【導(dǎo)讀】浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告

　　

【正文】 t—— 降雨歷時，分鐘 21 mttt ?? ， t1 為地面集水時間， t2 為管渠內(nèi)流行時間， m 為延緩系數(shù)，暗管 m=2，明渠 m= 各歷時降雨量 由暴雨強(qiáng)度公式計算出指定重現(xiàn)期（ a ）和歷時（ min）的降雨量 X（ mm）。 各歷時降雨量統(tǒng)計表 表 t （分鐘） P（年） 5 10 20 30 45 60 90 120 1 2 3 5 10 20 排澇模數(shù)公式 城區(qū)排澇模數(shù)計算公式為： THAaXM /))/(( ?????? 式中， M —— 排澇模數(shù)， m3/ km2 s ? —— 徑流系數(shù) ，取 X —— 設(shè)計雨量， mm,取 a—— 調(diào)蓄水位處平均水面面積， km2，取 A—— 片區(qū)面積， km2， 取 H—— 河道調(diào)蓄量， mm，取 500 T—— 設(shè)計排澇歷時，分鐘 ，取 95 浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告 24 新閘口 泵站服務(wù)范圍圖 經(jīng)計算 ，片區(qū) 排澇模數(shù)為 s，片區(qū)面積為 km2，總排澇規(guī)模不小于 m3/s， 因此 新閘口 泵站排澇設(shè)計流量取 m3/s。 新閘口 泵站 設(shè)計 排澇 流量為 ，工程規(guī)模為 小（ 1） 型。為堤后式 泵站 ，包括泵 房 、 配電 管理用房等建筑物 。 設(shè)計水位 根據(jù)規(guī)劃， 城南河 設(shè)計水位、 鎮(zhèn)北 河控制水位如下： ⑴ 城南河 設(shè)計水位 20 年一遇 5 日平均水位： 長流規(guī)水位： 100 年一遇防洪水位： 新閘口 泵站 浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告 25 300 年一遇防洪水位： ⑵ 鎮(zhèn)北 河控制 水位 正常蓄 水位： 設(shè)計水位（ 汛期 警戒 水位 ） ： 最高運(yùn)行水位： 浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告 26 5 工程布置及建筑物 新閘口 泵站位于 鎮(zhèn)北河 河 與城南河交匯處 ，主要承擔(dān) 浦口新城南片 匯水區(qū)的排澇任務(wù)，澇水排入 城南河 。泵站設(shè)計排澇流量為 。 設(shè)計依據(jù) 《泵站設(shè) 計規(guī)范》（ GB502652020）； 《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5020194）； 《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（ GB5028698）； 《室外排水設(shè)計規(guī)范》（ GB500142020）； 《水閘設(shè)計規(guī)范》（ SL2652020）； 《 城市防洪工程設(shè)計規(guī)范 》（ CJJ5092） ； 《南京 市浦口新城核心區(qū) 控制性詳細(xì)規(guī)劃》 ； 《南京市浦口區(qū)水安全、水資源、水環(huán)境綜合規(guī)劃》 ； 設(shè)計委托合同。 5. 2 工程等別及建筑物級別 新閘口泵站 設(shè)計流量為 ，依據(jù)《泵站設(shè)計規(guī)范》，工程規(guī)模為 ?。?1）型，工程等別為 Ⅳ 等，泵室、 壓力水箱、清污機(jī)橋和進(jìn)水池?fù)鯄Φ?主要建筑物為4級建筑物， 其它 次要建筑物為 5級建筑物。 城南河 堤防級別為 1 級 ， 泵站的出水涵 穿堤部分的 建筑物級別與堤防相同，為 1 級。 