广西某中型水闸工程出险加固设计初步设计报告(报批).docx

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广西 南宁市XXX

XX水闸除险加固工程

初步设计报告

（报批）

XXX水利勘测设计研究有限公司

编制单位：

XXX水利勘测设计研究有限公司

项目名称：

广西南宁市XX县XX水闸除险加固工程工程设计资质等级：

水利行业甲级

证书编号：

工程勘察资质等级：

工程勘察类岩土工程甲级证书编号：

广西XX县XX水闸除险加固工程初步设计报告编制人员

章节

名称

编写

校核

审查

核定

1

综合说明

2

工程水文

3

工程地质

4

工程任务及规模

5

工程布置及主要建筑物加固设计

6

机电及金属结构

7

消防设计

8

施工组织设计

9

工程占地

10

环境保护设计

11

水土保持设计

12

劳动安全与工业卫生

13

节能设计

14

工程管理设计

15

设计概算

16

经济评价

目 录

3

1综合说明 1

1.1绪言 1

1.2水文 5

1.3工程地质 8

1.4工程任务和规模 8

1.5工程布置及主要建筑物加固设计 11

1.6金属结构及机电设备 16

1.7消防设计 17

1.8施工组织设计 17

1.9建设征地与移民安置 20

1.10环境保护设计 21

1.11水土保持设计 23

1.12劳动安全与工业卫生 25

1.13节能设计 25

1.14工程管理设计 25

1.15设计概算 25

1.16经济评价 26

1.17工程特性表 26

2 水文 29

2.1流域概况 29

2.2水文气象 30

2.3基本资料 30

2.4设计洪水 33

2.5施工洪水 56

2.6水闸下游水位～流量关系曲线 57

2.7泥沙 59

2.8水情测报系统 59

3工程地质 61

3.1前期勘察工作成果 61

3.2本次工程地质勘察工作简述 61

4工程任务和规模 62

4.1地区社会经济概况 62

4.2工程建设的必要性 62

4.3工程任务 64

4.4工程规模 64

4.5工程施工对灌溉的影响 69

5工程布置及主要建筑物加固设计 70

5.1除险加固设计的依据 70

5.2工程等级及标准 73

5.3工程现状复核 73

5.4工程总体布置 78

5.5主要建筑物加固设计 82

5.6灌溉干渠 100

5.7对外交通公路 101

5.8水闸安全观测、水情测报系统 101

5.9管理区布置 103

5.10枢纽建筑物主要工程量 103

6机电及金属结构 104

6.1电气 104

6.2金属结构 124

7消防设计 129

7.1概述 129

7.2工程消防设计 129

7.3消防系统主要设备材料 130

8施工组织设计 132

8.1施工条件 132

8.2施工导流 135

8.3料场选择与开采 140

8.4主体工程施工 140

8.5施工交通运输 142

8.6施工工厂设施 142

8.7施工总布置 143

8.8施工总进度 144

8.9施工特征指标 146

9建设征地与移民安置 147

9.1工程用地 147

9.2工程征地补偿投资概算 148

10环境保护设计 152

10.1概述 152

10.2环境影响分析 153

10.3环境保护措施 155

10.4环境监测与管理计划 157

10.5环境保护投资概算 158

10.6结论和建议 159

11水土保持设计 160

11.1工程概况及防治责任范围 160

11.2水土保持现状 160

11.3工程建设水土流失分析 160

11.4水土流失防治方案 162

11.5水土保持监测 164

11.6水土保持工程量 165

11.7水土保持投资 166

12劳动安全与工业卫生 168

12.1劳动安全 168

12.2工业卫生 169

12.3安全卫生设施 170

13节能设计 171

13.1节能设计的依据 171

13.2节能设计 171

13.3节能效果综合评价 174

14工程管理设计 175

14.1管理机构及人员编制 175

