金鸡灌区初步设计报告

1 综合说明1.1 概述荆门市沙洋县位于荆门市南部，全县国土面积1992km2，耕地面积97.05万亩，其中水田78.63万亩，旱地18.42万亩。全县总人口59.40万人。据2001年的统计资料，全县工农业总产值为56.5亿元，其中工业总产值为32.2亿元，农业总产值24.3亿元。主要农作物有水稻、小麦、油菜、玉米、蔬菜等。全年粮食总产值59.8万t，油料7.5万t，蔬菜38.1万t，农民人均年纯收入3000元。金鸡水库灌区位于荆门市中南部，从南到北从低山丘区向平原区过渡，地势呈北高南低，地面高程在40m140m之间，土地耕种率较高，植被较好。灌区涉及拾桥、五里及曾集三乡镇23个自然村，于1972年建成，设计灌溉面积5.5万亩，作为沙洋县主要的粮食生产地之一，灌区运行30年来，为灌区农业生产做出了很大贡献。然而，由于灌区设施老化，建筑物配套不完整，渠道垮塌、淤积严重，已严重影响灌区效益发挥。灌区现状渠系水利用系数仅0.45，大部分面积经常受灾，现状保灌面积约2.8万亩。在近几年里，受灾年份就有1997、1999、2000及2001年，受灾面积高达1.69万亩，灌区现状实际保灌面积仅2.8万亩。为改变目前金鸡水库灌区的状况，提高水资源利用效率，促进灌区工程的良性运行，荆门市政府决心对金鸡水库灌区进行续建配套和节水改造，使老灌区重新发挥其效益，促进新时期社会经济发展。1.2 水文气象1.2.1 水库概况金鸡水库位于荆门市曾集乡金鸡村，拦截新埠河左岸支流王桥河来水，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的中型水库。水库兴建于1973年，水库正常蓄水位63.7m，死水位58.2m；总库容1770万m3，兴利库容960万m3，死库容100万m3。水库防洪保护着下游拾桥镇、汉宜公路等重要城镇和交通干线。1.2.2 气象特性金鸡灌区属亚热带大陆性气候区，气候温和，雨量充沛，无霜期长，适合农作物生长。据资料统计，灌区平均气温15.6，全年无霜期约270d，灌区内降水量丰富，多年平均降水量972.2mm，但年际变化大，年内分配不均。灌区多年平均蒸发量1654.6mm；多年平均风速3.3m/s，灌区气候十分适宜水稻、小麦等农作物生长。1.2.3 径流金鸡水库灌区无实测径流资料，水库和灌区径流均采用水文比拟法，用降雨资料推求。根据19591965年实测径流与降水资料，建立皮家集站降雨径流相关关系，其中，汛期49月为降雨径流关系，非汛期（13月、1012月）建立降雨损失关系。金鸡水库灌区周围有五里铺、拾桥及马集等雨量站。统计三站降雨资料，求得金鸡水库灌区多年平均降水量为972.2mm。移植竹皮河皮家集站相应的降雨径流关系，求得灌区长系列径流过程，其多年平均径流深为262.0mm。1.3 工程地质1.3.1地质概况金鸡水库位于沙洋县城西30km处，水系属长湖水系，坝址以上承雨面积30km2左右，水库规模为一中型水库。金鸡水库灌区自坝址至拾回桥镇，设计灌溉面积70万亩，灌渠由东、西两条主干渠构成，全长分别为7.97km、12.27km。灌区工程由输水明渠、过水箱涵、分水闸、分水涵管、跨渠公路桥组成。场区位于荆门断凹中，部分位于或接近汉水断凹，地表较平坦，部分冲蚀、剥蚀呈岗谷状，总的地势北高南低、西高东低，有向东南倾斜的趋势。区内岗谷状地形总体走向南北向，两侧谷顶高程62m50m，谷底高程51.538.2m。地表水系顺岗谷展布，走向同样南北向，向南汇入海子湖及长湖。场区广泛出露上更新统冲积地层，部分低洼处及河沟处沉积有全新统地层。1、上更新统（Qal3）为黄色、黄褐色粘土，具明显薄层理，局部不均匀含砂，下部常为含砾粘土，结构紧密。节理裂隙发育，该层厚2030m。2、全新统(Qal4)为灰色、灰黑色粉质粘土，该层厚05m。场区位于荆门凹陷内，西以荆门南漳断裂为界，东以沙洋胡集断裂为界，场区基底由白垩系地层构成，均属新华夏构造体系第二沉降带中汉江盆地北部边缘的次一级的沉降地区。据GB183062001 1：400万中国地震动参数区划图，当设防标准为50年，超越概率按10%考虑时，工程区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S，相应的地震烈度为度。场区上覆地层均为上更新统、全新统，地层岩性以粘土、粉质粘土为主，极少夹砂层或砂砾岩层。从地下水储存介质来看可以分成两种类型地下水：孔隙型地下水及裂隙型地下水两种。1.3.2 土体物理力学性质1、全新统粉质粘土：可塑状，天然含水量2731%之间，孔隙比0.9840.814之间，塑性指数14.516.8，液性指数0.50.75，凝聚力3249KPa，内磨擦角1217，土体渗透系数1.05.010-5cm/s。2、上更新统粘土：硬塑状，低含水量、低液性指数、高压缩模量、高塑性指数、高粘粒含量土。天然含水量23.726.7%，孔隙比0.7120.892，塑性指数17.019.8，压缩系数0.150.25MPa-1，凝聚力5078KPa，内摩擦角1728，土体渗透系数1.25.110-6cm/s。3、填土：可塑状，松散稍密。天然含水量2932%，孔隙比0.9151.02，塑性指数15.717.9，液性指数0.60.75，凝聚力2032KPa，内摩擦角1214，土体渗透性1.010-4cm/s左右。1.3.3 土体的特殊性质区内Q3粘土，土体颗粒较细，粘粒含量高，塑性指数高。