永定新河大张庄闸及永金引河分水闸除险加固初步设计.doc

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1、永定新河大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程初步设计报告（866C-A1） 证书：综合甲级 编号：A141002608 黄河勘测规划设计有限公司Yellow River Engineering Consulting CO., Ltd.二零一一年十一月永定新河大张庄闸及永金引河分水闸除险加固工程初步设计报告（866C-A1）黄河勘测规划设计有限公司Yellow River Engineering Consulting CO., Ltd.二零一一年十一月 批 准: 武永新 审 定： 苏广新 审 查： 白俊岭 校 核： 李云龙 徐 进 郭云涛 编 写： 徐 进 牛国纯 李云龙付茂朋 崔翠杰 王卓然郭

2、云涛 王 娟 杨 博张 璐 郭 然 谭玉新 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

3、292.4气象302.5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

4、、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976.1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

5、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136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

6、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18314.7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）前 言大张庄节制闸坐落于天津市北辰区新引河入

7、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

8、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。第一章 综合说明1.1 1970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

9、简称节制闸），坐落于天津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，坐落于天津市北辰区永定新引河入永定新河处大张庄节制

10、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。1.2 1983年改建后的工程概况1.2.1 大张

11、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。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

12、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.

13、00m，各孔通用，油压启闭机操作。检修门采用移动式25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

14、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。1.2.2 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。（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

15、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。1.3 工程存在的问题及水闸安全鉴定结论1.3.1 工程存在的问题1.3.1.1 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

16、，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。1.3.1.2 永金引河分水闸存在的问

17、题（1）机架桥机架桥混凝土老化、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

18、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。1.3.2 水闸安全鉴定结论1.3.2.1 大张庄节制闸安全鉴定结论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，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

19、（SL21498）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。（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

20、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。1.3.2.2 永金引河分水闸安全鉴定结论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，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（SL21498）中的

21、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。（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，

22、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。1.4 水文1.4.1 流域概况大张庄节制闸位于天津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

23、之一，位于东经11211745、北纬394120，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、天津五省、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

24、，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。1.4.2 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

25、.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，年极端最低气温-22.7。1.4.3 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2500m

26、3/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。1.4.4 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105月非汛期的洪峰

27、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。1.5 工程地质1.5.1 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：收集有关工程地质资料，实地踏勘场地现状；钻探。本次勘察共布置7个钻孔，孔深2025m。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1.02.0m。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/T50

28、123-1999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。1.5.2 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。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0.801.80m，平均1.28m；层底标高-0.940.11m，平均-0.42m；层底埋深0.801.80m，平均1.28m。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

29、有机质、螺壳碎片、姜石和云母，见绣染。厚度2.704.00m，平均3.28m；层底标高-4.14-3.03m，平均-3.70m；层底埋深4.005.20m，平均4.57m。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1.603.80m，平均2.41m；层底标高-6.14-5.22m，平均-5.79m；层底埋深3.807.60m，平均6.33m。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3.504.80m，平均4.07m；层底标高-10.84-9.22m，平均-9.86m；层底埋深7.80

30、11.40m，平均10.40m。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3.104.40m，平均3.91m；层底标高-14.34-13.19m，平均-13.77m；层底埋深12.2015.40m，平均14.31m。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9.009.00m，平均9.00m；层底标高-23.34-23.34m，平均-23.34m；层底埋深23.2023.20m，平均23.20m。层细砂：黄褐色，饱和，密实，以石英、长石为主，含云母，砂质均匀

31、，级配不良。该层未穿透。1.5.3 岩土物理力学性质层素填土（Q4ml）。层壤土（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：含水率W29.2，重度18.8kN/m3，孔隙比e0.821，塑性指数Ip12.0，液性指数IL0.96，压缩模量Es5.17MPa，内聚力c32kPa，内摩擦角14.3。层砂壤土（Q4l+h），土工试验指标平均值如下：含水率W31.4，重度18.0kN/m3，孔隙比e0.917，塑性指数Ip6.0，液性指数IL1.55，压缩模量Es6.00MPa，内聚力c12kPa，内摩擦角26.5度。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。层壤土（Q4l+

32、h），土工试验指标平均值如下：含水率W26.6，重度19.3kN/m3，孔隙比e0.748，塑性指数Ip12.0，液性指数IL0.79，压缩模量Es4.43Mpa，内聚力c30kPa，内摩擦角10.3度。层壤土（Q4al+pl），土工试验指标平均值如下：含水率W23.7，重度19.7kN/m3，孔隙比e0.667，塑性指数Ip10.9，液性指数IL0.70，压缩模量Es5.06MPa，内聚力c34kPa，内摩擦角11.0度。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。1.5.4 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

33、得稳定水位埋深为0.90m1.00m，水位标高为0.19m0.51m。依据水利水电工程地质勘察规范（GB 50487-2008）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。1.5.5 渗透变形评价闸基础座落于层壤土上，其下部为层砂壤土，闸基底板进行抗渗稳定验算时，建议允许渗流比降水平段、出口段层壤土层分别为0.30和0.55；层砂壤土分别为0.20和0.45。1.5.6 结语（1）工程区为近代沉积，属海河冲积

34、平原，场区地形平坦；地面高程-1.421.52m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度。设计地震分组为第二组，本区为中软场地，场地类别为类，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，层细砂有2个点液化，液化指数0.500.53，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

35、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、出口段层壤土层分别为0.30和0.55；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

36、建基于层壤土上，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，可考虑选用层细砂层作为桩端持力层。1.6 工程任务和规模1.6.1 工程任务1.6.1.1 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。1.6.1.2 永金引河分水闸经安全鉴定，现永金引河分水闸为四类

37、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。1.6.2 工程规模1.6.2.1 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

38、为1400 m3/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1020 m3/s和380 m3/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480 m3/s和1320 m3/s。故超标准洪水工况，大张庄节制闸校核行洪为480 m3/s。新引河进洪闸设计流量380 m3/s，校核流量480 m3/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

39、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380 m3/s，校核流量480 m3/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。1.6.2.2 永金引河分水闸原永金引

40、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。为保证天津市的供水，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30 m3/s，校核流量50 m3/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

41、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。1.7 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等，主要建筑物级别为2级。1.7.1 大张庄节制闸布置除险加固后的节制闸仍为

42、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、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

43、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

44、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

45、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。1.7.2 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。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