1、衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 目目 录录 工程特性表工程特性表 .I I 1 1 综合说明综合说明 .1 1 1.1 概述.1 1.2 水文.10 1.3 地质.13 1.4 工程任务与规模.17 1.5 工程加固设计.21 1.6 金属结构及电气设计.30 1.7 施工组织设计.33 1.8 消防设计.38 1.9 建设征地与移民安置.38 1.10 环境保护设计.38 1.11 水土保持设计.39 1.12 劳动安全与工业卫生.39 1.13 节能分析与评价.41 1.14 工程管理.41 1.15 工程信息化.43 1.16 工程概算.43 1.17 经济评价.47 1.18 2、建议.47 2 2 水文水文 .4848 2.1 流域概况.48 2.2 水文气象.48 2.3 水文基本资料.49 2.4 设计洪水.51 2.5 设计洪水.54 2.6 施工洪水.58 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 2.7 泥沙.58 2.8 坝址水位流量关系.59 3 3 工程地质工程地质 .6262 3.1 绪言.62 3.2 区域地质概况.67 3.3 工程区工程地质条件.67 3.4 泄洪闸工程地质条件.74 3.5 其它建筑物工程地质条件及评价.77 3.6 岩土力学参数推荐值.87 3.7 天然建筑材料及弃渣.90 3.8 结论及建议.92 4 4 工程任务和规模工程3、任务和规模 .9494 4.1 工程概况.94 4.2 工程存在的主要问题及其原因分析.104 4.3 工程等级和防洪标准.107 4.4 设计特征水位.107 4.5 工程除险加固的必要性.107 4.6 工程除险加固的内容.107 5.5.工程加固设计工程加固设计 .109109 5.1 设计依据及基本资料.109 5.2 工程等级和标准.119 5.3 主要建筑物加固设计.121 5.4 工程安全监测设计.166 5.5 其它管理设施.171 5.6 主要工程量.172 6 6 金属结构及电气设计金属结构及电气设计 .175175 6.1 金属结构.175 6.2 电气.183 7.7.4、消防设计消防设计 .189189 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 7.1 设计依据.189 7.2 设计原则.189 7.3 工程概况及消防方案.189 7.4 灭火器配置.189 8 8 施工组织设计施工组织设计 .191191 8.1 施工条件.191 8.2 料场选择与开采.195 8.3 施工导流.197 8.4 主体工程施工.200 8.5 施工交通运输及施工总布置.204 8.6 施工总进度计划及技术供应.208 9 9 建设征地与移民安置建设征地与移民安置 .211211 9.1 概述.211 9.2 建设征地范围.212 9.3 建设征地实物.212 9.4 农村移民安5、置.214 9.5 土地复垦及耕地占补平衡.214 9.6 建设征地移民补偿费用估算.216 1010 环境保护设计环境保护设计 .226226 10.1 概述.226 10.2 生态流量保障.230 10.3 水环境保护.230 10.4 生态保护.235 10.5 土壤环境保护.239 10.6 人群健康保护.240 10.7 大气及声环境保护.241 10.8 其他环境保护.244 10.9 环境监测.244 10.10 环境保护投资概算.247 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 1111 水土保持设计水土保持设计 .249249 11.1 概述.249 11.2 水土保持措施布置6、和设计.256 11.3 水土保持工程施工组织设计.259 11.4 水土保持监测与管理设计.263 11.5 水土保持概算.270 1212 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生 .280280 12.1 总则.280 12.2 项目建设情况.281 12.3 影响安全的主要危险因素分析.282 12.4 劳动安全措施.288 12.5 工业卫生措施.294 12.6 安全卫生管理.298 12.7 安全与工业卫生投资概算.299 1313 节能分析与评价节能分析与评价 .300300 13.1 设计依据.300 13.2 能耗分析.301 13.3 节能设计.304 13.4 节能效果评价7、.307 1414 工程管理设计工程管理设计 .309309 14.1 设计依据.309 14.2 工程管理现状.309 14.3 管理机构及人员编制.309 14.4 工程建设期管理机构设置和工程建设招投标方案.310 14.5 除险加固后的工程管理设计.312 14.6 工程管理设施.313 14.7 工程调度运用.315 14.8 施工期工程管理.315 14.9 工程运行期管理.317 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 1515 工程信息化工程信息化 .321321 15.1 概述.321 15.2 需求分析.326 15.3 总体设计.327 15.4 基础设施设计.330 18、5.5 信息资源共享.345 15.6 网络安全体系.346 15.7 系统集成与运行维护.348 15.8 建设任务.352 15.9 投资概算.353 1616 投资概算投资概算 .357357 16.1 工程概况.357 15.2 投资主要指标.357 15.3 编制原则和依据.358 15.4 资金来源.360 15.5 其他说明.360 1717 经济评价经济评价 .366366 17.1 概况.366 17.2 工程效益.367 17.3 工程费用.368 17.4 国民经济评价.369 17.5 财务分析.371 17.6 综合评价.371 1818 建议建议 .373373 衡9、东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 I 工程特性表工程特性表 序号 项目 单位 数量 备注 原设计 除险加固（2015）安全鉴定（2023）本次除险加固 一一 水文水文 1 控制流域面积 Km2 12071 10210 10210 10210 2 多年平均径流量 108m3 78.65 79.79 79.79 79.79 3 多年平均降雨量 mm 1364 1343.3 1343.3 1343.3 4 多年平均流量 m3s 249.39 253 253 253 5 设计洪水标准及流量 m3s 7050（2）8390（2）6900（5）6900（5）新旧规范的变化 6 校核洪水标准及流量 m310、s 9830（0.2）9490（1）8390（2）8390（2）新旧规范的变化 7 大坝设计正常水位 m 47.70 47.70 47.70 47.70 8 下游正常水位 m 42.50 44.8 44.8 44.8 9 上游设计洪水位 m 53.26（2）54.45（2）53.78（5）53.58（5）下游设计洪水位 m 52.50（2）53.93（2）52.88（5）52.88（5）10 上游校核洪水位 m 55.30（0.2）55.33（1）54.92（2）54.73（2）下游校核洪水位 m 54.40（0.2）54.86（1）54.00（2）54.00（2）二二 水库调节特性水库调节特11、性 日调节 日调节 日调节 日调节 总库容总库容 万 m3 3150 3150 3150 3150 三三 主要建筑物及设备主要建筑物及设备 （闸坝（闸坝轴线总轴线总长长 5 501.301.3m m）1 泄洪闸(砂芯硬壳溢流堰)1.1 最大高度 m 7.7 7.7 7.7 7.7 1.2 堰顶高程 m 46.2 7.7 46.2 46.2 1.3 堰顶宽 m 8.67 8.67 8.67 8.67 1.4 堰轴长 m 260 260 260 260 1.5 闸门型式 多铰水力自控翻板闸门 自控液控双向控制翻板闸门（未实施）多铰水力自控翻板闸门 液压升降坝 1.6 闸门尺寸 mxm 1.55.512、/43扇 2.05.5/43 扇 1.55.5/43扇 211/21扇 25.5/1扇(高宽/扇)1.7 下游消能形式 底流 底流 底流 底流 1.8 地基特性 全风化花岗岩 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 II 工程特性表工程特性表 序 号 项目 单位 数量 备注 原设计 除险加固（2015）安全鉴定（2023）本次设计 2 船闸(闸坝轴线方向长 21m)本次初设维持原结构，新增检修闸室和闸门 2.1 闸室尺寸 mm 609 609 609 609 长宽 2.2 上游通航水位：最高 m 48.8 48.8 48.8 48.8 2.3 上游通航水位：最低 m 46.2 46.2 46.13、2 46.2 2.4 下游通航水位：最高 m 46.6 46.6 46.6 46.6 2.5 下游通航水位：最低 m 43.0 43.0 43.0 43.0 3 右岸泵站(闸坝轴线方向长 34m)2022 进行了泵站的更新改造 3.1 设计提水流量 m3s 0.266 0.81 0.81 0.81 3.2 设计扬程 m 20.5 14.83 14.83 14.83 3.3 最大扬程 m 22.11 16.52 16.52 16.52 3.4 装机台数、型号 3 台 BS80-8水轮泵 2 用 1 备、潜水泵400HQ-40 2 用 1 备、潜水泵400HQ-40 2 用 1 备、潜水泵 40014、HQ-40 4 左岸泵站(闸坝轴线方向长101.3m)4.1 设计提水流量 m3s 2.448 2.448 2.448 2.448 4.2 设计扬程 m 30.2 30.2 30.2 30.2 4.3 最大扬程 m 32.676 32.676 32.676 32.676 4.4 装机台数、型号 6 台 BS100-8水轮泵 6 台 BS100-8 水轮泵 6 台 BS100-8 水轮泵 6 台 BS100-8 水轮泵 5 左岸电站(闸坝轴线方向长113m)5.1 装机 kW 61500 61500 61500 61500 5.2 进水口快速工作闸门孔口尺寸 mxm 55 55 55 55 6 15、鱼道(闸坝轴线方向长11.7m)6.1 尺寸 m 44317.2 宽高长 6.2 底坡 1：66.67 7 两岸堤防长度 m 左岸：450.4 右岸：418.6 左岸：450.4 右岸：418.6 左岸：450.4 右岸：418.6 设计防洪标准 5%5%5%5%衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 III 工程特性表工程特性表 序 号 项目 单位 数量 备注 原设计 除险加固（2015）安全鉴定（2023）本次设计 四四 主要工程量主要工程量 1 砂砾石开挖 m3 31156 2 石方开挖 m3 3636 3 土方开挖 m3 7627 4 土方回填 m3 4377 5 砂砾石回填 m3 116、580 6 河床疏挖 m3 35112 7 砼浇筑 m3 34698 8 砼拆除 m3 20729 9 格宾海漫 m3 7899 10 块石 m3 5005 11 级配碎石 m3 2079 12 砌石拆除 m3 9979 13 钢筋 t 1897 14 帷幕灌浆 m 1498 15 充填灌浆 m 11238 五五 施工施工 1 总工期 月 19 2 总工日 万个 11.2 3 高峰期施工人数 人 150 六六 工程效益工程效益 灌溉面积 万亩 3.62 3.62 3.62 3.62 发电装机 kW 10008 10008 10008 10008 六六 投资投资 1 总投资：万元-16864.017、8 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 1 1 1 综合说明综合说明 1.11.1 概述概述 1.1.11.1.1 工程概况工程概况 洋塘水闸位于湖南省衡东县境内，地处湘江右岸一级支流洣水下游，上距衡东县城 8.0km，下距洣水河口 8.7km。洣水流域位于湖南省的东南部，地处北纬 26 002723，东经 1125211407之间,属湘江的一级支级，流域面积 10305km2，河长 296km，河流坡降 1.01，占湘江流域面积的 10.9%。洋塘水闸闸址以上干流长度287.3km，控制流域面积 10210km2，占洣水总流域面积的 99.1，灌溉农田 3.62104亩，工程自运行以来，18、有效的保障了下游人民生命财产安全，促进了灌区工农业生产的稳步发展。同时电站装机容量 10008kW，具有较好的经济效益。洋塘水闸于 1979 年竣工投入运行，正常蓄水位 47.7m，总库容为 3150 万 m3。枢纽建筑物布置有河中开敞式泄洪闸、右岸土坝、右岸泵站、船闸和左岸电站及水轮泵站、鱼道和跨越两岸的交通桥以及两岸的防洪堤等主要建筑物，是一座以灌溉为主，兼顾发电、航运、过鱼和交通综合效益的等水利水电枢纽工程。1.1.21.1.2 建设过程及历年除险加固情况建设过程及历年除险加固情况 洋塘水闸是在边设计、边施工、边管理的情况下建设起来的，洋塘水闸的前身为大村湾水轮泵站，由于设计标准较低，于19、1966年被洪水冲毁，以后又经过几次修复，几次冲毁后，1976年衡东县人民政府决定以县水利水电局为主要力量成立洋塘水闸工程指挥部，承担其水闸设计任务。设计、施工时对工程规模进行了调整，最终确定水闸堰高7.7m，堰长260m。1977年7月右岸泵站完工投产，1979年泄洪闸、交通桥、电站、鱼道等建筑物顺利完工。该工程是一个典型的三边工程（边设计、边施工、边管理），施工过程也是不断地修改、不断地完善的过程。加上当时资金短缺，在施工时不断地降低标准，造成了施工质量差。由于该工程是边设计、边施工、边管理，所以指挥部只成立了一年就被撤销。施工任务由其自身来承担，即自己施工、自己验收，直至建成后也没有衡东20、县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 2 组织正式竣工验收。2000 年 7 月XX研究总院对洋塘水闸进行了安全评价，编写了湖南省衡东县洋塘水闸工程安全论证报告；2000 年 8 月省水利厅给予批复，印发湖南省衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书。2012 年 7 月XX研究总院对洋塘水闸重新进行了现场查勘，编写了的补充内容；2012 年 10 月水利部建设管理与质量安全中心对 2000 年的鉴定成果进行了核查，并以 关于印发沩水水闸等 22 座水闸安全鉴定成果核查意见的通知（建安20128 号）确认洋塘水闸为三类。2012 年 7 月XX规划研究总院有限公司受衡东县水利水电局委托编制了湖南省衡阳市衡东21、县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告。2015 年 8 月湖南省水利厅对湖南省衡阳市衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告（审定本）进行了批复（湘水建管201597 号），其批复的建设内容如下：（1）闸室段加固设计，将 43 扇钢筋混凝土自动翻转门改造为自控液控双向控制翻板门；距溢流堰上游面堰顶位置帷幕灌浆，基岩以上砂砾石层及坝体砂芯高压旋喷灌浆；现有堰体充填灌浆，堰体局部凿除修整，新浇堰面。（2）水闸闸室段下游消能防冲设施拆除重建。（3）船闸上闸首新增检修闸，上闸首墩墙向上游接长，新建叠梁门。（4）上、下游防洪堤加固处理。（5）工作桥加固。（6）水闸上、下游河床疏挖。（7）防汛公路改造等。但由22、于资金原因，其水闸的除险加固未实施。2020 年 3 月，衡阳市水利设计院编制了洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可行性研究报告，其工程建设规模分两部分；洋塘水闸除险加固工程和洋塘灌区续建配套设施建设工程。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 3 2020 年 4 月，衡东县发改局对湖南省衡东县洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可行性研究报告进行了批复（东发改批202068 号）。2022 年 3 月，业主委托我院对右岸泵站进行安全评价工作和加固改造设计。2022年 7 月，衡阳市水利局下达了湖南省洋塘水闸右岸灌区渠首泵站安全鉴定报告书，鉴定主要结论如下：泵站安全类别综合评定为三类，建议尽早进行更新改造23、。2022 年 9 月，衡阳市水利局对右岸灌区渠首泵站及渡槽改造初步设计报告进行了批复，主要改造内容为：将 3 台水轮泵更换为 3 台潜水泵（400HQ-40），装机容量3*90kw；更换了进水口拦污栅和检修闸门，对泵房机坑裂缝进行修补；右岸灌区渠首泵站渡槽拆除，新建输水管道与原渠道相接。目前右岸泵站改造已基本完成，并已提水灌溉。2023 年 11 月，XX规划研究总院有限公司编制了衡东县洋塘水闸安全评价报告，并通过了省水利厅组织的技术评审。2023 年 12 月，省水利厅下发了衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书，将洋塘水闸定为三类水闸，需进行除险加固。1.1.31.1.3 工程存在的问题工程存在的24、问题 洋塘水闸经过 40 多年的运行，存在一系列安全隐患，由于资金短缺，水闸存在的病险隐患未得到治理，出现过多次重大事故。根据安全鉴定报告书和现场核查，洋塘水闸主要存在以下问题：1、开敞式泄洪闸（1）泄洪闸的溢流堰面发生多处沉陷、裂缝。安全检测查出：溢流堰面砼强度偏低。地质钻探发现：溢流堰面硬壳与砂芯之间有 30cm 的空隙。溢流堰面砼正在老化，砂芯已经发生沉陷，细砂大量流失，堰内空隙很多，造成溢流堰面沉陷、裂缝。这对泄洪闸构成极大的威胁。一旦洪水掀起面板，则将引起溃闸事件。（2）本水闸闸室下游冲刷严重，下游消力池、护坦已被冲毁，对闸室稳定不利，且长期发展下去可能往水闸基础底部方向侵蚀，将造成25、闸室悬空，直接危及水闸安全。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 4 干砌石结构允许抗冲流速较低，块石直径小，重量轻，不能满足防冲要求。（3）溢流堰上砼水力自动翻板门、腿破坏严重，止水效果差。每年都要花费大量的人力物力来对自动翻板闸门进行维修，且在维修过程中极不安全，很容易出现人员伤亡事故。2、右岸水轮泵站 右岸泵站 2022 年 11 月开始进行改造，原三台水轮泵已更换为三台潜水泵（400HQ-40），装机容量 390kw；原进水口拦污栅和检修钢闸门已进行更换，机坑裂缝进行修补，目前泵站已开始提水灌溉。3、右岸船闸 船闸存在的主要问题是上游无导航墙，反人字闸门变形，无法止水，闸墙、底板砌体26、损坏，到处裂缝漏水等。通过现场调查，船闸侧墙见明显渗流群，以射流形式渗漏。其次船闸侧墙存在大面积的散浸现象，同时由于船闸运行时间长，局部浆砌石勾缝水泥已经脱落，据调查和检测资料，船闸底板浆砌石破坏严重。现在船闸结构基本属于破损状态，船只进入闸室无安全感。闸基花岗岩节理裂隙发育，风化严重。4、左岸电站 左岸电站厂房下游防洪墙存在裂缝，漏水严重。厂房上游墙也有许多裂缝、漏水；电站及泵站进水口闸门锈蚀严重。5、左岸水轮泵站及鱼道 水轮泵站基础均为浆砌石基础，通过现场调查，泵站基础浆砌石由于年久失修，局部出现了勾缝水泥脱落现象，存在地基渗漏问题；鱼道位于水闸的右侧，鱼道侧墙和底板为浆砌石，墙和底板浆砌27、石由于年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象。水轮泵站及鱼道均存在基础破损、散浸、渗漏问题。且上、下游淤积严重，影响正常运行。泵站进水口闸门锈蚀严重。6、交通桥 2019 年 7 月中旬衡东县发生了特大洪水，桥身遭受了铁驳船多次冲撞，造成桥梁拱圈破损严重，拱波开裂。2019 年 7 月 18 日，衡东县公路管理局（此交通桥管理单衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 5 位）委托长沙理工大学公路工程检测中心对洋塘水闸交通桥进行检测鉴定，其鉴定主要结论如下：按照桥梁各部件权重综合评定办法，洋塘大桥总体技术状况评定为第三类较差的状态，由于主拱圈及拱上结构评定为 4 类，根据公路桥梁技术状况评定标准（J28、TG/T H21-2011）第 4.1.8 条：全桥总体技术状况等级评定时，当主要部件评分达到 4 类或者 5 类且影响桥梁结构安全时，可按照桥梁主要部件最差的缺损状况评定。因此，本桥按最差的缺损状况评定为四类桥梁差的状态，需进行大修或改造，及时进行交通管制，如限载、限速通过，当缺损严重时应关闭交通。事故发生后，主管部门对受冲击的上部桥拱部位进行了修复加固，并对该桥实行限高限宽限载的交通管制措施。根据洋塘水闸安全鉴定报告书鉴定结论：通过设计洪水时，水闸上游水位为53.78m；通过校核洪水时，水闸上游水位为 54.92m；现有闸顶（交通桥桥面）高程为54.50m。水闸现有泄洪能力不满足设计洪水标29、准要求。洋塘水闸闸顶（交通桥桥面）高程应不低于 56m，目前，洋塘水闸闸顶(交通桥桥面)高程为 54.50m，闸顶高程不满足要求。7、防洪堤 水闸两岸均有防洪堤，防洪堤修建时未经过专门的勘察设计，堤防填筑土主要为就近取土，主要为河床冲积堆积粉质粘土、壤土、甚至为砂、砂砾石等，土料难以达到堤防填筑土料标准，同时填筑质量差，结构松散，故水闸运行以来，防洪堤险情不断。8、防汛公路 现路面为水泥路面，路面破损开裂严重，无排水系统，雨天泥泞不堪，难以满足防洪抢险要求，抢险车辆交通困难。有必要对防汛公路进行改造。9、观测设施 闸至今未设立任何观测设施，对坝体位移及其它情况均未布点观测，使得对水闸运行缺乏有30、效的监测管理。通讯及管理设施简陋且不配套，影响水闸的正常运行管理，甚至造成水闸效益不能正常发挥。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 6 1.1.41.1.4 洋塘水闸安全鉴定结论洋塘水闸安全鉴定结论 2023 年 11 月 1 日，省水利厅对湖南省衡东县洋塘水闸安全评价报告进行了审查，经审查，水闸综合评定结论为三类闸。2023 年 12 月省水利厅下发了衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书，鉴定结论为三类闸，需要进行除险加固。分项鉴定结论如下：1、工程质量评价 泄洪闸堰体质量较差，堰体外壳混凝土破坏严重，混凝土标号低；堰体干砌石孔隙率高，中等透水性；堰体砂芯松散，中等透水性，故堰体渗透性好，存在堰31、体渗漏问题；干砌石与砂芯沉陷，浆砌石与干砌石之间存在 0.3m 的空隙，由于干砌石下沉，浆砌石失去下部支撑作用，浆砌石可能因自重作用而垮塌，从而可能导致泄洪闸溃坝。堰体与闸基接触面清基不彻底，渗透性高，砂砾石层因渗流而变得更加松散，存在沿堰体与闸基接触面渗漏问题。闸基上部基岩主要为花岗岩风化严重，一般为全风化，岩石破碎，为中等透水层，根据现场施工记录，水闸修建过程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，故坝基存在严重的沿坝基渗漏问题，危及大坝的安全运行。同时据现场调查，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游护坦被冲毁，护坦齿墙被损坏，故水闸可能存在抗滑稳定性问题。船闸侧墙、底板浆砌石质量差，32、破损严重，同时存在沿侧墙渗漏问题，船闸基岩风化严重，为中等透水性，存在库水沿船闸基础渗漏问题。左岸水轮机泵站存在基础破损、散浸、泵基渗漏问题。鱼道存在侧墙和底板破损问题、侧墙散浸问题、地基渗漏问题。防洪堤堤身填土主要为就近取土，填筑质量差，部分段外坡坡比较陡，局部未作护坡或护坡损坏，在河流冲刷作用下存在堤身稳定性问题。工程质量评价：C 级。2、运行管理评价 工程管理范围明确，技术人员满足管理要求，管理制度相对完备，但工程维修养护衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 7 经费不足，工程管理设施老旧、信息化程度低、未建立安全监测系统。运行管理评价：较好 3、工程等级及洪水标准复核 洋塘水闸原设计33、总库容 3150 万 m3，原设计工程等级和洪水标准根据水利水电工程等级及划分标准(SDJ12-78)和水闸设计规范(SD13384)的规定确定的。原设计工程等别为等，主要建筑级别为 3 级，原设计按山区、丘陵区水利水电工程 3 级建筑物，设计洪水标准为 50 年一遇，校核洪水标准为 500 年一遇。洋塘水闸是一座以灌溉为主，兼顾发电、航运、过鱼和交通综合效益的水利水电枢纽工程。洋塘水闸总库容 3150 万 m3,灌溉面积 3.62 万亩，发电装机容量 9000kW。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）和水闸设计规范(SL2652016)的规定，根据总库容、灌溉面积、发电34、装机容量等指标综合确定工程规模和等别。按水库总库容分等指标：本工程为 III 等。按灌溉面积分等指标：本工程为IV 等。按发电装机容量分等指标：本工程为 V 等。对综合利用的水利水电工程，当各分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中的最高等别确定。因此洋塘水闸工程的工程等别为 III 等，主要建筑物级别为 3 级。为避免新老标准确定拦河闸永久建筑物的级别出现大的变化，或出现大流量拦河闸因其综合利用功能较小导致其建筑物级别较低的情况，根据水利水电工程等级及划分标准(SL252-2017)4.3.2 条，水工建筑物为 3 级，其校核洪水过闸流量（本水闸对应的过闸流量为 8390m3/s）大于 35、1000m3/s时，其建筑物级别可提高一级，但洪水标准可不提高。因此水闸工程主要建筑物级别可定为 2 级。洋塘水闸为兴建于洣水上的拦河闸，两岸为堤防，根据 水利水电工程等级及划分标准(SL252-2017)表 5.3.1 确定其水闸的洪水标准，洪水标准按拦河闸 3 级建筑物，设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇。根据水闸设计规范(SL265-2016)、防洪标准（GB50201-2014）和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）规定，本工程为 III 等，设计洪水标准为 20年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇，消能防冲设计洪水标准为 20 年一遇。防洪堤36、设衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 8 计洪水标准为 20 年一遇。水利工程建设标准强制性条文实施指南（2020 年版）针对由于标准变化导致的等别变化问题进行解释：一般可采用新工程执行新标准、老工程沿用老办法方式。检查监督可以以 SL252-2017 颁布实施之日为界，之前仍按原有模式管理，之后按新标准执行。对于洋塘水闸，可以按原有大型水闸管理模式进行管理，后续的工程建设和除险加固执行新标准的工程等别和洪水标准，即 III 等工程，水闸级别可提高一级为 2 级，洪水标准按 3 级确定。综上所述，洋塘水闸设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇，消能防冲设计洪水标准为 237、0 年一遇。4、水闸过流能力复核 通过 50 年一遇的校核洪水时，水闸上游水位为 54.92m；通过 20 年一遇设计洪水时时，水闸上游设计水位为 53.78m。水闸现有闸顶(交通桥桥面)高程为 54.50m，水闸现有泄洪能力不满足要求。洋塘水闸防洪标准不满足近期要求，但通过工程措施可以解决，水闸的防洪标准安全等级为 B 级。5、水闸稳定性复核 闸坝结构稳定性：(1)闸坝体的抗滑稳定安全系数均满足规范要求，基底应力均小于地基容许承载力，且均不出现拉应力，满足规范要求；(2)右岸船闸抗滑、抗浮安全系数均大于规范允许值，满足规范要求，基底应力满足规范要求；(3)左右岸水轮泵站抗滑、抗浮安全系数大于38、规范允许值，满足规范要求，基底应力满足规范要求。（4）左岸电站厂房抗滑稳定安全系数、抗浮安全系数均大于规范要求值，满足规范要求。左岸电站挡水坝抗滑稳定安全系数、抗浮安全系数均大于规范要求值，满足规范要求。（5）右岸挡土墙计算的抗滑稳定安全系数均大于规范要求值，满足规范要求。（6）闸基抗渗稳定性满足要求。6、水闸消能防冲复核 计算消力池长度为 14.71m，计算海漫长度 31.78m。原设计消力池长度 23.5m，防衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 9 冲段总长 45m，原设计消力池长度、原设计海漫长度满足要求。但防冲段为干砌石结构，厚度仅 3040cm，且块石粒径小，允许抗冲流速低，抵抗39、洪水冲刷能力差，现该段已全部被洪水冲毁，不满足消能防冲要求。建议重建冲毁的消能设施。7、水闸抗震能力复核 根据 中国地震动参数区划图（GB18306-2015），本区地震动峰值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应的地震基本烈度为 VI 度。属相对稳定地区。不必对工程结构进行抗震计算。8、混凝土及浆砌体结构 泄洪闸溢流堰面砼结构强度偏低，表面麻面、碳化严重，局部混凝土脱落，塌陷裂缝；交通桥桥墩多存在表层混凝土脱落、麻面、卵石外露现象，部分桥墩表层混凝土脱落钢筋外露锈蚀，1#桥墩与溢流面结合位置存在掏空现象；船闸闸墙、底板砌体损坏，局部砌缝砂浆脱落，存在渗水、漏水；右岸挡40、土墙为浆砌石结构，存在砌缝砂浆脱落；左岸电站厂房贯穿渗水部位大多集中在两条伸缩缝上,厂房顶为混凝土板，因年度久远老化严重局部破损漏水。9、闸门、启闭机安全复核 泄洪闸闸门为水力自动翻板闸门，共 43 扇。闸门混凝土面板破损严重、存在裂缝和穿孔现象，渗水严重，支腿存在裂缝、变形。翻板门自安装完成至今已运行 44 年有余，超过其合理使用年限。船闸上下闸首启闭机完全报废，启闭连杆、油管等缺失未与闸门相连，船闸上下闸门为人字钢闸门，因长年未维修运行，现已完全报废，闸门两侧漏水，中部已人为焊死，无法开闭。左岸电站进水口闸门锈蚀严重，锈蚀穿孔处钢板可人为手动掰落，闸门挡水功能失效，存在较大安全隐患。闸门自41、安装完成至今运行了 44 年，超过了水利水电工程金属结构报废标准（SL226-98）对于闸门规定的 30 年的报废折旧年限。左岸泵站进水口闸门锈蚀严重，闸门自安装完成至今运行了 44 年，超过了水利水电工程金属结构报废标准（SL226-98）对于闸门规定的 30 年的报废折旧年限。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 10 金属结构安全综合评定为 C 级。10.观测设施及其他 水闸无观测设施。因此对水闸运行缺乏有效监测管理。