纳潮闸的初步设计报告

'纳潮闸的初步设计报告第一章综合说明1.1概述***滨海公路是***五点一线”开发战略中的~线”，是我省开发海上辽宁的重要举措，它西起葫芦岛老龙口，东至丹东鸭绿江口，全长1400余km,主要连接沿海城市的重要乡镇、港口、生产集散地、旅游景区和开发区，滨海公路考虑区间性、连续性、旅游性及开发性的功能需求，分段设计、分段施工。本次设计项目位于***市谢屯镇，共2段，一段起点位于***盐场八分厂纳潮库外坝上***与长兴岛交界处，终点交于孙屯南瓦交线上，起始桩号K137210〜K147215.83,全长10.006km；另一段是***市谢屯镇沙山村至新搬迁的大化园区，起始桩号K158500〜K172754,全长25.927km。两段线路主要穿越***盐场，在公路线上有7处纳潮闸，1处排水闸需拆迁改建，在7处纳潮闸的拆迁改建中，由于滩涂养殖进水的需要，有一处进水闸也需拆迁新建，本次设计闸门共9处。其中8处在公路线上与公路桥相对应。我院受**市公路管理段的委托，做******段纳湖闸工程设计工作。1.2水文1.2.1潮位渤海岸为不规则半日潮，1个太阳日内有2次高潮和2次低潮，但相邻的高（低）潮高度不等。 2000年10月**中心海洋站，采用鲸鱼圈海洋站19年的潮汐观测资料，利用***沿海重点岸段防风暴潮警戒水位核定报告中的鲸鱼圈与温坨子高潮位相关公式，将温坨子的潮位资料延长后，采用极值I型分布曲线的计算方法推求得温坨子100年一遇潮位2.29m,50年一遇潮位2.21m,25年一遇潮位2.12m,20年一遇潮位2.09m,10年一遇潮位2.00m,4年一遇潮位1.88m。本次设计潮位采用50年一遇潮位2.21mo1.2.2波浪海浪**地区大部分海区冬季盛行偏北浪，夏季盛行偏南浪，而冬夏之间浪向不明显。渤海岸区偏北浪向频率大，平均波高0.4〜1.3m。最大波高0.5〜4.2米。由于工程附近海域无波浪观测资料，本工程的设计风浪要素计算方法采用芾田实验站方法。1.3工程地质1.3.1场地岩土体工程地质条件评价㈠场地地形地貌场地地貌单元属滨海冲洪积平原，地形较为平坦，现经人工改造为人工养殖圈，场地地面高程为3.8〜-1.2m,最大高差5.1m。㈡场地岩土体类型根据地面地质测绘和钻孔揭露，地层自上而下依次为1、素填土（Q4ml）黄褐色，松散，稍湿，主要由碎石、粘性土组成，碎石成分主要为强风化石灰岩， 棱角状，粒径10〜100mm,含量约为70o层厚2.00〜8.00m,层底标高-5.97〜0.20m；2、粉细砂（Q4m）黄褐色，松散，湿〜饱和，主要矿物成分为长石、石英，颗粒圆状，分选性较好，颗粒级配一般，混有少量贝壳碎屑，局部含少量石英岩砾石。层厚1.20〜6.30m,层底标高-5.26〜-6.84m；3、淤泥质粉质粘土（Q4m）灰黑色，软塑〜可塑，局部流塑，湿〜饱和，含有少量生物贝壳碎屑，具腥臭味，干强度和韧性中等，无摇震反应。层厚5.00〜18.00m,层底标高-6.93〜-23.80m；4、粉细砂（Q4m）黄褐色，中密，稍湿〜湿，主要矿物成分为长石、石英，颗粒圆状，分选性较好，颗粒级配良好。层厚1.00〜4.80m,层底标高-22.23〜-24.80m；5、粉质粘土（Q4dl）黄褐色，可塑，稍湿，干强度和韧性中等，无摇震反应，混有少量砾石，含量10,粒径2〜9mm,最大20mm,次棱角状，主要为全〜强风化辉绿岩。层厚14.80〜15.30m,层底标高-21.93〜-22.60m；6、全风化石灰岩（O1）黄褐色，碎屑结构，块状构造，岩芯呈土状局部夹块状，属较软岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级为V级。该层未完全穿透，最大揭露厚度1.20m,层顶标高-20.86〜-25.50m；7、全风化页岩（Zc）黄褐色，泥质结构，层状构造，岩芯呈土状局部夹块状，属较软岩，岩体较破 碎，岩体基本质量等级为V级。该层未完全穿透，最大揭露厚度1.00m,层顶标高-22.73〜-23.10m；1.3.2岩土工程参数的分析与确定根据现场鉴定、室内试验及原位试验成果，结合地区经验确定各地层的承载力如下⑴、素填土不宜做地基持力层；⑵、②粉细砂地基土承载力特征值fak60KPa;⑶、淤泥质粉质粘土地基土承载力特征值fak70KPa;⑷、④粉细砂地基土承载力特征值fak180Kpa;⑸、粉质粘土地基土承载力特征值fak170KPa;⑹、全风化石灰岩地基土承载力特征值fa350KPa。⑺、全风化页岩地基土承载力特征值fa350KPa。1.3.3结论1、拟建纳湖闸场地地貌单元属滨海冲洪积平原，地形较为平坦，地层分布较均匀，为素填土、②粉细砂、淤泥质粉质粘土、④粉细砂、粉质粘土、全风化石灰岩、全风化页岩。新近回填素填土层、②粉细砂层、淤泥质粉质粘土强度低，变形大，稳定性较差；④粉细砂层、粉质粘土层及下伏全风化岩层强度较高，分布稳定，工程性质较好。建议闸基采用振冲碎石桩，以④粉细砂层、粉质粘土、全风化灰岩、全风化页岩作为桩基持力层。场地内未见不良地质条件，适宜建筑本工程；2、闸基 范围内存在的淤泥质粉质粘土层属于微透水层，素填土、粉细砂层，属中等透水层，基坑开挖和围堰施工时应采取相应排水和防渗措施。