實(shí)例分析:排澇防洪節(jié)制水閘如何加固?
1,、工程概況
漢川水閘位于漢江干堤左岸樁號(hào)65+050處,。該水閘為排澇防洪節(jié)制水閘,于1951年開(kāi)工,,1953年竣工,。該水閘為鋼筋混凝土開(kāi)敞空箱式結(jié)構(gòu),底板高程18.30m,,水閘頂部高程31.30m,,三孔,每孔凈寬4.0m,,凈高6.0m,,水閘室寬16.50m長(zhǎng)33.8m,設(shè)計(jì)流量474m3/s,。原規(guī)劃設(shè)計(jì)的水位組合:防洪工況:內(nèi)湖水位23.00m,,外江水位30.50m;排澇工況:內(nèi)湖水位23.00m~27.00m,,外江水位18.68m~30.24m,。該水閘建成后,為刁汊湖區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用,。
為了更進(jìn)一步了解裂縫的成因,,業(yè)主委托長(zhǎng)江科學(xué)院材料結(jié)構(gòu)所對(duì)水閘水閘墩、底板的混凝土及鋼筋情況進(jìn)行取樣試驗(yàn),,檢測(cè)報(bào)告結(jié)論為:
(1)水閘墩裂縫表面寬,,向水閘墩內(nèi)逐漸變小。
(2)混凝土碳化深度最大為6.0mm,。
(3)未碳化的混凝土抗壓強(qiáng)度為37.6MPa~53.7MPa。
(4)混凝土堿骨料反應(yīng)特征不明顯,。
(5)混凝土裂縫以外的鋼筋無(wú)銹蝕現(xiàn)象,。
2、工程加固設(shè)計(jì)方案
通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選,,采用水閘后建水閘的方案,。經(jīng)論證分析,新建水閘的規(guī)??蓪⒃纤l兩邊孔封閉,,只保留中間一孔。
3、工程地質(zhì)
新建涵水閘地質(zhì)勘探揭示,,工程區(qū)為漢江一級(jí)階地,。從上往下依次為:18.2m~17.40m,為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,,灰黑色,,呈軟塑狀。該層在新水閘洞身以下,,建老水閘時(shí)進(jìn)口鋪蓋時(shí)已完全挖除,。17.40m~16.20m,為黃褐色粘土,,含錳鐵斑點(diǎn),,呈可塑狀態(tài),標(biāo)準(zhǔn)承載力fk=150kPa,,壓縮模量Es=5.63MPa,,鉆孔樁樁周摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qs=25kPa。16.20m~14.60m,,為含淤泥質(zhì)粘土,,灰黑色,云母片比較多,,呈塑狀,,標(biāo)準(zhǔn)貫數(shù)5擊,標(biāo)準(zhǔn)承載力fk=110kPa,,壓縮模量Es=1.8MPa,,鉆孔樁樁周摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qs=20kPa。14.60m~5.40m,,為粉砂層,,灰黑色,飽和,,稍~中密實(shí),,質(zhì)地均一,上部夾薄層粉質(zhì)粘土,,下部時(shí)見(jiàn)細(xì)礫石,,標(biāo)貫數(shù)8~25擊,標(biāo)準(zhǔn)承載力0.00m高程以上fk=180kPa,,0.00m高程以下fk=200kPa,,鉆孔樁樁周摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值qs=30kPa。鉆孔樁樁端承載力標(biāo)準(zhǔn)值qp=750MPa,。
4,、水閘工程加固設(shè)計(jì)
4.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計(jì)水位組合情況:設(shè)計(jì)防洪工況:內(nèi)湖水位23.50m,,外江水位31.69m;校核防洪工況:內(nèi)湖水位23.50m,,外江水位32.19m,;排澇工況:內(nèi)湖水位25.14m,外江水位18.97m,。
4.2設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想
(1)新建涵水閘所有部分獨(dú)立受力擋水,,緊挨老水閘但與老水閘斷開(kāi)。