上下游河道淤积严重，水闸信息化管理程度低，管理设施老旧。建议布设观测系统，建立健全工程监测机制和运行管理制度。洋塘水闸存在上述问题，依据 水闸安全鉴定管理办法 的评定标准42、将洋塘水闸定为三类水闸，建议进行除险加固。1.1.51.1.5 工程除险加固的必要性工程除险加固的必要性 洋塘水闸引水灌溉农田 3.62 万亩，工程自运行以来，有效的保障了下游人民生命财产安全，促进了灌区工农业生产的稳步发展。同时电站共装机 10.008MW，具有较好的经济效益。洋塘水闸经过四十多年的运行，存在一系列安全隐患，虽然洋塘水闸管理部门针对水闸中出现的部分问题采取了一定的应急处理措施，但由于资金短缺，水闸存在的大部分病险隐患未得到彻底治理，因而未能从根本上根除水闸的病险隐患，严重威胁着水闸的安全及水闸效益的发挥，目前洋塘水闸处于控制运行状态，加固改造已经十分必要。1.21.2 水文水43、文 1.2.11.2.1 流域概况流域概况 洣水流域位于湖南省的东南部，地处北纬 26002723，东经 1125211407之间,属湘江的一级支级，流域面积10305km2，河长296km，河流坡降1.01，占湘江流域面积的 10.9%。洣水发源于我省炎陵县境内八面山的天障冲，跨衡阳、株洲、郴州三个地区，流经炎陵、茶陵、攸县、资兴、永兴、安仁、衡东等七县，海拔高程为 502000m；洣水流域东起万洋山脉与赣江支流禾水、遂川江毗邻，南隔八面山、回龙山与耒水上游相接，衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 11 西以山岭蛤蟆口、大山与耒水中下游分界，北抵婆婆岩、黄土岗等与渌水分界。整个流域地势东44、南高而西北低、南北长而东西窄，东部地带及南部边缘为高山峻岭，西部和北部地区丘陵广布，山坡平缓，水流由东南向西北汇入湘江。洋塘水闸位于洣水下游，距湘江河口 8.7km，上距衡东县城 8.0km。洋塘水闸闸坝以上干流长度 287.3km，控制流域面积为 10210km2，占洣水流域面积的 99.1%。洋塘水闸工程于 1976 年动工，1979 年 10 月建成，是一座以灌溉为主，结合发电、航运、交通和过鱼的综合利用工程.正常蓄水位 47.7m，总库容 3150 万 m3，设计灌溉面积 3.62 万亩，装机 10008kW，为日调节水库。1.2.21.2.2 气象气象 洣水流域居南岭北坡，属亚热带湿45、润季风气候区，年内 46 月份，冷暖空气交锋停滞于南岭一带，形成梅雨季节；6 月份以后东亚对流层锋逐渐北移，夏季热带海洋气团盛行；冬季受中纬度大陆气团控制，处于台风侵袭的边缘地带，因此本流域春湿秋燥，夏热冬冷，春夏之间多梅雨。本流域暴雨中心在万洋山西坡，即黄丰桥、高垄、策源一带，暴雨出现次数多，强度大，洪水陡涨陡落，危害性大。年最大一、三日降雨多发生在 48 月，暴雨历时一般单站 24 天，流域 23 天。暴雨成因，多为气旋雨，少数为台风雨，天气系统高空为西南低涡，江淮切变线，地面为静止锋。根据衡东气象资料的多年统计：多年平均气温 17.8，极端最高气温 39.8（1983年 8 月 6 日）46、，极端最低气温-10.3（1972 年 2 月 9 日）。多年平均降雨量 1343.3mm，多集中在 38 月，占全年雨量的 69.7%，最大一日降水量为 157.1mm（1979 年 6 月 21日）。多年平均相对湿度 79%，年平均蒸发量 1534.4mm，多年平均日照时数为 1608h，多年平均霜期为 13.2d。多年平均风速 2.3m/s，最大风速 17m/s（1983 年 4 月 28 日），相应风向为 N。1.2.31.2.3 设计洪水设计洪水 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 12 洋塘水闸各洋塘水闸各阶段阶段设计洪水成果比较表设计洪水成果比较表 表 1.2.3-1 单位：47、（m3/s）阶段 P=0.2%P=2%原设计 9830 7050 安全鉴定（2000）8450（P=1%）6280（P=5%）除险加固（2015 年）9490（P=1%）8390（P=2%）安全鉴定（2023 年）8390（P=2%）6900（P=5%）本次推荐值 8390（P=2%）6900（P=5%）经比较，洋塘水闸设计洪水采用本次推荐成果。洋塘水闸坝下水位流量关系表洋塘水闸坝下水位流量关系表 表 1.2.3-3 85 国家高程 Z(m)85高程 Q （m3/s）衡山水位下相应洋塘坝下顶托流量衡山水位下相应洋塘坝下顶托流量 Z 衡=43m Z 衡=44m Z 衡=45m Z 衡=46m Z48、 衡=47m Z 衡=48m Z 衡=49m Z 衡=50m Z 衡=51m Z 衡=52m 42.30 10.6 42.50 28.6 43.00 98 0 43.50 193 193 44.00 385 0 44.50 607 405 45.00 844 743 0 45.50 1090 1060 624 46.00 1360 1360 1120 0 46.50 1650 1540 912 47.00 1960 1930 1500 0 47.50 2300 2310 2020 1190 48.00 2660 2660 2530 2030 0 48.50 3030 3010 2660 15849、0 49.00 3430 3430 3220 2510 0 49.50 3840 3750 3190 1860 50.00 4270 4270 3860 2720 0 50.50 4720 4510 3490 2100 51.00 5190 5110 4240 3100 0 51.50 5690 5690 4980 4090 2450 52.00 6210 5680 4960 3620 0 52.50 6760 6380 5780 4710 3060 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 13 Z(m)85高程 Q （m3/s）衡山水位下相应洋塘坝下顶托流量衡山水位下相应洋塘坝下顶托流量 Z50、 衡=43m Z 衡=44m Z 衡=45m Z 衡=46m Z 衡=47m Z 衡=48m Z 衡=49m Z 衡=50m Z 衡=51m Z 衡=52m 53.00 7320 7070 6550 5630 4360 53.50 7890 7740 7310 6540 5550 54.00 8470 8400 8040 7340 6570 54.50 9060 9060 8830 8230 7560 55.00 9660 9510 9070 8590 55.50 10300 10300 9940 9520 56.00 10900 10750 10400 56.50 11500 11500 151、1350 57.00 12100 12150 57.5 12700 12700 58 13300 58.5 14000 1.2.41.2.4 施工洪水施工洪水 洋塘水闸分期洪水成果表洋塘水闸分期洪水成果表 表 1.2.4-1 频率（%）9-2 月 9-3 月 10-2 月 10-3 月 11-2 月 10-1 月 11-1 月 10-12 月 5 3210 3550 2430 2960 2060 2270 1710 2230 10 2470 2820 1970 2420 1630 1720 1310 1680 20 1760 2090 1500 1860 1210 1190 929 1160 52、1.31.3 地质地质 针对洋塘水闸出现的问题，2023 年衡东县洋塘水闸管理所委托规划研究总院有限公司（以下简称我院）对洋塘水闸进行了安全评价地质勘察工作；2023 年 12 月水利厅下发了水闸安全鉴定报告书，根据鉴定结论，水闸评定为三类闸，需进行除险加固。同时，业主委托我院对水闸除险加固工程进行了初步设计阶段勘察工作，并提供了地勘章节报告。根据地勘任务书及 水利水电工程地质勘察规范，复核水闸工程区水文地质、工程地质条件，查明险情隐患并分析病险产生的地质原因；检查泄洪闸、船闸、水轮机泵站、鱼道施工质量；为水闸除险加固设计提供地质资料及岩土物理力学参数；复核地震基本烈度；对天然建材进行详查。衡53、东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 14 1.3.11.3.1 区域地质概况区域地质概况 本工程位于洣水下游尾闾河段的杨梓州尾，距洣水和湘江汇合处约 8.7Km，地势总体西南高，东北低。水闸正常蓄水位 47.70m，回水至衡东县城以上，接甘溪水闸尾水，河面较宽，一般宽 250450m，河流蜿蜒曲折，河心洲发育，地貌类型属于剥蚀丘陵地貌及流水冲积地貌。两岸山丘地面高程一般 100200m，山丘自然坡度较缓，一般约1015；阶地主要为一级阶地，阶地宽窄不一，一般为 50200 米，最宽处大于 500m，阶地高程一般小于 52m，沿河流两岸间歇分布。区内出露地层较简单，主要出露的地层有泥盆系中统跳54、马涧组（D2t）中厚层状石英砾岩、石英砂岩；燕山期花岗岩（52+3），第四系全新统冲积堆积层（Q4al），以及零散的人工堆积层（Qs）。区域构造上位于衡阳拗陷盆地东侧，浏阳衡山祁东晚期华夏系复向斜东翼，本区内 NNE 向断裂较发育，区内发育有衡东断层，杨梓州断裂，断裂控制着区内花岗岩侵入的分布趋势。根据历史记载，区内地震历史上共发生过 2 次，分别为衡阳市 1631年 4 级地震，双峰 1931 年 4.7 级地震。根据中国地震动参数区划图（GB 18306-2015），本区基本地震动峰值加速度为 0.05g，基本地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应的地震基本烈度为 VI 度。1.3.2155、.3.2 地形地貌地形地貌 洋塘水闸位于洣水下游，距湘江干流约 8.7Km，洣水自南西向北东流向，河面宽阔、宽 280420m，流速平缓，河流两岸均为河流冲积阶地，为 I 级阶地，左岸阶地发育相对较窄，一般 100200m 宽，右岸阶地发育较宽，一般大于 500m，河床高程一般为 36.844.5m，阶地高程一般 4852m。1 1.3.3.3 3 地层岩性地层岩性 工程区出露地层比较单一，出露的地层主要有泥盆系中统跳马涧组(D2t)、燕山期侵入花岗岩（52+3）以及第四系松散堆积层（Q），现由老至新分述如下：衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 15 泥盆系跳马涧组（D2t）：紫红色、灰白56、色石英砂岩。中至粗粒结构，中厚层块状构造，弱风化。主要出露于水闸左岸，厚度大于 100m。燕山期花岗岩（52+3）:灰白色，紫红色，全强风化，厚度 1525m,粗粒结构，具有球状风化特征。为水闸主要持力层。第四系全新统冲积堆积层（Q4al）上部为粉质粘土、壤土等，黄褐色，可塑状，厚 4.56.0m，局部见薄层砂砾石夹层；下部为粉细砂、砂砾石，黄褐色，稍密中密，分选性差，磨圆度好，厚度 3.55.0m。分布于洣水河床及两岸河流阶地下部。第四系全新统人工填土（Qs）主要为粉质粘土、含少量砂壤土、砂砾石，局部见建筑填筑砖瓦碎块和砼等，黄褐色，可塑状，夯实度不均匀，结构密实松散，厚度 5.06.0m。57、主要分布于洣水河防洪堤和生产（活）区、公路等建筑设施地基填土等。1 1.3.3.4 4 水文地质条件水文地质条件 通过区域水文地质资料以及工程区内工程类比，洋塘水闸区内河水水化学类型为HCO3-SO4-Ca 型水，PH=7.9；地下水水化学类型为 HCO3-Ca-Mg 型水，PH=7.0，两者对砼、钢结构皆无腐蚀性。1.3.51.3.5 天然建筑材料天然建筑材料 本阶段采用地质测绘、坑探和试验相结合方法，查明建筑材料满足本阶段设计需要。料场位于水闸附近水湖村桂花屋场北侧山体上，主要为残破积堆积（Qel+dl）含碎石粉质粘土，黄褐色，桔黄色，可塑状，含少量角砾。料场有简易公路通达，距水闸约3.458、Km，交通条件相对较好，场地坡度不大，适合机械开挖。本项目选定的砂砾石、块石料场为衡东县民生采石场，位于甘溪镇大源村 15、16组东侧山体处，岩性为泥盆系中统棋子桥组（D2q）灰白、灰色白云质灰岩、灰岩，岩石坚硬，节理裂隙不发育，结构面充填方解石，完整性好，呈弱风化微风化状，力学强衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 16 度较高，成块率好，质量好，料场山体雄厚，天然露头良好，上部无用层约 1.0m。储量丰富，储量大于 823104m3，年产量 30 万吨/年。开采较方便，有乡道 Y309 直达料场，运输条件较好，运距 24km。据设计方案，本项目不设固定弃渣场，采用社会消化项目施工中产生的59、弃渣方案。1.3.1.3.6 6 结论及建议结论及建议 1.3.1.3.6 6.1.1 结论结论 1）区域构造上位于衡阳拗陷盆地东侧，浏阳衡山祁东晚期华夏系复向斜东翼，本区内 NNE 向断裂较发育，区内发育有衡东断层，杨梓州断裂，断裂控制着区内花岗岩侵入的分布趋势。根据中国地震动参数区划图（GB 18306-2015），本区地震动峰值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35 s，相应的地震基本烈度为 VI 度。2）洋塘水闸位于洣水下游，洣水自南西向北东流向，河床水面宽阔、河流两岸均为河流冲积阶地，为 I 级阶地，左岸阶地发育相对较窄，右岸阶地发育较宽。3）工程区出露地层比较单一，60、出露的地层主要有泥盆系中统跳马涧组(D2t)石英砂岩、燕山期侵入花岗岩（52+3）以及第四系松散堆积层（Q）。4）根据区域地质资料和现场地质调查资料，区内地下水主要有松散堆积层中孔隙潜水、孔隙承压水以及基岩裂隙水。区内河水水化学类型为 HCO3-SO4-Ca 型水，PH=7.9；地下水水化学类型为 HCO3-Ca-Mg 型水，PH=7.0，两者对砼皆无腐蚀性。5）工程区主要物理地质现象为河床淤积和冲刷。水闸上游淤积厚度大约 2.53.5m，淤积物主要为泥砂、砂砾石、腐烂的树木杂草等。见两处冲刷坑，号冲刷坑长 30m，宽约 17m，面积约 500m2，冲刷坑深约 0.51.0m；号冲刷坑长 8m61、，宽约 7m，面积约50m2，冲刷坑深约 0.5m。6）泄洪闸堰体质量较差，堰体外壳混凝土破坏严重，混凝土标号低；堰体干砌石孔隙率高，中等透水性；堰体砂芯松散，中等透水性，故堰体渗透性好，存在堰体渗漏问题；干砌石与砂芯沉陷，浆砌石与干砌石之间存在 0.3m 的空隙，由于干砌石下沉，浆砌石失去下部支撑作用，浆砌石可能因自重作用而垮塌，从而可能导致泄洪闸溃坝。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 17 7）堰体与闸基接触面清基不彻底，渗透性高，砂砾石层因渗流而变得更加松散，存在沿堰体与闸基接触面渗漏及渗透变形问题。8）闸基上部基岩主要为花岗岩风化严重，一般为全风化，岩石破碎，为中等透水层，表部为62、砂砾石层，透水性强，根据现场施工记录，水闸修建过程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，故坝基存在严重的沿坝基渗漏问题，危及大坝的安全运行。同时据现场调查，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游护坦被冲毁，护坦齿墙被损坏，故水闸可能存在抗滑稳定性问题。9）船闸侧墙、底板浆砌石质量差，破损严重，同时存在沿侧墙渗漏问题，船闸基岩风化严重，为中等透水性，存在库水沿船闸基础渗漏问题。10）左岸水轮泵站存在基础破损、散浸、接触面渗漏和泵基渗漏问题，右岸泵站存在基础破损、散浸、泵基渗漏问题。11）鱼道存在淤积、侧墙和底板破损问题、侧墙散浸问题、地基渗漏问题。12）防洪堤堤身填土主要为就近取土，填筑质量63、差，部分段外坡坡比较陡，局部未作护坡或护坡损坏，在河流冲刷作用下存在堤身稳定性问题。13）根据堤防工程地质勘察规程以及堤基地层分布及结构特征，洋塘水闸防洪堤堤基结构为双层结构（II）和多层结构（III）；结合主要工程地质问题及堤内塘、渠、沟、冲刷坑等因素对堤段进行工程地质分类，划分为工程地质条件较好（B）、工程地质条件差（D）两类。其中 B 类堤防占纵堤长 87%，D 类堤防占总堤长 13%。14）工程所需天然建筑材料砂料、石料质量基本满足设计要求，储量丰富，开采和运输条件方便。1.3.1.3.6 6.2.2 建议建议 建议下阶段加强施工地质工作，若发现新的地质问题，亦应适当补做专门性勘探与试64、验工作，及时修正，复核各种地质参数。1.41.4 工程任务与规模工程任务与规模 1.4.11.4.1 地区社会经济情况、水闸工程位置地区社会经济情况、水闸工程位置 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 18 洋塘水闸位于湖南省衡东县境内，地处湘江右岸一级支流洣水下游，上距衡东县城 8.0km，下距洣水河口 8.7km。洋塘水闸闸址以上干流长度 287.3km，控制流域面积10210km，占洣水总流域面积的 99.1，灌溉农田 3.62104亩。工程自运行以来，有效的保障了下游人民生命财产安全，促进了灌区工农业生产的稳步发展。同时电站装机容量 10.008MW，具有较好的经济效益。洋塘水闸于 65、1979 年竣工投入运行，正常蓄水位时库容为 3150 万 m3。枢纽建筑物布置有河中开敞式泄洪闸、右岸土坝、水轮泵站、水轮电站、船闸和左岸电站、水轮泵站、鱼道及跨越两岸的工作桥以及两岸的防洪堤等主要建筑物，是一座以灌溉为主，兼顾发电、航运、过鱼和交通综合效益的 III 等水利水电枢纽工程。1.4.21.4.2 洋塘水闸现状洋塘水闸现状 洋塘水闸枢纽工程主要由河中开敞式泄洪闸、右岸土坝、水轮泵水电站、船闸和左岸水轮泵水电站、鱼道及跨越两岸的工作桥以及两岸的防洪堤等主要建筑物组成。1）泄洪闸 河床开敞式泄洪闸为砂芯硬壳溢流堰，全长 260m。堰顶高程 46.2m，上游齿墙底部高程 38.5m(厚66、 3m。前后 1m 厚浆砌石，中间 1m 厚砼防渗墙)，最大堰高 7.7m，堰面水平段宽度 8.67m(厚 1.2m。0.5m 钢筋砼，0.7m 浆砌石)，经园弧段(半径 10m，圆心角1755)、斜坡段(长 14.44m 坡度 1：2.625，厚度 1.21.5m)，与下游支撑体(砼高3.2m，宽 3m)相接，溢流堰底宽 29.17m。(中部未清基用砂砾石，干砌块石填筑)。堰上有工作桥，墩厚 1m，跨度 12m。堰上设有钢筋砼水力自动翻板门，门高 1.5m，宽 5.5m，每跨工作桥设 2 孔闸门。共 43 扇自动翻板门。2）土坝 右岸土坝为砂壤土均质坝，坝顶高程 54.5m，最大坝高 6.567、m。挡土墙为土坝的连接段，墙长 21m，墙高 13m，上部高 6.5m，墙厚 0.7m；下部高 6.5m，墙厚 1.5m。3）右岸水轮泵站 右岸泵站原设计安装 3 台 808 型水轮泵，泵房长宽=3411.3m，提水流量衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 19 0.81m3/s，提水灌溉右岸农田 0.84 万亩。2022 年对右岸泵站进行了改造，将 3 台水轮泵更换为潜水泵（400HQ-40），提水流量仍为 0.81m3/s。4）右岸水轮发电机 右岸安装有水轮发电机水组 4 台，单机容量 252kw，现 4 台水轮发电机组已废弃。5）右岸船闸 闸室尺寸 6092m(长宽通航水深)，墙顶高程68、 49.5m，最大墙高 11m，墙顶宽度 2.5m，上下闸首设反人字形闸门。上闸首顶部高程 49.5m，底坎高程 43.1m，下闸首顶部高程 49.5m，底坎高程 40.8m，闸室底板高程 40.8m。上游最高通航水位 48.8m，下游最高通航水位 46.6m，上游最低通航水位 46.2m，下游最低通航水位 42.3m，设计年货运量 40 万 t。现船闸航运功能基本消失。6）左岸电站 左岸电站布置在泄洪闸左侧河床部分，为坝后式厂房。安装轴流式水轮发电机组 6台，单机容量 1500kW。7）左岸泵站 泵站布置在电站安装场上游侧，泵,长宽=29.125.7m，安装 6 台 100 一 8 型水泵，69、提水流量 2.448m3/s，提水灌溉左岸农田 2.78 万亩。8）鱼道 泵站与电站左侧布置鱼道，44317.2m(宽高长)。9）交通桥 桥长 437m,桥面宽度 5m,该桥 1978 年建成，至今已使用 40 多年，期间对桥拱、桥面进行过加固，2019 年 7 月中旬衡东县发生特大洪水，桥体遭受铁驳船多次冲撞，造成桥梁主拱圈破损严重，拱波开裂，存在重大安全隐患，经检测单位检测鉴定为四类危桥。事故发生后，主管部门对受冲击的上部桥拱部位进行了修复加固，并对该桥实行限高限宽限载的交通管制措施。1.4.31.4.3 设计洪水标准设计洪水标准及设计特征水位及设计特征水位 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步70、设计报告 20 根据洋塘水闸安全鉴定报告书（2023 年）鉴定结论：该工程属于 III 等水利工程，其中的主要建筑物泄洪闸、挡水坝为 2 级建筑物，次要建筑物为 3 级建筑物，临时建筑物为 4 级建筑物。设计洪水重现期为 20 年，校核洪水重现期为 50 年，闸下消能防冲设计洪水重现期为 20 年。防洪堤设计洪水重现期为 20 年。正常蓄水位：上游水位 47.7m，下游水位 44.8m。20 年一遇（设计洪水位）：上游水位 53.58m，下游水位 52.88m。50 年一遇（校核洪水位）：上游水位 54.73m，下游水位 54.00m。1.4.41.4.4 工程改造加固的必要性工程改造加固的必71、要性 洋塘水闸引水灌溉农田 3.62 万亩，工程自运行以来，有效的保障了下游人民生命财产安全，促进了灌区工农业生产的稳步发展。同时电站共装机 10.008MW，具有较好的经济效益。洋塘水闸经过四十多年的运行，存在一系列安全隐患，虽然洋塘水闸管理部门针对水闸中出现的部分问题采取了一定的应急处理措施，但由于资金短缺，水闸存在的大部分病险隐患未得到彻底治理，因而未能从根本上根除水闸的病险隐患，严重威胁着水闸的安全及水闸效益的发挥，目前洋塘水闸处于控制运行状态，加固改造已经十分必要。1.4.51.4.5 工程改造加固的内容工程改造加固的内容 洋塘水闸改造加固的主要内容包括：1)泄洪闸段加固改造：原 472、3 扇尺寸 5.5m1.5m（宽高）水力自动翻板门拆除，更换为 22 扇液压升降闸门（21-11m2m1-5.5m2m）；溢流堰加固改造；水闸基础防渗处理；下游消能工拆除重建；2)船闸段改造：船闸闸首新增检修闸闸室、闸门，闸室内壁及底板砂浆抹面,裂缝衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 21 处理；3)鱼道加固：上游清淤,挡水墙裂缝处理；4)左岸水轮泵及电站挡水墙裂缝处理，更换左岸水轮泵站进水口闸门及启闭设备，更换左岸电站进口浮式拦污排、进水口检修门、快速工作门和启闭设备；5)上下游防洪堤及护岸工程：上下游迎水面预制块护岸，背水面草皮护坡，上下游河床疏挖；6)交通桥改造，由交通桥管理单位（衡73、东县公路建设养护中心）委托具有桥梁加固设计资质的单位进行加固改造设计。本次除险加固不涉及。只对桥墩面层破损部位采用环氧砂浆进行局部修补；7)防汛公路改造；8)原管理办公楼拆除重建，新建防汛物资仓库；9)新增观测系统和搭建工程信息化系统。主要设计的项目为变形观测、扬压力观测和绕闸渗流观测、水闸渗流量观测、水位和气象观测、自动监测系统等。1.51.5 工程加固设计工程加固设计 洋塘水闸枢纽工程主要由河中开敞式泄洪闸、右岸土坝、水轮泵站、水轮电站、船闸和左岸电站、水轮泵站、鱼道及跨越两岸的工作桥以及两岸的防洪堤等主要建筑物组成。具体详见洋塘水闸工程平面布置图。1.5.11.5.1 泄泄洪闸加固设计洪74、闸加固设计 1.5.1.11.5.1.1 闸型方案选择闸型方案选择 河床开敞式泄洪闸现状为砂芯硬壳溢流堰，堰顶轴线长度 260m，堰顶高程 46.2m，最大堰高 7.7m，堰面水平段宽度 8.67m，(厚 1.2m，0.5m 钢筋砼，0.7m 浆砌石)，弧段(半径 10m，圆心角 1755)，斜坡段(长 14.44m 坡度 1：2.625，厚度 1.21.5m)，下游支撑体(砼高 3.2m，宽 3m)，溢流堰底宽 29.17m。堰上设有钢筋砼水力自动翻板门，门高 1.5m，宽 5.5m，共 43 扇,堰上交通桥桥墩兼做闸墩，墩厚 1m，交通桥净跨衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 22 175、1m。每跨交通桥下设 2 孔闸门。闸室段下游接 45m 长消能工。洋塘水闸为低堰闸坝，本次初步设计对液压升降坝、液压翻板门坝、平板钢闸门坝三种坝型进行方案比较，经综合比较，选择液压升降坝方案作为本阶段推荐方案。液压升降坝的系统构造包括闸门、液压杆、支撑杆、液压缸和液压泵站等。液压升降坝布置型式为在堰顶布置 22 扇钢闸门，闸门轴线布置在原交通桥下游，离桥面中心线 5.7m：从左岸往右岸依次布置 21 扇，每个孔口净宽 11m；最后靠右岸船布置 1 扇，孔口净宽均为 5.5m。坝顶总长度为 260m，闸前堰顶高程为 46.2m，闸后堰顶高程为 45.62m，闸门高 2m，正常蓄水位为 47.7m76、，泄洪孔口采用闸门挡水。堰体为砂芯硬壳溢流堰，堰顶水平段宽度 11.128m，其中高程 46.20m 处水平段宽度 6.35m，高程 45.62m 处水平段宽度 4.778m。斜坡段（坡度 1：2.75）长 15.56m，下接消能工。升降坝底板为 C30 钢筋砼，厚 1.0m，底板上布置预留孔（铰支座预留孔、支撑杆孔预留孔深、液压缸预留孔深、油管路槽），预留孔内安装埋件，待埋件安装完毕后，再回填二期混凝土。中闸墩沿原桥墩方向接长，设 C25 钢筋砼隔墙，厚度 1m，墙顶高程 48.20m。左边闸墩利用左岸水电站的钢筋砼边墙，厚 1.5m。右边闸墩将靠近船闸的桥墩接长，闸墩顶部高程 49.5m，77、和船闸边墙连成整体，接长部分为钢筋砼结构，约厚 1.5m。下接消能工。下游设消能工：消力池池长取 18m，池深 1.8m,底板上高程 39.7m，厚度 1.5m；钢筋砼护坦长度 10m，格宾海漫长度 25m，底板上高程 41.2m，厚度 1.0m；防冲槽长度10m，底板上高程 41.2m，厚度 2.0m。靠工作闸门轴线上游 2m 处，预留检修门槽，方便检修，工作闸门检修可选择在枯水期低水位时段进行。1.5.1.21.5.1.2 溢流堰加固处理溢流堰加固处理 本次溢流堰体加固处理措施如下：1）对现有堰体进行充填灌浆。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 23 灌浆孔布置：充填灌浆孔布置在桩号 78、H0+000.000 至 H0+025.520 范围之间，对堰体浆砌石、干砌石和砂芯进行水泥砂浆充填灌浆。灌浆压力:可小于 50kPa 或根据试验成果进行确定，以不抬动堰体为原则；灌浆施工：宜采用自下而上一次性灌注的方法。灌浆封孔：在规定的压力下，注入率小于 2L/min，延续灌注 10min 即可结束。当每孔灌浆结束后，应进行灌浆封孔。封孔时应将灌浆管拔出，向孔内灌注密度大于1.5g/cm3的稠浆，多次灌注，直至浆面升至孔口不再下降为止。质量检查：施工过程中应对灌浆材料、浆液和各道工序的质量进行控制和检查，并做记录。2）凿除原溢流面表层混凝土,厚度为 500mm，并冲洗干净；3）对堰体依据闸79、门安装要求预留二期砼，进行局部结构改造；4）新浇一层 C30 砼，厚度 500mm；5）堰面新砼表层处布设14200 纵横温度钢筋；6）新浇堰面分缝：每 12m 分一缝，分缝位置采用铜片止水，中压聚乙烯泡沫板填缝。7）新老混凝土结合部位处理：采用人工对凿除的砼表面进行凿毛；沿凿除的砼范围内进行植筋（14400,伸入砼深 0.4m，外露 0.1m，采用 A 级胶粘剂），以加强新老砼结合；用钢丝刷将混凝土表面的灰尘、浮渣及松散层仔细清除，并清洗干净；外围砼周边按要求重新布好钢筋网，于老砼面涂刷砼界面剂后，重新浇筑砼。1.5.1.31.5.1.3 水闸基础防渗处理水闸基础防渗处理 1)基本情况 坝基80、上部基岩风化严重，一般为全风化，岩石破碎，透水性好，为中等透水层，根据现场施工记录，水闸修建过程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，故坝基存在严重的沿坝基渗漏问题。2)帷幕灌浆防渗设计 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 24 本次设计，对水闸闸室基础进行帷幕灌浆防渗处理。防渗帷幕采用一排，孔距为2.0m。洋塘水闸为低堰闸室工程，灌浆帷幕防渗标准取最大水头的 0.30.7 倍为控制标准；帷幕灌浆孔布置在距溢流堰上游面 4.3m 处的堰顶位置,在此设置灌浆平台进行钻孔注浆；根据地形、地质情况，灌浆帷幕的走向选择为：顺水闸轴线方向呈“一”字形延伸，范围桩号 B0+000.000 至 B0+260.081、00。1.5.11.5.1.4 4 泄洪闸下游消力池、护坦重建泄洪闸下游消力池、护坦重建 （1）基本情况 水闸溢流坝段下游冲刷严重，表面砼剥落，卵石外露，形成麻面，凹凸不平，气蚀发展严重。防冲段总长 45m，其中 37m 海漫为干砌石结构，厚度仅 3040cm，且块石粒径小，允许抗冲流速低，不能抵抗洪水冲刷，现该段已全部被洪水冲毁，不满足防冲要求。为确保水闸安全，水闸下游应增设消能防冲设施和岸坡防护工程。（2）工程加固措施 经对本工程消能方式的分析，为减轻河床及岸坡的冲刷，为节省投资，本工程采用维持原底流消能方式不变。同时为了结构稳定，结合溢流面的加固闸室堰体进行局部凿除修整，堰体尾部拆除重建82、长度 3m，建基面高程 36.5m。本水闸闸室下游冲刷严重，对闸室稳定极为不利，且长期发展下去可能往水闸基础底部方向侵蚀，将造成闸室悬空，直接危及水闸安全。故本次设计拟对闸室段下游消能防冲设施拆除重建。消力池：池长取 18m，池深 1.5m,底板厚度 1.5m，底板上高程 39.7m，消力池表面采用 500mm 厚度的 C30 砼,下部采用 1000mm 厚 C25 砼，并预埋110PVC 排水管，间排距 2m，呈梅花形布置，消力池浇筑完后，排水管中回填无砂混凝土，形成110 无砂混凝土冒水孔，防止下部细颗粒析出；护坦：钢筋砼护坦长度 10m，厚度 1.0m，表面采用 500mm 厚度的 C383、0 砼,下部采用500mm 厚 C25 砼，底板高程 41.2m，设110 无砂混凝土冒水孔，间排距 2m，呈梅花形布置，防止下部细颗粒析出；衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 25 海漫：采用格宾海漫，长度 25m，厚度 1.0m，底板上高程 41.2m；格宾石笼设计要求：钢丝网石笼网片原材料技术要求：石笼规格为 320.5m，网丝直径 3.7mm，扎丝直径：3.0mm；石笼边丝直径：4.4mm；网面标称拉伸强度不低于 42kN/m。石笼内填石要求：材料为大颗粒卵石或小块石，单颗最大粒径不超过 15cm，单颗最小粒径不低于 9cm，大小搭配、级配均匀。湿抗压强度大于 30MPa，软化系数84、大于0.75，密度不小于 2.5t/m3。防冲槽：块石防冲槽长 10m，厚度为 2m，底板上高程 41.2m，块石粒径 2040cm。