天津市武清区龙凤河杨崔路橡胶坝工程3稿

2013级秋水利水电工程专业毕业论文1摘要本文为天津市武清区龙凤河杨崔路橡胶坝设计说明书，根据武清区水务局要求并结合所给基本资料、地址勘测资料和现场特点进行设计，杨崔路橡胶坝为单向挡水运用橡胶坝，相应进行附属设施建设。本设计主要包括坝体、上游铺盖段的底板与护坡、下游消力池底板及边坡、坝袋充水系统和电气设计几部分。本设计为坝高4.0m,坝体总长59m，正常蓄水位为6.2m，坝顶高程6.4m，采用双锚固线的斜坡式充水橡胶坝，方案满足要求。关键词：橡胶坝上游铺盖段下游消力池坝袋充水系统电气2013级秋水利水电工程专业毕业论文I目录摘要1综合说明.........................................................11.1绪言..........................................................11.2工程任务、规模和运行特性......................................11.3工程布置及主要建筑物..........................................11.4机电工程设计.................................................22水文.............................................................32.1气象条件......................................................32.2水文地质条件..................................................32.3设计洪水......................................................33工程地质.........................................................43.1区域地质概况..................................................43.2地质概况......................................................43.3场区岩土工程性质分析及评价....................................93.4结论.........................................................144工程任务和规模...................................................164.1工程任务.....................................................164.4运行特性.....................................................185机电工程设计.....................................................195.1水力机械.....................................................195.2电气........................................................19参考文献..........................................................21致谢.............................................................222013级秋水利水电工程专业毕业论文11综合说明1.1绪言1.1.1龙凤河概况及工程位置龙凤河（北京排污河）上游为北京市港沟河，自武清区里老闸进入天津市，流经武清、宝坻、宁河、北辰，至东堤头防潮闸入永定新河，河道全长92km。该河属一级河道，非汛期排泄北京地区污水，汛期承纳上游北京市、河北省沥水。杨崔路橡胶坝座落在龙凤河杨崔路桥上游50m处，坝轴线距上游筐儿港枢纽约0.6km。1.1.2高程系统本工程高程系统均为72大沽高程系统。1.2工程任务、规模和运行特性1.2.1工程任务工程任务是通过新建龙凤河杨崔路橡胶坝，局部抬高龙凤河十六孔闸至杨崔路段蓄水水位，为杨崔公路桥和筐儿港枢纽间正在规划建设的“农耕文化园”提供水面景观保障，更好的营造筐儿港枢纽良好的水环境景观，促进武清区旅游业发展。1.2.2工程规模杨崔路橡胶坝为单向挡水运用橡胶坝，正常蓄水位为6.2m，坝顶高程6.4m，橡胶坝坝高为4m、坝顶长59m，相应进行附属设施建设。1.3工程布置及主要建筑物1.3.1工程等别和标准根据《水利水电工程等级划分及设计标准》（SL252-2000），本橡胶坝过闸流量为240m3/s，属中型水闸，相应工程等别为Ⅲ等工程，主要建筑物为3级。1.3.2主要建筑物杨崔路橡胶坝坝高4.0m,坝体总长59m，采用双锚固线的斜坡式充水橡胶坝。橡胶坝坝轴线与龙凤河河槽中心线垂直，由上游防渗铺盖段、橡胶坝段、消力池段、下游浆砌石护砌段和铅丝石笼段组成。其中橡胶坝段长17m，底宽39m，底板高程2.4m，坝高4.0m，边坡1：2.5，坡顶高程7.1m，橡胶坝段底板厚度为1.20m，斜坡底板厚度为1.10m；上游铺盖段长20m，底板及护坡厚度均为40cm，橡胶坝段及上游铺盖段的底板与护坡下均设10cm厚C10混凝土垫层，下游消力池段长10m，底板及护坡厚度均为40cm，钢筋混凝土结构，下游护消力池底板及边坡下设三层反滤，消力池底板顺水流方向布设3排排水孔，孔径50mm，间距2.0m，梅花型布置。消力池段后设8m长浆砌石海漫段，浆砌石厚40cm，下设10cm厚碎石垫层。格宾石笼护砌段长5.0m，底板和护坡均采用50cm厚铅丝石笼护砌，其下设10cm厚碎石垫层。