(2)工程布置充分考慮水閘區(qū)環(huán)境建設(shè),。
(3)充分利用現(xiàn)有消力池及海漫的消能防沖功能,。
(4)充分利用原有建筑物的防滲功能。
4.3工程布置及設(shè)計(jì)
(1)洞身選自.投標(biāo)書(shū)代寫(xiě)網(wǎng) yipai178.com 布置,。新建涵水閘為涵洞型式,,洞身中心軸線與老水閘中心線一致,孔口尺寸為5.5m×4.8m,,底板高程由于受到現(xiàn)有內(nèi)湖側(cè)鋪蓋的限制,,最低只能定為19.50m。與老水閘底板18.30m的聯(lián)接采用1:3.5的坡度銜接,。洞頂高程25.00m,,頂板上部高程26.00m。洞身長(zhǎng)度根據(jù)城區(qū)建設(shè)及防滲要求,,為36.00m,,防洪工作門(mén)設(shè)在靠外江側(cè)。洞上部填土至31.30m與老水閘水閘頂高程一致,,以便于配合城市建設(shè),。31.30m以上采用鋼筋混凝土防水墻,防水墻頂部高程為33.00m,,高于校核洪水位0.81m,。新水閘啟閉室與老水閘啟閉室一起組成新水閘生活管理設(shè)施。堤頂由公路面14.00m寬及兩邊1.50m人行道組成,,公路面暫采用瀝青路面,,人行道采用混凝土預(yù)制塊鋪設(shè),堤坡與環(huán)境綠化建設(shè)一致,。
(2)老水閘兩邊孔的封堵工程布置,。由于對(duì)于老水閘樁基礎(chǔ)的實(shí)際承載力不盡詳細(xì),故對(duì)于兩邊孔的封堵建筑物的布置基本原則仍然同洞身布置一樣,,在老水閘內(nèi)湖側(cè)采用扶壁式擋土墻型式。
(3)內(nèi)湖側(cè)聯(lián)接建筑物,。內(nèi)湖側(cè)進(jìn)口聯(lián)接建筑物采用R=10.00m的圓弧型扶壁式擋土墻型式,。擋土墻頂高程與涵頂板上部高程一致,為26.00m。
(4)基礎(chǔ)處理,。在進(jìn)行樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),,天然地基承載力較低,只有110kPa,,根據(jù)其他同類工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),,及相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求,為了節(jié)約工程量,,應(yīng)合理利用天然地基承載能力,。所以在設(shè)計(jì)中我們采用了樁土共同受力的設(shè)計(jì)方法。即天然地基在不超過(guò)允許承載力的前提下,,讓天然地基承受40%的上部荷載,,60%由樁基承擔(dān)。樁基布置型式為:①洞身部分:在順?biāo)鞣较?,沿洞身兩邊墻各布置一排樁,,樁距在順?biāo)鞣较蛴?.50m逐漸變?yōu)?.00m,垂直水流方向間距6.00m,。樁直徑800mm,,樁長(zhǎng)隨受力大小,由24.00m逐漸變?yōu)?0.00m,。②擋土墻部分:樁基布置主要解決天然地基承載力不夠,,及控制不均勻沉降問(wèn)題。樁基直徑仍采用800mm,,由于封堵老水閘口處的兩個(gè)擋土墻,,前齒處地基應(yīng)力比較大,且又受到地質(zhì)層的限制,,樁基長(zhǎng)度不能超過(guò)24.00m,,(超過(guò)24.00m則進(jìn)入砂卵石層,施工非常困難,。)故樁距離比較近,,最小2.00m(相當(dāng)于2.5倍樁徑,達(dá)到規(guī)范允許最小值),。
(5)現(xiàn)有建筑物的修復(fù)與補(bǔ)強(qiáng),。新老水閘之間設(shè)兩道止水,第一道采用傳統(tǒng)的紫銅片止水,,第二道在紫銅片外部灌注止水聚氨酯,;消力池裂縫補(bǔ)強(qiáng);外江海漫段漿砌塊石修補(bǔ),;老水閘兩側(cè)刺墻頂修建防水墻,,防水墻頂高程定為33.00m,,采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。新建了啟閉室,、設(shè)平板鋼水閘門(mén)并配套相應(yīng)機(jī)電設(shè)備,。2000年該水閘完成加固后,險(xiǎn)情基本解除,,安全運(yùn)行至今,。
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