灌區除險加固工程設計探討

時間:2022-01-04 10:14:42

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灌區除險加固工程設計探討

[摘要]文章以遼寧某灌區節制閘和分水閘的除險加固工程為實例,介紹了本工程的主要設計及施工方法,為以后類似的工程提供了必要的技術參考。

[關鍵詞]灌區;節制閘;分水閘;除險加固

2015年12月15日,國家統計局調查結果顯示:遼寧省糧食年產量為200.25億kg,比上年增加24.85億kg,增幅居全國首位。從2010年以來,遼寧省政府每年會安排超過400億元的專項資金用于農業水利建設,其中,灌區建設被放在了重要位置。目前,我國擁有各類灌區超過1000多萬處,但這些灌區大都修建于20世紀50~70年代,年久失修嚴重,遼寧省內也存在該問題。因此,加強灌區除險加固作業已成為保證該省農業順利健康發展的重要路子。

1工程概況

某灌區地質構造復雜,該灌區區內雨量充沛,水質優良、土質肥沃、溫度適宜,是該區域重要商品糧基地之一。灌區設計灌溉面積0.35萬hm2,有效灌溉面積0.28萬hm2,現有干支渠道長度155km。灌區建設于1969年,由于缺乏資金投入,本灌區渠首得不到及時維護和更新,致使建筑物老化、破損等現象十分嚴重,直接造成灌區灌溉效益逐年衰減,實際灌溉面積遞減,對實施農業開發高標準農田建設、提高當地農業綜合生產能力形成制約,亟需更新改造

2除險加固的內容及總方案

(1)除險加固內容:①重建水毀節制閘;②重建水毀分水閘,并修建閘后至干渠58m輸水渠道;③重建水毀溢流壩。(2)除險加固總方案:綜合考慮本工程主要功能為抬高渠首閘前水位,再結合工程投資及工期等因素,本次除險加固設計方案樞紐總布置采用閘壩結合型式。工程主體由節制閘、分水閘及溢流壩三個大部分組成。其中節制閘及溢流壩(以下簡稱攔河閘壩)軸線與102線公路橋平行,軸線總長度300.0m。分水閘布置于攔河閘壩右岸上游10m處,閘軸線與攔河閘壩軸線垂直。

3主要工程設計分析

3.1溢流壩工程設計。(1)總體結構設計:本項目的溢流壩軸線總長度為289.4m,總體設計結構形式為“漿砌石堰體+20cm鋼筋混凝土罩面”。壩頂高程7.1m,與設計正常高攔蓄水位齊平,壩基高程3.5m,壩基底寬7.39m。壩體上下游均設置齒墻,深1.2m,底寬0.6m,齒墻為鋼筋混凝土結構,堰基底層設10cm素混凝土墊層。溢流壩每20m設一結構縫,縫間填充2cm瀝青浸油木板,并在混凝土罩面部分夾651型橡膠止水帶防滲。(2)壩體防滲設計:設計溢流壩上游前端設漿砌石防滲鋪蓋,尺寸為:長×厚=5.0m×0.8m。鋪蓋上下游均設置齒墻,齒墻深0.7m,底寬1.0m。壩基前腳下鋪5.0m深土工膜垂直防滲,防滲基底高程-2.7m,防滲材料為兩布一膜,單位質量500g/m2。對溢流壩前端50m范圍內河道清淤,清淤控制高程5.3m,與防滲鋪蓋齊平。各個結構所用混凝土標準,見表1。(3)消能形式設計:設計本項目溢流壩消能為戽流消能型式,該消能形式具有體積小、長度短、工程量省、施工方便、施工簡單、消能效果良好等特點,目前已在遼寧部分地區廣泛應用。其具體設計如下:①設計消力戽挑角32°,反弧半徑3.0m,戽唇頂高程4.8m,高于壩下河底0.5m,戽底高程4.32m;②消力戽下游設5.0m寬,1.0m厚格賓石籠護腳(雙層,單層0.5m),石籠頂高程4.3m,石籠底部鋪設300g/m2長絲土工布反濾。石籠護腳末端接20.0m戽流消能預沖段,提供戽流消能空間;③距溢流壩坎后25m處設置透水尾坎,尾坎高0.8m,頂高程5.1m,寬3.5m,上下游各設置一道0.5m厚鋼筋混凝土齒墻,為到達防護及透水的雙重效果,齒墻上部為鋸齒構造,內部填充石籠;④為保護尾坎下游側已建橋梁,根據公路部門要求并結合工程實際,設總長20m(至橋下游末端),厚0.3m格賓石籠防護。3.2節制閘工程設計。(1)總體設計:本項目共設計節制閘5孔,單孔凈寬1.4m,中墩及邊墩均寬0.6m,總寬度10.6m。閘室順水流方向總寬度7.39m,與溢流壩同寬,閘底板前端厚度2.0m,末端與消力池高程過渡段銜接,漸變至1.1m。閘底板上下游均設置齒墻,深1.2m,底寬0.6m。閘底板為鋼筋混凝土結構,底部設10cm素混凝土墊層。(2)防滲設計:閘基前端防滲布置與溢流壩相同。設5.0m寬漿砌石防滲鋪蓋,厚度0.8m,鋪蓋上下游均設置齒墻,齒墻深0.7m,底寬1.0m。鋪蓋漿砌石砂漿標號M10。閘基前腳下鋪5.0m深土工膜垂直防滲,防滲基底高程-2.7m,防滲材料為兩布一膜,單位質量500g/m2。(3)消能形式設計:本項目設計節制閘采用底流消能型式,消力池底板與閘室底板用斜坡連接,斜坡段長為5.6m,坡比為1∶4.0,消力池水平段長13.4m,深0.7m,底板厚0.7m,下鋪厚0.1m的C10素混凝土墊層。消力池底板水平段設排水孔,孔徑100mm,孔距1.5m,梅花形布置。消力池末端采用0.5m厚格賓石籠防護與透水尾坎相接,石籠頂高程4.3m,石籠底部鋪設300g/m2長絲土工布反濾。3.3分水閘工程設計。本工程分水閘與原閘相同布置于溢流壩上游右岸10.0m處,由閘室和穿堤箱涵兩部分組成,順水流方向總長12.0m,其中閘室部分長1.0m,穿堤涵洞部分長11.0m,閘軸線與攔河閘壩軸線垂直。分水閘閘室為鋼筋混凝土結構,順水流方向長度1.0m。共分3孔,單孔尺寸為1.0m×1.0m(寬×高),總寬5.0m,中墩及邊墩厚度均為0.5m,閘底高程為6.3m。工作橋頂高程9.9m,厚度0.2m。工作橋臨水側設鋼結構欄桿。穿堤部分蓋板涵,洞身尺寸與閘室相同,共分3孔,單孔尺寸為1.0m×1.0m(寬×高),洞身長11.0m,漿砌石涵壁及底板,底板厚度0.8m,鋼筋混凝土頂部蓋板,蓋板厚度0.2m。為使新建分水閘與灌區干渠相接,箱涵后接58.0m長輸水渠道。渠道主體為漿砌石結構,3cm水泥砂漿抹面,矩形斷面,寬4.0m,底坡i=2‰。

4結束語

通過本次除險加固改造后,該灌區的主要水利設施得到徹底翻新,經濟社會效益顯著,輸水灌溉能力提高了20%,同時也大大減輕了管理人員的工作負擔。在水利設施除險加固設計時,應充分了解現場實際情況,充分利用原有水利設施,在保證各方面指標符合要求的前提下節約工程投資,真正的做到因地制宜。

作者:許琳林 單位:北票市龍潭水庫管理處