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长风公共绿地水闸设计方案比选

长风公共绿地水闸设计方案比选

作者:鑫洋水利机械 来源:www.jzsljx.com 发表时间:2011-11-24 浏览:次  百度一下
摘要:拟在长风公共绿地范围内建设水闸一座,使长风公园与苏州河连成一体,将外河水引进内河,改善水质,提升生态效益;同时,为将来游艇进出提供预留空间,对水闸设计方案进行比选
  关键词:苏州河、绿地、水闸、方案
  1.工程基础资料
  1.1工程概况
  长风公共绿地工程位于现长风公园南侧、苏州河北侧,东、南临苏州河,绿地的建设将使长风公园与长风滨河绿地连成一个整体。绿地水闸工程为长风公共绿地的一个子项目。本次新建水闸工程,将绿地人工湖与苏州河水系连通,为实施长风公园银锄湖与苏州河的连通提供了条件。
  1.2气象、水文
  本地区地处北亚热带,属亚热带海洋性季风气候,多年平均气温为15.4℃,历史最高气温40.2℃,极端最低气温-12.1℃。
  苏州河是一条感潮河流,随着苏州河口新水闸的建成,苏州河水位已受人工控制。根据有关文件苏州河特征水位为:
  苏州河特征水位表单位:m
2.jpg

