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        淺析灌區(qū)渠首工程的改造

        2014-01-01 00:00:00楊志帥
        山東工業(yè)技術(shù) 2014年3期

        【摘 要】渠首工程作為灌區(qū)的引水灌溉工程,在灌區(qū)中具有極其重要的作用。渠首工程主要是為灌區(qū)灌溉引水服務(wù)的,其不僅水頭低,而且流量較大,通常情況下由攔河閘、溢流壩、排水閘、固灘、導(dǎo)流堤及上下流的江道整治等工程組成。渠首工程的存在有效的滿足了農(nóng)田灌溉的需要,同時(shí)也為水力發(fā)電、工業(yè)及生活用水起到了積極的作用。本文從渠首工程的檢查入手,對(duì)其改造原則及改改造設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析,并進(jìn)一步對(duì)渠首工程改造過(guò)程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了具體的闡述。

        【關(guān)鍵詞】渠首工程;檢查;改造;設(shè)計(jì)

        1 渠首工程的檢查

        1.1 土工建筑物

        在渠首工程中其土工建筑物主要是指渠堤,因此需要對(duì)渠堤進(jìn)行仔細(xì)的檢查。在檢查時(shí)需要對(duì)看渠堤是否有塌陷、淋溝、滑坡、裂縫及滲漏等情況出現(xiàn),同時(shí)還要對(duì)洞穴等隱患進(jìn)行觀察,還要對(duì)排水系統(tǒng)和減壓設(shè)施的堵塞、損壞和失效等情況進(jìn)行檢查,還要觀察堤閘接頭處有無(wú)滲漏及管涌等情況。

        1.2 圬工建筑物

        這項(xiàng)檢查主要對(duì)護(hù)坡護(hù)壩的砌石和漿砌石有無(wú)松動(dòng)、裂縫、滑動(dòng)、隆起及人為破壞的情況進(jìn)行檢查。

        1.3 混凝土和鋼筋混凝土建筑物

        應(yīng)注意有無(wú)裂縫、滲漏、剝落、沖刷、磨損和氣蝕;伸縮縫止水有無(wú)損壞,填充物有無(wú)流失;墩墻、基座是否穩(wěn)固;壩身、閘身、泵站有無(wú)集中滲漏等。

        1.4 閘門和啟閉機(jī)

        應(yīng)注意金屬結(jié)構(gòu)有無(wú)變形、裂紋、銹蝕、油漆剝落、焊縫開(kāi)裂、鉚釘或螺栓松動(dòng);閘門框架及面板有無(wú)變形;閘門有無(wú)歪扭,閘槽是否堵塞;止水是否完整;啟閉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否靈活;鋼絲繩有無(wú)斷絲;轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤(rùn)滑油是否充足;機(jī)電及安全保護(hù)設(shè)施是否完好;鋼絲網(wǎng)水泥閘門與鋼筋混凝土閘門有無(wú)露筋、露網(wǎng)、裂縫、脫殼、漏水和其他損壞等。

        2 渠首工程改造的原則

        2.2 控制壩高,保持灘地植被

        渠首工程在保證灌溉水位的情況下,需要對(duì)其溢流壩的壩高進(jìn)行有效的降低,而且對(duì)于存在于邊灘上的植被要做好必要的保護(hù)措施。這是渠道得以保證安全性的最基本原則。因?yàn)橛行У目刂茐紊淼母叨?,可以有效的保證壩身的穩(wěn)定性,而且壩身在逐年沉實(shí)后其穩(wěn)定性能則會(huì)更好,可以有效的保證渠首整體工程的安全性。而且灘地上的植被在洪水來(lái)臨之時(shí),其可以起到穩(wěn)固灘地土壤的作用,保證灘地的穩(wěn)定性,因此對(duì)于渠首整體安全性而言,這二項(xiàng)措施時(shí)保證渠首工程安全性的最基本條件。

