趙坤明
(東莞市運河治理中心,廣東 東莞 523000)
馬灘水閘位于清溪鎮(zhèn)馬灘村附近的石馬河道上,閘址以上集水面積598km2。水閘過閘流量大于1000m3/s,小于5000m3/s,按《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252-2017)和《水閘設(shè)計規(guī)范》(SL 265-2016),本工程屬Ⅱ等大(二)型工程,主要建筑物級別為2級,次要建筑物級別為3級,臨時性建筑物為4級。馬灘水閘50年一遇洪水流量為2625m3/s,200年一遇洪水流量為3425m3/s,工程設(shè)計洪水標(biāo)準(zhǔn)50年一遇洪水設(shè)計,200年一遇洪水校核。
馬灘水閘是石馬河河口東江水源保護近期工程體系的重要組成,利用馬灘水閘在初汛期蓄水,控泄流量,起到蓄污調(diào)節(jié)的作用,增加石馬河河口調(diào)污工程的引污能力,保障枯水期及初汛期東深供水工程及下游東莞各水廠的取水安全。
通過水閘蓄水,將增加河道水量,并輔以河道水生生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建及閘壩復(fù)氧等措施,有利于形成河道濕地生境,增加水體溶解氧濃度,提高污染物的降解能力,可改善水環(huán)境、水生態(tài)。
新建水閘采用與舊閘相同結(jié)構(gòu),與舊閘同高,閘底板面高程為8.944m(85高程,下同),寬6m,墩厚1.5m,閘頂高程24.744m,上設(shè)3m寬人行橋、啟閉設(shè)備平臺及構(gòu)架,均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。馬灘水閘共新建5孔新閘,并對14孔舊閘進(jìn)行加固。擴建后,共19孔,單孔凈寬6m,總凈寬114m。水閘主要功能是提高河道調(diào)污能力,維持河道水景觀,充分發(fā)揮水閘在水環(huán)境、水景觀及水生態(tài)方面的作用。[1]
馬灘水閘上部結(jié)構(gòu)混凝土強度等級為C20,啟閉機梁為C15,不滿足水工混凝土耐久性要求。左岸土壩壩頂高程、邊坡穩(wěn)定及抗?jié)B穩(wěn)定安全系數(shù)均滿足規(guī)范要求。但左岸連接土壩的壓實度為88.6%,低于規(guī)范“不小于98%”的壓實要求;土壩的滲透系數(shù)為1.89×10-4cm/s,稍高于規(guī)范“碾壓后<1×10-4cm/s”的要求。
原工作橋面寬2.0m,橋面太窄,閘門、啟閉機等設(shè)備檢修時,設(shè)備無法通過橋面到達(dá),給工程維護及管理帶來極大不便。除上游水位觀測外,其余觀測設(shè)施嚴(yán)重不足,各項觀測資料缺乏,不利于工程的安全運行。馬灘水閘大部分金屬結(jié)構(gòu)設(shè)備銹蝕磨損嚴(yán)重,面板厚度、啟閉機動量均已不能滿足要求;閘門、啟閉機許多零部件材料的選用標(biāo)準(zhǔn)偏低,啟閉機電氣設(shè)備主回路、控制回路及所有電氣控制元件已拆除,已不能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。
總之,閘室結(jié)構(gòu)強度及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,工作橋、左岸土壩壓實度、閘門及啟閉機設(shè)備、電氣設(shè)備、觀測設(shè)施等方面都難以滿足現(xiàn)行規(guī)程規(guī)范要求。根據(jù)《水閘安全評價導(dǎo)則》(SL214-2015)的有關(guān)規(guī)定,運用指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),工程存在嚴(yán)重?fù)p壞,經(jīng)除險加固后,才能達(dá)到正常運行。[2]
