南通市某船闸除险加固可行性研究报告.doc

南通市区XX船闸除险加固工程可行性研究报告目 录第一章总 述11.1工程概况11.2研究依据2第二章自然条件32.1流域概况32.2水文气象32.3地质52.4历史灾情和成灾原因5第三章工程建设的必要性93.1河道水系情况93.2XX船闸目前存在的问题103.3工程建设的必要性11第四章工程任务和规模134.1排涝范围134.2排涝标准134.3设计排涝潮型164.4闸孔尺寸的确定164.5工程的综合利用17第五章工程设计195.1工程设计标准及建筑物等级195.2设计水位组合195.3闸址195.4主要结构方案19第六章施工组织设计及工程管理216.1施工条件216.2 施工组织216.3 施工管理216.4 施工计划226.5工程管理22第七章环境影响评价247.1环境状况247.2环境影响预测评价247.3环评结论25第八章经济评价268.1投资概算268.2工程效益26 南通市XX设计院 28第一章 总 述1.1工程概况XX河为南通市城区XX片主要的入江河道，而XX船闸为该河的出江控制口门。由于历史的原因，该河道弯弯曲曲，河道两侧不少工矿企业的建筑物密布，已无拓宽和裁弯取直的可能。原河道主要用于航运，现由于下游XX大桥建成后，割断了河道的通航，XX船闸以完成了其历史使命。该船闸为单级船闸，上闸首底板标高为1.0m（吴淞基面，下同），闸顶标高6.00m，上闸首底板长15.0m，宽14.4m；闸室底板标高为0.5m，长100.0m。顶标高6.00m；下闸首底板标高为-1.50m，闸顶标高7.50m，上闸首底板长15.0m，宽14.4m。闸门采用平板闸门，启闭设备采用液压启闭机。船闸上下游及闸室均采用干砌块石护底，下游设人行便桥一座。为了改善XX片排涝状况，解决市区部分涝水出路，于1992年将该船闸改为排涝、通航两用闸，在上闸首大钢门上开1.25×2.55m2两孔小门排涝，排涝流量为16.4m2/s，同时在下闸首消力池增设20m×30m×0.6m软体排。该船闸自1967年建成以来，至今以运行三十几年，在防洪、通航、排涝等各方面发挥了重要的作用，但随着运行时间增长，闸体工程已严重老化，闸首防渗、抗滑稳定已不能满足安全运行的要求，闸墩碳化深度较深，强度低于设计要求，公路桥现已封闭停止使用。其间虽经92年加固改造，但受诸多条件的限制，未能从根本上消除该闸存在的隐患；根据水利厅苏水计1997210号关于我省长江远期防洪（潮）设计水位及沿线建筑物设计标准的通知的防洪标准进行核算，该船闸在防洪高度、防渗、抗滑等方面均不能满足江堤达标要求；同时考虑到航道废除，无通航要求，故考虑在原闸位拆除重建一座节制闸，来满足该片防洪、排涝要求。拟建XX闸为1孔净9m，闸室长15m，底板标高1.00m，胸墙顶高程8.73m，采用平板钢闸门，上下游消力池各长15m，公路桥桥面标高6.50m，宽8m，汽-20挂-100。1.2研究依据（1） 江苏省江海堤防达标建设修订设计标准的通知苏水管（1997）80号（2） 关于我省长江远期防洪（潮）设计水位及沿线建筑物设计标准的通知苏水计（1997）210号（3） （关于印发江海堤防达标建设大中型建筑物除险加固工程可行性研究报告编制要求和下达前期工作任务的通知）苏水计（1997）181号（4） 南通市城区河道整治规划报告，南通市水利局、南通市水利学会，2000年8月（5） 南通市城市防洪排涝规划，1992年12月，南通市港闸区建筑设计室（6） 南通市区水利志1995年（7） XX船闸设计图纸（8） XX船闸92年加固设计图纸以及南通市水利局、XX船闸闸管所提供的一些现状资料。第二章 自然条件2.1流域概况XX西闸所在地区地处副热带北缘，受高空西风环流和太平洋副热带高压两种大气环流影响和控制，具有较好的降水条件，初夏秋末冷暖气流在长江和淮河流域交锋形成梅雨和秋天连续阴雨，还有夏末初秋台风带来的台风雨。