        2.2 利用原壩砼護(hù)面對(duì)推石壩進(jìn)行改造

        由于推石壩本身的穩(wěn)定性較好,只時(shí)其壩面的強(qiáng)度不夠,處于一個(gè)較低的水平,這樣通過(guò)原壩的砼護(hù)面來(lái)對(duì)其進(jìn)行改造,可以有效的增強(qiáng)推石壩壩面的強(qiáng)度,使推石壩整體的穩(wěn)定性處于更高的水平,確保其牢固性。

        2.3 選擇最優(yōu)的改造方案

        進(jìn)行渠首工程改造時(shí),需要綜合各方面因素進(jìn)行全方位的考慮,經(jīng)過(guò)反復(fù)多次論證后選擇最優(yōu)化的改造方案,而且在對(duì)進(jìn)行推石壩砼護(hù)面改造時(shí)還要保證泄洪沖砂閘的位置,這樣不能能夠有效的降低渠首上、下游的水位差,也可以提高下流的防沖設(shè)施的安全系數(shù),有效的解決淤積和過(guò)冰的問(wèn)題。

        3 渠首工程改造的設(shè)計(jì)

        在對(duì)渠首工程進(jìn)行改造設(shè)計(jì)工作中,為了減少工程的投資,便于管理的需要,則需要在具體規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)充分的考慮到渠道數(shù)量的問(wèn)題,盡可能的將渠道合并。而對(duì)于一些小的渠首改造設(shè)計(jì),則應(yīng)以不破壞主體工程,不改變水流,不影響正常供水的情況下進(jìn)行。

        3.1 溢流壩尺寸

        (1)溢流壩頂高程: 在進(jìn)行溢流壩頂高程的設(shè)計(jì)時(shí),主要應(yīng)考慮到灌區(qū)引水高程和過(guò)冰的要求,因此對(duì)于壩頂高程在設(shè)計(jì)時(shí)城朵以2~5年一遇洪水的標(biāo)準(zhǔn)的來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì),而對(duì)于壩頂過(guò)冰水深則需要達(dá)到冰厚度的1.15倍。

        (2)主壩泄洪段及溢流壩長(zhǎng)度, 應(yīng)考慮以下要求:回水淹沒(méi)上游限制水位、下游防沖要求河床允許的單寬流量、河床穩(wěn)定寬度要求、按漫灘沖刷最危險(xiǎn)流量及平槽流量來(lái)確定泄洪長(zhǎng)度。

        (3)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。主體工程按 20 年一遇洪水設(shè)計(jì), 閘墻及兩岸側(cè)墻頂高程均為 20 年一遇洪水位加上安全超高, 主壩為階梯式面流消能壩, 消能防沖亦為 20 年一遇設(shè)計(jì)。

        3.2 沖砂排洪閘

        (1)型式:開(kāi)敞式,需滿足泄洪要求和灘地沖刷要求。

        (2)尺寸: 滿足沖砂、排洪、穩(wěn)定閘前主河槽深及防止漫灘沖刷要求。

        (3)沖砂閘寬度計(jì)算包括: 閘前設(shè)計(jì)水位, 沖砂閘下泄設(shè)計(jì)流量, 溢流壩不溢流時(shí), 閘前設(shè)計(jì)水位與壩頂齊平; 設(shè)計(jì)流量可選擇河流主槽時(shí)間最長(zhǎng)的多年平均流量, 頻率為 75%~80%的洪水流量。而對(duì)于灘地上抗沖能力的設(shè)計(jì),則應(yīng)對(duì)其沖刷最嚴(yán)重的春季和秋季進(jìn)行充分的考慮,特別是在春季時(shí),由于灘地表層剛剛?cè)诨?,這時(shí)抗沖能力處于一個(gè)較低的水平,這就需要對(duì)沖砂閘所能承載的洪峰流量有一定的要求,以保證洪峰能安全一通過(guò),減少灘地上的水頭的壓力,因?yàn)閷?duì)于防洪標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)則需要參照具體建筑物的級(jí)別來(lái)進(jìn)行。

