水闸防洪排涝工程可行性研究报告Word格式.docx
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5.闸门采用直升式钢筋混凝土闸门,启闭设备采用手电两用启闭机。
6.本工程用电为非工业重要用户。
7.工程管理初拟水闸管理所定员为1人。
8.工程总投资为万元。
1.6工程综合特性表
表1-1工程综合特性表
序号
项目
单位
数量
备注
一
工程等别
五等
二
主要建筑物
4级
闸首、消力池和翼墙
三
次要建筑物
5级
四
临时建筑物
五
抗震设计烈度
7度
六
防洪标准
10年一遇高潮位
七
水闸结构主要特征值
1
闸首
水闸孔径
m
2
四孔
闸首长
6.9
浆砌条石坞式结构
闸首宽
11.1
闸底板面高程
-0.3
门槽立柱顶高程
2.4
消力池
外河消力池长
5
钢筋砼坞式结构
外河消力池池深
0.5
3
翼墙
外河圆弧翼墙顶高程
2.0
浆砌条石重力式结构
内河圆弧翼墙顶高程
2.5
续表1-1 工程综合特性表
八
河道
河道
清淤
km
边坡
边坡护坦加固
20
九
闸门及启闭机
工作闸门门顶高程
2.9
平板砼闸门
工作砼闸门重量
Kg
94.2
启闭机容量
kN
10
距离
十
工程管理
定员
人
管理区面积
亩
900
管理区建筑面积
m2
十一
工程投资估算
129
闸门除险加固
万元
52
边坡护坦加固
12
河道清淤
65
第二章自然条件
2.1水文气象
东山县位于福建省南部沿海、台湾海峡西岸,属南亚热带海洋性气候,热量丰富。
工程区多年平均降雨量为1151.5mm,降雨量由西北向东南随地势降低而逐步减少,多年平均径流深467mm,为全省年平均径流深1168mm的40%。
降雨天数多年平均为112天,月降雨天数多年平均以6月份最多,达19天;
以10月至12月份最少只有4天。
历史实测日最大暴雨310.5mm,发生于1990年6月30日,根据历年实测资料分析,平均日最大降雨量112.0mm,20年一遇日最大降雨207.3mm,30年一遇日最大降雨207.3mm。
经计算,水闸不同重现期的设计水位见下表。
双东水闸设计水位成果表
重现期
地点
均值
100年
30年
20年
10年
双东水闸
0.36
0.73
0.59
0.52
0.44
2.2地质
双东水闸地处东山县西埔镇的西南部,水闸建于河道上,根据邻近的地质资料及现场调查了解,水闸地基土层为中风化花岗岩,闸区范围内分布的地层主要有淤泥混砂层及中粗砂混粘土层。
①淤泥混砂:
呈深灰色、流塑为主,局部软塑,饱和。
以粉粘粒为主,富含有机质,含有贝壳碎屑,中细砂含量约20%-30%,层厚约0.75-1.5m,工程性能较差。
②中细砂层:
第四系海积成因。
黄褐、灰色,松散-稍密,饱和。
以石英质中细砂为主,分选性较差,含少量淤泥,含量约5%-15%。
该层厚度约0.9m,属细砂土层。
③中粗砂混粘土:
灰色,松散-稍密,饱和。
以石英质中粗砂为主,分选性较差,含较多泥,含量约10%-20%。
该层为淤泥混砂下伏土层,工程性能一般。
根据《福建省地质构造图(1:
100万)》,长乐—南澳深断裂带南段通过本工程区,该断裂带位于东南沿海,呈北向东平行海岸线分布,宽38-58公里,长大于400公里,北入海域,南延广东,该断裂带推测发生于晚三叠世,自晚三叠世以来,由于太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲,在福建大陆边缘平行俯冲带形成长乐-南澳深断裂带,在东南沿海由祥谦-云霄、长乐-陈岱、平潭-东山等三个次一级的断裂带所组成。
根据《中华人民共和国区域地质调查报告》及《1/200000漳州幅区域地质图》,本场地范围内无区域性地质构造穿过,动力地质左右影响较弱,构造形迹不发育。