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 防洪標(biāo)準(zhǔn) 堤防的防洪標(biāo)準(zhǔn)采用 “長流規(guī) ”水位 。 泵站的出水涵穿越城南河堤防，其 防洪標(biāo)準(zhǔn) 按 100年一遇高潮位 設(shè)計 ： 水位 ， 300年一遇高潮位 校核 ： 水位。 排澇標(biāo)準(zhǔn) 泵站排澇標(biāo)準(zhǔn) 取重現(xiàn)期 20 年 。 浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告 27 抗震標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（ GB183062020），本地區(qū)地震動峰值加速度為 ，相應(yīng)的地震基本烈度為 7 度。本工程按地震設(shè)計烈度 7 度設(shè)防。 水位及水位組合 出水側(cè)特征水位 水位詳見 ，水位組合見表 。 泵站排澇水位組合 表 運(yùn)行工況 長江側(cè) 水位（ m） 鎮(zhèn)北河側(cè) 水位（ m） 凈揚(yáng)程（ m） 設(shè)計揚(yáng)程 最低揚(yáng)程 最高揚(yáng)程 泵室 穩(wěn)定水 位組合 表 水位 工況 長江 側(cè) 水位 （ m） 鎮(zhèn)北河 側(cè) 水位 （ m） 完建期 — — 設(shè)計 工況 校核 工況 工程總體布置 工程總體布置 現(xiàn)狀地形和周邊規(guī)劃 新閘口泵站位于鎮(zhèn)北河的東端，站址附近地面高程 ，對外交通主要依靠城南河的堤頂?shù)缆?。根?jù)《浦口新城核心區(qū)控制性詳細(xì)規(guī)劃》，新閘口泵站北側(cè)及城南河堤后有規(guī)劃的道路，東側(cè)為城南河大堤，堤后背水坡坡比為 1： 。 工程總體布置 根據(jù)該工 程區(qū)規(guī)劃， 新閘口 泵站工程選址于 鎮(zhèn)北河 與 城南河 交匯處 。 泵站 進(jìn)出水建筑物在同一軸線上， 順?biāo)鞣较虿贾玫闹饕ㄖ镉?引水渠、清污機(jī)橋、 前 池、泵室、壓力水箱、出水涵、閘門井及出水渠等。配電控制房和浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告 28 辦公管理房位于泵室的北側(cè)。 泵站管理區(qū)設(shè)主、次兩個入口，主入口位于城南河堤后，次入口位于清污機(jī)橋北側(cè)，主、次入口均與擬建規(guī)劃道路連接。 主要 建筑物布置 泵室長 12m，寬 ，布置在 城南河左岸 堤后。為保證較優(yōu)的進(jìn)水流態(tài)，泵室采用正向進(jìn)水，濕室型結(jié)構(gòu)型式，泵室上設(shè)泵房。 清污機(jī)橋與泵室之間設(shè)進(jìn)水池， 前 池長 18m，凈寬 由 ，具備一定水下容積，滿足秒換水系數(shù)。由于內(nèi)河設(shè)計水深較淺，清污機(jī)橋布置得較寬，可以有效降低過柵流速 ； 清污機(jī)橋共 2孔，每孔 ，總凈寬 ； 清污機(jī)橋?qū)?。 引渠 為 梯形斷面 結(jié)構(gòu)型式，占地面積較大，一方面可以調(diào)蓄水量，避免水泵全開時，水位降低過快，從而保證水泵穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面，開闊的水面適于營造景觀效果。 出水涵與 城南河大 堤垂直布置，在 出水口 設(shè)閘門擋洪 。 主要建筑物設(shè)計 泵室 泵室布置 泵室安裝 4臺 ZQ36105型潛水軸流泵，單泵配套電機(jī)功 率 160kW，流量。泵室垂直水流向?qū)?，順?biāo)飨蜷L 12m。泵室平面上分為 5孔，其中4孔凈寬 ，另一孔為檢修間，凈寬 。邊墩厚 ，中墩厚 。 泵室分為進(jìn)水層、 水泵 層和頂板層。