灌區(qū)除險加固工程設(shè)計探討

 ［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(shí)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(qiáng)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(hù)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(shí)際灌溉面積遞減，對實(shí)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(diǎn)，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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(shí)際，設(shè)總長20m(至橋下游末端)，厚0．3m格賓石籠防護(hù)。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)�流方向總寬�?．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(hù)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)�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(jié)構(gòu)，順?biāo)�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(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(jì)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(shí)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。