14.2管理范围和保护范围 175

14.3主要管理设施 176

14.4工程管理运用 176

15设计概算 179

15.1工程概况 179

15.2编制依据 179

15.3基础单价 179

15.4其他有关费率和指标 180

15.5各部分工程概算编制 180

15.6预备费 181

15.7水土保持及环境保护投资 181

15.8建设及施工场地征用费 182

15.9工程总投资 182

15.10附表 182

16经济评价 183

16.1经济评价依据 183

16.2国民经济评价 183

16.4综合评价结论 189

1 综合说明

1.1绪言

1.1.1工程概况

XX水闸位于XX县大桥镇浅村南面，珠江流域红水河系清水河南江支流大桥江下游，距XX县大桥镇政府约8km。

水闸集雨面积165.7km，河长16km。

XX水闸建于1958年，

1977年进行改建后运行至今。

水闸设计灌溉面积0.37万亩，受益人口1.1万。

XX水闸是一座以引水灌溉为主兼顾两岸交通的水利工程，是当地灌区的骨干水源工程。

水闸工程地处北回归线以南，属亚热带季风气候，气候温暖湿润，四季分明，夏长冬短，雨量充沛，季风环流影响明显。

根据XX县气象站资料统计，历年平均气温

20.9℃，极端最高气温38.1℃（1979年7月29日），极端最低气温-2.0℃（1963年1月15日）。

多年平均年蒸发量1516mm，年平均日照时数为1563小时，年平均风速1.8m/s，最大风速18.0m/s，风向NE；多年平均年降雨量为1623mm，最大为2140mm（1981年），最小为883.5mm（2000年），降雨量年内分配不均匀，70％的降雨量集中在5～9月份。

暴雨以台风雨和峰面雨为主。

根据登记记载及2009年2月安全鉴定复核计算成果，XX水闸属中型水闸，工程等别为Ⅲ等，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。

XX水闸防洪标准按20年一遇洪水标准设计，设计洪水位为92.97m，相应过闸流量451m3/s；100年一遇校核，校核洪水位为94.44m，相应过闸流量为643m3/s；消能防冲按20年一遇洪水设计。

本次除险加固设计根据《水闸设计规范》（SL265-2001）和《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）有关规定中的工程等别和建筑物级别的划分及其洪水标准，XX水闸工程等别为Ⅲ等，工程规模属于中型水闸，主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。

考虑水闸处于平原地区，工程效益及下游防护对象重要性，本次设计水文复核本次设计XX水闸防洪标准按20年一遇洪水标准设计，50年一遇洪水标准校核，相应的洪峰流量分别为706 m3/s、914m3/s。

相应的过闸流量分别为584m3/s、648m3/s。

30

图1.1 项目地理位置图

1.1.2工程现状

XX水闸现状枢纽建筑物主要有拦河闸坝、交通桥、两岸连接建筑物、管理房、水闸灌溉干渠组成。

（1）闸坝：

闸坝为浆砌石结构，总长50.7m，正常蓄水位89.14m。

闸坝设5孔泄水闸和2孔深水闸。

其中泄水闸闸底高程87.14m，泄水闸孔口尺寸为6.0×2.2m（宽*高），设弧形钢板闸门，采用葫芦人工拉吊启闭，左侧1孔弧形闸由于损坏已用浆砌石封堵；深水闸闸底高程87.14m，分检修闸和冲沙闸。

检修闸宽3.2m、高2m，冲沙闸宽

1.2m、高3.2m，闸板均为钢筋砼平板闸，采用人工螺杆启闭；闸坝在闸墩上设有工作桥和启吊梁，均为钢筋砼结构。

工作桥顶高程91.64m，宽2.2m。

弧形闸出口为下挖式挑流消能结构，斜坡段坡比为1：

5，闸底高程为87.14m，坡长5.0m，有一挑坎，挑坎高程86.45m，斜槽段长度5.65m，底板浆砌石厚度1.0m，混凝土厚度0.2m，挑坎后未设消力池，河床被水流冲刷，均为乱石；2孔深水闸后仅设一海曼，海曼宽5.75m，长14.4m，浆砌石基础厚1.0m，混凝土面层厚度0.2m，海曼后未设置消力池，泄洪自由出流，护坦后河床受冲刷严重，多处被冲刷至露出岩石。

