天津市潮白新河寧車沽防潮閘除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)(1)(20210223073651)

1、天津市潮白新河寧車沽防潮閘除險(xiǎn)加固 工程設(shè)計(jì) (1)摘要：寧車沽防潮閘位于潮白新河與永定新河交匯處， 主要功能為擋潮、蓄淡、泄洪、排澇、供兩岸工農(nóng)業(yè)用水， 對(duì)確保海河流域北系的防洪安全具有重要作用。經(jīng) 30 多年 在海水及鹽霧環(huán)境下運(yùn)用和受唐山地震的破壞影響，存在諸 多安全隱患，急需除險(xiǎn)加固。本文從諸多方面總結(jié)了防潮閘 的加固設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，供其它類似工程參考關(guān)鍵詞：除險(xiǎn)加固防潮閘寧車沽潮白新河寧車沽防潮閘位于天津市塘沽區(qū)寧車沽村西，潮白新河 入永定新河處， 1971 年 7 月建成。該閘的主要功能為泄洪、 排澇、擋潮、蓄淡、供兩岸工農(nóng)業(yè)用水，對(duì)確保海河流域北 系的防洪安全具有重要作用。 防潮閘由于

2、長期在海洋及鹽霧環(huán)境下運(yùn)行，加之1976 年唐山地震的破壞，防潮閘存在諸多安全隱患。盡管1986 年為了解決閘底板脫空和閘基滲透穩(wěn)定問題在閘室中部進(jìn)行了 高壓定噴和靜壓灌漿處理，對(duì)上部結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了局部加固。 1997 年汛前對(duì)原高壓定噴孔和靜壓灌漿孔鉆開復(fù)灌， 對(duì)工作 橋獨(dú)立柱做了加固處理。但以上工程措施并未從根本上解決 該閘存在的主要問題。為確切掌握防潮閘工程質(zhì)量現(xiàn)狀和摸清存在問題，以便為加 固工程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)資料和依據(jù)， 1997 年對(duì)該閘做了全面的 質(zhì)量檢測(cè)， XX 年 12 月天津市水利局組織專家組對(duì)該閘進(jìn)行 了安全鑒定，評(píng)定為三類閘，根據(jù)水閘安全鑒定規(guī)定 SL214-98 中的有關(guān)規(guī)

3、定， 并根據(jù)天津市水利局要求， 按原有 規(guī)模進(jìn)行除險(xiǎn)加固。1工程概況及存在的主要問題工程概況寧車沽防潮閘設(shè)計(jì)流量 2100m3/s ，相應(yīng)閘上、閘下水位為 （1956 黃海高程系統(tǒng)，下同）和；校核流量3000m3/s ，相應(yīng)閘上、閘下水位和。全閘共 22 孔，其中中部 20 孔過流， 兩端邊孔以混凝土墻封堵。中孔底板高程為 - ，內(nèi)邊孔和外 邊孔呈階梯式抬高，底板高程分別為- 和- 。每孔凈寬，中墩厚，閘室總寬為，閘室長。采用分離式底板，灌注樁基礎(chǔ)， 墩底板厚， 跨中小底板厚。 每個(gè)墩底板下布置有 6 根 D850mm 灌注樁，樁長為 21m和23m不等。閘室上游側(cè)設(shè)有交通橋，橋面高程，橋面寬

4、，設(shè)計(jì)荷載為汽 -10 。工作閘門設(shè)在閘室偏下游側(cè)，為升臥式鋼閘門，靠上游側(cè)為 疊梁式檢修鋼閘門。閘室上部設(shè)有工作橋，橋面高程，橋面寬，由4 根 T 型梁組成，并由墩墻和獨(dú)立柱支撐。工作橋上設(shè)有12臺(tái)2X 25t和8臺(tái)2X 16t固定卷揚(yáng)啟閉機(jī) 以及1臺(tái)2X 16t活動(dòng)臺(tái)車，前者供主閘門啟閉，后者供檢 修門啟閉。防潮閘上游設(shè)長鋼筋混凝土阻滑板、長漿砌石框格海漫、長 的 1 ： 10 斜坡式漿砌、干砌石海漫、長干砌石水平護(hù)底，總 護(hù)底長。下游設(shè)有長消力池，其尾坎高，其后為長漿砌石框格水平海 漫、長1： 10坡降漿砌、干砌石海漫、10m長拋石防沖槽， 總計(jì)。防潮閘順河自上而下工程總長。存在的主要問