1.4工程任务和规模1.4.1工程规模***盐场属国有大型企业，根据防洪标准GB50201—94,4.0.1条的规定，防洪标准应在100年〜50年范围内，防洪等级应在n〜in之间，考虑到工程所在地点的保护面积，人口密度，水产养殖等情况，防洪标准采用50年一遇。根据水闸设计规范SL265—2001,2.2.2条的规定，水工建筑级别采用3级。1.4.2工程任务场区占地面积166平方公里。其中本次设计纳潮闸的影响面积26平方公里，是***盐场生产区的主产区。纳潮闸在生产上的主要任务是为盐场、养殖区提供补水与排水的双重任务，在防洪上主要是挡潮、排洪等。1.5工程布置及主要建筑物1.5.1工程布置在K137210〜K147215.83公路段上有2座纳潮闸，分别位于K137237.5、K137293.5桩号，两座闸的结构型式、尺寸均相同。在K158500〜K184439.595公路段上有5座纳潮闸，分别位于K162150、K163080、K163420、K169300、K171947桩号。1座排水闸，位于K164210桩号，另1座进水闸位于K162150桩号纳湖闸的内侧，两座闸成90°交角纳潮闸与进水闸的结构型式相同。 1.5.2闸室特征高程的确定1、闸顶高程的确定根据水闸设计规范4.2.4条位于防洪挡潮堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪挡潮堤堤顶高程”。的规定，在防潮地上的水闸，均采用堤顶高程公路顶面，故K137237.5、K137293.5桩号的纳潮闸的顶高程4.00m,K162150、K163080、K163420、K169300、K171947桩号纳湖闸与K164210桩号排水闸的顶高程为3.76mo进水闸的堤顶高程是根据使用单位的使用要求，参照周边内堤堤顶高程确定为2.3mo2、工作桥顶高程的确定工作桥的顶高程确定主要根据闸门高度确定，闸门高度2.59m,力口0.2m的吊耳，总高2.79m,采用框架柱高2.80m,梁高0.53m,则工作桥顶高程是闸顶高程加3.33m。1.5.3防渗排水布置根据地质勘探结果，闸下有1.2〜6.3不等的粉细砂，透水性很强为了节省投资，不采用封闭的垂直防渗体。按水闸设计规范SL265-2001,4.3.2条规定，求得闸基防渗长度为14.0m。闸前铺盖长5.5m,齿深1.0m,闸底板长11m,齿深1.1m,顺水流方向渗径长17.7m,满足设计要求。细砂的临界水力比降Jcr为0.07经计算由口段渗流坡降值为0.05满足要求。 1.5.3消力防冲布置选择K169300桩号纳潮闸做为典型，根据使用单位提由的纳潮最高水位为1.9m,闸后最低水位为0.5m的最不利的运用状态为设计条件，计算消力池的长度与深度。经试算得消力池深0.5m,采用消力池深0.5m。消力池长度经计算池长为1m,采用消力池长12mo1.5.4基础处理根据**工程地质勘察公司提由的***纳潮闸工程地质勘察报告的地质情况，基础处理方案考虑四个灌注桩、堆载预压、碎石振冲桩、预制桩。以K163420桩号的纳潮闸为典型进行造价分析在灌注桩、堆载预压、碎石振冲桩、预制桩的3个方案中，碎石振冲桩方案最低，并有效的解决了闸基中细砂土的地震液化问题，是比较好的地基处理方案，但由于施工条件、工期、建设单位的要求等诸多因素，最终采用预制桩方案。1.5.5稳定计算稳定计算选取K169300桩号的纳潮闸作为典型分析。工作状况选取2种1、工程建成后，闸前后均无水的工作状况；2、50年一遇潮水位2.21m,与养殖池内最低池水位0.5m的工作状况。第一种工作状况经稳定分析计算，e-0.005,Pmax69.7KN/m2,Pmin69.3KN/m2,n1.005均满足规范要求。第二种工作状况的稳定计算结果为e-0.038,Pmax74.2KN/m2,Pmin71.2KN/m2,41.042均满足规范要求。 4.6.2总体稳定分析滑动型式经分析计算分析不会产生深层滑动。水闸沿闸室基底面的抗滑安全系数经计算KC1.48,满足稳定要求。1.6施工组织设计1.6.1自然条件拦海堤地处勃海东部海岸线上，半封闭浅海，平均水深1.5〜3.0m,冰期三个月左右，海冰一般分布在0.1〜0.3m辽东半岛黄海海域潮汐为规则半日潮，即每24小时50分由现两次，两次高潮两次低潮，涨潮时为6小时12.5分，落潮时为6小时12.5分。***多年平均气温9.3C,极端最高气温35C,极端最低气温-25.1Co多年平均相对湿度66o最大冻土深115cm；最早冻结日期为10月13日，最晚冻结日期为12月3日，最早解冻日期为3月13日，最晚解冻日期为4月15日。多年平均无霜日为254天。1.6.2施工顺序施工的顺序为1、施工围堰填筑；2、摆喷防渗墙施工；3、振冲桩闸基础加固处理；4、闸体施工；5、闸门、启闭机安装调试；8、二期硅防浪墙现场浇筑等。堤体填筑预留沉降量，参照类似工程，采用0.4m。 7.3.2施工安排1、施工安排⑴2008年12月1日〜2008年12月30日，完成施工围堰填筑工程施工；⑵2009年1月21日〜2009年2月28日，完成围堰摆喷防渗墙工程施工；⑵2009年3月1日〜2009年4月10日，完成振冲桩基础加固处理工程施工；⑶2009年4月11日〜2009年6月30日，完成闸体工程施工。