泵站工程可研报告

泵站工程可行性研究报目 录1 综合说明41.1工程概况41.2 勘察设计工作过程41.3 编制依据52 气象与水文82.1气 象82.2水 文82.2.1徐洪河概况82.3 通航水位92.4 调水水位复核102.5 邳州泵站配套建筑物水位组合表123 工程地质153.1 地质概况153.2 工程地质条件193.3 结论与建议214、工程任务和规模245.1 工程等别和标准295.1.1 工程级别、建筑物级别295.1.2 防洪标准295.1.3 地震设防烈度295.1.4 基本资料305.2 工程选址365.2.1 枢纽现状365.2.2站址选择及比较385.3 工程总体布置和主要建筑物型式465.3.1工程总体布置方案465.4 主要建筑物535.4.1 主泵房设计535.4.2 进、出水建筑物615.5配套建筑物设计625.5.2 双杨河灌溉涵洞628 水力机械638.1 水泵运行要求638.2 泵型比较方案668.3 流道型式和断流方式708.4 水泵安装高程的确定708.5 辅机系统709 电气工程部分769.1 电气接入设计方案769.2 电气一次779.3 电气二次及泵站自动化控制系统789.4 配电装置设备布置809.5 防洪闸电气设计8310 金属结构8510.1 邳州泵站金属结构设备8510.2 配套建筑物金属结构设备8510.3 金属结构防腐855灌注桩工程986、金属结构的制作与安装987、大型机电设备的安装988.4.2交通桥施工998.4.3拆除工程998.4.4主要施工机械设备998.4.5主要工程数量998.5施工总布置998.6施工总进度1039 施工组织设计1069.1施工条件1069.1.1 工程条件10611.2施工导截流10811.3施工降排水及基坑围护10811.4 主体工程施工10911.5 施工交通运输及施工总布置11111.6施工工期11212 占地及拆迁安置11512.1 移民安置与专项迁建11512.2 投资估算11613 工程管理11813.1 管理机构11813.2 管理范围11813.3 管理设施11913.4 管理运行要求12114 投资估算12414.1 主体工程土建工程量12414.2 工程投资估算12515 附图、附表12715.1 附图12715.2 附表1271 综合说明1.1工程概况根据南水北调东线第一期工程总体规划，新建邳州泵站，设计流量100m3/s，邳州泵站的作用是通过徐洪河抽引睢宁站来水，再沿房亭河送进骆马湖或北送。邳州泵站工程位于江苏省邳州市八路镇刘集村徐洪河与房亭河交汇处，是南水北调东线工程的第六级抽水梯级。现状枢纽建筑物有：刘集地涵、刘集抽水站、刘集节制闸、刘集船闸（初步设计已批复，正在实施）。现状枢纽的功能一是抽引骆马湖或徐洪河水西送房亭河，二是相机排出房亭河以北涝水，三是房亭河排涝入中运河。刘集地涵为徐洪河穿房亭河立交建筑物，设计过水流量200 m3/s，其主要作用一是引徐洪河水入房亭河，二是当房亭河以北具备自排条件时，将房北涝水排入徐洪河。刘集抽水站位于房亭河北侧，抽水流量30m3/s，主要作用抽引骆马湖或徐洪河水由房亭河西送，供邳州、铜山灌溉；当房亭河以北不能自排时由该站开机抽排。刘集节制闸为灌溉季节刘集抽水站向房亭河补水提供节制。双杨河灌溉涵洞位于房亭河南岸，设计引水流量8m3/s。1.2 勘察设计工作过程 2001年10月淮委会同海委编制完成南水北调东线工程规划（2001年修订）；2002年6月淮委规划设计院完成了南水北调东线第一期工程项目建议书，水利水电规划设计总院于2002年6月1417日对该项目建议书进行了初审，会后根据国务院批准的南水北调总体规划，淮委规划设计院又对项目建议书进行了修改，于2003年3月提出了南水北调东线第一期工程项目建议书（修订稿）。根据水利部2003年南水北调前期工作会议精神，为在项目建议书获国家批复前做好2003年开工项目的前期工作，2003年4月淮委规划设计院会同水利部天津水利水电勘测设计研究院编制完成了南水北调东线第一期工程总体设计方案报告，水利部水利水电规划设计总院2003年9月1924日在北京对总体设计方案进行了审查。专家对邳州泵站总体布置和泵型选择提出了指导意见：根据现状工情确定房南方案防洪措施；同意初选贯流泵泵型方案。为进一步做好方案比选，正确估算工程投资，徐州市水利建筑设计研究院根据新的资料、上述工作成果及审查意见，对站址区现有河道、建筑物的情况以及场区环境作了深入地调查研究，结合近年来泵站技术发展成果，细化站址方案和泵型方案比选，对工程设计参数作了部分调整，对泵型选择进行了进一步的技术经济比较，在充分比选论证的基础上站址推荐房南方案，泵型推荐卧式贯流泵方案，并于2004年4月完成。1.3 编制依据1.3.1 设计依据的文件（1） 南水北调东线第一期工程总体设计方案报告及审查意见（初稿）（水利部淮委设计院、海委设计院，2003年8月）；（2） 南水北调工程总体规划（国家发展计划委员会、水利部，2002年9月）；（3） 南水北调东线工程规划（2001年修订）（水利部淮委、海委，2001年10月）；（4） 水利部水规总院关于南水北调东线第一期工程项目建议书（修订稿）审查意见（初稿）（2003年4月）；（5） 南水北调东线第一期工程项目建议书（修订稿）（淮委规划设计研究院，2003年3月）。