XX西闸担负市区部分面积的排涝任务，其范围内属江淮平原，地表起伏甚微，皆属堆积平原，形成历史不久，土壤主要为潮土类和盐土类，地面高程一般在4.5m5.5m之间，内部河沟成网，河道畅通，内河配套设施完善。2.2水文气象2.2.1气温该地区多年平均气温15.1，最高月平均平均气温28.2，最低月平均气温2.5；极端最高气温38.5（1995年9月7日），极端最低气温-10.8（1977年1月31日）。2.2.2 降水该地区属亚热带湿润季风气候区，受海洋调节及季风环流的影响，具有四季分明，降水充沛、时空分配不均的特点。本区多年平均降水量为1083.7mm，最大年降水量1465.2mm，最小年降水量641.3mm（1978年）。因梅雨水和台风的影响，全年约64.6%的降水量集中在59月份。6-7月间梅雨和6-9月间的台风雨常造成本地区的严重涝灾。最大24小时降水量264.0mm（节制闸站），全年平均降水日数为121.7天。2.2.3风春夏多东风，冬季多东北风和西北风，历年平均风速3.1m/s，年最大风速26.3m/s（NE，1960年7月7日），瞬时最大风速30.4m/s（SW，1975年7月14日）。常风向E、ESE频率为10%，次风向NE，ENE频率为8%，各风向频率见下表：表2-1：各种风向频率表风 向NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC频 率（%）67881010556433444781949-1997年本地区受台风影响共110次，平均每年2.24次。台风风力一般6-8级，最大12级；1987年7号台风经过南通市附近，瞬时风速20.0m/s。2.2.4冰雪长江水域终年不冻，陆域最大冻土厚20cm，年平均降雪6天，多集中于1-2月间，最大积雪厚度17cm。2.2.5雾与日照多年平均雾日天数为30.9天，年最多雾日数60天，最少雾日数5天，大雾平均为5.7天，年平均日照数为2223.3小时，日照面分率50%。2.2.6内河水位丰水期（6-9月）正常水位3.6m，最高限制水位4.4m，允许预降最低水位2.6m（排涝前），枯水期正常运行水位3.1m。2.2.7地下水位市区地下水位基本与当地河网正常水位接近。2.2.8潮位长江水位受海洋潮汐及径流丰、枯的影响，潮型为不规则半日潮。据天生港验潮站多年观测，潮位特征如下表：表2-2：天生港验潮站潮位特征潮 位 名 称潮 位 （m）备 注潮 位 名 称潮 位 （m）备 注最高潮位7.081997.8.1910年一遇低潮位0.66最低潮位0.421959.2.2920年一遇低潮位0.56平均高潮位3.8650年一遇低潮位0.44平均低潮位1.97100年一遇低潮位0.36最大潮差4.01100年一遇高潮位7.18最下潮差0.00200年一遇高潮位7.44平均潮差1.93300年一遇高潮位7.59最大水位差6.662.2.9潮汐长江南通河段的潮汐属非正规半日潮，由于潮波受径流和河形阻力作用十分明显，前波陡直，后坡平缓，涨潮历时短，落潮历时长。涨潮历时为2小时10分-6小时40分，平均历时3小时32分，落潮历时7小时10分-10小时30分，平均8小时52分。涨潮周期为12小时24分。2.2.10地震烈度本区按中国地震烈度表（1990年）划定基本烈度为度。据江苏省地震年表统计，15051949年南通地区共发生地震16次，一般强度在5级以下；1984年5月21日南黄海洋面曾发生过6.2级地震，建筑物摆动明显。2.3地质（见下页）2.4历史灾情和成灾原因2.4.1历史灾情（1） 洪涝灾害每年汛期，南通市须下泄长江上中游200万km2的洪水，大水年份，三面高水压境，一面海潮顶托，内外水连通。每年八月份平均高潮5.45m。