⑷2009年7月1日〜2009年7月20日，完成铸铁闸门购置安装、木闸门加工、启闭机购置、安装、调试。⑸2009年7月21日〜2009年7月30日完成全部收尾工程施工。2、施工机械人员根据本工程的施工特点拟投入施工机械如下挖掘机8台，装载机12台，推土机（88KW）20台，自卸汽车（18T）50台，自卸汽车（8T）5台，振动碾8台。投入的人力600人，其中管理人员10人，木工40人，钢筋工40人，硅工200人，模板工40人，砌筑技工60人，力工200人，其他工种10人。1.7设计概算本工程总投资4980.53万元，其中建筑工程4117.94万元，机电设备及安装工程16.70万元，临时工程79.83万元，独立费用528.89万元，预备费237.17万元。工程资金来源为社会化融资2000万元，皮口镇自筹2980.53万元。 主体工程主要工程量为土方明挖0.15万m3,石方回填24.67万m3,土方回填21.31万m3,硅0.82万m3,干砌料石1.97万m3,干砌块石5.78万m3,碎石铺筑1.53万m3,基础强夯11.01万m2,钢筋制安172.27t,防渗膜铺设5.26万m2,土工布铺设7.11万m2等。1.8附表表12总概算表表12工程总概算表单位万元序号工程或费用名称建安工程费设备工程费其它费用合计占一至五部分投资（）一建筑工程4117.944117.9486.811防潮堤工程3940.933940.932纳潮闸工程177.01177.01二机电设备及安装工程2.4014.3016.700.351启闭机2.4012.0014.402测量仪器2.302.30三金属结构设备及安装工程0.000.000.00四临时工程79.8379.831.681施工道路5.005.002围堰工程46.3346.333房屋建筑工程28.5028.50五独立费用528.89528.8911.151建设管理费113.25113.252生产准备费0.910.913科研勘测设计费227.96227.964建设及施工场地征地费3.953.955其它182.81182.81一至五部分合计4200.1714.30528.894743.36100.00六预备费237.175.001基本预备费237.172价差预备费0.00七静态总投资4980.53105.00八总投资4980.53105.00第二章水文3.1海域概况工程位于**市***盐场，渤海岸边。***盐场是全国7大盐场之一，下设8个制盐分场，2个化工厂 *****盐场始建于1850年，现已发展成以海盐生产为主，集海盐深加工、盐化工生产、盐田资源综合利用于一体的国有盐业大型企业，是东北地区规模最大的两碱化工用盐及民食用盐的供应基地，是**市惟一的国家食盐定点生产企业。平均年产海盐80万吨，加工食用盐25万吨，均占东北地区生产总量的近二分之一。场区地处辽东半岛西南沿海，占地166平方公里，素有百里银滩”之称。盐场下属24个单位和部门，有员工2300余人。渤海岸线828公里，其中陆岸长680公里，岛岸长148公里。***盐场的海岸是普兰店湾的北界线，海岸线长210公里，口宽38公里，纵深42.5公里，水域面积约613平方公里。整体形态近似于一个插向东部大陆的大葫芦，湾内平均水深1.5〜3米。在***境内位于本工程北48km,有温坨子潮位观测站。3.2气象***属北温带季风区，多年平均降水量为640mm左右，降水量多集中在6〜9月，占全年降水量的75。流域内多年平均蒸发量为888mm。***冬季多西北风，夏季多东南风，多年平均风速4m/s,最大风速25m/s,相应风向为ESE,多年平均最大风速为17.2m/so ***多年平均气温9.3C,极端最高气温35C,极端最低气温-25.1C。多年平均相对湿度66o最大冻土深115cm；最早冻结日期为10月13日，最晚冻结日期为12月3日，最早解冻日期为3月13日，最晚解冻日期为4月15日。多年平均无霜日为254天。3.2海洋水文3.3.1潮汐渤海岸为不规则半日潮，1个太阳日内有2次高潮和2次低潮，但相邻的高（低）潮高度不等。2000年10月**中心海洋站，采用鲸鱼圈海洋站19年的潮汐观测资料，利用***沿海重点岸段防风暴潮警戒水位核定报告中的鲸鱼圈与温坨子高潮位相关公式，将温坨子的潮位资料延长后，采用极值I型分布曲线的计算方法推求得温坨子100年一遇潮位2.29m,50年一遇潮位2.21m,25年一遇潮位2.12m,20年一遇潮位2.09m,10年一遇潮位2.00m,4年一遇潮位1.88m。本次设计潮位采用50年一遇潮位2.21mo3.3.2波浪海浪**地区大部分海区冬季盛行偏北浪，夏季盛行偏南浪，而冬夏之间浪向不明显。渤海岸区偏北浪向频率大，平均波高0.4〜1.3m。最大波高0.5〜4.2米。 由于工程附近海域无波浪观测资料，本工程的设计风浪要素计算方法采用芾田实验站方法。3.3.2水温**地区海域表层水温受大陆及外海海水影响显著，其水平分布规律是冬季由东北向西南递增，夏季由东北向西南递减，半岛南端水温略高。