防洪闸设计说明书

湖南省 *****防洪闸处险加固工程设计报告目录1综合说明 (1)1.1 工程概况 (1)1.2 枢纽建筑物简述 (2)1.3 原设计、施工情况简述 (2)1.4工程现状及存在问题 (3)1.5处险加固措施和工程投资 (5)2处险加固工程设计 (7)2.1右岸护坡、护脚加固设计 (7)2.2发电厂整修设计 (11)2.3电器设备更新改造 (11)2.4启闭机更新设计 (13)2.5闸门维修与更新 (14)2.6升船机吊桥更新设计 (14)3工程概算 (16)3.1编制依据 (16)3.2费率标准 (16)3.3基础单价 (17)3.4主要技术经济指标 (17)3.5工程概算表 (18)1综合说明1.1 工程概况**防洪闸位于烂泥湖垸烂泥湖撇洪渠出口，地处********镇，*江尾闾的左岸大堤上，距***城21Km。

该工程以防洪为主，兼顾排渍、灌溉、发电、交通航运等效益的综合性水利交通枢纽工程。

闸前控制撇洪渠集雨面积710Km2，多年平均流量600m3/s，设计枯水流量10m3/s。

工程效益涉及三市(***、益阳市、岳阳市)四县的5个乡镇，即**的**、宁乡的朱良桥、湘阴沙田、益阳欧江岔、上湖等5个乡、66个自然村，30多万人，40多万亩农田。

该工程原设计为防止*江洪倒灌撇洪河，减少闸前撇洪洪渠两岸洪水威胁。

设计灌溉面积3.5万亩，电站装机容量0.25MW，年发电量7.6×105KW.h，通航建筑物设计年货运量20万t，船只最大吨位30t，闸上公路桥净宽7m，荷载标准汽-10，该工程为二等工程，主要建筑物2级。

工程所在地区地貌单元属*江下游一级冲积阶地前缘。

防洪闸所处场地地层主要为第四系全新统河流冲积地层。

建筑物地基持力层为粉细砂、砂卵石层，地基承载力设计值为210～350KPa。

1.2 枢纽建筑物简述枢纽工程由闸坝、电站、排渍底孔、公路桥及升船机等建筑物组成。

闸坝为钢筋砼、浆砌石混合坝、坝轴线长73.2m，闸底高程为24.0m，其上装有8扇8.9 m×7.15m（宽×高）钢质平板闸门。

最大坝高14m。

闸顶高程38.00m。

电站厂房房位于右岸为河床式厂房，厂房平面尺寸为6.1 m×12.7m （宽×长），机组间距2.8m，厂房高程38.00m，安装2台ZDJ981-LM-80水轮发电机组；单机容量125KW，最大引用流量5 m3/s，进水口底板高程28.00m，装有2扇2.16m×2.05m（宽×高）钢质平板闸门。

排渍底孔布置在电站厂方的左侧，孔口尺寸2 m×3m（宽×高），进口底板高程25.5m，进口底板高程23.5m，进口装有1扇2.48 m×3.15m （宽×高）钢质平板闸门。

升船机布置在右岸的岸坡上，上下游轨道坡比1:8，上游（内河）轨道水平长度113.2m，下游（外河）轨道水平长度121.2m。

过闸方式采用单绳引承船车惯性自冲过顶。

设计年货运量20万t，船只最大吨位30t。

1.3 原设计、施工情况简述**防洪闸工程设计由***农林水利局于1976年进行了初步设计，同年11月动工兴建，***立了工程指挥部，组织**区群众，在市、县水利部门工程技术人员参与和指导下，广大参战人员克服了施工中各种困难。