据历史记载，自宋至清952年间，长江水灾共发生169次，南通水灾共发生80次（宋代资料不全；水灾次数偏少），平均每10年发生一次水灾。建国后，南通市区共发生3次特大洪水。1954年洪水，当年四月进入汛期，4-5两月形成底水丰满之势，6-7月间全流域发生大规模的降水，长江中下游各站在警戒水位以上持续时间69-135天，8月达到最高峰，直到12月中旬才退净，南通8月17日（农历七月十九）长江水位达到6.13m。1974年洪水，由于受天文因素和十三号台风的影响，长江从镇江以东，各站最高潮位均超过历史最高记录，突破了1015年以来的潮位记录，南通8月20日（农历七月初三）凌晨，长江水位竟达到6.38m，同时造成涌高1.0m，为近百年来少见，在洪水的袭击下江堤出现使几处滑坡，漏洞和塌陷，天生港和XX发生污水倒灌，致使千亩农田受淹。1997年洪水，8月18日，十一号台风袭击南通市，沿江风力9-11级，持续36小时，时值农历七月十八大汛潮，风雨潮三碰头，沿江水位均创历史最高，市区二十八丈，八十六丈等地江堤均有不同程度的损坏。表 2-3：地质勘察报告南 通 市 区 任 港 闸 工 程 地 质 勘 察 报 告勘测编号:2000-117附 录:01完成工作量工程名称:南通市XX闸一、标贯孔:个二、取土兼标贯孔:2个三、标准贯入:20次结构类型:勘察日期:2000.10.2627总 深:米总 深:43.60米原状土样:19筒层 数:提交日期:2000.11.01最大深度:米最大深度:22.30米扰动土样:袋 一、概况为调整南通市区内河水系，拟在原XX船闸处改建XX闸。原XX船闸净宽约7.5m，闸室底板顶面标高为-1.30m左右（吴淞高程、下同）；拟建XX闸室净宽约10.0m。勘察期间由于原XX船闸尚未拆除，给本次勘察带来较大困难，孔位有所偏移。本次勘察共布设两个取土兼标准贯入试验孔，孔深分别为21.30m、22.30m。本次勘察原位测试、室内土工试验及报告编写是根据中华人民共和国国家标准水利水电工程地质勘察规范（GBJ50287-99）、建筑地基基础设计规范（GBJ7-89）、中华人民共和国行业标准土工试验规程（SL237-1999）组织实施。勘察期间测得地下水位为4.50m左右。 二、岩土描述层次成因年代土 层 名 称土 性 描 述层 底标 高层厚状态密度湿度标准贯入试验基底摩擦系数承载力标准值fk桩 基 参 数备 注预 制 桩钻孔灌注桩qsikqpkqsikqpkmm击击fkPakPakPakPakPa1素填土上部以灰褐色低液限粉土为主，混砖屑，含植根，下部以灰褐色低液限粘土为主，局部淤泥质，混灰色粉土质砂。1.582.153.804.50流动软塑不均湿饱和1.81.52.0702-1低液限粉土灰色、青灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土，水平层理。-1.854.00流动软塑饱和5.55.06.00.301102-2低液限粉土与粉土质砂低液限粉土灰色、青灰色，粉土质砂灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土，水平层理。-2.123.70软塑稍松局部中密饱和9.58.011.00.321303低液限粉土灰色、青灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土，水平层理。-2.82-2.550.70流动饱和3.03.00.281004粉土质砂夹低液限粉土灰色、青灰色，夹薄层灰褐色低液限粘土，水平层理。-11.42-11.158.60软塑可塑中密局部稍松饱和16.811200.381705粉土质砂灰色、青灰色，偶夹薄层灰褐色低液限粘土，含贝屑，水平层理。未见底未见底密实局部中密饱和33.02937250 三、评价与建议经勘察表明：勘区属长江下游河口相冲积平原地貌，场地原为长江滩地，后经人工改造而成现今地貌。