冬季，长兴岛海域为0.7C,表层水温的年变化趋势为8月份最高，1、2月份最低。年较差由东北向西南减少。长兴岛最低在2月为-0.7C,最高在8月为24.4C,年较差为25.1C。3.3.3海冰**地区海域冰期在12月下旬到第二年2月份，长兴岛初冰期在1月，平均终冰期在3月中旬，冰期延续2个半月左右，封冰时期约1个月。浮冰量5〜7级，浮冰厚10〜30厘米，浮冰界10公第三章工程地质3.1概述拟建工程位于***镇西南，兔岛西北方向的***沿海大堤和经谢屯通往长兴岛堤坝之上，即规划中的滨海公路沿线，共有九处闸门，其桩号分别为K137237.5,K137293.5,K162150,K163080,K163420,K164210,K169300,K171947,K162130,其中K162130处的闸门拟建在K162100处的一个近东西向丁字坝向南平移30米后的位置。受**水利建筑设计院的委托，**工程地质勘察公司对***纳湖闸工程进行了工程地质勘察，勘察阶段为初步设计阶段。 勘察的孔数及孔位是根据水利水电工程地质勘察规范(GB50087-99)和**水利建筑设计院提由的设计要求并结合场地的实际情况进行布设，在每个闸门布设2个钻孔，由于K162130处的闸门在海参圈内无法施工，因此在近岸侧堤坝上布设一个钻孔以供参考，共布设钻孔17个(钻孔编号分别为ZK1,ZK2,ZK17,见钻孔平面布置图)。同时委托**水利测绘公司对17个勘探孔进行了测设，对纳潮闸门及附近地形测绘了1500地形图，测量基准点由***交通规划设计院提供。我公司于2008年9月25日〜9月29日进行外业施工，9月30日〜10月5日进行试验分析、资料整理及报告编写。本次勘察采用DPP100-3A型汽车钻机2台，整个钻探过程采取冲击钻进的方法，开孔孔径为①146mm,终孔孔径为①75mm,以上操作过程符合水利水电工程地质勘察规范(GB5028799)要求。为了确定各岩土层的承载力和物理力学参数，在淤泥质粉质粘土层、粉质粘土层、②粉细砂层、④粉细砂层分别做了标准贯入试验，在淤泥质粉质粘土层、粉质粘土层分别采取12组土样做了室内土工试验。本次勘察共完成钻孔17个，总进尺435.6m,详细工作量见表1勘察工作量一览表勘察工作量一览表表表3--13.2地质概况3.2.1地形地貌场地地貌单元属滨海 冲洪积平原，地形较为平坦，现经人工改造为人工养殖圈，场地地面局程为3.8〜-1.2m,最大局差5.1m。3.2.2地层岩性根据地面地质测绘和钻孔揭露，地层自上而下依次为1、素填土(Q4ml)黄褐色，松散，稍湿，主要由碎石、粘性土组成，碎石成分主要为强风化石灰岩，棱角状，粒径10〜100mm,含量约为70。层厚2.00〜8.00m,层底标高-5.97〜0.20m；2、粉细砂(Q4m)黄褐色，松散，湿〜饱和，主要矿物成分为长石、石英，颗粒圆状，分选性较好，颗粒级配一般，混有少量贝壳碎屑，局部含少量石英岩砾石。层厚1.20〜6.30m,层底标高-5.26〜-6.84m；3、淤泥质粉质粘土（Q4m）灰黑色，软塑〜可塑，局部流塑，进尺（m）钻孔（个）岩石覆盖层跟管钻进（m）标贯（次）十字板（次）原状土样（组）1711.5424.1424.1481224湿〜饱和，含有少量生物贝壳碎屑，具腥臭味，干强度和韧性中等，无摇震反应。层厚5.00〜18.00m,层底标高-6.93〜-23.80m；4、粉细砂（Q4m）黄褐色，中密，稍湿〜湿，主要矿物成分为长石、石英，颗粒圆状，分选性较好，颗粒级配良好。层厚1.00〜4.80m,层底标高-22.23〜-24.80m；5、粉质粘土（Q4dl）黄褐色，可塑，稍湿，干强度和韧性中等，无摇震反应，混有少量砾石，含量10,粒径2〜9mm,最大20mm, 次棱角状，主要为全〜强风化辉绿岩。层厚14.80〜15.30m,层底标高-21.93〜-22.60m；6、全风化石灰岩（O1）黄褐色，碎屑结构，块状构造，岩芯呈土状局部夹块状，属较软岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级为V级。该层未完全穿透，最大揭露厚度1.20m,层顶标高-20.86〜-25.50m；7、全风化页岩（Zc）黄褐色，泥质结构，层状构造，岩芯呈土状局部夹块状，属较软岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级为V级。该层未完全穿透，最大揭露厚度1.00m,层顶标高-22.73〜-23.10m;3.2.3地质构造与地震根据区域构造资料，本工程区内无影响工程安全的活动性构造通过，根据钻孔揭示也未发现不良地质构造区域稳定对工程影响不大。根据国家标准中国地震动参数区划图(GB18306-2001),本区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g,地震动反应谱特征周期区划为0.40S。3.3工程地质条件3.3.1岩土物理力学参数的统计和分析本阶段勘察过程中，在淤泥质粉质粘土层采取原状土样12组，在粉质粘土层采取原状土样12组，进行了室内土常规试验，试验成果见下表3—2。