蘇彬
【摘要】渠首工程是把河流或水庫中的水引入渠道,以滿足農(nóng)田灌溉、水利發(fā)電、工業(yè)及生活用水等水利事業(yè)的需要,并要求防止粗顆粒泥沙進(jìn)入渠道,以免引起渠道的淤積及對水輪機(jī)或水泵葉片的磨損,保證渠道及水電站正常運(yùn)行。為此,常在渠道首部的河段附近修建幾種建筑物的綜合體,這種建筑物的綜合體稱為渠首工程。文章以來灌區(qū)聚首工程設(shè)計(jì)實(shí)例為出發(fā)點(diǎn),在對工程建設(shè)基本情況進(jìn)行概括的基礎(chǔ)之上,重點(diǎn)從泄洪閘區(qū)段設(shè)計(jì).固灘區(qū)段設(shè)計(jì)、以及進(jìn)場道路區(qū)段設(shè)計(jì)這三個(gè)方面入手,詳細(xì)闡述了該灌區(qū)渠首工程的設(shè)計(jì)措施與關(guān)鍵要點(diǎn),望能夠?yàn)橥惞こ淘O(shè)計(jì)提供一定參考。
【關(guān)鍵詞】灌區(qū)渠首工程;設(shè)計(jì)措施
1、前言
在水工建筑物這一整體當(dāng)中,渠首工程始終占據(jù)著關(guān)鍵性的地位。灌區(qū)渠首工程的運(yùn)行質(zhì)量很大程度上會對本區(qū)域內(nèi)的水利事業(yè)發(fā)展水平產(chǎn)生決定性的影響。同時(shí),渠首工程的可靠運(yùn)行還能夠?yàn)楸竟鄥^(qū)營造良好且安全的環(huán)境,避免因水旱災(zāi)害等惡劣自然環(huán)境因素影響而出現(xiàn)灌區(qū)運(yùn)行失調(diào)的問題。而從這一角度上來說,為了能夠最大限度的確保灌區(qū)渠首工程運(yùn)行的質(zhì)量水平,良好且科學(xué)的設(shè)計(jì)措施是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一。
2、工程概況
A渠首工程修建于20世紀(jì)80年代,位于某河流干流上?,F(xiàn)該灌區(qū)渠首工程由橡膠壩、渠首進(jìn)水閘等相關(guān)水工建筑物所構(gòu)成。當(dāng)前來看,該灌區(qū)渠首工程所對應(yīng)渠首進(jìn)水閘建筑物運(yùn)行完好,但橡膠壩在長時(shí)間的運(yùn)行作用之下出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞,先后共進(jìn)行3次修補(bǔ),均無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求,壩前存在嚴(yán)重淤積問題,引水水位無法滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),致使灌區(qū)灌溉效益受到嚴(yán)重不良影響。
3、灌區(qū)渠首工程設(shè)計(jì)方案
由于本工程所施工區(qū)域?qū)?yīng)原框架攔河壩當(dāng)前仍處于可靠運(yùn)行的狀態(tài)下,故在針對本灌區(qū)渠首工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,維持渠首軸線即有位置。工程總體布置在滿足即有灌區(qū)渠首軸線恒定的前提條件下實(shí)施。在整個(gè)灌區(qū)渠首工程設(shè)計(jì)工作的實(shí)施過程當(dāng)中,為了能夠最大限度的降低因灌區(qū)渠首工程施工給既有渠首建筑物運(yùn)行帶來不良的影響,故將即有渠首工程橡膠壩壩體進(jìn)行改造,改建為泄洪沖砂閘工程。同時(shí),還需要配合針對工程固灘區(qū)段進(jìn)行加固處理,針對工程進(jìn)場道路區(qū)段進(jìn)行維修處理。具體而言,在針對本灌區(qū)渠首工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,有如下幾個(gè)方面的問題需要特別注意。
3.1泄洪閘區(qū)段設(shè)計(jì)
在針對本灌區(qū)渠首工程泄洪閘區(qū)段進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于以泄洪沖砂閘工程替代既有橡膠壩壩體結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)當(dāng)中,整個(gè)泄洪閘區(qū)段的組成部分包括如下幾個(gè)方面:①進(jìn)口段;②閘室段;③消力池段,④防沖段。以上四段分項(xiàng)工程整體設(shè)計(jì)長度為104.75m?,F(xiàn)針對各分項(xiàng)工程在設(shè)計(jì)過程中的具體要點(diǎn)做詳細(xì)闡述。
首先,在對進(jìn)口段進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,該區(qū)段的整體長度為23.75m,前端8.0m長度區(qū)段內(nèi),保留橡膠壩壩體結(jié)構(gòu)對應(yīng)的基礎(chǔ)底板,不做調(diào)整,后端15.75m長度區(qū)段內(nèi),對結(jié)構(gòu)底板進(jìn)行新建,具體方案為:新建鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)底板,底板厚度為0.5m。與此同時(shí),在新建鋼筋混凝土底板前側(cè)、后側(cè)分別設(shè)置齒槽,提高此區(qū)段的排水功能。齒槽的設(shè)置方案為:深度0.5m。所設(shè)置齒槽的底部需要預(yù)先鋪設(shè)混凝土墊層,墊層鋪設(shè)厚度控制為10.0cm。在基礎(chǔ)之上,以鋼筋混凝土原材敷設(shè)擋土墻,提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性水平。