1.5.21.5.2 船闸加固处理船闸加固处理 （1）基本情况 船闸原设计级别为 4 级。船闸位于水闸的右侧，宽约 9m，长 60m，船闸上游导航墙已完全被冲毁，闸门为钢制反“人”字门，无法止水。船闸侧墙和底板为浆砌石结构，浆砌石主要为花岗岩，灰白色，粗粒结构，弱风化，岩石坚硬，块石间胶结一般，局部胶结差，存在较大的空隙，故侧墙局部存在渗漏问题，通过现场调查，船闸侧墙见明显渗流群，以射流形式渗漏，渗流量为 0.050.2L/s。其次船闸侧墙存在大面积的散浸现象，85、同时由于船闸运行时间长，局部浆砌石勾缝水泥已经脱落，据调查和检测资料，船闸底板浆砌石破坏严重。现在船闸结构基本属于破损状态，目前不通航。船闸闸基为花岗岩，灰白色、紫红色，粗粒结构，强全风化。根据钻孔揭露，花岗岩节理裂隙发育，节理面多平直，张开，节理面多见铁质渲染，球状风化严重，岩芯多呈土状，遇水易崩解，崩解物主要为粗砂和高岭土。闸基上部全风化花岗岩渗透系数为 1.8510-41.1610-3cm；根据钻孔压水试验，基岩面以下 718m 透水率为 1135.5Lu，为中等透水带；基岩 718m 以下透水率为 88.75Lu，为弱透水带，为相对隔水层。（2）船闸加固方案 本次船闸加固改造设计，鉴于86、目前闸墙开裂，漏水严重，强度不够，加固方案为：衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 26 当裂缝细小、渗漏量较少时，加固可用勾缝，沿缝面开出浅槽，用高强度砂浆勾填；结合闸墙裂缝、孔洞修补，对闸墙内壁及底板进行砂浆抹面。鉴于目前反“人”字门无法止水，由于船闸的航运功能基本消失，为了不影响泄洪，不再修建上游导航墙。对船闸上闸首进行防洪安全功能补强，新增检修闸室（C25砼），将上闸首的墩墙进行接长，接长向为上游向，接长长度为 8.5m；墩墙顶部高程维持和原墙顶高程一致为 49.5m；上闸首的底板也与墩墙向上游同步接长；上闸首孔口宽度为 7.4m，闸门采用浮箱式检修闸门，孔口尺寸为 7.45.1m（87、宽高），浮式检修门采用临时拖运设备进行操作，不单独另设拖运设备。1.5.31.5.3 水轮泵站、电站及鱼道加固设计水轮泵站、电站及鱼道加固设计 （1）基本情况 根据洋塘水闸安全鉴定报告书鉴定成果；右岸泵站 2022 年 11 月开始进行改造，原三台水轮泵已更换为三台潜水泵（400HQ-40），装机容量 3*90kw；原进水口拦污栅和检修钢闸门已进行更换，机坑裂缝进行修补，目前泵站已开始提水灌溉。本次不再进行加固改造。左岸电站及水轮泵站厂房下游防洪墙存在裂缝，漏水严重。厂房上游墙也有许多裂缝、漏水；左岸电站及泵站进水口闸门锈蚀严重。鱼道上游严重淤积，鱼道内淤积停用多年，鱼道上游手段启闭机锈蚀破损88、，已无法有效启闭，鱼道左侧墙体为浆砌石结构，右侧为混凝土结构，结构表面青苔老化严重，鱼道目前失去功能。（2）工程地质条件 左右水轮泵站及电站均存在基础破损、散浸、泵基渗漏问题；鱼道基岩上部为花岗岩，紫红色，全风化；下部为石英砂岩，紫红色，强风化。存在地基渗漏问题（3）工程加固处理 本次加固设计，对水轮泵站及电站和鱼道进行裂缝加固处理。裂缝加固处理简图见图，具体措施如下：衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 27 施工工艺 布设灌浆孔：对裂缝采用骑缝灌浆和钻孔灌浆相结合处理方法进行灌浆处理。具体布设如下：在裂缝两侧均布设灌浆孔，孔间距 0.5m 且沿裂缝交错布设。凿缝钻孔：沿裂缝凿一条宽约 489、060mm、深约 2030mm 的“U”型槽，再用钢丝刷将混凝土表面的灰尘、浮渣及松散层仔细清除，并清洗干净。浅钻孔直径 18mm，钻孔深 300mm，钻孔间距 1000mm；深钻孔直径 18mm，钻孔深 450mm，钻孔间距 1000mm。冲洗与检查：钻孔结束后，用高压风水将钻孔及“U”形槽冲洗干净，吹净孔内（槽内）粉末，确保进浆孔、回浆孔快速封堵材料封牢。埋灌浆管：钻孔结束后，用风水轮换将钻孔及钻孔周围吹洗干净，涂上环氧基液，然后将进浆管和排气管一并用快速封堵材料封牢。封缝待凝：用风水轮换将裂缝吹洗干净，然后用快速封堵材料将裂缝封堵，确保灌浆时浆液不外漏。压水灌浆试验：施工前，宜在现场进行90、灌浆试验以确定施工参数。配浆灌浆：待进行快速封堵材料固化后，在施工现场配置浆液，用灌浆泵按自下而上原则逐孔进行灌浆，灌浆压力一般不超过 0.3M0.4Mpa。质量检测：检测时间应根据灌浆材料性能在灌浆结束后适时进行。采用检查孔压水试验或钻孔取芯绘制柱状图方法进行。检测结束后，应对质量检测孔按技术要求进行灌浆和封孔。1.5.41.5.4 上、下游防洪堤加固处理上、下游防洪堤加固处理 本次加固设计，防洪堤加固范围为上、下游各 200m，总长度为 869m,其中:左岸堤防长度为 450.4m(上游 239.6m,下游 210.8m);右岸堤防长度为 418.6m(上游 218.6m,下游 200m)91、。防洪堤加固按 20 年一遇洪水标准设计，上游计算堤顶高程 55.44m，下游计算堤顶高程 54.54m。防洪堤加固段上游堤顶高程现状左岸为 56m、右岸为 55.5m，保持和现状一致满足防洪要求；防洪堤加固段下游堤顶高程现状左岸为 51.3m51.6m 左右、右岸衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 28 为 53.5m 左右，拟左岸堤防加高至堤顶高程为 53.3m，并在堤顶新建 1.3m 高防浪墙，右岸堤顶高程保持和现状一致，在堤顶新建 1.1m 高防浪墙，防浪墙顶高程均为 54.6，满足规范要求。1）防洪堤加固标准断面设计 防洪堤基本布置在河岸级台地上，防洪堤标准断面如下：左岸上游，土92、堤堤顶宽 3m，堤顶高程为 56m,大堤内、外边坡分别采用 1:2、1：1.5，外坡采用 C20 砼预制六方块护坡，厚度为 100mm，下设砂石垫层厚 100mm，预制块护坡顶部高程为 56.0m(按 20 年一遇洪水+1.66m 超高),高程 52.0m 处设 1.5m 宽平台，护坡底部高程约为 49.7m,堤脚采用 C20 砼护脚,其尺寸为宽 0.6m,高 0.8m。大堤内坡采用草皮护坡。右岸上游，土堤堤顶宽 3m，堤顶高程为 55.5m,大堤内、外边坡分别采用 1:2、1：1.5，外坡采用 C20 砼预制六方块护坡，厚度为 100mm，下设砂石垫层厚 100mm，预制块护坡顶部高程为 593、5.5m(按 20 年一遇洪水+1.66m 超高),护坡底部高程约为 50.2m,堤脚采用 C20 砼护脚,其尺寸为宽 0.6m,高 0.8m。大堤内坡采用草皮护坡。左岸下游，土堤堤顶宽 3m，堤顶高程为 53.3m,大堤内坡采用 1:2、外坡靠近鱼道采用 1：1.5，鱼道下游采用 1:2，外坡采用 C20 砼预制六方块护坡，厚度为 100mm，下设砂石垫层厚 100mm，预制块护坡顶部高程为 53.3m 接防浪墙，防浪墙顶高程 54.6(按20 年一遇洪水+1.65m 超高),靠近鱼道护坡底部高程约为 47.7m,鱼道下游护坡底部高程约为 42.6m，堤脚采用 C20 砼护脚,其尺寸为宽 094、.6m,高 0.8m。大堤内坡采用草皮护坡。右岸下游，土堤堤顶为平地，堤顶高程为 53.5m,堤顶设 1.1m 高防浪墙，防浪墙顶高程为 54.6m(按 20 年一遇洪水+1.65m 超高)，大堤边坡采用 1：1.5，采用 C20 砼预制六方块护坡，厚度为 100mm，下设砂石垫层厚 100mm，预制块护坡顶部高程为 53.5m,护坡底部高程约为 47.5m,堤脚采用 C20 砼护脚,其尺寸为宽 0.6m,高 0.8m。大堤内坡采用草皮护坡。上、下游防洪堤加固断面详见图水闸上、下游防洪堤及护坡设计图。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 29 2)大堤加培土料设计 土料物理力学参数要求:干密95、度1.5；最优含水量：26%；压实度0.91，土料内摩擦角不小于 20，渗透系数不大于 110-5m/s。1.5.1.5.5 5 河床疏挖河床疏挖 水闸上、下游河床淤积严重，泄洪不畅，下游消能设施被冲毁。由于坝长闸门多，受回水影响，上游左岸部分逐年随水流向下游推移堆积，已形成砂洲，严重影响了泄、引水量。左岸鱼道上游进口淤积严重，影响鱼类正常通过。水闸下游 110m460m 右侧沙洲淤积面积 2.4 万 m2，拟疏挖至 41.2m 高程，平均清淤深度 1m；水闸下游 180m450m 左侧沙洲淤积面积 1.5 万 m2，拟疏挖至 41.2m 高程，平均清淤深度 0.8m；水闸上游左岸鱼道进口拟疏96、挖至鱼道进口底板高程 44.6m。上述三项河道清淤疏挖总计方量 35112m3。1.51.5.6 6 交通桥改造交通桥改造 根据衡东县洋塘水闸安全评价报告（审定稿，2023.11）的建议：交通桥管理单位（衡东县公路建设养护中心）委托具有桥梁加固设计资质的单位对该交通桥桥面进行抬高（桥面高程不低于 56m）加固或交通桥拆除重建，以满足闸坝防洪安全。交通桥的改造不包含在本次除险加固设计中。只对桥墩面层破损部位采用环氧砂浆进行局部修补。1.51.5.7.7 防汛公路改造防汛公路改造 此段防汛公路全长约 0.5km，现路面为水泥路面，路面破损开裂严重，无排水系统，雨天泥泞不堪，难以满足防洪抢险要求，抢97、险车辆交通困难。防汛公路按四级公路设计。对原水泥路面进行凿除，路面宽 4.5m，路面自上而下依次采用 20cm 厚 C30 混凝土、15cm 厚 5%水泥稳定碎石和 15cm 厚级配碎石。路面横向坡度 2%。路基则对原路面稍作修坡和局部加宽填高后即可，对于局部回填路基要求采用石衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 30 碴填筑，碾压密实。1.5.81.5.8 监测系统设计监测系统设计 本工程安全监测项目主要包括：巡视检查、变形监测、渗流渗压监测、环境量监测、自动化监测系统等内容。巡视检查 巡视检查范围包括泄水闸、厂房、船闸、土坝等建筑物。巡视检查中，认真记录和整理检查结果，及时提交报告，如发98、现异常，应立即上报，采取必要措施。变形监测 包括水平位移、垂直位移等。渗流监测 包括渗透压力、渗流坡降、渗流量等。环境量监测 包括上下游水位、降雨量等。自动化监测系统 安全监测以自动监测为主，无法进行自动化监测的项目应采用人工监测。所有自动化监测仪器均接入测控单元(MCU)，由主控机进行控制。主控机上安装数据自动采集软件、信息管理软件和数据计算分析软件，完成自动化监测。1.61.6 金属结构及电气设计金属结构及电气设计 1.6.11.6.1 金属结构金属结构 1 1.6.16.1.1 1 泄洪闸金属结构泄洪闸金属结构 本项目初步设计总体布置中，金属结构专业配合总体布置图对液压升卧钢闸门、液压翻99、板闸门和平板闸门三个方案进行了比较，最终选择液压升卧钢闸门方案。根据总体布置，拆除原水力自动混凝土翻板闸门，重建 22 孔液压升卧钢闸门并增设液压顶推油缸。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 31 本项目泄洪闸闸门共 22 孔，其中 21 孔孔口尺寸为 11.0m2.0m，1 孔孔口尺寸为5.5m2.0m，底槛高程 46.20m，设计水头 1.5m。闸门采用液压升卧钢闸门型式，上游侧墙止水。闸门动水启闭，采用液压启闭机设备启闭，22 孔共用一台泵站和控制系统。采用柴油发电机组作为应急电源供电。1 1.6.1.26.1.2 船闸上闸首金属结构船闸上闸首金属结构 根据总体布置图，本次改造拟对船100、闸上闸首布置一孔浮箱式检修闸门。浮箱式检修闸门的孔口尺寸为 7.45.1m（宽高，下同），底槛高程 43.1m，设计水头 4.6m。浮式检修门门体由底横梁、中部二榀框架、边柱、纵桁架及上下游面板等组合而成。舱内浇筑砼加生铁块，来调整重心及控制门体的倾斜，以满足闸门运行的稳定性要求。浮式检修门采用临时拖运设备进行操作，不单独另设拖运设备。1 1.6 6.1.3.1.3 电站进水口金属结构电站进水口金属结构 由于闸门及浮式拦污排锈蚀严重，本次改造对电站进水口浮式拦污排及其埋件，快速工作闸门及其埋件，检修闸门及其埋件等进行更换。电站进水口快速工作闸门共 6 孔，孔口尺寸为 5.0m5.0 m，设计水101、头 13.0m，采用潜孔定轮钢闸门型式，下游侧止水。动水启闭，采用 QPK2250kN 固定卷扬机启闭门。本次改造 6 孔工作闸门及其埋件、启闭设备全部更换。1 1.6.1.46.1.4 左岸泵站金属结构左岸泵站金属结构 由于门体锈蚀严重，本次改造对左岸水轮泵站进水口闸门进行更换。进水闸闸门共 6 孔，孔口尺寸为 3.5m2.3 m，设计水头 4.9m，采用潜孔滑块钢闸门型式，下游止水。闸门静水启闭，小开度提门平压后静水启门。本次改造 6 孔闸门及埋件全部更换，启闭机沿用原 2125kN 固定卷扬机。1.6.21.6.2 电气一次电气一次 1.6.2.11.6.2.1 液压泵站负荷统计及供电电102、源液压泵站负荷统计及供电电源 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 32 本工程液压泵站采用结构紧凑、体积较小的叶片泵，通过压力油对 22 孔工作闸门启闭。所有工作闸门具备防洪、泄洪及挡水等功能，属于二级用电负荷，需要配置双电源。1.6.2.21.6.2.2 电气主接线电气主接线 液压泵站电动机功率为 225kW（一用一备），本阶段采用 6.3kV 电缆 T 接供电，电缆 T 接长度约 0.2km，最终电源接入方案以电力部门批复意见为准。液压泵站设置一台主变压器，6.3kV 进线侧采用线路变压器组接线，0.38kV 电动机电压侧采用单母线接线。1.6.2.31.6.2.3 电动机启动的方式选103、择电动机启动的方式选择 本工程根据泵站设计标准GB/T50265-2022 的要求。经计算，当采用直接启动时，母线电压降为 1.14%，电动机直接启动压降满足规范要求，本阶段推荐电动机采用直接启动方式。1.6.2.41.6.2.4 主要电气设备选择及布置主要电气设备选择及布置 本工程洋塘液压泵站装设 2 台叶片泵配套电动机，功率均为 25kW，工况为一用一备，其他负荷的计算负荷按照 16kW 考虑，各负荷功率因数取 0.8，效率取 80%，经计算泵站的负荷计算容量为 64.06kVA。本阶段根据泵站的计算容量和起动方式选择与之相匹配的主变压器，变压器容量选用 80kVA，型号选用 SCB14-104、80/6.3-NX2 户内干式变压器，变比为 6.322.5%/0.4kV，阻抗电压值为 4%，接线组别 D,yn11。变压器布置在室内高低压配电室。7.2kV 中压侧开关设备选用 KYN28-7.2 型铠装移开式金属封闭开关柜，配高压真空断路器，7.2kV 开关柜布置在室内高低压配电室。0.4kV 低压配电柜，采用结构合理，防护等级较高，经济实用的 GGD 型柜。0.4kV低压配电柜布置在室内高低压配电室。液压泵站电动机功率为 25kW，按照电动机启动时柴油发电机母线允许电压降校验，衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 33 柴油发电机容量应大于 112.5kW，柴油发电机容量选用 120105、kW，电压选择 0.38kV。1.71.7 施工组织设计施工组织设计 1.7.11.7.1 施工条件施工条件 1 1.7 7.1.1.1.1 工程条件工程条件 洋塘水闸位于湖南省衡东县境内，属 III 等工程。地处湘江右岸一级支流洣水下游，上距衡东县城 8.0km，下距洣水河口 8.7km。该工程控制流域面积 10210km2，灌溉农田 3.62 万亩，年发电量为 4334 万 KWh，设计年过闸货运量 40 万 t,过船吨位 80t。本工程于 1976 年动工兴建，1979 年竣工并投入使用。枢纽工程主要由河中开敞式泄洪闸、右岸土坝(副坝)、水轮泵站、水轮发电机、船闸和左岸电站、水轮泵站、鱼106、道及跨越两岸的工作桥以及两岸的防洪堤等主要建筑物组成。本次除险加固工程主要项目包括：泄洪闸改造、水轮泵及电站厂房加固、右岸船闸加固、鱼道加固、河床疏挖、上下游防洪堤及护岸整治、交通工程等。本次水闸除险加固工程主要包括：(1)泄洪闸段改造；(2)水轮泵及电站厂房加固；(3)右岸船闸加固；(4)鱼道加固；(5)河床疏挖；(6)上下游防洪堤及护岸整治；(7)交通工程。工作内容包括土方开挖、石方开挖、土方回填、砼及浆砌石拆除、砼凿毛、砼浇筑、浆砌石砌筑、基础灌浆、环氧砂浆补缝等项。1 1.7 7.1.1.2 2 地形地质条件地形地质条件 衡东县属，属亚热带湿润季风气候区，春湿秋燥，夏热冬冷，春夏之间多107、梅雨。洣衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 34 水流域洪水由暴雨形成，洪水时空变化与暴雨情况大体一致。年最大洪水发生在 48月。洋塘水闸位于洣水下游，距湘江干流约 8.7m，洣水自南西向北东流向，河床水面宽阔、河面宽 280420m，流速平缓，河流两岸均为河流冲积平原，主要为河流 I 级阶地，左岸阶地发育相对较窄，一般 100200m 宽，右岸阶地发育较宽，一般大于 500m，河床高程一般为 36.844.5m，阶地高程一般 4852m。区内出露地层简单，主要出露的地层有泥盆系中统跳马涧组（D2t）中厚层状石英砾岩、石英砂岩；燕山期花岗岩（52+3），第四系全新统冲积堆积层（Q4al），108、以及零散的人工堆积层（Qs）。水闸所在地区根据历史记载，区内地震历史上共发生过 2 次，分别为衡阳市 1631年 4 级地震，双峰 1931 年 4.7 级地震。根据中国地震动参数区划图（GB 18306-2001），本区地震动峰值加速度为小于 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35 s，相应的地震基本烈度为小于 VI 度。1.7.21.7.2 施工方案施工方案 1.7.21.7.2.1.1 施工导流施工导流 1）导流标准 本工程为中型水闸，工程等级为 III等，主要建筑物级别为 2 级，次要建筑物为 3级。根据 SL303-2017水利水电工程施工组织设计规范及 SL252-2017 109、水利水电工程等级划分及洪水标准规定，相应导流建筑物级别为 4 级，其土石类围堰设计洪水标准为 2010 年一遇，混凝土类围堰设计洪水标准为 105 年一遇。由于本工程为水闸除险加固工程，根据工程特点，围堰型式采用土石类围堰。围堰设计洪水标准选择 10年一遇洪水重现期。2）导流方式及导流时段 根据本工程除险加固项目施工特点和河段水文特性，采用分期导流方式。一期围右侧船闸及右侧 11 孔闸坝，在新修上、下游围堰的保护下，进行右侧溢流闸坝、水轮衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 35 泵站、船闸、右岸上、下游防洪堤及护岸工程等加固改造，施工期由左侧现有 7 孔闸坝泄流；二期围左侧 11 孔闸坝，110、在新修上、下游围堰的保护下，进行左侧溢流闸坝、鱼道、电站、左岸上、下游防洪堤及护岸工程等加固改造，施工期由已加固完工的右侧6.5 孔闸坝泄流。根据施工进度安排，一二期工程项目均具备一个枯水期完建的基本条件，故一二期导流时段选择为枯水时段 11 月次年 2 月，相应 10 年一遇洪峰流量 1630m3/s。3)导流建筑物设计与施工 根据施工进度安排，一期围堰 10 年一遇设计洪峰流量为 1630m3/s，查水闸下游流量关系表，确定一期下游围堰挡水水位为 46.45m，考虑围堰安全超高及波浪爬高，围堰堰顶高程为 47.50m；经水力学计算，确定一期上游围堰挡水水位为 51.80m，考虑围堰安全超高111、及波浪爬高，围堰堰顶高程为 52.80m。二期围堰 10 年一遇设计洪峰流量为1630 m3/s，查水闸下游流量关系表，二期下游围堰挡水水位为 46.45m，考虑围堰安全超高及波浪爬高，二期下游围堰堰顶高程为 47.50m；经水力学计算，确定二期上游围堰挡水水位为为 52.08m，考虑围堰安全超高及波浪爬高，围堰堰顶高程为 53.10m。4)截流与基坑排水 根据施工总进度安排，一期围堰合龙安排在第一年 9 月中旬，合龙流量选择 9 月平均流量 167m/s；二期截流安排在第二年 9 月中旬，流量选择 9 月平均流量 167m/s，采用单戗立堵法，戗堤龙口位置选在纵向围堰下游靠近闸坝溢流堰体一侧112、。一期基坑初期排水安排在第一年 11 月底进行。一期基坑积水面积约 1.2 万 m2，初期排水量约 14.4 万 m，最大深度约 4.0m，按 4 天排干，排水强度为 1500m3/h，选用IS200-150-250 型水泵 5 台（一台备用）（电机功率 37kW，扬程 20m,流量 400m3/h），分别从基坑上、下游往基坑外抽水。经常性排水主要由围堰及基础渗水、施工弃水及降雨等组成。一期基坑经常性排水强度约 37m3/h（按每天排水 2 小时计），利用初期排水设备。二期基坑初期排水安排在第二年 11 月下旬进行。二期基坑积水面积约 3.3 万 m2，初期排水量约 19.4 万 m，最大深度113、约 5.9m，按 4 天排干，排水强度为 2100m3/h，选衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 36 用 IS200-150-250 型水泵 7 台（一台备用）（电机功率 37kW，扬程 20m,流量 400m3/h），分别从基坑上、下游往基坑外抽水。经常性排水主要由围堰及基础渗水、施工弃水及降雨等组成。二期基坑经常性排水强度约 28m3/h（按每天排水 2 小时计），利用初期排水设备。1.7.2.21.7.2.2 施工交通运输及施工总布置施工交通运输及施工总布置 1）场内外交通 洋塘水闸除险加固工程位于洣水下游尾闾河段的杨梓州尾，水闸坝顶设有工作桥，工作桥已与外界公路沟通，距湘江河口 114、8.7km，上距衡东县城 8.0km，2019 年 7 月衡东县公路管理局委托长沙理工大学公路工程检测中心对洋塘水闸交通桥进行检测，大桥总体技术状况评定为第三类较差的状态，目前以对大桥采取了限重、限速措施。洋塘水闸距衡东县城 8km，有 X008 公路相连；水路经湘水直通湘潭、长沙等地，可常年通航；公路通过国道可与长株潭、郴州等城市沟通，对外交通较为方便。本工程场内交通运输除利用现有道路外，需新修一期下基坑道路 1km，二期下基坑道路 1km。施工临时道路按 6m 宽、泥结石路面设计。因交通桥总体技术状况评定为第三类较差的状态，且以对大桥采取了限重、限速措施，考虑在水闸上游左右两岸设置临时码头115、，通过驳船转运满足施工期左右两岸交通要求。为满足左右岸交通运输，在水闸上游库区内左右岸修建临时简易码头，停靠轮渡，将两岸物资运往对岸。2）施工总布置 a）风、水、电及通讯系统 本工程施工用风主要为砼凿毛及砼浇筑用风，施工用风采用 2 台 6m3/min 移动式空压机供风，灌浆、辅企等用风由配套供风设备解决。施工用水主要为生产和生活用水，生产用水主要为砼、砂浆拌和、养护用水、灌浆用水、机械设备用水、施工辅企用水，选用型号 4 台 IS6550160 型（扬程 32m；流衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 37 量 25m3/h；功率为 5.5kw）。施工用电从水闸附近 10KV 供电线路接入116、，施工人员生活用水及用电可利用水闸管理站职工现有供水与供电设施。本工程施工期间对外通讯拟采用在施工管理用房内安装程控电话的方式解决，场内各施工项目之间的联络可设置移动电话解决。b）施工生产设施及布置 本工程施工生产设施主要有砼拌和站、钢筋及木材加工厂、水泥仓库、金结拼装场、风、水、电供应系统等。考虑本工程施工项目相对均较为集中的特点，本着有利生产、方便生活的基本原则，同时根据现场地形情况，采用右岸集中布置的方式。砼拌和站、水泥仓库、钢筋、木材加工厂等施工设施布置在右岸下游靠近堤脚附近滩地上；制、灌浆棚布置在基坑内靠近基坑边缘的方便处。生活及设施管理布置于右岸坝肩位置，原地面高程 50.253.117、2m，场地平整后高程53.5m，高于 10 年一遇全年洪水水位 52.08m。1.7.31.7.3 施工总进度施工总进度 经初步安排，本工程施工总工期为 19 个月，即第一年 9 月进场，至第三年 3 月完工。施工筹建期不包括在本进度计划内，工作内容包括征地拆迁、工程施工招标等筹建工作，要求在第一年 8 月底之前完成。施工准备期安排在第一年 9 月至 10 月进行。施工准备期须完成临建房屋修建、场内施工临时道路修建，砼系统修建、风、水、电供应系统修建、一期围堰填筑等项施工。第一年 11 月至第二年 2 月主要完成右岸泄洪闸坝段及过坝船闸、右岸上、下游防洪堤护岸等加固改造。第二年 11 月至第三118、年2 月主要完成左岸泄洪闸坝段及过坝鱼道、泄洪闸、左岸上、下游防洪堤护岸等加固改造。扫尾工程安排在第三年 3 月进行。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 38 本工程主体工程高峰施工强度：土方开挖 153m3/d，石方开挖强度 801 m3/d，砼浇筑 214m3/d。1.81.8 消防设计消防设计 衡东县洋塘水闸除险加固工程新建液压泵站配电房。液压配电房采用结构紧凑、体积较小的叶片泵，通过压力油对 22 孔工作闸门启闭。设有电气配电房，电气配电房仅一层，设置有高低压开关室、值班室和卫生间。建(构)筑物耐火等级不低于二级，各房间之间的隔墙均为防火墙，隔墙上未设置门窗。液压泵站配电房内电气设119、备和可燃物较少，火灾危险性及蔓延的可能性较小，根据消防规范，不设置消防给水及消火栓系统，采用灭火器材消防。本泵站不设置火灾自动报警系统。本泵站电气配电房设置消防应急照明灯具。电缆穿墙孔洞均采用防火堵料封堵。1.1.9 9 建设征地与移民安置建设征地与移民安置 （1)永久征地范围 本工程属于原水闸除险加固项目，所涉及的永久征地均位于原枢纽工程区内，故无新增永久征地。（2)临时用地范围 临时用地范围包括施工临建设施、存料场、围堰基坑及土料场等临时用地，用地范围根据我院施工专业施工组织设计成果确定。临时征用土地面积共计 251.7 亩。本工程建设征地不涉及永久征地、人口及房屋，无移民生产安置和搬迁安120、置任务。经计算，建设征地移民补偿费用概算共计 275.8 万元，其中农村移民安置补偿费为 193.28 万元，其它费用为 57.45 万元，基本预备费为 25.07 万元。1.1.1010 环境保护设计环境保护设计 水闸除险加固工程环境保护的主要任务是具体落实环境影响评价中提出的各项环境保护措施，着重对施工期施工区进行环境保护设计，并提出环境保护管理和环境保护投资概算。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 39 湖南省衡东县洋塘水闸除险加固工程环境保护投资包括环境保护措施、环境监测措施、环境保护临时措施、独立费用、基本预备费等 5 个部分，总投资为 392.78 万元。从环境保护角度分析，该121、工程建设可行。1.11.11 1 水土保持设计水土保持设计 本工程总占地面积为 23.08hm2，其中永久占地面积为 6.30hm2，临时占地面积为16.78hm2，经复核，本项目水土流失防治责任范围面积共计 23.08hm2。本工程水保投资为 196.57 万元，其中工程措施投资 37.87 万元，植物措施投资0.46 万元，临时措施投资 51.74 万元，独立费用 78.37 万元，基本预备费 5.05 万元，水土保持补偿费 23.08 万元。1.11.12 2 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生 1.11.12 2.1.1 主要危害主要危害 1 1.1 12 2.1.11.1 施工期主122、要有害因素分析施工期主要有害因素分析 （1）粉尘、废气 施工期粉尘主要产生于石方开挖等多尘物料的装卸等施工活动中，扬尘主要产生于车辆运输，施工期废气主要产生于车辆等柴油机械的废气排放。施工作业过程不坚持湿式作业和辅助洒水捕尘措施，接尘人员易受粉尘伤害；接尘人员不坚持佩戴防尘口罩，会受粉尘伤害；作业人员拌制混凝土过程中，水泥输送管泄漏，使空气中粉尘超标，污染环境；混凝土修补材料具有一定毒性，可能危害施工人员的身体健康；焊割作业中产生的烟尘与有毒气体会产生急性中毒或者造成尘肺职业病。（2）噪声及振动 施工期噪声主要来源于搅拌机、电动机、空压机、钢筋加工机械、木材加工机械等，施工作业中机械设备的消声123、器装置损坏等情况也会对作业人员会造成噪声伤害，严重的可能导致职业性耳聋。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 40 施工期振动主要来源于混凝土振动棒、风钻、推土机、挖掘机等，可能对相关作业人员造成一定程度的振动危害，振动可能导致职业性手臂振动病，强烈的全身振动可能导致内脏器官的损伤或位移，周围神经和血管功能的改变、腰椎损伤等。（3）疾病传播 施工现场作业人员多，人员流动大，且施工区及生活区条件较简陋，部分工作人员卫生习惯及疾病防范意识比较薄弱，存在安全卫生隐患，容易发生如流行性感冒、各种慢性病毒性肝炎、各种肠道寄生虫病等各种疾病，严重的可能造成大范围传染，影响人员身心健康。1.1.1 12 124、2.1.21.2 运行期主要有害因素分析运行期主要有害因素分析 （1）噪声、振动的危害 工程主要的噪声源有：机械动力噪声，流体动力噪声，电磁噪声及交通噪声等。长期处在高噪声区和高振动区的工作环境下，容易产生疲劳，注意力不集中，噪声干扰影响信息交流，听不清楚谈话和音响信号，导致操作失误，甚至造成生产事故和遭至重大损失。（2）采光与照明不良的危害 光照的亮度和照明的照度不足，会使操作人员作业困难，视分辨力下降，对危险的地段会因照明不足引起意外事故。（3）尘埃、污染、腐蚀、毒性物质危害 粒径为 0.5m5m 的飘尘可被吸入人的肺部，在肺泡内沉积，并可能进入血液输往全身，在身体各个部位沉积，从而引起症125、状。产尘地面是粉尘的一个来源，各种设备在运转过程中或制动时也可能产生粉尘；机器检修时，补焊转轮空蚀和磨损部位的焊接和打磨补焊部位，也会产生粉尘，危害检修人员健康。蓄电池的有害气体，危害人员健康，并有可能引发爆炸。（4）电磁辐射危害 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 41 电磁辐射对人体的危害主要表现在对神经系统、血液循环系统、生殖系统、血液微量元素及生化代谢等功能的影响。对环境则造成电磁污染和电磁干扰作用，在一定的时空范围内人体受到非正常和超值照射时，可使人产生失眠、头痛、心悸、脱发、记忆力减退等症状。1.11.12 2.2.2 安全防范措施安全防范措施 （1）脚手架基础必须夯实、平整并126、经过相关人员检查验收，方可作业。（2）依据高处作业规范标准，搭设安全防护设施，并经验收合格，方可作业。（3）安排施工程序时，尽量避免在同一垂直面上下作业。（4）严格执行高处作业严禁向下抛物，作业人员应配工具袋，物料堆放应远离临边等规定，防止落物伤人。当必须同一垂直面上下作业时，应设置隔离层防护和安全哨。（5）从事高空作业、脚手架安装与拆除及进行水上作业的施工人员应进行安全知识培训，发放安全用品，并监督其正确使用。（6）应合理设置防护设施、安全带、安全网，临时栏杆焊接可靠，在危险处设置警示牌，对有缺陷的防护设施及时报废更换。