橡胶坝段、上游铺盖段和消力池段均采用C30W6F200混凝土，垂直水流2013级秋水利水电工程专业毕业论文2方向设伸缩缝，缝宽2cm，缝内设“651”型橡胶止水带，填缝材料采用2cm厚聚乙烯闭孔泡沫塑料板。管理用房设在左岸靠近左堤位置，地基高程与堤顶一致，采用砖混结构彩钢屋顶，建筑面积约20m2，作为管理人员操作和临时休息的场所。工程区内设300m深水井1眼，供橡胶坝充水需要。厂区内道路、绿化、围墙等由园林绿化部门统一考虑，本次设计不涉及以上内容。1.4机电工程设计1.4.1水力机械坝袋充水系统杨崔路橡胶坝坝顶长59.0m，管理所位于橡胶坝左岸，橡胶坝充水水源取自管理所内的深水井，需21.4小时充满坝袋。根据《天津市防汛手册》，坝袋排空时间按4.5小时设计。设计坝袋排水以自排为主，机排为辅，抽排时采用三台QS100-12-5.5型潜水泵同时工作，一台备用，抽水流量总共为300m3/h，坝袋排空时间约4.5小时。充水管路上设有对夹式蝶阀和止回阀。排水管路上设有两个电动伸缩蝶阀，排水初期全部开启电动伸缩蝶阀进行自排，后期关闭自排管上的蝶阀，开启通向集水井蝶阀，同时启动三台潜水泵进行机排。1.4.2电气根据工程的实际情况，由就附近16孔闸10kV变电站0.4kv配电屏备用出线回路接引电缆（VV22-3*75+35）700m至橡胶坝进行供电。橡胶坝设1面0.4kV低压配电屏，采用单母线接线方式，以380/220V动力电缆向各用电负荷供电。深井泵控制器件装于0.4kV低压配电屏，另设一面低压控制箱控制三台潜水泵，通过水位计及控制仪可实现潜水泵排水的人工和自动控制。用电负荷包括：深井泵一台、潜水泵三台和管理房照明用电，总负荷为16.5kw。2013级秋水利水电工程专业毕业论文32水文2.1气象条件武清区位于中纬度，主要受季风、环境影响；冬季盛行西北风、干燥寒冷，夏季多偏南风、湿润多雨，季节变化明显，属于暖湿带半湿润大陆季风气候。年平均气温12.2℃，一月份平均气温-4.2℃，七月份平均气温26.1℃，多年平均降雨量573.8mm，降水量年内分配不均，汛期（6～9月份）多年平均降水量为455.7mm，历年24小时最大降水量265.1mm（1984.8.10），降水量年度变化大。无霜期212天，年日照时2752小时，最大冻土层为61cm，结冻期127天，平均积雪深度为8cm，多年平均风速2.7m/s，最大风速20.3m/s。多年平均蒸发量1735.9mm（1972～2000年）。2.2水文地质条件工程区地处半湿润、半干旱地区。浅层地下水类型为孔隙型潜水，主要受大气降水及河水补给，以蒸发方式排泄。地下水与河水呈互补关系，水质类型为Cl---Mg2++Ca2+，地下水对混凝土结构无腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀性。龙凤河水质类型为HCO3-+Cl-－Na++Ca2+，属Ⅴ类水质（可用于农业灌溉），对混凝土结构无腐蚀性；对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。2.3设计洪水杨崔路橡胶坝位于筐儿港枢纽16孔闸下游约0.6km处，马道桥橡胶坝上游0.9km处，坝址位置设计洪水受16孔闸下泄流量控制。根据《北三河防洪规划报告》，“庄窝闸下北运河下泄洪水至筐儿港枢纽50年一遇流量为240m3/s，经筐儿港枢纽汇入龙凤河，龙凤河原设计流量282m3/s，加入北运河来水后设计流量为522m3/s”。由此可以推算出16孔闸50年一遇实际下泄流量为240m3/s。2013级秋水利水电工程专业毕业论文43工程地质3.1区域地质概况3.1.1区域地形地貌武清区地处华北冲积平原下端，地面倾斜平缓，海拔高差不大，境内地势自北、西、南向东南海河入海方向倾斜，西北部海拔13.5m，北部11m左右，南部5m左右，东南部2m左右（大沽高程），地面自然纵坡1：6500。3.1.2区域地质构造天津市武清区的地质构造位置处于华北断拗、冀中坳陷的武清、霸县断凹之中,其内广泛沉积了巨厚的新生界地层。区内构造简单,距其较近的区域性断裂有潘庄—大城断裂、沧州大断裂等,走向均呈北北东向。根据地质钻探资料证实，境内地层从元古界、古生界到中生界、新生界都有分布，地层分布范围、厚度及岩性等相差悬殊。处于华北沉降带的冀中凹陷，其基底埋深达8000～9000m，武清凹陷北、东、南三面为断裂线所控制，是一个长期发育的深凹陷，其巨大的沉降幅度华北乃至全国都不多见。3.1.3区域水文地质全区地下水总补给量26552.2万m3/年，其中，矿化度小于2g/L的淡水补给量18241.4万m3/年，矿化度2～3g/L的微咸水补给量4885.3万m3/年，矿化度大于3g/L的咸水补给量3425.4万m3/年。地下水总可开采量15660.0万m3/年，其中，浅层地下水可开采量11243.9万m3/年，深层地下水可开采量4416.1万m3/年。3.2地质概况3.2.1地形地貌新建龙凤河杨崔路橡胶坝位于筐儿港枢纽十六孔闸下游600m的龙凤河主槽上，距离下游马道桥橡胶坝约900m，河道开口宽度约40m，杨崔公路西侧。地形较平坦，龙凤河堤顶高程一般在4.60m～6.60m之间。勘探点孔口高程5.27～6.32m。场地所处地貌类型为冲洪积平原。3.2.2地层岩性本场区勘察深度范围内，揭露地层主要由第四系沉积层组成，地基土自上而下分为如下6层。人工堆积层（Qml）1层耕土:黄褐色,以砂壤土及粘性土为主,含植物根系。场区普遍分布，厚度:0.60～0.90m,平均0.78m;层底标高:4.49～5.52m,平均5.02m;层底埋深:0.60～0.90m,平均0.78m。第四系全新统新近沉积层（Q43Nal）2013级秋水利水电工程专业毕业论文52层黏土:黄褐色~灰褐色,软塑~可塑,中~高压缩性,光泽,高干强度,高韧性,含有机质,锈染,局部夹淤泥质粘性土薄层。场区普遍分布，厚度:4.20～4.80m,平均4.52m;层底标