物理力学指标统计表物理力学指标统计表表表33- -22土层参数天然含水量天然密度g/cm3土粒比重(Gs)天然孔隙比(e0)干密度g/cm3渗透系数10-5cm/s液性指数IL压缩系数Kpa-1内摩擦角①。粘聚力CKpa样本数12121212121212121212区间值32.1-35.21.95-1.982.71-2.730.823-0.8761.45-1.491.251-5.1380.83-0.940.122-0.36813.1-21.04.0-12.0平均值33.91.962.690.8511.472.4510.890.26017.58.1标准差0.8210.0120.010.0170.0121.1690.0420.1602.9073.249变异系数0.0200.0060.0050.0160.0060.4470.0470.4000.1660.406统计修正系数1.0120.9960.9971.0090.9961.201.0271.2390.9030.762淤泥质粉质粘土标准值34.11.962.680.8561.462.9410.920.32215.86.2样本数12121212121212121212区间值27.1-32.31.94-1.982.722.730.738-0.7661.53-1.571.22-7.280.43-0.650.28-0.398.2-10.318.1-24.5平均值29.11.962.730.7561.554.70.560.4049.221.5标准差1.380.0160.0150.0080.0151.960.0660.0321.7450.504变异系数0.0470.0080.0050.0110.0100.4170.1180.0790.1900.023统计修正系数1.0240.9960.9971.0060.9941.2191.0621.0410.9000.988粉质粘土标准值29.81.952.720.7611.545.730.590.4218.321.23.3.2岩土工程参数的确定1、物理力学性质参数确定根据室内土工试验，淤泥质粉质粘土和粉质粘土的物理力学性质参 数建议值如表3-3、表3-4,十字板剪切试验参数推荐值统计表如表3-5土层物理力学指标参数确定土层物理力学指标参数确定表表3--3土层天然含水量天然密度g/cm3土粒比重（Gs）天然孔隙比（e0）干密度g/cm3渗透系数10-5cm/s液性指数IL压缩系数kPa-1内摩擦角0粘聚力kPa淤泥质粉质粘土34.11.962.680.8561.462.940.920.32215.86.2土层物理力学指标参数确定土层物理力学指标参数确定表表3--4土层天然含水量天然密度g/cm3土粒比重（Gs）天然孔隙比（e0）干密度g/cm3渗透系数10-6cm/s液性指数IL压缩系数kPa-1内摩擦角0粘聚力kPa粉质粘土29.81.952.720.7611.545.730.590.4218.321.2十字板剪切试验参数推荐值统计表十字板剪切试验参数推荐值统计表表表3--5统计项目统计个数最大值最小值平均值标准差修正系数推荐值Cu12641032.318.30.5718.41Cu1241618.611.50.6211.532、地基承载力的确定地基承载力可根据野外鉴别、室内土工试验和标准贯入试验等来确定。根据现场鉴定、室内试验及原位试验成果，结合地区经验确定各地层的承载力如下⑴、素填土不宜做地基持力层；⑵、②粉细砂地基土承载力特征值fak60KPa;⑶、淤泥质粉质粘土地基土承载力特征值fak70KPa;⑷、④粉 细砂地基土承载力特征值fak180Kpa;⑸、粉质粘土地基士承载力特征值fak170KPa;⑹、全风化石灰岩地基土承载力特征值fa350KPa。⑺、全风化页岩地基土承载力特征值fa350KPa。3、其他参数的确定场地土的标准冻结深度0.70m,最大冻结深度0.93m；场地基本雪压为0.4kpa,基本风压为0.6kpa。1.1.3水文地质条件拟建闸门位置都在人工养殖圈的堤坝上，地下水类型主要为海水，含水层主要为粉细砂，地下水与海水相通，水位变化受潮汐影响较大，场地各岩土层透水性，根据本地区经验值确定⑴淤泥质粉质粘土层渗透系数K1.01610-5〜5.13810-5cm/s；⑵、粉质粘土层渗透系数K6.010-6〜1.010-5cm/s；⑶、②粉细砂层渗透系数K9.010-43.010-3cm/s。⑷、④粉细砂层渗透系数K7.010-42.010-3cm/s。根据水利水电工程地质勘察规范(GB5028799)J.0.1之规定，粉质粘土层、淤泥质粉质粘土层属于微透水层，②粉细砂层、④粉细砂层属于中等透水层。1.1.4不良地质作用与地质灾害场地地震基本烈度为W度，按照水利水电工程地质勘察规范(GB50287-99)和建筑抗震设计规范(GB50011-2001)的有关规定，对饱和砂土层液化进行判别。结果表明②粉细砂层存在地震液化的可能。 拟建范围内没有发现岩溶、采空区、地面沉降、滑坡、泥石流等不良地质作用和地质灾害。3.4、工程地质评价3.4.1闸基稳定性评价闸基范围内存在的新近回填的饱和松散状的素填土层、松散状②粉细砂层、软〜可塑状态的淤泥质粉质粘土层强度低，变形大，抗滑稳定性差，在闸基开挖和水位发生变化时，素填土、②层粉细砂、淤泥质粉质粘土层容易产生滑动变形，不适宜做闸门地基。