1.11.13 3 节能分析节能分析与评价与评价 根据本工程能源消耗总量127、和产生的经济效益分析计算，本项目万元 GDP 能耗约为0.0456t 标准煤/万元 GDP，低于 0.3547 吨标准煤/万元 GDP 能耗标准，从能源消耗和产出看，本工程属节能投资项目。1.11.14 4 工程管理工程管理 1.11.14 4.1.1 工程管理机构及管理人员编制工程管理机构及管理人员编制 洋塘水闸管理单位名称为洋塘水闸管理所，下设办公室、生技股、财器股、电厂、水轮泵站和灌区管理站等单位，现有在职职工 169 人，退休职工 168 人。在职职工中专业技术人员 42 人（高级工程师 1 人，工程师 17 人，助理工程师 24 人），工勤技术衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 128、42 员 127 人。隶属衡东县水利局二级独立法人机构，编制为差额事业编制。主要经费来源为财政拨款和发电收入。每年维修经费 4 万元，主要用于泵站设备维修养护。本工程已建成运行多年，水闸枢纽工程相关管理和专业技术人员均应已到位，对其相关专业技术已熟练掌握，故本次加固设计对其人员编制维持现状，暂不予调整。1.11.14 4.2.2 工程管理范围和保护范围工程管理范围和保护范围 1.1.1 14 4.2.2.1 1 工程管理范围工程管理范围 分工程区管理范围和运行区管理范围。工程区管理范围为：上游距闸轴线为 300m，下游距闸轴线为 400m，闸的两端岸上范围为堤外 100m。工程运行区管理范围包129、含管理用房及其他附属设施。水库工程管理范围的土地应征用，并办理确权发证手续，移交管理单位。1.1.1 14 4.2.2.2 2 保护范围保护范围 在工程管理范围边界线外延：上、下游 200-300m，两侧 100-200m。工程保护范围内的土地不征用，但应根据工程管理的要求和有关法规制订保护范围的管理办法。1.11.14 4.3.3 工程管理设施工程管理设施 1）水闸工程观测和监测设施 为了通过对水闸工程的检查和观测掌握其状态变化和工作情况保证工程的安全，检验设计的正确性，积累资料提高设计和管理水平，因此，需设置必要的观测设施。根据相关规范及本工程的规模、等级、地质条件、工程的运用条件等因素，130、本工程仅设置一般性观测项目，包括水位、流量、水平位移、冲刷等。（1）水位观测 水闸的上、下游水位通过水位标尺进行观测。测点布置在水闸上、下游水流平顺、水面平稳、受风浪和泄流影响较小处。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 43（2）流量观测 水闸过流量通过水位观测，根据闸址经过定期特定的水位流量关系曲线推求。（3）绕坝渗流观测 主要观测水闸左右岸绕坝渗漏情况。（4）闸基扬压力观测 主要观测水闸闸基扬压力数值。洋塘水闸除险加固工程应配备必要的观测仪器，具体设计详见 5.4 章节。3）安全设施 在重要或危险部位配备封闭围栏、安全警示牌。4）交通工具配置 目前洋塘水库配备有防汛船 1 艘，用于水库131、日常运行和防汛工作。3）生产、办公用房配置 根据洋塘水闸安全评价报告（2023 年 11 月），洋塘水闸管理所办公楼建造于1978 年，三层砌体结构，建筑面积约 2400m2。2023 年 9 月，管理单位委托相关房屋鉴定单位进行了建筑结构安全性鉴定，主要鉴定结论：根据地基基础、主体结构的等级评定结果，鉴定系统安全性等级评定为 Dsu 级，安全性等级不符合规范对 Asu 级的要求，严重影响系统的工作正常。建议拆除重建。目前水库管理所无专门的防汛仓库，管理所一楼作为临时防汛仓库使用。1.11.15 5 工程信息化工程信息化 洋塘水闸除险加固工程信息化系统自下而上分为信息基础设施、应用支撑、业务应132、用等部分。由支撑保障体系、安全保障体系为整个系统提供保驾护航。根据初步概算，本次洋塘水闸除险加固工程项目工程信息化项目投资为 202.07 万元。1.11.16 6 工程概算工程概算 1.11.16 6.1.1 文件依据及定额采用：文件依据及定额采用：衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 44（1）文件依据 概算编制总的原则执行湖南省水利厅湘水建管2015第130号文及同时颁布的 湖南省水利水电工程设计概（估）算编制规定，以下简称“编制规定”。湖南省水利厅颁发（2019）6 号文关于湖南省水利水电工程计价依据增值税计算 标准。湖南省水利厅湘水建管2016第 62 号文以及同时发布的湖南省水利133、水电工程营业税改征增值税计价依据调整办法（试行）。水利部办公厅颁布的办水总函202338 号文关于调整水利工程计价依据安全生产措施费计算标准的通知。（2）定额采用 1）湘水建管2015130 号文颁发的湖南省水利水电建筑工程概算定额；2）湘水建管2015130 号文颁发的水利水电设备安装工程概算定额；3）湘水建管2015130 号文颁发的水利水电工程施工机械台时费定额。1.11.16 6.2.2 基础单价计算依据：基础单价计算依据：（1）基础单价计算依据：1）人工预算单价：本工程属于一般地区，采用引水工程标准，人工预算单价为：工长 11.30 元/工时 高级工 10.36 元/工时 中级工 8134、.52 元/工时 初级工 6.13 元/工时 2）主要材料预算价格 汽油、柴油预算价格采用国家发改委 2023 年 10 月发布的湖南省城市汽、柴油销售价格，其他主要材料预算价依据湖南省衡阳市建设工程造价管理站发布的 2023 年第五季度建筑造价信息。（2）施工风、水、电价格 1)施工用电：衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 45 本工程施工用电采用当地电网供电，基本电价执行国网湖南省电力有限公司发布的 国网湖南省电力有限公司代理购电工商业用户电价表(执行时间:2023 年 10 月 1 日-2023 年 10 月 31 日)单一制 110 千伏电度电价 0.79905 元/kWh（其中政135、府基金及附加 0.04625 元/kWh）。经计算施工电价为 0.82 元/kw.h（不含税）。2）施工用水：施工用水：根据施工组织设计提供的资料进行计算，经计算水价为 0.96 元/m3。3）施工用风：施工用风：根据施工组织设计提供的资料进行计算，经计算风价为 0.20 元/m3。1.11.16 6.3.3 总概算总概算 总概算表总概算表 单位:万元 序号 工程或费用名称 建安 工程费 设备 购置费 独立 费用 合 计 工程部分投资 15998.93 第一部分 建筑工程 6313.50 6313.50 一 泄洪工程 4765.50 4765.50 二 厂房（泵房）工程 50.40 50.40136、 三 航运工程 152.04 152.04 四 鱼道工程 2.48 2.48 五 疏挖工程 128.54 128.54 六 上下游防洪堤及护岸 302.27 302.27 七 交通工程 52.63 52.63 八 房屋建筑工程 745.20 745.20 九 其他建筑工程 114.45 114.45 第二部分 机电设备及安装工程 170.83 230.69 401.52 一 电气设备及安装工程 15.10 42.30 57.40 二 公用设备及安装工程 155.73 188.40 344.13 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 46 第三部分 金属结构设备及安装 367.15 1737.137、63 2104.79 一 泄洪工程 268.95 1127.61 1396.56 二 厂房（泵房）工程 90.84 572.22 663.06 三 航运工程 7.36 37.80 45.17 第四部分 施工临时工程 3966.90 3966.90 一 导流工程 3209.80 3209.80 二 施工交通工程 190.00 190.00 三 施工房屋建筑工程 252.00 252.00 四 其他施工临时工程 315.10 315.10 第五部分 独立费用 2450.37 2450.37 一 建设管理费 608.46 608.46 二 工程建设监理费 348.80 348.80 三 科研勘测设计138、费 1435.57 1435.57 四 其他 57.54 57.54 一至五部分合计 10818.38 1968.32 2450.37 15237.08 基本预备费 5%761.85 静态投资 15998.93 建设征地移民补偿投资 275.80 静态投资 275.80 环境保护工程投资 392.78 静态投资 392.78 水土保持工程投资 196.57 静态投资 196.57 工程静态投资总计(合计)16864.08 总投资 16864.08 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 47 1.11.17 7 经济评价经济评价 衡东县洋塘水闸除险加固工程是一项国民经济发展的基础设施,它为社会139、提供安全保障服务,为受益区改善劳动生产条件和人民生活条件,其效益渗透在社会经济和人民生活的许多方面。该项目投资内部收益率 8.33%，大于 8%。经济净现值 577.74 万元大于零，经济效益费用比 1.37 大于 1，表明该工程经济评价指标较好，项目可行。1.1.1 18 8 建议建议 1、洋塘水闸 1979 年建成，具有灌溉、发电、过鱼、航运等综合效益，给当地人民带来了巨大的经济效益和社会效益，但由于建设时期条件有限，工程质量较差，运行后，由于资金的短缺使工程维修不及时，水闸存在较严重的安全隐患，因此，洋塘水闸除险加固工程应尽早实施；2、经过本次勘测、试验、设计计算，我们认为洋塘水闸除险加140、固中的泄洪闸加固、防渗帷幕以及大坝观测应为除险加固工程的重点；3、在除险加固工程实施过程中和竣工后运行中要加强工程管理，使工程发挥效益，特别在加固后须加强安全观测，对观测结果进行系统的统计、分析，这对洋塘水闸今后的运行管理和类似工程的运行管理都有十分重要的意义。4、现状交通桥桥面高程为 54.5m，而 50 年一遇校核水位为 54.92m，桥面高程低于校核水位，影响泄洪，不利于闸坝安全。建议交通桥管理单位（衡东县公路建设养护中心）委托具有桥梁加固设计资质的单位对该交通桥进行抬高（桥面高程不低于 56m）加固或交通桥拆除重建，以满足闸坝防洪安全。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 48 2 141、2 水文水文 2.2.1 1 流域概况流域概况 洣水流域位于湖南省的东南部，地处北纬 26002723，东经 1125211407之间,属湘江的一级支级，流域面积10305km2，河长296km，河流坡降1.01，占湘江流域面积的 10.9%。洣水发源于我省炎陵县境内八面山的天障冲，跨衡阳、株洲、郴州三个地区，流经炎陵、茶陵、攸县、资兴、永兴、安仁、衡东等七县，海拔高程为 502000m；洣水流域东起万洋山脉与赣江支流禾水、遂川江毗邻，南隔八面山、回龙山与耒水上游相接，西以山岭蛤蟆口、大山与耒水中下游分界，北抵婆婆岩、黄土岗等与渌水分界。整个流域地势东南高而西北低、南北长而东西窄，东部地带及南142、部边缘为高山峻岭，西部和北部地区丘陵广布，山坡平缓，水流由东南向西北汇入湘江。洋塘水闸位于洣水下游，距湘江河口 8.7km，上距衡东县城 8.0km。洋塘水闸闸坝以上干流长度 287.3km，控制流域面积为 10210km2，占洣水流域面积的 99.1%。洋塘水闸工程于 1976 年动工，1979 年 10 月建成，是一座以灌溉为主，结合发电、航运、交通和过鱼的综合利用工程.正常蓄水位 47.7m，总库容 3150 万 m3，设计灌溉面积 3.62 万亩，装机 61500kW，为日调节水库。2.22.2 水文气象水文气象 洣水流域居南岭北坡，属亚热带湿润季风气候区，年内 46 月份，冷暖空气交143、锋停滞于南岭一带，形成梅雨季节；6 月份以后东亚对流层锋逐渐北移，夏季热带海洋气团盛行；冬季受中纬度大陆气团控制，处于台风侵袭的边缘地带，因此本流域春湿秋燥，夏热冬冷，春夏之间多梅雨。本流域暴雨中心在万洋山西坡，即黄丰桥、高垄、策源一带，暴雨出现次数多，强度大，洪水陡涨陡落，危害性大。年最大一、三日降雨多发生在 48 月，暴雨历时一般单站 24 天，流域 23 天。暴雨成因，多为气旋雨，少数为台风雨，天气系统高空为西南低涡，江淮切变线，地面为静止锋。根据衡东气象资料的多年统计：多年平均气温 17.8，极端最高气温 39.8（1983衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 49 年 8 月 6 144、日），极端最低气温-10.3（1972 年 2 月 9 日）。多年平均降雨量 1343.3mm，多集中在 38 月，占全年雨量的 69.7%，最大一日降水量为 157.1mm（1979 年 6 月 21日）。多年平均相对湿度 79%，年平均蒸发量 1534.4mm，多年平均日照时数为 1608h，多年平均霜期为 13.2d。多年平均风速 2.3m/s，最大风速 17m/s（1983 年 4 月 28 日），相应风向为 N。2.32.3 水文基本资料水文基本资料 本工程主要测站基本情况见表 2.3。主要水文测站一览表主要水文测站一览表 表 2.3 河名 流入何处 站名 至河口距离（km）集水面积145、（km2）设立日期 洣水 湘江 石硖 45.7 9662 1953.11969.12 洣水 湘江 甘溪 30.8 9959 1969.71970.12 洣水 湘江 甘溪（二）27.8 9972 1970.72009.12 洣水 湘江 衡东 19.8 10082 2010.1至今 1)石硖水文站：1953 年 1 月 1 日由湖南省人民政府水利局设立为草市水文站，1954 年 1 月 1 日起基本水尺断面向上游迁移 100m。1957 年改名为石峡站，测验至 1969 年 12 月共 17年，1970 年以后改为雨量站至今。该水文站下距甘溪大坝 10.8 km，集雨面积为 9662km2，高程系146、统为假定基面，减38.644m 为黄海基面。2）甘溪水文（二）站 由于甘溪拦河大坝的影响，回水影响到草市，石峡水文站的回水水位升高约 56m，1969 年石峡水文站资料难以整编，于 1969 年 7 月 1 日在甘溪大坝下游的甘溪镇设站，与上游石峡站对比测验（水位、流量），其相关关系良好，故决定石峡站 1970 年 1 月 1日停止观测，迁往甘溪，基本水尺断面位于甘溪拦河坝下游 1200m，称为甘溪站。由于甘溪站断面受甘溪水轮泵水电站开、关闸影响严重，经原省水文总站批准，决定于 1970年 7 月 1 日在高家坊设站，并与原断面对比观测（水位、流量），关系良好。故将原断衡东县洋塘水闸除险加固工147、程初步设计报告 50 面于 1971 年 1 月 1 日停止观测。下迁 3 km 至高家坊继续观测，并改名为甘溪（二）站。甘溪（二）站河床顺直段长约 800m，河槽宽约 280m。一般水面宽约 260m，河床为砂、卵石组成，冲淤变化不大，河床右岸为稻田，宽约 300m，岸坡崩塌严重，左岸为山丘，无崩塌现象。基本水尺断面下游 500m 处的河心有一个沙洲，中低水位使水流分成两股，沙洲逐渐向基本水尺断面延伸增高。断面为复式，特大洪水时漫滩宽 100 米左右。全部用流速仪施测流量，历年实测最大流量 7580m3/s（2007 年 8 月 23 日），相应水位 57.54m（56 黄海）。甘溪（二）站148、的观测项目有水位、流量、输沙率等。该站上距甘溪大坝 4.2km，集雨面积为 9972km2,测站基面采用 56 黄海基面。甘溪水文站属国家基本水文（位）站网，其测验精度高；推流方法合理，成果准确可靠。资料的代表性，可靠性、一致性较好，本次计算所用资料直接采用湖南省水文局的刊印成果。3）衡东水文站 衡东站设立于 2010 年 1 月，由甘溪（二）站下迁 8km，流域面积 10036km2，属于洣水下游总控制站，属国家基本水文站。测验项目有：水位、流量、悬移质泥沙，降水量、水质分析。流量和含沙量属一类精度站。测验河段顺直长度约 800m，河床宽约 350m，收缩型河段。河床为沙卵石组成，冲淤变化不149、大。河段右岸为衡东县防洪堤，堤顶高程约 56.90m（85 基准）。左岸为山丘，地势较高。基本水尺断面上游约 1km 河心有一沙洲，中低水位时该沙洲将河道一分为二，水位达 53.00m 以上时沙洲全部被水所淹。下游 2km 有一大弯道，成为本站控制。上游 12km 处有甘溪河坝，17 孔弧形闸门开关及发电放水，下游 9km 处有洋塘河坝拦水发电，47.80m 以下受洋塘闸坝回水顶托影响严重，水位流量关系十分散乱，致使测验布点十分困难。本站距湘江河口距离为 17km，高水受湘江顶托严重。该站中低水位受洋塘河坝回水顶托影响，高水受湘江顶托。本站采用冻结基面，与 85 基准基面的关系是+0.00m。150、本次计算所用资料直接采用衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 51 湖南省水文局的刊印成果。除有说明之外，本报告高程系统均为 85 国家高程。85 国家高程=56 黄海高程+0.1m。甘溪（二）站虽在 2010 年下迁，但面积变化很小，仅 0.64%，认为对流量系列的一致性的影响较小。各水文站均采用省水文总局刊印资料，流量资料可靠，可作为设计依据。2.42.4 设计洪水设计洪水 2.4.1 2.4.1 坝址径流坝址径流 本次设计坝址径流主要依据石硖水文站、甘溪（二）水文站、衡东水文站、实测资料进行计算。洋塘水闸位于洣水下游，距湘江河口 8.7km，上距衡东县城 8.0km。1953 年200151、9年坝址径流直接采用石硖站、甘溪（二）水文站实测径流资料。20102020 年坝址径流采用衡东站流量面积比一次方计算至坝址。坝址多年平均年月径流见表 2.4-1。经计算，坝址 1953 年2020 年多年平均流量为 255m3/s。坝址多年平均年月平均流量成果表坝址多年平均年月平均流量成果表 表 2.4-1 年月 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 年 多年平均 128 186 300 431 474 500 263 227 162 134 136 120 255 百分比（%）4.2 6.1 9.8 14.1 15.5 16.3152、 8.6 7.4 5.3 4.4 4.4 3.9 100 对计算出的坝址历年年平均流量进行频率分析，用 P-型曲线适线，求得各频率设计值，洋塘坝址年平均流量频率曲线图见图 2.4-1，成果见表 2.4-2。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 52 图图 2.42.4-1 1 洋塘坝址年平均流量频率曲线洋塘坝址年平均流量频率曲线 坝址年平均流量频率计算成果坝址年平均流量频率计算成果 表 2.4-2 各频率设计值 10 20 50 75 90 95 353 318 258 217 186 169 2.4.2 2.4.2 系列代表性分析系列代表性分析 以前面计算的坝址径流系列进行分析，在 195153、32020 年这 68 年径流系列中，以1997 年最丰，年平均流量为 425m3/s，年径流量为 134.03 亿 m3；1963 年最枯，年平均流量为 90m3/s，年径流量为 28.38 亿 m3，丰枯比为 4.72。由坝址年平均流量距平曲线、年平均流量差值曲线、年平均流量差积曲线（下图 2.4-2、2.4-3、2.4-4）可以看出，68 年径流系列中包含有丰水段、平水段、枯水段，有一个完整的水文周期。由坝址年平均流量累积平均曲线可以看出，坝址多年平均流量在系列达到 30 年后趋于稳定，变化幅度在-2.41.6%之间。因此认为 19532020 年 68 年系列基本能反映径流系列的总体特154、性，具有较好的代表性。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 53 图图 2 2.4.4-2 2 坝址坝址年平均流量距平曲线年平均流量距平曲线 图图 2 2.4 4-2 2 年平均流量差值曲线年平均流量差值曲线 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 54 图图 2 2.4 4-3 3 年平均流量差积曲线年平均流量差积曲线 2.2.5 5 设计洪水设计洪水 2.2.5 5.1.1 洪水成因洪水成因 本流域洪水由降水产生。降水主要发生在 48 月，中心一般在中上游支流和河源一带，降水时空分布不匀。流域内产汇流时间短，使洪水多表现“高瘦”的单峰形式，属典型的山丘型洪水。下游洪水历时一般 47 天，155、个别达 10 天；年最大洪水都发生在 48 月，以 6 月居多。2007 年 8 月 23 日本流域发生建国以来最大洪水，甘溪水文（二）站洪峰流量达 7580m3/s,为实测洪水中的最大值，洪水历时 7 天。2.2.5 5.2.2 历史洪水与重现期确定历史洪水与重现期确定 （1）历史洪水 石硖站 1956、1957 年 5 月、1973 年 11 月分别进行过历史洪水调查，调查到 1899、1924、1929、1949 年洪水，洪痕点中 1899 年 9 个，1924 年 11 个，1929 年 1 个，1949年 6 个。1899 年洪水为所调查到的最大洪水，群众印象深刻；1924 年多数点156、指认位置具体；1929 年仅调查到一处，据叙述本年洪水比 1924 年要大一市尺左右，据文献载：“茶陵河水暴涨，大西门河街等处屋宇坍塌百余栋，安仁河水陡涨数丈，沿河屋宇水淹衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 55 数尺居民从梦中惊醒，仓皇逃命。”认为叙述情况可靠，且经历史文献考证和上游河段对照，确定 1929 年洪水大于 1924 年。原衡阳水文分站于 1973 年 11 月在甘溪河段进行过详细的洪水调查工作。调查河段位于甘溪水文（二）站测验河段上下，长 800 余米，河段较顺直，呈扩散形式。调查河段右岸房屋较多，但老人不多，访问条件一般，共访问 20 多人次，调查到 1826 年、189157、9 年、1924 年、1929 年、1962 年洪水，获得洪痕点 20 个，其中 1826 年 1 个，1899年 5 个，1924 年 8 个，1962 年 6 个。1826 年因年代久远，群众印象不深，在调查中群众反映比 1899 年大。1899 年洪水系听传说，所指位置尚具体，但原房屋均已毁；1924年洪水群众记忆清楚，多为亲眼所见，洪痕位置较为具体，可靠程度较高；1962 年洪水属于一般洪水，洪痕多位于田坎边，可靠程度较低。该调查成果已通过全国雨洪办的认可，并于1987年收编于 湖南省洪水调查资料。本次洪水计算的历史洪水直接采用所刊印的成果。各历史年份洪水情况如下表 2.5-1：洪水调158、查成果表洪水调查成果表 表 2.5-1 石硖站 发生年份 1899 1929 1924 1949 流量（m3/s）10700-6800 6220 水位（56 黄海，m）66.70-63.86 63.42 可靠程度 较可靠 较可靠 较可靠 甘溪（二）站 发生年份 1826 1899 2007 1924 流量（m3/s）-10700 7580 7010 水位（56 黄海，m）-59.60 57.54 57.37 可靠程度 较可靠 可靠（实测）较可靠（2）重现期确定 甘溪水文（二）站历史洪水重现期的确定，根据甘溪站及石硖站调查的历史洪水情况，1826 年洪水为洣水中下游最大洪水，且较 1899 年为159、大，但 1826 年1899 年洪水是否大于 1899 年洪水很难定性，故本次洪水重现期从 1899 年起算。1899 年排为 1899年以来的第一位，重现期为 122 年。1929 年洪水虽甘溪站没有记录，但上游石硖、龙家山、安仁站均有记录，本次排位将 1929 年纳入。根据湖南省洪水调查资料，1929衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 56 年洪水大于 1924 年，但无法确定 2007 年和 1929 年的排位，本次采用两种排位进行比较。2007 年排第二位，重现期 61 年和第三位，重现期 41 年两种情况进行排位。1924年排位 1899 年以来的第四位，重现期 31 年。2.2160、.5 5.3.3 坝址天然设计洪峰流量计算坝址天然设计洪峰流量计算 洋塘闸坝上游有甘溪水文（二）站，两者面积相差仅 2.3%，后迁站至衡东。本次洋塘闸坝的设计洪水采用甘溪站、衡东站实测资料分析计算。洋塘坝址设计洪水计算历史洪水采用 1899 年、1924 年洪峰流量，实测系列采用石硖水文站 19531969 年（按面积比修正）、甘溪水文（二）站 19702009 年及衡东站20102020 年 68 年实测洪峰流量，实测系列中 2007 年洪水抽作特大洪水处理。由经验频率公式，采用 P-型曲线进行目估适线，求得洋塘坝址设计洪水，设计成果见表2.4-2。洋塘坝址年最大洪峰流量频率曲线图见图 2.161、5-1。特大洪水 PM按下式计算：1MPM+=N 实测洪水系列 Pm按下式计算：1)1a1(1aPm+=lnlmNN 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 57 洋塘坝址天然洋塘坝址天然设计洪水成果表设计洪水成果表 表 2.5-2 统计参数 频率 系列 均值 Cv Cs/Cv 0.2%1%2%3.33%5%10%3350 0.54 3.0 9490 8390 7560 6900 5750 洋塘水闸除险加固（2012 年计算值）3410 0.54 3.0 12300 9670 8540 7700 7030 5860 本次计算 2.2.5 5.4.4 成果比较成果比较 （1）甘溪站历次成果比较 162、甘溪站的设计洪水我院近年来曾做过许多工作。先于 1987 年的高湖初设，然后于1988 年的龙家山初设，1999 年的长江流域规划，2000 年的攸县城市防洪规划，2004 年桐坝可研，2011 年洋塘除险加固等工程的设计过程中，都对甘溪站的设计洪水进行过分析，历次设计的成果比较见表 2.5-3。甘溪站甘溪站天然天然设计洪水成果比较表设计洪水成果比较表（m m3 3/s/s）表 2.5-3 系列 统计参数 频率（%）备 注 X Cv Cs/Cv 1 2 3.33 5 10 19541986 3600 0.54 3.0 10200 9040 8140 7420 6190 高湖初设 10200 9163、040 8140 龙家山初设 19531998 3350 0.50 3.0 8660 7710 6990 6420 5420 长流规 19531998 3490 0.57 3.0 10400 9100 8360 7410 6120 甘溪安全鉴定 19531998 3350 0.54 3.0 9490 8390 7560 6900 5750 攸县城市防洪，桐坝可研 19532009 3350 0.54 3.0 9490 8390 7560 6900 5750 2012 年洋塘水闸除险加固（采用）19532020 3410 0.54 3.0 9670 8540 7700 7030 5860 本次计164、算 从上表可以看出攸县城市防洪、桐坝可研和洋塘水闸除险加固采用的成果与本次计算差别不大，1%洪水仅相差 1.9%。为维持成果一致性，本次安全评价采用洋塘除险加固成果。（2）洋塘水闸各阶段成果比较 洋塘水闸原设计、安全鉴定和本次计算成果见表 7.3-5。洋塘水闸 1976 年动工兴建，原设计资料系列较短。安全鉴定采用系列 19532000 年，历史洪水为 1899 年和衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 58 1924 年。历史洪水没有考虑 1929 年洪水，1929 年洪水虽甘溪站没有记录，但上游石硖、龙家山、安仁站均有记录，且 1929 年洪水大于 1924 年洪水。历史洪水重现期报告中165、没有说明，但经频率计算成果表分析，1899 年频率为 0.5%，历史洪水重现期为 200年，即从 1801 年起算，没有依据；且在 1826 年发生过大于 1899 年洪水。1924 年洪水重现期从 1899 年起算，应排在 1929 年之后。1899 年和 1924 年点据影响了频率曲线定线，使 Cv 值偏小，计算出洪水成果偏小。本次推荐值（2000 年的攸县城市防洪规划，2004 年桐坝可研，2011 年洋塘水闸除险加固）历史洪水重现期按一个重现期计算，均从 1899 年起算。经比较，洋塘水闸设计洪水采用推荐成果。洋塘水闸各阶段洋塘水闸各阶段设计洪水成果比较表设计洪水成果比较表（m m3 166、3/s/s）表 2.5-4 阶段 P=0.2%P=2%原设计 9830 7050 安全鉴定（2000）8450（P=1%）6280（P=5%）除险加固（2015 年）9490（P=1%）8390（P=2%）安全鉴定（2023 年）8390（P=2%）6900（P=5%）本次推荐值 8390（P=2%）6900（P=5%）2.2.6 6 施工洪水施工洪水 坝址分期洪水直接采用甘溪、衡东水文站的设计洪水成果，成果见表 2.5-1。坝址分期洪水成果表坝址分期洪水成果表 表 2.5-1 频率（%）9-2 月 9-3 月 10-2 月 10-3 月 11-2 月 10-1 月 11-1 月 10-12 167、月 5 3210 3550 2430 2960 2060 2270 1710 2230 10 2470 2820 1970 2420 1630 1720 1310 1680 20 1760 2090 1500 1860 1210 1190 929 1160 2.2.7 7 泥沙泥沙 根据湖南省年平均侵蚀模数图（2007 年）估算，坝址处多年平均侵蚀模数为100t/km2，推移质泥沙取悬移质泥沙的 20%，洋塘坝址以上控制集雨面积 10210km2，经计算，相应洋塘坝址多年平均悬移质输沙量为 102104t，多年平均推移质泥沙为 20衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 59 104t，总含沙168、量为 122104t。2.2.8 8 坝址水位流量关系坝址水位流量关系 洋塘水闸坝址距洣水河口仅 8.7km，水位受湘江干流的顶托影响较大。洋塘可研报告中以洣水河口最近的衡山站为参证站，求得一簇洋塘闸坝坝下的 ZQ 关系曲线。本院于 2022 年 3 月、2011 年 7 月和 2002 年 8 月分别在洋塘闸坝到洣水河口进行了洪水调查。重点调查了 1982、2007 和 2019 年，其中 2019 年为建坝以来最高水位，2007 年和 2019 年洪水在洋塘电站坝址下游办公楼门框处均有油漆标记。将 2019 年洪水成果点绘至洋塘除险加固报告里的水位流量关系图上，并求得一簇洋塘闸坝坝下的ZQ169、 关系曲线，成果见下图 2.8-1。