（6） 关于征求2003年南水北调工程开工项目前期工作进度安排意见的通知（水利部南水北调规划设计管理局，2003年5月）。1.3.2 设计依据的规程、规范和规定（1）水利水电工程项目建议书编制暂行规定（水规计1996608号）（2）水利水电工程等级划分和洪水标准（SL252-2000）（3）泵站设计规范（GB/T50265-97）（4）水闸设计规范（SL265-2001）（5）水工混凝土结构设计规范（SL/T 19196）；（6）水工建筑物荷载设计规范（DL50771997）；（7）水工建筑物抗震设计规范（DL50731997）；（8）公路桥涵设计通用规范（JTJ02185）；（9）水利水电工程施工组织设计规范（SDJ338-89）（10）水利工程管理单位编制定员试行标准（SLJ705-81）（11）内河通航标准（GBJ13990）；（12）水利水电工程钢闸门设计规范（SL 7495）；（13）水利水电工程启闭机设计规范（SL 4193）；（14）水工金属结构防腐蚀规范（SL 10595）；（15）淮委规划设计研究院南水北调沿线泵站项目建议书编制规定(16) 其它相关的规范、规程、标准。2 气象与水文2.1气 象邳州泵站地处邳州市西南部，属于暖温带半湿润季风气候区，冷暖变化和旱涝灾害十分突出。夏季炎热，雨水集中；冬季干旱，雨雪稀少，春季温和，秋季气爽。多年平均气温14。平均降雨量867.5mm，年日照2393小时，无霜期214天，平均水面蒸发量1100mm，陆地蒸发量625mm。降雨的时空分布极不均匀，汛期（69月）降雨595.4mm，占全年的66.8%，历年最大降水为1354.3mm，最小降水为557.7mm，故常有旱、涝、渍、冻等自然灾害。暴雨成因是黄淮气旋、台风和切变线等。2.2水 文2.2.1徐洪河概况徐洪河连接洪泽湖、骆马湖、微山湖三大湖泊，串通安河与沂沭泗两大水系，是一条具有防洪、排涝、调水及航运综合效益的骨干河道。徐洪河工程主要由干流及房亭河组成，其干流从洪泽湖的顾勒河口开始，沿安河老道扩挖，至七嘴进入睢宁境内，再沿凌沙河至沙集向北，切断废黄河，穿越民便河至刘集（亦称为土山），向西北利用房亭河在徐州东郊蟠桃村附近进入不牢河。全长为187km，其中顾勒河口至刘集120km，刘集至不牢河蟠桃村利用房亭河长度67km。徐洪河按5年一遇除涝、20年一遇防洪、北调送水200 m3/s标准开挖。徐洪河干流排水面积2316km2，5年一遇排涝流量960m3/s，现状河道底高程158m（废黄河零点，下同），河底宽度24102m，河道边坡1：31：4。1992年全线贯通，并建成睢宁一站，在洪泽湖水位12.5米时可利用睢宁站从洪泽湖抽水50 m3/s北送徐州。2.2.2 房亭河概况房亭河位于铜山、邳州两县（市）境内，系运西地区主要引排骨干河道之一。从京杭运河不牢河起，经大庙、单集、土山到房亭河地涵入中运河，全长74.4km。沿岸支流有古运河、一手禅河、帮房亭河、白马河等，流域呈叶面状分布，房亭河流域面积为755km2，其中丘陵山区面积136 km2，平原区493 km2，低洼平原抽排区126 km2。地面形势是西高东低,地面平均坡度1/50001/7000。房亭河20年一遇防洪流量813 m3/s，5年一遇排涝流量505m3/s，现状河道底高程2718.3m，河底宽度1040m，河道边坡1：3，满足防洪排涝要求。2.2.3 邳州泵站排涝区域概况房亭河以北、京杭运河以南区域排水面积246.6km2，区域地面高程22.523.5m,具体排水范围为：房亭河以北，中运河以西，古运河、李集大沟滩土河上段以东区域(见附图)。该片地区的现状排涝布局为：当徐洪河、邳洪河水位较低时，开启刘集地涵和邳洪河地涵向南抢排；当失去自排机会时区域涝水由刘山站和刘集站抽排。（见图2.2.3.1）2.3 通航水位根据1979年江苏省水利勘测设计院编制的徐洪河全线工程规划及1997年江苏省交通规划设计院编制的徐洪河通航工程刘集船闸工程可行性研究报告，房亭河及徐洪河均为级航道，房亭河下段最低通航水位为20.5m，徐洪河沙集至刘集段最低通航水位为19.5m。中运河最低通航水位20.5m；徐洪河刘集地涵南端最低通航水位19.5m。2.4 调水水位复核房亭河中泓糙率选用0.0225，河道考虑淤积因素，桥梁、涵闸及芦苇阻水均计入落差。徐洪河中泓糙率选用0.0225，河道考虑淤积因素，桥梁、涵闸均计入落差。邳州泵站水位复核情况见下表： 邳州泵站特征水位表 表2.4.1运行工况站上站下备注河道水位（m）后池水位（m）河道水位（m）前池水位（m）设计运行水位23.323.4020.520.20站上按骆马湖近期控制水位23.0m推算至邳州泵站站上。最高运行水位23.723.8022.522.50站上水位按远期骆马湖23.5m推算至土山站上，站下按睢宁站最高水位22.5m。最低运行水位21.121.219.519.2按中运河最低水位21.1m。站下按最低通航水位19.5m。