场地内地基土除层2外水平向变化基本一致。层2土性与强度水平向有一定差异，分为2个亚层（层2-1低液限粉土、层2-2低液粉土与粉土质砂）。层1素填土分布于场地内闸室、闸塘两侧，密实度不均，流动软塑，层厚较大；层2-1低液限粉土分布于S1号孔及附近场地，流动软塑，强度低，为中压缩性、中等渗透土层，层厚一般；层2-2低液限粉土与粉土质砂分布于S2号孔及附近场地，低液限粉土软塑，粉土质砂稍松为主，局部中密，强度一般，为中压缩性、中等渗透土层，层厚一般；层3低液限粉土流动，强度低，层厚较薄，为拟建XX闸地基的软弱下卧层，是本工程的不良工程地质现象；层4粉土质砂夹低液限粉土中密为主，强度较高，为中偏低压缩性、中等渗透土层，分布于整个场地，层厚大；层5粉土质砂密实，局部中密，强度高，为近低压缩性土层。1、根据场地地基土的土性特征、颗粒组成及物理力学性质指标综合评价，场地土类别为中软场地土，建筑物场地为类场地。2、 层4为拟建闸的天然地基理想持力层，闸底板基底置于标高-2.80m左右，地基土承载力标准值可按fk=170kPa，基底摩擦系数取f=0.38设计。3、 层2-1、层2-2及层3可作拟建闸天然地基，考虑到建筑场地地基土纵向及水平向变化，建议承载力标准值按fk=100kPa，基底摩擦系数取f=0.28设计，同时要考虑地基土的不均匀沉降问题。4、 可采取挖除软弱土层至层4，以粘性土料分层回填夯实至闸基础底标高，要求素土压实系数0.93。回填土经检测合格后，地基土承载力标准值可按fk=130kPa，基底摩擦系数取f=0.28设计。5、本次勘察为初步勘察，布孔较少，并不能全面反映场地工程地质全况，建议XX船闸拆除后进行详勘。副总工审核工程负责校对本报告共计16张一、正文1张四、剖面图1张七、颗粒大小分配曲线9张二、工程地质成果总表1张五、钻孔柱状图2张三、钻孔平面位置图1张六、土工试验成果报告表1张（2） 旱灾南通历史上曾发生多次特大干旱，例如：宋绍兴六年（公元1136年）五月，明成化六年（公元1470年）等，皆“民饥，人相食”。建国以来，发生一次特大干旱，1978年仅降雨量629.4mm，是常年的58%，该年7月上旬无雨，7月下旬雨量偏少，整个八月基本无雨，9月上旬也无雨，且长江潮位偏低，大部分农田靠电动抽水，农民生活用水困难。偏干旱的年份还有1959、1966、1967、1971、1979、1988年。（3） 台风台风（又称热带风暴）是发生在热带海洋上急速旋转的大气涡旋，在我国登陆的台风每年平均有七次，影响本市的台风有一、二次。1951、1960、1977、1981、1984、1989年等台风袭击我市，对江堤和房屋均有不同程度的破坏。（4） 其他灾害主要是龙转风和冰雹。几乎每年春夏之交都有发生，但范围小，影响不大。其他季节也有发生。2.4.2成灾原因（1） 洪涝灾南通每年6-7月，南方热带海洋的潮湿暖气流和北方南下的冷空气，在此上空相遇，致使麦收季节阴雨连绵，汛期暴雨集中，往往造成洪涝并发，旱洪急转。同时上游大量洪水过境，造成持续高水位，险情迭出。江堤在洪水的袭击下，经常出现滑坡、漏洞和塌陷，甚至决口。对于病险穿堤建筑物，由于原设计防洪标准偏低，经过几十年的运行，工程严重老化，成为江堤抵御洪水的薄弱环节。（2） 旱灾南通地处副热带北缘，受高空西风环流和太平洋副热带高压两种大气环流的影响和控制，降水在时空上分布极不均匀。干旱主要是由于梅期短或空梅，出梅后处于副热带高压控制下，连续高温、晴热少雨，加之长江上游来水量少，潮位低。工农业用水没有保障。（3） 台风台风、暴雨侵袭之期适与大潮相遇则风潮肆虐，或风潮暴雨同时为灾，致使江堤决口，潮水内灌，几成泽国，内河漫溢，田禾淹没，房屋漂毁，人畜伤亡。对江堤险工险段的除险加固就能限制台风灾害的扩大。