部位 （KN?m） (KN) (KN) (mm) 2（mm） As 20.37 28.62 20.37 112.95 127.95 50.69 48.53 50.69 127.95 1004 1004 1004 5φ16 5φ16 5φ16 <0.30 <0.30 <0.30 顶板 底板 边墙 详细结构见宁河板桥险工段田庄坨扬水站结构图154-CSG-03-02-04-02-01。
⑥地基处理
a、水泥搅拌桩计算
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本涵闸工程的涵洞中段地基应力最大为165.66Kpa，翼墙段地基应力最大为103.5Kpa，而闸下持力层为第四系全新统第一海相的粉质粘土层上，局部有淤泥质粘土，地基承载力80Kpa，层底高程为-7.40~4.10m；地基的下一土层中为粉土层，地基承载力95Kpa，层底高程为-11.5~5.5m。其下两层分别为粉土层和粉质粘土层，层底高程为-12.0~13.1m，其地基承载力分别为80Kpa和120Kpa，桩基应穿到下粉质粘土层中。
拟采用直径500mm，长9米的水泥搅拌桩，桩底高程为-13.50m，持力层粉质粘土，层顶高程-12.5m，查《水闸设计规范》，桩周允许摩擦力15Kpa。桩尖面处于第六层土，容许承载力为120Kpa。
计算公式与前一节完全相同。计算成果见表3.4-13。
表3.4-13 地基处理成果表 部位 原承载力 闸室段 70 160.15 9.0 165.0 27 闸中段 70 165.61 9.0 170.0 24 闸后段 70 157.92 9.0 165.0 24 进口翼墙 70 103.5 9.0 110.0 42 ?max 桩长（m） 承载力（Kpa） 根数
b、设计参数
渗透系数K≤10cm/s，强度≥1.2Mpa，水泥掺入比为15%。
?6c、水泥搅拌桩布置
水泥搅拌桩孔位按矩形或近似矩形网格状布置。总计121根，单根桩长均为9.0m（有效长度）。总长为1089米，每根桩计入0.5米的损失量，则桩总长为1149.5米。具体布置详见154CSG-03-02-04-02-02。
⑦金属结构及启闭设备
本闸采用PGZ1.5m?1.5m和1.7m?1.9m铸铁闸门，共两套。
根据泵站的运用工况，计算启闭力并选择启闭设备，具体公式及参数取值同江哇口站前闸。
经计算，启门力为74.05KN和70.5KN，闭门为33.45KN和32.4KN，最后选用2台80KN手电两用螺杆启闭机。
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⑧机架桥设计
闸的规模实为小型建筑物，选用的启闭设备比较简单，因此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2.60m； h闸门：闸门高度为1.50m； △h：安全超高，取0.50m；
经计算，机架桥底高程为4.60m。
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4 大北险工段 4.1 工程地质 4.1.1 勘察概述
本次勘察段位于宁河县西，距县城约6km，蓟运河故道右堤，治理段长1.3km（含2处穿堤建筑物）。外业地质勘察首先收集区域地质、水文气象资料，历史地震及基本裂度资料、1:5000堤防带状地形图等，然后进行地质调查、钻探、地质剖面测绘、原位测试、室内土工实验及现场钻孔注水实验等工作。
实际完成的地质勘察工作量见表4-1。
表4-1 实际完成工作量表 工作项目 分类 项目 测量 勘测点测量 取原状样钻孔 勘察 取原状样式样 取扰动式样 标准贯入试验 室 内 土 工 试 天然含水量 天然密度 比重 液塑限 渗透试验 抗 剪 直剪 三轴（uu） 单位 点 M/孔 个 个 段次 组 组 组 组 组 组 组 工作量 工作量 10 180/9 60 2 20 80 80 80 45 30 20 20 验 压缩试验 颗分试验 水质分析 组 组 组 50 30 2 4.1.2 地形、地貌 工程区位于滨海平原，地势平缓。地形总体为西高东低，地面
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高程1.1~2.0m
4.1.3 地层岩性
根据勘探钻孔揭露（最大勘探深度20m），工程区内的地层均为第四系全新统松散堆积
3物，自上而下依次为第四系全新统新近堆积层（Q4）、第一陆相层（a1Q4）、第一海相层2（mQ4）。各土层剖面情况见图 4-1。
4（1）新近堆积层（Q4）
4筑堤素填土岩性主要由粘土、中粉质壤土和重粉质壤土组成，并且重粉质壤土组成的堤段长度约占堤长的1/2。层厚1.0~3.8m，层低高程2.8~-4.0m。
3（2）第一陆相层（a1Q4）
该层岩性主要由粉质壤土和粘土组成。棕黄、灰黄色，层厚2.7~3.8m，层底高程0.1~-4.0m。
2（3）第一海相层（mQ4）
该层岩性主要由粉质壤土和粉质粘土组成。可见最大厚度为12m，层底高程-11~-12m。
4.1.5 地质构造与地震
工程区处于华北淮地台黄骅凹陷带的北端，四级构造单元为宁河凸起。本区主要活动性大断裂为其北侧的宁河~宝坻断裂带。
根据国家地震局1990年1/400万《中国地震烈度区划图》，本工程区地震基本裂度为Ⅷ度。
4.1.5 水文地质
工程区地势较低，浅层地下水基本上为第四系孔隙型潜水，含水层岩性主要为粉质粘土、粉土等。地下水接受大气降水及河水补给，地下水水质类型为c1-(k+Na)。Mg型，河水水质类型为c1-SO4-(k+Na)型，河水对；普通硅酸盐水泥具有硫酸盐结晶类强腐蚀性。对修筑穿堤建筑物而言，需要注意。勘探期间地下水位高程-2.0~-4.0m。
4.1.6 堤基工程地质条件及评价
堤基土的工程地质条件及评价详见表4-2。