平均运行水位22.923.020.520.2按骆马湖多年平均水位22.9m近期流量推算至邳州泵站站上。站下按平均水位20.5m。百年一遇设计防洪水位27.522.525.022.5通过防洪闸防洪天窗泄洪时水位27.024.024.724.7原河道建筑物规划功能三百年一遇校核防洪水位28.023.526.023.5骆马湖26.0m，通过防洪闸防洪排涝水位26.522.121.8站下为结合房亭河以北片最低排涝控制水位。2.5 邳州泵站配套建筑物水位组合表2.5.1 黄墩湖防洪闸黄墩湖防洪闸水位组合表 表2.5.1计算工况闸上水位（m）闸下水位（m）流量（m3/s）备注送水设计20.5020.40100南水北调设计送水水位行洪设计24.6024.70400刘集地涵天窗向南泄洪挡洪设计25.022.5百年一遇设计水位校核26.023.5三百年一遇校核水位防渗26.023.5消能24.6024.70400刘集地涵天窗向南泄洪消能20.5020.4400送水水位2.5.2 房亭河防洪闸房亭河防洪闸水位组合表 表2.5.2计算工况闸上水位（m）闸下水位（m）流量（m3/s）备注送水设计23.8023.70100南水北调设计送水水位挡洪设计22.527.5百年一遇设计水位校核23.528.0三百年一遇校核水位防渗22.527.5消能23.823.7100送水水位2.5.3 双杨河灌溉涵洞双杨河灌溉涵洞水位组合表 表2.5.3计算工况上游水位（m）下游水位（m）流量（m3/s）备注引水设计22.922.758南水北调近期设计送水水位挡洪设计27.3923.0闸上为房亭河二十年一遇防洪水位防渗27.3923.0闸下为灌溉河道正常蓄水位消能25.020.0闸下为灌溉河道最低蓄水位3 工程地质3.1 地质概况2003年8月徐州市水利建筑设计研究院对邳州泵站（房亭河南、北两个方案）按项目建议书阶段进行工程地质勘察。在收集区域工程地质资料和地区水文地质的基础上，适量布置钻孔，初步查明场地工程环境、地形地貌、地层岩性、不良岩土层的分布及其对工程的影响，进行常规岩土性质试验，提供各层岩土的常规物理力学参数；并对其工程性质做初步评价。对场地水文地质条件、岩土的渗透性，地下水埋藏条件，地表水和地下水的补排关系，环境水的腐蚀性进行初步评价。外业工作于2003年8月5日开始，8月12日结束，施工钻孔21孔，总进尺489.17m，取原状土样106个，进行标贯试验313点，最大孔深27.8m，控制高程-5.2m,基底下深度17.0m。土工试验由我院试验室完成，土样均按要求进行了常规物理力学试验。3.1.1 地形地貌邳州泵站位于江苏省邳州市八路乡境内，北方案位于房亭河北岸，现刘集抽水站西侧，输水线路为睢宁站来水经徐洪河和徐洪河穿房亭河地涵到邳州泵站下再抽水入房亭河，由房亭河送入骆马湖。南方案位于房亭河南岸，黄墩湖滞洪区内，输水线路为睢宁站来水经徐洪河直接抽水入房亭河，由房亭河送入骆马湖。场地地势平坦，地表高程23.024.0m，房亭河堤顶高程28.3m，边坡1:3，徐洪河河底高程15.0，房亭河河底高程18.0m。3.1.2地层和岩性场地位于沂沭泗河冲、洪积平原，第四系地层发育以冲、洪积相为主，全新统、上更新统沉积颗粒较细，中更新统沉积颗粒相对较粗，沉积韵率清晰，成层性好。全新统厚89m，上部为砂壤土、粉砂，下部为淤泥质黏土。上更新统以黏性土夹钙质结核为主，局部夹细中粗砂，厚度1015m。中更新统以黏性土夹钙质结核为主，夹中、粗砂，厚度40.0m。本次勘探揭露第四系全新统（Q4）、上更新统（Q3）地层，根据岩土特征可划分为7层（南、北两方案统一分层，不包括夹层），现分述如下：全新统Q4：砂壤土（Q4 al+pl）：黄色、浅黄褐色，松散、饱和，振动析水较快，无光泽反应；局部混团状粉砂、或夹黏土薄层；厚度2.02.6m。 黏土（Q4 al+pl）：褐黄色，软塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性较低，标贯击数23击，厚度0.61.1m。粉砂（Q4 al+pl）：灰色，松散、饱和，振动析水快，无光泽反应，夹黏土薄层；标贯击数28击，厚度1.03.6m，南方案场地内局部分布。 淤泥质黏土、淤泥（Q4l+h）：灰色，软塑，黏着性大，稍有光泽，摇振变形明显，韧性较低，含腐植质及腐烂植物根系，厚约1.552.8m，南方案场地内多含粉砂薄层，标贯击数12 击。-1中细砂（Q4 al+pl）：黄色灰黄色，中密，饱和，厚度0.01.9m，标贯击数24击，仅在北方案自排闸T18孔分布。壤土：黄灰色，可塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等，含小豆状FeMn结核，混粉粒较多及少量砂粒，厚2.83.6m，标贯击数48 击。上更新统（Q3）：壤土混砂姜（Q3 al+pl）：褐黄色、褐黄夹灰白色，可塑硬塑，无摇振反应，油脂光泽，干强度高，韧性高中等；含豆状FeMn结核及砂姜（钙质结核），结核直径38 cm左右，上部含量较多，厚约2.25.4m，标贯击数822击。