第三章 工程建设的必要性3.1河道水系情况3.1.1XX西闸在该水系地位及XX河概况XX河为XX分片主要汇水入江河道，XX船闸是其唯一的入江控制口门。该河道弯曲，原主要用于航运，现由于下游XX大桥的新建，割断该航道，XX船闸以完成历史使命。沿江两岸盖了不少工厂企业，无法拓宽。XX河原设计标准如下表所示：表3-1：XX河设计标准名 称全 长（km）底 宽（m）口 宽（m）边坡河底高程（m）占地面积（亩）水面面积（亩）库容（万m3）XX河3.815391：31.6222.2168.438.5XX分片水系各级河道示意图：(附图02) 3.1.2社会经济发展状况（1） 现状南通市以轻纺为主体的化工、医药、机械、电力、电子、建材、船舶等多种门类相配套的港口、工业、贸易城。是一个资源比较丰富、经济发达的地区。十一届三中全会以来，我市认真贯彻改革开放的政策，加大改革开放的力度、调整产业结构，大力发展商品经济、社会事业和经济建设，取得显著的成绩，1999年我市国内生产总值达670.44亿元，人均国内生产总值8523元，财政收入41.62亿元，其中市区国内生产总值134.81亿元，人均国内生产总值20969元。（2） 规划根据南通市国民经济发展规划到2010年，要把南通建设成为经济发达、社会文明、设施完善、环境优美的现代化港口、工业、贸易、旅游城市。2010年国内生产总值达2880亿元，南通市区面积将从1999年的224km2，扩展到2010年的440km2，市区人口将从1999年的64.6万人发展到100万人。3.2XX船闸目前存在的问题3.2.1 原XX船闸不能满足江堤达标建设的要求根据江堤达标建设的要求，市区段江堤达标顶高程为9.23m，由于历史条件的限制，现不能再对其防洪高度进行加高。加上该航道已被上游1km处公路桥截断，已无需通航可能，故考虑拆除重建。3.2.2 原XX船闸抗滑、防渗不能满足安全使用的要求根据江海达标建设的标准及该闸所处的地理位置，XX船闸长江侧水位代表站为天生港站，参照天生港的水位资料，确定XX船闸加固复核水位组合。对XX船闸进行防渗稳定安全核算，结果如下表表3-2：原闸身防渗计算成果工 况外江侧内河侧HL（m）CC正向设计7.183.603.5830.0 8.38 12校核7.443.603.8430.0 7.81 反向设计0.443.102.6630.0 11.28 校核1.244.403.1630.0 9.49 表3-3：原闸身抗滑复核计算成果工 况水位组合计入拖重K值计入齿坎作用K值K设 计H上=3.60mH下=7.18m0.991.091.30校 核H上=360mH下=7.44m0.931.041.15表3-4：地基反力核算结果核算指标MAX（t/m2）MIN（t/m2）mm核算结果6.393.971.611.5根据表3-2、表3-3和表3-4可以看出，老闸在防渗、抗滑地基反力不均匀系数全部不满足规范要求。3.2.3原船闸闸身构件强度不能满足设计要求根据对原船闸观测，该闸存在以下问题：（1）、上闸首底板不均匀沉降差约67cm。下闸首底板与消力池分缝拉开约3cm。（2）、闸墩、公路桥墩砼碳化深度最大45.0mm，公路桥表面砼剥落，结构实际已损坏。（3）、钢闸门锈蚀，局部厚度仅及原设计的一半，并且标准偏低。（4）、公路桥严重损坏，于95年封死至今，致使该路段交通状况极差，已严重制约该区域经济的发展。3.3工程建设的必要性3.3.1江堤达标建设的需要根据江苏省水利厅文件关于我省长江远期防洪（潮）设计水位及沿线建筑物设计标准的通知苏水计（1997）210号，XX船闸由于运行年代已久，工程严重老化，防洪高度，闸室防渗长度，抗滑稳定不能满足安全使用的要求。3.3.2改善城区排涝的需要根据南通市城区河道整治规划报告，XX片现状范围为人民路以南，XX河以北，跃龙路以西至长江边区域。由于该片无出江涵闸（XX船闸无消能防冲设施，仅靠输水廊道排水），其涝水经战胜套闸过虹桥新村入姚港片出江；不仅加大姚港片排涝负担，而且排涝路线不畅。