5、題（1）閘底板脫空嚴(yán)重：由于受唐山地震震陷和區(qū)域地面沉 降的影響，閘室底板、上游防滲板和下游消力池底板普遍存 在脫空現(xiàn)象，致使防潮閘地基存在滲流不穩(wěn)定的嚴(yán)重問題。 雖經(jīng) 1986 年高壓定噴和靜壓灌漿及 1997 年的復(fù)灌處理，但 限于在閘室中部兩門槽之間及其附近的局部范圍內(nèi)進(jìn)行，并 未全部解決閘室底板的脫空問題，地基滲流不穩(wěn)定依然是防 潮閘安全運(yùn)用的一大隱患。（2）防潮閘抗滑穩(wěn)定不滿足要求。原設(shè)計(jì)每根灌注樁承擔(dān) 水平力300kN，校核情況每根承擔(dān) 440kN。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范對(duì) 寧車沽防潮閘灌注樁的水平允許承載力的核算表明其值不超過200kN。依次計(jì)算閘室本身抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)遠(yuǎn)未達(dá)到 現(xiàn)行規(guī)范規(guī)

6、定的的基本要求。另外，起阻滑板作用的上游防滲板和下游消力池底板存在脫空問題，因此其阻滑作用已大 大降低。（3）上部結(jié)構(gòu)工作橋和交通橋大梁混凝土剝落、露筋、鋼 筋銹蝕。經(jīng)檢測(cè)，工作橋平均碳化深度 33mm大于鋼筋保護(hù) 層，交通橋 36%的測(cè)點(diǎn)碳化深度接近保護(hù)層厚度。兩橋大梁 混凝土氯離子含量嚴(yán)重超標(biāo)，裂縫發(fā)育，工作橋尤甚，可見 裂縫多為貫穿縫，并存在隱性裂縫及芯樣破碎情況。 由于泥沙淤積等因素的作用，啟閉機(jī)經(jīng)常超載運(yùn)行，工作橋 長期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，啟閉閘門時(shí)經(jīng)常發(fā)生顫動(dòng)。 交通橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，為汽 -10 （舊標(biāo)準(zhǔn)），橋面總寬僅，難 以滿足現(xiàn)今交通要求。（ 4）啟閉設(shè)備陳舊老化，齒輪磨損嚴(yán)重

7、，運(yùn)用時(shí)普遍存在 掉鐵沫現(xiàn)象，且因泥沙嚴(yán)重淤積問題未能解決，造成啟閉機(jī) 超載運(yùn)行。（ 5）鋼閘門和閘門槽長期在海水環(huán)境下運(yùn)行，銹蝕嚴(yán)重， 閘門結(jié)構(gòu)的整體腐蝕率達(dá) 38100%，超過水利水電工程金屬 結(jié)構(gòu)的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)。（ 6）電氣二次控制設(shè)備陳舊，不能適應(yīng)現(xiàn)代化的運(yùn)行管理 要求，急待更新和完善。（ 7）由于閘室及上、下游河道嚴(yán)重淤積，行洪能力大大降 低，遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2工程加固設(shè)計(jì)本閘除險(xiǎn)加固采用的主要方案是將原有閘墩上游圓弧以前 部位及上部交通橋、工作橋和獨(dú)立柱予以拆除，將閘底板向 上游接長8m,閘墩也相應(yīng)加長，在每個(gè)接長的墩底板下增加 8 根灌注樁，閘室重新布置。工作閘門采用升臥門型，以適

8、 應(yīng) 8 度地震不宜做高機(jī)架橋的運(yùn)用條件?；A(chǔ)處理基礎(chǔ)處理包括： 灌注樁、 塑性混凝土防滲墻、 底板接觸灌漿、 消力池底板化學(xué)灌漿。為了解決閘室穩(wěn)定問題， 將閘底板向上游接長 8m墩底板下 增加8根灌注樁，樁徑，梅花排列，樁長15m新老底板采用剛性連接，使新老樁形成整體共同承擔(dān)水平荷載和垂直荷 載。根據(jù)該閘安全鑒定結(jié)論，閘基處于滲流不穩(wěn)定狀態(tài)，為此， 在防滲板、消力池及閘底板下采取接觸灌漿，在閘底板上游 設(shè)防滲墻。接觸灌漿孔孔距 3m排距2m,梅花排列；塑性 混凝土防滲墻厚30cm,深5m。工程于 XX 年 8 月開工，基坑清淤后，發(fā)現(xiàn)消力池底板及護(hù)坡上有裂縫，最大縫寬 35mm為保證閘基的滲透穩(wěn)定，選 用水溶性聚氨脂材料對(duì)裂縫進(jìn)行化學(xué)灌漿措施。閘室加固 新接長的閘底板堰頂高程恢復(fù)到原設(shè)計(jì)高程,墩厚,閘孔 凈寬8m新的工作閘門槽于原閘墩頭部附近設(shè)置。為便于主 閘門檢修，工作閘門前增設(shè)上游檢修閘門槽，原閘的上游檢 修閘門槽作為改建后的下游檢修閘門槽，并于原工作橋位置 增設(shè)檢修