（2）两岸连接：

上游右侧翼墙迎水面为直墙式浆砌石结构，左侧无翼墙；下游翼

墙为直墙式浆砌石结构，顶宽0.5m，墙高3m。

（3）灌溉干渠：

XX水闸灌溉干渠位于闸坝左岸约50m处，设计灌溉面积3700亩，灌溉范围包括大桥镇的新桥村、浅村、红岭等等村庄农田。

灌溉干渠进口至控制闸段渠道长140m，干渠宽4～8m，其中进口至控制闸段前90m左岸为鱼塘岸堤，目前已被冲毁，右岸为自然土质边坡，长满杂草，局部垮塌；灌溉干渠进口至控制闸段后约40m为以硬化段，边墙为浆砌石结构，高1m，其中右岸边墙兼做进闸道路路肩。

（4）管理房及进闸道路：

水闸34㎡管理房位于闸坝左岸，为浆砌石结构，目前已成危房。

水闸从浅村至闸首进闸道路共0.8km，其中控制闸至闸首段180m路面宽不到1m，仅供人行，无法通车。

1.1.3水闸建设过程及历年加固情况

XX水闸建于1958年，后因破损严重，无法满足防洪及灌溉要求，于1977年10月改建，改建工程将原设计的活动木板闸更新为钢板弧形闸和混凝土平坂闸，并增建工

作桥，改建工程由XX县水利局设计，并组织当地受益农民投工投劳，1978年3月完工。

后来因在水闸闸板腐蚀损坏严重，维修投入不足，左端1孔泄洪闸用浆砌石封堵，目

前正常使用4孔，采用人工葫芦启闭。

1.1.4安全鉴定过程及结论

2008年南宁市XX县水利局根据水利部《水闸安全鉴定管理办法》（水建管[2008]

214号文）、《水闸安全鉴定规范》（SL214-98）的规定，委托广西玉林水利电力勘测设计研究院编写XX水闸安全评价报告。

《广西南宁市XX县XX水闸安全评价报告书》于

2009年2月完成，2009年2月28日，广西壮族自治区水利厅组织召开了南宁市XX县

XX水闸安全鉴定审查会，评定XX水闸安全类别为“三类闸”。

会后广西玉林水利电力勘测设计研究院根据专家提出的意见，修改完善安全评价报告。

广西水利厅水利工程管理局于2019年3月30日以桂水水管[2009]90号文下达了《关于印发广西南宁市XX县XX水闸安全鉴定报告书的通知》，安全鉴定主要结论如下：