同时根据南通市城区河道整治规划报告，南通市主城区排涝标准采用50年一遇24小时面雨量245.7mm，雨后一日排出。3.3.3改善城区河网水质的需要XX河直接接纳沿岸居民生活污水及厂企污水，各项指标CODcr、CODmn、NH3-N、挥发酚等全面超标，均超类水，水色褚黑，臭味波及甚远。根据南通市城区河道整治规划报告，改建XX船闸，实现引江净水置换污水，经置换后水质可达类。3.3.4改善区域交通的需要XX闸新建后，现拟布设公路桥一座，对改善该区域交通条件和活跃经济起着积极的作用。第四章 工程任务和规模4.1排涝范围根据南通市城区河道整治规划报告，XX片现状范围为人民路以南，XX河以北，跃龙路以西至长江边区域。近期排涝面积4.4km2，远期面积达到8.88km2。4.2排涝标准（1） 各种历时暴雨频率分析计算根据南通市区雨量站（节制闸水文站）的多年观测点雨量代表主城区69.03km2的面雨量，分析计算各种历时的（1、6、12、24小时）不同频率的最大降雨量。选取计算系列为1970-1999年共30年、各种历时最大降雨量的统计特征值如下：1小时最大降雨量多年平均值X=46.9mm，Cv=0.93，Cs=1.566小时最大降雨量多年平均值X=74.2mm，Cv=0.34，Cs=1.1912小时最大降雨量多年平均值X=91.0mm，Cv=0.46，Cs=1.8024小时最大降雨量多年平均值X=108.7mm，Cv=0.46，Cs=1.50南通市主城区124小时不同频率最大降雨量分析计算结果见下表表4-1：南通市主城区124小时不同频率最大降雨量分析计算结果见下表 特征值时 段XCvCs频率P（%）1251020501小时46.90.391.56108.397.682.571.365.642.26小时74.20.341.19153.6140.2122.4108.392.869.712小时91.00.461.80237.5210.2173.8146.5117.879.224小时108.70.461.50275.0245.7206.5175.0143.496.7（2）、径流系数的分析与拟订根据城市发展规划，到2010年城区面积将由224km2，发展到440km2，XX分片届时将全部实现城市化，即城区房屋、道路将占主导地位，设想达到60%，河流水面面积6.5%，公园绿地占8%，加权计算得径流系数为0.736，取0.74，径流分析系数见下表。表4-2：南通市主城区径流系数分析下垫面名称下垫面积/总面积径流系数部分径流系数说 明水 面0.0650.980.064扣除雨期水面蒸发房屋、砼沥青路面0.600.900.540大块石和沥青表面处理路面0.1450.600.087外铺砌土路面和边缘零星地0.100.300.030公园和绿地0.080.150.012山 地0.010.250.003合 计1.000.736取 用0.74（2）设计洪水过程线 排涝标准与设计面雨量根据防洪标准（GB50201-94）2.0.1城市等级和防洪标准，南通市主城区的防洪标准为10050年一遇洪水，城市排涝标准按水利部意见参照防洪标准执行。确定我市主城区排涝标准采用50年一遇24小时面雨量245.7mm，雨后一日排出。 设计雨型选用1970年7月12日一场暴雨超过24小时，最大24小时降雨264.7mm与P=2%的设计降雨量245.7mm相近，经倍缩比缩小的P=2%诼时降雨过程线（如图03）。 设计汇流过程线XX分片属于平原水网地区，河道纵横交错，且主城区有大量的雨水管和污水管，水流情势复杂，加之沿江涵闸排涝时又受闸下潮位的限制，要择时开闸排水，因此一般情况下难以形成一个汇流过程线。鉴于上述诸多原因，本次汇流过程线采用推理公式绘制即：计算得洪峰流量（t=1小时，T=3t）。