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 60 洋塘闸坝洋塘闸坝 Z ZQ Q 关系曲线关系曲线 表 2.8-1 Z(m)85高程 Q （m3/s）衡山水位下相应洋塘坝下顶托流量衡山水位下相应洋塘坝下顶托流量 Z 衡=43m Z 衡=44m Z 衡=45m Z 衡=46m Z 衡=47m Z 衡=48m Z 衡=49m Z 衡=50m Z 衡=51m Z 衡=52m 42.30 10.6 42.50 28.6 43.00 98 0 43.50 193 193 44.00 385 0 44.50 607 405 45.00 844 743 0 45.50 109170、0 1060 624 46.00 1360 1360 1120 0 46.50 1650 1540 912 47.00 1960 1930 1500 0 47.50 2300 2310 2020 1190 48.00 2660 2660 2530 2030 0 48.50 3030 3010 2660 1580 49.00 3430 3430 3220 2510 0 49.50 3840 3750 3190 1860 50.00 4270 4270 3860 2720 0 50.50 4720 4510 3490 2100 51.00 5190 5110 4240 3100 0 51.50 5171、690 5690 4980 4090 2450 52.00 6210 5680 4960 3620 0 52.50 6760 6380 5780 4710 3060 53.00 7320 7070 6550 5630 4360 53.50 7890 7740 7310 6540 5550 54.00 8470 8400 8040 7340 6570 54.50 9060 9060 8830 8230 7560 55.00 9660 9510 9070 8590 55.50 10300 10300 9940 9520 56.00 10900 10750 10400 56.50 11500 115172、00 11350 57.00 12100 12150 57.5 12700 12700 58 13300 58.5 14000 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 61 附图 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 62 3 3 工程地质工程地质 3.13.1 绪言绪言 3.1.13.1.1 工程概工程概况况 洋塘水闸枢纽工程位于湖南省衡东县境内，地处湘江右岸一级支流洣水下游，上游距衡东县城约 8Km，下游距洣水河口约 8.7Km。有县道 X008 通过，交通比较便利，工程位置见图 3.1.1。图 3.1.1 交通位置图 闸址以上干流长 287.3Km，控制面积 10210Km2，占洣水支173、流流域面积的 99.1%，正常蓄水位为 47.7m，设计水头 5.2m，总库容为 3150 万方，灌溉农田 3.62 万亩，装机容量 61500kw。该工程是一座以灌溉为主，兼顾发电，航运过鱼和交通综合效益的中衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 63 型水闸。枢纽工程主要由河中开敞式泄洪闸、左右岸水轮泵、水电站、鱼道、交通桥、船闸以及两岸防洪堤组成。泄洪闸为砂芯硬壳溢流堰，堰顶高程为 46.20m，堰前设有粘土铺盖，长 9.75m。上游齿墙底部高程 38.5m(厚 3m。前后 1m 厚浆砌石，中间 1m 厚砼防渗墙)，最大堰高 7.7m，堰面水平段宽度 8.67m(厚 1.2m，0.5m 174、厚钢筋砼，0.7m 厚浆砌石)，经圆弧段(半径 10m，圆心角 1755)、斜坡段(长 14.44m 坡度 1：2.625，厚度 1.21.5m)，与下游支撑体(砼高 3.2m，宽 3m)相接，溢流堰底宽 29.17m。(中部未清基用砂砾石，干砌块石填筑)。洋塘水闸总库容 3150 万 m3,灌溉面积 3.62 万亩，发电装机容量 10008kw，根据 水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）和水闸设计规范(SL2652016)的规定，根据总库容、灌溉面积、发电装机容量等指标综合确定工程规模和等别。洋塘水闸工程的工程等别为 III 等，泄洪闸建筑物级别提高一级为 2 级。设计洪水175、标准为 20年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇，消能防冲设计洪水标准为 20 年一遇。3.1.23.1.2 工程运行状况工程运行状况 洋塘水闸 1976 年动工，1979 年竣工，属于典型的“三边”工程，施工质量差，故洋塘水闸自 1979 年投入运行以来，险情不断，暴露出许多影响水闸正常运行的问题，甚至危及水闸安全。通过现场调查，水闸自运行以来存在以下工程地质问题：（1）泄洪闸溢流面出现多处纵向裂缝和空洞，溢流面冲刷严重，闸坝砂芯沉陷严重，砂芯上部干砌石与坝壳之间局部出现 0.3m 的缝隙；溢流坝顶部砼翻板破损，翻板之间及底部漏水严重。（2）溢流坝下游冲刷严重，护坦、海漫由于冲刷作用，形成较176、大的冲刷坑，最深处达 1.0m，1982 年 6 月下游消能工（海漫、防冲槽、渐变段）全部冲毁。（3）溢流坝上游淤积严重，淤积厚度最大可达 3.5m。（4）船闸侧墙破损，侧墙与基础渗漏严重，据调查，船闸侧墙见多处散浸现象；见一处渗漏群，以射流形式渗流，渗漏量为 0.050.2L/s。（5）鱼道内淤积严重，挡水墙存在散浸现象。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 64（6）溢流坝堰体具中等强透水层，存在堰体渗漏问题。堰体与闸基接触面存在渗漏和渗透变形问题。坝基下全风化花岗岩具中等透水层，存在闸基渗漏问题。3.1.33.1.3 历年安全鉴定和加固改造设计情况历年安全鉴定和加固改造设计情况 200177、0 年 7 月，湖南省衡东县水利水电局、湖南省水利水电工程质量检测中心站和XX研究院一起编写了湖南省衡东县洋塘水闸工程安全论证报告。2000 年 8 月 8 日湖南省衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书（湖南省水利厅 2000年 8 月 7 日）。洋塘水闸经过安全鉴定，审定水闸安全类别：类，水闸需尽快得到除险加固处理。2001 年 5 月XX研究院受衡东县水利水电局委托编制了湖南省衡东县洋塘水闸工程除险加固初步设计报告。2012 年 7 月XX研究院受衡东县水利水电局委托编制了的补充内容。2012 年 9 月XX研究院受衡东县水利水电局委托编制了湖南省衡东县洋塘水闸工程除险加固初步设计报告（审定稿）。178、2012 年 10 月水利部建设管理与质量安全中心对 2000 年的鉴定成果进行了核查，并以 关于印发沩水水闸等 22 座水闸安全鉴定成果核查意见的通知（建安20128 号）确认洋塘水闸为三类。2015 年 8 月 27 日，湖南省水利厅对 湖南省衡阳市衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计进行了批复，同意洋塘水闸除险加固工程的主要建设内容和概算总投资。但因为种种原因，除险加固并没有真正实施，泄洪闸等建筑物所存在的问题日益突出，除险加固工作已经刻不容缓。2020 年 3 月，衡阳市水利设计院编制洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可行性研究报告。主要设计内容是：洋塘水闸除险加固工程和洋塘灌区续建配套设施建179、设工程。2020 年 4 月，衡东县发改局对湖南省衡东县洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 65 行性研究报告进行了批复（东发改批202068 号）。其批复建设内容为水闸的除险加固和灌区续建配套设施建设。2023 年 11 月，湖南省水利厅对湖南省衡东县洋塘水闸安全评价报告进行了批复，同意洋塘水闸为三类闸，工程质量为 C 级，渗流安全为 B 级，抗震安全为 A 级。2023 年 12 月，省水利厅下发了衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书，将洋塘水闸定为三类水闸三类水闸，建议进行除险加固。本次受洋塘水轮泵水电站的委托，对洋塘水闸进行除险加固勘察。为洋塘水闸的加固改造设180、计提供依据。3.1.43.1.4 勘察目的和任务勘察目的和任务 本次勘察的目的是：收集分析已有地质、设计、施工和水闸运行监测及水库隐患处理资料，复核工程场地的工程地质条件，对可能存在的主要工程地质问题作出评价，为工程除险加固提供地质资料。本次勘察的主要任务是：1）复核工程场地地震动参数及相应的地震基本烈度。2)全面复查影响工程安全的工程地质和水文地质条件，检查工程运行后地质条件的变化情况。3)对泄洪闸、船闸、水轮机泵站、电站、鱼道和泄洪闸堰体（砂芯硬壳溢流堰），包括堰体面层混凝土厚度，砂芯填充材料、厚度及密实度等质量作出地质评价。4)查明枢纽区原闸墩、溢流堰体基础地层岩性，包括覆盖层性状及厚度181、基岩岩性与分层及其岩体风化程度，应特别注意闸基接触带的岩性及工程地质不良的软弱夹层的性质、厚度、透水性、分布及连续性。5)查明工程区存在的地质病害及其危害程度，为工程除险加固提供地质资料。6）提交大坝及近坝库岸主要岩土层物理力学参数推荐值 7)查明各料场的地层结构、岩性、上覆无用层厚度，可开采的有用层储量、质量和物理力学指标；料场开采条件及交通条件。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 66 3.1.53.1.5 勘察依据勘察依据 本项目勘察的依据为勘察合同、地勘任务书及相关的技术标准，采用的主要标准及规范有：（1）中小型水利水电工程地质勘察规范（SL55-2005）；（2）水利水电工程地182、质勘察规范（GB 50487-2008）2022 版；（3）堤防工程地质勘察规程（SL188-2005）；（3）中国地震动参数区划图（GB18306-2015）；（4）水闸与泵站工程地质勘察规范（SL704-2015）；（5）土工试验方法标准（GB/T 50123-2019）；（6）水利水电工程制图标准（勘测图）（SL73.3-2013）。3.1.63.1.6 工程地质勘察概况工程地质勘察概况 由于本工程前期进行了大量的工程地质勘察工作，勘察资料丰富、齐全；加之近期（2022 年 4 月）已钻孔对闸坝工程地质和水文地质进行了复核。因此本次大坝除险加固工程地质勘察工作，主要是收集前期各个阶段的地183、质勘察资料和施工验收资料，通过对已有资料的综合分析、成果计算和工程类比等手段，最终编制本报告。本工程完成的主要工作量见表 3.1.6-1。完成工作量统计表完成工作量统计表 表 3.1.6-1 序号 工 作 项 目 单 位 数 量 备 注 1 1/50000 平面地质测绘 km2 50 2 1/2000 平面地质测绘 km2 1.7 3 1/500 剖面地质测绘 km 1.5 4 1/2000 天然建材平面地质测绘 km2 0.83 5 收资机钻孔 m/孔 469.06/17 6 收资土钻孔 m/孔 112.5/7 7 压水试验 段 40 收集资料 8 注水试验 段 28 收集资料 9 室内岩石184、试验 组 1 收集资料 10 室内土工试验 组 6 收集资料 11 室内扰动土试验 组 2 收集资料 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 67 3.23.2 区域地质概况区域地质概况 本工程位于洣水下游尾闾河段的杨梓州尾，距洣水和湘江汇合处约 8.7Km，地势总体西南高，东北低。水闸正常蓄水位 47.70m，回水至衡东县城以上，接甘溪水闸尾水，河面较宽，一般宽 250450m，河流蜿蜒曲折，河心洲发育，地貌类型属于剥蚀丘陵地貌及流水冲积地貌。两岸山丘地面高程一般 100200m，山丘自然坡度较缓，一般约1015；阶地主要为一级阶地，阶地宽窄不一，一般为 50200 米，最宽处大于 500m185、，阶地高程一般小于 52m，沿河流两岸间歇分布。区内出露地层较简单，主要出露的地层有泥盆系中统跳马涧组（D2t）中厚层状石英砾岩、石英砂岩；燕山期花岗岩（52+3），第四系全新统冲积堆积层（Q4al），以及零散的人工堆积层（Qs）。区域构造上位于衡阳拗陷盆地东侧，浏阳衡山祁东晚期华夏系复向斜东翼，本区内 NNE 向断裂较发育，区内发育有衡东断层，杨梓州断裂，断裂控制着区内花岗岩侵入的分布趋势。根据历史记载，区内地震历史上共发生过 2 次，分别为衡阳市 1631 年 4 级地震，双峰 1931 年 4.7 级地震。根据中国地震动参数区划图（GB 18306-2015），本区基本地震动峰值加速度为186、 0.05g，基本地震动反应谱特征周期为 0.35 s，相应的地震基本烈度为 VI 度。3.33.3 工程区工程地质条件工程区工程地质条件 3.3.13.3.1 地形地貌地形地貌 洋塘水闸位于洣水下游，距湘江干流约 8.7Km，洣水自南西向北东流向，河面宽阔、宽 280420m，流速平缓，河流两岸均为河流冲积阶地，为 I 级阶地，左岸阶地发育相对较窄，一般 100200m 宽，右岸阶地发育较宽，一般大于 500m，河床高程一般为 36.844.5m，阶地高程一般 4852m。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 68 图图 3 3.3.1 3.1 泄洪闸现状图泄洪闸现状图 3.3.23.3.187、2 地层岩性地层岩性 工程区出露地层比较单一，出露的地层主要有泥盆系中统跳马涧组(D2t)、燕山期侵入花岗岩（52+3）以及第四系松散堆积层（Q），现由老至新分述如下：泥盆系跳马涧组（D2t）：紫红色、灰白色石英砂岩。中至粗粒结构，中厚层块状构造，弱风化。主要出露于水闸左岸，厚度大于 100m。燕山期花岗岩（52+3）:灰白色，紫红色，全强风化，厚度 1525m,粗粒结构，具有球状风化特征。为水闸主要持力层。第四系全新统冲积堆积层（Q4al）上部为粉质粘土、壤土等，黄褐色，可塑状，厚 4.56.0m，局部见薄层砂砾石夹层；下部为粉细砂、砂砾石，黄褐色，稍密中密，分选性差，磨圆度好，厚度 3.5188、5.0m。分布于洣水河床及两岸河流阶地下部。第四系全新统人工填土（Qs）衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 69 主要为粉质粘土、含少量砂壤土、砂砾石，局部见建筑填筑砖瓦碎块和砼等，黄褐色，可塑状，夯实度不均匀，结构密实松散，厚度 5.06.0m。主要分布于洣水河防洪堤和生产（活）区、公路等建筑设施地基填土等。图图 3 3.3.2.3.2 堰体砼及浆砌石堰体砼及浆砌石 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 70 图图 3 3.3.3.3.3 河河床砂床砂砾石砾石 图图 3 3.3.4.3.4 全风化花岗岩全风化花岗岩 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 71 图图 3 3.3.5.3189、.5 弱风化花岗岩照片弱风化花岗岩照片 3.3.33.3.3 地质构造地质构造 洋塘水闸位于衡阳拗陷盆地东侧，水闸区主要被冲积堆积层覆盖，在勘探过程中未发现影响水闸安全地质构造存在。3.3.43.3.4 水文地质条件水文地质条件 洋塘水闸座落在洣水河内，两岸 I 级阶地上有零星水塘分布，人工沟渠纵横交错，地表水体较发育，地下水主要有松散堆积层中孔隙潜水、孔隙承压水以及基岩裂隙水。孔隙潜水，主要赋存于粉质粘土、壤土层中。受大气降水补给，与地表沟渠、洣水河水等地表水呈互补关系，水位变幅受地表水及地形影响；下部为孔隙承压水，主要赋存于砂卵砾石层中，其上粘性土构成隔水层顶板，下部基岩构成隔水层底板，其190、与河水、基岩裂隙水、具有互补关系；基岩裂隙水主要赋存于以花岗岩、石英砂岩风化裂隙中，受河水补给。排泄于河床低洼地带。前期勘探工作进行了注水试验 28 次，见表 3.1，前期勘探工作进行压水 40 段，见表 3.2：衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 72 洋塘水闸除险加固注水试验汇总表洋塘水闸除险加固注水试验汇总表 表 3.1 序号 钻孔 编号 注水试段 深 度(m)渗透系数 K(cm/s)试段 位置 土体 名称 渗透性 等 级 备 注 1 Zkb1 0.75.3 5.710-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 2 5.38.7 2.210-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 3 Zkb2 0.191、74.2 7.010-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 4 4.28.8 3.110-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 5 Zkb3 0.74.5 4.710-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 6 4.510.5 2.610-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 7 Zky1 7.19.1 4.710-5 溢流坝右岸 粉质粘土 弱透水 收资 8 13.015.0 1.8810-4 溢流坝右岸 砂砾石 中等透水 收资 9 15.016.7 4.7910-3 溢流坝右岸 砂砾石 中等透水 收资 10 Zky2 13.119.9 1.8510-4 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 11 Zky4 10.313192、.5 1.1610-3 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 12 13.518.0 2.010-4 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 13 Zky5 10.415.4 5.8710-4 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 14 Zky7 3.65.7 1.7610-3 溢流坝 砂砾石 中等透水 收资 15 Zky8 16.621.5 6.4110-4 溢流坝 花岗岩 中等透水 收资 16 Ny4 3.84.9 4.310-4 左岸防洪堤 壤土 中等透水 收资 17 10.312.3 7.810-3 左岸防洪堤 砂砾石 中等透水 收资 18 Ny2 1.43.4 4.510-3 左岸防洪堤 人工填土 中等193、透水 收资 19 Ny2 9.310.8 8.910-4 左岸防洪堤 粉细砂 中等透水 收资 20 Ny2 14.015.0 8.110-3 左岸防洪堤 砂砾石 中等透水 收资 21 Ny1 5.87.8 7.610-5 防洪堤 粉质粘土 弱透水 收资 22 Zka2 1.53.5 7.810-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 23 Zka2 3.58.0 2.210-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 24 Zka1 1.73.5 8.210-2 溢流坝 干砌石 强透水 收资 25 Zka1 3.57.8 2.610-2 溢流坝 砂芯 强透水 收资 26 N2 12.616.0 9.010-3 194、溢流坝右岸 砂砾石 中等透水 收资 27 N3 15.017.4 7.810-3 左岸防洪堤 砂砾石 中等透水 收资 28 N1 8.716.0 3.610-3 右岸防洪堤 砂砾石 中等透水 收资 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 73 洋塘水闸除险加固压水试验汇总表洋塘水闸除险加固压水试验汇总表 表 3.3.2 序号 钻孔 编号 段序号 压水试 验孔深(m)透水率(Lu)渗透 等级 岩石 类型 岩体风 化程度 备注 1 Zkb2 1 9.014.0 64.3 中等透水 花岗岩 全风化 收资 2 2 14.019.0 17.2 中等透水 花岗岩 全风化 收资 3 3 19.024.0 8195、.5 弱透水 花岗岩 全风化 收资 4 4 24.029.0 2.4 弱透水 花岗岩 全风化 收资 5 5 29.034.0 3.7 弱透水 花岗岩 全风化 收资 6 6 34.039.0 1.1 弱透水 花岗岩 全风化 收资 7 7 39.044.0 3.6 弱透水 花岗岩 全风化 收资 8 8 44.049.0 6.8 弱透水 花岗岩 强风化 收资 9 9 49.052.0 1.4 弱透水 花岗岩 弱风化 收资 10 Zkb3 1 11.016.0 64.2 中等透水 花岗岩 全风化 收资 11 2 16.021.0 13.8 中等透水 花岗岩 全风化 收资 12 3 21.026.0 6196、.4 弱透水 花岗岩 全风化 收资 13 4 26.031.0 2.0 弱透水 花岗岩 全风化 收资 14 5 31.035.0 6.6 弱透水 花岗岩 弱风化 收资 15 Zky2 1 19.924.9 16.0 中等透水 花岗岩 全风化 收资 16 2 24.930.0 11 中等透水 花岗岩 全风化 收资 17 3 30.032.5 8 弱透水 花岗岩 全风化 收资 18 Zky3 1 15.821.8 18.3 中等透水 花岗岩 强风化 收资 19 2 21.828.8 9.4 弱透水 花岗岩 强风化 收资 20 Zky4 1 23.028.0 19.2 中等透水 花岗岩 全风化 收资197、 21 2 28.031.2 8.75 弱透水 花岗岩 全风化 收资 22 Zky5 1 15.417.2 35.5 中等透水 花岗岩 全风化 收资 23 2 17.222.3 8.7 弱透水 花岗岩 全风化 收资 24 Zky6 1 16.021.1 22 中等透水 花岗岩 全风化 收资 25 2 21.126.0 20.8 中等透水 花岗岩 全风化 收资 26 3 26.030.8 19.2 中等透水 花岗岩 全风化 收资 27 4 30.835.0 10 中等透水 花岗岩 强风化 收资 28 Zky7 1 5.712.3 23.8 中等透水 花岗岩 全风化 收资 29 2 12.317.198、5 21.5 中等透水 花岗岩 全风化 收资 30 3 17.525.0 9.3 弱透水 花岗岩 强风化 收资 31 Zky8 1 21.526.6 22 中等透水 花岗岩 全风化 收资 32 2 26.631.4 20.8 中等透水 花岗岩 全风化 收资 33 3 31.435.0 15 中等透水 花岗岩 全风化 收资 34 4 35.040.2 9.2 弱透水 花岗岩 强风化 收资 35 Zka2 1 8.013.0 62.2 中等透水 花岗岩 全风化 收资 36 2 13.018.0 10.4 中等透水 花岗岩 全风化 收资 37 3 18.025.0 2.1 弱透水 花岗岩 强风化 收199、资 38 Zka1 1 7.813.1 58.6 中等透水 花岗岩 全风化 收资 39 2 13.118.0 9.7 弱透水 花岗岩 全强风化 收资 40 3 18.025.0 4.8 弱透水 花岗岩 强风化 收资 通过区域水文地质资料以及工程区内工程类比，洋塘水闸区内河水水化学类型为衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 74 HCO3-SO4-Ca 型水，PH=7.9；地下水水化学类型为 HCO3-Ca-Mg 型水，PH=7.0，两者对砼、钢结构皆无腐蚀性。3.3.53.3.5 物理地质现象物理地质现象 工程区主要物理地质现象为河床淤积和冲刷。（1）河床淤积：每逢暴雨，水闸上游区泥沙、树木200、杂草等随河水向库区运移至水闸处，由于流速变缓，沉积于库首段，经现场调查，现闸前淤积厚度大约 2.53.5m，淤积物主要为泥砂、砂砾石、腐烂的树木杂草等。（2）冲刷：由于水闸下游长期处于冲刷，且下游无消能设施，故在水闸下游冲刷形成两个较大的冲刷坑。号冲刷坑：位于 21#24#闸下游护坦以下，冲刷坑长 30m，宽约 17m，面积约500m2，冲刷坑深约 0.51.0m。号冲刷坑：位于 17#闸下游护坦以下，冲刷坑长 8m，宽约 7m，面积约 50m2，冲刷坑深约 0.5m。3.43.4 泄洪闸工程地质条件泄洪闸工程地质条件 3.3.4.14.1 堰体质量及评价堰体质量及评价 泄洪闸坝体为“金包银201、”结构，闸坝体表面为混凝土包裹，混凝土厚约 0.5m，混凝土面板下部为浆砌石，约 0.7m，坝体内上部为干砌石，约 2.5m 厚。下部为砂芯，约2.5m 厚。外壳混凝土面呈黄色，褐红色，混凝土面粗糙，水蚀严重，局部由于冲刷严重，形成大量坑洞，浆砌石暴露，见图 4.1；通过钻孔取芯，混凝土内见大量孔隙，混凝土胶结较差，混凝土混凝土内级配差，砂砾石粒径大，一般粗粒直径达 10cm，见图4.2；混凝土抗冲刷能力低，闸坝溢流面水蚀严重；坝体内干砌块石岩性主要花岗岩，灰白色，弱风化，细粒结晶、岩石坚硬，砌石之间的空隙较大，钻孔钻进过程中无回水，通过钻孔注水试验，其渗透系数为（4.78.2）10-2cm/202、s，属于强透水带；坝体内下部砂芯主要为砂砾石，黄褐色，粗砂含量大于 50%，砾石含量大于 30%，含少量粉细砂，衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 75 不含泥。渗透系数 3.110-21.7610-3cm/s。属于强中等透水性。由于长期渗透作用，砂芯中细颗粒被流水带走，砂芯中存在较大的孔隙，从而导致砂芯在自重作用下产生沉陷，从而导致上部干砌石沉降，钻探揭露浆砌石与干砌石之间存在约0.3m的空隙。图图 3 3.4.1 4.1 溢流坝表面破坏溢流坝表面破坏 图图 3 3.4.2 4.2 混凝土抽芯照混凝土抽芯照 综上所述，堰体质量较差，坝壳混凝土破坏严重；堰体干砌石孔隙率高，强透水性；堰体砂203、芯松散，强中等透水性，故堰体渗透性整体较强，存在堰体渗漏问题；干砌石与砂芯沉陷，浆砌石与干砌石之间存在 0.3m 的空隙，由于干砌石下沉，浆砌石失去下部支撑作用，浆砌石可能因自重作用而垮塌，从而可能导致溢流坝溃坝。3.3.4.24.2 堰体与闸基接触面地质条件和评价堰体与闸基接触面地质条件和评价 根据钻探揭露，水闸修建过程中未对水闸建基面进行彻底的清理工作，堰体砂芯主要是在原河床冲积堆积的砂砾石层上进行加厚的，其砂砾石层结构松散，渗透性好，同时在修建水闸过程中虽对大坝上游面进行粘土防渗铺盖，但经过多年运行，粘土铺盖局部破坏，故水闸存在渗漏问题，经过长时间的运行，细颗粒被流水带走，孔隙比加大，残204、留砂砾石层主要为砾石和粗砂，约占 85%，抗渗能力进一步降低，结构遭到破坏，通过现场注水试验，其渗透系数 3.110-21.7610-3cm/s，属于强中等透水性，存在渗漏问题，结构破坏导致上部干砌石与砂芯存在沉陷变形，现场钻探揭示浆砌石与干砌石之间存在 0.3m 的空隙。综上所述，坝体与坝基接触面清基不彻底，渗透性高，接触面砂砾石层因渗流而变得更加松散，故存在沿堰体与闸基接触面渗漏问题及渗透变形问题，且有增大趋势。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 76 3.3.4.34.3 闸基工程地质条件及评价闸基工程地质条件及评价 闸基基岩主要由燕山期花岗岩（52+3）组成，灰白色、紫红色，粗粒结205、构，全风化为主，呈砂土状，较为密实，厚 935m；下部为弱微风化花岗岩，岩性坚硬，完整性较好。根据钻孔揭露，花岗岩球状风化特征明显，全风化岩芯多呈土状，遇水易崩解，崩解物主要为粗砂和高岭土；弱微风化花岗岩获得率一般 50%80%，RQD 一般小于40%60%。石英砂岩节理裂隙发育，节理面见铁质渲染，岩芯呈短柱状，岩芯获得率低，。通过钻孔压水试验，基岩面以下 1018m 透水率为 10.464.3Lu，为中等透水带；基岩 2025m 以下透水率为 1.110Lu，为弱透水带，可视为相对隔水层。综上所述，闸基上部基岩风化严重，一般为全风化花岗岩，呈砂土状，为中等透水层，根据现场施工记录，水闸修建过206、程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，故闸基存在严重的渗漏问题。同时据现场调查，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游护坦被冲毁，护坦齿墙被损坏，局部形成了冲刷坑，对闸坝抗滑稳定性不利。3.3.4.44.4 存在的主要工程地质问题及建议处理措施存在的主要工程地质问题及建议处理措施 （1）堰体渗漏问题，由于堰体质量较差，坝壳混凝土破坏严重；堰体干砌石孔隙率高，中等透水性；堰体砂芯松散，中等透水性，故堰体渗透性好，存在堰体渗漏问题。建议对堰体浆砌石、砂芯进行充填灌浆处理；（2）堰体与闸基接触面渗漏问题，由于堰体与闸基接触面清基不彻底，局部残留砂砾石，渗透性强，且施工过程中未对其进行过任何防渗207、处理措施，故存在沿堰体与闸基接触面渗漏问题。建议对堰体与闸基接触面进行接触灌浆处理；（3）闸基渗漏问题，闸基上部多为全风化花岗岩，岩石破碎，中等透水性，且施工过程中未对坝基进行过防渗灌浆处理，故闸基存在严重的渗漏问题。建议对闸基进行防渗帷幕灌浆，灌浆深度应深入坝基弱透水带 23m。（4）抗冲刷稳定问题，闸基上部花岗岩风化严重，岩石破碎，透水性好，为中等透水层，表部为砂砾石层，结构松散，渗透性好，抗冲刷能力弱，泄洪闸下游形成 2 处冲刷坑，对闸坝稳定不利，闸基砂芯经过长时间的运行，细颗粒被流水带走，结构遭到衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 77 破坏，导致闸基干砌石与浆砌石间隙脱空约为 0208、.3m，危及闸坝安全，故闸坝存在抗冲刷稳定问题。（5）抗滑稳定性问题，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游形成较大的冲刷坑，形成临空面，故水闸可能存在抗滑稳定性问题，建议设计对溢流坝进行抗滑稳定性计算，如不满足抗滑稳定性要求建议对其进行加固处理。3.53.5 其它建筑物工程地质条件及评价其它建筑物工程地质条件及评价 3.3.5.15.1 船闸工程地质条件及评价船闸工程地质条件及评价 3.3.5.1.15.1.1 船闸工程质量及评价船闸工程质量及评价 船闸位于水闸的右侧，宽约 9m，长 60m，闸门为钢制“八”字门。船闸侧墙和底板为浆砌石结构，浆砌石主要为花岗岩，灰白色，粗粒结构，209、弱风化，岩石坚硬，块石间胶结一般，局部胶结差，存在较大的空隙，故侧墙局部存在渗漏问题，通过现场调查，船闸侧墙见明显渗流群，以射流形式渗漏，渗流量为 0.050.2L/s。见图 5.1，其次船闸侧墙存在大面积的散浸现象，同时由于船闸运行时间长，局部浆砌石勾缝水泥已经脱落，据调查和检测资料，船闸底板浆砌石破坏严重。综上所述，船闸侧墙、底板浆砌石质量差，破损严重，同时存在沿侧墙渗漏问题。