任福斗,姚 丹
(吉林省通化縣水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì),吉林 通化 134100)
通化縣位于吉林省東南部,長(zhǎng)白山西南麓,渾江中游。東與白山市交界,西與遼寧省新賓縣和桓仁縣毗鄰,南與集安市接壤,北與柳河縣相連,全境環(huán)繞通化市區(qū),面積3726.5 km2。全縣轄15個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn),160個(gè)行政村,總?cè)丝?4.5萬(wàn)。
通化縣境屬于東亞季風(fēng)氣候,中溫帶濕潤(rùn)氣候區(qū)。地勢(shì)東、東南部高,海拔1589 m。東部山高林密,森林植被較好,林木資源豐富,西部山地與河谷平原均等,山地多為薪炭林,河谷平原為縣境的糧食重點(diǎn)產(chǎn)區(qū),形成山區(qū)特點(diǎn)。受長(zhǎng)白山地形影響,通化縣境大陸性氣候特征明顯,年平均日照時(shí)數(shù)約為2330 h,年平均氣溫為5℃,各地年降水量一般在700~900 mm。
通化縣是一個(gè)山區(qū)小縣,水源豐富,水系發(fā)達(dá),分布廣泛,10 km以上河流39條,5 km以上河流118條。壅水壩遍布全縣各個(gè)角落,每個(gè)壅水壩灌溉水旱田從幾百畝到上千畝不等。修建什么形式的攔河壩既能適應(yīng)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)狀況,又能滿(mǎn)足灌溉及防洪要求呢?通過(guò)多年實(shí)踐,經(jīng)過(guò)綜合論證及多種方案比較,漿砌石壩體,鋼筋混凝土包殼,折線(xiàn)實(shí)用堰型壅水壩是比較適合通化縣現(xiàn)階段的需要。
通化縣修建的攔河壩基礎(chǔ)深1.0~2.5不等,大多座落在裂隙發(fā)育的巖基或砂卵石基礎(chǔ)上,是一個(gè)壅高水位的攔河建筑物,壩身只是高出原河道幾十厘米,采用此種類(lèi)型的攔河壩優(yōu)點(diǎn)之一是節(jié)約資金。
通化縣石材量豐厚,分布較廣,質(zhì)地堅(jiān)硬,可以做漿砌石砌體的原材料,用漿砌石代替混凝土,不僅能滿(mǎn)足強(qiáng)度及耐久性要求,而且與純混凝土永久性攔河壩相比也會(huì)大大降低成本。以三棵榆樹(shù)村攔河壩為例,壩長(zhǎng)70 m,壩高2.5 m,堰頂寬1.5 m,壩底寬4.0 m,壩內(nèi)采取砂漿標(biāo)號(hào)M7.5的漿砌石,外包C20混凝土,并設(shè)φ6間距200的鋼筋網(wǎng),保護(hù)層為5 cm。兩側(cè)重力式漿砌石邊墻長(zhǎng)各65 m,墻高4.03 m,墻身2.53 m,墻基深1.5 m,墻身頂寬0.5 m,坡比為1∶0.3,墻基寬1.66 m,前后各設(shè)0.2 m趾。壩體漿砌石 489 m3,擋墻漿砌石 613.6 m3,合計(jì) 1102.6 m3,按 2012年現(xiàn)行單價(jià)漿砌石290元/m3,造價(jià)31.98萬(wàn)元;如果將這些漿砌石用同尺寸的混凝土代替,不考慮其他因素,僅考慮主要的混凝土和模板兩項(xiàng),按2012年混凝土現(xiàn)行單價(jià)510元/m3,混凝土造價(jià)56.23萬(wàn)元,模板1056 m2,按2012年模板現(xiàn)行單價(jià)65元/m2,造價(jià)6.86萬(wàn)元,總造價(jià)63.09萬(wàn)元;僅這一座攔河壩可節(jié)省投資31.11萬(wàn)元。按照規(guī)劃,將來(lái)要達(dá)到350座攔河壩,其經(jīng)濟(jì)效益將是巨大的。
折線(xiàn)實(shí)用堰型壅水壩的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性好,而且施工方便,過(guò)流能力較強(qiáng)。
此種壅水壩雖然具備以上優(yōu)點(diǎn),但也有以下不利因素即存在壩體及擋墻的凍脹問(wèn)題。
通化縣是高寒山區(qū),抗凍問(wèn)題非常重要,冰推力相當(dāng)大,凍融尤為可怕。為了確保建筑物抗凍能力,首先選定抗凍指標(biāo)高的原材料,水泥采用普通硅酸鹽,制定抗凍指標(biāo)混凝土不低于D200,同時(shí)降低冬季水位,在溢流壩段原河床以下設(shè)長(zhǎng)×高為1.0 m×0.5 m泄水閘,確保工程安全越冬,增加工程壽命。
通過(guò)以上論述,采用鋼筋混凝土包殼漿砌石砌體折線(xiàn)實(shí)用堰型壅水壩雖然具有材料廣,成本低,質(zhì)量?jī)?yōu),耐久性好,而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于施工,穩(wěn)定性強(qiáng),過(guò)流能力好等多種優(yōu)點(diǎn),但也存在凍融破壞等不利因素,總之這種攔河壩利大于弊,另外在設(shè)計(jì)加強(qiáng)防洪能力復(fù)核及消能措施等,以延長(zhǎng)該壅水壩的使用壽命。