【正文】 時(shí)段P=2%P=5%P=20%洪峰流量（m3/s）998810439 工程地質(zhì) 地形地貌依據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，勘察區(qū)位于華北地臺(tái)魯東隆起膠萊坳斷Ⅲ級(jí)構(gòu)造單元上，自上元古代以來(lái)，一直處于長(zhǎng)期、緩慢、穩(wěn)定上升的隆起狀態(tài)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，該區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。 勘察區(qū)地下水類(lèi)型主要為HCO3CL型，屬中性水。經(jīng)方案比較，新建蓄水構(gòu)筑物采用底橫軸翻轉(zhuǎn)門(mén)水閘（以下簡(jiǎn)稱鋼壩），C30鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖》和《中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，該區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。本次工程只包括水閘的改建，不含交通橋。水閘用啟閉機(jī)室兼做中墩及邊墩。 閘前段閘室段上游布置C30鋼筋混凝土鋪蓋，順?biāo)鏖L(zhǎng)10m，鋪蓋上、。墻趾、。 閘出口段閘室下游接C30鋼筋混凝土消力池，順?biāo)飨蜷L(zhǎng)10m。做法為依次鋪設(shè)礫石一層（粒徑5～20mm）厚200mm，碎石一層（粒徑1～5mm）厚200mm，土工布一層（200g/m2）。格賓采用定制格賓石籠綁扎而成，、。消力池兩側(cè)擋墻采用C30鋼筋混凝土懸臂式擋墻。兩側(cè)擋墻均與現(xiàn)狀護(hù)岸擋墻銜接，做法同鋪蓋上游兩側(cè)擋墻。 地基處理根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告，閘址底板下層為含卵礫粉質(zhì)粘土及強(qiáng)風(fēng)化砂巖，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值分別為160kPa、400kPa，滲透系數(shù)分別為1106cm/s、5106cm/s。水灰比為由稀至濃，依次按5：2：：：1的比例進(jìn)行調(diào)整。閘門(mén)采用平面鋼閘門(mén)，門(mén)葉主體結(jié)構(gòu)的鋼板采用Q235B，型材和非主體結(jié)構(gòu)的鋼板采用Q235A，驅(qū)動(dòng)支臂選用Q345（16Mn）。動(dòng)力電纜可采用VV型全塑電纜，控制電纜可采用KVV型全塑電纜。本次消防設(shè)計(jì)分別在在低壓配電室內(nèi)配置2只手提式鹵代烷滅火器，在中央控制室配置2只手提式鹵代烷滅火器；在管理房及防汛倉(cāng)庫(kù)配置7只磷酸銨鹽滅火器。工程需混凝土粗骨料、塊石料可當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)購(gòu)買(mǎi)。由于窯頭節(jié)制閘擔(dān)負(fù)著防洪、灌溉等任務(wù)，因此要求工期合理、次序明確、進(jìn)度得當(dāng)。 主要保護(hù)對(duì)象表 13 主要環(huán)境保護(hù)對(duì)象環(huán)境要素水環(huán)境大氣環(huán)境聲環(huán)境生態(tài)環(huán)境人群健康保護(hù)對(duì)象墨水河施工人員和施工所在地周?chē)幼↑c(diǎn)沿河村莊農(nóng)田工程施工人員和周?chē)用?環(huán)境保護(hù)的目標(biāo) 大氣環(huán)境：施工場(chǎng)地大氣環(huán)境以不危害施工人員身體健康為目標(biāo)；外環(huán)境以周邊居住點(diǎn)為保護(hù)目標(biāo)。 水土保持防治措施（1） 河道防護(hù)為確保河道岸坡穩(wěn)定，防止兩岸土壤流失，對(duì)河道兩岸進(jìn)行護(hù)砌。 節(jié)能設(shè)計(jì)本工程節(jié)能措施分三部分： 工程勘察設(shè)計(jì)中要優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，根據(jù)勘探資料選取最優(yōu)方案，降低能源的使用量。照明盡量利用日光，且熒光燈采用了電子鎮(zhèn)流器以降低其功率因數(shù)，變壓器及發(fā)電機(jī)設(shè)備選用的都是國(guó)家推薦使用的節(jié)能產(chǎn)品，合理選擇其容量和太熟，減少線路損耗，提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)等方法減少電能耗損。水閘工程的管理范圍是水閘管理單位直接管理和使用的范圍，包括： 水閘工程各組成部分的覆蓋范圍，包括上游鋪蓋、閘室、下游消能防沖工程和兩岸聯(lián)接建筑物。本項(xiàng)目確定的工程保護(hù)范圍為工程管理范圍邊界線外推200m。