④粉细砂、粉质粘土层及下伏全风化岩分布稳定，强度较高，工程性质良好，可做闸门地基。3.4.1抗冲稳定性评价闸基范围内素填土为松散状态，淤泥质粉质粘土多为软塑状态，②粉细砂以松散状为主，抗冲性能均较差，应采取相应的防护处理措施。3.4.2抗震稳定性评价闸基范围内存在松散状态的素填土层、松散状②粉细砂层、软〜可塑状态的淤泥质粉质粘土层其强度低，压缩性大，工程性质差，为不良地基土，经对饱和砂土液化判别②粉细砂层存在液化可能。本场地属建筑抗震不利地段。3.5结论及建议1、拟建纳湖闸场地地貌单元属滨海冲洪积平原，地形较为平坦，地层分布较均匀，为素填土、②粉细砂、淤泥质粉质粘土、④粉细砂、粉质粘土、全风化石灰岩、全风化页岩。 新近回填素填土层、②粉细砂层、淤泥质粉质粘土强度低，变形大，稳定性较差；④粉细砂层、粉质粘土层及下伏全风化岩层强度较高，分布稳定，工程性质较好。建议闸基采用振冲碎石桩，以④粉细砂层、粉质粘土、全风化灰岩、全风化页岩作为桩基持力层。场地内未见不良地质条件，适宜建筑本工程；2、闸基范围内存在的淤泥质粉质粘土层属于微透水层，素填土、粉细砂层，属中等透水层，基坑开挖和围堰施工时应采取相应排水和防渗措施。3、施工开挖完成后，应及时通知我公司验基。第四章工程任务和规模4.1工程规模***盐场属国有大型企业，根据防洪标准GB50201—94,4.0.1条的规定，防洪标准应在100年〜50年范围内，防洪等级应在n〜田之间，考虑到工程所在地点的保护面积，人口密度，水产养殖等情况，防洪标准采用50年一遇。根据水闸设计规范SL265—2001,2.2.2条的规定，水工建筑级别采用3级。本次设计的纳潮闸工程是***滨海公路桥梁工程的附属工程，由于公路桥梁建设，使得原纳潮排水闸丧失使用功能，故需随公路桥整体重建。在***盐场地域的滨海公路共2段，一段起点位于***盐场八分厂纳潮库外坝上***与长兴岛交界处，终点交于孙屯 南瓦交线上，起始桩号K137210〜K147215.83,全长10.006km；另一段是***市谢屯镇沙山村至新搬迁的大化园区，起始桩号K158500〜K172754,全长25.927km。两段线路主要穿越***盐场，在公路线上有7处纳潮闸，1处排水闸需拆迁改建，在7处纳潮闸的拆迁改建中，由于滩涂养殖进水的需要，有一处进水闸也需拆迁新建，本次设计闸门共9处。其中8处在公路线上与公路桥相对应。本次设计闸门的使用单位是***盐场，闸门孔数，闸孔宽度，闸底高程是根据使用单位的使用要求确定的**水利建筑设计院接受设计任务后，于2008年9月23日在***盐场，就***滨海公路*****段纳潮闸设计问题进行磋商，参加会议单位有沈阳市公路规划设计院，***盐场土地部，**水利建筑设计院，**水利地质勘测工程公司等。磋商会议中，各单位负责同志就***滨海公路*****段纳潮闸设计问题进行磋商，并达成一致意见。根据纳潮闸的使用要求，对设计所需的控制性要求做由确定，结果详见表4—1o表4-1纳潮闸设计控制性要求特性表序号闸型建设意见中心桩号孔数闸门尺寸地板高程1铸铁闸门移位新建K16215032.52.0-1.602铸铁闸门移位新建 K163180132.52.5-1.303铸铁闸门新建K16342032.52.5-1.004铸铁闸门新建K16421052.52.0-0.805铸铁闸门新建K16930052.52.0-1.876铸铁闸门拆除新建K17194722.52.0采用实测值7铸铁闸门拆除新建K137293.552.52.0采用实测值8铸铁闸门拆除新建K137237.552.52.0采用实测值9木闸门新建22.02.0-1.30同时使用单位提由，闸门运用最高潮水位1.8〜1.9m,闸门运用最低圈内水位0.5m,2008年9月30日，**水利测绘公司，在纳潮闸现场测得K171947、K137237.5、K137293.5三处闸门的原使用闸门的闸底高程分别为0.93m,0.83m,0.83m。根据磋商会议的确定意见，三处闸门的实测高程做为设计高程。4.2工程任务*****盐场于1850年建场，现已发展成为以海盐生产为主，集盐化工生产与海水养殖业为一体的国家盐业大型骨干企业。企业下属8个制盐分场、2个食盐加工厂、2个盐化工厂、2个运输站及盐机修配厂、水产养殖公司、水产制品厂、南海工程处等18个单位，是中国东北最大的海盐生产基地，年海盐产量占***的三分之一，占**地区的二分之"O场区占地面积166平方公里。其中本次设计纳潮闸的影响面积26平方公里，是***盐场生产区的主产区。 纳潮闸在生产上的主要任务是为盐场、养殖区提供补水与排水的双重任务，在防洪上主要是挡潮、排洪等。第五章工程布置及主要建筑物5.1设计依据1.水利水电工程初步设计报告编制规程DL5021—932.防洪标准GB50201—943.水闸设计规范SL265-20014.堤防工程设计规范GB50286-985.工程地质勘察报告2008年10月6.纳湖闸址地形图15002008年10月7.火力发电厂振冲法地基处理技术规范DL/T5101—1999。