复核；消能防冲设施复核；闸室抗滑稳定复核；混凝土结构复核；闸门、启闭机复核；观测设施有效性检测；电气设备安全性检测等；安全评价和建议。工程概况：永金引河分水闸，坐落于**市北辰区永定新引河入永定新河处大张庄节制闸右侧，始建于1971年，并于1983年进行改建。主要任务是将新引河水引向永金引河，用于农田灌溉，并对金钟河泄水冲淤。设计水位上游水位3.00m时，下游水位2.77m，泄量200m3/s。校核水位闸上水位为5.43m。分水闸共9孔，每孔净宽3m，高4m的箱涵。闸底板高程为-2.05m。下游河床高程为-1.8m。闸门为整体钢结构平板闸门，以固定式螺旋杆启闭。闸室底板为现浇钢筋混凝土结构，总长17.20m，其中闸室段长1.8m，涵洞长15.4m。闸下设有消力池。消力池长10m，深0.5m，厚0.6m。海漫长20m。闸墩宽0.7m。8 闸门启闭系用LQ-10型螺杆启闭机9台，电动机功率为1.6KW，启闭力为3.5吨～10吨，单吊点启闭。工程施工和验收情况：永金引河分水闸由**市水利局设计处设计，东郊区海河指挥部施工。1971年开工，1972年建成并投入使用，并于1983年进行改建。验收质量良好。水闸运行情况：（1）日常调度、维修按章进行该闸自建闸以来，运行正常，未发生重大安全生产事故。自闸所成立以来，在工程新建、改建、配套、维修方面作了大量的工作，对保证闸门安全、灵活运用和闸的稳定以及消能设施完整性起到了良好的作用。（2）超标准洪水该闸建成后无超标准洪水发生。（3）工程历次大修及加固情况1983年对该闸进行了改建。1995年对该闸进行改建，并于汛后基本完成土建部分。启闭机进行了维修，对闸门进行了刷漆防锈。(1)上游护坡新作15cm厚200#混凝土防渗层，原翼墙内侧新作30cm厚200#混凝土护面，上游护底上新作10cm厚200#混凝土。(2)原闸底板凿除20cm后重新浇筑混凝土，原盖板箱涵结构改建为整体式箱涵结构，每孔净宽由3m变为2.4m，两侧各加30cm厚衬砌。(3)消力池混凝土底板凿除10cm后用200#混凝土重新修复，另新加消力坎。2008年由于钢闸门锈蚀损毁严重，对9扇钢闸门进行了更换。8 本次安全鉴定安全检测、复核计算基本情况现场安全检测单位名称**大学土木工程检测中心工程复核计算单位名称黄河勘测规划设计有限公司现场安全检测项目安全检测成果名称工程复核计算项目复核计算成果名称1.混凝土质量检测；2.水工金属结构安全检测。《**市永金引河分水闸现场安全检测报告》1.闸顶高程复核；2.泄流排涝能力复核；3.消能防冲设施复核；4.渗流稳定复核；5.闸室抗滑稳定复核；6.主要混凝土结构复核；7.闸门与启闭机复核。《**市永金引河分水闸工程复核计算分析报告》8 水闸安全分析评价水闸稳定性和抗渗稳定性闸室稳定：抗滑稳定安全系数均满足规范要求，最大基底应力满足设计要求。基底应力最大值与最小值比值在允许范围内。抗渗稳定：在铺盖失效的情况下各闸孔水平段在最高挡水工况下不满足渗透要求，正常挡水工况下满足要求；出口段满足渗透要求。抗震能力地震设计烈度Ⅶ度,地震动峰值加速度为0.15g,所在场地设计地震分组为第一组。设计设防烈度为Ⅷ度，依据新的1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），本工程抗震设防烈度改为Ⅵ度，设计基本加速度为0.15g。消能防冲消力池深度、长度、底板厚度及海漫长度均不符合要求。水闸过水能力水闸泄洪排涝能力不满足要求，堤顶满足挡水要求。混凝土结构混凝土碳化严重；闸墩、机架桥等结构混凝土老化，各构件内钢筋锈蚀仍在发展，锈蚀严重的构建混凝土胀裂并引发表层混凝土脱落、主筋外露。闸门、启闭机8 闸门表面外观良好，涂层完整但厚度不均匀，纵梁内侧无涂层，有锈蚀现象，个别闸门局部有小面积锈蚀，尚不影响正常使用。个别闸墩有混凝土老化剥落现象。无检修闸门。该闸采用9台电动螺杆启闭机。启闭机使用时间长，设备机件磨损老化。部分启闭机螺杆断裂，无法工作。启闭机固定在机架桥上，机架桥面砼严重剥落，威胁启闭机安全。部分设备机件磨损老化，且启闭机为早期型号现已淘汰产品，更换备件无处购置，专门订制启闭机备件价格太高，造成维修困难。启闭机露天放置，设备长期经受风吹日晒，表面部件锈蚀严重。电气设备动力电缆运行多年，老化严重；备用电源超过设备折旧年限，配件更换困难；大部分电气设备陈旧老化，属淘汰产品，不能满足运行、操作、维护要求。观测设施观测设施损坏严重，无法修复。其他上下游护坡为浆砌石护坡，部分塌陷、裂缝、隆起，影响该闸的正常使用。两岸翼墙以及下游出口挡墙、侧墙处混凝土外观质量较差，存在蜂窝麻面及露筋情况，有大量的裂缝。两岸河槽局部种植农作物，妨碍汛期过流。控制室简陋、标准低，不满足设备使用要求。8 水闸安全类别评定：四类闸水闸安全鉴定结论：根据现状调查，现场安全检测和工程复核计算，目前永金引河分水闸存在的主要问题如下：(1)永金引河分水闸位于城市防洪堤，应为一级建筑物，但当时设计按3级建筑物设计，由于设计标准提高，结构安全无法满足防洪标准。(2)在铺盖失效的情况下，各闸孔水平段在最高挡水工况下不满足渗透要求，正常挡水工况下满足要求；出口段满足渗透要求；(3)消力池深度、厚度、长度及海漫长度均不满足规范要求；(4)混凝土碳化严重，混凝土保护层不足；(5)闸门外观基本完好，局部有轻微锈蚀；启闭机设备陈旧、老化；操作控制系统简陋，可靠性低；启闭机主要传动件均不能满足安全运行要求；(6)动力电缆运行多年，老化严重；备用电源超过设备折旧年限，配件更换困难；大部分电气设备陈旧老化，属淘汰产品；(7)垂直位移观测点，三项位移标点等观测设施损坏，无法正常观测。综上所述，该闸运用指标达不到设计标准，工程存在严重安全问题。根据《水闸安全鉴定管理办法》[水建管(2008）214号]规定，永金引河分水闸为四类闸，建议拆除重建，重建规模待下一步重新论证。专家组组长：（签字）年月日8 8 10 10'