導(dǎo)流工程施工。截流合龍后,沿戧堤上游側(cè),立即拋填石渣反濾料和砂土料。圍堰主要填料為料場土料,形成施工平臺后即進(jìn)行堰基、堰體的防滲處理?;优潘?,加高培厚至設(shè)計頂高程。圍堰施工采用2m3反鏟挖、裝砂土料,20t自卸汽車運至圍堰填筑地點,74kW推土機集料和散料。水下拋填,水上分層填筑,12t輪胎碾碾壓密實,最后采用反鏟配自卸汽車分層拆除。
基坑排水?;优潘ǔ跗谂潘徒?jīng)常性排水。初期排水主要是排除圍堰合攏閉氣后基坑內(nèi)的積水與滲水,基坑水位下降速度控制在0.6~0.8m/d;經(jīng)常性排水主要包括基坑滲水,施工廢水以及降雨等。選擇2臺20SA-22JA型單級雙吸離心泵(其抽水流量361.1L/min,揚程9.5m,功率55kW)作為一期右岸基坑的排水設(shè)備。選擇5臺80BJ33A型水泵作為二期左岸基坑的排水設(shè)備。
土方開挖。土方開挖總量為5.82萬m3,其中河卵石開挖4.82萬m3,土方開挖1.00萬m3。主要為水閘基礎(chǔ)、上下游擋墻段土方開挖及河道清障開挖。采用1~2m3挖掘機挖土,59~74kW的推土機集渣,人工輔助,裝20t自卸汽車運往圍堰填筑點或渣場。
石方開挖及舊閘拆除?;炷敛鸪繛?106m3,采用風(fēng)鉆鉆孔爆破法配合人工鋼釬、鐵錘鑿除,利用59kW推土機集渣,配15~20t自卸汽車運至棄渣場。石方開挖21748m3,由于靜力破碎法開挖,利用59kW推土機集渣,配15~20t自卸汽車運至棄渣場。
混凝土澆筑?;炷练搅考s1.41萬m3,最大月混凝土澆筑強度為0.36萬m3/月。混凝土澆筑采用15t自卸汽車,外購商品混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,經(jīng)混凝土泵車泵送入倉,插入式振搗器振搗密實。預(yù)制件采用平板車運輸至安裝部位,由汽車吊吊裝就位。[3]
土方填筑。土方填筑土料,部分利用開挖料,部分從土料場外購,15t自卸汽車運至工作面,59kW推土機平倉,輪胎碾壓實,邊角部位采用2.8kW蛙式打夯機夯實。
其他施工內(nèi)容。由10~15t自卸汽車,從外購石料場運輸至工作面,1m3反鏟挖、裝,輔助人工填裝、碼放石料,采用汽車式起重機調(diào)運、人工輔助鋪設(shè)格賓網(wǎng),墊海漫。砂、碎石分別從砂、石料場外購,10~15t自卸汽車運輸至施工現(xiàn)場,人工鋪筑、整平砂、碎石墊層。高噴防滲墻總量為1616m,采用回旋鉆鉆孔,泥漿護壁,擺噴施工。主要金屬結(jié)構(gòu)用20t平板拖車運輸至現(xiàn)場,25t汽車吊就位安裝。
管理單位負(fù)責(zé)按崗位責(zé)任制的規(guī)章制度和操作規(guī)程,對工程進(jìn)行檢查,掌握工程狀態(tài);每年汛前、汛后對工程進(jìn)行養(yǎng)護,消除隱患,確保安全。嚴(yán)格按章程運行調(diào)度水閘,定期進(jìn)行技術(shù)維修,使水閘閘門的啟閉設(shè)備隨時處于良好的運行狀態(tài),做好安全保衛(wèi)工作。[4]
工程管理要隨時掌握汛期和水閘運行期間的水情、雨情、工情,做好調(diào)度運行工作,并及時向上級匯報。擬定年度管理任務(wù)目標(biāo),編制調(diào)度管理和工程維修養(yǎng)護計劃。統(tǒng)計氣象、水文、水質(zhì)、日常運行記錄等資料,并及時整理歸檔。
馬灘水閘的功能雖然由原來的供水調(diào)整到改善水環(huán)境、水生態(tài)、水景觀等,功能定位發(fā)生改變,但水閘的作用仍然是擋水和泄洪,其正常蓄水位為16.244m,水閘改造擴建后,按正常蓄水位進(jìn)行控制運行。
為滿足當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展對石馬河整治的要求,并充分利用已有的攔河閘工程,采取合適的施工方法和手段,石馬河河口正在規(guī)劃石馬河調(diào)污工程,將馬灘水閘納入聯(lián)合調(diào)度工程,利用馬灘水閘在初汛期蓄水,控泄流量,起到蓄污調(diào)節(jié)的作用,增加石馬河河口調(diào)污工程的調(diào)污能力。