矿物成份鉴定，矿物成份多以蒙脱石、伊利石为主，多为新水性矿物，遇水排斥、失水凝聚，造成土体遇水膨胀、失水开裂。经室内膨胀土测试，自由膨胀率在5065%之间，属中等膨胀性粘土。1.3.4 干渠沿线工程地质条件干渠地基土由上更新统地层构成，土体为可硬塑状黄色、黄褐色粘土构成，具中等膨胀性。允许承载力200KPa以上，渗透系数10-6cm/s左右，水下自然稳定边坡1:1.5，水上自然稳定边坡1:41:5。上更新统粘土层做为渠基及渠坡，其承载力及抗渗性绝对可以满足设计要求，但渠坡稳定影响因素较多，是干渠的一个主要工程地质问题。台渠地基由人工填土构成，填土经过一定人工夯实，中等密实，填土来自周围上更新统粘土，夹极少量植物根茎及碎石。台渠填土地基土，允许承载力100Kpa左右，相比上部流动水体荷载，地基土体稳定，不存在压缩变形问题。台渠地基土虽由膨胀土组成，但原始结构已遭破坏，再加上边坡常被草皮覆盖，饱水性较好，台渠边坡稳定性总体较好。台渠两侧挡水土体仍由填土组成，受水工结构影响，两侧挡水土墙单薄，一旦渠水沿填土空隙渗漏，常造成渠坡跨坡，这种险情在干渠台渠段时有发生。1.3.5 沿线各桥址工程地质条件东西干渠上有数十座简易跨渠桥梁，桥基均置于上更新统老粘土之上，粘土可硬塑状，允许承载力220KPa以上，桥基稳定性良好。但桥基在改扩建时一定要注意以下事项。1、桥基一定要挖至膨胀土季节影响带深度以下。2、桥墩一定要扩大，在开挖面以下、临空面以上，要查清是否有倾向渠沟的缓倾角节理裂隙，若有尽量挖除。3、桥基在浇混凝土之前，可对地基适当饱水，以减少今后的湿陷性。1.3.6 沿线涵管工程地质条件涵管管座大部分位于人工填土中，部分位于上更新统老粘土中。人工填土管座，填土较松散，碾压欠密实，大部分位于膨胀土快速影响深度以内，因此涵管最好是整体性的，以免混凝土管拉开变形。上更新统老粘土管座，地基承载力较高，地基不存在压缩变形问题，但管座均位于膨胀土快速影响深度以内，地基土体在膨胀力作用下，产生不均匀变形。因此，在涵管底部最好覆盖一层柔性体垫层，如薄层砂性土或非膨胀性填土。1.3.7 沿线各分水闸工程地质条件主干渠与支渠间重建及新建多个分水、节制、泄洪闸，闸址位于上更新统老粘土之上，地基承载力较高，基础稳定性良好。一般闸基开挖深度12m，一般均位于膨胀土大气极剧影响带底部及下部，闸基土体受到不均匀胀缩力作用微弱，而且闸基基本均为整体状基础，地基土体抗不均匀变形能力较强，闸基总体稳定性及适应性良好。1.4 工程任务和规模1.4.1 灌区情况金鸡水库灌区建于1972年，灌溉面积5.65万亩。灌区水源以金鸡水库为主；输水渠道分东、西干渠，东干渠长8.84km，控制灌溉面积0.65万亩；西干渠长15km，控制灌溉面积4.59万亩，其中西干渠的结瓜水库老山水库，通过老山泵站控制灌溉面积0.41万亩。东西干渠从水库出口起，从北向南穿过全灌区。渠道沿线处于低山丘区，大部分为挖方，全渠均为土渠。灌区经过运行30年的运行，渠系及建筑物老损严重，加之建筑物配套不完善，水利用率较低，已严重影响灌区效益发挥，制约了灌区经济发展，必须对其进行续建配套和节水改造。1.4.2 灌溉定额1.4.2.1 单项作物灌溉定额及作物种植比农作物单项灌溉定额是指某种作物全生育期内各次灌水定额之和。本灌区主要灌水农作物有水稻、小麦、油菜、玉米、棉花等。单项农作物灌溉定额计算选取水稻、小麦、棉花三种，油菜、玉米按生育期分别归入小麦和棉花定额计算中。金鸡水库灌区中稻现状采用“浅灌适蓄”的灌溉模式。规划水平年采用“薄、浅、湿、晒”控制灌溉模式，统计多年平均灌溉净定额，现状为340.8m3/亩，节水灌溉为309.8m3/亩。经长系列计算分别得到小麦、棉花逐旬灌溉定额，统计小麦多年平均灌溉定额为59.2m3/亩，棉花多年平均灌溉定额为97.2m3/亩。金鸡水库灌区主要以粮食作物为主，其他油料、蔬菜等经济作物为辅。现状及规划水平年的灌溉作物种植比及复灌指数见下表。灌区灌溉作物种植比及复灌指数项目中稻小麦棉花复灌指数现状0.780.860.021.66规划0.820.890.031.741.4.2.2 综合灌溉定额 根据作物单项灌溉净定额和作物种植比计算得到长系列逐旬综合灌溉净定额。统计得多年平均综合灌溉净定额现状为317.6m3/亩，规划水平年308.5m3/亩。1.4.3 灌区水量平衡计算本灌区续建配套与节水改造现状水平年为2001年，规划水平年2010年。金鸡水库灌区主要用水为农作物灌溉。灌区内人畜饮水以地下水为主，因此，本次灌区需水计算，只计农作物灌溉用水。金鸡水库灌区主要用水为农作物灌溉。灌区内人畜饮水以地下水为主，因此，本次灌区需水计算，只计农作物灌溉用水。金鸡水库灌区水量平衡计算，根据灌区地形、水源分布、渠系等基本情况，将整个灌区分成三片，第一片：东干渠灌溉片，面积0.65万亩；第二片：西干渠灌溉片，面积3.73万亩；第三片：老山泵站灌溉片，面积0.86万亩。库内提水灌溉面积0.41万亩，其毛蓄水量在进行金鸡水库平衡计算时直接扣除。水量平衡计算采用长系列逐旬操作，计算系列从1972年2001年共30年，水文年从头年4月至次年3月。为充分利用当地径流，计算时供水次序依次为塘堰（坝）、小型水库、中型水库。经过长系列逐旬操作计算，得到历年现状、规划水平年来水、供水、缺水、弃水。现状情况下，整个灌区渠系水利用系数为0.45，供水保证率为40%。规划水平年2010年经续建配套和节水改造以及采取先进灌水方式后，整个灌区渠系水利用系数提高到0.68，供水保证率达到80%，满足规划要求。