-1中粗砂（Q3 al+pl）：黄色灰白色，紧密，饱和，厚度变化大，0.52.4m，标贯击数21击，北方案仅抽水站T3孔分布，南方案场地内分布稳定。黏土混砂姜（Q3 al+pl）：褐黄夹灰白色，可塑硬塑，无摇振反应，光滑，干强度高，韧性高；含少量砂姜，总厚度14.0m，标贯击数1125击。-1中粗砂（Q3 al+pl）：黄色灰白色，紧密，饱和，厚度变化大，0.01.4m，标贯击数1830击，北方案仅抽水站T3、T6孔分布，南方案分布稳定。-2含砾中粗砂（Q3 al+pl）：黄色灰白色，紧密，饱和，底部含小砾石，厚度变化大0.02.4m，标贯击数1830击，分布比较稳定。各土层分布情况详见南、北两个方案的“工程地质剖面图（图3.1.1、图3.1.2、图3.1.3”，其物理力学指标见各工程的工程地质勘察综合成果表。 3.1.3 水文地质条件本场地位于中运河沿岸富水区内，冲积层厚度一般在60米左右，主要含水层在1020m之间，含水层主要为中粗砂和含砂姜壤土，后者的富水取决于砂姜含量多少富集程度，补给水源主要靠降雨入渗，地表侧向补给次之。（1）孔隙潜水:主要赋存在第四系全新统和上更新统地层中，含水岩组的岩性多为厚度510m的中粗砂、中细砂和亚粘土，底板埋深一般在30m以浅。单井涌水量10003000m3/d；补给来源为大气降水和地表水渗漏，主要消耗于蒸发和人工开采，属降水入渗蒸发开采型。（2）孔隙承压水:，含水岩组岩性以中更新统含砾中粗砂、中细砂为主，顶板埋深3040m以深，厚1015m；单井涌水量5001000m3/d。场地内含水层主要有第层砂壤土、第层粉砂和第-1、-1、-2层中粗砂，其中第层粉砂渗透性大富水性比较好，水源补给条件受地表水和大气降水影响，易于疏干；第-1、-1、-2层中粗砂的富水和渗透性都很好，且与上、下含水层有直接水力联系。第层黏土夹砂姜富水性取决于砂姜含量的多少和富集程度。据调查和有关水文地质资料分析，场地附近该岩组单井涌水量一般1520m3/h左右。站址基坑开挖过程中除第层黏土和第层淤泥质黏土外，其余各层均有一定的水涌入基坑。本次勘察期间测得地下水埋深0.8m，相应地下水位：22.5m。据调查地表水与水地下水对混凝土均无侵蚀性。3.1.4 地震基本烈度本地区处于郯城营口地震带南端，地震活动的特点是频度低，强度大。迄今为止共发生6级以上地震8次，其中7级以上强震4次，最大震级为8.5级。根据历史记载和地震调查，自公元前178年至今共记录有感地震17次。其中少数曾造成不同程度的破坏，但全都是邻区地震波及引起的。破坏程度最大的是1668年7月21日郯城莒县间发生的8.5级地震。但历史上7级以上的大震都发生在郯营地震带的北段和中段，而邳州所处的南段仅有一些零星的中强震发生。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，场地地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期为0.35s。根据中国地震烈度区划图(P=0.1,1990a)，场地地震基本烈度8度。3.2 工程地质条件邳州泵站位于郯庐断裂带以西15km，工程场地内无活动断层。依据水工建筑物抗震设计规范（SL20397）第3.1.1款，根据构造活动性、边坡稳定性和场地地基条件，该场地位于抗震有利地段。根据场地地层结构，按剪切波速与岩性的关系，场地覆盖层厚度（dov）60.0m。抽水站主体工程按水工建筑物抗震规范划分,工程场地土（抽水站基底下15.0m内）按水工建筑物抗震规范计算，平均剪切波速（VSm）为：250.2 m/s；场地土类型：中硬土；场地类别：类。配套工程建筑按建筑抗震设计规范划分,场地地表以下20.0m内，等效剪切波速（VSe）126.6m/s；场地类别：类。场地内第层为第四系全新统（Q4）地层，上部层系黄泛冲、洪积沉积，中部淤泥质黏土为湖沼沉积，沉积时间短、土质松软，工程性质相对较差。第层砂壤土、第层粉砂，松散、饱和，防渗抗冲能力差，在地下水作用下极易产生管涌或流土破坏，经判别为地震液化土层。第层为新近沉积的粘性土。第层淤泥质黏土，土质软弱，压缩性高、抗剪强度低，易流变，允许承载力70kpa。第为一般粘性土，允许承载力140kpa。第层为第四系上更新统（Q3）地层，以含砂姜（钙质结核）黏性土为主，夹中粗砂。各层土的密度、强度都比较大，压缩性中等偏低，允许承载力均在200kpa以上。其中第-1、-1、-2层中粗砂、厚度变化大，工程性质较好，仅第-2层含砾中粗砂分布相对比较稳定。进水段翼墙基底高程13.1m，设计站房基底高程12.2m，南、北两个方案均位于第层壤土混砂姜之上，该层分布稳定，压缩性中等偏低低，标贯击数822击，平均11击，允许承载力200kpa，抽水站地基内无地震液化或软化土层。出水段翼墙基底高程17.0m，北方案位于第层壤土顶部，南方案位于第层层淤泥质黏土下部，清污闸基底高程14.3m，南、北两个方案位于第层底部，允许承载力140kpa。站房基坑开挖土层主为层,其中第层砂壤土、第层粉砂和第层淤泥质黏土的工程性质都比较差，前者在地下水作用下极易发生流土破坏，后者抗剪强度低，易流变，均对边坡稳定不利。