泵站工程可研报告

泵站工程可行性研究报

目录

1 综合说明 (4)

1.1工程概况 (4)

1.2勘察设计工作过程 (4)

1.3编制依据 (5)

2 气象与水文 (8)

2.1气象 (8)

2.2水文 (8)

2.2.1徐洪河概况 (8)

2.3通航水位 (9)

2.4调水水位复核 (10)

2.5邳州泵站配套建筑物水位组合表 (12)

3 工程地质 (15)

3.1地质概况 (15)

3.2工程地质条件 (19)

3.3结论与建议 (21)

4、工程任务和规模 (24)

5.1工程等别和标准 (29)

5.1.1工程级别、建筑物级别 (29)

5.1.2防洪标准 (29)

5.1.3地震设防烈度 (29)

5.1.4基本资料 (30)

5.2工程选址 (36)

5.2.1枢纽现状 (36)

5.2.2站址选择及比较 (38)

5.3工程总体布置和主要建筑物型式 (46)

5.3.1工程总体布置方案 (46)

5.4主要建筑物 (53)

5.4.1主泵房设计 (53)

5.4.2进、出水建筑物 (61)

5.5配套建筑物设计 (62)

5.5.2双杨河灌溉涵洞 (62)

8 水力机械 (63)

8.1水泵运行要求 (63)

8.2泵型比较方案 (66)

8.3流道型式和断流方式 (70)

8.4水泵安装高程的确定 (70)

8.5辅机系统 (70)

9 电气工程部分 (76)

9.1电气接入设计方案 (76)

9.2电气一次 (77)

9.3电气二次及泵站自动化控制系统 (78)

9.4配电装置设备布置 (80)

9.5防洪闸电气设计 (83)

10 金属结构 (85)

10.1邳州泵站金属结构设备 (85)

10.2配套建筑物金属结构设备 (85)

10.3金属结构防腐 (85)

5灌注桩工程 (98)

6、金属结构的制作与安装 (98)

7、大型机电设备的安装 (98)

8.4.2交通桥施工 (99)

8.4.3拆除工程 (99)

8.4.4主要施工机械设备 (99)

8.4.5主要工程数量 (99)

8.5施工总布置 (99)

8.6施工总进度 (103)

9 施工组织设计 (106)

9.1施工条件 (106)

9.1.1工程条件 (106)

11.2施工导截流 (108)

11.3施工降排水及基坑围护 (108)

11.4主体工程施工 (109)

11.5施工交通运输及施工总布置 (111)

11.6施工工期 (112)

12 占地及拆迁安置 (115)

12.1移民安置与专项迁建 (115)

12.2投资估算 (116)

13 工程管理 (118)

13.1管理机构 (118)

13.2管理范围 (118)

13.3管理设施 (119)

13.4管理运行要求 (121)

14 投资估算 (124)

14.1主体工程土建工程量 (124)

14.2工程投资估算 (125)

15 附图、附表 (127)

15.1附图 (127)

15.2附表 (127)

1 综合说明

1.1工程概况

根据《南水北调东线第一期工程总体规划》，新建邳州泵站，设计流量100m3/s，邳州泵站的作用是通过徐洪河抽引睢宁站来水，再沿房亭河送进骆马湖或北送。邳州泵站工程位于江苏省邳州市八路镇刘集村徐洪河与房亭河交汇处，是南水北调东线工程的第六级抽水梯级。

现状枢纽建筑物有：刘集地涵、刘集抽水站、刘集节制闸、刘集船闸（初步设计已批复，正在实施）。现状枢纽的功能一是抽引骆马湖或徐洪河水西送房亭河，二是相机排出房亭河以北涝水，三是房亭河排涝入中运河。刘集地涵为徐洪河穿房亭河立交建筑物，设计过水流量200 m3/s，其主要作用一是引徐洪河水入房亭河，二是当房亭河以北具备自排条件时，将房北涝水排入徐洪河。刘集抽水站位于房亭河北侧，抽水流量30m3/s，主要作用抽引骆马湖或徐洪河水由房亭河西送，供邳州、铜山灌溉；当房亭河以北不能自排时由该站开机抽排。刘集节制闸为灌溉季节刘集抽水站向房亭河补水提供节制。双杨河灌溉涵洞位于房亭河南岸，设计引水流量8m3/s。

