纳潮闸的初步设计报告.doc
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1、第一章 综合说明 1 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“一线” ,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 K137+210K147+215.83,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 K15
2、8+500K172+754,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*段纳潮闸工程设计工作。 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,采用鲅鱼圈海洋站 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鲅鱼圈与
3、 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 2.21 m,25 年一遇潮位 2.12 m, 20 年一遇潮位 2.09 m, 10 年一遇潮位 2.00 m,4 年一遇潮位 1.88 m。 第一章 综合说明 2 本次设计潮位采用 50 年一遇潮位 2.21 m。 1.2.2 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 0.41.3m。最大波 高 0.54.2 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
4、法 采用莆田实验站方法。 1.3工程地质 1.3.1 场地岩土体工程地质条件评价 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 5.1 m。 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 10100mm,含量约为 70%。层厚 2.008.00m,层底标高-5.970.20m; 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
5、般,混有少量贝壳碎屑,局部 含少量石英岩砾石。层厚 1.206.30m,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 第一章 综合说明 3 震反应。层厚 5.0018.00m,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 1.004.80m,层底标 高-22.23-24.80m; 5、粉质粘土(Q4 dl):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 1
6、0%,粒径 29mm,最大 20mm,次 棱角状,主要为全强风化辉绿岩。层厚 14.8015.30m,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、
7、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: 、素填土:不宜做地基持力层; 、粉细砂:地基土承载力特征值 fak=60KPa; 、淤泥质粉质粘土:地基土承载力特征值 fak=70KPa; 第一章 综合说明 4 、粉细砂:地基土承载力特征值 fak =180Kpa; 、粉质粘土:地基土承载力特征值 fak=170KPa; 、全风化石灰岩:地基土承载力特征值 fa =350KPa。 、全风化页岩:地基土承载力特征值 fa =350KPa。 1.3.3 结论 1、拟建纳潮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、粉细砂、淤泥质粉质粘土、粉细砂、粉质
8、粘土、全风化石灰岩、全风化页岩。新近回填素填土层、粉细砂层、淤 泥质粉质粘土强度低,变形大,稳定性较差;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GB5020194,4.0.1 条 的规定,防洪标准应在 100 年50 年范围内
9、,防洪等级应在之间, 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。 第一章 综合说明 5 根据水闸设计规范SL2652001,2.2.2 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 K137+210K147+215.83 公路段上有 2 座纳潮闸,分别位于 K137+237.5、
10、K137+293.5 桩号,两座闸的结构型式、尺寸均相同。 在 K158+500K184+439.595 公路段上有 5 座纳潮闸,分别位于 K162+150、K163+080 、K163+420、 K169+300、K171+947 桩号。1 座 排水闸,位于 K164+210 桩号,另 1 座进水闸位于 K162+150 桩号纳潮闸 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
11、高程 (公路顶面),故 K137+237.5、K137+293.5 桩号的纳潮闸 的顶高程 4.00m,K162+150、K163+080 、K163+420、 K169+300、K171+947 桩号纳潮闸与 K164+210 桩号排水闸的顶高程为 3.76m。 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 2.3m。 第一章 综合说明 6 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,加 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
12、渗排水布置 根据地质勘探结果,闸下有 1.26.3 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。经计算出口段渗流坡降值为 0.05 满 足要求。 1.5.4 消力防冲布置 选择 K169+300 桩号纳潮闸做为典型,根据使用单位提出的纳潮最高 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
13、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 12m。 1.5.5 基础处理 根据*工程地质勘察公司提出的*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 K163+420 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 第一章 综合说明 7 终采用预制桩方案。 1.5.6 稳定计算 稳定计
14、算选取 K169+300 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,Pmax=69.7KN/m2,Pmin=69.3KN/m2,=1.005,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,Pmax=74.2KN/m2,Pmin=71.2KN/m2,=1.042,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 KC
15、=1.48,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 1.53.0m, 冰期三个月左右,海冰一般分布在 0.10.3m 辽东半岛黄海海域潮汐为规则半日潮,即每 24 小时 50 分出现两次, 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 9.3,极端最高气温 35,极端最低气温-25.1。 多年平均相对湿度 66%。最大冻土深 115cm;最早冻结日期为 10 月 13 第一章 综合说明 8 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
16、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、二期砼 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 2008 年 12 月 1 日2008 年 12 月 30 日,完成施工围堰填筑工程 施工; 2009 年 1 月 21 日2009 年 2 月 28 日,完成围堰摆喷防渗墙工程 施工; 2009 年 3 月 1 日2009 年 4 月 10 日,完成振冲桩基础加固处理 工
17、程施工; 2009 年 4 月 11 日2009 年 6 月 30 日,完成闸体工程施工。 2009 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。 2009 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, 砼工 200 人,模板工
18、 40 人,砌筑技工 60 人,力工 200 人,其他工种 10 第一章 综合说明 9 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,砼 0.82 万 m3,干砌料石 1.97 万 m3,干砌块石 5.78 万 m3,碎石铺
19、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 第一章 综合说明 10 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 4117.94 4117.94 86.81 1 防潮堤工程 3940.93 3940.93 2 纳潮闸工程 177.01 177.01 二机电设备及安装工程 2.40 14.30 16.70 0.35 1 启闭机 2.40 12.00 14.40 2
20、 测量仪器 2.30 2.30 三 金属结构设备及安装工 程 0.00 0.00 0.00 四临时工程 79.83 79.83 1.68 1 施工道路 5.00 5.00 2 围堰工程 46.33 46.33 3 房屋建筑工程 28.50 28.50 五 独立费用 528.89 528.89 11.15 1 建设管理费 113.25 113.25 2 生产准备费 0.91 0.91 3 科研勘测设计费 227.96 227.96 4 建设及施工场地征地费 3.95 3.95 5 其它 182.81 182.81 第一章 综合说明 11 一至五部分合计 4200.17 14.30 528.89
21、4743.36 100.00 六预备费 237.17 5.00 1 基本预备费 237.17 2 价差预备费 0.00 七静态总投资 4980.53 105.00 八总投资 4980.53 105.00 12 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
22、 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 1.53 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 69 月,占
23、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/s。 *多年平均气温 9.3,极端最高气温 35,极端最低气温- 25.1。多年平均相对湿度 66%。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 第二章 水文 13 日,最晚解冻日期为 4 月 15 日。多年平均无霜日为 254 天。 3.3 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
24、2 次低潮, 但相邻的高(低)潮高度不等。 2000 年 10 月*中心海洋站,采用鲅鱼圈海洋站 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鲅 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 2.21 m,25 年一遇潮位 2.12 m, 20 年一遇潮位 2.09 m, 10 年一遇潮位 2.00 m,4 年一遇潮位 1.88 m。 本次设计潮位采用 50 年一遇潮位 2.21 m。 3.3.2 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
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