此外、凡设置在站房开挖回填土范围内的工程，除按换填法处理要求控制填土质量外，地基设计应考虑由于回填土体的水敏性而易产生的沉降、负摩阻力等不利因素，选择合理的地基处理方案。3.3 结论与建议（1）邳州泵站位于郯庐断裂带西侧15km，工程场地内无活动断层及高危边坡，抽水站地基内无液化土层，场地位于抗震有利地段。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，场地地震动峰值加速度为0.20g，地震动反应谱特征周期为0.35s。根据中国地震烈度区划图(P=0.1)（1990a），场地地震基本烈度8度。（2）邳州泵站工程按水工建筑物抗震规范判别，场地土（抽水站基底下15.0m内）平均剪切波速（VSm）为：250.2 m/s；场地土类型：中硬土；场地类别：类。附属建筑按建筑抗震设计规范判别，场地土（地表以下20.0m内）等效剪切波速（VSe）为：126.6m/s；场地类别：类。经判别场地内第砂壤土、第层粉砂为地震液化土层，液化等级严重；附属建筑物若以第或层为地基，建议采取消除液化措施进行处理。（3）场地内第层为全新统（Q4）地层，土质松软，工程性质较差；第层为上更新统（Q3）地层，工程性质较好。站房基坑开挖土层主为层,其中第层砂壤土、第层粉砂在地下水作用下极易发生流土破坏，第层淤泥质黏土的抗剪强度低，易流变，均对边坡稳定不利。（4）进水段翼墙基底高程12.8m，设计站房基底高程12.0m，两方案均位于第层粉质壤土混砂姜之上，建议允许承载力200kpa，地基内无液化和软弱土层。出水段翼墙及节制闸基底高程17.0m，北方案位于第层壤土上部、南方案则位于第层淤泥质黏土下部，允许承载力70kpa,不能满足地基设计要求，建议全部挖除进行换填处理。清污闸基底高程14.3m，两方案均位于第层底部，允许承载力140kpa,若不满足地基设计要求则应进行处理。（5）凡以开挖回填土为地基的建筑物，回填过程中除按换填法处理要求控制填土质量外，设计应考虑因回填土的水敏性而产生的沉降、负摩阻力等不利因素，选择合理的地基处理方案。（6）第砂壤土、第层粉砂、第-1、-1、-2层中粗砂的富水性都比较好，开挖涉及第、第-1层，各含水层均位于地表以下15m以内，属上层潜水，易于疏干。在勘探及刘集地涵施工过程中，均没发现有承压水现象，第-1、-2层中粗砂分别位于站房基底下3m、5m，富水性好但不承压，一般不会对基坑产生突涌破坏。本次勘察期间测得地下水埋深0.60.8m，相应地下水位：22.522.7 m。据调查地下水对混凝土无侵蚀性。（7）场地内第层砂壤土、第层粉砂、第-1、-1、-2层中粗砂，渗透变形均为管涌，临界坡降分别为：0.28、0.33、0.57，允许坡降分别为：0.19、0.22、0.38。第、层位于基坑边坡上，应注意防止管涌破坏，（8）基坑开挖及施工降水均应有专门设计，合理选择放坡比例，选择有效地降（排）水方案，以利工程安全。（2）井点降水设计应合理选择降深，以免因降深过大导致影响半径过大对周围环境及临近建筑物产生不利影响。4、工程任务和规模4.1 地区社会经济概况邳州泵站工程位于邳州市八路镇。根据2002年统计全市总面积2084平方公里，耕地面积322.5万亩，人口156.25万人，其中农业人口120.89万人。国内生产总值72亿元，财政支收入3.42亿元，农民人均收入3295万元。与先进的苏南城市相比，人均国内生产总值偏低，经济总量规模小，发展差距大。邳州市区域内河网密布，是东调南下、南水北调的必经之路，工程对区域经济影响较大。4.2 工程任务4.2.1工程任务根据项目建议书，南水北调一期工程利用江苏省江水北调工程，扩大规模，向北延伸，供水范围是苏北、皖东北和鲁西南、山东半岛及鲁北地区。一期工程规划第一级抽江规模由现状400m3/s扩大到500m3/s，入东平湖100m3/s,过黄河50m3/s,送山东半岛 50m3/s。邳州泵站是东线工程的第六级泵站，徐洪河输水线路上的第三级泵站，主要是将睢宁站来水通过房亭河向东送入骆马湖。4.2.2 工程建设的必要性20世纪90年代以来，北方地区大范围缺水，地下水超采严重，水环境污染和黄河断流等问题引起社会的广泛关注。东线工程供水范围均属水资源短缺地区，天津、河北、山东半岛以及南四湖地区缺水最为严重，主要体现在：城乡生活用水紧张，水质难以保证；缺水制约工业发展；缺水造成农业低产以及水水环境严重恶化。水资源短缺已成为制约该地区社会发展的重要因素之一。2002年南四湖地区遭遇特大旱情，上级湖干涸，下级湖基本干涸。南四湖及周边地区社会、经济和人民生活以及生态环境遭受严重影响，32万人发生饮水困难，1000多万亩农作物普遍受旱，京杭运河济宁段130km的主航道全线断航，干旱对南四湖地区的生态环境造成了很大的威胁。为缓解南四湖地区严重缺水的局面，挽救濒危的野生自然资源，保护南四湖地区的生态环境，实施了从长江向南四湖应急生态补水，补水历时45天，入下级湖水量1.1亿m3,入上级湖水量0.5亿m3，下级湖水位较补湖前上涨了0.46m，水面积增加了110km2，达到正常蓄水面积的26%，有效地挽救了湖区生态系统。应急生态补水是调长江水出省的又一次成功预演，同时也反映出江水北调工程规模的不足。