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工程科技
浅谈西大岗泄洪闸除险加固工程初步设计研究
薛蜂刘杰
（黑龙江省鹉岗市新华农场水务局，黑龙江鹉岗154100）
摘要：西大岗泄洪闸自建成以来，经过几次洪水的考验，防洪压力越来越大，从安全运行和科学管理角度出发，需要对其除险加固。
关键词：泄洪闸；海漫；消力池 1概述
不均匀沉降问题。3.2.2渗透稳定及抗冲刷能力。第②1层低液限粘土
西大岗泄洪闸位于黑龙江省虎林市七虎林河中游、虎林市以北K=5.41E-06厘米/秒，渗透破坏类型属流土型，允许水力比降为J
392公里，国营八五四、云山农场之间，地理坐标东经132°50″40° 北纬46°0'23”，是七虎林河地区重要的防洪控制工程。该泄洪闸以防洪为主，百年一遇最大泄量150立方米/秒，设计洪水标准20年一遇设计，校核标准100年一遇，属中型水闸。本次除险加固设计主要包括进出口挡墙、闸室、消力池维修，海漫拆除重建等。
2工程建设的必要性
黑龙江垦区是重要商品粮食生产基地，水闸工程迅速成为农业排灌体系重要的骨干工程，在农田灌凝、排涝、防洪、生态环境改善等方面发挥了重要作用，为垦区的农业经济持续、快速、健康发展提供了可靠保证。水闸的建设对农业生产和经济发展起到了举足轻重的作用，改善了农业生产条件，增强了抗御水早灾害的能力，提高了农业综合生产能力和农产品市场的竞争力，促进了农业结构调整，增加职工收人，并保护和改善本区域生态环境，极大带动沿岸地区农业种植结构转变，为促进社会稳定发展、提高种植业经济效益，加快区域地方政治、经济、文化等发展发挥了积极作用。西大岗泄洪闸建设于20世纪80年代，是七虎林河地区重要的防洪控制工程,在防洪期间起着重要作用。
3工程地质
3.1水闸工程地质条件。地层岩性及指标。QD层：杂填土：黑色，主要由粘性土组成，松散，层厚1.70~2.00米。层底标高69.79~70.38米。② 层：低液限粘土：竭色，可塑，中压缩性，层厚0.90~2.60米，层底标高 66.49~67.98米,连续分布,Es=7.51Mpa,K=5.41E06cm/s。[R}=160kpa, Φ。=5.5℃=36.5KPa,/基础与地基土间摩系数=0.25。允许水力比降充
=0.40，抗渗稳定性较好。。=3.0C=36.0Kpa，抗冲刷能力较好。第②层：级配不良细砂K=5.2E-03厘米/秒，渗透破坏类型属流土型，允许水力比降」磷=0.29，抗渗稳定性较差，存在流土型渗透破坏隐患。级配不良细砂抗冲刷能力较差，水下休止角为Φ。二20°。第(3层：级配不良中砂 K=6.5E-02厘米/秒渗透破坏类型属管涌型，允许水力比降J件=0.20，抗渗稳定性较差，存在管涌型破坏隐患。级配不良中砂抗冲剧能力一般，水下休止角为Φ。=30°。第④层低液限粉土K=1.50E-04厘米/秒渗透破坏类型属流土型，允许水力比降为」允许=0.30，抗渗稳定性一般。 =10.0°C=320Kp8，抗冲刷能力一般。第5层泥岩，不存渗透破坏向题，抗渗稳定性较好，抗冲刷能力较好。地基土第②1层、④层分别存在流土型、管涌型渗透破坏隐患，且第②层级配不良细砂抗冲刷性较差、第③层级配不良中砂抗冲刷性一般，地基土宜产生渗透破坏和冲剧破环
4除险加固设计
泄洪闸为3孔，单孔净宽5米，孔高4.7米，闸室底板高程70.50米。 a进出口挡土墙、闸墩及底板除险加固设计。水位变动区砼表层老
化、剥蚀严重，进口挡土墙存在裂缝，局部错位，止水断裂。初步分析原因由于运行时间长，多年冰冻和冲剧作用所致。对水位变动区范围内砼进行凿毛0.15米后灌注砼加固，灌注后不低于C30。凿毛高度3.5米。出口挡瑞蓄毛高度3米。对进口挡墙错位、裂缝及止水断裂处采用油性案氨酯灌浆液处理。
b消力池及海浸段除险加固设计。消力池及海浸段已严重破坏，消力坎剩蚀断裂，消力池底板局部断裂，海浸与消力池连接处出现长约27