1、闸顶高程不满足规范要求，水闸防洪能力及过流能力不能达到国家《防洪标准》

（GB50201-94）要求。

2、水闸工作梁损坏严重，部分开裂露筋。

浆砌石闸墩有崩裂、漏水现象，碳化程度严重。

溢流面表面不平整，局部开裂并呈蜂窝状，下底板被掏空。

水闸混凝土，浆砌石质量差，存在安全隐患。

3、水闸闸室在各工况下抗滑稳定安全系数和基底应力均满足规范要求。

4、水闸闸基透水率大于规范要求，且由于上游未建防渗铺盖，清基不彻底，闸基出现渗漏现象，闸基抗渗稳定安全性不满足要求。

5、水闸下游无消能防冲设施，挑流坎表面混凝土老化，局部脱落，地板有多处被掏空，下游河床冲刷严重，消能防冲不满足安全运行要求。

6、两岸连接建筑物挡墙抗滑、抗倾覆稳定和地基应力满足规范要求。

但浆砌石挡墙多处开裂，部分砌体脱落，墙脚部分掏空，存在绕坝渗漏现象，安全隐患突出。

7、闸门锈蚀严重，大部分已锈穿漏水，部分闸门转动轴锈蚀，主梁局部开裂，闸门运行存在较大的安全隐患，不满足规范要求。

启闭设备启闭力不满足要求。

8、水闸无管理房及必要的管护设施，不能满足工程正常管理需要。

综上所述，XX水闸各项运用指标达不到《水闸设计规范》（SL265-2001）的要求，工程运行50多年，严重老化，存在诸多安全问题，需除险加固后方能满足正常管理需要。

1.1.5水闸安全鉴定成果核查意见

2011年11月广西水利电力勘测设计研究院对XX水闸安全鉴定进行核查，核查意见如下：

1、现场核查意见

①水闸底板混凝土表面呈麻面，局部开裂、漏水闸墩浆砌石砂浆老化，局部开裂。

②水闸下游无消能设施，下游河床被冲刷严重；两侧岸坡出现多处崩塌。

③闸基存在渗漏现象。

④两岸连接建筑物的浆砌石挡墙多处开裂，部分砌体脱落，部分墙脚被掏空。

有绕渗现象。

⑤闸门锈蚀严重，闸门面部局部锈蚀穿孔漏水，定轮损坏，止水老化失效。

泄水闸闸门启闭困难，深水闸无法启闭。

⑥水闸管理房已成危房；水闸无观测设施；通往水闸道路窄小，不能通车，无法满足工程正常管理需求。

2、书面核查意见

①水闸过流能力不足，闸顶高程不满足规范要求，水闸防洪能力达不到国家《防

洪标准》（GB50201-94）要求

②水闸底板混凝土受水流冲刷损坏严重，表面呈麻面，局部开裂、漏水，闸墩浆砌石砂浆碳化严重、局部开裂。

③水闸下游无消能设施和防冲护坦，下游河床被洪水冲刷严重，两侧岸坡出现多处崩塌。

消能防冲不满足要求。

④水闸修建时清基不彻底，上游未设防渗铺盖，基础也未进行防渗处理，闸基存在渗漏现象。

⑤两岸连接建筑物的浆砌石挡墙多处开裂，部分砌体脱落，部分墙脚被掏空。

⑥所有闸门锈蚀严重，闸门面板局部锈蚀穿孔漏水，定轮损坏，止水老化失效。

泄水闸闸门启闭困难，深水闸无法启闭。

严重影响防洪安全。

⑦水闸管理房破损严重，已成危房；水闸无观测设施；通往水闸道路窄小，不能通车，无法满足工程正常管理需求。

综上所述，水闸存在诸多安全隐患，同意评为三类闸。

1.1.6前期工作概况

2009年2月，广西壮族自治区水利厅组织召开了南宁市XX县XX水闸安全鉴定审查会，评定XX水闸安全类别为“三类闸”， 2011年11月广西水利电力勘测设计研究院对XX水闸安全鉴定进行核查，核查意见同意XX水闸安全鉴定评为三类闸。

为确保水闸运行安全，对XX水闸进行除险加固是非常必要的。

2012年XX县水利局委托我公司对XX水闸进行除险加固进行设计。

接到委托后，我公司组织专业技术人员通过现场考察、测量及收集工程运行、观测资料，对水闸质量、结构、、泄水建筑物等进行了单项分析，于2014年12月提交了初步设计成果：

《广西南宁市XX县XX水闸除险加固工程初步设计报告（送审稿）》。

2015年7月8日，广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院受XX县水利局委托主持召开了本工程技术审查会，会议认为《广西南宁市XX县XX水闸除险加固工程初步设计报告（送审稿）》基本达到初步设计深度并提出完善及修改意见（详见附件）。

