扁都口中型水闸初步设计报告(编辑修改稿)

扁都口中型水闸初步设计报告(编辑修改稿)内容摘要：

引水角 46176。 ， 闸孔 3 孔，单孔宽 ，闸 墩高 ， 为素民乐县扁堵口 渠首 引水枢纽水闸除险加固工程 初步设计 2 砼现浇结构。 进水闸 底板高程同泄冲闸相同， 闸前无拦沙坎，闸后设 10m长的渐变段与下游渠道衔接。 闸墩上部设启闭机工作平台，钢筋砼结构。 安装 3 扇平板钢闸门和 3 台 15t 手推螺杆式启闭机。 扁堵口渠首 引水枢纽水闸经过四十年的运行，工程老化失修，已不能安全运行。 2020 年 12 月张掖市水务局组织专家，对水闸进行了安全鉴定，鉴定为“三类闸”。 该工程列入《全国大中型病险水闸除险加固专项规划》， 按照省市相关部门要求， 我院受民乐县水务局的委托，依据《民乐县 扁堵口渠首 引水工程枢纽水闸安全鉴定报告书》 及相关规程、规 范， 编制完成了《甘肃省民乐县 扁堵口渠首 引水枢纽水闸除险加固工程初步设计报告（送审稿）》。 2020 年 1 月 7 日甘肃省水利厅在兰州组织会议，对初步设计报告进行了审查，我院根据审查意见，对设计报告进行了修改完善，编制完成了《甘肃省民乐县 扁堵口渠首 引水枢纽水闸除险加固工程初步设计报告（报批稿）》。 水文气象 气象 童子坝河发源于祁连山俄博岭北麓，属黑河水系， 河流总长 113km，扁堵口 以上 ，集水面积 334km178。 ，为童子坝河的主要产流区。 工程地处寒冷地区 ， 气象 随地形高程变化显著。 扁堵口 以上 祁连山区气温低，年降雨量大，蒸发量小，植被 覆盖率高 ，自南向北随地形高程变化降雨量逐渐减小。 累年最冷月平均气温 ℃， 多年平均气温 ℃ ，最大冻土深度 180cm。 径流 童子坝径流主要由祁连山区降水和融冰化雪水以及地下水所补给 ，径流在年内分配极不均匀，绝大部分集中在主汛期 7～ 9 月。 童子坝河无水文站， 流域所属翟寨子 水库 仅有 （ 1989～ 2020 年） 21 年 实测资料 ，民乐县扁堵口 渠首 引水枢纽水闸除险加固工程 初步设计 3 资料系列短。 本次设计采用下垫面相似的邻近流域洪水河双树寺水文站（ 1958～ 2020 年） 径流系列建立相关 ， 相关关系很好。 因此将翟寨子水库 径流系列延长至 1958～ 2020 年共 52 年径流系列， 得 翟寨子水库坝址径流。 扁堵口渠首 引水枢纽水闸位于翟寨子水库上游 25km 处，区间有石灰窑径流汇入，石灰窑流域面积 54km178。 ，多年平均径流 179。 /s，因此 ， 扁堵口渠首 引水枢纽水闸 设计年径流成果 采用翟寨子水库径流扣除石灰窑沟径流。 经计算， 扁堵口渠首 引水枢纽水闸年径流计算成果见下表。 扁堵口渠首 引水枢纽水闸年径流计算成果表 站 名 F（ km2） 均值（ m3/s） Cv Cs/Cv 不同保证率设计值 （ m3/s） 25% 50% 75% 扁堵口 水闸 334 2 洪水 由于童子坝河无水文站， 扁堵口渠首 引水枢纽水闸洪水分析计算依据洪水河双树寺水文站洪水计算成果，采用水文比拟法推算得出。 双树寺水文站 水文成果依据 1958～ 2020 年 52 年 实测 资料，连同 190 1952年洪水调查资料一并加入，组成不连续系列进行频率分析计算， 计算成果见下表。 双树寺水文站洪水计算成果表 水文站 均值 F Cv Cs/Cv 洪峰流量（ m3/s） （ km2） % % 1% 2% 5% 10% 双树寺 578 764 658 421 328 213 137 以双树寺为参照，对 扁堵口渠首 引水枢纽水闸进行比拟计算， 扁堵口渠首 引水枢纽水闸设计洪水成果见下表。 民乐县扁堵口 渠首 引水枢纽水闸除险加固工程 初步设计 4 扁堵口渠首 引水枢纽水闸洪峰流量计算成果表 名称 均值 F Cv Cs/Cv 洪峰流量（ m3/s） （ km2） % % 1% 2% 5% 10% 扁堵口 水闸 334 4 530 456 292 228 148 95 分期施工洪水的分期，根据本流域洪水成因及季节性变化规律，进行了以下分期： 11～ 3 月、 4 月、 5 月、 6～ 9 月、 10 月。 