关于某中型水闸稳定分析应用研究

发表时间:2020/6/17   来源:《科学与技术》2020年2月第4期   作者:张腾
[导读] 随着城市建设不断发展,原有陈旧的水利基础设施
        摘  要:随着城市建设不断发展,原有陈旧的水利基础设施,已经适应不了地区经济发展的需要,特别有险情的水利设施还威胁到人民生命财产的安全,存在严重安全隐患,对防洪保安提出了越来越高的要求。为了确保其安全运行,需要对其进行安全鉴定,根据安全鉴定结论进行除险加固,在设计过程中需要对其进行水闸稳定分析研究。本文通过结合某水闸实例,重点对其在不同的工况下稳定分析计算进行研究。
         关键词:水闸;稳定分析
        
         随着城市建设不断发展,原有陈旧的水利基础设施,已经适应不了地区经济发展的需要,工程严重老化,设计标准低,存在诸多安全问题,存在严重安全隐患。为了确保其安全运行,需要对其进行安全鉴定,根据安全鉴定结论进行除险加固,在设计过程中需要对其进行水闸稳定分析研究。本文通过结合某水闸实例,重点对其在不同的工况下稳定分析计算进行研究。
         1项目区概况
         1.1水文资料
         工程所在地径流主要由降水形成,随降水量变化而变化。流域属南亚热带季风气候,雨量充沛,但分配不均匀,汛期(4~9月)降雨量1294.0mm,占年降雨量的75%左右。
         水闸所在流域上至今未设有水文站,无径流资料,故从《广西水文图集》里的多年平均年径流深等值线图查得流域中心处多年平均年径流深为900mm,水闸断面年径流总量为2.96亿m3。
         本次水闸稳定计算设计水位见表1.1-1。
表1.1-1 闸室结构不同计算工况各设计水位表

         1.2工程地质参数
         根据地质资料,闸坝坝基及坝肩建基面主要为弱风化泥质粉砂岩。水闸稳定计算各参数的选择采用土工试验结果资料,各岩土层有关参数指标建议值见表1.1-2《闸基岩体综合物理力学参数建议值表》。
表1.1-2 闸基岩体综合物理力学参数建议值表

         2工程设计方案
         根据安全鉴定结论,本工程水闸在原址进行除险加固,主要加固内容包括(1)拆除重建涵洞上游侧检修闸室、新建上游砼底板;(2)涵洞加固改造;(3)拆除重建涵洞下游侧闸室;(4)新建下游闸两岸接头坝;(5)新建下游消力池;(6)新建上游护坡、加固改造下游护坡。
         3稳定计算分析
         3.1计算工况
         根据《水闸设计规范》(SL265-2016)规定水闸稳定计算宜选取两相邻顺水流向永久缝之间的闸室段为计算单元。本次水闸稳定计算主要包括:闸室抗滑稳定、抗浮稳定、地基应力的计算。
         本次水闸闸室稳定计算复核的控制工况及荷载组合见表3.1-1。
表3.1-1 水闸闸室结构复核计算工况及荷载组合表

         3.2计算安全系数选取
         水闸为3级建筑物,根据《水闸设计规范》(SL265-2016),水闸的抗滑稳定表3.2-1。           
表3.2-1 闸室稳定安全系数允许值

表3.3-1 水闸稳定计算成果表

 
         稳定计算结果分析:从表中可以得水闸闸室最大基地应力均小于地基承载力800KPa,且未出现拉应力满足规范要求。抗滑、抗浮均大于规范要求的安全系数,满足规范要求。
         4结语
         随着城市建设不断发展,原有陈旧的水利基础设施,已经适应不了地区经济发展的需要,特别有险情的水利设施还威胁到人民生命财产的安全,存在严重安全隐患,对防洪保安提出了越来越高的要求。为了确保其安全运行,水闸闸室复核及稳定计算是新旧水闸设计的必要内容,在设计过程中一定要对其进行不同工况条件下闸室稳定分析计算。
         参考文献:
         [1]GB50201-2014,防洪标准[S].
         [2]SL252-2017水利水电工程等级划分及洪水标准[S].
         [3]SL265-2016,水闸设计规范[S].
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