纳潮闸的初步设计报告

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+210～K147+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K158+500～K172+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2.21 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0.4～1.3m。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

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5.1 m。

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，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，无摇震反第一章 综合说明

3 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（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fak=60KPa；

⑶、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 ⑷、④粉细砂：地基土承载力特征值fak =180Kpa；

⑸、粉质粘土：地基土承载力特征值fak=170KPa；

⑹、全风化石灰岩：地基土承载力特征值fa =350KPa。

⑺、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、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Ⅱ～Ⅲ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。 第一章 综合说明

5 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+210～K147+215.83公路段上有2座纳潮闸，分别位于K137+237.5、K137+293.5桩号，两座闸的结构型式、尺寸均相同。

在K158+500～K184+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。

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，则工作桥顶高程第一章 综合说明

6 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，最终采用预制桩方案。 第一章 综合说明

7 1.5.6 稳定计算

稳定计算选取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，η=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，η=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=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1.5～3.0m，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