5.2总体布置在K137210〜K147215.83公路段上有2座纳潮闸，分别位于K137237.5、K137293.5桩号，两座闸的结构型式、尺寸均相同。闸室的结构型式为胸墙式。底板高程0.93m,边墩为方形长11m,宽0.50m,中墩宽0.6m,两端为0.3m半径1/2圆，直线长10.4m,全长11m。底板厚0.6m。5孔闸，单孔净宽2.0m,高2.5m,胸墙板厚0.4m,闸室长11m,两端设0.5m深齿墙，设2层检修桥，底层检修桥宽1m,厚0.4m,顶层检修桥宽3m,厚0.4m,闸室前设5.5m铺盖，板厚0.5m,板前设0.5m深齿墙，闸前铺盖与围堰摆喷防渗墙间采用复合防渗膜连接。防渗膜厚0.5mm,外复无纺布200g/m2。墩上设钢筋硅框架，框架柱直径为0.3m,高2.8m,柱间距1.25m,框架横梁断面0.200.25m。工作桥为双T型简支梁，梁底宽0.25m,高0.53,桥面宽2.4m。 工作桥步梯采用钢筋硅板式，宽1.55m,高3.33m,步高180mm,步宽280mm.。闸门型式为平板铸铁闸门，门高2.59m,宽2.07m。启门力106KN,闭门力为36KN,选用LQ—2型120KN手电两用单吊点螺杆式启闭机基础垫层为C10硅，厚度为0.1m其余硅强度等级为C30o在K158500〜K184439.595公路段上有5座纳潮闸，分别位于K162150、K163180、K163420、K169300、K171947桩号。1座排水闸，位于K164210桩号，另1座进水闸位于K162150桩号纳湖闸的内侧，两座闸成90°交角。纳潮闸与进水闸的结构型式相同。K162150桩号的纳潮闸3孔，单孔净宽2.0m,底板高程-1.60m；K163080桩号的纳潮闸13孔，单孔净宽2.5m,底板高程-1.30m,分3个闸段，2个边段分别为4孔，中间段5孔，段间相接处为0.5m宽的半墩相接，2个半墩间设20mm厚的泡沫板伸缩缝，边墩为方形长11m,宽0.50m,中墩宽0.7m,两端为0.35m半径1/2圆，直线长10.3m,全长11m。、段间半墩宽0.5m,两端为0.50m半径1/4圆，直线长10.0m,全长11m,闸门型式为平板铸铁闸门，门高2.59m,宽2.57m。;K163420桩号的纳潮闸3孔，单孔净宽2.5m,底板高程 -1.00m,闸门型式为平板铸铁闸门，门高2.59m,宽2.57mo边墩为方形长11m,宽0.50m,中墩宽0.7m,两端为0.35m半径1/2圆，直线长10.3m,全长11m；K169300桩号的纳潮闸5孔，单孔净宽2.0m,底板高程-1.87m；K171947桩号的纳潮闸2孔，单孔净宽2.0m,底板高程-0.83m；其他同K137237.5、K137293.5桩号纳潮闸。K164210桩号的排水闸5孔，单孔净宽2.0m,底板高程-0.8m,其他同K137237.5、K137293.5桩号纳潮闸。位于K162150桩号附近进水闸闸室的结构型式为涵洞式，2孔，单孔净宽2.0m,高2.0m,底板高程-1.3m,边墩宽0.50m,中墩宽0.7m,底板厚0.5m。顶板厚0.32m,闸室长5.29m,其中直段2.29m,渐变段3.0m。闸室上部结构设钢筋硅框架，框架柱直径为0.3m,高2.55m,柱间距1.25m,框架横梁断面0.200.25m。工作桥为双T型简支梁，梁底宽0.25m,高0.45,桥面宽2.4m。闸门型式为平板木闸门，门高2.21m,宽2.32mo启门力75KN,闭门力为50KN，选用LQ型8T手电两用单吊点螺杆式启闭机。闸后为6.5m长钢筋硅方涵，单孔净宽2m,高2.0m,侧墙厚0.32m,隔墙厚0.32m,底板厚0.38m,顶板厚0.32mo工作桥步梯选用02J401—T4B09铁梯。 基础垫层为C10硅，厚度为0.1m其余硅强度等级为C30o闸室前设5.896.48m的闸前干砌石铺盖，下垫300g/m2无纺布。5.3闸室特征高程的确定5.3.1闸顶高程的确定根据水闸设计规范4.2.4条的规定，闸顶高程应高于设计洪水位加相应安全超高值之和，同时规定位于防洪挡潮堤上的水闸，其闸顶高程不得低于防洪挡潮堤堤顶高程”。本闸设计洪水标准为50年一遇洪水，相应洪水位2.21m,水闸级别3级，安全超高值0.7m,相应闸顶高程应为2.91m。在K137210〜K147215.83段的堤顶公路顶面高程为4.00m,在K158500〜K184439.595段的堤顶公路顶面高程为3.76m,故K137237.5、K137293.5桩号的纳潮闸的顶高程4.00m,K162150、K163080、K163420、K169300、K171947桩号纳湖闸与K164210桩号排水闸的顶高程为3.76mo进水闸的堤顶高程是根据使用单位的使用要求，参照周边内堤堤顶高程确定为2.3mo5.3.2工作桥顶高程的确定工作桥的顶高程确定主要根据闸门高度确定，闸门高度2.59m,力口0.2m的吊耳，总高2.79m,采用框架柱高2.80m,梁高0.53m,则工作桥顶高程是闸顶高程加3.33m。 5.4防渗排水布置根据地质勘探结果，闸下有1.2〜6.3不等的粉细砂，透水性很强为了节省投资，不采用封闭的垂直防渗体。