[摘要]文章對某小型河道治理工程導(dǎo)流圍堰的兩種不同設(shè)計方案進(jìn)行了對比分析,最終選擇以利用樁基平臺充當(dāng)圍堰,降低導(dǎo)流難度。
[關(guān)鍵詞]小型河道;治理;施工導(dǎo)流;圍堰
1工程概況
該小型河道為某縣城環(huán)城河,所需治理河道距離縣城主城區(qū)的直線距離約為8km,工程等級為IV級,主要建筑物等級也為IV級,此外其他建筑物均為V級。為了滿足河道治理條件,在所需治理河道兩岸修筑防洪堤,防洪堤總長度12700.6m,防洪堤建設(shè)同時采用混凝土親水平臺以及休閑平臺兩種方式,在混凝土親水平臺之下設(shè)置4排抗滑樁,同時在混凝土親水平臺以及休閑平臺之間用風(fēng)化料壓實回填連接,另外,在休閑平臺以上位置采用風(fēng)化料修筑護(hù)坡。
2水文氣象條件
該河道治理工程所處地區(qū)氣候條件屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,每年5~10月為汛期,夏季降雨相對較多,根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料顯示6、7月份的雨水往往最多,其次,為5、8、9月,同時6、7月份的洪峰量也相對較為明顯,此外,在洪峰過后洪水歷時也往往較長。本次所需治理的河道上下游具有一小型電站,因此,河道洪量與上下游電站運行情況存在緊密的聯(lián)系。對上下游電站的泄洪與蓄水情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),上下游電站泄洪調(diào)度與雨季存在明顯同步性。
3施工導(dǎo)流
3.1導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)
在該河道治理工程中,臨時建筑物的級別為V級,根據(jù)我國現(xiàn)行《水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范》(SL303—2004)及《水利水電工程導(dǎo)流設(shè)計規(guī)范》(SL623—2013)規(guī)定,本工程導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)按5年一遇設(shè)計。
3.2導(dǎo)流時段以及流量設(shè)計
在進(jìn)行施工導(dǎo)流設(shè)計之前對水文斷面的水文成果資料進(jìn)行統(tǒng)計分析,該地區(qū)5年一遇的枯水期為當(dāng)年11月到第二年的4月,最大洪峰流量為3814m3/s,所需治理河道的斷面水位為368.3m,在主馴期內(nèi)最大洪峰流量則為10540m3/s,河道斷面水位則維持在373.8m。根據(jù)5年一遇河道的斷面水位分析,在導(dǎo)流階段中6~8月的水位可能維持在一個較高的水平,而在非汛期則可能在3~5月之間出現(xiàn)最大洪峰。此外,考慮該河道治理工程上下游存在小型電站,河水深度較大,實際施工過程中存在較大難度,因此,將該河道治理工程施工時間節(jié)點控制在枯水期,具體為11月~4月,導(dǎo)流設(shè)計總量設(shè)為3810m3/s。
3.3導(dǎo)流方案設(shè)計