1.4.4 工程规模金鸡水库灌区于1972年建成，经过逐年不断发展和完善，现已形成了以金鸡水库为主要水源，渠道连接小型水库结瓜，并辅以小型泵站提水的灌溉系统。本灌区由于多数渠道修建在膨胀土基础上，渠道垮塌、淤堵严重必须对其进行整治，本次确定整治范围如下：东干渠桩号0+0008+840，长8840m；西干渠桩号0+00015+000，长15000m；西干一支渠桩号0+0003+179，长3179m。另需配套的渠系建筑物包括：续建配套的节制闸5座，分水闸4座，泄水闸2座，人行桥21座，机耕桥29座，渡槽2座，灌溉涵183座，底涵9座，跌水4座。通过对各级渠道流量复核成果来看，各渠道经整治防渗，提高灌溉水利用系数后，引水能力均能满足灌溉要求。1.5 工程设计1.5.1 工程等别和标准金鸡水库总库容1770万m3,设计灌溉面积5.65万亩，根据水利水电工程等级划分及洪水标准(SL252-2000),确定本水库灌区工程属等工程。根据灌溉与排水工程设计规范（GB50288-99）的有关规定，东、西干渠上的拱涵、节制闸、分水闸、泄水闸等主要建筑物级别，为5级。东干渠和西干渠为5级渠道。根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）确定，工程区地震基本烈度为度。1.5.2 工程设计内容本阶段根据规划的工程项目，按照工程的重要性和初步设计阶段对投资范围选择骨干渠道及关键建筑物进行初步设计，其内容为：(1)东、西干渠及西干一支渠渠道整治东干渠整治范围为桩号0+0008+840，总长8840m。西干渠整治范围为桩号0+00015+000，总长15000m。西干一支渠整治范围为桩号0+0003+179，总长3179m。(2) 渠系建筑物本工程项目的渠系建筑物包括：续建配套的节制闸5座及泄水闸2座；分水闸4座，渡槽2座，灌溉涵83座，渠底涵9座，人行桥21座，机耕桥29座，跌水4座。1.5.3 东、西干渠及西干一支渠渠道整治东干渠本次改造段的起始桩号0+0008+840共长8840m，设计流量0.42m3/s，加大流量为0.55 m3/s。设计渠首底部高程为60.99m（吴淞），渠尾底部高程为48.848 m（吴淞）。根据沿渠的地形地质条件，干渠的设计横断面拟采用2种不同的结构型式：门形拱涵式，梯形断面衬砌式。（1）门形拱涵式： 桩号0+3800+450、1+8001+940段共长210m，膨胀土深挖方段，改造成整体式拱涵，拱涵净空尺寸（宽高）为1.01.8m。底部用C15钢筋混凝土衬砌，上部用M7.5浆砌块石护砌，然后用水泥砂浆抹面，设计纵坡为1/1300，糙率为0.02，经计算，最大水深为0.83m。详见东干渠标准横断面图。 （2）梯形衬砌型式： 桩号0+0000+380、0+4501+800、1+9404+840、4+8408+840段共长8630m,属一般土质的挖填方渠道，设计断面均采用梯形衬砌型式，底板和边坡均为C15现浇混凝土，厚8cm，其下铺设10cm砂石垫层，渠道8m一横缝，不设纵缝，横缝缝宽2.5cm，采用沥青杉板止水。其中桩号0+0004+840（除拱涵段外）共长4630m，设计断面的底宽0.8m，边坡1：1.5，底坡1/4000。经计算，最大水深为0.8m，取衬砌高度为1.10m，渠堤高1.2m；桩号4+8408+840共长4000m，设计断面的底宽0.6m，边坡1：1.5，底坡1/1000。经计算，最大水深为0.57m，取衬砌高度为0.9m，渠堤高1.0m。西干渠改造的起始桩号为0+00015+000，共长15000m，设计渠首底部高程为60.00m（吴淞），渠尾底部高程为50.07 m（吴淞）。渠道改造均采用梯形衬砌型式：桩号0+0003+819段共长3819m，设计加大流量为3.07 m3/s；桩号3+8196+640段共长2821m，设计加大流量为2.12 m3/s；桩号6+6408+900段共长2260m，设计加大流量为1.87m3/s；桩号8+9009+550段长650m，设计加大流量为1.69 m3/s；桩号9+55010+950段长1400m，设计加大流量为1.62 m3/s；桩号10+95011+920段长970m，设计加大流量为0.38 m3/s；桩号11+92015+000段长3080m，设计加大流量为0.29 m3/s。以上各段渠道均属一般挖方填方段，为提高渠堤的抗滑稳定性和减少水量损失，渠道过水断面改用梯形衬砌型式，设计断面的底宽分别为2m、1.1m、0.9m、0.8m、0.7m，0.6m，0.6m；边坡均为1：1.5，底坡均为1/4000，底板和边坡均为C15现浇混凝土，厚8cm，其下铺设10cm砂石垫层，渠道8m一横缝，不设纵缝，横缝缝宽2.5cm，采用沥青杉板止水。经计算最大水深分别为1.45m、1.45m、1.40m、1.38m、1.38m、0.51m、0.45m。考虑超高0.3m，取衬砌高度分别为1.75m、1.75m、1.70m、1.70m、1.70m、0.80m、0.8m，考虑渠道超高后渠堤高分别为2.0m、2.0m、2.0m、2.0m、2.0m、0.9m、0.8m。西干一支渠改造的起始桩号为0+0003+179，共长3179m，共长3179m，设计渠首底部高程为58.93m（吴淞），渠尾底部高程为57.341 m（吴淞）。因人工开挖边坡未做任何衬护措施，土质边坡浅层、间断式崩塌，滑塌较普遍，渠底淤积严重。