山东黄河河务局工程建设中心山东黄河闫潭引黄闸除险加固工程

1建设项目基本情况项目名称山东黄河闫潭引黄闸除险加固工程建设单位山东黄河河务局工程建设中心法人代表岳远义联系人赵宇坤通讯地址山东省济南市历下区黑虎泉北路157号联系电话[phone]邮政编码250000建设地点山东省东明县焦园乡，北纬35°1'30.37，东经114°56'1.93立项审批部门国家发展改革委、水利部批准文号发改农经[2013]303号建设性质新建□改扩建√技改□行业类别及代码水利管理业N76占地面积（hm2）/绿化面积（m2）/总投资（万元）5269.77其中环保投资（万元）124.7环保投资占总投资比例（%）2.37评价经费（万元）预期竣工日期工程内容及规模：一、项目由来及建设必要性闫潭引黄闸位于黄河右岸菏泽市东明县境内，相应大堤桩号162+070，坐标为北纬35°1'30.37，东经114°56'1.93，于1971年7月建成的四联十二孔钢筋混凝土涵洞式水闸。承担闫潭灌区内的东明县、曹县、单县和成武县的供水任务，该闸设计引水流量50m3/s，最大过闸流量150m3/s，设计灌溉面积100万亩，涉及人口236万人。随着地方经济建设不断发展，工业生产能力大幅度提高，引黄供水为灌溉农田、工业生产和城乡居民生活提供了水源，近几年该闸年引水量为3亿m3左右，基本解决了菏泽市南五县的缺水情况，为满足灌区内的工农业生产及城市居民生活用水的需求提供了保障。一旦工程停止供水，将会直接影响受水区工农业生产和人民群众生产生活，造成巨大经济损失。闫潭闸位于黄河大堤上，工程安全度汛与黄河大堤的防洪安全息息相关，直接影响着下游人民群众的生命财产安全。2闫潭引黄闸于1971年建成投入运用后，运行已40余年，随着工程运行年限的不断增长，闫潭引黄闸的老化病害现象日趋严重。根据水利部颁发的《水闸安全鉴定管理办法》（水建管[2008]214号）和《水闸安全鉴定规定》（SL214-98），山东大学土建与水利学院测试中心等有关单位完成了闫潭引黄闸的各项调查、检测和安全复核工作，发现该闸存在由严重沉降产生的多处裂缝、裂缝部位钢筋锈蚀严重、闸基防渗长度不符合要求、底板内部混凝土结构存在缺陷、闸门面板锈蚀严重、闸门止水橡皮老化缺损严重、启闭机老化超过规定折旧年限等问题。2009年3月，黄河水利委员会审定了对闫潭引黄闸的安全鉴定，专家组认为对闫潭引黄闸各鉴定项目的分析评价比较全面且基本符合实际，认为闫潭引黄闸存在严重安全问题，水闸安全类别评定为四类闸，鉴于该闸的安全隐患直接威胁着工程的安全运行及黄河堤防安全，为消除工程隐患，确保黄河下游防洪安全，保证原闸承担的闫潭灌区菏泽市南五县的供水任务，对该闸进行报废重建是十分必要的，也是非常迫切的。2009年5月水利部组织编制了《全国大中型病险水闸除险加固专项规划》，闫潭引黄闸列入其中。2013年2月根据中央关于启动和推进大中型病险水闸除险加固的要求，国家发展改革委、水利部组织编制了《全国大中型病险水闸除险加固总体方案》，闫潭引黄闸被列入项目计划。2014年11月，山东黄河勘测设计研究院编制完成了闫潭引黄闸改建工程项目可行性研究报告。根据《建设项目环境保护分类管理名录》，本工程需编制环境影响报告表。受山东黄河河务局工程建设中心委托，我院在环境现状调查研究及资料收集分析的基础上，编制完成了《山东黄河闫潭引黄闸除险加固工程环境影响报告表》。二、工程任务、规模及运行方式1．工程任务闫潭引黄闸于1971年建成，其主要任务为引黄放淤并承担闫潭灌区灌溉及工业和生活用水。该闸运用40年来，在淤改土地和灌溉引水等方面，取得良好的社会和经济效益。但是经过多年运用，闸体结构损坏严重，混凝土开裂，涵洞洞身不均匀沉陷，闸基渗水严重，金属结构锈蚀，启闭机老化，经安全鉴定，该闸评定为四类闸，3工程存在严重安全隐患直接影响其正常使用，应拆除改建。按照《山东黄河闫潭引黄闸除险加固工程可行性研究报告》，本次闫潭闸除险加固的主要任务为：原址重建闫潭闸，提高其自身安全稳定性，满足闸室防洪标准，保证闫潭灌区农业、工业以及生活用水和防洪安全。