本文摘要：在天津西青區(qū)我們會(huì)看到交叉建筑物，交叉建筑物指的是渠道或溝道互為交叉，谷口、河流、高地時(shí)采用的輸水建筑物，下面主要介紹關(guān)于天津市西青區(qū)交叉建筑物的建筑論文。 摘要：天津市西青區(qū)西大洼排水河與豐產(chǎn)河兩條河道承擔(dān)著區(qū)域排澇及溝通調(diào)劑的功能，同時(shí)
在天津西青區(qū)我們會(huì)看到交叉建筑物，交叉建筑物指的是渠道或溝道互為交叉，谷口、河流、高地時(shí)采用的輸水建筑物，下面主要介紹關(guān)于天津市西青區(qū)交叉建筑物的建筑論文。
摘要：天津市西青區(qū)西大洼排水河與豐產(chǎn)河兩條河道承擔(dān)著區(qū)域排澇及溝通調(diào)劑的功能，同時(shí)豐產(chǎn)河兼有再生水輸送的用途，因此兩河道既需要立交穿越又需要有平交連通。本文介紹了兩河道交叉處的穿越與連通建筑物的設(shè)計(jì)與布置，可供類似工程借鑒。
關(guān)鍵詞：排澇;河道交叉;穿越;連通
1. 工程概況
西大洼排水河與豐產(chǎn)河交匯于天津市西青區(qū)。根據(jù)《天津市排澇總體規(guī)劃》，西大洼小區(qū)澇水由西大洼排水河匯集后排除，排入豐產(chǎn)河的澇水有中心城區(qū)外環(huán)河系統(tǒng)西南部分澇水及西青區(qū)西大洼小區(qū)部分澇水。另外，根據(jù)《天津市“十二五”再生水利用規(guī)劃》，豐產(chǎn)河還是再生水輸送的主要河道之一。因此，豐產(chǎn)河具有排澇及輸水的雙重功能。豐產(chǎn)河設(shè)計(jì)流量為20m3/s，河道上口寬約40m，兩河道交叉處既需要再生水輸送時(shí)豐產(chǎn)河獨(dú)立流通又需要防汛排澇時(shí)互相連通調(diào)劑。
兩河道原狀為立交交叉，西大洼排水河通過(guò)5孔1.5×1.5m倒虹吸穿越豐產(chǎn)河，過(guò)流能力約為14m3/s。該倒虹吸建于上世紀(jì)五十年代，年久失修，存在安全隱患，另外隨著西大洼排水河清淤工程完工后西大洼排水河的排瀝規(guī)模的加大，清淤后河道交叉處西大洼排水河設(shè)計(jì)流量約70m3/s，原倒虹吸規(guī)模已不能滿足其排瀝要求，形成排水瓶頸。
2. 設(shè)計(jì)條件概述
西青區(qū)地處海河流域下游，地貌屬海積沖積平原類型，區(qū)域地勢(shì)低洼，地面坡降很小，由西北略向東南傾斜。境內(nèi)自然河流與人工河道縱橫交織，西大洼排水河與豐產(chǎn)河相交，西大洼排水河流向近南北，豐產(chǎn)河流向近東西，兩條河常年有水，微地貌單元為河床，無(wú)灘地，在場(chǎng)地地表局部地段分布有雜填土，地面高程一般為3.50～3.89m，局部起伏較大。區(qū)域降水量的年際變化很大，多年平均降水量586.1 mm，降雨主要集中在7月上旬至8月下旬，汛期降水約占全年降水量的75.6 %。
西大洼排水河北起南運(yùn)河北斜泵站，南至獨(dú)流減河寬河泵站，河道全長(zhǎng)13.32km。豐產(chǎn)河西起南運(yùn)河宣家院閘，東至津港運(yùn)河王蘭莊閘，河道全長(zhǎng)19.5km。為了滿足區(qū)域排水要求，改善水生態(tài)環(huán)境，美化區(qū)內(nèi)道路及河道，提高人民群眾的生活質(zhì)量，2008年和2009年分別對(duì)西大洼排水河和豐產(chǎn)河進(jìn)行了清淤治理，治理后西大洼河道流量為20m3/s～82.20m3/s，豐產(chǎn)河河道流量為20m3/s。
3.建筑物布置方案比選
3.1 比選方案布置