图图 3 3.5.1 5.1 船闸侧墙渗流照船闸侧墙渗流照 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 78 3.3.5.1.25.1.2 船闸工程地质条件和评价船闸工程地质条件和评价 船闸闸基为花岗岩，灰白色、紫红色，210、粗粒结构，强全风化，其中全风化花岗岩厚约 20m。根据钻孔揭露，花岗岩节理裂隙发育，节理面多平直，张开，节理面多见铁质渲染，球状风化严重，岩芯多呈土状，遇水易崩解，崩解物主要为粗砂和高岭土。岩芯获得率小于 54%，甚至无完整岩芯，RQD 一般小于 20%。根据钻孔注水试验，闸基上部全风化花岗岩渗透系数为 1.8510-41.1610-3cm；根据钻孔压水试验，基岩面以下718m透水率为1135.5Lu，为中等透水带；基岩718m以下透水率为88.75Lu，为弱透水带，为相对隔水层。综上所述，船闸基岩风化严重，为中等透水性，存在库水沿船闸基础渗漏问题。3.3.5.1.35.1.3 船闸存在的主要211、工程地质问题及建议处理措施船闸存在的主要工程地质问题及建议处理措施 （1）船闸侧墙、底板浆砌石质量差，破损严重，船闸侧墙渗漏问题。船闸侧墙和底板为浆砌石结构，浆砌石主要为花岗岩，灰白色，粗粒结构，弱风化，岩石坚硬，块石间胶结一般，局部胶结差，存在较大的空隙，故侧墙局部存在渗漏问题。建议对船闸侧墙和底板进行翻修，对侧墙进行防渗处理。（2）船闸基础渗漏问题，船闸基岩风化严重，上部全风化花岗岩渗透系数为1.8510-41.1610-3cm，为中等透水性。建议对船闸基础进行帷幕灌浆处理。3.3.5.25.2 水轮机泵站工程地质条件及评价水轮机泵站工程地质条件及评价 3.3.5.2.15.2.1 左侧水212、轮机泵站工程质量及评价左侧水轮机泵站工程质量及评价 洋塘水闸左侧水轮机泵站位于水闸的左侧，装机 6 台，泵站基础为浆砌石基础，浆砌石主要为花岗岩，灰白色，弱风化。通过现场调查，泵站基础浆砌石由于年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象；浆砌石渗透性好，泵站下游面见散浸现象。3.3.5.2.25.2.2 左侧水轮机泵站工程地质条件和评价左侧水轮机泵站工程地质条件和评价 泵站基岩上部为全风化花岗岩，紫红色、岩芯呈土状，遇水具崩解性，渗透系数为6.4110-4cm/s，现场压水试验透水率为 1522Lu，属于中等透水层，该层厚度约 15m；衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 79 下部基岩为强风化石英213、砂岩，紫红色，岩芯呈短柱状，通过现场压水试验，其透水率为9.2Lu，属弱透水层，厚度大于 5m，为相对隔水层。由于上部基岩为中等透水层，可能存在沿上部基岩渗漏问题。3.3.5.2.35.2.3 左侧水轮机泵站存在的主要工程地质问题及建议处理措施左侧水轮机泵站存在的主要工程地质问题及建议处理措施 （1）左侧水轮及泵站存在基础破损、散浸、泵基渗漏问题，泵站基础浆砌石由于年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象；浆砌石渗透性好，泵站下游面见散浸现象。建议对基础进行加固防渗处理。（2）泵站基底渗漏问题。泵站基岩上部为全风化花岗岩，渗透系数为 6.4110-4cm/s，现场压水试验透水率为 1522Lu，属于214、中等透水层，可能存在沿上部基岩渗漏问题。建议对泵站下基岩进行帷幕灌浆处理，灌浆深度深入相对不透水层 12m。3.3.5.2.45.2.4 右侧水轮机泵站工程质量及评价右侧水轮机泵站工程质量及评价 洋塘水闸右侧水轮机位于水闸右侧，原装机 3 台水轮泵，该泵站进行了加固改造，将原水轮泵更换为潜水泵；2022 年水闸右岸渠首渡槽拆除重建项目实施期间进行更换管道、闸门和设备的改造。泵站基础为浆砌石基础，浆砌石主要为花岗岩，灰白色，弱风化。通过现场调查，泵站基础浆砌石由于年久失修，局部出现了勾缝水泥脱落现象；通过钻探揭露，浆砌石胶结较差，砌石之间存在较大的空隙，空隙线发育密度大于 10%，故渗透性好，泵215、站下游面见散浸现象。3.3.5.2.55.2.5 右侧水轮机泵站工程地质条件和评价右侧水轮机泵站工程地质条件和评价 泵站基础与基岩接触面存在薄层花岗岩风化砂，乳白色，主要为粗中砂，以长石石英砂为主，厚度约 0.55cm，通过现场注水试验，其渗透系数 K=9.010-3cm/s，为中等透水性，可能存在沿接触面渗漏问题；基岩上部为全风化花岗岩，紫红色、灰白色，岩芯呈土状，遇水具有崩解性，通过注水试验，其渗透系数为 1.8510-4cm/s，现场压水试验透水率为 1116Lu，属于中等透水层，该层厚度约 17m；下部基岩为强风化花岗岩，灰白色，岩芯呈短柱状，通过现场压水试验，其透水率为 8Lu，属弱216、透水层，厚衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 80 度大于 5m，为相对隔水层。由于上部基岩为中等透水层，可能存在沿上部基岩产生渗漏问题。3.3.5.2.65.2.6 右侧水轮机泵站存在的主要工程地质问题及建议处理措施右侧水轮机泵站存在的主要工程地质问题及建议处理措施 （1）右侧泵站基础破损、散浸问题，泵站基础浆砌石由于年久失修，局部出现了勾缝水泥脱落现象；通过钻探揭露，浆砌石胶结较差，砌石之间存在较大的空隙，空隙线发育密度大于 10%，故渗透性好，泵站下游面见散浸现象。建议对基础进行加固防渗处理。（2）右侧泵站基底接触面渗漏和基底基岩渗漏问题，泵站基础与基岩接触面存在薄层花岗岩风化砂，厚217、度约0.55cm，通过现场注水试验，其渗透系数K=9.010-3cm/s，为中等透水性；基岩上部为全风化花岗岩，遇水具有崩解性，通过注水试验，其渗透系数为 1.8510-4cm/s，现场压水试验透水率为 1116Lu，属于中等透水层。建议对基底接触面进行充填灌浆处理，对基岩进行帷幕灌浆处理。3.3.5.35.3 鱼道工程地质条件及评价鱼道工程地质条件及评价 3.3.5.3.15.3.1 鱼道鱼道工程质量及评价工程质量及评价 鱼道位于水闸的左侧，长约 220m，宽 4m，高 4m，鱼道侧墙和底板为浆砌石，浆砌块石岩性主要为花岗岩，灰白色，弱风化。通过现场调查，鱼道内淤积严重，侧墙和底板浆砌石由于218、年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象；浆砌石渗透性好，侧墙面见散浸现象。鱼道现状如图 3.5.2。图图 3.3.5.2 5.2 鱼道现状照鱼道现状照 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 81 3.3.5.3.25.3.2 鱼道鱼道工程地质条件和评价工程地质条件和评价 鱼道基底下基岩为花岗岩。基岩上部为全风化花岗岩，紫红色、岩芯呈土状，遇水具有崩解性，属于中等透水层，该层厚度约 7m；下部基岩为强风化石英砂岩，紫红色，岩芯呈短柱状，其上段属中等透水层，厚度约 7m，下段属于弱透水层，为相对隔水层，厚度大于 5m。可见上部基岩约 14m（全风化花岗岩 7m，强风化石英砂岩 7m）为中等透水层，存219、在沿上部基岩渗漏问题。3.3.5.3.35.3.3 鱼道鱼道存在的主要工程地质问题及建议处理措施存在的主要工程地质问题及建议处理措施 （1）鱼道存在淤积、侧墙和底板破损问题、侧墙散浸问题。通过现场调查，鱼道内淤积严重，侧墙和底板浆砌石由于年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象；浆砌石渗透性好，侧墙面见散浸现象。建议清理淤积物，对侧墙进行加固防渗处理。（2）地基渗漏问题。鱼道基底上部基岩约 14m（全风化花岗岩 7m，强风化石英砂岩 7m）为中等透水层，存在沿上部基岩渗漏问题。建议对基岩进行帷幕灌浆处理。3.3.5.45.4 交通桥工交通桥工程地质条件及评程地质条件及评价价 连接两岸交通的交通桥为双220、曲拱桥，共 26 跨，跨度 12m，桥面宽度 5.4m；桥墩即为水闸闸墩，为浆砌石结构，块石为花岗岩，弱风化。现场观察交通桥无明显沉降开裂现象。根据现场勘探：桥墩地基为全风化花岗岩，全风化厚深度约 1015m，全风化花岗岩呈土状，紫红色，岩石矿物除石英以为均已变色，岩石较软，遇水软化，崩解，承载力低；下部为强风化花岗岩，节理裂隙发育，节理面多平直，张开，节理面多见铁质渲染。岩芯获得率低。石英砂岩节理裂隙发育，节理面见铁质渲染，岩芯呈短柱状，岩芯获得率低。综上所述：由于桥墩基础直接坐落在全风化花岗岩之上，建议对桥墩地基进行补强措施。3.3.5.55.5 防洪堤工程地质条件及评价防洪堤工程地质条件221、及评价 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 82 3.5.3.5.5 5.1.1 防洪堤现状防洪堤现状 水闸上下游两侧均有防洪堤，本次勘测长度左岸防洪堤长555m，右岸防洪堤长481m，总长为 1036m。防洪堤堤顶宽约 3m，堤外坡约 1：1.5，内坡约 1:1.251:2.0m，堤身高 47m。防洪堤修建时未经过专门的勘察设计，堤防填筑土主要为就近取土，主要为冲积堆积粉质粘土、壤土、局部甚至为砂、砂砾石等。经现场调查，1994 年特大洪水，左岸堤防 0+4100+500 段被洪水冲垮。3.3.5.5.25.5.2 堤身工程地质条件及评价堤身工程地质条件及评价 （1）左岸防洪堤 0+00222、00+280 段，堤顶高程为 55.860.2m，堤顶宽约 4m，堤高约 7m，堤外坡比为 1:1.5，堤内坡比为 1:1.25，堤顶为乡村公路，填土上部 50cm 为路基填土，主要为粉质粘土夹碎石，黄褐色，黄色，可塑硬塑状，下部为粉质粘土，黄褐色，黄色，手捻细腻，略有砂感，室内试验表明，其渗透系数 4.1810-6cm/s，属于弱透水层。综上所述，堤身填筑质量较好，抗渗能力高，但内外坡比较陡，可能存在堤身抗滑稳定问题。（2）左岸防洪堤 0+2800+555 段，堤顶高程 51.052.6，堤顶宽约 4.5m，堤高约 4m，堤外坡约 1:1.5，沿线已经做了浆砌石护坡，堤内坡 1：2.0。堤身223、填土主要为壤土、砂砾石、砂等，含少量粉质粘土，黄褐色，结构松散，标贯击数约 57 击，现场注水试验表明，其渗透系数为 4.510-3cm/s，属于中等透水层。据现场调查，左岸堤防 0+4100+500 段 1994 年被冲毁。堤内大部分地势较高，但左岸堤防 0+3800+420地势相对较低，高程为 43.644.1m，且堤身渗透性高，故存在堤身渗漏问题；堤外坡已经做了浆砌石护坡，但护坡完整性较差，破损严重，见图 3.5.2，且外坡较陡，故在河水冲刷切脚后，可能存在堤身稳定问题。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 83 图图 3.5.2 3.5.2 左岸护坡左岸护坡 （3）右岸防洪堤：堤顶高224、程 53.055.5，堤顶宽约 3.0m，堤高约 56m，堤外坡比约 1:1.5，其中右岸 0+1300+350 段堤防以做浆砌石和砼护坡，堤内坡 1:2.0。堤身填土主要为粉质粘土，黄褐色，可塑状，结构松散，现场注水试验表明，其渗透系数为 3.710-5cm/s，属于弱透水层。由于堤身填土主要为粉质粘土，弱透水性，但堤防大部分未作护坡，且堤身填土松散，故在洪水期可能存在堤身抗冲刷稳定性问题。3.3.5.5.35.5.3 堤基工程地质结构分类堤基工程地质结构分类 根据堤防工程地质勘察规程以及堤基地层分布及结构特征，洋塘水闸防洪堤堤基结构为双层结构（II）和多层结构（III），其亚类分类类型、结225、构特征以及分布位置见表 3.5.1。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 84 堤基结构分类表堤基结构分类表 表 5.1 类 型 结 构 特 征 主要分布位置 累计 长度(m)占堤防 百分比 大 类 亚 类 双层 结构类()上厚粘性土 下粗粒土（II1）堤基上部为粉质粘土，厚约 2.06.5m，下部为粉细砂、砂砾石，厚度约 49.0m。左岸：0+2500+275；0+3000+555；右岸 0+0000+065；0+1050+315 555 53.6%上厚粘性土 下粗粒土（II1）堤基上部为薄层粉质粘土，厚度约2m，中部为壤土，厚约 3.5m，下部为砂砾石。厚度约 3m。右岸 0+3150+226、481 166 16.0%上厚粘性土 下粗粒土（II1）堤基上部为薄层壤土，厚度约 2m，中部为粉质粘土，厚约 3.4m，下部为砂砾石。厚度约 5.7m。左岸 0+0000+180 180 17.4%上薄粘性土 下粗粒土（II2）堤基上部为薄层壤土，厚度不到 2m，下部为粉细砂。厚度约 3.5m。左岸 0+2750+300 25 2.4%多层 结构类（III）上薄层 砂砾石（III1）左岸堤基上部为薄层砂砾石，厚度约2m，中部为壤土，厚约 7m，下部为粉细砂、砂砾石层。厚度约 5m。右岸堤基上部为薄层砂砾石，厚度不到 1m，中部为粉质粘土，厚约 4m，下部为粉细砂、砂砾石层。厚度约 5m。左岸227、 0+1800+250 右岸 0+650+105 110 10.6%3.3.5.5.4 5.5.4 堤堤基工程地质条件基工程地质条件及评价及评价 根据堤基地质结构，结合主要工程地质问题及堤内塘、渠、沟、冲刷坑等因素对堤段进行工程地质分类，划分为工程地质条件较好（B）、工程地质条件差（D）两类。各类型工程地质条件分类分段见表 3.5.2。堤防工程地质分段表堤防工程地质分段表 表 3.5.2 分段 类型 工程地质特征 分段位置 累计 长度 占河堤 总长百分比(%)B 为(1)类堤基，工程地质条件较好。左岸：0+0000+180；0+2500+275；0+3000+555；右岸 0+0000+065228、 右岸 0+1050+481 901 87%D 为(2)、（III3）类堤基，工程地质条件差，存在渗透变形问题。左岸 0+1800+250 左岸 0+2750+300 右岸 0+650+105 135 13%衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 85 根据堤基结构及险情调查情况，对各段堤基工程分段评价如下：（1）左岸 0+0000+180 段，堤基为多层结构上薄层壤土亚类（II1），上部为壤土，黄褐色，黄色，可塑状，手捻砂感重，含少量砂砾石，标贯击数 12 击，该层厚约 2m；中部为粉质粘土，黄褐色，可塑状，手捻略有砂感，切口较光滑，现场注水试验 4.710-5cm，属于弱透水层，该层厚约 229、3m；下部为砂砾石层，褐色，含水量高，以砾石和粗砂为主，砾石约占 30%，粗砂约占 45%，含少量粉细砂和泥，结构较密实，湿，动探击数为 8 击，现场注水试验表明，其渗透系数为 7.810-3cm/s，属于中等透水层，该层厚约 5.5m。基岩为石英砂岩，紫红色，强风化。由于壤土层和砂砾石层贯通堤内外，在高水位时，可能沿砂砾石层产生渗漏，在池塘、沟渠附近甚至可能发生管涌。综上所述，该段堤基工程地质条件较差，属于 B 类堤基。（2）左岸 0+1800+250 段，堤基为多层结构（III1），上部为砂砾石，黄褐色，砾径 24cm，磨圆度好，松散，含大量泥，中等透水性，该层厚约 1.5m；中部为粉质粘230、土，黄褐色，可塑状，手捻略有砂感，切口较光滑，含少量砾石，动探击数为 12 击，弱透水性，该层厚约 7m；下部为粉细砂及砂砾石层，粉细砂层厚 2.6m，黄褐色，松散，含少量砂砾石，中等透水性；砂砾石层厚约 2.0m，黄褐色，砾径 24cm，较密实，含较多泥及粗中砂等，动探击数为 12 击，现场注水试验表明，其渗透系数为 7.810-3cm/s，属于中等透水层。基岩为石英砂岩，紫红色，强风化。由于上下均分布有一层砂砾石层，且贯通堤内外，在高水位时，可能沿砂砾石层、壤土层产生渗漏，甚至发生管涌。综上所述，该段堤基工程地质条件差，属于 D 类堤基。（3）左岸 0+2500+275；0+3000+55231、5 段，堤基为双层结构（II1），上部为粉质粘土，黄褐色，黄色，可塑状，含少量粗砂，厚约 3.5m，标贯击数 69 击，弱透水性；中部为粉细砂，黄褐色，含少量泥和砂砾石，稍密实，厚约 5.5m，现场注水试验K=8.910-4cm/s，属于中等透水层；下部为砂砾石层，褐色，厚约 3.2m，该层含水量高，以砾石和粗砂为主，砾石约占 35%，粗砂约占 40%，含少量粉细砂和泥，结构较密实，湿，动探试验击数为 89 击，现场注水试验表明，其渗透系数为 8.110-3cm/s，属于中等透水层；基岩为石英砂岩，紫红色，强风化。粉细砂层和砂砾石层贯通堤内外，衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 86 但堤232、内存在较宽的平台，宽 65110m，且上部存在 3.5m 的粘性土，故在高水位时，产生渗透变形的可能性比较小。综上所述，该段堤基工程地质条件较好，属于 B 类堤基。（4）右岸 0+0000+065；0+1050+315 段，堤基为双层结构（II1），上部为粉质粘土，黄褐色，黄色，可塑状，稍有砂感，含少量粗中砂，现场注水试验为 4.710-5cm/s，为弱透水层，该层厚约 4m，局部见砂砾石透镜体，松散，最厚约 0.8m；下部为粉细砂及砂砾石层，粉细砂层厚约 03m，黄褐色，松散，含少量泥和砾石，透水性好，为中等透水性，呈透镜体形式分布，主要分布 0+0000+100 堤段；砂砾石厚约 4m，黄233、色，松散，砾径 24cm，磨圆度好，含少量泥，现场注水试验 1.8810-44.7910-5cm/s，属于中等透水层；基岩为花岗岩，灰白色，全风化。由于壤土层和砂砾石层贯通堤内外，但堤内地势较高，一般为 49.3m，上部存在较厚粉质粘土层，基本不存在渗透稳定性问题，故该段堤基工程地质条件较好，属于 B 类堤基。（5）右岸 0+3150+481 段，堤基为双层结构（II1），上部为粉质粘土，黄褐色，黄色，可塑状，稍有砂感，含少量粗中砂，现场注水试验为 7.610-5cm/s，为弱透水层，该层厚约 2.0m；中部为壤土，黄色，含大量粉粒，中等透水性，该层厚约 3.8m；下部为砂砾石层，黄色，松散，234、砾径 24cm，磨圆度好，含少量泥，中等透水性，该层厚约 3.3m；基岩为石英砂岩，紫红色，强风化。由于壤土层和砂砾石层贯通堤内外，但堤内地势较高，一般为 49.351.8m，上部存在较厚粉质粘土层，属于 B 类堤基。3.3.5.5.5 5.5.5 堤防工程地质问题及处理措施建议堤防工程地质问题及处理措施建议 （1）堤身稳定性问题：堤身填筑主要为就近取土，碾压不密实，且部分地段外坡坡比大，汛期时，河水高涨，外坡当冲，可能存在堤身滑坡、坍塌问题，如右岸防洪堤0+2900+350 处 1994 年出现过大范围的坍岸。建议对其堤防坡比陡的地方进行培厚或护坡处理。（2）堤基渗漏问题，部分堤基下部存在较235、厚的壤土、粉细砂和砂砾石层，且贯穿堤内外，中等透水性，外河水位高涨时，可能存在渗透变形问题，甚至产生管涌。建议对其进行防渗处理。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 87 3.63.6 岩土力学参数推荐值岩土力学参数推荐值 前期进行注水试验 28 段，见表 3.1，前期进行注水试验 40 段，见表 3.2，前期取土样 6 组进行室内土工试验，见表 3.6.1，取岩样 1 组进行室内试验，见表 3.6.2，根据前期试验资料，结合附近类似工程力学参数以及前期勘探成果，推荐洋塘水闸各岩土物理力学参数见表 3.6.3、3.6.4。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 88 洋塘水闸除险加固岩土力学236、试验成果汇总表洋塘水闸除险加固岩土力学试验成果汇总表 表 3.6.1 钻孔编号 取土 深度 土样 分类 天然状态下土的物理性指标 土粒 比重 液限 塑限 塑性 指数 液性 指数 垂直 渗透 系数 土的压缩性 抗剪强度 含 水 率 湿 密 度 干 密 度 孔 隙 比 孔 隙 率 饱 和 度 孔 隙 比 压缩 系数 压缩 模量 总应力 摩 擦 角 凝 聚 力 m 按颗粒 组成分类%g/cm3 g/cm3%cm/s MPa-1 MPa 度 kPa N1-2 8.28.4 粉质粘土 21.5 1.99 1.64 0.673 40.2 87.5 2.74 36.4 22.9 13.5-0.10 4.05237、E-05 0.673 0.192 8.73 18.3 21.8 N3-1 7.77.9 粉质粘土 22.3 1.98 1.62 0.674 40.3 89.7 2.71 41.0 26.5 14.5-0.29 4.29E-05 0.674 0.295 5.68 18.8 20.8 N2-1 5.25.4 壤土 18.3 1.99 1.68 0.623 38.4 80.2 2.73 33.5 21.2 12.3-0.24 6.43E-05 0.623 0.186 8.73 20.3 19.9 N4-2 6.66.8 壤土 19.5 2.73 28.8 17.9 10.9 0.15 N4-1 3.238、84.0 壤土 19.1 1.99 1.67 0.634 38.8 82.3 2.73 35.2 22.3 12.9-0.25 7.23E-05 0.634 0.243 6.73 19.8 20.8 N1-1 6.26.4 粘土 23.5 2.72 46.2 27.0 19.2-0.18 洋塘水闸除险加固洋塘水闸除险加固岩石物理力学性试验成果表岩石物理力学性试验成果表 表 3.6.2 野外 编号 试验 编号 岩石名称(野外定名)风化 程度 颗粒 密度 块体 湿密度 块体 干密度 吸水率 饱和 吸水率 孔隙率 单轴抗 压强度 软化 系数 弹 性 模 量(饱和)Gs S d Wa Wsa n 干燥239、 饱和 E g/cm3 g/cm3%MPa MPa GPa ZK4 1-110 花岗岩 弱 2.68 2.68 2.67 0.10 0.11 0.37 180.16 140.31 0.78 58.65 执行标准 水利水电工程岩石试验规程SL 264-2001 试 验 说 明 1.试件由岩芯加工而成。2.岩石/岩石抗剪强度采用单面直接快剪法进行，其中受剪面经 120#金刚砂打毛，受剪面积 38.48cm2，但因样品数量太少，该组岩石/岩石抗剪试验采用单点法测试，其试验成果仅供参考。3.成果表中所提数值均为 23 块试件的算术平均值。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 89 洋塘水闸除险加固岩240、体物理力学参数推荐值表洋塘水闸除险加固岩体物理力学参数推荐值表 表 3.6.3 地层 岩性 风化 程度 饱和抗 压强度(Mpa)弹性 模量(Gpa)抗剪强度 抗剪断强度 允许 承载力(Kpa)抗冲 流速(m/s)临时开 挖坡比 永久开 挖坡比 允许 渗透 坡降 岩/岩 砼/岩 岩/岩 砼/岩 f f c MPa c MPa 52+3 花岗岩 弱风化 5055 10-15 0.530.55 0.550.57 0.901.0 0.500.60 0.900.95 0.40.5 2000 2500 45 1:0.3 1:0.5 强风化 210 0.51 0.400.42 0.400.45 0.450.241、48 0.10.15 0.550.60 0.150.18 800 1000 12 1:0.75 1:1 全风化/0.020.03 0.30.35 0.30.35 0.30.35 0.020.03 0.350.40 0.020.03 350400 0.51 1:1 1:1.25 0.42 D2t 石英砂岩 弱风化 5055 56 0.530.56 0.58 0.6 0.900.95 0.500.60 0.850.90 0.40.5 2000 2200 45 1:0.3 1:0.5 注：所提指标综合考虑了岩体受构造影响下的完整性差的因素 洋塘水闸除险加固土体主要物理力学参数推荐值表洋塘水闸除险加固242、土体主要物理力学参数推荐值表 表 3.6.4 地层 岩土 名称 含水 量(%)湿密 度(g/cm3)干密 度(g/cm3)孔隙 比(%)比 重 塑性 指数 液性 指数 渗透 系数(cm/s)压缩 系数(Mpa-1)抗剪强度 允许 承载力(Kpa)抗冲刷 流 速(m/s)临时 开挖 边坡 坡比 永久 开挖 边坡 坡比 允许 渗透 坡降 固结快剪 慢剪 内摩 擦角()凝 聚 力(kpa)内摩 擦角()凝 聚 力(kpa)Q4aL 粉质 粘土 26.6 1.92 1.51 0.877 2.7 14 0.31 3.510-5 0.23 14 18.5 17 15 170 0.5 1:1.25 1:1.243、5 0.5 壤土 27.5 1.90 1.49 0.866 2.69 12 0.78 5.510-5 0.36 15 17.5 18 10 150 0.35 1:1.5 1:1.75 0.48 粉细砂 7.810-3 130 0.25 0.28 1:1.75 1:2 0.2 0.25 砂卵 砾石 4.89103 6.54102 32 0 300 0.7 1:1.75 1:2 0.18 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 90 3.3.7 7 天然建筑材料及弃渣天然建筑材料及弃渣 3.3.7.17.1 土料土料 本次对水闸周边土料场进行详查，设计需要土料 6.05 万方，料场位于水闸附近水湖244、村桂花屋场北侧山体上，主要为残破积堆积（Qel+dl）含碎石粉质粘土，黄褐色，桔黄色，可塑状，含少量角砾。土料场呈矩形长约 350m，宽约 250m，场地面积约 90000m2，上部生长少量松树及灌木，无用层约 0.6m，下部有用层 68m，土料储量大于 60104m3。据 2011 年 6 月我院在洋塘水闸除险加固工程初步设计阶段勘察在该处完成的土料试验，其天然含水率 11.612.9%，最优含水率 13.716.2%，最大干密度约 1.771.86g/cm3，击实后渗透系数为 2.352.6510-5cm/s，内摩擦角为 24.525.8，内聚力为 21.822.7KPa。料场有简易公路通245、达，距水闸约 3.4Km，交通条件相对较好，场地坡度不大，适合机械开挖。料场现状如图 3.7-1。图图 3 3.7 7-1 1 土料场现状照土料场现状照 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 91 3.3.7.27.2 砂砾石料、块石料砂砾石料、块石料 衡东县境内已经全面禁止开采砂砾石料，本工程所需砂砾石料需购买岩石粉碎形成的机制砂砾石。本项目选定的砂砾石、块石料场为衡东县民生采石场，位于甘溪镇大源村 15、16组东侧山体处，岩性为泥盆系中统棋子桥组（D2q）灰白、灰色白云质灰岩、灰岩，岩石坚硬，节理裂隙不发育，结构面充填方解石，完整性好，呈弱风化微风化状，力学强度较高，成块率好，质量好，料246、场山体雄厚，天然露头良好，上部无用层约 1.0m。储量丰富，储量大于 823104m3，年产量 30 万吨/年。块石料建议物理力学指标如下：颗粒密度 2.62.7g/cm3，湿密度 2.52.6g/cm3，干密度 2.42.5g/cm3，饱和抗压强度大于 60MPa。岩块粉碎后筛分形成了各种粒径的石粉、砂砾石、碎石，含泥量小，碱和性满足要求，质量较好。开采较方便，有乡道 Y309 直达料场，运输条件较好，运距 24km。石料场现状如图 3.7-2。图图 3 3.7.2 7.2 石料场现状照石料场现状照 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 92 3.3.7.37.3 弃渣场弃渣场 据设计方案247、，本项目不设固定弃渣场，采用社会消化项目施工中产生的弃渣方案。3.3.8 8 结论及建议结论及建议 3.3.8.18.1 结论结论 1）区域构造上位于衡阳拗陷盆地东侧，浏阳衡山祁东晚期华夏系复向斜东翼，本区内 NNE 向断裂较发育，区内发育有衡东断层，杨梓州断裂，断裂控制着区内花岗岩侵入的分布趋势。根据中国地震动参数区划图（GB 18306-2015），本区地震动峰值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35 s，相应的地震基本烈度为 VI 度。2）洋塘水闸位于洣水下游，洣水自南西向北东流向，河床水面宽阔、河流两岸均为河流冲积阶地，为 I 级阶地，左岸阶地发育相对较窄，右岸阶地发育248、较宽。3）工程区出露地层比较单一，出露的地层主要有泥盆系中统跳马涧组(D2t)石英砂岩、燕山期侵入花岗岩（52+3）以及第四系松散堆积层（Q）。4）根据区域地质资料和现场地质调查资料，区内地下水主要有松散堆积层中孔隙潜水、孔隙承压水以及基岩裂隙水。区内河水水化学类型为 HCO3-SO4-Ca 型水，PH=7.9；地下水水化学类型为 HCO3-Ca-Mg 型水，PH=7.0，两者对砼皆无腐蚀性。5）工程区主要物理地质现象为河床淤积和冲刷。水闸上游淤积厚度大约 2.53.5m，淤积物主要为泥砂、砂砾石、腐烂的树木杂草等。见两处冲刷坑，号冲刷坑长 30m，宽约 17m，面积约 500m2，冲刷坑深约249、 0.51.0m；号冲刷坑长 8m，宽约 7m，面积约50m2，冲刷坑深约 0.5m。6）泄洪闸堰体质量较差，堰体外壳混凝土破坏严重，混凝土标号低；堰体干砌石孔隙率高，中等透水性；堰体砂芯松散，中等透水性，故堰体渗透性好，存在堰体渗漏问题；干砌石与砂芯沉陷，浆砌石与干砌石之间存在 0.3m 的空隙，由于干砌石下沉，浆砌石失去下部支撑作用，浆砌石可能因自重作用而垮塌，从而可能导致泄洪闸溃坝。7）堰体与闸基接触面清基不彻底，渗透性高，砂砾石层因渗流而变得更加松散，衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 93 存在沿堰体与闸基接触面渗漏及渗透变形问题。8）闸基上部基岩主要为花岗岩风化严重，一般为全风250、化，岩石破碎，为中等透水层，表部为砂砾石层，透水性强，根据现场施工记录，水闸修建过程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，故坝基存在严重的沿坝基渗漏问题，危及大坝的安全运行。同时据现场调查，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游护坦被冲毁，护坦齿墙被损坏，故水闸可能存在抗滑稳定性问题。9）船闸侧墙、底板浆砌石质量差，破损严重，同时存在沿侧墙渗漏问题，船闸基岩风化严重，为中等透水性，存在库水沿船闸基础渗漏问题。10）左岸水轮泵站存在基础破损、散浸、接触面渗漏和泵基渗漏问题，右岸泵站存在基础破损、散浸、泵基渗漏问题。11）鱼道存在淤积、侧墙和底板破损问题、侧墙散浸问题、地基渗漏问题。12）防洪251、堤堤身填土主要为就近取土，填筑质量差，部分段外坡坡比较陡，局部未作护坡或护坡损坏，在河流冲刷作用下存在堤身稳定性问题。13）根据堤防工程地质勘察规程以及堤基地层分布及结构特征，洋塘水闸防洪堤堤基结构为双层结构（II）和多层结构（III）；结合主要工程地质问题及堤内塘、渠、沟、冲刷坑等因素对堤段进行工程地质分类，划分为工程地质条件较好（B）、工程地质条件差（D）两类。其中 B 类堤防占纵堤长 87%，D 类堤防占总堤长 13%。