表2.4-10 抗裂验算表 lf （cm） 46.0 M(KN*m) 154.14 ψ 0.25 ζg (Mpa) 223 μ 0.24% δmax (mm) 0.16 [δmax] (mm) 0.30 经计算，最大截面满足抗裂要求。 涵闸主体为整体式现浇钢筋混凝土结构，整体刚度较大，荷载对称，因此，也不需进行滑、抗倾及抗浮计算，只需对地基应力进行核算。
涵洞完建工况，及洞顶填土至堤顶，与汽-10荷载组合。分涵洞前段、涵洞中段和涵洞后段分别计算。地基应力计算成果见表2.4-11。
表2.4-11 地基应力计算成果表 部位 涵洞闸室段 涵洞中段 涵洞后段 偏心距（m） e 0.13 0.00 0.19 基底应力（kPa） ζmax（kPa） ζζmin（kPa） max/min 106.54 102.46 98.41 85.86 102.46 66.67 1.24 1.00 1.48 根据地堪报告，闸下持力层为第一陆相层的粉质粘土层，层厚2.0-3.3m，该层地基承载力为110kPa，通过计算，最大地基应力106.54kPa<110kPa，满足设计要求。
取单位长度按有限元法进行结构计算，计算结果见表2.4-12。 表2.4-12 涵洞结构计算成果表 指 标 M （KN.m） 6.32 8.35 8.35 Q （KN） 39.20 54.20 30.68 N （KN） 24.29 30.68 54.20 AS （mm2） 770 770 770 配筋 AS 5Φ14 5Φ14 5Φ14 裂缝宽度（mm） <0.30 <0.30 <0.30 部 顶板 位 底板 边墙 ⑥ 金属结构及启闭设备 本闸采用PGZ1.0m*1.5m铸铁闸门，共1套。
根据泵站运用工况，由计算的启闭力选择启闭设备，具体公式略。
经计算，启门力为31.6KN，闭门力为25.5KN，最后选用50KN手电两用螺杆启闭机。 ⑦ 机架桥设计
因该闸属小型建筑物，选用的启闭设备比较简单。机架桥采用现浇式钢筋混凝土双柱式整体结构型式，双柱尺寸为300mm*300mm。
机架桥底高程=▽墩顶+h闸门+△h 式中：
▽墩顶：闸墩顶高程为3.2m； h闸门：闸门高度为1.5m；
△ h：安全超高，取0.5m； 经计算，机架桥底高程为5.20m。 2.4.3.3小辛庄站前闸
① 工程现状及重建的必要性
小辛庄站前闸室小辛庄排灌站的配套建筑物，位于蓟运河右堤江洼口大桥上游侧几十米处，闸上为芦宝公路，现为2.0*2.4m三孔浆砌石盖板方涵，底板高程-2.80m，设计流量为3
6m/s。该闸担负着小辛庄等村耕地的灌溉任务，有效灌溉面积1.5万亩。该闸主要由进水口、穿堤涵洞和出水口组成。进水口和出水口为八字形浆砌石翼墙，闸门为钢闸门。该闸建
于1969年，经过三十年的运用，工程结构老化，闸顶为芦宝公路，加上堤线调整，因此本闸需移位重建。
本闸工程范围内堤线重新调整，为不影响原有灌溉系统，经与地方协商，按新堤线布置情况对涵闸重建，在保证能满足原设计流量的情况下，可将原规模缩小，同时工程布置尽量简化。
② 工程设计
3
考虑设计流量为6m/s，经与地方协商同意把原闸出口拟建涵闸为2.5*2.5米的一孔钢筋混凝土箱涵结构，并与原闸相连接。
③ 水利计算 涵洞流态的选择
涵洞堤坡及底板高程均按原工程设计拟定，i=0，底板高程为-2.80m，涵洞长27m，正常运用时上游水位为0.00m，相应出口水位为-0.10m，则以进口断面底板高程起算的上游水深为2.80m。
参照水电出版社出版的《涵洞》一书的有关公式判断水流形态。 H/a=2.8/2.5=1.12<1.15为无压流态。 H—以进口断面底板高程起算的上游水深 a— 涵洞高度 过流能力的计算
1/23/2
Q=εζSmb(2g) H0Q—流量
ε—侧收缩系数，按平底宽顶堰，取0.909； ζS—淹没系数，取0.36 m—流量系数，取0.37 b— 涵洞宽度，取2.50m H0—涵前总水头，取2.80m
3
流量Q=6.34m/s，当涵前水位或出口水位变动时，可调节闸门开启度，使流量控制在6 3
m/s。
消力设施
因为本涵闸下游接小辛庄排灌站的水泵前池，故本闸在各种水位下水头损失均很小，不考虑消力池等设施。
④ 结构设计
重建后，新建涵闸位于桩号1+581。根据地形现状，新建涵闸纵轴线与设计堤顶中心线垂直，按引水方向依次为引水渠、进水口、穿堤涵闸、出水口及灌溉渠组成。
浆砌石进口引渠段长5.0m，宽6.0m，底板高程-2.80m，边坡1：2.0，为减少水流对渠道的冲刷，对5m长渠道进行全断面M10浆砌石护砌，砌石厚0.40m，下铺设0.1m厚的碎石垫层。
进水口采用“八”字形钢筋混凝土悬臂墙，长8.0m，墙顶高程2.0m，底板高程-2.80m，下铺0.1m厚的素混凝土垫层。