原西大洼排水河通過(guò)5孔1.5×1.5m倒虹吸穿越豐產(chǎn)河，過(guò)流能力約為14m3/s。河道清淤治理后交叉處西大洼排水河設(shè)計(jì)流量約70m3/s，原倒虹吸規(guī)模已滿足不了汛期的除澇要求，形成排水瓶頸，給防汛排澇帶來(lái)很大壓力，且已年久失修，存在安全隱患。為了更好的利用水資源，滿足當(dāng)?shù)嘏艥臣肮喔刃枨�，�?duì)原倒虹進(jìn)行改造是非常必要的。
豐產(chǎn)河與西大洼排水河交叉處豐產(chǎn)河設(shè)計(jì)河底高程為-1.25m，西大洼排水河河底高程為-1.85m，排澇水位為2.50m。針對(duì)現(xiàn)狀情況及河道排澇與輸水的運(yùn)用要求，對(duì)比分析了三個(gè)方案分述如下：
方案一：拆除原西大洼排水河穿越豐產(chǎn)河倒虹吸，恢復(fù)西大洼排水河河道。新建豐產(chǎn)河穿越西大洼排水河倒虹吸，緊鄰豐產(chǎn)河倒虹吸出口北側(cè)新建西大洼連通閘，溝通豐產(chǎn)河與西大洼排水河。由于兩條河道交叉關(guān)系的改變，對(duì)河道交叉位置的地形地貌改變較大，為滿足西大洼排水河兩岸當(dāng)?shù)匕傩粘鲂薪煌ǖ男枰�，需要在豐產(chǎn)河倒虹吸北側(cè)新建交通橋一座。
方案二：對(duì)原西大洼排水河穿越豐產(chǎn)河倒虹吸在原址拆除重建，擴(kuò)大規(guī)模以滿足新的排澇需求。倒虹吸西側(cè)新建西大洼連通閘，溝通西大洼排水河與豐產(chǎn)河。河道立交關(guān)系不變，不影響原交通需要
方案三：拆除原西大洼排水河穿越豐產(chǎn)河倒虹吸，恢復(fù)西大洼排水河河道，原立交河道改為平交。為實(shí)現(xiàn)排澇與輸水運(yùn)用要求，在原倒虹吸南北兩側(cè)各新建節(jié)制閘一座，在原倒虹吸東、西兩側(cè)各新建穿堤涵閘一座，通過(guò)開(kāi)關(guān)閘門(mén)實(shí)現(xiàn)河道的單獨(dú)輸水與連通排澇。閘上交通橋滿足當(dāng)?shù)匕傩粘鲂行枰?/p>
各方案建筑物平面布置示意簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1：
3.2方案比選分析
豐產(chǎn)河穿越西大洼排水河倒虹吸設(shè)計(jì)流量20m3/s，西大洼排水河穿越豐產(chǎn)河倒虹吸設(shè)計(jì)流量70m3/s。方案三節(jié)制閘設(shè)計(jì)流量70m3/s，穿堤涵閘設(shè)計(jì)流量20m3/s。按流量估算，方案一豐產(chǎn)河倒虹吸箱涵為3孔2.4×2.4m，方案二西大洼倒虹吸箱涵為5孔3.8×3.8m，連通閘為2孔2.0×2.0m，方案三節(jié)制閘為5孔(單孔凈寬4m)，穿堤涵閘箱涵為3孔2.4×2.4m。
根據(jù)規(guī)劃，豐產(chǎn)河是再生水輸送的主要河道之一，為實(shí)現(xiàn)河道功能，方案三的河道平交方案運(yùn)用較復(fù)雜，增加了工程管理維護(hù)難度。方案一和方案二相比較，連通閘規(guī)模相同，方案二因西大洼排水河的設(shè)計(jì)流量較大，倒虹吸尺寸規(guī)模相對(duì)較大，方案一倒虹吸尺寸較小，但需新建交通橋一座。比較分析之下，方案一工程投資略低，且該方案建筑物結(jié)合地形布置比較緊湊，可減少開(kāi)挖回填，節(jié)約土地，新建交通橋也可改善原有的交通條件。本著經(jīng)濟(jì)節(jié)約、施工易行和方便群眾的要求，推薦建筑物布置采用方案一。
4. 建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1倒虹吸設(shè)計(jì)
豐產(chǎn)河倒虹吸由進(jìn)口漸變段、進(jìn)口閘室段、上游斜管段、河底平管段、下游斜管段、出口閘室段、出口漸變段組成。豐產(chǎn)河為雙向運(yùn)用，水流方向不定，為方便論述，以由東往西作為豐產(chǎn)河的水流方向。