工程区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,设计地震分组为第一组,地震动反应谱周期为0.35s。
第三章工程建设的必要性、任务和规模
3.1工程建设的必要性
现有双东水闸运行至今已几十年,是当地防汛、排涝、水环境改善和农田灌溉不可缺少的重要建筑,为东山县农业发展及安全渡汛起了很大作用。
1.从客观环境讲,由于水闸段淤积严重,使水闸排水功能衰退,水闸四周环绕农田,交通不便,一旦遇到险情,抢险条件较差。
2.从水闸本身讲,几十年咸潮咸气的侵蚀,使水闸已明显老化,如原来的木板闸门难以满足蓄水要求,各构件间接触部位挤压破损,设备陈旧,双东水闸至今仍采用人力启闭等等,均待以投入予以维修、改造和加固。
基于上述原因,现有水闸已在运行管理和功能发挥方面有所衰减,因此对现有水闸进行除险加固迫在眉睫。
3.2工程任务
双东水闸除险加固的内容为更换4扇平板钢筋混凝土闸门和4台10T手电两用螺杆式启闭机。
对双东水闸下游护坦抛大块石进行防冲消能,并对双东水闸的上下游河道进行清淤整治。
修建上双东水闸启闭机操作室的楼梯1个。
并更换上游小水闸的2扇平板钢闸门和2台台10T手电两用螺杆式启闭机启闭。
布置距离约2.5km的380V输电线路。
双东水闸主要功能为:
防洪排涝和灌溉。
3.3工程规模
工程规模如下:
水闸规模:
净孔宽2m;
闸底高程-0.3m。
河道规模:
河道口宽11.1m,底宽8m,底高程-1.0m
双东水闸更换4扇平板钢筋混泥土闸门和4台10T手电两用螺杆式启闭机。
双东水闸下游护坦抛大块石进行防冲消能,并对双东水闸的上下游河道进行清淤整治,水闸两边岸墙,修建上双东水闸启闭机操作室的楼梯1个。
并更换小水闸的2扇平板钢筋混泥土闸门和2台台10T手电两用螺杆式启闭机启闭。
工程总投资142万元。
第四章工程选址、工程布置及主要建筑物
4.1工程等别和建筑物级别
双东水闸要求保证周边农田的灌溉与防涝。
根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)第,堤防上的闸、涵、泵站等建筑物的设计防洪标准,应不低于堤防工程的防洪标准,并留有适当的安全裕度。
本工程的主体建筑——闸首、消力池、内、外河翼墙以及外河防洪建筑物均为五级建筑物。
4.2设计标准
根据《堤防工程设计规范》(GB50286-98)第,堤防上的闸、涵、泵站等建筑物的设计防洪标准,应不低于堤防工程的防洪标准;
又根据中华人民共和国国家标准《防洪标准》GB50201-94第,本工程非农业人口远小于20万人,故本工程防洪标准按《防洪标准》表年一遇。
水闸的门顶高程按《水闸设计规范》(SL265-2001)第,确定为:
设计高水位加0.3~0.5m超高。
外河侧闸墙及挡墙顶高程按《水闸设计规范》(SL265-2001)第,确定为:
设计洪水位加波浪计算高度与安全超高值之和,并按其规定,位于防洪(挡潮)堤上的水闸,其闸顶高程不得低于防洪(挡潮)堤堤顶高程来加以确定。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),本工程位于地震烈度7度区。
按《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)规定,建筑物按地震烈度7度设防。
4.3工程布置
工程布置的原则是:
满足功能、运行要求,结合考虑地形、地质等因素,做到布置紧凑合理、协调美观,结构安全可靠、施工方便、运用灵活。
4.3.2工程总体布置
该工程的主要功能是防洪排涝和灌溉,平时操作上是启闭闸门自排,故工程布局上将水闸轴线置于河道中心线上,使主流平顺。
闸首的外河侧设消力池,水闸管理区综合考虑地形条件、景观效果等因素进行布置。