涵闸洞身为整体式现浇钢筋混凝土涵洞结构，全长27m，分为三段，以止水缝相接，闸底板顶高程为-2.80m，洞身总宽3.50m，单孔洞净宽2.50m，净高2.50m，顶板、底板及边墙厚均为0.50m，涵洞上部复土堤，堤顶高程为5.50m，覆土深度5.30m，堤顶宽为6.0m，迎水坡坡比为1：3.0，与堤身设计相结合，采用0.40m厚M10浆砌石护坡，下设5cm碎石
2
垫层及300g/m土工布一层，背水坡坡比为1：3.0。
出水口采用“八”字形钢筋混凝土悬臂墙，长8.0m，顶板高程2.0m，底板高程-2.80m，
下铺0.1m厚的碎石垫层。
灌溉渠与翼墙相连接，顶高程2.0m，底板高程-2.80m，坡比1：2，渠底宽6.0m，为减少灌溉时水流对渠道的冲刷，对5m长渠道进行全断面M10浆砌石护砌，砌厚0.40m，下铺设0.1m厚的碎石垫层。
结构详见宁河县江洼口险工段小辛庄站前闸结构图 154CSG-03-01-04-03-01。 ⑤ 闸基防渗长度计算
具体公式江洼口站前闸闸基防渗长度计算，参数值和防渗长度计算结果见表2.4-13。 表2.4-13 闸基防渗长度计算表 渗径系数C 5.5 上游水位（m） 4.30 下游水位 （m） 0.0 上下游水位差（m） 4.30 闸基防渗长度（m） 23.65 设计闸基防渗长度27.0m大于23.65m，能够满足防渗要求。 ⑥ 重建工程挡土墙稳定及涵洞地基应力计算
计算内容、计算参数、计算荷载、抗滑稳定安全系数、抗倾覆稳定安全系数、基底压力不均匀系数和计算公式均同江洼口站前闸。
挡土墙计算成果见表2.4-14～15。
在最不安全工况下，抗滑、抗倾计算结果满足要求；只是最小的地基应力也大于地基承载力标准值（70kPa），地基应力不满足要求。
涵闸主体为整体式现浇钢筋混凝土结构，整体刚度较大，荷载对称，因此，不需进行滑、抗倾及抗浮计算，只需对地基应力进行核算。
地基应力分涵洞前段、涵洞中段、涵洞后段分别计算。 均以建成无水作为控制条件，计算结果见表2.4-16。 表2.4-16 地基应力计算成果表 部位 涵洞前段 涵洞中段 涵洞后段 偏心距 （m） 0.06 0 0.39 基底应力（kPa） ζmax ζζmin max/min 121.49 144.30 137.32 111.99 144.30 80.58 1.08 1 1.70 经计算，最大基底应力144.30 kPa大于地基承载力标准值70kPa；不能满足设计要求。 取单位长度按有限元法进行结构计算，计算结果见表2.4-17。
表2.4-14 进口钢筋混凝土悬臂墙计算成果表
表2.4-15 出口钢筋混凝土悬臂墙计算成果表
指荷载 抗滑稳定标 计算 工∑W ∑P ∑M0 ∑MY [KK抗况 (KN) (KN) (KN.m) (KN.m) 抗滑 滑] 倾 倾] 抗倾稳定计算 偏心距 e(m) 地基应力 地基承载力标准值 minη ζmax/ζmin K抗[K抗ζmax ζ fk η [η(kpa) (kpa) (kpa) 完536.4 112.4 1692.6 建期 正576.3 130.5 1788.5 常 运用 设259.1 57.02 2196.4 计 洪水 荷载 指标 ∑W ∑P 工(KN) (KN) 况 202.4 1.43 1.25 8.36 1.50 0.072 101.2 86.9 70 1.16 2.5297.3 1.32 1.25 6.01 1.50 0.263 129.1 73.2 70 1.76 2.51442.3 1.36 1.25 1.52 1.50 0.060 106.5 93.8 70 1.14 2.5抗滑稳定计算 抗倾稳定计算 偏心距 e(m) 地基应力 地基承载力标准值 minη ζmax/ζmin ∑M0 ∑MY [KK抗(KN.m) (KN.m) 抗滑 滑] K抗倾 [K抗倾] ζmax ζ fk η [η(kpa) (kpa) (kpa) 完536.4 112.47 1692.6 建期 正574.9 129.95 1782.4 常 运用 设272.6 57.02 计 洪水 指标 175.31 202.45 1.43 1.25 8.36 1.50 0.072 101.2 86.97 70 1.16 2.5289.98 1.33 1.25 6.15 1.50 0.254 127.8 73.89 70 1.73 2.5988.64 1.43 1.25 1.78 1.50 0.023 101.2 96.47 70 1.05 2.5表2.4-17 涵洞结构计算成果表 M(KN.m) Q(KN) N(KN) Ag(cm) 2配筋 裂缝宽度