渠道过水断面改用梯形衬砌型式。设计断面的底宽1.2m，边坡1：1.5，底坡1/2000。底板和边坡均为C15现浇混凝土，厚8cm，渠道8m一横逢，不设边缝，缝宽2.5cm，采用沥清杉板止水，经计算，最大水深为0.68m，取衬砌高度为1.00m，渠堤高1.1m。1.5.4 渠系建筑物1.5.4.1 东、西干渠节制闸及分水闸西干渠有4座续建配套的节制闸，分别位于桩号1+269、2+215、4+080和5+720处。其中桩号2+215节制闸为新建，其它为重建，新建的理由是为了控制和调度许坪泵站，该泵站灌溉面积为0.4万亩。1、桩号1+269、2+215处的节制闸，加大流量为3.07m3/s。节制闸由上游八字墙连接段、闸室组成。上游八字墙长3.5m，采用浆砌石圬工结构，墙身最大高度2m。闸室底部高程分别为59.67m（吴淞，下同）、59.34m，底板长均为5m，宽均为3.6m，厚均为0.3m，闸室净宽2.8m，高2m，采用钢筋混凝土“U”型结构，设置一套节制钢闸门及螺杆式启闭机。下游底板长均为5m，采用浆砌石护砌，厚0.3m，其下设厚10cm的砂石垫层。2、桩号4+080、5+720处节制闸2座，加大流量均为2.12 m3/s，孔口尺寸均1.51.8m，闸室底部高程分别58.73m（吴淞），58.17 m（吴淞），其余部分结构同桩号1+269、2+215处节制闸。西干渠有3处新建的分水闸，位于桩号1+258、2+206、3+819处。1、桩号3+819处的分水闸，过闸流量为0.75 m3/s，是西干一支渠进口闸，主要是为了灌溉控制调度。分水闸由上游八字墙连接段、闸室、下游连接段组成。上游八字墙长3m，采用浆砌石圬工结构，墙身最大高度2m，闸室底部高程为58.93m，底板长4.5m，宽1.8m，厚0.5m，闸室净宽1m，高2m，采用钢筋混凝土“U”型结构，下游连接段长5m，厚0.3m，采用浆砌石护砌，其下设厚10cm的砂石垫层。桩号1+258及2+206处分水闸，过闸流量均为0.3 m3/s，孔口尺寸均为11m，均采用封闭式闸阀，不设闸房。闸室底部高程分别分别为59.67m、59.34m，其余部分结构同桩号3+819处分水闸。桩号1+258分水闸是刘店泵站引水渠进口闸，主要是为了灌溉控制调度，刘店泵站灌溉面积为0.3万亩。桩号2+206分水闸是许坪引水渠进口闸，主要也是为了灌溉控制调度，许坪泵站灌溉面积为0.4万亩。东干渠新建1座节制闸和1座分水闸，分别位于桩号0+200和0+205处。过闸流量均为0.42 m3/s，桩号0+205节制闸处于金鸡水库溢洪道一级陡坡下面，修建是为了调度水库洪水，桩号0+200分水闸是溢洪道旁用于调洪和灌溉两用渠的进水闸。两闸孔口尺寸均为0.50.5m，闸室底部高程为60.94m，其余部分结构同桩号3+819处分水闸1.5.4.2 西干渠泄水闸 为防止雨季干渠上游段来水量过大，而发生渠水漫溢事故，且便于渠道维修，在西干渠桩号1+366处的左岸设置泄水建筑物，由进口连接段，闸室泄水槽，下游消力池和护坦段组成，全长39m，因西干渠最大流量为3.07 m3/s，于是拟定出口节制闸为一孔1.5m1.8m，闸室全长3m，底板高程为60.42m（吴淞），厚0.5m，下接溢洪道长25m，进口高程为60.42m（吴淞），出口高程为55.42 m（吴淞），坡降为1：5，溢洪道截面形成“U”形结构，边墙高度为1.5m，厚0.4m，底板厚0.4m，下游消力池长8m，边墙高1.5m，底板厚0.4m，末端消力池槛高度为0.5m。闸室进口连接段为3m的混凝土八字形翼墙，底板厚0.4m，消力池出口段为5m长浆砌石护坦，厚度为0.3m。 西干渠位于桩号5+670处新建一座泄水闸。该闸位于老山水库溢洪道出口处，修建该闸是为了老山水库的泄洪和金鸡水库的灌溉调度，其下泄流量为10.15m3/s，由进口八字墙连接段、闸室、下游消力池及护坦组成，进口八字墙长3.3m，采用浆砌石圬工结构，墙身最大高度2m，闸室底部高程为58.18m，底板长6m，宽8.3m，厚0.5m，闸室拟定尺寸为2孔，31.8m，中墩厚1.0m，采用钢筋混凝土“U”型结构，设置两套泄水钢闸门及螺杆式启闭机，消力池底板长6m，池深0.5m，板厚0.5m，采用浆砌石“U”型结构。护坦长5m，采用浆砌石护砌厚0.3m，消力池及护坦下均设10cm厚砂石垫层。1.5.4.3 东、西干渠重建桥因交通需要，东干渠重建机耕桥8座、人行桥共10座。西干渠重建机耕桥17座，人行桥共6座，西干一支渠重建机耕桥4座，人行桥共5座。人行桥跨度为5m，宽2m，桥面为0.3mc20砼板，两边排水坡率2%，桥墩为混合型结构，底板采用C10混凝土，厚30cm，其下铺设10cm砂石垫层，桥墩上部用M7.5浆砌块石厚0.30m，机耕桥跨度为5m，宽3.6m，按定型图集设计，桥面为0.3mc20钢筋砼空心板，上面铺设50mmC15砼垫层，0.1m泥结石，排水坡率2%，桥墩为混合型结构，底板采用C10混凝土，厚30cm，其下铺设10cm砂石垫层，桥墩上部用M7.5浆砌块石。1.5.4.4渡槽重建西干渠桩号0+790、7+840这两座渡槽处于挖方段，也是当地农民主要过水渠，由于整治渠道切断了农民用水水源，必须恢复重建，其过水流量为0.2 m3/s，设计采用300钢管过水，钢管长7.5m。1.5.4.5灌溉涵及渠底涵重建东、西干渠及西干一支渠的灌溉涵及部分渠底涵因为渠道整治，必须拆除重建。