4.3.3闸门布置
根据《水闸设计规范》(SL265-2001)第,仅需设置一道工作闸门。
受力钢筋选用12φ10(As=942mm2),分布钢筋选用11φ10@300。
钢筋排列见图纸。
4.4主要建筑物结构型式
4.4.1结构设计原则
满足有关设计规范要求;
满足设备布置、安装、运行及检修的要求;
技术适当先进、安全可靠、管理方便、整齐美观;
施工便利。
4.4.2闸首结构
孔数:
4孔,净高:
3.4米,净宽:
2米,闸墩厚度:
0.65米,闸身总宽11.1米,闸长:
6.9米。
1)梯板几何尺寸:
水平步级数n1=14级
垂直步级数n2=15级
步级尺寸a1Xb1=200X240
梯段净跨n1Xb1=14X240=3360
梯段净高n2Xa1=15X200=3000
上折平台跨度L2=0mm
下折平台跨度L3=0mm
2)梯板荷载条件(除注明外,均为标准值):
每米宽斜板重=25x150x4504=16.8kN
每米宽步级重=25x0.5x200x240x14
=8.4kN
20厚水泥沙浆面层=2.4kN
20厚纸筋灰底层=01.5kN
梯级面层(大理石)自重=7.1kN
楼梯栏板(钢栏杆)自重=1.4kN/m
恒载总标准值=11kN/m
活载标准值=3.5kN/m2
活载准永久值系数=0.3
总荷载(设计值)=18.28kN/m(控制组合方式:
1.35*g+1.4*0.7*q)
3)计算结果:
计算砼强度等级C25
计算斜板厚度h=250mm
实选斜板厚度h=250mm
计算跨中弯矩M=20.63kN.m
计算选用钢筋:
φ10@98(I级799)
实际选用钢筋:
φ10@90(I级799)
4.4.4消力池
由于不引水,故内河不设消力池。
外河消力池净宽由闸孔处的11.1m渐变到13m,长5m。
消力池深为0.5m,池底面高程-1.5m,底板厚度初拟9.5m。
墙身采用浆砌条石及底板结构采用钢筋砼结构。
4.4.5圆弧翼墙
内、外河圆弧翼墙采用钢筋砼悬臂式结构,基础采用钢筋砼方桩。
外河侧墙顶高程为2.5m,与外引河的防浪墙岸相接。
内河侧墙顶高程为2.0m,与内引河的防汛墙岸相接。
4.4.6河道
河底宽8m,河口宽度11.1m,河底高程-1.0m,河道工程段长3.3km。
1)防洪标准
区域河道规划控制最高水位2.1m,根据《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)表2.3.1,取安全超高0.4m,由此确定区域河道设防标高为1.5m。
2)布置原则
内容包括河道疏拓、新建亲水型护岸和绿化工程,以防洪排涝及改善水环境为主要功能。
因此,设计主要遵循以下原则:
a.以水利规划为基础,综合考虑现状地形、水流特征、建设单位及两岸建筑规划建设单位意见,尽量满足各方面要求;
b.从实际出发,尽量减少工程投资;
c.按照河道规划要求,在不影响河道实施后过流能力情况下,根据需要局部调整河道线型,保持河道线型自然光滑、曲折优美。
3)河道结构断面
由于受规划过水断面、两岸地形的限制,护岸采用方桩重力式承台结构,即-1.0m高程以上设重力式浆砌块石挡墙。
4.5主要建筑物结构计算
水力计算公式取自《水闸设计规范》SL265-2001。
Q=σ’μ0heB0(2gH0)^(1/2)
消力池深:
池长:
底板厚:
(1).基底应力
(2).抗滑稳定:
<
(3).不均匀系数:
η=Pmax/Pmin<
〔η〕
NBγBD+NCC
经计算复核,水闸的结构稳定及消能、防渗均能满足规范要求。
第五章小闸门改建
5.1闸门概况
双东水闸上游处有一挡水闸门。
闸门有2孔,闸孔高3m,闸墩厚为0.65m,水闸受常年的侵蚀,老化、损坏严重,如混凝土表层爆裂剥落,受力钢筋外露锈蚀、闸板漏水严重等。