会后我公司设计人员根据专家组提出的修改意见对设计文件进行了修改，于2015年9月提交了《广西南宁市XX县XX水闸除险加固工程初步设计报告（报批稿）》。

1.2水文

1.2.1流域概况

XX水闸位于XX县大桥镇浅村南面，珠江流域红水河系清水河支流南江左岸支流大桥江下游，距离大桥江与南江相交的河口约800m，距XX县新圩镇政府约10km。

大桥江为南江左岸支流，发源于武陵镇白花山北麓和大桥镇鹰寨呇，由南向北流，经武陵镇的武陵、廖村、大桥镇的罗江、大桥、水美、兴宁、六龙汇入南江船埠河段。

上游从源头至罗江段，称为东圩江，罗江以下称为大桥江。

流域面积135.4km2，主河道长24km，河床宽40m，正常流量2.50m3/s，枯水流量1.31m3/s。

主要支流有红花江、木马江、碗窑江。

河段上游建有桃源、六佑两座中型水库，总库容4299万m3，有效库容2991万m3，沿江建有高楼、新坝、道华、陆山等八座水闸，有效灌溉面积10.26万亩。

XX水闸是一座以灌溉为主，兼顾交通的中型水闸，闸址以上控制集雨面积165.7km2，其中闸址以上桃源、六佑水库以下区间控制集雨面积115km2，主河流长度为16km，主河道平均比降为0.35‰。

流域地形总体为西南高，北东低，属低山丘陵区，地势较为平坦，气候温和，雨量充沛，植被茂盛。

1.2.2水文气象

工程地处北回归线以南，属亚热带季风气候，阳光充足，气候湿润，雨量充沛，常年气温较高，夏长冬短，热雨同季，一年四季变化不明显，无霜期长，相对湿度较大。

根据XX县气象站资料统计，历年平均气温21.5℃，极端最高气温39.4℃，极端最低气温-1.0℃。

多年平均年蒸发量1516mm，年平均日照时数为1563小时，年平均风速2.5m/s，最大风速21.0m/s，风向NE；多年平均降雨量1550mm，降雨量年内分配不均匀，65％的降雨量集中在5～9月份。

暴雨以台风雨和峰面雨为主。

1.2.3水文基本资料

XX水闸没有实测水文资料，本次设计洪水根据设计暴雨推求。

本次复核收集了水闸附近桃源水库坝首站1969～2005年共37年的最大日降雨资料及六佑水库坝首雨量站1963年～2005年共43年的实测最大24小时、最大6小时及最大1小时降雨量资料。

本次设计还收集到广西水文局1984年编制的《广西暴雨径流查算图表》，该图表

是广西无资料流域洪水计算的依据。

2010年编制了《广西暴雨统计参数等值线图研究》。

本次通过分析拟采用资料系列较长的2010年编制的等值线图和1984年编制的计算方

法作为设计暴雨与设计洪水计算的依据。

1.2.4设计洪水

本次设计根据《水利工程设计洪水计算规范》（SL44-2006）规定采用推理公式法和瞬时单位线法计算设计洪水。

两种计算方法的成果相差不大，误差在20%以内，经分析和比较，确定采用瞬时单位线法计算结果作为本次设计洪水成果，洪水计算成果见表1.2-1。

设计标准

P（%）

24h暴雨（mm）

区间洪峰流量（m3/s）

桃源水库下泄流量

（m3/s）

六佑水库下泄流量

（m3/s）

合成洪峰流量

（m3/s）

合成24h

洪量

（万m3）

备注

20

158.6

249

242

16.7

474

1513

瞬时单位线法

5

236.1

460

266

32.5

706

2677

2

285.8

601

303

48.4

914

3500

20

158.6

217

242

16.7

461

1685

推理公式法

5

236.1

482

266

32.5

768

2875

2

285.8

640

303

48.4

976

3765

表1.2-1 XX水闸闸址设计水成果表

1.2.5施工洪水

XX水闸属中型水闸，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000规定，其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级，临时建筑为为5级。