建设内容包括：拆除重建闸室及上、下游连接段，更换闸门、启闭机等金属结构设备和电气设备、以及其他相关设施的配置等。2．工程规模闫潭闸设计引水流量50m3/s，设计放淤流量150m3/s，本次改建维持原有引水规模，根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）规定，其等别为Ⅱ等，主要建筑物为2级；根据《水闸设计规范》（SL265-2001）的规定，水闸的级别不得低于防洪堤的级别。黄河大堤堤防级别为1级，因此，闫潭引黄闸的工程级别确定为1级。3．工程运行方式大河流量480m3/s时，闫潭引黄闸的设计引水位为67.04m。考虑小浪底水库运用以来，通过水库拦沙和调水调沙，黄河下游主槽发生持续的冲刷下切，引水闸底板高程设计时，还应充分考虑水库对下游河槽继续冲刷下切的影响。闫潭闸前最低引水位为66.64m。根据黄河下游河道河势变化分析，当河道洪水流量达5000m3/s时，开闸引水可能引起河道主流变化，将大溜拉至引水口附近，造成大溜顶冲工程的危险局面，因此，在黄河流量达到5000m3/s以上时，不开闸引水。闫潭引黄闸的最高运用水位为70.35m。闫潭闸的引水还应满足黄河水利委员会统一水量调度要求。闫潭闸拆除改建前，已经制定了《闸门操作规程》和《涵闸启闭机检修操作规程》，形成了一套完善的运行管理制度，且运行管理状况良好，本次拆除改建后，闫潭闸执行原来的调度运行方式。三、工程总布置及主要建筑物闸中心线桩号相应于黄河大堤桩号162+070，即原闸址处。水闸结构型式采用涵洞式，上游设钢筋混凝土铺盖，两侧修建浆砌石护坡和钢筋混凝土翼墙，闸室后接涵洞，涵洞出口设消力池、浆砌石海漫、干砌石海漫，两侧修建钢筋混凝土翼墙和浆砌石护坡，上、下游与原渠道平顺连接。4（1）闸室布置设计闸底板高程降低0.3m，为62.7m。水闸为涵洞式型式，墩顶高程为70.80m，闸孔数量主要根据工程引水指标和运行情况确定，经水力计算，闸净宽为18m，闸孔数量为6孔，单孔净宽为3m。闸室设一道检修门和一道工作门。工作门和检修门均为平板门。闸室布置为三孔一联，共两联，分缝2cm，边墩厚1.50～0.90m，中墩、缝墩厚均为1.10m，闸底板厚1.50m。闸室长度确定为12m，闸孔进口上部设置胸墙，胸墙底部高程为65.50m，顶部与闸墩顶齐平，高程为70.8m。启闭机平台高程确定为76.50m。中墩厚度为1.1m；边墩顶部厚度为0.9m，考虑结构受力要求，边墩底部加厚为1.5m；中墩上游墩头采用半圆形，下游与涵洞连接，中墩下游厚度与涵洞中隔墙相同，为0.5m。（2）闸后涵洞布置本工程共设涵洞7节，每节长10m,涵洞共6孔两联，3孔一联。涵洞净尺寸为3.0×3.0m，顶板和底板厚度均为0.90m，边墙厚0.70m，中隔墙厚0.50m。涵洞纵向坡度i=1/500。为防止出现不均匀沉陷，每两节涵洞的分缝处均设有混凝土垫梁，垫梁尺寸1.0×1.0m。（3）防渗排水设置闫潭闸防渗布置主要为水平防渗，渗径总长为112m（详见表1），为了防止水闸侧向绕渗引起的渗透破坏，水闸闸前混凝土铺盖与上游翼墙设水平止水，上游翼墙与闸室边墩设竖直止水带。闸室两侧连接堤防迎水面设复合土工膜防渗体。表1闸基防渗布置单位：m混凝土铺盖闸室底板涵洞消力池20127010为了增加底板的抗浮稳定性，浆砌石海漫段设置无砂混凝土排水体竖向排水。排水体梅花形布置，间距2.0m，底部平铺一层无纺土工布反滤。（4）消能防冲布置消能防冲设施由消力池、海漫组成，海漫末端设置防冲槽。消力池采用钢筋混凝土结构，海漫由浆砌石海漫和干砌石海漫组成。消能防冲各部位尺寸根据水力计5算确定，消能防冲布置见表2。表2水闸消能防冲布置单位：m消力池海漫防冲槽浆砌石段干砌石段深度长度底板厚长度厚度长度厚度深度长度0.5200.6150.4100.41.05四、工程施工布置及进度1．