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4.1.7 堤身工程地质条件及评价
（1）堤身现状
该堤段长1.5km，顶宽局部不足2m，堤顶面凹凸不平，堤形态完整性差。堤背水坡脚均有养鱼池分布，养鱼池底高程最低处为-1.1~1.4m，个别处达2.2m，雨季易形成两水夹堤的形势。
堤身土质量见表4-3-4
（2）堤身工程质量评价
按《堤防工程设计规范》规定，Ⅲ级堤防堤身土压实度不得小于0.90，堤身土的击实试验最大干密度平均值为1.60g/cm，其堤身土的控制干密度应不小于1.60×0.90=1.44g/cm。
现状堤防土体天然干密度均大于质量控制干密度，表明堤防质量良好。
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4.1.8 穿堤建筑物工程地质条件及评价
各闸的地质剖面见图4-2-3。
穿堤建筑物地基土体较均匀，厚度较大，其承载力均能满足建筑物要求，不会产生较大沉降和不均匀沉陷。
4.2 土料场 4.2.1 料场概述
本段堤防加固工程所需土料14.4万m。土料场位于宁河县大北乡小北村西约800m，
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长2000m，宽200m，剥0.4m无用层，取土按平均厚度1.2m，储量为48万m。该料场北距津渝公路150m，平均运距8.7km，其中乡村公路3.7km，交通较方便，利于开采和运输。
土料岩性以粉质粘土、粘土为主，含苇根及黑色有机质。地下水位埋深1.4~1.5m。
土料天然含水量为25.5%，大于塑限?p=21.2%，粘土含量44.7%，塑性指数Ip=16.7。土料击实后的最大干密度为1.61g/cm，最优含水量21.2%。储量满足设计用量，含水量、塑性指数及粘粒含量均偏高。
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4.2.2 结论与建议
（1）料场地势平坦、开阔，易于开采，运输较为便利； （2）土料场土料储量满足设计用量；
（3）土料碾压后的控制干密度不应小于1.50g/cm3，最优含水量宜控制在21.2％±3％。 （4）中含的有机质土和植物根系等必须加以剔除，方可上堤。
（5）建议施工时做好前期排水及后期土料翻晒工作，保证上堤土质满足要求。
4.3 堤防工程设计
4.3.1 设计依据与标准 （1）设计依据
《蓟运河干流治理一期工程可行性研究补充报告》（修订）
—1998年9月水利部天津院 《蓟运河干流治理一期工程可行性研究补充报告审查会议纪要》
—2000年5月水总规[2000]63号
文附件
蓟运河河道地形图(1:5000)
------1996年1月水利部天津院 宁河县大北险工段蓟运河带状地形图(1:1000)及横断面图(1:100)
------2001年2月水利部天津院
《2001年蓟运河险工治理工程宁河县大北险工段初步设计阶段工程地质勘察报告》 ------2001年2月天津市水利勘测设计院
《2001年蓟运河险工治理工程宁河县大北险工段初步设计阶段土料场勘察报告》 ------2001年3月天津市水利勘测设计院 《堤防工程设计规范》GB50286-98
《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T225-98
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《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
(2)工程级别与标准
参照蓟运河堤防工程级别为3级，本治理段(故道右堤的一部分)堤防工程级别亦为3级，根据《堤防工程设计规范》，穿堤建筑物的设计标准与堤防的级别相一致。按照国家地震局1/400万《中国地震烈度区划图（1990）》，本段工程抗震设防烈度为Ⅷ度。
参照《蓟运河干流治理一期工程可行性研究补充报告》（修订），本段限排水位3.30m。堤防超高1.20m（限排水位以上）。据此，设计堤顶高程为4.50m，堤顶宽6m，迎水坡护坡部分坡比为1:2.5，上部土坡坡比为1:3，背水侧边坡为1:3。
4.3.2 堤防存在的主要问题
宁河县大北险工段位于蓟运河右岸外侧，是1972年蓟运河治理裁弯形成的一段故道右堤，顺水流方向向下共治理堤防长度约1500m，治理后长度为1232m。现状堤埝高程在2.19～2.71m之间，堤顶宽度普通2～3m，局部顶宽不足2m。
故道通过上端大杨闸和下端大尹闸与蓟运河干流相通，承担宁河县大北、大尹、董庄、桥北镇及芦台农场等乡镇的排涝、灌溉任务。因现状堤埝标准太低，汛期行洪时堤防安全受到威胁，并影响沿岸农田和村庄的正常排涝，省市交界矛盾较大。
为逐步提高此段故道堤防标准，以利该地区农业的发展，按照2000年5月水总规《蓟运河干流治理第一期工程补充可行性研究补充报告审查会议纪要》治理要求，继1999年安排治理董庄险工段1500m、2000年治理小王御史险工段3000m、2001年治理大尹险工段2300m之后，此次安排大北险工段1232m的治理任务。
⑴堤顶高程2.19～2.71m，顶宽2～3m，局部顶宽不足2m，未达到堤顶高程4.50m，顶宽6.0m的设计标准。
⑵因堤身单薄，故道汛期排涝任务艰巨，各部门矛盾突出，村庄和农田受损严重，且堤防为两水加堤形式。
⑶桩号0+000～0+450段原做的浆砌石护坡因年代已久，破损严重，此次需重新进行护砌。
⑷桩号0+010小北涧沽穿堤涵闸、桩号0+796处大北自流排闸均已年久失修，老化变形，需拆除重建。
4.3.3 堤线布置
⑴ 设计原则：
①按照2000年5月水总规[2000]63号文附件《蓟运河干流治理一期工程可行性研究补充报告审查会议纪要》，同意江洼口～河口防潮闸段按推荐的复堤方案（含1972年治理时大