流量过程线采用三角形概化过程线法，涨洪为一小时，落洪为二小时。以此类推。最后得出于4小时暴雨过程线相应和流量过程线即为汇流过程线，该法未考虑河长、坡降及河流形状。XX片汇流过程线如图04。4.3设计排涝潮型4.3.1基本假定XX片排涝较频繁的时间是梅雨期和台风暴雨期，该期跨越6-9月四个月，设计排涝时遭遇此期间平均低潮位。4.3.2排涝潮型的拟订对天生港验潮站1970-1999年6、7、8、9月月平均低潮位进行计算的此期间月平均低潮位为2.43m，参照天生港站1998年6月17日（小汛）及1996年7月6日（大汛）的低潮位均接近2.43m，并以此为典型，绘制出排涝潮位过程线（图05）。4.4闸孔尺寸的确定4.4.1排涝孔径拟建XX西闸底板高程1.0m，采用上游水位3.6m（正常水位），过闸落差0.2m，过闸流量72.0m3/s，根据水闸设计规范，其孔径大小按堰流公式确定：计算需孔径需B0=8.8m。采用最高限制水位4.4m，过闸落差0.2m，计算得B0=8.3m。综合以上计算成果取用B0=9.0m在选定排涝潮型和考虑上游汇流影响得前提下，对XX西闸的排水能力进行演算，该规模完全满足设计排涝要求。4.4.2河道水力计算感潮河网地区的排涝计算，河道水力要素随时空而异，为简化计算，现假定水流为均匀流，采用曼宁公式： 式中：n糙率，根据我市几条沿海河道的实测资料n=0.025过水断面面积（根据原河道竣工标准）水力半径水力坡降，1/100004.4.3流速校核对于我市沿江地区的河道，不冲流速控制在0.70.9m3/s之间，不淤流速控制在0.20.3 m3/s之间；但由于我市沿江地区上下游河床枯节淤积较严重，考虑到利用汛期洪水冲淤是可行的，同时参照近几年实际运行的情况来看，将流速控制在0.9m3/s左右是比较合理的。4.5工程的综合利用XX西闸建成后，可以在防洪、排涝、交通、改善水质等方面发挥重要的作用，其中挡潮、排涝居主要地位，在此前提下考虑满足交通等方面的要求。4.5.1防洪建国以来，台风和高潮影响市区江堤次数达22次，数次冲跨江堤，以致人民的生命和财产遭受巨大的损失。根据江苏省水利厅苏水管199783号文关于我省长江远期防洪（潮）设计水位及建筑物设计标准的通知，南通市堤段防洪高程为9.23m；为了防止波浪的冲刷破坏，外江侧采用灌砌块石护坡。4.5.2除涝建国以来，1949、1954、1979、1991年等十次洪涝灾害，平均每五年发生一次，主要南通地区普降暴雨，病险涵闸不能及时排水，导致市区积水，从而造成涝灾。根据南通市区的规划要求，排涝标准必须达到五十年一遇，利用实测的降水资料进行频率计算，确定XX西闸闸孔总净宽为9m。4.5.3交通原XX船闸下游侧布置一座公路桥，但由于该桥已使用三十几年，已破损不堪，九五年封死至今，所有车辆必须绕道而行，现配合水闸的改建布设一座公路桥，以期缓解该地区的交通压力。4.5.4 改善水质XX河两侧沿程排放工业污水较多，其水质较差，同时鉴于目前南通市污水处理率仅有20%，每年春季必须大引大排改善水质，改善市区水环境，这就要求XX西闸必须保障一定的过流能力。第五章 工程设计5.1工程设计标准及建筑物等级根据江苏省江海堤防达标建设规划标准，参照水利水电枢纽工程等级划分标准极设计标准（平原、滨海部分）SDJ 21787规定，确定本工程为级水工建筑物，根据中国地震基本烈度区划图（1990），本工程所在地震基本烈度为6度。根据堤防工程设计规范（GB 5028698）及水闸设计规范（试行）（SD 13384）的规定，堤防建筑物抗滑安全系数为： 水闸：K= 1.30 (正常运用条件) 堤防：K= 1.25 (正常运用条件) K= 1.15 (非正常运用条件) 防震按6度区构造设计。5.2设计水位组合根据江海达标建设的标准及该闸所处的地理位置，XX船闸长江侧水位代表站为天生港站，参照天生港的水位资料，确定XX船闸加固复核水位组合。