2 水文 流域概況墨水河為“淮涉”與“墨水”兩河的通稱。此乃清同治版《某縣志》稱為“流經(jīng)天井之陽(yáng)”的一源。坡降為1／150，河槽變遷幅度200多米；西障村至某城段，坡降為1／500，河槽寬150米。建國(guó)后的1974～1977年的4年中，僅留村鄉(xiāng)前北葛、某鎮(zhèn)磨市、樓子疃鄉(xiāng)張家西城3個(gè)村莊就被沖毀百余畝良田。近幾年來(lái)，隨著墨水河入?？诟浇B(yǎng)蝦池的連年增多，阻礙河道行洪，致使原先單獨(dú)入海的洪江河也在入?？谔幣c墨水河匯合，從而使流域的集水面積增加57km2。圖 21 墨水河流域圖，多年平均6～9月降水量占年降水量的73%。水文部門(mén)在墨水河流域內(nèi)及周?chē)?，設(shè)有多處雨量站，雨量資料豐富，可由暴雨資料推求設(shè)計(jì)洪水。 設(shè)計(jì)面雨量的計(jì)算采用由實(shí)測(cè)暴雨資料和由暴雨等值線圖查算兩種途徑推求設(shè)計(jì)面雨量。某站斷面采用某、石棚、段村、窯上、團(tuán)彪、書(shū)院、棉花等七站算術(shù)平均；文化路斷面采用某、石棚、段村、窯上、團(tuán)彪、書(shū)院、棉花、梛城等八站算術(shù)平均。本次計(jì)算采用我省最新版多年平均年最大24小時(shí)降水量等值線圖和最大24小時(shí)暴雨變差系數(shù)Cv等值線圖，分別查出各斷面以上流域重心處最大24h降雨量的多年平均值和Cv值，查算成果見(jiàn)表 23。按膠東半島區(qū)2線及平原所占面積修正后計(jì)算凈雨量。 瞬時(shí)單位線法匯流演算采用瞬時(shí)單位線法推求設(shè)計(jì)洪水。據(jù)此對(duì)某站的年最大實(shí)測(cè)洪峰流量系列進(jìn)行頻率分析，采用矩法計(jì)算均值、Cv、Cs值，經(jīng)PⅢ理論頻率曲線適線后，確定各種頻率的洪峰流量。P=5%527810P=20%281439暴雨等值線圖法P=2%8461223P=5%627965P=20%323498比較（%）P=2%P=5%P=20%表 212 某站斷面不同計(jì)算方法比較情況表方法成果比較（%）備注P=2%P=5%P=20%P=2%P=5%P=20%實(shí)測(cè)流量656491247以實(shí)測(cè)流量法成果為基準(zhǔn)比較。按規(guī)范要求，有水文觀測(cè)資料地區(qū)，水文設(shè)計(jì)、分析計(jì)算應(yīng)該利用實(shí)測(cè)資料作為依據(jù)，而且某站斷面經(jīng)實(shí)測(cè)流量資料驗(yàn)證，由實(shí)測(cè)暴雨推求的設(shè)計(jì)洪水與實(shí)測(cè)流量資料推求的設(shè)計(jì)洪水基本一致。表 213 設(shè)計(jì)斷面不同設(shè)計(jì)頻率設(shè)計(jì)洪水成果表序號(hào)斷面名稱規(guī)劃樁號(hào)洪 峰 流 量 （m3/s）P=2%P=5%P=20%1某水文站25+0006925272812文化路橋20+760998810439注：河道樁號(hào)從下游向上游編排，小樁號(hào)為下游，大樁號(hào)為上游。3 工程地質(zhì) 工程概況，（含洪江河）。該閘建成于1980年，主要功能為蓄水、景觀和補(bǔ)充地下水。中生代燕山晚期，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，伴隨大規(guī)模巖漿巖侵入。 地層巖性工作區(qū)的地層從新到老可以分為新生界第四系地層和中生界白堊系地層。白堊系青山群（K2Q）：為黃綠色砂巖，中厚層狀，主要成分為長(zhǎng)石、石英。地下水主要賦存于砂層，屬孔隙潛水和微承壓水，水量豐富。 工程區(qū)巖土層及其物理力學(xué)性質(zhì)根據(jù)鉆探結(jié)果，勘察深度范圍內(nèi)地層由第四系松散堆積物及中生代白堊系青山群（K2Q）砂巖組成，分述如下：第①1層：雜填土（Q4r）主要由砂土、粉質(zhì)粘土組成，以黃褐色為主，稍濕，松散，混有少量建筑垃圾、生活垃圾，分布于兩岸，厚度：～；層底標(biāo)高：～；層底埋深：～。分布于閘底板下部，為人工夯實(shí)墊層，厚度：～；層底標(biāo)高：～；層底埋深：～。為中等壓縮性。厚度：～；層底標(biāo)高：～；層底埋深：～。第③2層：粗礫砂（Q4al+pl）棕黃色，局部棕褐色，稍密，飽和，分選磨圓良，含少量粘粒及碎石，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石。該層進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)7次，～。建議其天然重度（γ），飽和重度（γsr）。建議其天然重度（γ），飽和重度（γsr）。壩基土水平段和出溢段允許滲流坡降建議值參見(jiàn)表 33。綜合評(píng)定地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)為無(wú)腐蝕；對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋在長(zhǎng)期浸水條件下無(wú)腐蝕，在干濕交替條件下具弱腐蝕，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕。 