独流减河进洪闸除险加固工程总体设计

独流减河进洪闸除险加固工程总体设计摘要：独流减河进洪闸经多年运用，存在基础沉降、工程老化等诸多问题，2000年对该闸进行了安全鉴定，鉴定结论为三类闸。根据安全检测、设计复核及独流减河河道治理对进洪闸的总体规划要求，对其进行除险加固设计。本文从诸多方面总结了进洪闸的加固设计经验，其一些思路和实践可以为在同样条件下的水闸加固设计提供参考。关键词除险加固进洪闸独流减河独流减河进洪闸位于大清河与子牙河汇合处，是独流减河的首部控制工程，主要作用为汛期渲泄大清河洪水经独流减河直接入海，以保证天津市和津浦铁路安全，保护大清河中下游地区的人民生命财产安全；汛后还可排除涝水，减进洪闸枢纽由南闸、北闸组成，两闸中心线平行，间距450m。北闸在中间有一岛隔开。两闸室轴线亦互相平行，南闸较北闸偏向下游100m。1原工程概况及水闸北闸建成于1953年7月，该闸闸底板高程2.11m（85国家基准高程，下同），闸室长15.5m，总桥面宽7.5m，设计标准为汽－15。工门为弧形钢闸门，共8扇，启门力2×4.54kN。北闸上游设计水位为6.44m，下游为6.24m，设计泄流能力为1020m3/s，1969年南闸建成后，该闸量为840m3/s。南闸建成于1969年6月，共27孔，单孔净宽10m，其中两端边孔未设闸础为无桩分离式底板，中间25孔，闸底板高程0.99m，闸室长12m，总宽288.2m。交通桥桥面净宽6.0m，设计标准为汽－10。工门为平板升卧式钢闸门，共25扇，采用QPQ－2×80kN电动卷扬式启闭机启闭。轻沥涝灾害。左，南闸在右，安全鉴定结论为开敞式结构，浮筏式基础，共8孔，单孔净宽13.6m，宽122.8m。交通桥作闸核定设计流门，基作闸

南闸上游设计水位为6.44m，下游为6.24m，设计流量2360m3/s。2000年7月，水利部海委组织专家对独流减河进洪闸进行了安全鉴定，存在设计水位下闸门阻水、闸室抗滑不稳定等诸多问题，鉴定结论为三类闸，急需除险加固。2独流减河河道治理对进洪闸总体规划要求独流减河河道治理对进洪闸提出了新的规模、功能和运用要求，除满足汛期宣泄洪水外，还应满足水资源的综合利用要求：（1）泄洪要求：东淀第六埠水位达到6.44m时，总泄量应达到3600m3/s。（2）排涝要求：为确保东淀内农田汛后及时种麦。东淀排涝水位按0.9m控制。（3）蓄水灌溉要求：包括汛后闸前东淀内深槽蓄水和闸下独流减河蓄水。正向设计挡水位3.44m，反向设计水位挡3.0m。（4）引水要求：枯水年满足从大清河深槽引水，为团泊洼水库和北大港水库补充水源。3工程地质条件独流减河进洪闸位于海积冲积平原。北闸基础坐落在第一海相层（mQ42）③层上，以壤土为主，很湿～饱和、软塑～流塑状，局部夹砂壤土、粉砂薄层允许承载力70kPa；南闸基础坐落在第一海相层（mQ42）③层上，以壤土为主，很湿～饱和、可塑～软塑～流塑状，平均厚度6.46m，地基允许承载力70(60)kPa，该局部夹淤泥质壤土，属高压缩性土。上述地质情况，地基承载力比较低，南闸地基稳定，容易造成地基不均沉降，同时闸址区为7°地震区，存在软土触变问题，本次除险加固设计确定采用深基础（桩基）进行地基处理。，平均厚度11.22m，地基土层基于土的压缩性有较大差异，平面分布不