其次,在對閘室段進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,該區(qū)段內(nèi)采用5孔寬頂堰進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),寬頂堰設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)準(zhǔn)為長度10.0m,寬度10.0m,整體寬度為50.0m。整個(gè)灌區(qū)渠首工程上游、下游區(qū)域分別設(shè)置深齒,設(shè)計(jì)深度為2.0m。同時(shí),在閘室段內(nèi),還設(shè)置有平板鋼閘門,鋼閘門的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為長度10.0in,寬度為2.5m。為方便與外界的連接,在閘室段閘墩部位,還設(shè)置有工作橋。工作橋的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為長度61.75m,寬度4.2m。
再次,在對消力池段進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,為確保此區(qū)段消能效果的可靠與有效,采取的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),形成基于低流運(yùn)行的消力池。消力池所對應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尺寸為長度22.5m,寬度59.5m,深度1.5m。在按照以上方式所形成的消力池基礎(chǔ)之上,消力池左側(cè)、右側(cè)分別采用懸臂結(jié)構(gòu)邊墻,底板鋪設(shè)排水管,排水管材的選型為聚乙烯排水管。排水管所對應(yīng)的布置方式為:按照0.1m單位孔徑以及2.0m間隔距離,呈梅花形布置。
最后,在對防沖段進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,圍確保此區(qū)段運(yùn)行結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全,此區(qū)段采用前10.0m位置底部防護(hù),以鋼筋石籠進(jìn)行護(hù)底。在此基礎(chǔ)之上,后端設(shè)置有干砌石護(hù)砌處理,設(shè)計(jì)厚度為0.3m。防沖段末端設(shè)置拋石結(jié)構(gòu)防沖槽。拋石結(jié)構(gòu)防沖槽底部寬度的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為5.0m,區(qū)段整體長度48.50m。
3.2固灘區(qū)段設(shè)計(jì)
在針對本灌區(qū)渠首工程固灘區(qū)段進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中,設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于:考慮到本渠首工程所對應(yīng)固灘區(qū)段位于該河流左側(cè)岸灘位置,將整個(gè)固灘區(qū)段劃分為三個(gè)分段進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)?,F(xiàn)場勘察資料證實(shí):本區(qū)段內(nèi)固灘段所對應(yīng)的整體長度為118.0m,頂部高程參數(shù)為117.0m。針對上游區(qū)段,整體長度為4.5m,此區(qū)段內(nèi)的設(shè)計(jì)方案為:黏土覆蓋;針對中間區(qū)段,整體長度為18.0m。上部設(shè)置有長度為5.5m的鋼筋混凝土網(wǎng)格結(jié)構(gòu),下部覆蓋有長度為18.0m的干砌石;針對下游區(qū)段,整體長度為14.0m,此區(qū)段內(nèi)前端9.5m范圍之內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),后端5.5范圍之內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案為拋石結(jié)構(gòu)。
3.3輔助工程
在針對本灌區(qū)渠首工程進(jìn)行泄洪閘設(shè)計(jì)以及固灘區(qū)段加固處理的基礎(chǔ)之上,考慮到該灌區(qū)渠首工程所對應(yīng)的框架攔河壩壩面遭受嚴(yán)重破壞,壩面局部區(qū)域表現(xiàn)有一定的坍塌問題,因此需要在工程建設(shè)中,對攔河壩進(jìn)行維修。具體設(shè)計(jì)方案為:在該渠首工程攔河壩所對應(yīng)既有框架結(jié)構(gòu)壩基基礎(chǔ)之上,對塌陷區(qū)段進(jìn)行填平處理。填平區(qū)段上覆鋼筋網(wǎng),做混凝土罩面,罩面厚度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為20.0cm。
4、結(jié)語
渠首工程作為水工建筑物的重要組成部分,為我國水利事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。按照上述方案設(shè)計(jì)施工形成的灌區(qū)渠首工程不但對于灌區(qū)內(nèi)各種風(fēng)險(xiǎn)具有良好的抵御效果。
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