進(jìn)水層底板頂高程▽ ，底板厚 。水泵 層整層貫通， 該 層板頂高程▽ ，板厚 。泵室頂板頂高程▽ ，板厚 。 泵室前端設(shè)閘槽，可設(shè)檢修閘門或布置細(xì)格柵。 防滲排水布置 由于泵室是堤后式布置，只要驗算穿堤建筑物的防滲長度即可。 出水涵、閘門井、壓力水箱之間 設(shè)止水防滲，涵洞的底板底高程為▽ ，土的允許滲透系數(shù)值 C取 。 由泵站運(yùn)行水位可知，其上、下游最大水位差出現(xiàn)為△ H==，則泵站基底防滲長度應(yīng)不小于 L=C△ H =4 =。而閘門井、涵洞和壓浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告 29 力水箱的防滲長度為 ，可以滿足 防滲 要求。 泵 房地基應(yīng)力和 穩(wěn)定分析 （ 1） 泵房地基應(yīng)力 計算 根據(jù)表中水位計算泵房 地基應(yīng)力， 計算成果見表 。 泵 房地基應(yīng)力 計算成果表 表 工況 水位組合（ m） 地基應(yīng)力 (kpa) 不均勻系數(shù) 長江 側(cè) 鎮(zhèn)北河 側(cè) P Pmax Pmin η [η ] 完建期 設(shè)計期 校核期 由計算結(jié)果可知， 完建期泵房地基承載力不滿足要求，采用樁基處理 。 （ 2） 泵房 抗滑穩(wěn)定計算 泵站底板按 位于 ② 層淤泥質(zhì) 粉質(zhì)粘土 上 考慮 ， 承載力不滿足要求，初步確定采用灌注樁進(jìn)行處理。泵室上部 水 平向荷載由灌注 樁承擔(dān) ，并通過樁頂位移確定泵室 抗滑穩(wěn)定 是否滿足要求。 （ 3） 泵房 抗浮穩(wěn)定計算 根據(jù)規(guī)范規(guī)定，應(yīng)驗算各工況下的站身抗浮穩(wěn)定，站身抗浮穩(wěn)定按下式計算： ??? UVKf 式中： Kf─抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)； ∑ V 為 作用于泵房基礎(chǔ)底面以上的全部重力 （ kN）； ∑ U 為 作用于泵房基礎(chǔ)底面上的 揚(yáng)壓力（ kN）。 按上式計算各種工況下的站身抗浮穩(wěn)定，計算成果見表 。 站身抗浮穩(wěn)定計算成果表 表 工況 水位組合（ m） 抗浮穩(wěn)定安全系數(shù) 長江 側(cè) 鎮(zhèn)北河 側(cè) Kf [Kf] 設(shè)計期 校核期 由計算結(jié)果可知，各種工況下站身抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。 浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告 30 前 池 前 池順?biāo)鞣较蜷L ，垂直水流方向凈寬由 ，池底高程為▽ ~。 側(cè)墻采用 扶壁式擋土墻 ， 墻頂高程為▽ ， 底板厚 ，長 ~；扶壁壁厚 ，間距 。 立墻高 ~，厚 。池底為 C25鋼筋混凝土護(hù)坦，護(hù)坦厚 ，設(shè) D50冒水孔，間距 ，梅花形布置。設(shè)冒水孔的混凝土結(jié)構(gòu)下設(shè)反濾層：碎石墊層、瓜子片層、中粗砂層均厚 。前池?fù)鯄Φ鼗鶓?yīng)力計算結(jié)果見表 。 前 池 擋墻地基應(yīng)力 計算成果表 表 工況 水位組合（ m） 地基應(yīng)力 (kpa) 不均勻系數(shù) 墻前 墻后 P Pmax Pmin η [η ] 完建期 設(shè)計期 由計算結(jié)果可知，各種工況下 擋墻地基承載力 均不滿足要求， 擬采用樁基進(jìn)行處理 。 清污機(jī)橋 清污機(jī)橋位于 前 池上游，設(shè)回轉(zhuǎn)式清污機(jī)和皮帶式污物輸送機(jī)，用于清除上游來水中的污物。清污機(jī)橋垂直水流向總寬 ，順?biāo)飨蜷L ，分為 2孔，每孔凈寬 。