表5-1：设计水位组合工 况设计水位（m）校核水位（m）长 江内 河长 江内 河正 向7.183.607.443.60反 向0.443.100.363.101.244.405.3闸址原船闸拆除后重建，具体位置见平面图5.4主要结构方案新建XX闸与公路桥相结合。新建XX闸不设岸墙，利用边墩直接挡土。闸室共1孔，净宽9m，闸室顺水长度15m。闸门采用平板钢闸门，门顶高程4.80m，利用胸墙和闸门直接挡水。闸上游侧设交通桥一座，荷载标准为汽-20挂-100，桥面宽8m，为空心板梁结构，桥面顶高程为6.50m。工作桥面高程为11.0m，宽3.8m。工作桥上设启闭机房。闸身基础采用天然地基作为持力层，底板下游处设钢筋砼预制防渗板桩。闸门启闭机：闸门均采用平板钢门，面板布置在下游侧，主梁采用实腹式，门顶高程为4.8m。启闭机绳鼓启闭机。上下游翼墙均采用“八”型与圆弧形结合的翼墙，翼墙结构型式采钢筋砼扶臂式。该闸为排涝挡潮闸，闸室上游设钢筋砼铺盖，下游设钢筋砼消力池，上游铺盖长15m，下游消力池长15m，池深0.7m，上游铺盖外结45m长浆砌和干砌块石护底护坡，末断设深2m，宽5m防冲槽，下游消力池外接45m长浆砌和干砌块石护底护坡，末端设深2m，宽5m的防冲槽。公路桥与闸室联合布置，位于闸室下游侧，公路桥长约30m，共分三跨。第六章 施工组织设计及工程管理6.1施工条件1、施工交通条件工程区域位于南通港附近,陆上公路与干道相接,汽车可直达工地现场;长江是我省的黄金水道，水路交通也非常发达,各种货船可直达工地现场,交通条件优裕。XX闸建设所需材料、设备均可从水、陆两路直达现场。2、施工用水、电施工期工程用电、生活用水可从直接老闸管所接线，完全能够满足施工的用电、用水要求。施工期工程用水可从长江获取。3、材料来源及其它本工程所需材料均可从南通市市场购买。4、其他有利、不利条件水闸施工在我市有较为成熟的施工方法和经验，也有施工能力较强的施工队伍，这样，为工程的施工质量和进度控制提供了可靠的保证；不利条件：工程施工场地较紧张，拆除老闸工程量大，对施工的干扰和影响相对明显。6.2 施工组织1、本工程实行项目法人制，并成立相应的项目组，实行项目专项管理；2、按所列项目划分为老闸拆除、新闸主体工程新建2个单元工程进行招投标；3、本工程实行项目监理制、项目承包制、项目法人制、质量监督制，以确保工程质量、进度、投资控制和项目目标；4、每个分部工程在施工管理、测量与放样、技术与质量、材料供应、施工记录、等都需有专人负责。6.3 施工管理由建设单位、设计单位、所在乡镇等部门的有关人员成立工程处，负责工程的经费、质量、工期、安全等方面。6.4 施工计划根据施工单位的施工能力和工程需要，初步计划于2000年12月1日至2001年5月30日完成，总历时180天，扣除天气影响等不利因素，总施工日150天。6.5工程管理6.5.1管理机构新闸建成后，拟在原XX船闸闸管所的基础上成立新的闸管分所，人员编制6名。根据水闸工程管理设计规范（SL 170-96）要求，闸管所用房总面积总计207m2,包括生活、办公、会议室、食堂等，其中办公用房165 m2，启闭机管理用房42 m2。6.5.2日常运用和管理该闸调度运用必须在保证工程安全的条件下，综合利用、充分发挥水闸的防洪、排涝等需要。当兴利与防洪矛盾时，兴利应服从防洪需要，同时，在枯水季节应根据闸下淤积情况，定期或不定期进行冲淤、排沙。XX闸运行期间，最大过闸流量控制以不超过72.03/s。严格遵守闸门启闭机的操作制度，闸门启闭前必须先行检查，应注意过闸流量应与下游水位相适应，使水跃发生在消力池内，避免过闸的单宽流量超过允许数值；加强水工建筑物的观测检查与维护，水闸的观测应包括沉陷观测、渗透压力观测、裂缝观测、伸缩缝观测和上下游引河的冲淤观测等，此外还要做好各种检查工作如日常检查、定期检查