南水北调工程的建设，扩大了自长江调水的规模，为解决南四湖地区及以北地区水资源短缺提供了条件。另外，南水北调工程的实施抬高了不牢河、中运河、房亭河的正常蓄水位，降低了房北地区涝水自排的机率，兴建邳州站结合地方排涝也是必要的。综上所述，南水北调一期邳州站工程建设是必要的和紧迫的。4.3 工程规模按照南水北调工程总体规划，东线工程分三期实施，第一期工程2007年前完成。东线工程江苏各梯级调水规模如表4-1，各梯级泵站设计规模如表4-2。江苏省各梯级分期调水规模表 表4-1梯级区段现状第一期第二期第三期抽江（m3/s）400500600800入洪泽湖（m3/s）200450550700出洪泽湖（m3/s）160350450625入骆马湖（m3/s）100275350525出骆马湖（m3/s）50250350525入下级湖（m3/s）20200270425 南水北调东线第六梯级泵站设计规模表 表4-2泵站名称一期（抽江500m3/s）二期（抽江600m3/s）三期（抽江800m3/s）设计规模京杭运河运西线设计规模京杭运河运西线设计规模京杭运河运西线皂河站175175250250350350邳州站100100100100175175合计275175100350250100525350175第六梯级已建成皂河一站，因此邳州站的工程规模亦为100m3/s。4.3.1 泵站根据南水北调东线第一期工程项目建议书审查意见，邳州站建设规模为100m3/s，与皂河一站及拟建的皂河二站组成南水北调第六级梯级，泵站设计应满足南水北调向北送水年运行5000小时的要求，选用的机组应安全稳定、高效低耗、自动化程度高，达到国内领先水平。主泵房为一等1级建筑物，按8度地震设防。工程防洪标准为一百年一遇设计，三百年一遇校核。4.3.2 徐洪河排涝控制闸根据南水北调总体规划要求以及刘山泵站可研报告的要求，因南水北调工程的实施恶化了邳州房北地区的排涝条件，降低了自排的机率，因而在兴建邳州泵站时要结合地方排涝。而邳州泵站位于黄墩湖滞洪内，以房亭河为界，为属不同流域，徐洪河属于淮干流域，房亭河属于沂沭泗流域。为了不破坏不同流域间的排涝体系，减少边界纠纷，房北涝水南出刘集地涵需加以控制，防止南窜入黄墩湖低洼地区引起低洼地区的洪灾。徐洪河排涝控制闸，设计引水流量100m3/s，泄洪流量400m3/s。工程等级为级，主要建筑物级别为3级。控制闸共4孔，每孔净宽8米，闸室底板高程15.0m。考虑控制闸前方为刘集船闸引航道入口，为防止船只顺流冲撞，设置拦船设施拦船索。4.3.3 清污机桥为保证供水的水质和水泵机组的安全运行，在泵站下游引河入口处建一清污机桥。清污机桥共10孔，每孔净宽5米，总长59.66米，桥面高程23.0m，宽6.9米，底板高程15.0m.4.3.4 泵站引河泵站下游引河总长795米。河底高程15.0m，滩面高程23.0m，道路堤顶高程125.7m，河底宽24米，边坡1:3。4.3.5 双杨灌溉涵洞因邳州泵站的兴建切断了黄墩湖双杨河流域的灌溉水源，需场地重建双杨涵洞。涵洞尺寸为3米宽，4米高，底板顶高程18.5米。4.3.5 供变电工程邳州泵站的电力来源为苏北电网。拟建110KV/10KV站用变电所一座，供电线路由邵场变电所接入。4.3.6 管理配套设施为保证泵站机组的正常运行和管理人员安心工作，需建厂房、控制室、管理用房及相应的配套附属设施。5 工程选址、工程总布置及主要建筑物5.1 工程等别和标准5.1.1 工程级别、建筑物级别本工程为南水北调工程中的第六级枢纽，具有供水、排涝、航运、挡洪等综合功能。邳州泵站一期调水规模100m3/s。考虑南水北调工程一期工程规模、工程的重要性及工程现状，按照水利部颁发的水利水电工程等级划分和洪水标准（SL252-2000）、泵站设计规范（GB/T50265-97）和水闸设计规范（SL265-2001）的有关规定，结合水规总院对南水北调东线第一期工程项目建议书的审查意见（2004年6月），确定邳州泵站工程等别为等，工程规模为大（1）型。主要建筑物级别1级，次要建筑物级别3级。双杨灌溉涵洞，徐洪河排涝控制闸等水闸工程等别为等，主要建筑物级别为3级。施工围堰等临时工程为4级。进站道路荷载按汽-20设计，路宽5.5米。5.1.2 防洪标准根据泵站设计规范，本站防洪标准为100年一遇设计，300年一遇校核。房亭河侧挡洪设计水位为27.5m，校核水位28.0m；黄墩湖滞洪设计、校核水位都为26.0m。5.1.3 地震设防烈度 根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），邳州站场地地震动峰值加速度0.2g，反应谱特征周期0.35S。根据水工建筑物抗震设计规范（DL50731997）要求，本工程地震设防烈度为8度。5.1.4 基本资料5.1.4.1 高程系统 本工程高程系统采用废黄河高程系统。5.1.4.2 设计依据文件5.1.4.3 设计依据的规程、规范和规定5.1.4.4 特征水位与组合根据项目建议书及其审查意见，邳州泵站工程特征水位按南水北调东线规划，结合沂沭泗东调南下二期工程及历史发生的实际水位确定。