        3.3 壩型根據(jù)海林市的實(shí)際特點(diǎn)可選擇以下幾種壩型。

        (1)混凝土護(hù)面堆石壩, 主要用于原有的堆石壩改造;

        (2)階梯式面流消能壩、混凝土結(jié)構(gòu), 海林市新安渠首、敖頭渠首、海南渠首為此種壩型;

        (3)上游混凝土護(hù)面, 下游為鋼筋籠堆石壩, 敖頭渠首副壩為此種壩型;

        (4)小型渠首建議采用橡膠壩和自動(dòng)翻板閘門壩。

        3.4 消能型式

        根據(jù)各地的實(shí)際特點(diǎn), 對(duì)于過(guò)冰的壩, 應(yīng)采用面流消能為好, 防沖設(shè)施應(yīng)設(shè)護(hù)坦和海漫等, 壩腳和護(hù)坦采用深基礎(chǔ)效果較好。

        4 渠首工程改造中應(yīng)注意的問(wèn)題

        4.1 合理確定和控制攔河壩高程要在水文分析的基礎(chǔ)上, 按設(shè)計(jì)灌溉面積要求由引水渠首的水面線推求確定, 不能由于渠首淤積和不經(jīng)過(guò)樞紐的重新設(shè)計(jì)而擴(kuò)大灌溉面積, 提高壩頂高程, 造成壩體不安全。

        4.2 壩上游兩岸的薄弱部分與泄洪灘地要加固好, 對(duì)攔河壩的泄洪灘地要采取植物措施和工程設(shè)施, 進(jìn)行加固處理, 擇定其行洪的單寬流量。

        4.3 渠首工程改造最好先建閘, 后處理壩面、消力池和護(hù)岸固灘

        4.4 要完善壩下游消能措施和壩前破冰設(shè)施

        目前在很多的攔河壩都沒(méi)有進(jìn)行消能設(shè)施的設(shè)置,這就導(dǎo)致洪水過(guò)后,壩下流會(huì)受到嚴(yán)重的沖刷,必要時(shí)還需要進(jìn)行拋石填坑。而再遇洪水來(lái)襲時(shí)又重復(fù)被沖走,再進(jìn)行填石,這樣年年的往復(fù)著相同的工作,消耗了大量的維修費(fèi)用。而在沒(méi)有破冰措施的情況下,所有的冰排都要壩面上進(jìn)行通過(guò),這就會(huì)當(dāng)冰塊受阻后壩前的水位升高,從而使壩體的安全受到,壩面受到破壞。所以對(duì)于攔河壩對(duì)其下游的消能措施和壩前的破冰措施進(jìn)行完善對(duì)壩體及壩面的安全性具有極其重要的作用。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        目前渠首作為灌區(qū)灌溉的最有利保證,可以稱之為灌區(qū)巨大的財(cái)富。但當(dāng)前灌區(qū)渠首改造投資則越來(lái)越少,這就需要我們?cè)趯?duì)渠首進(jìn)行改造時(shí),需要對(duì)改造措施進(jìn)行簡(jiǎn)化,以便于節(jié)省投資,這就需要我們?cè)谄綍r(shí)工作是加強(qiáng)對(duì)渠首壩高的控制,保護(hù)好灘地植被,從而使壩體的安全性得到有效的保護(hù)。同時(shí)還要積極的爭(zhēng)取改造資金,從而加強(qiáng)灌區(qū)渠道的改造,使其打造成灌區(qū)骨干水利工程,有效的保證灌區(qū)農(nóng)田的灌溉,從而確保糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]常曉磊.趙文軍.北安市東勝灌區(qū)渠首改造工程技術(shù)研究[J].黑龍江水利科技,2010,01.

        [2]柳露.灌區(qū)渠系改造設(shè)計(jì)探析[J].東北水利水電,2010,10.

        [3]管少芳,杜發(fā),王晶明.基于綏化北林區(qū)灌區(qū)渠首工程改造設(shè)計(jì)技術(shù)[J].黑龍江水利科技,2009,04.

        [責(zé)任編輯:曹明明]

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