施工条件（1）对外交通闫潭引黄闸位于黄河右岸菏泽市东明境内，相应大堤桩号162+070，水闸处黄河大堤堤顶为沥青路面，并有多条城乡公路穿堤而过，对外交通条件便利，机械设备及人员进场运输方便，不再新修对外交通道路。（2）场内交通施工期间工程场内运输以土石方、混凝土料的运输为主，兼有施工机械设备及人员的进场要求，需有施工干线道路连接工区、料场区和淤区等，本工程场内施工道路利用村间现有道路，场内施工道路长9.3km，其中1号施工道路连接土料场和施工区，长7km，利用已有的乡村路改建；2号施工道路位于淤区，长2.3km。施工道路布置详见工程施工平面总布置图。（3）主要建筑材料、水、电供应条件本次建设项目建筑材料主要为石料。多年黄河治理和抢险加固工程，形成了较为固定的石料场，本工程所需石料采用嘉祥石料场的石料，砂石料从汶上石料场购买，能够满足工程建设需要。工程所用其它材料，如水泥、钢材、油料等均可就近从县城采购。工程为原闸的改建，原闸已有供电线路，工程施工用电97%采用原供电线路供电，3%采用自备发电机供电。工程施工水源可直接从河槽中取用。黄河水引用方便，只是含沙量大，需经沉淀澄清之后使用。生活用水从当地农村生活用水井取水。2．施工导流6（1）导流标准新建闫潭引黄闸位于黄河大堤上，距离黄河边的渠首拦沙闸约9km左右，属于1级建筑物，根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）规定，导流建筑物级别为4级，围堰采用土石结构，相应洪水标准为重现期10年一遇。根据进度安排导流时段为非汛期10月～次年2月，相应设计流量为3630m3/s，黄河水位为69.52m，据此渠首拦沙闸推至闸址闸前水位为67.12m。新闸修建期间须解决下游引水的问题，根据菏泽市人民政府《菏泽市人民政府关于闫潭闸除险加固工程方案选择问题的函》菏政函（2013）27号，确定施工期引水设计流量确定为10m3/s。（2）导流方式闸前渠道内修建围堰挡水，施工期通过建于闸前渠道一侧的泵站抽水引至下游。（3）导流建筑物新建闸址上下游围堰均为土围堰。上游围堰施工水位为67.12m，考虑交通要求，围堰堰顶高程70.00m；堰顶宽度7.0m，最大高度7.3m，围堰背水面边坡1：2，迎水面边坡为1：2。下游围堰堰前水位约64.70m，堰顶高程65.50m，堰顶宽度4.0m，最大高度2.7m，上下游边坡均为1：2。水泵临时抽水方案可在上游围堰前开挖池子，连接上游引渠，将黄河水引向上游集水池，池中安装28台扬程5m的潜水轴流或混流泵，单泵流量0.38m3/s，铺设管道从临河引水池引向背河引水池，再通过明渠引向下游渠道，管道及水泵采用临时租赁。施工期供水天数按96天考虑（10月～2月），引水总量为8554万m3。表3施工导流临建工程量序号项目名称临时占地（m3）1围堰土料填筑219482编织袋装土15133土工膜（200/0.5）25214围堰拆除23461（4）导流工程施工引水明渠采用1m3挖掘机挖装，10t自卸汽车运输至弃土场和垃圾填埋场。围堰填筑利用开挖料，不足部分从土料场取料，采用1m3挖掘机挖装，10t自卸7汽车运输至工作面，74kw拖拉机分层碾压。（5）基坑排水初期排水主要为围堰闭气后进行基坑初期排水，包括基坑积水、基础和堰体渗水、围堰接头漏水、降雨汇水等。新闸初期基坑积水量约为25000m3，排水时间为2天，采用2台WQ65-25-15水泵抽排。经常性排水不包括基础和围堰渗水、降雨汇水、施工弃水等，围堰基础土层主要为砂壤土、壤土、粘土等，经渗流计算知渗水量较小，采用两台WQ50-20-15水泵明排。3．料场（1）土料场本工程取土场位于工程北部约7km的黄河滩区耕地，土料场特性见表3，具体位置见施工总布置图。表4土料场特性指标表工程名称填量料场名称用量占地面积平均运距（万m3）（万m3）（亩）（km）老闸原址拆除重建1.72土料场2.0242.457.04.47利用开挖料土料开采采用1m3液压挖掘机挖装，10t自卸汽车运输，74kw推土机配合集料。土料场开采前首先采用74kw推土机将表层