特征水位、流量及水位组合见表5.15.4。邳州泵站特征水位表 表5.1运行工况站上站下备注河道水位（m）后池水位（m）河道水位（m）前池水位（m）设计运行水位23.323.4020.520.20站上按骆马湖近期控制水位23.0m推算至邳州泵站站上。最高运行水位23.723.8022.522.50站上水位按远期骆马湖23.5m推算至土山站上，站下按睢宁站最高水位22.5m。最低运行水位21.121.219.519.2按中运河最低水位21.1m。站下按最低通航水位19.5m。平均运行水位22.923.020.520.2按骆马湖多年平均水位22.9m近期流量推算至邳州泵站站上。站下按平均水位20.5m。百年一遇设计防洪水位27.527.526.026.0黄墩湖滞洪，水位与骆马湖持平天窗泄洪时水位27.027.024.724.7原河道建筑物规划功能三百年一遇校核防洪水位28.028.026.026.0站下与百年一遇设计防洪水位相同排涝水位26.522.121.8站下为结合房亭河以北片最低排涝控制水位。 邳州泵站运行水位组合表 表5.2运行工况站上水位（m）站下水位（m）净扬程（m）备注设计扬程23.420.23.2站下水位为前池水位站上水位为后池水位最高扬程23.819.24.6最低扬程21.222.5/平均扬程23.020.22.8排涝扬程26.5021.804.7 邳州泵站整体稳定计算水位组合表 表5.3荷载组合计算工况站上（m）站下（m）备注基本组合施工完建无水无水设计调水（1）23.420.2设计调水水位设计调水（2）21.219.2上下游最低调水水位特殊组合检修情况23.420.2泵站1台机组检修、流道抽空校核情况（1）23.819.2上游最高调水水位、下游最低调水位校核情况（2）27.522.5上游设计洪水位、下游最高调水位（不分洪） 校核情况（3）28.026.0上下游校核洪水位校核情况（4）26.521.8排涝情况设计+地震情况（0.2g）23420.2调水期上下游设计水位遭遇地震地震动峰值加速度为0.2g 徐洪河排涝控制闸水位组合表 表5.4计算工况闸上水位（m）闸下水位（m）流量（m3/s）备注送水设计20.520.45175南水北调设计送水水位泄洪设计24.6524.7400天窗泄洪水位防渗20.522.1房北排涝消能24.6524.7400天窗泄洪20.520.45100送水5.1.5 设计参数1、 抗滑根据泵站设计规范，泵房抗滑稳定安全系数见表5.5抗滑稳定安全系数允许值 表5.5地基类别荷载组合泵站建筑物级别备注1234土基基本组合1.351.301.251.20特殊组合1.201.151.101.051.101.051.051.002、 材料容重混凝土： 24KN/m3 钢筋混凝土：25KN/m3 回填土： 18KN/m3 浆砌块石：23KN/m3 3、 混凝土强度等级 根据水工建筑物混凝土抗冰冻设计规范，泵站工程建筑物各部位混凝土强度等级见表5.6。 各部位砼强度等级表 表5.6结构部位强度等级抗渗等级抗冻等级泵房底板、墩墙C25W4F100主副厂房框架、屋面等C25W4F100进出、水池、翼墙等C25W4F100清污机桥、节制闸C25W4F100公路桥梁板、铺装C40/F50栏杆、盖板等预制件C25/F50护 坡C20/F100检修桥C25/垫 层C20/其 它C20/5.2 工程选址5.2.1 枢纽现状邳州枢纽现有：刘集地涵、刘集抽水站、刘集节制闸、双杨河灌溉涵洞，正在实施的有：刘集船闸。一、刘集地涵工程：刘集地涵工程兴建于1991年，位于徐洪河和房亭河交汇处。箱型涵洞，五孔一联，共两联，每孔净宽3.6m，高4.0m，底板厚0.6m，墩厚0.5m，顶板厚0.5m，涵洞全长224m，中间水平段长126m，基底高程12.9m。地涵北侧设控制闸首，南侧设10孔排洪天窗，天窗宽3.6m，高3.8m。刘集地涵的主要功能有：根据原南水北调规划，邳州泵站采用房北方案，睢宁站来水经刘集地涵向骆马湖送水或经房亭河向西为大庙、单集两个梯级送水；为房北地区（二八河以东、宿占河以西、不牢河以南地区）的涝水提供相机南排的出口；当骆马湖遭遇超标准洪水，而洪泽湖有可能承泄时，可以通过地涵天窗口门向徐洪河泄洪400m3/s，减轻骆马湖的防洪压力。二、刘集节制闸 刘集闸位于房亭河桩号7+030处，该闸建成于1971年，共15孔。其中14孔为排水孔，1孔为通航孔。排水孔每孔净宽3.0m，通航孔净宽6.0m，孔高7.5m。通航孔采用钢闸门，其余孔均采用钢筋混凝土闸门，配8t螺杆式启闭机。闸底板顶高程19.0m，门槛顶高程19.2m，闸顶高程28.5m。闸上交通桥为双曲拱桥，设计标准为汽-10级。主要功能为节制灌溉水位。二十年一遇设计流量813m3/s。鉴于邳州泵站一期工程规划主要向骆马湖送水，工程规模未考虑房亭河流域工农业用水量，而现状条件下房亭河流域工农业用水主要靠抽引骆马湖水，且骆马湖水资源主要为徐州使用。为了不因为南水北调而恶化地方现有自然水资源使用条件，刘集节制闸功能在一期工程中不能取消，二期工程实施时，根据南水北调规划要求将刘集节制闸拆除移位重建。