在不到二年时间内，于1978年9月完成了防洪闸主体工程。

1978年5月由省交通规划勘测设计院对升船机部分进行设计，1980年1月，升船机工程动工，1981年1月竣工。

由于当时水利建设主要靠人海战术式和大兵团作战，施工人员素质较低，加上在追求进度时，放松了对质量的要求，以及设备器材缺少等诸多因素，影响了施工质量，给其后的运行管理留下了如：固定坝裂缝、闸墩裂缝、消力池冒砂、海漫冲坏等诸多隐患。

1997年，湖南省水利水电勘测设计院，对**防洪闸进行处险加固工程初步设计，工程于1999年10月开工，2000年3月竣工。

完成的主要项目为：固定坝的基础防渗灌浆；坝体内进行充填灌浆；闸墩采用旋喷灌浆加固墩基；二级消力池采用砼加固延长，海漫改为部分浆砌石和干砌石结构；并对办公楼进行了维修，新建了器材库和启闭机房，更新了3台启闭机。

1.4工程现状及存在问题**防洪闸自建成至今已运行近30年，在防洪、排渍、灌溉、发电及交通航运等方面取得了较大的社会和经济效益。

但由于施工时遗下的质量问题及工程老化，1999年虽对部分“病险”进行了处理，但现仍有诸多隐患，影响工程的安全运行。

在今年7月，降雨量少，**防洪闸按照上级统一的调度关闸蓄水抗旱，8月14日，突降暴雨，电网遭雷击破坏，**防洪闸因电力中断闸门无法启动，15日上午，上游的益阳大路坪闸紧急泄洪，导至**撇洪河水位以0.3m/h猛涨，下午4时，撇洪河水位达到36.00m，超警戒水位1.5m，内外河水位高差6.5 m，严重威胁**撇洪河大堤、**防洪闸及**及垸内人民生命财产安全，情况十分危急，通过省、市、县三级防汛指挥部和电力部门紧急抢修，下午4时15分**防洪闸恢复供电后闸门打开，险情得以缓解。

根据**防洪闸管理所提供的有关资料及现场查勘，该工程主要存在以下问题：（1）闸门锈蚀严重：**防洪装有11张平板钢闸门，其中，闸坝装8扇8.9 m×7.15m（宽×高）闸门，发电站进水口装2扇2.16m×2.05m（宽×高）闸门，底孔装有1扇2.48 m×3.15m（宽×高）钢质闸门，除闸坝段的8张闸门在1999年进行了维修和喷锌外，电站和底孔的3扇闸门均为1976年安装，现闸门锈蚀十分严重，部分地方已锈穿。

（2）启闭设备严重老化：**防洪装有10台启闭机，其中，闸坝段8扇闸门采用8台2×16T卷扬式启闭机启闭，发电站2扇闸门共用1台2×16T卷扬式启闭机，底孔装有1台20T螺杆式启闭机，除闸坝段3台启闭机在1999年进行了更新外，其余均为1976年安装，经多年运行启闭机及配套设备已严重老化，近年来故障频频。

1995年3月30日8#启闭机内部线圈老化发生短路，不仅烧坏了电机，而且烧坏了配电屏、变压器及其它高低电气设备和操作电缆；今年6月12日4#启闭机，钢丝绳在启吊闸门断裂。

其它启闭机因部分零件损坏，闸门难于灵活启闭，给防洪抢险留下一大隐患。

（3）电器设备老化、没有自备电源：**防洪闸通过近30年运行，电器高等严重老化，1999年更换了部分电器设备和启闭机房内线路，现接地设备严重老化，无避雷装置。

**防洪闸设一台专用变压器，电源来自省电力供电网络的10Kv系统。

一旦电源发生故障，闸门将无法打开。

（4）跨升船机吊桥断裂：**防洪闸跨升船机钢轨吊桥系平面钢筋质闸结构，长7.1m，宽7.0m，设计汽-10加重车标准。

由于近年来过往车辆频繁，且常有超标准大车通过，从而使桥加产生了塑性变形，后来湖南省规划勘察设计院进行了加固设计，加固处理后，虽缓解了吊桥的继续变形，但由于原有变形并未被矫正，钢板局部与纵梁、横梁脱焊而隆起变形，影响车辆的安全通过。