灌溉涵主要作用为灌溉沿渠农田，而渠底涵则是为了穿越干渠的排水渠的通畅，以防止水流漫溢。东干渠总长8840m，共有灌溉涵31座。其中管径0.2m的有10座，管径0.3m的有16座，管径0.4m的有4座，管径0.5m的有1座。西干渠总长15000m，共有灌溉涵42座。其中管径0.2m的有25座，管径0.3m的有11座，管径0.4m的有2座，管径0.5m的有4座。西干一支渠总长3179m，共有灌溉涵10座。其中管径0.2m的有6座，管径0.3m的有1座，管径0.4m的有1座，管径0.5m的有2座。灌溉涵进、出口段的八字型斜降翼墙和底板均采用C15砼，灌溉涵穿堤部分采用C15预制砼承插管，每节3m，承插管下面铺10cm厚的砂石垫层。管径有0.2m、0.3m、0.4m、0.5m四种型式。为防止淤塞，灌溉涵管进口底部应高出渠底20cm。为防止塌方，灌溉涵进、出口周围一定范围内的渠堤应采用30cm厚浆砌石护坡。东干渠共有渠底涵3座，西干渠共有渠底涵5座，西干一支渠共有渠底涵1座。渠底涵进、出口段的八字型翼墙和底板均采用C15砼，涵洞采用C15预制砼承插管，每节3m，管径均采用0.8m。涵管下面铺10cm厚的砂石垫层。为防止淤塞，灌溉涵管进口底部应高出渠底20cm。为防止塌方，灌溉涵进、出口周围一定范围内的渠堤应采用30cm厚浆砌石护坡。1.6 金属结构为了确保灌区引水灌溉、调节水位和泄水功能的实现，充分发挥工程效益，除了对东、西干渠原有金结设备进行更新改造之外，又在西干渠新建3座节制闸和1座泄水闸。主要金结工程量如下：（1）规格为Z45-2.5型DN=200mm的长柄闸阀41个，规格为Z45-2.5型DN=300mm的长柄闸阀28个，规格为Z45-2.5型DN=400mm的长柄闸阀7个，DN=500mm的长柄闸阀7个，与其相配的埋件11.8t；封闭式闸阀3个。（2）平面铸铁闸门9扇，HT20-40铸铁材料，总重12.4t;埋件总重8.5t。（3）QL-230KN-SD型手电两用螺杆启闭机4台，QL-50KN-SD型手电两用螺杆启闭机5台，启闭设备总重6.2t。1.7 施工1.7.1 施工条件 金鸡水库位于荆门市蔡庙乡金鸡村，该水库兴建于1974年。水库枢纽由大坝及东、西干渠等组成。本次加固涉及东、西干渠渠道及渠系建筑物新建或改造。金鸡水库对外交通以公路为主，坝址处有通往蔡庙乡和刘店的公路，坝址距蔡庙乡9km，距刘店2km，通过蔡庙或刘店可直达荆门，公路距离分别为44km和42km，另外通过蔡庙可到达沙洋和马良。施工期间生活用水主要采用居民用水，施工用水可用施工单位自设抽水站就近从水库或沟渠中抽取，用水比较方便。灌区建筑物规模不大，施工用电负荷较小，且施工场地分散。施工时可从附近农网接线，向各施工点供电，用电比较方便。工程所需的主要建筑材料包括水泥、钢筋（钢材）、砂、石料、木材等，主要从荆门市建材市场采购。1.7.2 施工期水位控制主体工程施工计划安排在两个枯水期进行，第一个枯水期计划进行西干渠施工，第二个枯水期进行东干渠施工。施工期水库除满足灌溉要求和水库自身调蓄外，多余洪水由左岸开敞式溢洪道泄洪。渠道施工期由于降雨产生的积水由潜水泵抽排出渠道。1.7.3 施工方法土方开挖包括东干渠、西干渠、西干一支渠渠道疏挖，由于开挖断面较小，主要采用人工挖运，集中土方开挖采用1 m3挖掘机开挖。土方回填包括东干渠、西干渠渠道填土，由于开挖料可利用方较多，完全满足回填土要求，因此土方回填全部采用在开挖料临时堆放场的土料，取土采用推土机推运至填土面 ，主要采用推土机碾压，边角采用人工压实。混凝土工程包括东干渠渠道拱涵及东西干渠及西干一支渠明渠衬砌段混凝土。由于施工区域分散且强度不大，计划采用4台0.4 m3移动式搅拌机拌和，胶轮车运输，干渠渠道拱涵及衬砌段混凝土，采用插入式振捣器振捣。浆砌石工程包括渠道拱涵、衬砌，块石全部采用购买料采用自卸汽车运至堤坡堆放，砌石施工全部采用人工方式，按设计厚度铺设砂石垫层，最后用新鲜块石砌筑，砂浆采用搅拌机拌和。1.7.4 施工总布置 本工程施工场地分散，施工战线长，施工强度不大，在方便施工的基础上，各种施工辅助企业应尽可能简化布置，尽量少占耕地及林地。本工程主要施工作业内容分布于东、西干渠渠道沿线，在尽量少占耕地的原则下，施工辅助企业则沿渠道两侧紧凑布置。1.7.5 施工总进度本工程施工主要在两个枯水期内完成施工。施工总工期为2年。1.8 工程占地金鸡水库灌区续建配套与节水改造工程大多数为分散的，局部的小规模工程，施工占地都不大，永久占地主要为管理用房和道路建设占地。按照金鸡水库灌区续建配套与节水改造工程施工整体布置，以及在整个改造工程中生产、生活设施布置，整个工程需永久占地19亩，临时占地65.25亩，1.9 工程管理1.9.1 管理机构金鸡水库及灌区由金鸡水库管理处管理。水库管理处隶属于沙洋县水利局。灌区分3个管理段管理，即：东干渠管理段，西干渠管理段和老山泵站干渠管理段。各管理段负责渠道及渠系建筑物的管理和维护，防汛抗旱及征收水费等。1.9.2管理范围和保护范围管理范围：渠道两侧坡脚线以外各3m范围，建筑物外轮廓线以外3m范围均为灌渠及渠系建筑物的管理范围。保护范围：管理范围以外7m为保护范围。1.9.3 管理设施（1）交通设施根据金鸡水库灌区交通的实际情况，拟设置6km泥结石路面，以满足管理需要，并配置必要的交通工具。（2）通信设施拟在各管理段设施近期配置程控电话、传真机等通信设施，远期争取达到信息自动化管理。