5.2主要整改内容
1.作为东山县灌溉水系改造建设的需要,为提高闸门可靠度加固挡水水闸是非常必要的,且技术上是可行的。
2.闸门采用平板式钢筋混凝土闸门。
3.设置2道闸槽,以便于闸门更换、维修。
4.钢筋混凝土闸门受力钢筋选用21φ10(As=1648.5mm2),分布钢筋选用15φ10@200。
5.启闭机的更换,2台10T手电两用螺杆式启闭机。
5.3整改估算
钢砼闸门:
数量:
2;
单价:
16541元;
10吨手电两用螺杆启闭机:
2套单价:
15507元;
更换费用:
96144元。
第六章电气及金属结构
6.1电气设计
6.1.1供电方式
本工程用电为非工业用户,拟申请一路10kV高压电源供电。
10kV架空线路引至闸区外终端杆,管理区内采用电缆引入变配电所变压为380v电压。
计量采用高压计量方式。
10kV外线由供电部门负责。
6.1.2用电负荷及电气结线
1.闸门液压启闭机配套油泵电动机6台14kW,一用一备,采用软起动方式。
2.检修动力负荷约为3kW。
3.控制电源5kW。
4.管理房照明、空调照明电约5kW。
总装接容量约为27kW;
10kV电源电缆引至变配电所高压进线负荷开关。
备用电源采用电缆方式引至变配电所内低压开关柜电源切换处。
变电站内配置低压计量、无功补偿、电源切换、动力出线及照明出线等部分。
低压柜主开关为双投刀开关,实行手动切换,备用电源用以确保水闸启闭机动力,控制室照明供电。
6.1.3电气设备布置
变配电所设于距双东水闸2.5km的地方,变配电所内配置高压开关柜、变压器柜、量电屏及无功补偿柜。
另外设置动力配电,照明配电各一台。
6.1.4照明
启闭机控制机房内按规范及功能作照明设计。
照明均采用节能灯源。
6.1.5防雷与接地
在闸首门架机房屋顶及管理房屋顶设置避雷装置,利用电缆于大地连接,接地电阻不大于1欧。
6.1.6电缆敷设
由变配电所引出室外的电力电缆、沿电缆沟敷设,室内照明线路采用一般塑铜线沿墙、沿地暗敷。
6.1.7控制
1.控制系统
本工程采用人工监控,配备一名专职人员管理和监控水闸的运行。
2.检测仪表
在变配电所内高压及低压进线柜处设置微机型综合测量装置,电量信号送闸首油压泵房内的PLC柜。
6.1.8其他
水闸控制室内设置1门电话,并设置一台传真机,由当地邮电部门进行规划,设计和安装。
6.1.9电气主要设备材料表
名称
型号及规格
数量
高压开关柜
HXGN-10kV
台
箱式变压器
SC9-160/10,160kVA,10/0.4kV
低压配电屏
MNS型
4
计量柜
供电部门提供
操作台、椅
桌:
宽800×
长2500,椅:
1只
套
6
动力配电箱
非标
7
照明配电箱
8
9
投光灯
白炽灯100W
配镇流器、灯杆,触发器等
16
电力电缆
VV-1-4×
25
米
3000
24
PLC柜
28
打印机
单色激光,A3
29
不间断电源(UPS)
输入电压:
220VAC
输出电压:
220VAC2kVA,1h
30
过电压保护装置
32
通讯电缆
屏蔽双绞线
2000
34
电源避雷器
900104,900121
只
35
信号避雷器
SACH-5
50
第七章投资估算与资金筹措
7.1编制依据及标准
7.1.1编制依据
工程投资估算编制依据福建省水利厅闽水[2005]计财73号文颁发的《福建省水利水电工程设计概(估)算编制办法》。
7.1.2定额依据
1、建筑工程定额主要采用1997年福建省水利厅颁发的《福建省水利水电建筑工程预算定额》,并扩大3%计算,不足部分参照其它有关专业定额。
2、安装工程定额采用水利部水建(1993)63号文颁发的《(中小型)水利水电设备安装工程概算定额》。
3、施工机械台班费采用1997年省水电厅颁发的《水利水电工程施工机械台班费定额》,并将其一类费用小计乘1.45系数。
