[摘要]文章以遼寧某灌區(qū)節(jié)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(shè)計及施工方法,為以后類似的工程提供了必要的技術(shù)參考。
[關(guān)鍵詞]灌區(qū);節(jié)制閘;分水閘;除險加固
2015年12月15日,國家統(tǒng)計局調(diào)查結(jié)果顯示:遼寧省糧食年產(chǎn)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(nóng)業(yè)水利建設(shè),其中,灌區(qū)建設(shè)被放在了重要位置。目前,我國擁有各類灌區(qū)超過1000多萬處,但這些灌區(qū)大都修建于20世紀(jì)50~70年代,年久失修嚴(yán)重,遼寧省內(nèi)也存在該問題。因此,加強灌區(qū)除險加固作業(yè)已成為保證該省農(nóng)業(yè)順利健康發(fā)展的重要路子。
1工程概況
某灌區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,該灌區(qū)區(qū)內(nèi)雨量充沛,水質(zhì)優(yōu)良、土質(zhì)肥沃、溫度適宜,是該區(qū)域重要商品糧基地之一。灌區(qū)設(shè)計灌溉面積0.35萬hm2,有效灌溉面積0.28萬hm2,現(xiàn)有干支渠道長度155km。灌區(qū)建設(shè)于1969年,由于缺乏資金投入,本灌區(qū)渠首得不到及時維護和更新,致使建筑物老化、破損等現(xiàn)象十分嚴(yán)重,直接造成灌區(qū)灌溉效益逐年衰減,實際灌溉面積遞減,對實施農(nóng)業(yè)開發(fā)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力形成制約,亟需更新改造
2除險加固的內(nèi)容及總方案
(1)除險加固內(nèi)容:①重建水毀節(jié)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(jié)合工程投資及工期等因素,本次除險加固設(shè)計方案樞紐總布置采用閘壩結(jié)合型式。工程主體由節(jié)制閘、分水閘及溢流壩三個大部分組成。其中節(jié)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(shè)計分析
3.1溢流壩工程設(shè)計。(1)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計:本項目的溢流壩軸線總長度為289.4m,總體設(shè)計結(jié)構(gòu)形式為“漿砌石堰體+20cm鋼筋混凝土罩面”。壩頂高程7.1m,與設(shè)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(shè)置齒墻,深1.2m,底寬0.6m,齒墻為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),堰基底層設(shè)10cm素混凝土墊層。溢流壩每20m設(shè)一結(jié)構(gòu)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(shè)計:設(shè)計溢流壩上游前端設(shè)漿砌石防滲鋪蓋,尺寸為:長×厚=5.0m×0.8m。鋪蓋上下游均設(shè)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(zhì)量500g/m2。對溢流壩前端50m范圍內(nèi)河道清淤,清淤控制高程5.3m,與防滲鋪蓋齊平。各個結(jié)構(gòu)所用混凝土標(biāo)準(zhǔn),見表1。(3)消能形式設(shè)計:設(shè)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(qū)廣泛應(yīng)用。其具體設(shè)計如下:①設(shè)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(shè)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(shè)300g/m2長絲土工布反濾。石籠護腳末端接20.0m戽流消能預(yù)沖段,提供戽流消能空間;③距溢流壩坎后25m處設(shè)置透水尾坎,尾坎高0.8m,頂高程5.1m,寬3.5m,上下游各設(shè)置一道0.5m厚鋼筋混凝土齒墻,為到達(dá)防護及透水的雙重效果,齒墻上部為鋸齒構(gòu)造,內(nèi)部填充石籠;④為保護尾坎下游側(cè)已建橋梁,根據(jù)公路部門要求并結(jié)合工程實際,設(shè)總長20m(至橋下游末端),厚0.3m格賓石籠防護。3.2節(jié)制閘工程設(shè)計。(1)總體設(shè)計:本項目共設(shè)計節(jié)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?biāo)鞣较蚩倢挾?.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(shè)置齒墻,深1.2m,底寬0.6m。閘底板為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),底部設(shè)10cm素混凝土墊層。(2)防滲設(shè)計:閘基前端防滲布置與溢流壩相同。設(shè)5.0m寬漿砌石防滲鋪蓋,厚度0.8m,鋪蓋上下游均設(shè)置齒墻,齒墻深0.7m,底寬1.0m。鋪蓋漿砌石砂漿標(biāo)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(zhì)量500g/m2。(3)消能形式設(shè)計:本項目設(shè)計節(jié)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(shè)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(shè)300g/m2長絲土工布反濾。3.3分水閘工程設(shè)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?biāo)鞣较蚩傞L12.0m,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(jié)構(gòu),順?biāo)鞣较蜷L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(cè)設(shè)鋼結(jié)構(gòu)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(qū)干渠相接,箱涵后接58.0m長輸水渠道。渠道主體為漿砌石結(jié)構(gòu),3cm水泥砂漿抹面,矩形斷面,寬4.0m,底坡i=2‰。
4結(jié)束語
通過本次除險加固改造后,該灌區(qū)的主要水利設(shè)施得到徹底翻新,經(jīng)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(fù)擔(dān)。在水利設(shè)施除險加固設(shè)計時,應(yīng)充分了解現(xiàn)場實際情況,充分利用原有水利設(shè)施,在保證各方面指標(biāo)符合要求的前提下節(jié)約工程投資,真正的做到因地制宜。