1.2 勘察设计工作过程

2001年10月淮委会同海委编制完成《南水北调东线工程规划（2001年修订）》；2002年6月淮委规划设计院完成了《南水北调东线第一期工程项目建议书》，水利水电规划设计总院于2002年6月14～17日对该项

目建议书进行了初审，会后根据国务院批准的《南水北调总体规划》，淮委规划设计院又对项目建议书进行了修改，于2003年3月提出了《南水北调东线第一期工程项目建议书（修订稿）》。根据水利部2003年南水北调前期工作会议精神，为在项目建议书获国家批复前做好2003年开工项目的前期工作，2003年4月淮委规划设计院会同水利部天津水利水电勘测设计研究院编制完成了《南水北调东线第一期工程总体设计方案报告》，水利部水利水电规划设计总院2003年9月19～24日在北京对《总体设计方案》进行了审查。专家对邳州泵站总体布置和泵型选择提出了指导意见：根据现状工情确定房南方案防洪措施；同意初选贯流泵泵型方案。

为进一步做好方案比选，正确估算工程投资，徐州市水利建筑设计研究院根据新的资料、上述工作成果及审查意见，对站址区现有河道、建筑物的情况以及场区环境作了深入地调查研究，结合近年来泵站技术发展成果，细化站址方案和泵型方案比选，对工程设计参数作了部分调整，对泵型选择进行了进一步的技术经济比较，在充分比选论证的基础上站址推荐房南方案，泵型推荐卧式贯流泵方案，并于2004年4月完成。

1.3 编制依据

1.3.1 设计依据的文件

（1）《南水北调东线第一期工程总体设计方案报告》及审查意见（初稿）（水利部淮委设计院、海委设计院，2003年8月）；

（2）《南水北调工程总体规划》（国家发展计划委员会、水利部，2002年9月）；

（3）《南水北调东线工程规划（2001年修订）》（水利部淮委、海委，2001年10月）；

（4）水利部水规总院《关于〈南水北调东线第一期工程项目建议书（修订稿）〉审查意见（初稿）》（2003年4月）；

（5）《南水北调东线第一期工程项目建议书（修订稿）》（淮委规划设计研究院，2003年3月）。

（6）《关于征求〈2003年南水北调工程开工项目前期工作进度安排〉意见的通知》（水利部南水北调规划设计管理局，2003年5

月）。

1.3.2 设计依据的规程、规范和规定

（1）《水利水电工程项目建议书编制暂行规定》（水规计［1996］608号）

（2）《水利水电工程等级划分和洪水标准》（SL252-2000）

（3）《泵站设计规范》（GB/T50265-97）

（4）《水闸设计规范》（SL265-2001）

（5）《水工混凝土结构设计规范》（SL/T 191—96）；

（6）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077—1997）；

（7）《水工建筑物抗震设计规范》（DL5073—1997）；

（8）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021—85）；

（9）《水利水电工程施工组织设计规范》（SDJ338-89）

（10）《水利工程管理单位编制定员试行标准》（SLJ705-81）

（11）《内河通航标准》（GBJ139—90）；

（12）《水利水电工程钢闸门设计规范》（SL 74—95）；

（13）《水利水电工程启闭机设计规范》（SL 41—93）；

（14）《水工金属结构防腐蚀规范》（SL 105—95）；

（15）淮委规划设计研究院《南水北调沿线泵站项目建议书编制规定》(16) 其它相关的规范、规程、标准。

2 气象与水文

2.1气象

邳州泵站地处邳州市西南部，属于暖温带半湿润季风气候区，冷暖变化和旱涝灾害十分突出。夏季炎热，雨水集中；冬季干旱，雨雪稀少，春季温和，秋季气爽。多年平均气温14℃。平均降雨量867.5mm，年日照2393小时，无霜期214天，平均水面蒸发量1100mm，陆地蒸发量625mm。降雨的时空分布极不均匀，汛期（6～9月）降雨595.4mm，占全年的66.8%，历年最大降水为1354.3mm，最小降水为557.7mm，故常有旱、涝、渍、冻等自然灾害。暴雨成因是黄淮气旋、台风和切变线等。