（3）生产、生活设施以现有生产、生活设施为依托，在充分利用现有设施的前提下按有关规定合理确定生产、生活设施，为工程管理的良性运行创造条件。1.10 环境保护设计金鸡水库灌区续建配套和节水改造工程在环境方面既有有利影响，也有不利影响。有利影响是工程实施后，提高了水资源利用效率，极大地缓解灌区给水不足的矛盾。并通过科学调度，合理分配水资源，使灌区给用水达到平衡。同时，由于灌水能力的提高，灌区农作物灌溉得到保证，将有效地促进灌区经济发展，其有利影响将是积极的，长期的。工程建设引起的不利影响主要是施工时对施工区局部水质、环境空气、噪声、人群健康的影响，以及工程临时占地的影响等。以上不利影响均是短期的，局部的，可采取措施尽量减轻乃至避免，并且随着工程的完工，将逐渐消失。1.11水土保持设计金鸡水库灌区位于低山丘区向平原地区过渡地带，水土流失较轻，主要以水力侵蚀为主。灌区续建配套与节水改造工程水土流失较少。为防止水土流失，可采取相应的措施，植树种草，对部分深挖渠道进行护坡，使工程区进一步改善水土流失状况。1.12 投资概算工程静态投资2306.14万元。其中建筑工程1352.95万元，机电设备及安装工程29万元，金属结构设备及安装工程86.64万元,临时工程82.89万元,独立费用332.82万元。基本与预备费按6%计算113.06万元。工程总投资2306.14万元。1.13 经济评价本次金鸡灌区续建配套与节水改造规划项目总投资为2306.14万元，规划实施后，可将灌溉保证率由当前的40%提高到80%，多年平均增加灌溉效益328.55万元，经济内部收益率13.68%，经济净现值268.42万元，经济效益费用比1.14，本工程在经济上合理可行。经敏感性分析，本项目在效益和投资发生变化的条件下，国民经济各项指标仍符合规范要求，说明本项目具有一定的抗风险能力。2 水文2.1 流域概况新埠河流域位于荆门市南部，属于长湖水系。新埠河自北向南流，北端起源于荆门市烟墩镇及掇刀区，沿河支流较多，至沙洋区蛟尾镇入长湖。流域呈南北向椭圆形，南北长约70km，东西宽约29Km,从南到北从低山丘区向平原区过渡，地势呈北高南低，地面高程在40m140m之间。金鸡水库位于荆门市曾集乡金鸡村，拦截新埠河左岸支流王桥河来水，坝址以上承雨面积38km2。水库兴建于1973年，水库正常蓄水位63.7m，死水位58.2m；总库容1770万m3，兴利库容960万m3，死库容100万m3，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合利用的中型水库。水库灌区涉及拾桥、曾集及五里三个乡镇的23个行政村民小组，设计灌溉面积5.5万亩。水库防洪保护着下游拾桥镇、汉宜公路等重要城镇和交通干线。2.2 水文气象金鸡灌区属亚热带大陆性气候区，气候温和，雨量充沛，无霜期长，适合农作物生长。据资料统计，灌区平均气温15.6，冬季平均气温4.9，极端最低气温-19（1997年7月30日）；7月气温最高，平均为37.8，极端最高气温为40.9（1966年8月4日）。全年无霜期约270d，初霜期多在11月，终止期在次年3月。灌区内降水量丰富，多年平均降水量972.2mm，但年际变化大，年内分配不均。年内降水主要集中在410月，约占全年的80%；年降水量最大为1989年的1464.3mm，最小为1978年的596.4 mm，年降水量年际相差最高达2.45倍；410月降水量最大为1983年的1232.4mm，最小为1978年的470.6mm，前者是后者的2.62倍。灌区多年平均蒸发量1654.6mm；多年平均风速3.3m/s，历年最大风速20.7 m/s。灌区气候十分适宜水稻、小麦等农作物生长。2.3 水文基本资料 金鸡水库灌区无实测径流资料，水库也无出、入库流量记录，本次水库和灌区径流均采用水文比拟法，用降雨资料推求。 穿荆门市区而过的竹皮河，地理位置与本灌区接近，且同属丘陵平原型河流，流域的下垫面条件基本相似，移植竹皮河降雨径流关系，用以推求本灌区及水库径流。 竹皮河流域设有皮家集水文站（控制流域面积203km2）具有1959年1月至1965年12月实测降雨、流量资料，于1966年5月撤消。 金鸡水库灌区周围有五里铺、拾桥及马集等雨量站。其中五里铺站于1969年设站，拾桥站于1970年设站，马集站于1972年设站。本次收集五里站19701986年、拾桥站19702001年及马集站19721986年逐旬降雨资料。2.4 径流 根据19591965年实测径流与降水资料，建立皮家集站降雨径流相关关系，其中，汛期49月为降雨径流关系，非汛期（13月、1012月）建立降雨损失关系，见图2-1、图2-2。 根据拾桥站19721986年逐旬降雨资料分别与五里铺和马集站资料建立相关关系，用以展延五里铺和马集站降雨资料系列。由此得到三站19722001年共30年 逐旬降雨，并以此求得金鸡水库灌区平均降雨量。其多年平均年降水量为972.2mm。移置竹皮河相应的降雨径流关系，求得水库灌区长系列逐旬径流过程，其多年平均径流深为262.0mm。金鸡水库灌区年降雨量年径流深成果见表2-1。查湖北省水资源评价及开发利用分析中湖北省年径流等值线图，本灌区年径流深在200mm与300mm两条等值线之间，因此本次所求年径流深符合区域分布规律，说明径流成果是合理的。2.5 洪水库区地形较为复杂，均为山区，河流坡降15.7，洪水涨落很快，一般洪峰34小时即形成，延续一昼夜即退，流域内雨量充沛，但雨量在年内分布不均，大部分集中在68月，占全年雨量的50%，因此在这段时间，很容易形成洪水。