蒋河防洪闸稳定复核计算分析

刘尚蔚 何大川

1 工程概况

蒋河防洪闸是河南省涡河近期治理工程中新建的沟口防洪闸。该闸地处柘城县邵园乡官桥村西约150 m处的蒋河上,距蒋河入惠济河河口500 m,北距周(口)商(丘)公路约80 m。蒋河防洪闸控制集流面积585.5 km2,按蒋河5年一遇除涝设计(除涝水位45.78 m),干流惠济河20年一遇洪水防洪(防洪水位46.56 m),规划设计流量193.22 m3/s。

该闸为中型开敞式拦河闸,共5孔,每孔5 m,分3联,按中联1孔边联两孔对称布置。闸底板为水平整体式底板,C20钢筋混凝土结构,高程 41.00 m,闸底板长12 m,闸墩顶高程48.06 m。上游铺盖长18 m,消力池由1∶4斜坡段和水平段组成,水平投影长16 m,海漫由水平段和1∶15斜坡段组成,水平投影长30 m。

2 蒋河闸稳定复核计算与分析

2.1 闸室稳定复核

2.1.1 复核计算工况

闸室稳定复核计算考虑以下三种工况:1)完建工况(竣工期):闸室上、下游均无水,仅考虑永久荷载及可变作用中的风荷载和人群荷载。2)设计工况1(正常蓄水期):支沟5年一遇除涝水位,干流无水。3)设计工况2(正常运用期):惠济河 20年一遇设计洪水位,水闸挡水,支沟5年一遇除涝水位。计算单元取中孔一联和两边孔一联。

2.1.2 抗滑稳定计算

计算依据SL 265-2001水闸设计规范所给公式:

2.1.3 基底压应力计算

计算依据SL 265-2001水闸设计规范所给公式:

以底板底面上游端点B为矩心,计算全部荷载对于它的力矩之和 ∑MB,偏心矩e:

上、下游端的基底压力为:

应力分布不均匀系数:

闸室基底压应力计算成果见表1,表2。

表1 蒋河防洪闸闸室稳定计算成果表(中孔一联)

表2 蒋河防洪闸闸室稳定计算成果表(两边孔一联)

2.1.4 复核计算结果

计算结果表明:闸室稳定性满足安全要求。

2.2 翼墙稳定复核

2.2.1 复核计算工况

1)完建期:挡土墙建成使用,墙前墙后均无水。2)设计运用期:上游翼墙墙前为蒋河设计排涝水位,下游翼墙墙前为惠济河设计防洪水位。3)洪水骤降工况:下游翼墙前洪水骤降至底板,翼墙后水位降落较慢,按水位差1 m计算。

2.2.2 抗滑、抗倾稳定计算

计算依据SL 265-2001水闸设计规范所给公式:

翼墙稳定计算成果见表3。

2.2.3 基底压应力计算

计算依据SL 265-2001水闸设计规范所给公式:

上、下游端的基底压力为:

应力分布不均匀系数:

翼墙基底压应力计算成果见表3(根据相关检测报告墙后填土比设计值低1 m左右,复核按低1 m计算)。

表3 蒋河防洪闸挡土墙稳定计算成果表

2.2.4 复核结果

复核计算结果表明:上下游、左右岸翼墙的抗滑稳定均满足要求,基底应力平均值均不超过地基承载力标准值。

[1] SL 214-98,水闸安全鉴定规定[S].

[2] SL 265-2001,水闸设计规范[S].

[3] DL 5077-1997,水工建筑物荷载设计规范[S].

[4] GB J7-89,建筑地基基础设计规范[S].

[5] JGJ 79-91,建筑地基处理技术规范[S].

[6] 张世儒,夏维城.水闸[M].北京:水利水电出版社,1987.