進(jìn)口漸變段長(zhǎng)15m，底寬8m，底高程-1.25m，采用鋼筋混凝土護(hù)底、預(yù)制混凝土板護(hù)坡，岸坡與上游河道相接采用鋼筋混凝土圓弧翼墻。進(jìn)口閘室段總長(zhǎng)12m，閘室長(zhǎng)6.0m，底板頂高程-1.25m，進(jìn)口設(shè)攔污柵，預(yù)留檢修門(mén)槽一道;閘室后洞身斷面為3孔2.4×2.4m箱涵，進(jìn)口設(shè)胸墻。上游斜管段、河底平管段與下游斜管段均為鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，尺寸為3孔2.4×2.4m，上游斜管段底板頂高程-1.25～-6.25m，坡比1：4;河底平管段底板頂高程-6.25m;下游斜管段底板頂高程-6.25～-1.25m，坡比1：4。出口閘室段總長(zhǎng)12m，閘室長(zhǎng)6.0m，北側(cè)邊墩與連通閘閘室邊墩緊貼。底板頂高程-1.25m，出口同樣設(shè)攔污柵，預(yù)留檢修門(mén)槽一道。出口漸變段長(zhǎng)15m，底高程-1.25m，北側(cè)為西大洼連通閘進(jìn)水池，南側(cè)采用鋼筋混凝土護(hù)底、預(yù)制混凝土板護(hù)砌，與下游河道相接采用鋼筋混凝土圓弧翼墻。
4.2連通閘設(shè)計(jì)
按照西青區(qū)的排澇規(guī)劃及排水運(yùn)用情況，豐產(chǎn)河排入西大洼排水河的流量為6 m3/s，因此新建西大洼連通閘設(shè)計(jì)流量6 m3/s。連通閘上游豐產(chǎn)河排澇水位2.60m，下游西大洼排水河排澇水位2.50m。
西大洼連通閘為穿堤涵閘，采用兩孔2.0×2.0m鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，進(jìn)口緊貼豐產(chǎn)河倒虹吸出口閘室，涵閘中心線與豐產(chǎn)河河道中心線平行。西大洼連通閘由進(jìn)口閘室段、穿堤箱涵段、出口漸變段組成。
進(jìn)口閘室段總長(zhǎng)12.0m，閘室長(zhǎng)6.0m，底板頂高程-1.25m，設(shè)1.7×2.0m鑄鐵閘門(mén)兩扇，閘前設(shè)攔污柵。墩頂設(shè)排架柱和機(jī)架橋，機(jī)架橋上設(shè)100kN手電兩用啟閉機(jī)兩臺(tái)。穿堤箱涵段長(zhǎng)10.0m，為鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)，洞身尺寸為2孔2.0×2.0m，底板頂高程-1.25m。出口漸變段長(zhǎng)9.7m，采用鋼筋混凝土“U”型槽與現(xiàn)狀西大洼排水河堤坡及河底銜接，“U”型槽邊墻頂高程由2.25m漸變到-1.85m，底板頂高程由-1.25m漸變到-1.85m。
5.小結(jié)
本文介紹了天津市西青區(qū)西大洼排水河與豐產(chǎn)河兩條河道交叉處的立交穿越與平交連通建筑物的工程平面布置方案比選以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容。根據(jù)規(guī)劃，豐產(chǎn)河屬于典型的排澇與輸水雙重功能的河道，與西大洼排水河交叉處既要連通西大洼排水河調(diào)劑排除汛期澇水，又要穿越西大洼獨(dú)立輸送再生水。交叉建筑物的布置要從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮，實(shí)現(xiàn)河道規(guī)劃功能目標(biāo)，并因地制宜，結(jié)合地形與各方面需要統(tǒng)籌布置，達(dá)到工程布局合理、施工簡(jiǎn)便易行、投資經(jīng)濟(jì)節(jié)約的目的。
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