2.2水文

2.2.1徐洪河概况

徐洪河连接洪泽湖、骆马湖、微山湖三大湖泊，串通安河与沂沭泗两大水系，是一条具有防洪、排涝、调水及航运综合效益的骨干河道。徐洪河工程主要由干流及房亭河组成，其干流从洪泽湖的顾勒河口开始，沿安河老道扩挖，至七嘴进入睢宁境内，再沿凌沙河至沙集向北，切断废黄河，穿越民便河至刘集（亦称为土山），向西北利用房亭河在徐州东郊蟠桃村附近进入不牢河。全长为187km，其中顾勒河口至刘集120km，刘集至不牢河蟠桃村利用房亭河长度67km。徐洪河按5年一遇除涝、20年一遇防洪、北调送水200 m3/s标准开挖。徐洪河干流排水面积2316km2，5年一

遇排涝流量960m3/s，现状河道底高程15～8m（废黄河零点，下同），河底宽度24～102m，河道边坡1：3～1：4。1992年全线贯通，并建成睢宁一站，在洪泽湖水位12.5米时可利用睢宁站从洪泽湖抽水50 m3/s北送徐州。

2.2.2 房亭河概况

房亭河位于铜山、邳州两县（市）境内，系运西地区主要引排骨干河道之一。从京杭运河不牢河起，经大庙、单集、土山到房亭河地涵入中运河，全长74.4km。沿岸支流有古运河、一手禅河、帮房亭河、白马河等，流域呈叶面状分布，房亭河流域面积为755km2，其中丘陵山区面积136 km2，平原区493 km2，低洼平原抽排区126 km2。地面形势是西高东低,地面平均坡度1/5000～1/7000。房亭河20年一遇防洪流量813 m3/s，5年一遇排涝流量505m3/s，现状河道底高程27～18.3m，河底宽度10～40m，河道边坡1：3，满足防洪排涝要求。

2.2.3 邳州泵站排涝区域概况

房亭河以北、京杭运河以南区域排水面积246.6km2，区域地面高程22.5～23.5m,具体排水范围为：房亭河以北，中运河以西，古运河、李集大沟滩土河上段以东区域(见附图)。该片地区的现状排涝布局为：当徐洪河、邳洪河水位较低时，开启刘集地涵和邳洪河地涵向南抢排；当失去自排机会时区域涝水由刘山站和刘集站抽排。（见图2.2.3.1）

2.3 通航水位

根据1979年江苏省水利勘测设计院编制的《徐洪河全线工程规划》

及1997年江苏省交通规划设计院编制的《徐洪河通航工程刘集船闸工程可行性研究报告》，房亭河及徐洪河均为Ⅴ级航道，房亭河下段最低通航水位为20.5m，徐洪河沙集至刘集段最低通航水位为19.5m。

中运河最低通航水位20.5m；徐洪河刘集地涵南端最低通航水位19.5m。

2.4 调水水位复核

房亭河中泓糙率选用0.0225，河道考虑淤积因素，桥梁、涵闸及芦苇阻水均计入落差。徐洪河中泓糙率选用0.0225，河道考虑淤积因素，桥梁、涵闸均计入落差。邳州泵站水位复核情况见下表：

邳州泵站特征水位表表2.4.1

2.5 邳州泵站配套建筑物水位组合表

2.5.1 黄墩湖防洪闸

黄墩湖防洪闸水位组合表表2.5.1

2.5.2 房亭河防洪闸

房亭河防洪闸水位组合表表2.5.2

2.5.3 双杨河灌溉涵洞

双杨河灌溉涵洞水位组合表表2.5.3

3 工程地质

3.1 地质概况

2003年8月徐州市水利建筑设计研究院对邳州泵站（房亭河南、北两个方案）按项目建议书阶段进行工程地质勘察。在收集区域工程地质资料和地区水文地质的基础上，适量布置钻孔，初步查明场地工程环境、地形地貌、地层岩性、不良岩土层的分布及其对工程的影响，进行常规岩土性质试验，提供各层岩土的常规物理力学参数；并对其工程性质做初步评价。对场地水文地质条件、岩土的渗透性，地下水埋藏条件，地表水和地下水的补排关系，环境水的腐蚀性进行初步评价。

外业工作于2003年8月5日开始，8月12日结束，施工钻孔21孔，总进尺489.17m，取原状土样106个，进行标贯试验313点，最大孔深27.8m，控制高程-5.2m,基底下深度17.0m。土工试验由我院试验室完成，土样均按要求进行了常规物理力学试验。

3.1.1 地形地貌

邳州泵站位于江苏省邳州市八路乡境内，北方案位于房亭河北岸，现刘集抽水站西侧，输水线路为睢宁站来水经徐洪河和徐洪河穿房亭河地涵到邳州泵站下再抽水入房亭河，由房亭河送入骆马湖。南方案位于房亭河南岸，黄墩湖滞洪区内，输水线路为睢宁站来水经徐洪河直接抽水入房亭河，由房亭河送入骆马湖。