  根据长风公共绿地的设计规划及有关资料,确定本工程内河水位:
2.jpg
  1.3地质
  拟建场地35m深度范围内的土层按其成因可分为6个大层。第①层素填土,土质不均匀。第②1、②2层因填土较厚而缺失。填土下沉积厚层第②3层粉土层。第②3-1层粘质粉土。第②3-2层砂质粉土,土质均匀。第③层淤泥质粉质粘土层缺失,第④层淤泥质粘土层为流塑状高等压缩性饱和粘性土。第⑤1层可分2个亚层,第⑤1-1层粘土层为软塑高等压缩性土,第⑤1-2层粉质粘土层为软塑中等压缩性土。第⑥层粉质粘土层为可塑状中等压缩性土。第⑦层砂质粉土为中密中等压缩性土地下水类型为浅部潜水。
  2工程任务、规模和级别
  2.1.1工程建设的任务
  本工程的任务是通过长风2B绿地水闸建设,提高本地区的防洪除涝能力;沟通南扩绿地与苏州河水系,根据潮位变化相机开闸引水,调活水体,改善生态环境,同时考虑旅游功能,将来游览苏州河的游船通行。
  2.1.2工程规模
  长风公园属于旅游区,根据绿地人工湖的远景规划将与银锄湖连通,沟通城市水系,绿地水闸有通过游艇的要求,因此根据技术规范,并考虑远期游艇通航资料,拟定长风绿地水闸的规模为:闸门净宽8m,底槛高程0.0m。
  2.1.3工程级别
  长风绿地水闸的主要建筑物,如闸室、外河消力池、外河翼墙等为2级水工建筑物,其它主要建筑物,如内河消力池为3级水工建筑物,临时建筑物如施工围堰等为4级水工建筑物。
  在工程总体布置中,应考虑以下原则:
  (1)根据水闸的规模、功能、特点和运用要求,综合考虑水闸外侧已建防汛墙工程、地形、地质、水流、潮汐等因素以及工程布置、对外交通、工程施工、管理和投资等因素,做到布置紧凑合理、协调美观;
  (2)满足本工程的防潮、排涝和水资源调度主要功能,符合绿地整体景观和游艇通航要求,
  (3)结构安全可靠、施工方便、运行管理可行,投资省。
  3水闸设计选择
  3.1闸门形式及操作方案设计比选
  根据长风公共绿地整体规划设计要求,考虑到景观、通航、防汛等功能,闸门门型比选了2种门型:横拉门、下卧门。
  (1)横拉门
  该门型的闸门结构较复杂,需设置一个专用门库,用于闸门开启后的存放,同时底板上需预留闸门行走槽。但地面无建筑物,与周边环境易于协调。此种门型作为节制闸的工作闸门,在局部开启位置,侧向过流水流紊乱,易引起闸门的振动以及对闸室造成冲刷。
  横拉门的启闭机可采用液压式,也可采用固定卷扬式启闭机,相对于液压启闭机而言,固定卷扬式启闭机较为经济,但需采用定滑轮引导钢丝绳,布置较为复杂,而液压启闭机直接操纵闸门更为可靠。
  (2)下卧式钢闸门
  下卧式钢闸门是在闸门底部安装一对支铰,铰座固定在闸底板上,闸门由固定在两侧闸墩上的一对液压缸操作,液压缸推拉闸门两侧的三角形支臂使闸门绕支铰转动,实现开启和关闭。闸门关闭时与水平面成70˚角。闸门采用双P形止水橡皮,以满足双向挡水的要求。由于下卧门是门顶过水,在闸门顶部设破水器,以防止过水时门下形成真空。闸门支铰由于长期工作在水下,故采用免维护的自润滑轴承并采用不锈钢铰轴。支铰设计成全密封结构,防止因泥沙进入而降低轴承寿命。
  下卧门具有结构简单,布置容易的特点,除河床底部较小的开挖外,地面无任何建筑物,不仅满足功能要求,而且易于与周边环境协调。随着城市建设对水利工程的景观要求越来越高,下卧门已经得到了越来越多的应用。
  下卧式闸门的缺点是检修维护不便,由于支铰长期在水下工作,易受河水和泥沙侵蚀,且只有排干闸室内的水才能进行检修和更换,因此一般需在闸门上、下游设检修闸门。另外应避免门下淤积造成闸门不能完全开启,影响排涝。故需对河流的淤积情况进行调查分析,同时设置必要的冲淤设施,如在闸底板预埋冲淤管等。
  3.2闸室选择
  本工程节制闸的主要功能是防潮、排涝和水资源调度。根据绿地整体景观和游艇通航要求,不设启闭机房。
  3.2.1横拉门节制闸方案
  横拉门方案需设置地下门库,无启闭机房。该闸远期规划有游艇通行,不布置工作便桥。内外河侧各预留一道检修门槽,采用临时设备吊装。
  闸首口门净宽根据使用要求取8m,闸首采用钢筋混凝土坞式结构,底板坎顶高程与人工湖底高程一致为0.00m,底板顶高程-0.50m,厚1.20m。底板长度根据稳定、防渗要求,取10.00m。垂直水流方向:闸孔净宽8m,两侧闸墩厚1.00m。地下门库长12.00m,宽5.40m,门库基础厚1.70m。闸首基础下设深层搅拌桩进行加固。
  3.2.2下卧门节制闸方案
  闸室采用钢筋混凝土坞式结构,底板坎顶高程与人工湖底高程一致为0.00m,底板内河侧顶高程-0.50m,外河侧顶高程-1.40m,厚1.20m。底板长度根据稳定、防渗和闸门布置的要求,取20.00m。垂直水流方向:闸孔净宽8m,两侧各设0.40m厚挡墙,以防止进出游艇撞击两侧液压缸和闸门支臂,闸墩与挡墙之间设1.0m厚隔墩搁置闸门支臂,两侧闸墩厚1.00m。闸室基础下设深层搅拌桩进行加固。
  4.方案比较
  本工程节制闸的主要功能是防潮、排涝和水资源调度。上述两种门型均较为隐蔽,上部无排架,与周边景观能较好协调。下卧式闸门的缺点是闸室长度较长,占地较大,检修维护不便,由于支铰长期在水下工作,易受河水和泥沙侵蚀,且只有排干闸室内的水才能进行检修和更换,门下淤积易造成闸门不能完全开启,影响排涝,但下卧式闸门能够局部启闭控制流量。
  横拉门方案闸室长度为11m,宽度为10m,平面尺寸较小。根据绿地整体景观设计,由于预留给本工程的布置范围十分有限,采用下卧门方案将增加节制闸工程占地,对人工湖与节制闸连接段有较大影响,因此占地较少的横拉门方案更适合本工程的要求。但横拉门的缺点是不能局部启闭控制流量,因此在实际操作中应严格控制上下游水头差。同时横拉门方案闸室工程造价较下卧门方案闸室工程造价节省约50万元。
  由于本工程所处的地理位置,且水闸对工程建成后的景观也有一定要求,经综合金属结构与水工专业土建部分共同的比较后,横拉门节制闸作为推荐方案。

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