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        引黃濟(jì)青輸水明渠渠坡加固改造設(shè)計(jì)研究

        2018-10-19 14:48:11張林峰
        水能經(jīng)濟(jì) 2018年6期
        關(guān)鍵詞:加固

        張林峰

        【摘要】輸水明渠渠坡加固改造設(shè)計(jì)研究的是引黃濟(jì)青工程是中國山東省境內(nèi)一項(xiàng)將黃河水引向青島的跨流域、遠(yuǎn)距離的大型調(diào)水工程,其是“七五”期間山東省重點(diǎn)工程之一,也是山東省近幾十年以來最大的水利和市政建設(shè)工程。引黃濟(jì)青工程建有253公里人工襯砌輸水明渠和22公里暗渠,建設(shè)后很好地解決了威海、煙臺、青島等城市的用水問題。但是,由于原設(shè)計(jì)為了節(jié)約成本,縮短了交叉位置建筑的長度,導(dǎo)致每年彌河行洪時明渠渠坡都會出現(xiàn)不同程度的坍塌問題,不利于該水利工程管理工作的順利進(jìn)行及輸水作用的充分發(fā)揮。因此,必須對其渠坡進(jìn)行加固改造。本文就引黃濟(jì)青輸水明渠渠坡加固改造設(shè)計(jì)問題,進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

        【關(guān)鍵詞】輸水明渠;渠坡;加固;改造設(shè)計(jì)

        一、工程概況

        該段工程在引黃濟(jì)青水利項(xiàng)目濰坊管理分局壽光管理處轄區(qū)內(nèi),位于引黃濟(jì)青項(xiàng)目設(shè)計(jì)樁號86+865到87+452段,長度共計(jì)587米。原設(shè)計(jì)中為降低成本,減少了交叉位置的建筑物長度,將彌河倒虹灘一段設(shè)計(jì)成了地面明渠輸水方案。該段的輸水河原設(shè)計(jì)方案中,流量是34.5m3/s,加大流量為38.0m3/s;堤頂高程為10.54--10.47m;內(nèi)外邊坡比例為1:2;河底高程為6.54--6.47m;設(shè)計(jì)底寬為5.8m;設(shè)計(jì)渠底的比降是1:9000;設(shè)計(jì)水深為3.0m;加大水位為9.98--9.93m;設(shè)計(jì)水位為9.54--9.47m;右堤的頂寬為4m、左堤頂寬為8m,其中在8m寬的堤頂設(shè)計(jì)一條長度為15cm厚的砂礫路做管理交通的道路。

        二、地理環(huán)境

        該段地處彌河灘地河道,從1989年引黃濟(jì)青項(xiàng)目建成到現(xiàn)在,每年汛期都會出現(xiàn)一定程度的邊坡塌陷及淤積情況,這就給項(xiàng)目管理工作帶來很大難度,降低了渠道的輸水安全等級。2012年下半年,受臺風(fēng)“維達(dá)”的影響,該河道中行洪超過1000流量,漫灘的洪水大約1.2m,洪水消退后,在輸水河兩側(cè)都出現(xiàn)了滑坡現(xiàn)象。

        這種滑坡現(xiàn)象,不僅不利于對該水利項(xiàng)目的高效管理,而且還降低了對威海、煙臺、青島等城市提供水源的安全等級,尤其是在貫通南水北調(diào)東線之后,引黃濟(jì)青項(xiàng)目不僅承擔(dān)著引黃重任,而且還擔(dān)負(fù)著輸送江水的重要任務(wù),在一年中輸水總時長共計(jì)超過240天,這就為項(xiàng)目維修留出了極少的時間,因此對彌河地段的輸水明渠實(shí)施渠坡加固顯得更加急迫。

        三、工程設(shè)計(jì)方案對比

        該段渠道的改造區(qū)域和原設(shè)計(jì)相同,總長共計(jì)為587m,并且渠道比降也與原渠道比降等同,都為1:9000。筆者通過對該河段的實(shí)地考察與分析,對輸水明渠渠坡加固改造問題,初步設(shè)計(jì)了三個方案:M10漿砌石護(hù)坡、現(xiàn)澆砼箱涵、現(xiàn)澆砼U型槽,通過三種設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)性、效益性、實(shí)用性三方面進(jìn)行對比,以期選擇出一種更適合的加固設(shè)計(jì)方案。依照引黃濟(jì)青水利工程的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù),我們可以指導(dǎo),該段輸水明渠的地下水中含有濃度較高的硫酸鹽,具有較強(qiáng)的侵蝕性,因此設(shè)計(jì)方案中用到的砼及水泥,都具有很高的扛硫酸鹽性能。

        方案一、 M10漿砌石護(hù)坡

        在M10漿砌石護(hù)坡設(shè)計(jì)方案中的過水?dāng)嗝嬖诮Y(jié)構(gòu)上始終保持原梯形,護(hù)坡選擇了厚度為250mmM10的漿砌石護(hù)坡,在護(hù)坡底部設(shè)計(jì)有20到40mm的碎石墊層,厚度為100mm;規(guī)格為250g/m2的一層土工布;厚度為100mm的中粗砂墊層。

        方案二、現(xiàn)澆砼U型槽

        在現(xiàn)澆砼U型槽設(shè)計(jì)方案中,設(shè)計(jì)者將過水?dāng)嗝嬖O(shè)計(jì)成了“U”型結(jié)構(gòu),過水?dāng)嗝娴恼鎸?shí)寬度為11m,在斷面下設(shè)計(jì)有厚度為100mm的C15素砼墊層。

        方案三、現(xiàn)澆砼箱涵

        在現(xiàn)澆砼箱涵設(shè)計(jì)方案中,設(shè)計(jì)人員選用了無壓現(xiàn)澆砼箱涵,所預(yù)留的凈空比加大水位高出了0.5m,將過水?dāng)嗝嬖O(shè)計(jì)為箱形結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)中包3孔1聯(lián),每一個孔的實(shí)際寬度為4.5m,實(shí)際高度為4.0m。將過水?dāng)嗝娴撞吭O(shè)計(jì)成了厚度為100mm的C15素砼墊層。

        通過對以上三種設(shè)計(jì)方案的從經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、效益性三方面的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)等進(jìn)行了詳細(xì)分析與比較,我們可以看出:方案二工程量較大,工程投資較高,彌河行洪期間,可能對輸水渠造成一定的污染或淤積等問題;方案三工程量大,工程投資過高。對倒虹前退水閘的退水功能有一定影響。箱涵頂部比地面高0.5m,對行洪有一定影響;方案一的工程量相對最小、工程投資也相對最低,并且渠坡的抗沖刷效果最好,能大大提高明渠渠坡的穩(wěn)定性,很好地處理了彌河行洪時對渠道帶來的危害問題,較好地保留了彌河倒虹之前退水閘的正常功能,所以在三種擬定的輸水明渠渠坡加固改造設(shè)計(jì)方案中,筆者建議選用方案一進(jìn)行加固改造施工。

        總之,引黃濟(jì)青水利工程輸水明渠渠坡加固改造問題,是當(dāng)前項(xiàng)目管理工作中的核心問題,其加固改造的設(shè)計(jì)方案直接決定了加固施工的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性及效益性。為獲得最優(yōu)化的施工效果,設(shè)計(jì)人員擬定了三種設(shè)計(jì)方案,并通過多層面對比,最終確定了以 M10漿砌石護(hù)坡加固方式對坍塌的渠坡進(jìn)行改造。

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