底板頂高程▽ ，底板厚 。頂板頂高程▽ ，板厚。 根據(jù)清污機(jī)橋上、下游水位，計算各種工況下清污機(jī)橋的基底應(yīng)力和不均勻系數(shù)，計算成果見下表。 清污機(jī)橋地基應(yīng)力計算成果表 表 工況 水位組合（ m） 地基應(yīng)力 (kpa) 不均勻系數(shù) 柵前 柵后 P Pmax Pmin η [η ] 完建期 設(shè)計期 校核期 由計算結(jié)果可知，清污機(jī)橋最大地基應(yīng)力發(fā) 生在完建期，平均地基應(yīng)力為浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告 31 ，地基承載力滿足要求，但考慮到不處理與前池及引渠擋墻的沉 降差較大，擬采用樁基處理 。 壓力水箱 壓力水箱底板順?biāo)飨蜷L ，寬 ～ 。底板 頂 高程▽ ，厚；頂板頂高程▽ ～ ，板厚 。壓力水箱內(nèi) 設(shè) 1 道 厚的隔墩， 隔墩長 ， 并在頂板上設(shè)進(jìn)人檢修孔 ； 管道穿墻處設(shè)防水套管。 出水涵 出水涵共 7 節(jié)，單節(jié)洞身長 。涵洞為 單 孔， 凈 寬 ，涵洞 凈 高 ；底板高程▽ ， 頂板高程為▽ ； 底板厚 ，頂板、側(cè)墻和中墩厚均為 。涵洞出口處設(shè)閘門井、啟閉機(jī)房及出水口。 進(jìn)出水側(cè)連接段 布置 進(jìn)水側(cè) 引渠擋墻與清污機(jī)橋相接，擋墻總長 ，分為 2節(jié)，單節(jié) 。擋墻為鋼筋混凝土懸臂式結(jié)構(gòu)，底板長 ，厚 ，頂高程為▽ ；立墻墻頂高程▽ ，墻頂與兩邊道路采用斜坡銜接； 出水側(cè) 泵站出水口直接將水排至城南河， 考慮到泵站流量、流速均較大，需對出水口 進(jìn)行防護(hù) 。 設(shè)計對出水口 中心線兩側(cè)各 ， 護(hù)坡采用漿砌石結(jié)構(gòu)，厚 ，下設(shè) ；并對出水口至坡腳采用拋石固腳，拋石 厚.。 地基處理 參照《壩子窯泵站地質(zhì) 勘察報告》， 主要建筑物的底板均位于 ② 層淤泥質(zhì)土粉質(zhì)粘土范圍內(nèi)，該層土 承載力特征值 fak=65kPa， 流塑，高壓縮性，土質(zhì)均勻性一般，工程地質(zhì)性能差，承載力 不滿足要求，須采用樁基進(jìn)行地基處理。 ③ 2粉細(xì)砂，中密，中壓縮性，土質(zhì)較均勻，工程地質(zhì)性能好，可作為樁端持力層。 根據(jù)建筑物位置處土層分布及構(gòu)筑物地基承載要求，選用 直徑 的 鉆孔灌注樁對泵室、 前 池?fù)鯄Φ牡鼗M(jìn)行處理，樁長均為 30m。 進(jìn)水渠擋墻、清污機(jī)橋、壓力水箱、出水涵和閘門井的地基處理采用直徑 的 鉆 孔灌注樁，樁長均為 30m。 浦口新城新閘口泵站工程可行性研究報告 32 前池和出水口 底板下 采用木樁處理，木樁小頭直徑 120mm，縱橫樁距 ，樁長 ，梅花形布置。 ⑴ 樁基礎(chǔ)豎向承載力計算 根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》的公式： /KR ??? ）（ isiapppaa lquAq ，考慮承臺效應(yīng)的樁基豎向承載力特征值： CakCa Af??? RR 。樁基豎向承載力應(yīng)滿足：RNK? ， ? 。 計算單樁豎向承載力特征值，相關(guān)設(shè)計參數(shù)按工程地質(zhì)勘察報告采用。計算結(jié)果見下表。 灌注樁豎向承載力 計算成果表 表 部 位 樁徑 (mm) 樁長 (m) 工況 NK (KN) R (KN) NKmax (KN) (KN) 泵室 Φ1000 30 完建期 1265 1850 1297 2220 進(jìn)水池 擋墻 Φ1000 30 完建期 1476 1850 1500 2220 清污機(jī)橋 Φ800 30 完建期 713 1575 82