14）工程所需天然建筑材料砂料、石料质量基本满足设计要求，储量丰富，开采和运输条件方便。3.3.8.28.2 建议建议 建议下阶段加强施工地质工作，若发现新的地质问题，亦252、应适当补做专门性勘探与试验工作，及时修正，复核各种地质参数。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 94 4 4 工程任务和规模工程任务和规模 4.14.1 工程概况工程概况 4.1.14.1.1 工程概况工程概况 洋塘水闸位于湖南省衡东县境内，地处湘江右岸一级支流洣水下游，上距衡东县城 8.0km，下距洣水河口 8.7km。洣水流域位于湖南省的东南部，地处北纬 26 002723，东经 1125211407之间,属湘江的一级支级，流域面积10305km2，河长 296km，河流坡降 1.01，占湘江流域面积的 10.9%。洋塘水闸闸址以上干流长度 287.3km，控制流域面积 10210km253、2，占洣水总流域面积的 99.1，灌溉农田 3.62104亩，工程自运行以来，有效的保障了下游人民生命财产安全，促进了灌区工农业生产的稳步发展。同时电站装机容量 10008kW，具有较好的经济效益。洋塘水闸于 1979 年竣工投入运行，总库容为 3150 万 m3。枢纽建筑物布置有河中开敞式泄洪闸（所占轴线长度 260m）、右岸土坝（所占坝轴线长度 50m）、右岸泵站（所占坝轴线长度 34m）、船闸（所占坝轴线长度 21m）和左岸电站及水轮泵站（所占坝轴线长度 101.3m）、鱼道（所占坝轴线长度 11.7m）和跨越两岸的交通桥以及两岸的防洪堤等主要建筑物，是一座以灌溉为主，兼顾发电、航运、过254、鱼和交通综合效益的等水利水电枢纽工程。该水闸工程已运行 40 多年，主要建筑物安全隐患已明显暴露且有逐年加剧趋势。已严重影响水闸的安全运行及工程经济与社会效益的发挥。4.1.24.1.2 工程建设过程工程建设过程 洋塘水闸1976年动工。1979年竣工。枢纽工程主要由河中开敞式泄洪闸、右岸土坝(副坝)、右岸泵站、船闸和左岸电站及水轮泵站、鱼道及跨越两岸的交通桥以及两岸的防洪堤等主要建筑物组成。由于受当时历史条件所限制、工程未完全按工程基本建设程序进行，是一个比较典型的三边工程。该工程的前身为大村湾水轮泵水电站，是在 1965 年湖南省大搞水轮泵建设的高潮中首批在大江大河中兴建起来的水轮泵站之一255、。当时由于设计标准低，衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 95 开敞式泄洪闸建成后，于 1966 年即被洪水冲毁。1972 年 6 月刚刚补修完毕，同年 7 月8 日右岸又发生缺口，造成部分船闸和下游导航墙被洪水冲毁。1975 年编制了扩大初步设计书，1976 年准备正式设计、施工时发现初设设计方案不甚合理，水能利用不高，因此对工程规模进行及时调整，确定本枢纽工程。洋塘水闸工程在运行四十多年的过程中存在着严重的隐患。其中以坝体、坝基渗漏、设备老化问题更为突出。洋塘水闸交通桥始建于 1976 年，1979 年正式通车。该桥原设计是作为电站设备运输和工人上下班通行桥，设计荷载等级为汽车-10 256、级。由于属于“三边工程”未进行正式的竣工验收，通过对早期参与大桥建设的管理人员的了解以及后期的地质勘察，该桥桥墩基础坐落在全风化花岗岩上。4.1.34.1.3 工程现状工程现状 洋塘水闸枢纽工程主要由河中开敞式泄洪闸、右岸土坝、水轮泵水电站、船闸和左岸水轮泵水电站、鱼道及跨越两岸的工作桥以及两岸的防洪堤等主要建筑物组成。1）泄洪闸 河床开敞式泄洪闸为砂芯硬壳溢流堰，全长260m。堰顶高程46.2m，上游齿墙底部高程38.5m(厚3m。前后1m厚浆砌石，中间1m厚砼防渗墙)，最大堰高7.7m，堰面水平段宽度8.67m(厚1.2m。0.5m钢筋砼，0.7m浆砌石)，经圆弧段(半径10m，圆心角17257、55)、斜坡段(长14.44m坡度1：2.625，厚度1.21.5m)，与下游支撑体(砼高3.2m，宽3m)相接，溢流堰底宽29.17m。(中部未清基用砂砾石，干砌块石填筑)。堰上有工作桥，墩厚1m，跨度12m。堰上设有钢筋砼水力自动翻板门，门高1.5m，宽5.5m，每跨工作桥设2孔闸门。共43扇自动翻板门。2）土坝 右岸土坝为砂壤土均质坝，坝顶高程54.5m，最大坝高6.5m。挡土墙为土坝的连接段，墙长21m，墙高13m，上部高6.5m，墙厚0.7m；下部高6.5m，墙厚1.5m。3）右岸水轮泵站 右岸泵站原设计安装 3 台 808 型水轮泵，泵房长宽=3411.3m，提水流量衡东县洋塘水闸258、除险加固工程初步设计报告 96 0.81m3/s，提水灌溉右岸农田 0.84 万亩。2022 年对右岸泵站进行了改造，将 3 台水轮泵更换为潜水泵（400HQ-40），提水流量仍为 0.81m3/s。4）右岸水轮发电机 右岸安装有水轮发电机水组4台，单机容量252kw，现4台水轮发电机组已废弃。5）右岸船闸 闸室尺寸 6092m(长宽通航水深)，墙顶高程 49.5m，最大墙高 11m，墙顶宽度 2.5m，上下闸首设反人字形闸门。上闸首顶部高程 49.5m，底坎高程 43.1m，下闸首顶部高程 49.5m，底坎高程 40.8m，闸室底板高程 40.8m。上游最高通航水位 48.8m，下游最高通航259、水位 46.6m，上游最低通航水位 46.2m，下游最低通航水位 42.3m，设计年货运量 40 万 t。现船闸航运功能基本消失。6）左岸电站 左岸电站布置在泄洪闸左侧河床部分，为坝后式厂房。安装轴流式水轮发电机组6台，单机容量1500kW。7）左岸泵站 泵站布置在电站安装场上游侧，泵,长宽=29.125.7m，安装 6 台 100 一 8 型水泵，提水流量 2.448m3/s，提水灌溉左岸农田 2.78 万亩。8）鱼道 泵站与电站左侧布置鱼道，44317.2m(宽高长)。9）交通桥 桥长 437m,桥面宽度 5m,该桥 1978 年建成，至今已使用 40 多年，期间对桥拱、桥面进行过加固，2260、019 年 7 月中旬衡东县发生特大洪水，桥体遭受铁驳船多次冲撞，造成桥梁主拱圈破损严重，拱波开裂，存在重大安全隐患，经检测单位检测鉴定为四类危桥。事故发生后，主管部门对受冲击的上部桥拱部位进行了修复加固，并对该桥实行限高限宽限载的交通管制措施。水闸工程现状、枢纽布置及工程的主要特征值等情况见表 4.1-1。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 97 洋塘水洋塘水闸现状规模特征值表闸现状规模特征值表 表 4.1-1 序号 指标名称 单位 原设计 本次除险加固 备注 一 水文 1 坝址以上流域面积 km2 12071 10210 2 特征水位 正常蓄水位 m 47.7 47.7 设计洪水位 m261、 53.26(P=2%)53.78(P=5%)校核洪水位 m 55.30(P=0.2%)54.92(P=2%)3 计算洪水 设计下泄流量 m3/s 7050(P=2%)6900(P=5%)核校下泄流量 m3/s 9830(P=0.2%)8390(P=2%)二 主要建筑物及其参数 1 溢流坝 （1）闸坝 闸坝总长度 m 260.0 260.0 坝项高程 m 46.2 46.2 最大坝高 m 7.7 7.7 泄洪闸孔数 孔 43 43 闸门宽度 m 5.5 5.5 闸门高度 m 1.5 2.0 闸门型式 砼翻板门 液压升降坝 启闭型式 水力自控 液压控制 （2）消力池 消力池长度 m 23.5 1262、8 护坦长度 m 8 10 2 土坝 土坝总长度 m 34.95 34.95 坝项高程 m 54.5 54.5 最大坝高 m 1.7 1.7 上游坡比 1:2 1:2 下游坡比 1:2.5 1:2.5 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 98 洋塘水洋塘水闸现状规模特征值表闸现状规模特征值表 表 4.1-1 序号 指标名称 单位 原设计 本次复核 备注 3 闸顶交通桥 桥面高程 m 54.5 54.5 桥面宽度 m 5.4 5.4 4 船闸 船闸闸室尺寸 mm 609 609 长宽 新 增 检 修 闸 闸 室 尺 寸 mm 8.57.4 8.57.4 长宽 5 鱼道 7 尺寸 m 4431263、7.2 44317.2 宽 高 长 底坡 m 1：66.67 1：66.67 三 主要效益 1 发电 装机容量 kW 10008 10008 保证出力 kW 3025 3025 多年平均发电量 104kW.h 4334 4334 年利用小时 h 4330.5 4330.5 2 灌溉面积 亩 36218 36218 其中：水田 亩 29004 29004 旱土 7214 7214 3 设计过闸货运量 104t 40 40 过船吨位 t 80 80 4 最大提水流量 m3s 3.248 3.248 左 2.448，右 0.8 年最大提水量(P=90)104m3 2141.75 2141.75 4.264、1.4.1.4 4 历年除险加固情况历年除险加固情况 2000 年 7 月XX研究总院对洋塘水闸进行了安全评价，编写了湖南省衡东县洋塘水闸工程安全论证报告；2000 年 8 月省水利厅给予批复，印发湖南省衡东县洋塘水闸安全鉴定报告衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 99 书。2012 年 7 月XX研究总院对洋塘水闸重新进行了现场查勘，编写了的补充内容；2012 年 10 月水利部建设管理与质量安全中心对 2000 年的鉴定成果进行了核查，并以关于印发沩水水闸等 22 座水闸安全鉴定成果核查意见的通知（建安20128 号）确认洋塘水闸为三类。2012 年 7 月XX规划研究总院有限公司受衡265、东县水利水电局委托编制了湖南省衡阳市衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告。2015 年 8 月湖南省水利厅对湖南省衡阳市衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告（审定本）进行了批复（湘水建管201597 号），其批复的建设内容如下：（1）闸室段加固设计，将 43 扇钢筋混凝土自动翻转门改造为自控液控双向控制翻板门；距溢流堰上游面堰顶位置帷幕灌浆，基岩以上砂砾石层及坝体砂芯高压旋喷灌浆；现有堰体充填灌浆，堰体局部凿除修整，新浇堰面。（2）水闸闸室段下游消能防冲设施拆除重建。（3）船闸上闸首新增检修闸，上闸首墩墙向上游接长，新建叠梁门。（4）上、下游防洪堤加固处理。（5）工作桥加固。（6）水闸上、266、下游河床疏挖。（7）防汛公路改造等。但由于资金原因，其水闸的除险加固未实施。2020 年 3 月，衡阳市水利设计院编制了洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可行性研究报告，其工程建设规模分两部分；洋塘水闸除险加固工程和洋塘灌区续建配套设施建设工程。2020 年 4 月，衡东县发改局对湖南省衡东县洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可行性研究报告进行了批复（东发改批202068 号）。2022 年 3 月，业主委托我院对右岸泵站进行安全评价工作和加固改造设计。2022 年 7 月，衡阳市水利局下达了湖南省洋塘水闸右岸灌区渠首泵站安全鉴定报告衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 100 书，鉴定主要结论如下：泵267、站安全类别综合评定为三类，建议尽早进行更新改造。2022 年 9 月，衡阳市水利局对右岸灌区渠首泵站及渡槽改造初步设计报告进行了批复，主要改造内容为：将 3 台水轮泵更换为 3 台潜水泵（400HQ-40），装机容量 3*90kw；更换了进水口拦污栅和检修闸门，对泵房机坑裂缝进行修补；右岸灌区渠首泵站渡槽拆除，新建输水管道与原渠道相接。目前右岸泵站改造已基本完成，并已提水灌溉。2023 年 11 月，XX规划研究总院有限公司编制了衡东县洋塘水闸安全评价报告，并通过了省水利厅组织的技术评审。4.1.4.1.5 5 安全鉴定结论（安全鉴定结论（2 2023.12023.12）2023 年 12 月268、，省水利厅下发了衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书，鉴定结论：将洋塘水闸定为三类水闸，建议进行除险加固。1、工程质量评价 泄洪闸堰体质量较差，堰体外壳混凝土破坏严重，混凝土标号低；堰体干砌石孔隙率高，中等透水性；堰体砂芯松散，中等透水性，故堰体渗透性好，存在堰体渗漏问题；干砌石与砂芯沉陷，浆砌石与干砌石之间存在 0.3m 的空隙，由于干砌石下沉，浆砌石失去下部支撑作用，浆砌石可能因自重作用而垮塌，从而可能导致泄洪闸溃坝。堰体与闸基接触面清基不彻底，渗透性高，砂砾石层因渗流而变得更加松散，存在沿堰体与闸基接触面渗漏问题。闸基上部基岩主要为花岗岩风化严重，一般为全风化，岩石破碎，为中等透水层，根据现场施269、工记录，水闸修建过程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，故坝基存在严重的沿坝基渗漏问题，危及大坝的安全运行。同时据现场调查，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游护坦被冲毁，护坦齿墙被损坏，故水闸可能存在抗滑稳定性问题。船闸侧墙、底板浆砌石质量差，破损严重，同时存在沿侧墙渗漏问题，船闸基岩风化严重，为中等透水性，存在库水沿船闸基础渗漏问题。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 101 左岸水轮机泵站存在基础破损、散浸、泵基渗漏问题。鱼道存在侧墙和底板破损问题、侧墙散浸问题、地基渗漏问题。防洪堤堤身填土主要为就近取土，填筑质量差，部分段外坡坡比较陡，局部未作护坡或护坡损坏，在河流冲刷作用270、下存在堤身稳定性问题。工程质量评价：C 级。2、运行管理评价 工程管理范围明确，技术人员满足管理要求，管理制度相对完备，但工程维修养护经费不足，工程管理设施老旧、信息化程度低、未建立安全监测系统。运行管理评价：较好 3、工程等级及洪水标准复核 洋塘水闸原设计总库容 3150 万 m3，原设计工程等级和洪水标准根据水利水电工程等级及划分标准(SDJ12-78)和水闸设计规范(SD13384)的规定确定的。原设计工程等别为等，主要建筑级别为 3 级，原设计按山区、丘陵区水利水电工程3 级建筑物，设计洪水标准为 50 年一遇，校核洪水标准为 500 年一遇。洋塘水闸是一座以灌溉为主，兼顾发电、航运、271、过鱼和交通综合效益的水利水电枢纽工程。洋塘水闸总库容 3150 万 m3,灌溉面积 3.62 万亩，发电装机容量 9000kw。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）和水闸设计规范(SL2652016)的规定，根据总库容、灌溉面积、发电装机容量等指标综合确定工程规模和等别。按水库总库容分等指标：本工程为 III 等。按灌溉面积分等指标：本工程为 IV 等。按发电装机容量分等指标：本工程为 V 等。对综合利用的水利水电工程，当各分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中的最高等别确定。因此洋塘水闸工程的工程等别为 III 等，主要建筑物级别为 3 级。为避免新老标准确定拦河272、闸永久建筑物的级别出现大的变化，或出现大流量拦河闸因其综合利用功能较小导致其建筑物级别较低的情况，根据水利水电工程等级及划分标准(SL252-2017)4.3.2 条，水工建筑物为 3 级，其校核洪水过闸流量（本水闸对应的过闸流量为8390m3/s）大于 1000m3/s 时，其建筑物级别可提高一级，但洪水标准可不提高。因此衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 102 水闸工程主要建筑物级别可定为 2 级。洋塘水闸为兴建于洣水上的拦河闸，两岸为堤防，根据水利水电工程等级及划分标准(SL252-2017)表 5.3.1 确定其水闸的洪水标准，洪水标准按拦河闸 3 级建筑物，设计洪水标准为 20273、 年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇。根据水闸设计规范(SL265-2016)、防洪标准（GB50201-2014）和水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）规定，本工程为 III 等，设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇，消能防冲设计洪水标准为 20 年一遇。防洪堤设计洪水标准为 20 年一遇。水利工程建设标准强制性条文实施指南（2020 年版）针对由于标准变化导致的等别变化问题进行解释：一般可采用新工程执行新标准、老工程沿用老办法方式。检查监督可以以 SL252-2017 颁布实施之日为界，之前仍按原有模式管理，之后按新标准执行。对于洋塘水闸，可以按原274、有大型水闸管理模式进行管理，后续的工程建设和除险加固执行新标准的工程等别和洪水标准，即 III 等工程，水闸级别可提高一级为 2 级，洪水标准按 3 级确定。综上所述，洋塘水闸设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇，消能防冲设计洪水标准为 20 年一遇。4、水闸过流能力复核 通过 50 年一遇的校核洪水时，水闸上游水位为 54.92m；通过 20 年一遇设计洪水时时，水闸上游设计水位为 53.78m。水闸现有闸顶(交通桥桥面)高程为 54.50m，水闸现有泄洪能力不满足要求。洋塘水闸防洪标准不满足近期要求，但通过工程措施可以解决，水闸的防洪标准安全等级为 B 级。5、水闸稳275、定性复核 闸坝结构稳定性：(1)闸坝体的抗滑稳定安全系数均满足规范要求，基底应力均小于地基容许承载力，且均不出现拉应力，满足规范要求；(2)右岸船闸抗滑、抗浮安全系数均大于规范允许值，满足规范要求，基底应力满足规范要求；(3)左右岸水衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 103 轮泵站抗滑、抗浮安全系数大于规范允许值，满足规范要求，基底应力满足规范要求。（4）左岸电站厂房抗滑稳定安全系数、抗浮安全系数均大于规范要求值，满足规范要求。左岸电站挡水坝抗滑稳定安全系数、抗浮安全系数均大于规范要求值，满足规范要求。（5）右岸挡土墙计算的抗滑稳定安全系数均大于规范要求值，满足规范要求。（6）闸基抗渗稳276、定性满足要求。6、水闸消能防冲复核 计算消力池长度为 14.71m，计算海漫长度 31.78m。原设计消力池长度 23.5m，防冲段总长 45m，原设计消力池长度、原设计海漫长度满足要求。但防冲段为干砌石结构，厚度仅 3040cm，且块石粒径小，允许抗冲流速低，抵抗洪水冲刷能力差，现该段已全部被洪水冲毁，不满足消能防冲要求。建议重建冲毁的消能设施。7、水闸抗震能力复核 根据中国地震动参数区划图（GB18306-2015），本区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应的地震基本烈度为 VI 度。属相对稳定地区。不必对工程结构进行抗震计算。8、混凝土及浆砌体结构 泄洪277、闸溢流堰面砼结构强度偏低，表面麻面、碳化严重，局部混凝土脱落，塌陷裂缝；交通桥桥墩多存在表层混凝土脱落、麻面、卵石外露现象，部分桥墩表层混凝土脱落钢筋外露锈蚀，1#桥墩与溢流面结合位置存在掏空现象；船闸闸墙、底板砌体损坏，局部砌缝砂浆脱落，存在渗水、漏水；右岸挡土墙为浆砌石结构，存在砌缝砂浆脱落；左岸电站厂房贯穿渗水部位大多集中在两条伸缩缝上,厂房顶为混凝土板，因年度久远老化严重局部破损漏水。9、闸门、启闭机安全复核 泄洪闸闸门为水力自动翻板闸门，共 43 扇。闸门混凝土面板破损严重、存在裂缝和穿孔现象，渗水严重，支腿存在裂缝、变形。翻板门自安装完成至今已运行 44年有余，超过其合理使用年限。278、船闸上下闸首启闭机完全报废，启闭连杆、油管等缺失未与闸门相连，船闸上下衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 104 闸门为人字钢闸门，因长年未维修运行，现已完全报废，闸门两侧漏水，中部已人为焊死，无法开闭。左岸电站进水口闸门锈蚀严重，锈蚀穿孔处钢板可人为手动掰落，闸门挡水功能失效，存在较大安全隐患。闸门自安装完成至今运行了 44 年，超过了水利水电工程金属结构报废标准（SL226-98）对于闸门规定的 30 年的报废折旧年限。左岸泵站进水口闸门锈蚀严重，闸门自安装完成至今运行了 44 年，超过了水利水电工程金属结构报废标准（SL226-98）对于闸门规定的 30 年的报废折旧年限。金属结构安279、全综合评定为 C 级。10.观测设施及其他 水闸无观测设施。因此对水闸运行缺乏有效监测管理。上下游河道淤积严重，水闸信息化管理程度低，管理设施老旧。建议布设观测系统，建立健全工程监测机制和运行管理制度。洋塘水闸存在上述问题，依据水闸安全鉴定管理办法的评定标准将洋塘水闸定为三类水闸，建议进行除险加固。4.24.2 工程存在的主要问题及其原因分析工程存在的主要问题及其原因分析 洋塘水闸经过四十多年的运行，存在的病险隐患严重威胁着水闸的安全及水闸效益的发挥，目前洋塘水闸处于控制运行状态。工程存在安全隐患的原因很多，有工程地质、施工质量、水流变化等等，工程存在的主要问题及原因分析如下：1、开敞式泄洪闸280、（1）泄洪闸的溢流堰面发生多处沉陷、裂缝。安全检测查出：溢流堰面砼强度偏低。地质钻探发现：溢流堰面硬壳与砂芯之间有 30cm 的空隙。溢流堰面砼正在老化，砂芯已经发生沉陷，细砂大量流失，堰内空隙很多，造成溢流堰面沉陷、裂缝。这对泄洪闸构成极大的威胁。一旦洪水掀起面板，则将引起溃闸事件。（2）本水闸闸室下游冲刷严重，下游消力池、护坦已被冲毁，对闸室稳定不利，且长期发展下去可能往水闸基础底部方向侵蚀，将造成闸室悬空，直接危及水闸衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 105 安全。干砌石结构允许抗冲流速较低，块石直径小，重量轻，不能满足防冲要求。（3）溢流堰上砼水力自动翻板门、腿破坏严重，止水效果281、差。每年都要花费大量的人力物力来对自动翻板闸门进行维修，且在维修过程中极不安全，很容易出现人员伤亡事故。2、右岸水轮泵站 右岸泵站 2022 年 11 月开始进行改造，原三台水轮泵已更换为三台潜水泵（400HQ-40），装机容量 390kw；原进水口拦污栅和检修钢闸门已进行更换，机坑裂缝进行修补，目前泵站已开始提水灌溉。3、右岸船闸 船闸存在的主要问题是上游无导航墙，反人字闸门变形，无法止水，闸墙、底板砌体损坏，到处裂缝漏水等。通过现场调查，船闸侧墙见明显渗流群，以射流形式渗漏。其次船闸侧墙存在大面积的散浸现象，同时由于船闸运行时间长，局部浆砌石勾缝水泥已经脱落，据调查和检测资料，船闸底板浆砌282、石破坏严重。现在船闸结构基本属于破损状态，船只进入闸室无安全感。闸基花岗岩节理裂隙发育，风化严重。4、左岸电站 左岸电站厂房下游防洪墙存在裂缝，漏水严重。厂房上游墙也有许多裂缝、漏水；电站及泵站进水口闸门锈蚀严重。5、左岸水轮泵站及鱼道 水轮泵站基础均为浆砌石基础，通过现场调查，泵站基础浆砌石由于年久失修，局部出现了勾缝水泥脱落现象，存在地基渗漏问题；鱼道位于水闸的右侧，鱼道侧墙和底板为浆砌石，墙和底板浆砌石由于年久失，局部出现了勾缝水泥脱落现象。水轮泵站及鱼道均存在基础破损、散浸、渗漏问题。且上、下游淤积严重，影响正常运行。泵站进水口闸门锈蚀严重。6、交通桥 2019 年 7 月中旬衡东县发283、生了特大洪水，桥身遭受了铁驳船多次冲撞，造成桥梁拱圈破损严重，拱波开裂。2019 年 7 月 18 日，衡东县公路管理局（此交通桥管理衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 106 单位）委托长沙理工大学公路工程检测中心对洋塘水闸交通桥进行检测鉴定，其鉴定主要结论如下：按照桥梁各部件权重综合评定办法，洋塘大桥总体技术状况评定为第三类较差的状态，由于主拱圈及拱上结构评定为 4 类，根据公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T H21-2011）第 4.1.8 条：全桥总体技术状况等级评定时，当主要部件评分达到 4 类或者 5 类且影响桥梁结构安全时，可按照桥梁主要部件最差的缺损状况评定。因此，本桥按284、最差的缺损状况评定为四类桥梁差的状态，需进行大修或改造，及时进行交通管制，如限载、限速通过，当缺损严重时应关闭交通。该桥已实行限高限宽限载的交通管制措施。根据洋塘水闸安全鉴定报告书鉴定结论：通过设计洪水时，水闸上游水位为53.78m；通过校核洪水时，水闸上游水位为 54.92m；现有闸顶（交通桥桥面）高程为54.50m。水闸现有泄洪能力不满足设计洪水标准要求。洋塘水闸闸顶（交通桥桥面）高程应不低于 56m，目前，洋塘水闸闸顶(交通桥桥面)高程为 54.50m，不满足要求。7、防洪堤 水闸两岸均有防洪堤，防洪堤修建时未经过专门的勘察设计，堤防填筑土主要为就近取土，主要为河床冲积堆积粉质粘土、壤土285、甚至为砂、砂砾石等，土料难以达到堤防填筑土料标准，同时填筑质量差，结构松散，故水闸运行以来，防洪堤险情不断。8、防汛公路 现路面为水泥路面，路面破损开裂严重，无排水系统，雨天泥泞不堪，难以满足防洪抢险要求，抢险车辆交通困难。有必要对防汛公路进行改造。9、观测设施 闸至今未设立任何观测设施，对坝体位移及其它情况均未布点观测，使得对水闸运行缺乏有效的监测管理。通讯及管理设施简陋且不配套，影响水闸的正常运行管理，甚至造成水闸效益不能正常发挥。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 107 4.34.3 工程等级和防洪标准工程等级和防洪标准 根据洋塘水闸安全鉴定报告书（2023 年）鉴定结论：该工程286、属于 III 等水利工程，其中的主要建筑物泄洪闸、挡水坝为 2 级建筑物，次要建筑物为 3 级建筑物，临时建筑物为 4 级建筑物。设计洪水重现期为 20 年，校核洪水重现期为 50 年，闸下消能防冲设计洪水重现期为 20 年。防洪堤设计洪水重现期为 20 年。4.44.4 设计特征水位设计特征水位 正常蓄水位：上游水位 47.7m，下游水位 44.8m。20 年一遇（设计洪水位）：上游水位 53.58m，下游水位 52.88m。50 年一遇（校核洪水位）：上游水位 54.73m，下游水位 54.00m。4.54.5 工程除险加固的必要性工程除险加固的必要性 洋塘水闸引水灌溉农田 3.62 万亩287、，工程自运行以来，有效的保障了下游人民生命财产安全，促进了灌区工农业生产的稳步发展。同时电站共装机 10.008MW，具有较好的经济效益。洋塘水闸经过四十多年的运行，存在一系列安全隐患，虽然洋塘水闸管理部门针对水闸中出现的部分问题采取了一定的应急处理措施，但由于资金短缺，水闸存在的大部分病险隐患未得到彻底治理，因而未能从根本上根除水闸的病险隐患，严重威胁着水闸的安全及水闸效益的发挥，目前洋塘水闸处于控制运行状态，加固改造已经十分必要。4.64.6 工程除险加固的内容工程除险加固的内容 洋塘水闸改造加固的主要内容包括：1)泄洪闸段加固改造：原 43 扇尺寸 5.5m1.5m（宽高）水力自动翻板门288、拆除，更换为 22 扇液压升降闸门（21-11m2m1-5.5m2m）；溢流堰加固改造；衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 108 水闸基础防渗处理；下游消能工拆除重建；2)船闸段改造：船闸闸首新增检修闸闸室、闸门，闸室内壁及底板砂浆抹面,裂缝处理；3)鱼道加固：上游清淤,挡水墙裂缝处理；4)左岸水轮泵及电站挡水墙裂缝处理，更换左岸水轮泵站进水口闸门及启闭设备，更换左岸电站进口浮式拦污排、进水口检修门、快速工作门和启闭设备；5)上下游防洪堤及护岸工程：上下游迎水面预制块护岸，背水面草皮护坡，上下游河床疏挖；6)交通桥改造，由交通桥管理单位（衡东县公路建设养护中心）委托具有桥梁加固设计资质的289、单位进行加固改造设计。本次除险加固不涉及。只对桥墩面层破损部位采用环氧砂浆进行局部修补。7)防汛公路改造；8)原管理办公楼拆除重建，新建防汛物资仓库；9)新增观测系统和搭建工程信息化系统。主要设计的项目为变形观测、扬压力观测和绕闸渗流观测、水闸渗流量观测、水位和气象观测、自动监测系统等。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 109 5.5.工程加固设计工程加固设计 5.15.1 设计依据及基本资料设计依据及基本资料 5 5.1.1.1.1 设计依据设计依据 5 5.1.1.1.1.1.1 水闸安全鉴定成果水闸安全鉴定成果 2023 年 12 月，洋塘水闸已完成安全鉴定工作，湖南省水利厅已下发290、衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书（湘水办函2023247 号），鉴定结论如下：洋塘水闸定为三类水闸，需进行除险加固。1、工程质量评价 泄洪闸堰体质量较差，堰体外壳混凝土破坏严重，混凝土标号低；堰体干砌石孔隙率高，中等透水性；堰体砂芯松散，中等透水性，故堰体渗透性好，存在堰体渗漏问题；干砌石与砂芯沉陷，浆砌石与干砌石之间存在 0.3m 的空隙，由于干砌石下沉，浆砌石失去下部支撑作用，浆砌石可能因自重作用而垮塌，从而可能导致泄洪闸溃坝。堰体与闸基接触面清基不彻底，渗透性高，砂砾石层因渗流而变得更加松散，存在沿堰体与闸基接触面渗漏问题。闸基上部基岩主要为花岗岩风化严重，一般为全风化，岩石破碎，为中等透水291、层，根据现场施工记录，水闸修建过程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，故坝基存在严重的沿坝基渗漏问题，危及大坝的安全运行。同时据现场调查，坝下游由于长期冲刷作用，17#、22#24#闸下游护坦被冲毁，护坦齿墙被损坏，故水闸可能存在抗滑稳定性问题。船闸侧墙、底板浆砌石质量差，破损严重，同时存在沿侧墙渗漏问题，船闸基岩风化严重，为中等透水性，存在库水沿船闸基础渗漏问题。左岸水轮机泵站存在基础破损、散浸、泵基渗漏问题。鱼道存在侧墙和底板破损问题、侧墙散浸问题、地基渗漏问题。防洪堤堤身填土主要为就近取土，填筑质量差，部分段外坡坡比较陡，局部未作护坡或护坡损坏，在河流冲刷作用下存在堤身稳定性问题。工程质量评价292、：C 级。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 110 2、运行管理评价 工程管理范围明确，技术人员满足管理要求，管理制度相对完备，但工程维修养护经费不足，工程管理设施老旧、信息化程度低、未建立安全监测系统。运行管理评价：较好 3、工程等级及洪水标准复核 洋塘水闸原设计总库容 3150 万 m3，原设计工程等级和洪水标准根据水利水电工程等级及划分标准(SDJ12-78)和水闸设计规范(SD13384)的规定确定的。