场地地势平坦，地表高程23.0～24.0m，房亭河堤顶高程28.3m，边

坡1:3，徐洪河河底高程15.0，房亭河河底高程18.0m。

3.1.2地层和岩性

场地位于沂沭泗河冲、洪积平原，第四系地层发育以冲、洪积相为主，全新统、上更新统沉积颗粒较细，中更新统沉积颗粒相对较粗，沉积韵率清晰，成层性好。全新统厚8～9m，上部为砂壤土、粉砂，下部为淤泥质黏土。上更新统以黏性土夹钙质结核为主，局部夹细～中粗砂，厚度10～15m。中更新统以黏性土夹钙质结核为主，夹中、粗砂，厚度40.0m。本次勘探揭露第四系全新统（Q4）、上更新统（Q3）地层，根据岩土特征可划分为7层（南、北两方案统一分层，不包括夹层），现分述如下：全新统Q4：

①砂壤土（Q4al+pl）：黄色、浅黄褐色，，松散、饱和，振动析水较快，无光泽反应；局部混团状粉砂、或夹黏土薄层；厚度2.0～2.6m。

②黏土（Q4 al+pl）：褐黄色，软塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性较低，标贯击数2～3击，厚度0.6～1.1m。

③粉砂（Q4al+pl）：灰色，松散、饱和，振动析水快，无光泽反应，夹黏土薄层；标贯击数2～8击，厚度1.0～3.6m，南方案场地内局部分布。

④淤泥质黏土、淤泥（Q4l+h）：灰色，软塑，黏着性大，稍有光泽，摇振变形明显，韧性较低，含腐植质及腐烂植物根系，厚约1.55～2.8m，南方案场地内多含粉砂薄层，标贯击数1～2 击。

④-1中细砂（Q4al+pl）：黄色～灰黄色，中密，饱和，厚度0.0～1.9m，标贯击数24击，仅在北方案自排闸T18孔分布。

⑤壤土：黄灰色，可塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等，含小豆状FeMn结核，混粉粒较多及少量砂粒，厚2.8～3.6m，标贯击数4～8 击。

上更新统（Q3）：

⑥壤土混砂姜（Q3al+pl）：褐黄色、褐黄夹灰白色，可塑～硬塑，无摇振反应，油脂光泽，干强度高，韧性高～中等；含豆状FeMn结核及砂姜（钙质结核），结核直径3～8 cm左右，上部含量较多，厚约2.2～5.4m，标贯击数8～22击。

⑥-1中粗砂（Q3al+pl）：黄色～灰白色，紧密，饱和，厚度变化大，0.5～

2.4m，标贯击数21击，北方案仅抽水站T3孔分布，南方案场地内分布稳定。

⑦黏土混砂姜（Q3 al+pl）：褐黄夹灰白色，可塑～硬塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高；含少量砂姜，总厚度14.0m，标贯击数11～25击。

⑦-1中粗砂（Q3al+pl）：黄色～灰白色，紧密，饱和，厚度变化大，0.0～

1.4m，标贯击数18～30击，北方案仅抽水站T3、T6孔分布，南方案分布稳定。。

⑦-2含砾中粗砂（Q3al+pl）：黄色～灰白色，紧密，饱和，底部含小砾石，厚度变化大0.0～2.4m，标贯击数18～30击，分布比较稳定。

各土层分布情况详见南、北两个方案的“工程地质剖面图（图3.1.1、图3.1.2、图3.1.3”，其物理力学指标见各工程的《工程地质勘察综合成果表》。

3.1.3 水文地质条件

本场地位于中运河沿岸富水区内，冲积层厚度一般在60米左右，主要含水层在10～20m之间，含水层主要为中粗砂和含砂姜壤土，后者的富水取决于砂姜含量多少富集程度，补给水源主要靠降雨入渗，地表侧向补给次之。

（1）孔隙潜水:主要赋存在第四系全新统和上更新统地层中，含水岩组的岩性多为厚度5～10m的中粗砂、中细砂和亚粘土，底板埋深一般在30m以浅。单井涌水量1000～3000m3/d；补给来源为大气降水和地表水渗漏，主要消耗于蒸发和人工开采，属降水入渗—蒸发开采型。