4工程加固设计4.1工程等别及建筑物级别独流减河河道治理对进洪闸的泄洪规模进行了调整，其泄流能力由3200m3/s增加到3600m3/s，依次确定本次除险加固工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级。4.2除险加固设计方案方案选取首先考虑解决下述两方面问题，一方面是原闸本身的问题，根据安全鉴定结论，原闸存在较严重的安全隐患，急需除险加固；另一方面是独流减河河道治理对进洪闸提出了新的规模、功能和运用要求，就进洪闸的目前现状不能满足要求。设计针对南闸、北闸的现状存在的问题并结合独流减河河道治理的方案，经工程布置、施工、投资等综合比较，采用方案为原闸全部拆除重建方案。4.3底板型式及基础加固设计根据本工程的地质条件，底板型式采用灌注桩分离式平底板，墩底板宽2.0m，两墩底板间设8.7m小底板。此布置将闸室所有荷载通过墩底板传到基础上，闸室稳定条件及抗不均匀沉降能力均有保证。为满足闸室稳定要求，每个墩底板下设11根灌注桩，桩径0.8m，南闸以第二陆相层(alQ41)⑦层壤土作为桩端持力层，桩端高程-20.50m，桩长18m；北闸以第二陆相层(alQ41)⑤层粉砂、砂壤土作为桩端持力层，桩端高程-18.50m，桩长16m。4.4闸室布置本设计选定的方案为南、北闸全部拆除重建，南闸为27孔，北闸为13孔，采用开敞式、分离式底板、灌注桩孔数及消力池布置不同外，其余布置均相同。后的进洪闸单孔净宽为9.5m。墩底板宽度为2.0m，厚1.5m，中间小底板宽度为加固

8.7m，厚1.0m，闸墩厚1.2m，闸顶高程为9.0m。闸室长18m。交通桥布置在闸室上游侧，桥面高程为9.00m，桥面净宽7.0m，两侧各设1.0m宽的人行道。机架桥布置在闸室下游侧，桥面宽5.0m，桥面高程16.50m，桥面上设轻型结构的启闭机房。检修桥分别布置在工作门槽和检修门槽两侧，桥面高程9.0m，在检修门槽相应部位铺设钢栅盖板。4.5上下游护底布置闸室上游重新设长10m，厚0.5m的钢筋混凝土铺盖，铺盖前接长10m，厚0.5m的浆砌石护底。南闸闸室下游消力池长20m，深1.0m，北闸闸室下游消力池长15m，深0.5m。后接5m长混凝土护坦、25m长浆砌石海漫及10m长抛石防冲槽，后以1:5的反坡与河道相接。4.6闸楼、启闭机房及电气设备用房闸楼采用对称布置，为两层框架结构，桩基础，房内布置低压配电柜、电动葫芦及抓梁；启闭机房采用轻型复合板材；电气设备用房为砖混结构，条形基础，房内布置两台干式变压器、高压配电柜及柴油机。4.7金属结构设经综合比较，南×高）。启闭设备为2×160kN固定卷扬机。北闸上套检修闸门。检修闸门为叠梁式钢闸门，闸门尺寸为上游侧×高）、下游侧9.5×3.44m（宽×高）。上游检修闸门为1节，下游叠梁检修闸门为过机械抓梁操作检修闸门。计、北两闸工作闸门全部采用直升式平板门，闸门尺寸为9.5×4.94m（宽、下游侧各设一套检修闸门，南闸上9.5×1.72m（宽、下游侧各设两2节。采用2×100kN移动式电动葫芦，通4.8电气一次独流减河进洪闸除险加固工程电源系统采用10kV屋内配电装置，经两台630kVA

变压器变电后分别为南闸、北闸和岛内新建筑供电，同时保留原供电系统为原有建筑供电。设置容量为250kW移动式柴油发电机组，作为事故备用电源。4.9电气二次独流减河进洪闸闸门控制为计算机监控，采用三级控制，现地控制、集中控制、管理处集中控制，控制级别现地级最高。监控系统采用全分布开放式网络控制系统。每扇闸门安装一台闸门开度传感器，用于监测闸门的提升高度，配置启闭机荷重测量装置。每座闸各设两套水位测量装置，分别测量北闸、南闸两侧水位，水位测量为超声波水位测量仪。为提高安全运行的可靠性，设置一套视频监视系统，可以监视每扇闸门的运行情况。4.10工程管理本着有利管理、方便生、活经济适用的原则，根据《水闸相应的管理设施。其主要内容包括重建办公楼，新建防汛仓库、车船仓库及生活、文化福利设施；增设部分交通、通讯及观测设施。工程管理设计规范》要求设置5结语本次加固设计是在现场安全检测、复核计算、安全鉴定等大量工作的基础上进行的，既要对原闸进行除险加固，又要满足河道治理对进洪闸险加固设计采用了将原闸全部拆除重建方案。本文从设计方案、基础加固、闸