原设计工程等别为等，主要建筑级别为 3 级，原设计按山区、丘陵区水利水电工程 3 级建筑物，设计洪水标准为 50 年一遇，校核洪水标准为 500 年一遇。洋塘水闸是一座以灌溉为主，293、兼顾发电、航运、过鱼和交通综合效益的水利水电枢纽工程。洋塘水闸总库容 3150 万 m3,灌溉面积 3.62 万亩，发电装机容量 9000kw。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）和水闸设计规范(SL2652016)的规定，根据总库容、灌溉面积、发电装机容量等指标综合确定工程规模和等别。按水库总库容分等指标：本工程为 III 等。按灌溉面积分等指标：本工程为IV 等。按发电装机容量分等指标：本工程为 V 等。对综合利用的水利水电工程，当各分等指标确定的等别不同时，其工程等别应按其中的最高等别确定。因此洋塘水闸工程的工程等别为 III 等，主要建筑物级别为 3 级。为避免新294、老标准确定拦河闸永久建筑物的级别出现大的变化，或出现大流量拦河闸因其综合利用功能较小导致其建筑物级别较低的情况，根据水利水电工程等级及划分标准(SL252-2017)4.3.2 条，水工建筑物为 3 级，其校核洪水过闸流量（本水闸对应的过闸流量为 8390m3/s）大于 1000m3/s时，其建筑物级别可提高一级，但洪水标准可不提高。因此水闸工程主要建筑物级别可定为 2 级。洋塘水闸为兴建于洣水上的拦河闸，两岸为堤防，根据 水利水电工程等级及划分标准(SL252-2017)表 5.3.1 确定其水闸的洪水标准，洪水标准按拦河闸 3 级建筑物，设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 50 295、年一遇。根据水闸设计规范(SL265-2016)、防洪标准（GB50201-2014）和水利水电衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 111 工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）规定，本工程为 III 等，设计洪水标准为 20年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇，消能防冲设计洪水标准为 20 年一遇。防洪堤设计洪水标准为 20 年一遇。水利工程建设标准强制性条文实施指南（2020 年版）针对由于标准变化导致的等别变化问题进行解释：一般可采用新工程执行新标准、老工程沿用老办法方式。检查监督可以以 SL252-2017 颁布实施之日为界，之前仍按原有模式管理，之后按新标准执行。对于洋塘296、水闸，可以按原有大型水闸管理模式进行管理，后续的工程建设和除险加固执行新标准的工程等别和洪水标准，即 III 等工程，水闸级别可提高一级为 2 级，洪水标准按 3 级确定。综上所述，洋塘水闸设计洪水标准为 20 年一遇，校核洪水标准为 50 年一遇，消能防冲设计洪水标准为 20 年一遇。4、水闸过流能力复核 通过 50 年一遇的校核洪水时，水闸上游水位为 54.92m；通过 20 年一遇设计洪水时时，水闸上游设计水位为 53.78m。水闸现有闸顶(交通桥桥面)高程为 54.50m，水闸现有泄洪能力不满足要求。洋塘水闸防洪标准不满足近期要求，但通过工程措施可以解决，水闸的防洪标准安全等级为 B 297、级。5、水闸稳定性复核 闸坝结构稳定性：(1)闸坝体的抗滑稳定安全系数均满足规范要求，基底应力均小于地基容许承载力，且均不出现拉应力，满足规范要求；(2)右岸船闸抗滑、抗浮安全系数均大于规范允许值，满足规范要求，基底应力满足规范要求；(3)左右岸水轮泵站抗滑、抗浮安全系数大于规范允许值，满足规范要求，基底应力满足规范要求。（4）左岸电站厂房抗滑稳定安全系数、抗浮安全系数均大于规范要求值，满足规范要求。左岸电站挡水坝抗滑稳定安全系数、抗浮安全系数均大于规范要求值，满足规范要求。（5）右岸挡土墙计算的抗滑稳定安全系数均大于规范要求值，满足规范要求。（6）闸基抗渗稳定性满足要求。衡东县洋塘水闸除险加298、固工程初步设计报告 112 6、水闸消能防冲复核 计算消力池长度为 14.71m，计算海漫长度 31.78m。原设计消力池长度 23.5m，防冲段总长 45m，原设计消力池长度、原设计海漫长度满足要求。但防冲段为干砌石结构，厚度仅 3040cm，且块石粒径小，允许抗冲流速低，抵抗洪水冲刷能力差，现该段已全部被洪水冲毁，不满足消能防冲要求。建议重建冲毁的消能设施。7、水闸抗震能力复核 根据 中国地震动参数区划图（GB18306-2015），本区地震动峰值加速度为 0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应的地震基本烈度为 VI 度。属相对稳定地区。不必对工程结构进行抗震计算。8、混凝土299、及浆砌体结构 泄洪闸溢流堰面砼结构强度偏低，表面麻面、碳化严重，局部混凝土脱落，塌陷裂缝；交通桥桥墩多存在表层混凝土脱落、麻面、卵石外露现象，部分桥墩表层混凝土脱落钢筋外露锈蚀，1#桥墩与溢流面结合位置存在掏空现象；船闸闸墙、底板砌体损坏，局部砌缝砂浆脱落，存在渗水、漏水；右岸挡土墙为浆砌石结构，存在砌缝砂浆脱落；左岸电站厂房贯穿渗水部位大多集中在两条伸缩缝上,厂房顶为混凝土板，因年度久远老化严重局部破损漏水。9、闸门、启闭机安全复核 泄洪闸闸门为水力自动翻板闸门，共 43 扇。闸门混凝土面板破损严重、存在裂缝和穿孔现象，渗水严重，支腿存在裂缝、变形。翻板门自安装完成至今已运行 44 年有余，300、超过其合理使用年限。船闸上下闸首启闭机完全报废，启闭连杆、油管等缺失未与闸门相连，船闸上下闸门为人字钢闸门，因长年未维修运行，现已完全报废，闸门两侧漏水，中部已人为焊死，无法开闭。左岸电站进水口闸门锈蚀严重，锈蚀穿孔处钢板可人为手动掰落，闸门挡水功能失效，存在较大安全隐患。闸门自安装完成至今运行了 44 年，超过了水利水电工程金属结构报废标准（SL226-98）对于闸门规定的 30 年的报废折旧年限。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 113 左岸泵站进水口闸门锈蚀严重，闸门自安装完成至今运行了 44 年，超过了水利水电工程金属结构报废标准（SL226-98）对于闸门规定的 30 年的报废301、折旧年限。金属结构安全综合评定为 C 级。10.观测设施及其他 水闸无观测设施。因此对水闸运行缺乏有效监测管理。上下游河道淤积严重，水闸信息化管理程度低，管理设施老旧。建议布设观测系统，建立健全工程监测机制和运行管理制度。洋塘水闸存在上述问题，依据 水闸安全鉴定管理办法 的评定标准将洋塘水闸定为三类水闸，建议进行除险加固。5 5.1.1.2.1.1.2 主要技术标准及规程规范主要技术标准及规程规范 1)水利水电工程初步设计报告编制规程SL/T 619-2021；2）湖南省小型病险水库除险加固初步设计技术指南2022.03 3)水利水电工程等级划分及洪水标准SL 252-2017；4)防洪标准G302、B 50201-2014；5)水闸设计规范SL 265-2016；6)溢洪道设计规范SL 253-2018；7)混凝土重力坝设计规范SL 319-2018；8)水工混凝土结构设计规范SL 191-2008；9)水电站厂房设计规范SL 266-2014；10)堤防工程设计规范GB 50286-2013；11)水工挡土墙设计规范SL 379-2017；12)公路工程技术标准JTG B01-2014；13)公路沥青路面设计规范JTGD50-2017；14)公路桥涵设计通用规范JTG D60-2015；15)水工建筑物荷载设计规范SL 744-2016；衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 114 303、16)水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范SL 654-2014；17)水利水电工程设计工程量计算规定SL 328-2005；18)水利水电工程安全监测设计规范SL 725-2016；19)水工设计手册（第二版）；20)水利工程建设标准强制性条文（2020 版）；21)其他现行相关标准、规定和文件。5.1.1.35.1.1.3 设计依据文件设计依据文件 1）衡东县洋塘水闸工程安全论证报告2000.7；2）衡东县洋塘水闸安全鉴定书2000.8；3）的补充内容2012.7；4）水利部建设管理与质量安全中心文件关于印发沩水水闸等 22 座水闸安全鉴定成果核查意见的通知（建安20128 号）；5）304、洋塘水闸除险加固工程初步设计报告（审定稿）2015.8；（未实施）6）湖南省水利厅关于湖南省衡阳市衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告（审定本）的批复文件（湘水建管201597 号）；（未实施）7）洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可行性研究报告2020.03；8）衡东县发改局关于湖南省衡东县洋塘水闸灌溉配套设施建设项目可行性研究报告的批复文件（东发改批202068 号）；9）湖南省洋塘水闸右岸灌区渠首泵站安全鉴定报告书2022.09 10）衡阳市水利局关于衡东县洋塘水闸灌溉配套设施建设项目（右岸灌区渠首泵站及渠首渡槽改造）初步设计报告的批复文件（衡水许202276 号）11）衡东县洋塘水闸安全评305、价报告2023.11；12）衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书2023.12；5 5.1.2.1.2 设计基本资料设计基本资料 5 5.1.2.1.1.2.1 水文气象资料水文气象资料 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 115 洣水流域居南岭北坡，属亚热带湿润季风气候区，年内 46 月份，冷暖空气交锋停滞于南岭一带，形成梅雨季节；6 月份以后东亚对流层锋逐渐北移，夏季热带海洋气团盛行；冬季受中纬度大陆气团控制，处于台风侵袭的边缘地带，因此本流域春湿秋燥，夏热冬冷，春夏之间多梅雨。本流域暴雨中心在万洋山西坡，即黄丰桥、高垄、策源一带，暴雨出现次数多，强度大，洪水陡涨陡落，危害性大。年最大一、三日306、降雨多发生在 48 月，暴雨历时一般单站 24 天，流域 23 天。暴雨成因，多为气旋雨，少数为台风雨，天气系统高空为西南低涡，江淮切变线，地面为静止锋。根据衡东气象资料的统计（19601995 年）：多年平均气温 17.8，极端最高气温 39.8（1983 年 8 月 6 日），极端最低气温-10.3（1972 年 2 月 9 日）。多年平均降雨量 1343.3mm，多集中在 38 月，占全年雨量的 69.7%，最大一日降水量为 157.1mm（1979 年 6 月 21 日）。多年平均地温 20.3，极端最高地温 71.9（1980 年 8 月 3日），极端最低地温-14.4（1972 年307、 2 月 9 日）。多年平均相对湿度 79%，年平均蒸发量 1534.4mm，多年平均日照时数为 1608h，多年平均霜期为 13.2d。多年平均风速 2.3m/s，最大风速 17m/s（1983 年 4 月 28 日），相应风向为 N。洋塘水闸各特征水位见下表 5.1-1。水闸特征水位表水闸特征水位表 表 5.1-1 项目 上游水位（m）相应下游水位（m）备注 正常蓄水位 47.7 44.8 85 国家高程 设计洪水位 53.58 52.88 Q=6900m3/s(P=5%)校核洪水位 54.73 54.00 Q=8390m3/s(P=2%)死水位 46.20/5 5.1.2.2.1.2.2308、 地质资料地质资料 1）地震 根据中国地震动参数区划图（GB183062015），工程区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应的地震基本烈度为度，工程区属于相对稳定地块。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 116 2）地形地貌 洋塘水闸位于洣水下游，距湘江干流约 8.7Km，洣水自南西向北东流向，河面宽阔、宽 280420m，流速平缓，河流两岸均为河流冲积阶地，为 I 级阶地，左岸阶地发育相对较窄，一般 100200m 宽，右岸阶地发育较宽，一般大于 500m，河床高程一般为 36.844.5m，阶地高程一般 4852m。3）地层岩性 工程区出露地层比较单一309、，出露的地层主要有泥盆系中统跳马涧组(D2t)、燕山期侵入花岗岩（52+3）以及第四系松散堆积层（Q），现由老至新分述如下：泥盆系跳马涧组（D2t）：紫红色、灰白色石英砂岩。中至粗粒结构，中厚层块状构造，弱风化。主要出露于水闸左岸，厚度大于 100m。燕山期花岗岩（52+3）:灰白色，紫红色，全强风化，厚度 1525m,粗粒结构，具有球状风化特征。为水闸主要持力层。第四系全新统冲积堆积层（Q4al）上部为粉质粘土、壤土等，黄褐色，可塑状，厚 4.56.0m，局部见薄层砂砾石夹层；下部为粉细砂、砂砾石，黄褐色，稍密中密，分选性差，磨圆度好，厚度 3.55.0m。分布于洣水河床及两岸河流阶地下部。310、第四系全新统人工填土（Qs）主要为粉质粘土、含少量砂壤土、砂砾石，局部见建筑填筑砖瓦碎块和砼等，黄褐色，可塑状，夯实度不均匀，结构密实松散，厚度 5.06.0m。主要分布于洣水河防洪堤和生产（活）区、公路等建筑设施地基填土等。4）地质构造 洋塘水闸位于衡阳拗陷盆地东侧，水闸区主要被冲积堆积层覆盖，在勘探过程中未发现影响水闸安全地质构造存在。5）水文地质条件 洋塘水闸座落在洣水河内，两岸 I 级阶地上有零星水塘分布，人工沟渠纵横交错，地表水体较发育，地下水主要有松散堆积层中孔隙潜水、孔隙承压水以及基岩裂隙水。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 117 孔隙潜水，主要赋存于粉质粘土、壤土层中。311、受大气降水补给，与地表沟渠、洣水河水等地表水呈互补关系，水位变幅受地表水及地形影响；下部为孔隙承压水，主要赋存于砂卵砾石层中，其上粘性土构成隔水层顶板，下部基岩构成隔水层底板，其与河水、基岩裂隙水、具有互补关系；基岩裂隙水主要赋存于以花岗岩、石英砂岩风化裂隙中，受河水补给。排泄于河床低洼地带。通过区域水文地质资料以及工程区内工程类比，洋塘水闸区内河水水化学类型为HCO3-SO4-Ca 型水，PH=7.9；地下水水化学类型为 HCO3-Ca-Mg 型水，PH=7.0，两者对砼、钢结构皆无腐蚀性。6）岩土主要物理力学指标 洋塘水闸除险加固工程岩体物理力学采用指标见表 5.1-2,土体物理力学采用指312、标见表 5.1-3。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 118 岩体物理力学参数采用岩体物理力学参数采用值表值表 表 5.1-2 地层 岩性 风化 程度 饱和抗 压强度(Mpa)弹性 模量(Gpa)抗剪强度 抗剪断强度 允许 承载力(Kpa)抗冲 流速(m/s)临时开 挖坡比 永久开 挖坡比 允许 渗透 坡降 岩/岩 砼/岩 岩/岩 砼/岩 f f c MPa c MPa 52+3 花岗岩 弱风化 5055 10-15 0.530.55 0.550.57 0.901.0 0.500.60 0.900.95 0.40.5 2000 2500 45 1:0.3 1:0.5 强风化 210 0.313、51 0.40.42 0.400.45 0.450.48 0.10.15 0.550.60 0.150.18 800 1000 12 1:0.75 1:1 全风化/0.020.03 0.30.35 0.30.35 0.30.35 0.020.03 0.350.40 0.020.03 350400 0.51 1:1 1:1.25 0.42 D2t 石英砂岩 弱风化 5055 56 0.530.56 0.58 0.6 0.900.95 0.500.60 0.850.90 0.40.5 2000 2200 45 1:0.3 1:0.5 注：所提指标综合考虑了岩体受构造影响下的完整性差的因素 土体主要314、物理力学参数采用土体主要物理力学参数采用值表值表 表 5.1-3 地层 岩土 名称 含水 量(%)湿密 度(g/cm3)干密 度(g/cm3)孔隙 比(%)比 重 塑性 指数 液性 指数 渗透 系数(cm/s)压缩 系数(Mpa-1)抗剪强度 允许 承载力(Kpa)抗冲刷 流 速(m/s)临时 开挖 边坡 坡比 永久 开挖 边坡 坡比 允许 渗透 坡降 固结快剪 慢剪 内摩 擦角()凝 聚 力(kpa)内摩 擦角()凝 聚 力(kpa)Q4aL 粉质 粘土 26.6 1.92 1.51 0.877 2.7 14 0.31 3.510-5 0.23 14 18.5 17 15 170 0.5 1315、:1.25 1:1.5 0.5 壤土 27.5 1.90 1.49 0.866 2.69 12 0.78 5.510-5 0.36 15 17.5 18 10 150 0.35 1:1.5 1:1.75 0.48 粉细砂 7.810-3 130 0.25 0.28 1:1.75 1:2 0.2 0.25 砂卵 砾石 4.89103 6.54102 32 0 300 0.7 1:1.75 1:2 0.18 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 119 5.25.2 工程等级和标准工程等级和标准 5.5.2 2.1.1 工程等别及建筑物级别工程等别及建筑物级别 根据洋塘水闸安全鉴定报告书（202316、3.12）鉴定结论，洋塘水闸是一座以灌溉为主，兼顾发电、航运、过鱼和交通综合效益的水利水电枢纽工程。洋塘水闸总库容 3150万 m3,灌溉面积 3.62 万亩，发电装机容量 9000kW，洋塘水闸最大过闸流量为 8390m3/s，根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017），水闸枢纽工程为 III 等水利工程，工程规模为中型。主要建筑物泄洪闸为 3 级建筑物，次要建筑物为 4 级建筑物。根据水利水电工程等级划分及洪水标准（SL252-2017）4.3.2 条规定，2 级、3级永久性建筑物其校核洪水过闸流量大于 5000m3/s,1000m3/s 时，建筑物级别可提高一级，但洪水标317、准可不提高。按此规定主要建筑物泄洪闸为 2 级建筑物，次要建筑物为 3级建筑物，临时建筑物为 4 级建筑物。设计洪水重现期为 20 年，校核洪水重现期为 50年，闸下消能防冲设计洪水重现期为 20 年。防洪堤设计洪水重现期为 20 年。5 5.2.2.2.2 抗震设计标准抗震设计标准 根据中国地震动参数区划图（GB183062015），工程区地震动峰值加速度分别为 0.05g，基本地震动反应谱特征周期为 0.35s，相应的地震基本烈度为度，根据水工建筑物抗震设计标准（GB51247-2018）要求，本工程设计烈度采用度，不进行抗震计算，仅考虑设防。5 5.2.3.2.3 工程合理使用年限工程合318、理使用年限 根据水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范（SL654-2014）3.0.2 条规定，水利水电工程合理使用年限，应根据工程类别和等别确定。考虑到洋塘水闸建于上世纪 70 年代，部分建筑物已达到合理使用年限，本次只对新建的建筑物的合理使用年限提出要求，其合理使用年限见表 5.2-1：衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 120 主要永久建筑物合理使用年限表主要永久建筑物合理使用年限表 表 5.2-1 建筑物种类 新建消力池 建筑物级别 3 合理使用年限（年）50 5 5.2.4.2.4 工程耐久性设计要求工程耐久性设计要求 根据水利水电工程合理使用年限及耐久性设计规范（SL654319、-2014）耐久性设计要求，现对本工程主要建筑物耐久性指标明确如下:（1）主要耐久性指标 主要建筑物耐久性指标表主要建筑物耐久性指标表 表 5.1-2 建筑物 环境 类别 主要部位混凝土强度等级 抗冻 等级 抗渗 等级 混凝土级配 最小水泥用量（kg/m3）最大水胶比 混凝土最小保护层厚度（mm）最大氯离子含量（%）最大碱含量（kg/m3）最大裂缝控制宽度（mm）新建消能设施 三 C25/C30 F50 W6 二 300 0.5 50 0.2 3.0 0.25（2）环境影响及措施 通过区域水文地质资料以及工程区内工程类比，洋塘水闸区内河水水化学类型为HCO3-SO4-Ca 型水，PH=7.9；320、地下水水化学类型为 HCO3-Ca-Mg 型水，PH=7.0，两者对砼、钢结构皆无腐蚀性。（3）骨料碱活性 本工程采用外购商业骨料，经初步调查，选用骨料没有碱活性问题。5.2.5.2.5 5 国家国家现行规程规范规定的主要设计允许值现行规程规范规定的主要设计允许值 1）泄洪闸稳定安全系数控制值 抗滑稳定安全系数 根据水闸设计规范SL265-2016 表 7.3.13，2 级建筑物所须满足的安全系数，抗滑稳定容许安全系数（全风化花岗岩按土基）为：基本组合K1.30 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 121 特殊组合K1.15 特殊组合K1.05 特殊组合 I:适用于施工情况、检修工况及校核321、洪水位情况。特殊组合 II：适用于地震情况。基底应力 土基上，在各种计算情况下，建筑物基础平均基底应力小于地基允许承载力，最大基底应力小于地基允许承载力的 1.2 倍，建筑物基础基底应力的最大值与最小值之比（基本组合工况）小于 2，（特殊组合工况）小于 2.5。抗浮稳定安全系数 基本组合Kf1.10 特殊组合Kf1.05 2）堤防稳定安全系数控制值 根据堤防工程设计规范（GB50286-2013）进行抗滑稳定复核，计算工况以及规范要求安全系数值见表 5.2-3、5.2-4。堤防边坡抗滑稳堤防边坡抗滑稳定计算内容定计算内容 表 5.2.2-1 序号序号 计算工况计算工况 计算内容计算内容 1 正322、常运用条件 设计洪水位下的稳定渗流期的背水侧堤坡 2 设计洪水位骤降期的临水侧堤坡 土堤边坡抗滑稳定安全系数土堤边坡抗滑稳定安全系数 表 5.2.2-2 堤防工程级别堤防工程级别 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 安全系数 简化毕肖普法 正常运用条件 1.50 1.35 1.30 1.25 1.20 非常运用条件 I 1.30 1.25 1.20 1.15 1.10 本工程防洪堤工程的级别为 4 级。堤防设计洪水标准按 20 年一遇设计。规范规定4 级防洪堤的土堤抗滑稳定安全系数根据上表：正常运用条件：K=1.25；非常运用条件：K=1.15。5.5.3 3 主要建筑物加固设计主要建筑物323、加固设计 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 122 5.3.15.3.1 存在的主要问题存在的主要问题 该工程的前身为大村湾水轮泵水电站，是在 1965 年湖南省大搞水轮泵建设的高潮中首批在大江大河中兴建起来的水轮泵站之一。当时由于设计标准低，开敞式泄洪闸建成后，于 1966 年即被洪水冲毁。1972 年 6 月刚刚补修完毕，同年 7 月 8 日右岸又发生缺口，造成部分船闸和下游导航墙被洪水冲毁。1975 年编制了初步设计书，1976 年开始兴建，1979 年建成，已运行三十余年，由于受当时建设条件的制约，存在先天不足。根据安全鉴定结论和现场复核，水闸现存在的主要问题如下：1）泄洪闸 闸324、坝为“金包银”结构，闸坝体表面为混凝土包裹，混凝土厚约 0.5m，混凝土面板下部为浆砌石，约 0.7m 厚，坝体内上部为干砌石，约 2.5m 厚。下部为砂芯，约2.5m 厚。外壳混凝土面呈黄色，褐红色，混凝土面粗糙，水蚀严重，局部由于冲刷严重，形成大量坑洞，砂砾石暴露。由于长期渗透作用，砂芯中细颗粒被流水带走，砂芯中存在较大的孔隙，从而导致砂芯在自重作用下产生沉陷，导致堰面混凝土塌陷。堰面混凝土强度低、质量较差，坝壳混凝土破坏严重；溢流堰面存在破损、麻面、裂缝及混凝土脱落形成的凹坑。水力自控翻板门开启不灵活，加之严重老化，影响泄洪。挡水闸门原设计为 5.51.5m（宽高）水力自控多铰砼翻板门 325、43 扇，洪水期闸门自动开启时铰座常被漂浮物卡死，闸门不能随水回关，严重时发生脱铰现象，闸门维修及堵漏时，极易发生安全事故。水闸上、下游河床淤积严重，泄洪不畅，下游消能设施被冲毁。由于坝长闸门多，受回水影响，上游左岸部分逐年随水流向下游推移堆积，已形成砂洲，严重影响了泄、引水量。水闸修建过程中未对水闸建基面进行彻底的清理工作，堰体砂芯主要是在原河床冲积堆积的砂砾石层上进行加厚的，其砂砾石层结构松散，渗透性好，同时在修建水衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 123 闸过程中虽对大坝上游面进行粘土防渗铺盖，但经过多年运行，粘土铺盖局部破坏，故水闸存在渗漏问题。闸基上部基岩风化严重，一般为全风化326、，岩石破碎，透水性好，为中等透水层，表部分布有透水性强的砂砾石层，根据现场施工记录，水闸修建过程中未对坝基进行过帷幕灌浆处理，闸基存在严重的渗漏问题。消能防冲段为干砌石结构，厚度仅 3040cm，且块石粒径小，允许抗冲流速低，抵抗冲刷能力差，加之施工质量差，现该段已全部被洪水冲毁。2）船闸因三次改建加高，清基未彻底，施工质量又差，闸墙多处裂缝，漏水严重，内壁无防渗处理，闸墙、底板砌体出现多处破损，有渗、冒水现象，局部冒水严重。1982年洪水已将导航墙全部冲毁，因无资金至今未恢复，严重影响通航安全。反人字闸门变形，无法止水；目前船闸已经废弃。3）左岸水轮泵及电站：电站厂房下游防洪墙发生裂缝，每到327、洪水期间，漏水十分严重。厂房上游墙也有裂缝、漏水；进水口浮式拦污排钢绳锈蚀断裂、钢闸门锈蚀严重。4）鱼道：左岸鱼道上游严重淤积，闸墙多处裂缝。5）交通桥：桥长 437m,桥面宽度 5m,该桥 1978 年建成，至今已使用 40 多年，期间对桥拱、桥面进行过加固，2019 年 7 月中旬衡东县发生特大洪水，桥体遭受铁驳船多次冲撞，造成桥梁主拱圈破损严重，拱波开裂，存在重大安全隐患，经检测单位检测鉴定为四类危桥。根据水闸安全评价报告复核结论，交通桥桥面高程（54.5m）低于校核洪水位（54.92m）,不满足防洪安全要求。6）防洪堤：防洪堤迎水面受水流冲刷严重；另外根据水闸安全评价报告复核结论，左右328、岸防洪堤下游堤顶高程不满足要求。7）没有安全监测设施，对水闸的位移与沉降不能及时掌握。8）管理办公楼老旧、破损严重，已鉴定为危楼需拆除重建。5.3.5.3.2 2 历年加固情况历年加固情况 衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 124 1）2010 年 1 月进行了交通桥的加固，主要加固内容：（1）对主拱圈的拱肋部分进行补强，将三肋拱变为单箱双室主拱圈；（2）对桥墩、基础进行钢筋混凝土外包加固，用环氧砂浆修补墩帽、墩身裂缝。（3）对右岸 0#桥台基础（右岸砌体挡墙）进行了加固，对砌体裂缝采用水泥砂浆填缝处理，对于裂缝破损严重部分砌体采取拆除重砌。2）2015 年湖南省衡阳市衡东县洋塘水闸除险329、加固工程初步设计：（1）闸室段加固设计，将 43 扇钢筋混凝土自动翻转门改造为自控液控双向控制翻板门；距溢流堰上游面堰顶位置帷幕灌浆，基岩以上砂砾石层及坝体砂芯高压旋喷灌浆；现有堰体充填灌浆，堰体局部凿除修整，新浇堰面。（2）水闸闸室段下游消能防冲设施拆除重建。（3）船闸上闸首新增检修闸，上闸首墩墙向上游接长，新建叠梁门。（4）上、下游防洪堤加固处理。（5）工作桥加固。（6）水闸上、下游河床疏挖。（7）防汛公路改造等。但由于资金原因，其水闸的除险加固未实施。3）2022 年 9 月右岸灌区渠首泵站及渡槽改造初步设计，主要改造内容为：将 3 台水轮泵更换为 3 台潜水泵（400HQ-40），装机330、容量 3*90kw；更换了进水口拦污栅和检修闸门，对泵房机坑裂缝进行修补；右岸灌区渠首泵站渡槽拆除，新建输水管道与原渠道相接。截止到 2023 年，右岸泵站改造已基本完成，并已提水灌溉。5.3.5.3.3 3 总体加固方案总体加固方案 针对工程存在的主要问题，本次除险加固采取的主要措施：1）泄洪闸段加固改造 原 43 孔尺寸 5.5m1.5m（宽高）水力自动翻板门拆除更换；溢流堰加固改造；水闸基础防渗处理；衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 125 下游消能工拆除重建。2）船闸段加固改造 船闸上闸首新增检修闸，修补原闸室裂缝。3）水轮泵站、电站加固改造 左岸水电站及泵站厂房挡水墙裂缝加固；331、更换电站进水口检修闸门（1 扇）和工作闸门（6 扇）；更换左岸泵站进水口闸门（6 扇）；更换浮式拦污排。4）鱼道加固 上游清淤,挡墙裂缝处理。5）上、下游护岸及防洪堤 上下游迎水面预制块护岸，背水面草皮护坡，上下游河床疏挖。6）防汛公路改造 7）新增安全监测系统 8）管理办公楼拆除重建 5.3.5.3.4 4 泄洪闸加固设计泄洪闸加固设计 5.3.5.3.4 4.1.1 泄洪闸闸型方案比选泄洪闸闸型方案比选 （1）泄洪闸闸门现状及目前存在的问题 河床开敞式泄洪闸现状为砂芯硬壳溢流堰，堰顶轴线长度 260m，堰顶高程 46.2m，最大堰高 7.7m，堰面水平段宽度 8.67m，(厚 1.2m，0332、.5m 钢筋砼，0.7m 浆砌石)，弧段(半径 10m，圆心角 1755)，斜坡段(长 14.44m 坡度 1：2.625，厚度 1.21.5m)，下游支撑体(砼高 3.2m，宽 3m)，溢流堰底宽 29.17m。堰上设有钢筋砼水力自动翻板门，门高 1.5m，宽 5.5m，共 43 扇,堰上交通桥桥墩兼做闸墩，墩厚 1m，交通桥净跨11m。每跨交通桥下设 2 孔闸门。闸室段下游接 45m 长消能工。衡东县洋塘水闸除险加固工程初步设计报告 126 图图 5 5.3.3-1 1 泄洪闸现状图泄洪闸现状图 根据衡东县洋塘水闸安全鉴定报告书(湖南省水利厅 2023.12)鉴定结论，工程存在的主要问题：333、水力自控翻板门（面板为钢筋混凝土结构）开启不灵活，严重老化，混凝土面板存在裂缝及穿孔现象，支腿表层混凝土脱落、扣件锈蚀。洪水期闸门自动开启时铰座常被漂浮物卡死，闸门不能随水回关，严重时发生脱铰现象，闸门维修及堵漏时，极易发生安全事故。（2）闸型方案拟定 本工程为低水头挡水工程，目前低水头挡水建筑物主要有常规闸坝、橡胶坝、翻板门坝等形式。综合考虑国内目前运用较为成熟的坝型及近年来发展起来的新型活动坝坝型，本次设计初步拟定下列 3 种坝型进行方案比较工作：方案一：方案一：液压升降坝液压升降坝方案方案 液压升降坝的系统构造包括闸门、液压杆、支撑杆、液压缸和液压泵站等。液压升降坝布置型式为在堰顶布置 22 扇钢闸门，闸门轴线布置在原交通桥下游，离桥面中心线 5.7m：从左岸往右岸依次布置 21 扇，每个孔口净宽 11m；靠右岸船布置1 扇，孔口净宽均为 5.5m。坝顶总长度为 260m，闸前堰顶高