三、刘集翻水站刘集翻水站位于房亭河北岸，刘集节制闸上游，1981年建成。该站安装66台20寸混流泵，配55kw电机，单机流量0.5m3/s。前池底高程18.5m，后池底高程23.8m。目前设备老化，带病运行，效率低，能耗高，年运行成本逐年增加。刘集站担负着房亭河两岸、陇海铁路以南、双杨河以西地区40.4万亩耕地（即八路、土山、占城、八义集、议堂等镇全部及碾庄、赵墩两镇一部分）的灌溉任务。通过关闭刘集闸，抽引骆马湖水或徐洪河水入房亭河，抬高刘集闸上房亭河水位，提供灌溉水源。同时，在黄墩湖滞洪时，房亭河地涵失去自排机会，宿占河以东、不牢河以南、房亭河以北233km2的涝水也将由刘集站抽排入骆马湖，减少滞涝时间。四、刘集船闸刘集船闸是沟通徐洪河、房亭河和大运河的梯级船闸，位于房亭河大堤南侧，设计标准为级航道船闸，目前初步设计已批复，交通部门正在建设实施。五、双杨河灌溉涵洞双杨河灌溉涵洞位于房亭河南堤上，徐洪河与房亭河交汇处的东南角，现状灌溉面积2.9万亩，设计灌溉流量8 m3/s，主要灌溉范围双杨河以西，徐洪河以东。5.2.2站址选择及比较5.2.2.1 站址比选方案1、布置原则按照南水北调东线工程总体规划原则，充分利用现有河道和地形向骆马湖送水；尽量减少对现有工程的影响，节约工程投资；尽可能提高水泵运行效率，降低运行成本；总体布置应兼顾防洪、排涝、航运等各方面因素，综合考虑；注重工程环境，便于布置管理设施，方便管理；在一期工程泵站布置的同时考虑预留二期泵站的位置。2、站址比选方案根据邳州泵站功能要求和地形条件，结合一、二期规划，其建筑物布置主要考虑了两种方案：（见图5.2.2.1）方案一：房南方案。因邳州泵站一期工程主要向骆马湖补水，故邳州泵站拟建在房亭河南侧，徐洪河东岸。邳州泵站引河与徐洪河的交角成31，泵站纵轴线与房亭河中心线夹角为50。在刘集地涵和邳州泵站之间预留二期刘集节制闸位置。因站址位置切断了双杨河灌溉涵洞出路，需拆除双杨涵洞移地新建。由于邳州泵站位于黄墩湖滞洪区内，在黄墩湖滞洪时保证邳州泵站防洪安全。邳州泵站特征水位表（房南方案） 表5.7运行工况站上站下备注河道水位（m）后池水位（m）河道水位（m）前池水位（m）设计运行水位23.323.4020.520.20站上按骆马湖近期控制水位23.0m推算至邳州泵站站上。最高运行水位23.723.8022.522.50站上水位按远期骆马湖23.5m推算至土山站上，站下按睢宁站最高水位22.5m。最低运行水位21.121.219.519.2按中运河最低水位21.1m。站下按最低通航水位19.5m。平均运行水位22.923.020.520.2按骆马湖多年平均水位22.9m近期流量推算至邳州泵站站上。站下按平均水位20.5m。百年一遇设计防洪水位27.527.526.026.0黄墩湖滞洪，水位与骆马湖持平天窗泄洪时水位27.027.024.724.7原河道建筑物规划功能三百年一遇校核防洪水位28.028.026.026.0站下与百年一遇设计防洪水位相同排涝水位26.522.121.8站下为结合房亭河以北片最低排涝控制水位。主要工程量及投资见表5.8。 邳州泵站房南方案主要工程量及投资表 表5.8项目砼及钢筋砼（m3）钢筋（t）砌石（m3）土方（万m3）金属结构（万元）机电设备（万元）临时工程（万元）土建投资（万元）开挖回填邳州泵站285132059741421.7647.82601.14248.614385698.7徐洪河排涝控制闸927074932327.532.24201.216.61305.6清污机桥22651817870.150.02320.410292双杨灌溉涵洞882712131.220.9511.49.2150.7引河36207436.47.652.81034.4征地拆迁征地290亩，临时用地123亩，房屋拆迁156平方米总 计4455031341164667.0658.631134.14294.41490.88481.5注：该表投资不包括水保、环保及独立费用、预备费、拆赔等工程费用，只作为方案经济比选用。方案二：房北方案。邳州泵站拟建在房亭河北侧。布置在刘集地涵东侧，或布置在议八公路东侧，泵站引水河道需拐弯180。邳州泵站布置在议八路以东，主要配套建筑物有刘集调度闸、丰产大沟调度闸、丰产大沟公路桥，引河开挖。如邳州泵站布置在刘集地涵东侧，主要配套建筑物有刘集调度闸（闸代桥）、丰产大沟调度闸。 邳州泵站特征水位表（房北方案） 表5.9运行工况站上站下备注河道水位（m）后池水位（m）河道水位（m）前池水位（m）设计运行水位23.323.4020.519.95站上河道水位按房南方案水位确定。站下前池水位按房南方案水位减刘集地涵水头损失和地涵北段河道水头损失推算。最高运行水位23.723.8022.522.5最低运行水位21.121.219.518.95平均运行水位22.923.020.519.95百年一遇设计防洪水位27.527.523.023.5三百年一遇校核防洪水位28.028.023.524.0排涝水位26.522.422.1站下为房亭河以北片最低排涝控制水位。主要工程量及投资见表5.10 邳州泵站房北方案主要工程量及投资表 表5.10项目砼及钢筋砼（