勘察區(qū)地下水類(lèi)型主要為HCO3CL型，屬中性水。4 工程任務(wù)和規(guī)模 工程現(xiàn)狀窯頭節(jié)制閘等級(jí)為Ⅲ等，屬中型水閘。原閘前鋪蓋采用C15混凝土結(jié)構(gòu)。閘后消力池采用挖深式消力池形式?，F(xiàn)狀交通橋表層為花崗巖板路面，橋兩側(cè)分別設(shè)木質(zhì)人行道板及欄桿。對(duì)于較大的安全隱患問(wèn)題，因缺少經(jīng)費(fèi)，無(wú)法對(duì)水閘進(jìn)行維修，導(dǎo)致水閘加劇老化，破損較重。 交通橋多處拱波斷裂，為危橋，存在安全隱患。最大險(xiǎn)情的一次發(fā)生1985年9號(hào)臺(tái)風(fēng)期間，上游來(lái)水迅猛，河道水位急劇上漲，由于閘門(mén)只能拉起2m，阻礙河道洪水行洪，洪水自河道溢出，造成水閘上游公園、大同商業(yè)街、河南村、汽車(chē)站被淹，墨水河公園觀光曲橋被沖毀。窯頭節(jié)制閘位于墨水河中游，始建于1980年，建成至今已運(yùn)行30多年，是一座集防洪、蓄水、景觀于一體的綜合性樞紐工程。因此為了保護(hù)當(dāng)?shù)厝嗣裆?cái)產(chǎn)的安全，充分發(fā)揮窯頭節(jié)制閘的農(nóng)業(yè)灌溉、防洪排澇和改善當(dāng)?shù)厮h(huán)境工程效益，對(duì)窯頭節(jié)制閘進(jìn)行改建是非常必要的。由于墨水河穿過(guò)某及城陽(yáng)城區(qū)，防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，且窯頭節(jié)制閘位于某市通濟(jì)街道辦事處墨河公園西，為某城區(qū)重要的景觀地段，因此結(jié)合上述情況并根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》、《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，確定本工程的等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型，洪水標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇設(shè)計(jì)。依據(jù)《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，本工程不需進(jìn)行抗震計(jì)算。 洪峰流量50年一遇設(shè)計(jì)洪峰流量998m3/s。表 51 窯頭節(jié)制閘各部位混凝土抗?jié)B、抗凍和強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)統(tǒng)計(jì)表序號(hào)閘室部位強(qiáng)度等級(jí)抗?jié)B等級(jí)抗凍等級(jí)備注1閘底板C30W6F1502閘墩C30W6F1503鋪蓋、消力池C30W6F1504岸、翼墻C30W6F1505墊層C15// 地形地質(zhì)資料（1） 某市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院2005年測(cè)量的墨水河1：1000地形圖；（2） 某市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院2005年編制的《墨水河治理工程地質(zhì)勘查報(bào)告》；（3） 某水建建設(shè)工程有限公司2009年編制的《某市窯頭節(jié)制閘工程地質(zhì)勘察報(bào)告》。同時(shí)，工程位于某城區(qū)，要求蓄水建筑物可靠度高，汛期阻水小以保證河道行洪安全。本次重建的鋼壩根據(jù)我國(guó)目前的設(shè)計(jì)和制造工藝水平和條件并結(jié)合已建工程的成熟經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》并考慮閘門(mén)受力條件及其工程量、啟閉機(jī)容量等，確定孔數(shù)采用3孔，兩邊孔凈寬29m，中孔凈寬46m，總凈寬104m。重建的窯頭節(jié)制閘由閘室、防滲排水設(shè)施、消能防沖設(shè)施及兩岸連接段等部分組成。閘門(mén)采用底橫軸翻轉(zhuǎn)式鋼閘門(mén)。鋪蓋兩側(cè)為C30鋼筋混凝土懸臂式擋墻。、相鄰兩排排水管交錯(cuò)布置。：。消力池出口設(shè)海漫，順?biāo)飨蜷L(zhǎng)24m。格賓線材采用熱鍍鋅網(wǎng)線，網(wǎng)孔尺寸為100120mm。上游鋪蓋、消力池的懸臂式擋墻及閘室邊墩后設(shè)2排φ100透水軟管。 下河臺(tái)階于節(jié)制閘左岸的鋪蓋上游段及海漫段分別設(shè)下河臺(tái)階一處。地基承載力及防滲均滿足要求，可不予處理。 設(shè)計(jì)計(jì)算 水力計(jì)算 過(guò)流計(jì)算本次重建的鋼壩其過(guò)流能力在閘門(mén)翻倒的情況下可按寬頂堰流量計(jì)算公式計(jì)算。