3.3.1方案一在進(jìn)行防洪堤施工的同時需要在靠近河道的另外一側(cè)同步進(jìn)行圍堰擋水施工,充分利用河道既有施工導(dǎo)流方式,確保河道總流水的穩(wěn)定性。由于防洪堤施工要求河床位置必須要處于干地狀態(tài),因此,在該工程施工過程當(dāng)中需要將擋水圍堰設(shè)置在兩岸堤線的外側(cè)。另外,對所治理河道的工程地質(zhì)條件、地形地貌、水文條件以及施工條件要求等條件進(jìn)行全面的對比分析,可采用的圍堰結(jié)構(gòu)形式,見表。對上表中不同圍堰結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行對比分析,認(rèn)為應(yīng)采用鋼管圍欄麻袋圍堰聯(lián)合土石圍堰的防洪堤施工擋水圍堰方案。設(shè)計方案中土石圍堰頂部寬度設(shè)置為4m,圍堰頂部高程為369.81m,迎水面與背水面所采用的坡度比均為1∶1.5,在土石圍堰內(nèi)部還增設(shè)了黏土心墻用于防滲。由于土石圍堰整體穩(wěn)定性相對較差,在該設(shè)計方案之中還增設(shè)了土石圍堰護(hù)坡,既在迎水面位置設(shè)置鉛絲籠塊石護(hù)坡,該護(hù)坡坡度設(shè)計為1∶1.75,塊石頂部寬度為1.3m。鋼管樁麻袋圍堰頂部寬度設(shè)計為2.5m,為了確保鋼管樁麻袋圍堰的抗側(cè)力水平還需要在圍堰側(cè)面打入1排鋼管樁,經(jīng)計算確定鋼管樁直徑采用50mm,鋼管樁入土深度為3m,鋼管間距為2m,鋼管樁之間采用直徑為50mm的鋼管進(jìn)行橫向連接,其外,還需要在迎水面以及背水面位置設(shè)置鋼管樁連接將整個鋼管樁骨架連接為一體,最后在骨架內(nèi)部填筑麻袋形成圍堰。3.3.2方案二方案二對防洪堤設(shè)計進(jìn)行了調(diào)整,將一級親水平臺進(jìn)行后移并加高處理,同時將所需要建立的鉆孔灌注樁平臺作為圍堰使用,確保親水平臺的施工條件得以滿足。在該方案當(dāng)中堤防需要先開展鉆孔灌注樁施工平臺填筑施工,之后再在該平臺之上開展混凝土填筑施工。3.3.3方案對比分析從總體上來看,方案一與方案二均可滿足實際施工條件要求,但為了降低施工難度、控制施工成本,還需要對以上兩種方案進(jìn)行系統(tǒng)對比,選擇出最優(yōu)方案。方案一圍堰建設(shè)施工需要占據(jù)較多河道,同時在上下游水電站位置水流速度相對較快,土石圍堰施工也存在著較大的難度,另外鋼管樁圍堰施工雖然在安裝便捷性、施工難度等方面都具有較大優(yōu)勢,但從后期拆除則相對較為困難,也容易對平臺造成擾動。方案二中通過將親水平臺上移的方式采用樁基平臺替代了圍堰施工,這種施工方式極大的降低了圍堰施工的整體工作量,同時也能盡量少占用河道,同時施工相對較為便捷,整體技術(shù)體系較為簡單,施工擾動也相對較小。另一方面,對兩種施工方案的總填筑量進(jìn)行對比分析可以發(fā)現(xiàn),方案一的填筑量要明顯超過方案二。因此,該河道治理工程選擇方案二作為施工導(dǎo)流最終方案。
3.4施工度汛
該工程應(yīng)遵循的度汛標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇全年洪水,相對流量應(yīng)為10500m3/s,在該河道之中起始斷面度汛水位實際為378.36m,末端斷面水位為379.66m。方案二施工所采用的具體度汛方案為汛期前所完成的相應(yīng)施工段度汛高程之下的樁基以及親水平臺的具體施工、堤身邊坡修整開挖、堤身填筑、蜂巢格室護(hù)坡。在進(jìn)入到汛期之后則利用已經(jīng)建完的堤身來地方洪水,同時在度汛以上部位開展剩余的相關(guān)護(hù)坡工程施工,避免發(fā)生安全問題。
4結(jié)語
該河道治理工程雖然相對較小,但由于上下游均存在電站,河道水流情況相對較為復(fù)雜,河道治理導(dǎo)流存在較大難度,若采用常規(guī)圍堰設(shè)計方式在施工方面存在較大難度,同時工程體量也相對較大。因此,本文通過對比分析設(shè)計了一種抬高親水平臺。利用樁基平臺充當(dāng)圍堰的新型導(dǎo)流方式,該導(dǎo)流方式能有效解決施工圍堰投資過多以及技術(shù)條件復(fù)雜等問題。