按水闸设计规范SL265-2001,4.3.2条规定，闸基防渗长度L按下式计算HCL允许渗径系数值采用值为10。C上下游水位差1.40m。HL求得14.0m。闸前铺盖长5.5m,齿深1.0m,闸底板长11m,齿深1.1m,顺水流方向渗径长17.7m,满足设计要求。细砂的临界水力比降Jcr为0.07。经计算由口段渗流坡降值为0.05满足要求。5.5消力防冲布置选择K169300桩号纳潮闸做为典型，根据使用单位提由的纳潮最高水位为1.9m,闸后最低水位为0.5m的最不利的运用状态为设计条件，按下式计算消力池池深Zhhds"00式中消力池深d水跃淹没系数0由池河床水深sh由池落差Z经试算得消力池深0.5m,采用消力池深0.5m。消力池长度按下式计算jSsjLLL消力池长度。sjL消力池斜坡段水平投影长度。 SL水跃长度矫正系数，采用0.8。水跃长度。jL经计算11m,采用消力池长12m。sjL5.6基础处理根据**工程地质勘察公司提由的***纳潮闸工程地质勘察报告，1、粉细砂层厚1.20〜6.30m,层底标高-5.26〜-6.84m,地基土承载力特征值fak60KPa;2、淤泥质粉质粘土层厚5.00〜18.00m,层底标高-6.93〜-23.80m,地基土承载力特征值fak70KPa；3、粉细砂层厚1.00〜4.80m,层底标高-22.23〜-24.80m,地基土承载力特征值fak180KPa；4、粉质粘土层厚14.80〜15.30m,层底标高-21.93〜-22.60m,地基土承载力特征值fak170KPa。其中粉细砂经判别为地震液化土。基础处理方案考虑四个灌注桩、堆载预压、碎石振冲桩、硅预制桩。以K163420桩号的纳潮闸为典型进行造价分析5.6.1灌注桩方案灌注桩直径为1.0m,根据闸基结构布置42个孔，深入强风化岩石层m,桩孔中心距为3.0m,孔深23.3m,总进深1041.6mo灌注桩混凝土强度等级为C20o经估算需投资127.2万元。主要优点基础稳定性强，抗垂直荷载大。主要缺点工程施工较为复杂，需专职的施工队伍，工期5.6.2堆载预压方案闸基底面积885m2,设直径为 0.6m的排水沙井21个，排砂井深22.3m,堆土高度9m,堆土方量3.31万m3。经估算需投资114.1万元。主要优点施工简单，不用专业的施工队伍。主要缺点工期长，需增加工期4个月。5.6.2碎石振冲桩方案碎石振冲桩加固地基的机理包括挤密、置换和排水三种作用，形成复合的地基。碎石桩直径采用1.0m,孔距2.0m,成梅花布置。碎石桩深入砂基持力层，深22.3m。经估算需投资70.7万元。主要优点投资省，基础稳定性好，受力明确，工期短。主要缺点施工需专业施工队伍。5.6.3预制桩方案预制方桩400mm400mm,根据闸基结构布置152个桩，根据计算桩长23.2m,桩的联系梁400mm400mm,与底板形成整体，桩混凝土强度等级为C30o经估算需投资126.3万元。主要优点基础稳定性强，抗垂直荷载大。主要缺点工程施工较为复杂，需专职的施工队伍。5.6.4基础处理方案选定在灌注桩、堆载预压、碎石振冲桩、预制桩的3个方案中，碎石振冲桩方案最低，并有效的解决了闸基中细砂土的地震液化问题，是比较好的地 基处理方案，但由于施工条件、工期、建设单位的要求等诸多因素，最终采用预制桩方案。5.6.2稳定计算稳定计算选取K169300桩号的纳潮闸作为典型分析。工作状况选取2种1、工程建成后，闸前后均无水的工作状况；2、50年一遇潮水位2.21m,与养殖池内最低池水位0.5m的工作状况。5.6.2.1第一种工作状况的稳定计算各分部受力计算过程见表51o稳定分析按下式计算WMAGPminmax][minmaxPP式中EG作用于闸室全部竖向荷载；EM作用于闸室全部荷载对底板形心轴的力矩之和；A底板底面面积；W闸底板垂直水流方向的形心轴的截面矩；刀为基底压力分布不均系数；[不力基底压力分布允许不均系数；由水闸设计规范表7.3.5查得为1.5。表5-1闸前后无水工况的稳定计算表力矩（KN.m）部位重量（KN）力臂（m）MBMB底板2646.05.5014553.0闸墩5220.55.5028712.6胸墙313.03.761176.9检修桥1300.07.302190.0检修桥2100.05.64564.0检修桥390.04.41396.9工作桥183.85.00918.8框架柱69.85.00349.1 桥栏杆26.05.50143.0铸铁闸门150.05.00750.0梯子15.04.4166.2拦污栅620.03.482157.6启闭机100.05.00500.0边墙土重1176.75.506471.7合计11010.758949.7经计算Pmax75.1KN/m2,Pmin64.0KN/m2,41175,均满足规范要求。各纳潮闸的稳定计算结果详见表535.6.6.2第二种工作状况的稳定计算各分部受力计算过程见表52,稳定分析的计算公式同第一种工况，计算结果如下表5-2设计潮位工况的稳定计算表力的名称垂直力（KN）水平力（KN）力臂（m）力矩（KN.m）MBMB水闸自重11010.758949.7上游浪压力247.92.74680.1上游水压力1032.11.36140'