～，～，因此，閘孔規(guī)模滿足排澇要求。將數(shù)據(jù)代入公式中計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表 54。 消力池底板厚度計(jì)算根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，消力池始端底板厚度按抗沖和抗浮分別計(jì)算并取其大值。根據(jù)鋼壩的特點(diǎn)，閘門(mén)完全開(kāi)啟耗時(shí)很短，故在此過(guò)程中泄掉的水量相應(yīng)于上游蓄水量而言可忽略不計(jì)，所以在閘門(mén)開(kāi)啟過(guò)程中可認(rèn)為上游水位維持不變。； ，閘門(mén)開(kāi)啟，門(mén)傾角40176。表 55 水閘消能計(jì)算成果表計(jì)算工況閘上游水位（m）單寬流量q（m2/s）hc（m）h″c（m）計(jì)算池深d（m）計(jì)算池長(zhǎng)Lsj（m）底板厚度t（m）閘門(mén)傾角60176。閘門(mén)傾角25176。將數(shù)據(jù)代入公式中計(jì)算得各工況下的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 56。閘門(mén)傾角30176。將數(shù)據(jù)代入公式中計(jì)算得：dm=本次設(shè)計(jì)海漫末端做拋石防沖槽，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)8m，上、下游以1：，滿足要求。 滲透穩(wěn)定計(jì)算根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，土基上的閘基滲流穩(wěn)定采用改進(jìn)阻力系數(shù)法。 分段阻力系數(shù)計(jì)算各分段阻力系數(shù)可按以下公式計(jì)算：進(jìn)、出口段：內(nèi)部垂直段：水平段：式中：ξ0—進(jìn)、出口段的阻力系數(shù)；S—板樁或齒墻的入土深度（m）；T—地基透水層深度（m）；ξy—內(nèi)部垂直段的阻力系數(shù)；ξx—水平段的阻力系數(shù)；Lx—水平段長(zhǎng)度（m）；SS2—進(jìn)、出口段板樁或齒墻的入土深度（m）。滲流穩(wěn)定滿足要求。 結(jié)構(gòu)計(jì)算 中墩頂高程計(jì)算根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，水閘的波浪高度可按下列公式計(jì)算：式中：hm—平均波高（m）；v0—計(jì)算風(fēng)速（m/s）；D—風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度（m）；Hm—水域內(nèi)平均水深（m）；Tm—平均波周期（m）。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表 57。 閘室穩(wěn)定計(jì)算控制標(biāo)準(zhǔn)（1） 各種計(jì)算工況下，閘室平均基底應(yīng)力不大于地基允許承載力。 閘室穩(wěn)定計(jì)算根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，土基上沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)以及基底應(yīng)力按下列公式進(jìn)行計(jì)算：式中：Kc—沿閘室基底面的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；Pmax min—閘室基底應(yīng)力的最大值或最小值（kPa）；∑G—作用于閘室上的全部豎向荷載（kN）；∑H—作用于閘室上的全部水平向荷載（kN）；f—閘室基底面與地基之間的摩擦系數(shù)；∑M—作用在閘室上的全部豎向和水平向荷載對(duì)于基礎(chǔ)底面垂直水流方向的形心軸的力矩（kN 上下游翼墻穩(wěn)定計(jì)算 計(jì)算公式根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》，翼墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)及基底應(yīng)力按下列公式計(jì)算：式中：K1－抗滑安全系數(shù)；∑M0－作用于墻身的各力對(duì)基礎(chǔ)底面形心軸的力矩；f－翼墻基底面與地基之間的摩擦系數(shù)；∑G－作用于結(jié)構(gòu)上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的法向分量；∑H－作用于結(jié)構(gòu)上的全部荷載對(duì)計(jì)算滑動(dòng)面的切向分量；W—基礎(chǔ)底面對(duì)其形心軸的截面矩；A－基礎(chǔ)底面面積。 觀測(cè)設(shè)計(jì) 觀測(cè)的。表 59 翼墻各計(jì)算工況和荷載組合計(jì)算工況自重靜水壓力揚(yáng)壓力土壓力水重土重荷載完建工況√√正