表2-1 金鸡水库灌区年降雨量、径流深成果表年份年降雨量（mm）年径流深（mm）19721973706.4141.4197319741266.5459.419741975857.7222.919751976826.3207.719761977691.4149.919771978707.6169.419781979582.6142.6197919801036.8315.6198019811406.6466.919811982623.3116.2198219831172.5340.5198319841345.2364.719841985790.7196.219851986728.1188.219861987865.2197.719871988992.3257.5198819891038.3295.0198919901505.4449.6199019911035.2255.519911992812.9223.9199219931111.4284.819931994953.0229.319941995850.6182.2199519961053.7268.0199619971180.7363.1199719981059.4314.6199819991107.1350.1199920001120.9307.920002001991.8259.520012002747.2144.3平均972.2262.23 工程地质金鸡水库及灌区工程均位于丘陵岗地及冲积平原过渡地区，区内地貌类型以岗状平地为主，地表起伏不大。区内地表分布厚层第四系上更新统粘性土，并构成区内水利工程建筑地基及建筑材料。金鸡水库灌区工程主要由东西干渠、西干一支渠渠道，少量拱涵、渡槽、抬渠，以及多个分水闸、节制闸、泄水闸、机耕桥、人行桥等工程构成。灌区原设计灌溉面积5.5万亩，实际最大灌溉面积达6万亩，现状灌溉面积5.65万亩，灌区现状渠系水利用系数仅0.45。灌区建成于1973年，灌区运行多年，开挖高土质边坡、明渠渠坡及抬渠边坡跨坡严重，渠底普遍淤积，分水闸、节制闸、泄洪闸等水工建筑老损、配套不齐全，桥梁破损不堪、过车能力有限，灌区续建配套与节水改造工程迫在眉睫。本次灌区续建配套与节水改造工程主要项目有渠道整治23840m，其中东干渠8840m、西干渠15000m，续建配套节制闸5座、分水闸4座、泄水闸2座、人行桥21座、机耕桥29座、渡槽2座、灌溉涵83座、底涵9座。为配合金鸡水库灌区续建配套与节水改造工程初步设计工作，特对东西干渠及拟建建筑物地基进行了地质勘察工作，勘察工作以设计任务书及可行性研究阶段审查意见为范围，以中小型水利水电工程地质勘察规范SL 5593为依据，特制定了以下勘察任务及目的： 1、进一步复核、并确定场区地震动参数及地震基本烈度；2、进一步查明渠道及各拟建建筑物地基土层结构、土体性状；3、提出地基土体设计所需的各种物理力学指标及渗透指标；4、提出各种新建建筑物基础类形、地基持力层、基础开挖深度及边坡、降水要求；5、进一步研究弱膨胀土边坡稳定问题，提出明渠垮坡段改造方案及边坡支护形式；6、进一步研究区内弱膨胀土分布范围，对工程影响程度，以及膨胀土地表松动层厚度或季节变动带厚度；7、进一步查明并落实工程建设所需天然建材情况。本次地质勘察主要采用地质测绘及调查，并辅以一定数量钻探、静力触探、坑探工作，室内进行了相应的土体物理力学性质及膨胀土性质测试、试验工作，主要完成工作量：1、地质测绘：1:1万 10km22、坑、槽探：20处 1500m33、地质钻探：米/孔数 170m/184、静力触探：米/孔数 118.9m/133、室内土工试验：60件4、收集相关资料：3份3.1 场区地质概况3.1.1 地形地貌场区位于荆门断凹中，部分位于或接近汉水断凹，地表较平坦，部分冲蚀、剥蚀呈岗谷状，总的地势北高南低、西高东低，有向东南倾斜的趋势。地表略呈阶梯状，大体有100、80、50三个台阶，分别构成汉水、级阶地，阶地大部分为基座阶地，少部分为内叠阶地。区内岗谷状地形总体走向南北向，两侧谷顶高程62m50m，谷底高程51.538.2m。地表水系为新埠河左岸支流王桥河来水，河水最终流入长湖，区内水系走向顺岗谷展布，走向南北向。3.1.2 地层岩性场区广泛出露上更新统冲积地层，部分低洼处及老河床处沉积有全新统地层，现分述如下：1）上更新统（Qal3）分布于金鸡水库两岸及谷底，构成汉江一、二级阶地，为黄色、黄褐色粘土，具明显薄网纹状节理，下部常含有砂砾石及粗砂，结构紧密，多呈硬塑状。节理裂隙多短小、密集，节理面呈扭曲状，裂面光滑细腻，均布一定擦痕。该层厚2030m。2）全新统(Qal4)分布于低洼及老沟床处，构成地表水系现代河床及漫滩，为灰色、灰黄色粉质粘土及粉土，具清晰的凸透镜体层理、水平层理及斜交整理，局部与淤泥层交替迭置，该层厚05m。3.1.3 场区地质构造及区域地壳稳定场区位于荆门凹陷内，西以荆门南漳断裂为界，东以沙洋胡集断裂为界，场区基底由白垩系地层构成，属新华夏构造体系第二沉降带汉江盆地北部边缘的次一级的沉降地区。1、南漳荆门断裂带南漳荆门断裂是由一组断裂组成的复杂断裂带。断裂总体方向及主干断裂呈NNW向，分支断裂呈NNE向。断面极不平整，倾向E5070，局部倾向W。断裂东侧为荆门断凹，西侧为荆山褶皱带，南西为荆当盆地。断裂沿古生界与红层接触处通过，即呈断续分布，局部被红层不整合覆盖。