（2）孔隙承压水:，含水岩组岩性以中更新统含砾中粗砂、中细砂为主，顶板埋深30～40m以深，厚10～15m；单井涌水量500～1000m3/d。

场地内含水层主要有第①层砂壤土、第③层粉砂和第⑥-1、⑦-1、⑦-2层中粗砂，其中第①层粉砂渗透性大富水性比较好，水源补给条件受地表水和大气降水影响，易于疏干；第⑥-1、⑦-1、⑦-2层中粗砂的富水和渗透性都很好，且与上、下含水层有直接水力联系。第⑦层黏土夹砂姜富水性取决于砂姜含量的多少和富集程度。据调查和有关水文地质资料分析，场地附近该岩组单井涌水量一般15～20m3/h左右。

站址基坑开挖过程中除第②层黏土和第④层淤泥质黏土外，其余各层均有一定的水涌入基坑。本次勘察期间测得地下水埋深0.8m，相应地下水位：22.5m。据调查地表水与水地下水对混凝土均无侵蚀性。

3.1.4 地震基本烈度

本地区处于郯城～营口地震带南端，地震活动的特点是频度低，强度大。迄今为止共发生6级以上地震8次，其中7级以上强震4次，最大震级为8.5级。根据历史记载和地震调查，自公元前178年至今共记录有感地震17次。其中少数曾造成不同程度的破坏，但全都是邻区地震波及引起的。破坏程度最大的是1668年7月21日郯城～莒县间发生的8.5级地震。但历史上7级以上的大震都发生在郯～营地震带的北段和中段，而邳州所处的南段仅有一些零星的中强震发生。

根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)，场地地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期为0.35s。根据《中国地震烈度区划图》(P=0.1,1990a)，场地地震基本烈度8度。

3.2 工程地质条件

邳州泵站位于郯庐断裂带以西15km，工程场地内无活动断层。依据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203—97）第3.1.1款，根据构造活动性、边坡稳定性和场地地基条件，该场地位于抗震有利地段。

根据场地地层结构，按剪切波速与岩性的关系，场地覆盖层厚度（d ov）60.0m。抽水站主体工程按《水工建筑物抗震规范》划分,工程场地土（抽水站基底下15.0m内）按《水工建筑物抗震规范》计算，平均剪切波速（V Sm）为：250.2 m/s；场地土类型：中硬土；场地类别：Ⅱ类。配套工程建筑

按《建筑抗震设计规范》划分,场地地表以下20.0m内，等效剪切波速（V Se）126.6m/s；场地类别：Ⅲ类。

场地内第①～⑤层为第四系全新统（Q4）地层，上部①～③层系黄泛冲、洪积沉积，中部淤泥质黏土为湖沼沉积，沉积时间短、土质松软，工程性质相对较差。第①层砂壤土、第③层粉砂，松散、饱和，防渗抗冲能力差，在地下水作用下极易产生管涌或流土破坏，经判别为地震液化土层。第②层为新近沉积的粘性土。第④层淤泥质黏土，土质软弱，压缩性高、抗剪强度低，易流变，允许承载力70kpa。第⑤为一般粘性土，允许承载力140kpa。第⑥～⑦层为第四系上更新统（Q3）地层，以含砂姜（钙质结核）黏性土为主，夹中粗砂。各层土的密度、强度都比较大，压缩性中等偏低，允许承载力均在200kpa以上。其中第⑥-1、⑦-1、⑦-2层中粗砂、厚度变化大，工程性质较好，仅第⑦-2层含砾中粗砂分布相对比较稳定。

进水段翼墙基底高程13.1m，设计站房基底高程12.2m，南、北两个方案均位于第⑥层壤土混砂姜之上，该层分布稳定，压缩性中等偏低～低，标贯击数8～22击，平均11击，允许承载力200kpa，抽水站地基内无地震液化或软化土层。出水段翼墙基底高程17.0m，北方案位于第⑤层壤土顶部，南方案位于第④层层淤泥质黏土下部，清污闸基底高程14.3m，南、北两个方案位于第⑤层底部，允许承载力140kpa。

站房基坑开挖土层主为①～⑤层,其中第①层砂壤土、第③层粉砂和第④层淤泥质黏土的工程性质都比较差，前者在地下水作用下极易发生流土破坏，后者抗剪强度低，易流变，均对边坡稳定不利。此外、凡设置在站房开挖回填土范围内的工程，除按换填法处理要求控制填土质量外，地