（5）下游右岸护坡、护脚破坏：**防洪闸由右岸护坡为1999年修建，在洪水期及开闸时，水流湍急，对两岸坡脚冲刷作用大。

今年8月15日，**防洪闸泄洪时，外河水位低，内外河水位高差6.5 m，下游右岸河床底形成冲坑，冲坑最深处有3m，护坡因坡脚空虚而滑坡，滑坡长40m，直接威胁**管理所的安全。

（6）发电厂年久失修：发电厂建于1976年，高10m，1999年将发电机房隔层，下层为发电厂房，上层为配电间和备用电源间。

发电厂由于年久失修，目前梁柱漏筋、砼栏杆多处断裂，木门窗已损坏，屋顶漏水严重。

对**防洪闸的管理带来诸多不便。

1.5处险加固措施和工程投资针对目前**防洪闸出现的险情，省、市、县水利部门多次现场勘察一致认为，现在水位较深，难于探测河床底冲刷情，本次设计重点放在处险，及采取工程措施，确保来年防汛安全，今年冬天，当水位较低时，再对**防洪闸存在隐患进行勘察和加固整修设计。

本次设计的项目包括：（1）更换1999年未更换的启闭机（2）对锈蚀平板闸门进行维护和更换（3）更新部分老化的电器设备，增设自备电源（4）更换跨升船机吊桥（5）对右岸护坡、护脚破坏段进行加固处理（6）对发电机房进行整修项目共需资金245.86万元2处险加固工程设计2.1右岸护坡、护脚加固设计**防洪闸右岸护坡有60米滑坡，设计加固80米，设计在枯水位（高程27.00m ）以下坡脚采用抛石护脚，枯水位以上为浆砌石护坡，河床冲空处用抛石回填至高程24.00m 。

2.1.1护坡设计（1）波浪要素计算波浪要素采用《堤防工程设计规范》中附录C 公式计算：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛=7.0245.027.0227.013.00018.07.013.0V gd th V gF th V gd th V H g 5.029.13⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=V H g V T g 45.3min168⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=V T g V gt L d th T g L ππ222=βcos 22gd F KV e =L H m K K K R pV p 21+=∆ 式中：H ——平均波高（m ）； T ——平均波周期（s ）；V ——计算风速（m/s ）；F ——由计算点逆风向量到对岸的距离（m ）；d ——水域的平均水深（m ）；g ——重力加速度（9.81m/s ）；min t ——风速达到稳定状态的最小风时（s ）； L ——波长（m ）；e ——计算点的风壅水面高度（m ）；K ——综合摩阻系数，可取K =3.6×10-6；β——风向与垂直于堤轴线的法线的夹角（度）； p R ——累积频率为p 的波浪爬高（m ）；∆K ——斜坡的糙率及渗透性系数；V K ——经验系数；p K ——爬高累积频率换算系数；m ——斜坡坡率。

计算结果见下表计算结果见下表波浪要素计算表（2）浆砌石护坡厚度确定浆砌石厚度参照《堤防工程设计规范》D.3.1式确定：31HLmH K t b γγγ-= 式中：t ——护坡厚度（m ）； K 1——安全系数，K=0.226； H ——设计波高（m ），取H 4%； r b ——块石的重度（24kN/m 3）； r ——水的重度（10kN/m 3）； L ——波长（m ）； m ——斜坡坡率 m=2。

计算结果见下表计算得砼板厚为0.19m ，根据护坡结构要求并参考其它类似护坡工程，将砌石护坡厚度为0.4m ；垫层采用砂卵石，厚度为0.1m 。

护坡长80米，下限为平均枯水位以上即高程27.00m ，护坡顶为现浇砼护肩，底部设0.8×1.0m 砼护滑墙，以利护坡稳定。