2、胡家集沙洋断裂为汉水断凹西侧的隐伏断裂，断裂呈NNW方向，倾向E，倾角较陡。断裂以东的汉水断凹沉积了约2000m厚的白垩第三系，西侧为乐乡关单边断凸，为前震旦系及古生界分布隆起区。3、近代地震活动概况根据历史记载，荆门县从12741865年共发生六次地震，钟祥县于1407年、1469年，1603年共发生三次烈度为度，震级为55.5级地震。19591973年地震台记录的地震，荆门地区在南漳荆门断裂西侧以及荆门断凹中共发生34次震级大于2.0级地震，其中大于3级地震9次，最大一次为4.2级，地震属孤立型类型。从以上地震记录看，场区地震频度高、震级低，中强震远离场区。据GB183062001 1：400万中国地震动参数区划图，当设防标准为50年，超越概率按10%考虑时，工程区地震动峰值加速度0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S，相应的地震烈度为度。 3.1.4 水文地质条件场区上覆地层均为上更新统、全新统，岩性以粘土、粉质粘土为主，夹少量粉土、砂层及砂砾岩层。地表上更新统粘性土层土块结构紧密，孔隙比及孔隙度相对较小，土块间分布大量裂隙，为地下水储存、运移提供一定空间。全新统地表土层水平层理发育，土体结构均匀，土质较致密，地下水含量较低，远移缓慢，而下部砂性土体具一定孔隙性，地下水储量相对较丰富、运移相对较活跃。因此根据区内地下水储存、运移介质性状不同，将区内地下水分成以下两种类型：1、孔隙型地下水，地下水储存、远移于土体孔隙中，水量有限，土层渗透系数一般10-6cm/s左右。2、裂隙型地下水，地下水储存、运移于土体裂隙中，水量局部富集，运移迟缓，土层顺裂隙渗透系数10-510-6cm/s。两种地下水均由大气降水补给，具一定地下水水面，随季节变动，一般埋深23m，属潜水型地下水。从地下水简分析来看，地下水属碳酸、硫酸根钾、钠型地下水，PH值7.07.4，无侵蚀CO2，对砼无侵蚀性，地下水质良好无污染。3.2 土体物理力学性质本次地质勘察在现场取了部分原状土样，室内进行了常规土工试验及土体膨胀性试验，抗剪强度采用快剪法。另外，在现场还进行了少量土的物理性质测试及少量坑中注水试验。土体物理力学性质建议值的提出，一方面以本次试验成果为依据，另一方面类比该区水库整险加固工程有关资料提出。3.2.1 土体物理力学性质1、全新统粉质粘土：可塑状，天然含水量2731%之间，孔隙比0.9840.814之间，塑性指数14.516.8，液性指数0.50.75，凝聚力3249KPa，内磨擦角1217，土体渗透系数1.05.010-5cm/s。2、上更新统粘土：硬塑状，低含水量、低液性指数、高压缩模量、高塑性指数、高粘粒含量土。天然含水量23.726.7%，孔隙比0.7120.892，塑性指数17.019.8，压缩系数0.150.25MPa-1，凝聚力5078KPa，内摩擦角1728，土体渗透系数1.25.110-6cm/s。3、填土：可塑状，松散稍密。天然含水量2932%，孔隙比0.9151.02，塑性指数15.717.9，液性指数0.60.75，凝聚力2032KPa，内摩擦角1214，土体渗透性1.010-4cm/s左右。各层土体物理力学性质指标详见表3.21表3-1 金鸡水库土体物理力学性统计表地层时代及 土类指标类型天然状态指标稠度指标固结指标剪切指标允许含水量重度比重孔隙比饱和度液限塑限塑性指数液性指数压缩系数压缩模量凝聚力内摩擦角承载力渗透系数湿干ecK%KN/M3%MPa-1MPaKPaKPacm/s全新统粉质粘土最大值31.019.815.22.73330.98410045.328.616.80.750.565.449171405.010-5最小值27.016.514.32.710.8148538.522.314.50.500.454.232121201.010-5平均值29.017.814.52.720.9349242.124.315.50.650.534.845151252.510-5建议值29.018.014.52.720.9349242.124.315.50.650.534.845151252.510-5上更新统粘土最大值26.720.116.32.730.8929846.528.119.80.320.319.878282505.110-6最小值23.218.915.22.710.7128543.222.117.00.100.138.150172001.210-6平均值24.519.515.82.720.7569445.125.218.00.210.228.562252202.310-6建议值24.519.515.82.720.7569445.125.218.00.210.228.562252202.310-6填土最大值32.017.215.42.721.0209543.227.417.90.750.594.632141201.010-4最小值29.015.613.42.710.9157840.123.615.70.600.463.22012901.010-4平均值31.016.214.22.710.9818841.824.816.50.650.563.826131001.010-4建议值31.016.214.22.710.9818841.824.816.50.650.563.826131001.010-43.2.2 土体渗透性1、土体渗透系数全新统粉质