7.1.3取费标准
根据闽水(2005)计财73号文规定计算:
1、其他直接费:
建筑工程3%、安装工程4.2%。
2、间接费:
土石方工程10%、砌石工程8%、混凝土及钢筋制安工程10%、设备安装(人工费的)80%。
3、计划利润:
5%。
4、税金:
3.381%。
7.1.4基础单价
1、人工费:
根据闽水(2005)计财73号文规定,人工费为28元/工日。
2、主要材料估算价格采用当地的现场价,不足部分参考2010年4月份《漳州建设工程造价信息》上的东山县材料信息价格。
设备按国内代理商报价计列。
7.1.5独立费用
1、工程建设监理费:
按闽建计[2001]18号文的规定执行。
2、勘测及设计费:
按国家计委计价格[2002]10号文《工程勘察设计收费管理规定》执行。
3、工程保险费:
取工程建安费的0.45%计算。
4、生产准备费:
按照设备费的1.53%计算。
5、基本预备费:
按估算一至三部分之和的4%计算。
7.2估算总投资
东山县西埔镇双东水闸除险加固及河道清淤整治工程静态总投资为135.35万元。
其中:
土建工程费为119.35万元;
工程建设监理费4.75万元;
勘测及设计费4.25万元;
建设单位管理费及基本预备费7万元。
详见工程投资总估算表:
第八章环境影响评价
8.1环境状况及环境效益
本工程是以蓄水和排涝为主的综合利用工程,本身就是一项水利环境工程,实施后对整个区域能提供良好的环境效益。
双东水闸工程实施后,可以增大调水力度,改善水环境。
同时,也增大了排涝流量,为促进工农业生产发展、人民生活安定奠定了坚实的基础。
本工程的排涝、蓄水功能发挥,有利于地区经济的可持续发展。
8.2主要环境影响
本工程实施后,提高了地区排涝标准,改善了水环境和投资环境,因此,水利工程实质上是一项水环境工程,其建设后会对环境带来长期有利的影响。
但本工程在施工期会对环境带来一些不利影响,而这些影响只是次要的、短期的,并可采取措施加以控制,使影响程度减小。
施工期产生的不利影响主要体现在以下几个方面:
1.施工时挖掘机、起重机、砼搅拌机、机动车辆等施工设备产生的噪音对周围的居民带来的不利影响;
2.施工期生活垃圾若不合理地处置和加强管理,会影响周围的地面环境。
此外,生活废水如不经处理直接排放入周围河道,会对水环境有污染影响;
3.施工时需临时占地,会对占用的农田带来影响。
8.3环境保护措施
针对上述施工期间产生的不利影响,可采取以下几个方面的措施来加以改善和控制:
1.噪音治理
施工时尽量采用低噪音的施工机械,并保持施工机械良好地运行,对因故障而发出强噪音的机械,应及时停止使用,加以维修。
施工车辆行驶路线尽量避开居民集中点。
对噪音大的车辆和施工机械尽量不要在夜间使用,以免影响周围居民的休息。
加强施工管理,减少施工期人为的噪音,做到文明施工。
2.生活污水处理
可结合工程管理区的需要,配置小型的污水处理装置,使施工期间的生活污水处理达标后,再排放到附近的河道内。
3.卫生防疫
工程建设管理单位应重视施工区的卫生防疫工作,加强卫生监督管理和卫生防疫宣传工作,定期检查施工人员的饮水和饮食卫生。
对施工区的垃圾等污物要加强管理,定期清扫运出工区。
施工单位也要积极配合工程建设管理单位,制定工区卫生管理制度,并定期对工区卫生进行自检,发现问题及时解决。
4.土壤、植被的保护和恢复
工程完工后,把施工临时占用的土地要尽快地归还到当地部门,以便使被占用的土地尽早复耕,减少土地资源的浪费。
为保护土壤、植被,防止水土流失及美化环境,工程完工后,堤防的内外侧及植被遭破坏的堤防处,需植树种草进行绿化。
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