蔣河防洪閘穩(wěn)定復核計算分析

劉尚蔚 何大川

1 工程概況

蔣河防洪閘是河南省渦河近期治理工程中新建的溝口防洪閘。該閘地處柘城縣邵園鄉(xiāng)官橋村西約150 m處的蔣河上,距蔣河入惠濟河河口500 m,北距周(口)商(丘)公路約80 m。蔣河防洪閘控制集流面積585.5 km2,按蔣河5年一遇除澇設計(除澇水位45.78 m),干流惠濟河20年一遇洪水防洪(防洪水位46.56 m),規(guī)劃設計流量193.22 m3/s。

該閘為中型開敞式攔河閘,共5孔,每孔5 m,分3聯(lián),按中聯(lián)1孔邊聯(lián)兩孔對稱布置。閘底板為水平整體式底板,C20鋼筋混凝土結構,高程 41.00 m,閘底板長12 m,閘墩頂高程48.06 m。上游鋪蓋長18 m,消力池由1∶4斜坡段和水平段組成,水平投影長16 m,海漫由水平段和1∶15斜坡段組成,水平投影長30 m。

2 蔣河閘穩(wěn)定復核計算與分析

2.1 閘室穩(wěn)定復核

2.1.1 復核計算工況

閘室穩(wěn)定復核計算考慮以下三種工況:1)完建工況(竣工期):閘室上、下游均無水,僅考慮永久荷載及可變作用中的風荷載和人群荷載。2)設計工況1(正常蓄水期):支溝5年一遇除澇水位,干流無水。3)設計工況2(正常運用期):惠濟河 20年一遇設計洪水位,水閘擋水,支溝5年一遇除澇水位。計算單元取中孔一聯(lián)和兩邊孔一聯(lián)。

2.1.2 抗滑穩(wěn)定計算

計算依據(jù)SL 265-2001水閘設計規(guī)范所給公式:

2.1.3 基底壓應力計算

計算依據(jù)SL 265-2001水閘設計規(guī)范所給公式:

以底板底面上游端點B為矩心,計算全部荷載對于它的力矩之和 ∑MB,偏心矩e:

上、下游端的基底壓力為:

應力分布不均勻系數(shù):

閘室基底壓應力計算成果見表1,表2。

表1 蔣河防洪閘閘室穩(wěn)定計算成果表(中孔一聯(lián))

表2 蔣河防洪閘閘室穩(wěn)定計算成果表(兩邊孔一聯(lián))

2.1.4 復核計算結果

計算結果表明:閘室穩(wěn)定性滿足安全要求。

2.2 翼墻穩(wěn)定復核

2.2.1 復核計算工況

1)完建期:擋土墻建成使用,墻前墻后均無水。2)設計運用期:上游翼墻墻前為蔣河設計排澇水位,下游翼墻墻前為惠濟河設計防洪水位。3)洪水驟降工況:下游翼墻前洪水驟降至底板,翼墻后水位降落較慢,按水位差1 m計算。

2.2.2 抗滑、抗傾穩(wěn)定計算

計算依據(jù)SL 265-2001水閘設計規(guī)范所給公式:

翼墻穩(wěn)定計算成果見表3。

2.2.3 基底壓應力計算

計算依據(jù)SL 265-2001水閘設計規(guī)范所給公式:

上、下游端的基底壓力為:

應力分布不均勻系數(shù):

翼墻基底壓應力計算成果見表3(根據(jù)相關檢測報告墻后填土比設計值低1 m左右,復核按低1 m計算)。

表3 蔣河防洪閘擋土墻穩(wěn)定計算成果表

2.2.4 復核結果

復核計算結果表明:上下游、左右岸翼墻的抗滑穩(wěn)定均滿足要求,基底應力平均值均不超過地基承載力標準值。

[1] SL 214-98,水閘安全鑒定規(guī)定[S].

[2] SL 265-2001,水閘設計規(guī)范[S].

[3] DL 5077-1997,水工建筑物荷載設計規(guī)范[S].

[4] GB J7-89,建筑地基基礎設計規(guī)范[S].

[5] JGJ 79-91,建筑地基處理技術規(guī)范[S].

[6] 張世儒,夏維城.水閘[M].北京:水利水電出版社,1987.