分期划定后利用洪水河双树寺站实测资料，采用不跨期选样建立样本系列，各期样本组成后进行频率分析计算（采用 P－ Ⅲ 型曲线），然后再根据面积比的2/3 次方关系，推求出 扁堵口渠首 引水枢纽水闸 分期设计洪水，成果见下 表。 扁堵口渠首 引水枢纽水闸施工洪水成果表 月份 4 5 6 78 9 10 113 Q (m3/s) 10 20 泥沙 由于童子坝河无实测泥沙资料，故根据《甘肃省悬移质多年平均侵蚀模数图》查得该地区年平均侵蚀模数为 70t/km2178。 a，推 算 得多年平均悬移质输沙量 万 t，推悬比按 ： 1 考虑，得多年平均推移质输沙量 万 t，输沙总量 万 t。 冰情 童子坝河无实测冰情资料，根据流域调查资料统计，童子坝最早结冰开始日期最早为 10 月 2 日，最晚为 11 月 7 日；开始封冻日期最早为11 月 15 日，最晚为 12 月 12 日 ；最后解冻日期最早为 4 月 7 日，最晚为 4 月 22 日；全部融冰日期最早为 4 月 15 日，最晚 5 月 1 日。 岸边最大冰厚度为 ，河心最大冰厚度为。 封冻天数最长 152d，最短120d。 工程 地质 民乐县扁堵口 渠首 引水枢纽水闸除险加固工程 初步设计 5 ⑪工程区内无断裂构造及褶皱，但第四系以来的童子坝隐伏断裂时有活动，新构造运动形迹较为明显，区域构造稳定性较差。 根据《中 国地震 动参数区 划 图 》（ BG 18306－ 2020）， 该区地 震 动 峰值加速度 为，地震 动反应谱 特征周期 ，相 应 地震基本烈度 7 度。 ⑫闸、坝基础均坐落于河床第四系冲洪积砂卵砾石层上，地 层岩性单一，地基稳定可靠，工程地质条件良好。 建议基础埋设深度应经河床最大冲刷深度计算后确定，并应大于当地最大冻土层深度 ；混凝土与砂砾卵石摩擦系数为 ，地基允许承载力值为 300～ 350kpa； 渗透系数 3179。 101 cm/s，临界水力坡降 ，允许水力坡降 ；基坑开挖边坡系数 1:1～ 1:。 ⑬枢纽上、下游 防洪堤 和护岸 基础坐落于河床及阶地上，岩性为砂砾卵石，结构稍密， 工程地质条件良好。 建议： 基础设置深度应经河床最大冲刷深度计算后确定，地基允许承载力值为 300～ 350Kpa。 建议开挖边坡 系数为 1:1～。 防洪堤堤身回填砂砾卵石时应碾压夯实，干密度应大于。 ⑭天然建筑材料：堤坝填筑砂砾卵石料及砼粗、细骨料均可就近开采，筛分并冲洗后使用，平均运距 ；块石料可在上游河床捡集使用，平均运距。 其储量与质量均满足工程建设需要。 安全鉴定及安全复核结论 工程存在的问题 ⑪土石工程建筑物：上下游浆砌石护坡被水毁、填埋，溢流坝面浆砌石勾缝砂浆全部脱离，坝面砌石脱落、滔刷，坝面不完整，下游护坦及护坡被水毁、滔蚀。 ⑫混凝土工程建筑物：砼结构强度不满足现 行规范要求，泄洪闸边墩及下游边墙均有水平贯通性裂缝；闸墩冲刷磨蚀及冻胀破坏严重，启民乐县扁堵口 渠首 引水枢纽水闸除险加固工程 初步设计 6 闭梁、柱砼出现裂缝、钢筋锈蚀；闸前护坡基础淘空，部分冲毁；溢流坝砌石大部分冲毁脱落，坝面不完整。 ⑬金属结构：启闭设施老化失修，启闭力不足，螺杆弯曲变形，闸门锈蚀严重，止水老化、断裂。 ⑭电气观测：无电气设备；无自动化监控设施；无观测设施。 无外来电源，无备用电源。 ⑮其它：无管理设施，无通讯设备。 场内交通路面凹凸不平，正常交通要求难以满足，若遇险情，抢险物资难以迅速到达现场。 左右岸连接缺少交通工作桥；缺少右岸交通道路；厂区的安 全措施和环境的美化均较弱。 安全鉴定结论 2020 年 12 月由张掖市水务局主持，对本工程进行了安全鉴定，其鉴定结论为： ⑪在各种工况下闸室抗滑安全系数满足规范要求，基底应力小于地基允许承载力。 ⑫闸室上部启闭机平台梁、板、柱及工作桥等结构原设计年代较早，抗震设防 烈度不详 ，不满足现行规范 要求。 ⑬原设计在泄冲闸后只设置了 15m 长、 50cm 厚的浆砌石护坦，消能工设计不全。 现状护坦冲刷严重，末端冲坑深度达到 ，下游河床冲刷严重。 消能防冲不符合《水闸设计规范》（ SL2652020）规定。 ⑭泄冲闸 过水能力满足《水利水电工程等级划分及洪水标准》（ SL2522020）规定的防洪标准。 ⑮泄洪闸左边墩有水平贯通性裂缝；闸墩冲刷磨蚀及冻胀破坏严重；启闭梁柱砼结构发生锈胀裂缝、钢筋锈蚀；闸前护坡基础淘空，部分冲毁；溢流坝砌石脱落，坝面不完整。 主要受力结构混凝土强度达不民乐县扁堵口 渠首 引水枢纽水闸除险加固工程 初步设计 7 到《水工混凝土设计规范》（ DL/T50571996）的有关规定。 ⑯启闭设施老化，无电气设备，启闭力不足，螺杆弯曲变形，闸门锈蚀严重，止水橡皮老化、断裂，以上均不满足《水利水电工程钢闸门制造安装及验收规范》（ DLT501894）、《水利水 电工程钢闸门设计规范》（ SL7495）和《水工钢闸门和启闭机安全检测技术规程》（ SL10194）的有关规定。 依据《水闸安全鉴定规定》 SL2149《水闸安全鉴定管理办法》的有关规定，该引水枢纽水闸工程的检测指标无法达到规范标准，存在严重的安全问题，安全鉴定为“三类闸”。 安全鉴定核查结论 2020 年 6 月 15 日，由省水利厅委托省水利水电勘测设计研究院组成的专家组，对 扁堵口渠首 引水枢纽水闸进行了安全鉴定核查。 专家组通过现场勘察、听取汇报、查阅资料、分析论证、审查报告，形成了书面核查意见，核 查结论为： 扁堵口渠首 引水枢纽水闸工程安全鉴定程序、鉴定单位资质、安全鉴定专家组成员资格符合《水闸安全鉴定管理办法》的要求，安全鉴定书面成果反映了水闸存在的问题。 核查认为三类闸的鉴定结论是准确的。 建议初步设计阶段补充完善闸体砼检测内容及结构复核；复核洪水资料，重新计算洪水成果；完善闸门机构及启闭力复核；对 防洪堤 及坝坡的抗滑稳定、渗流稳定、堤基抗冲刷做进一步复核。 补充完善电气设备设计，自动化监控设施设计、必要的观测设施；外来电源，备用电源；场内左右岸交通道路的修整；左右岸连接交通工作桥；厂区安全措施和环境的美 化设计；库区淤积的清理等。 工程安全复核结论 本次工程安全复核结论为 扁堵口渠首 引水枢纽水闸实际过洪能力民乐县扁堵口 渠首 引水枢纽水闸除险加固工程 初步设计 8 满足 20 年一遇洪水设计， 50 年一遇洪水校核的规范要求。 溢流坝、泄冲闸和进水闸在正常运行情况下和地震情况下抗滑安全系数满足规范要求，但进水闸和泄冲闸在地震工况下 闸墩 拉应力大于砼强度设计值，砼结构不满足要求。 溢流坝渗流稳定， 进水闸、 泄冲闸渗流不稳定。 溢流坝与冲沙闸后消能设施不满足工程要求，消能防冲效果差， 护坦 底板被冲毁。 水闸砼表面多处裂缝、磨损、剥蚀破坏严重，局部地方形成冲刷抗。 进水闸前无拦沙坎， 大量推移质泥沙进入引水渠道。 闸门变形明显，止水不严， 滚 轮不能正常运行。 螺杆弯曲，启闭困难。 本次工程安全复核结论与安全鉴定报告书和核查意见基本一致，不同 之处的原因 是 安全鉴定报告书和核查时进水闸和泄冲闸未进行地震工况下结构应力分析和渗流稳定复核，本次进行了补充分析。 工程任务和规模 扁堵口渠首 引水枢纽水闸除险加固工程的主要任务是将泄冲闸拆除重建，对 进水闸 和溢流坝进行加固维修。 改建后的枢纽水闸要满足灌区农田的引水灌溉要求，并能有效的解决推移质冲排问题。 扁堵口渠首 引水枢纽水闸不但承担着灌区 务，还承担着向下游翟寨子水库的输水任务。 进水闸 后童子坝 总 干渠设计引水流量 25m3/s，本次 进水闸 设计流量与童子坝 总 干渠设计引水流量相同，也为 25m3/s。 工程防洪标准达到二十年一遇洪水设计 (洪峰流量148m3/s)，五十年一遇洪水校核 (洪峰流量 228m3/s)，抗震能力达到 7度设防要求。 除险加固工程建设内容 根据工程存在的问题，确定引水枢纽水闸除险加固建设的内容如下： ⑪拆除重建泄冲闸，除险加固溢流坝及进水闸。 民乐县扁堵口 渠首 引水枢纽水闸除险加固工程。