落=0.40.②层：级配不良细砂：褐色，饱和，稍密，层厚0.90~2.60米，层底
标高66.49~67.98米，连续分布，N=11.4击/30厘米，Es=10.0Mpa， K=5.2E-03厘米/秒。[R}140kpa,Φ。=20°，闸基础与地基土间摩系数 f=0.40。允许水力比降充弃=0.29。③层：级配不良中砂，黄色，稍密， N=14.0击/30cm，摄露厚度4.10~5.10米，层顶标高62.33~62.58米， Es=20.0Mpa,K=6.5E02厘米/秒。[R}200kpa，Φ。=30°，闸基础与地基土间摩系数f=0.0.4。允许水力比降J=02。④低液限粉土：褐色，可塑，中压缩性，层厚2.10~7.40米，层底标高54.93~60.40米，连续分布， N=6.7击/30cmEs=6.98Mpa,K=1.5E04厘米/秒。[R}160kpa, 中。=10°C=32.0KPa,闸基础与地基土间障系数f=03。允许水力比降」磷 =0.35。5泥岩：灰色，坚硬，低压缩性，揭露厚度8.00~13.50米，层面标高54.93~60.40米，连续分布，N=19.8.0击/30厘米，[R=280kpa。透水性为微透水。
3.2工程地质条件评价。3.2.1地基承载力、压缩性及抗滑稳定性。第 ①层低液限粘土[R160kpa,Es=7.51Mpa，闸基础与地基土间摩系数 f=0.25。承载力及压缩性一般，可以满足设计需要；摩擦系数偏低，抗滑性稳定性较差。第②层：级配不良细砂(R=160kpa,Es=10.0Mpa，闸基础与地基土间摩系数f=0.40。承载力、压缩性、摩擦系数一般，可以满足设计需要。第③层：级配不良中砂(R)200kpa，Es=20.0Mpa,闸基础与地基土间摩系数f=0.40。承载力、压缩性、摩擦系数一般，可以满足设计需要。第④层低液限粉土[R=160kpa，Es=6.98Mpa，闸基础与地基土间摩系数 f=0.30。承载力及压缩性一般，可以满足设计需要；摩擦系数偏低，抗滑性稳定性较差。第5层泥岩[R=280kpa，N=19.8.0击/30厘米，承载力及压缩性较高，可以满足设计需要；抗滑性稳定性及抗渗稳定均较
米，宽约3米，深约15米冲坑，无法满足泄洪要求。初步分析原因由于该闸运行时间较长，消力坎经多次洪水冲剧，多年冰冻破坏所致。对消力池破损严重处局部维修，消力坎拆除重建，先对海漫冲坑进行掀石回填后拆除重建。新建海漫段前10米采用0.6米厚钢筋砼护砌，下铺0.2 米砂砾石，一层无纺布；后段采用钢筋笼块石，厚03米，下铺02米砂砾石，一层无纺布。
4.1挡土墙结构强度计算。西大岗泄洪闸进口挡土墙为钢筋砼半重力式结构，项宽05米，上游面垂直，下游面坡比为1:0.1。挡土墙结构复核按最不利工况考虑，即完建期的应力与稳定，其结构按4级建筑物复核，主要荷载有自重、土重、水压力等。根据地质报告提供数据，增后填土内摩擦角取35°，基础底面系数取0.45，浮容重19.4KN/m。
42渗流分析。采用改进阻力系数法，泄洪闸其下土层为低液限粘土
①出口处渗流坡降
Jo=ho/S'=0.252/1.450=0.174
允许出逸坡降o)=0.500≥Jo=0.174
故闸基渗流稳定验算中的出逸坡降满足要求，
(②闸底板水平段平均渗流坡降 Jx=h6/L2=0.776/12.000=0.065
水平段允许坡降x)=0.250≥Jo=0.065
故闸基渗流稳定验算中的水平段坡降满足要求。 5结论
西大岗泄洪闸除险加固设计保证15万亩农田的灌，保护下游31
好。地基土第②1层低液限粘土②层级配不良细砂，抗滑稳定性较差，
个居民点20000余人的生命财产安全及下游76.3万亩农田防洪任务，
各土层压缩性差异较大：应注意基础底面位于不同土层时可能出现的
还可以发展养殖业及旅游业，带动农场经济发展。
作者简介：萍峰(1969-)，男，工程师，主要从事水利工程管理、水资源管理、施工管理，1990年从事水利工作至今。万方数据