松北水城天玑湖进水闸应力分析与结构计算

2013-08-06姜楠

黑龙江水利科技 2013年6期

姜楠

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

1 工程概况

为实现哈尔滨市委、市政府提出的重点发展“湿地水城”的战略构想及城市空间“北跃、南拓、中兴、强县”的发展策略，秉承“以水定城”的指导方针，通过沿岸绿化、湿地保护、制度建设、人工水系湖泊建设来引清补源，增强城市防洪排涝安全，为生产、生活提供“人水和谐”的生态水环境，发展城市经济，打下坚实的基础，为此，需兴建哈尔滨市松北灌排体系及水生态环境建设工程。

天玑湖位于发生渠与松浦支渠交汇处，天玑湖的进水渠与发生渠连接，出水渠与松浦支渠连接。天玑湖进水闸所在地貌单元属松花江左岸漫滩，地势平坦，地面高程115.0 m。揭露底层为第四系全新统冲洪积层。表层为耕植土，局部为填土，厚0.5～2.0 m性状差;其下分布土黄色软塑状粉质黏土和松散状细沙，下部为中砂和粗砂或砾砂，多呈中密状态。地下水位埋藏较浅，含水层为细沙、中砂及粗砂砾砂，中等透水。

在天玑湖进水渠上布置进水闸和交通桥，进水闸中心线桩号为发生渠K20 +670.5。进水渠渠底高程112.23 m，进水闸上游设计水位114.00 m，相应正常运行水深1.77 m，上游最高水位114.50 m，最低水位113.43 m，进水闸共1 孔，单孔净宽18 m，闸门采用底轴驱动式翻板闸门，具有双向挡水功能，在发生渠行洪水时挡发生渠最高水位114.50 m，在发生渠检修放空时挡天玑湖设计水位113.90 m。进水闸上游侧布置天玑湖进水闸交通桥，交通桥连接发生渠巡河堤，桥梁长度23.4 m，桥梁净宽7.0 m，净宽18.0 m［1］。天玑湖进水闸主要建筑物由闸前混凝土铺盖、闸室段、海漫段及两岸翼墙组成。建筑物特征水位见表1。

表1 水闸特征水位参数表 m

2 水闸总体布置

闸室段为现浇钢筋混凝土结构，闸底板长14.5 m，闸门前部底板长度8.5 m，板厚3.30 m，闸底板顶高程为112.23 m;闸门后部底板长度6.00 m，板厚2.50 m，闸底板顶高程为111.43 m。闸室底板下部铺设10 cm 素混凝土垫层，垫层下铺设30 cm厚碎石垫层，底板前后分别设高1.0 m、宽0.5 m、坡比1∶1的齿墙。闸底板两侧启闭机室兼做作闸墩，与闸底板为一整体结构。上游铺盖为钢筋混凝土，铺盖顶高程112.23 m，顺水流方向长度为10.0 m，厚0.5 m，其下设10 cm厚混凝土垫层，混凝土铺盖与两侧混凝土挡土墙、启闭机室及闸底板间设一道紫铜片止水。启闭机室长15.0 m，宽6.0 m，与闸底板整体连接，启闭机室共设2 层，下层设有液压启闭设备，上层为配电室及管理层，下层底板顶高程111.43 m 和113.57 m，上层底高程为116.42 m。

经过消能防冲计算在进水闸下游设置海漫，用以控制闸后水深，改善水流条件。海漫段长14.1 m，宽度18.0 m，设1∶15 斜坡与渠底连接，海漫上部为40 cm厚混凝土，下部为10 cm素混凝土垫层、10 cm碎石垫层、10 cm中粗砂垫层、无纺布，底板上布置间排距2.0 m ×2.0 m的排水孔。海漫末端设防冲槽，长度4.5 m，深度2.0 m，宽度与海漫段宽度相同，抛填大块石［2］。

闸室铺盖段上游侧、海漫段两侧均设混凝土悬臂式挡土墙与渠道两岸相接，墙后回填开挖弃渣料，两岸翼墙分别连接左右岸绿地，并回填漫坡与左右岸道路相接。翼墙基础处理方式同闸室底板。闸室横剖面见图1。

图1 闸室横剖面图

3 基础处理

本工程设计地震烈度为6 度，不考虑地震液化问题。由于节制闸所处位置地质条件较差，闸建基于覆盖层中，基础均为承载力很小的松散稍密细砂或中砂土层，强度不高，层厚不稳定，易产生渗透变形，对闸基础稳定不利，故根据地质建议对闸底板基础采用碎石桩进行基础处理，碎石桩桩径0.6 m，间排距2.0 m ×2.0 m，呈梅花形布置。桥台基础采用混凝土灌注桩进行基础处理。