施工洪水标准采用5年一遇。

XX水闸流域内无流量观测站，本次施工洪水采用六佑水库坝首雨量站实测降雨量资料进行计算。

XX水闸流域上游有桃源、六佑两座中型水库，两座水库控制集雨面积50.7km2，占XX水闸总流域面积的30.6%，总库容4299万m3，调洪库容1182万m3，调洪作用明显，枯水期无溢洪，故不考虑两座水库的下泄流量，仅以区间面积进行施工洪水计算。

根据道华水闸控制面积洪水特性以及工程施工需要，施工期的划分为当年10月~次年2月、10月~次年3月、11月~次年3月三种时段，通过统计分析水闸流域枯水期时段的最大24小时暴雨资料，采用推理公式法计算施工期洪峰流量，作为本次加固设计的施工洪水，计算成果也见表1.2-2。

表1.2-2 XX水闸施工期设计洪水成果表

施工期

洪峰流量Q（m3/s）

P=20%

P=33.3%

P=50%

10月~次年2月

50.9

29.8

25.5

11月~次年3月

38.8

24.9

21.6

10月~次年3月

60.8

37.1

30.6

1.2.6水闸下游水位～流量关系曲线

XX水闸坝址下游无实测水位流量关系资料，只能根据实测下游100m处的横断面资料按明渠流计算推求，河底高程83.00m，河床糙率结合坝址下游河床及两岸植被情况取0.03～0.04，河道坡降为3.58‰，成果见表1.2-3。

水位（m）

83

83.5

84

84.5

85

85.5

86

86.5

87

流量（m3/s）

0

7.16

22.7

44.7

72.5

106

144

188

238

水位（m）

87.5

88

88.5

89

89.5

90

90.5

91

91.5

流量（m3/s）

292

352

418

489

581

680

828

1040

1330

1200 1400

流量（m3/s）

1000

800

600

400

200

0

92

91

90

89

88

87

86

85

84

83

高楼水闸下游水位～流量关系曲线

水位（m）

图1.2-1 XX水闸下游水位~流量关系曲线

1.3工程地质

本工程地质情况详见《广西南宁市XX县XX水闸除险加固工程工程地质勘察报告》报告。

1.4工程任务和规模

1.4.1地区社会经济概况

XX水闸位于XX县大桥镇浅村南面，珠江流域红水河系清水河南江支流大桥江下游，距XX县大桥镇政府约8km。

XX县位于广西壮族自治区中部偏南，东经108°32′～109°15′，北纬22°54′～23°37′，处在北回归线南缘，东邻贵港市、南偏东与横县接壤，西南部与邕宁县交界，西部与XX县连接，西北部与上林县相衔，东北部与来宾市毗邻。

全县总面积2314km2，其中耕地面积54224.5hm，有林面积7.03万hm。

辖15镇1乡，总人口近100万。

境内居有壮、仫佬、毛南、苗、回、瑶等21个少数民族。

2014年，XX县全年完成生产总值（GDP）85.6亿元，比上年增长10.0%。

规模以上工业较快增长，工业总产值85.8亿元，比2007年增长20.18%；完成规模以上工业产值

39亿元，比上年增长25.85%。

固定资产投资规模迅猛扩大，预计完成全社会固定资产投资29.76亿元，比上年增长35.7%。

财政收入快速增长，全县完成财政收入5.02亿元，首次突破5亿元大关，比上年增长22.03%。

城乡居民收入明显增加，预计城镇居民人均可支配收入12903元，比上年增长24.18%；农民人均纯收入4169元，比上年增长

19.49%。

城乡消费品市场十分活跃，全县城乡市场同步增长，预计社会消费品零售总额34.43亿元，比上年增长23%。

2011年，全年完成地区生产总值141.8亿元，同比增长

15.1%；全部工业总产值153亿元，同比增长27.17%；全社会固定资产投资130亿元，同比增长