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        古學(xué)水電站2#渣場交通橋行洪論證分析

        2021-05-10 08:06:04
        四川水利 2021年2期
        關(guān)鍵詞:曲河渣場行洪

        頓 江

        (中國葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,成都,610091)

        1 工程概況

        古學(xué)水電站位于四川省甘孜藏族自治州得榮縣境內(nèi),金沙江左岸一級支流定曲河中下游,是定曲河干流鄉(xiāng)城段、得榮段梯級開發(fā)規(guī)劃的第八級,也是定曲河干流梯級開發(fā)的最下游一級。電站正常蓄水位2270.00m,死水位2269.00m,總庫容26.84萬m3,調(diào)節(jié)庫容4.88萬m3,電站裝機(jī)2臺(tái),總裝機(jī)容量90MW。電站由首部樞紐工程、左岸引水系統(tǒng)、岸邊式地面廠房等建筑物組成。

        引水隧洞的洞渣需要車輛運(yùn)輸至2#渣場,而2#渣場與施工現(xiàn)場之間相隔一條定曲河,需新建渣場交通橋連通2#渣場與施工現(xiàn)場的交通。經(jīng)過比選論證,2#渣場交通橋采用貝雷橋。貝雷橋是世界上應(yīng)用最廣泛的橋梁之一,具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)輸方便、安裝快捷、易分解等特點(diǎn)。

        渣場交通橋(貝雷橋)位于定曲河的下游段,主要功能是連接出渣道路和渣場道路。定曲河上游堆積有大量的垃圾,當(dāng)汛期來臨時(shí),洪水會(huì)把大量的垃圾、樹枝樹干、動(dòng)物尸體等雜物沖到渣場交通橋,容易造成洪水水位超高,并且垃圾漂浮于洪水面容易堵塞渣場交通橋,所以需要對渣場交通橋進(jìn)行行洪論證。

        渣場交通橋長度20.2m,寬度2車寬約7m,橋面高程約2180.00m。

        2 交通橋行洪論證分析

        2.1 計(jì)算行洪截面積

        根據(jù)2#渣場交通橋的實(shí)際地形,右岸的排架寬度是3.5m,左岸的排架寬度是4.0m。

        2#渣場交通橋在施工過程中,為了防止汛期洪水的沖刷,在橋臺(tái)設(shè)置了鋼筋石籠,當(dāng)貝雷橋架設(shè)完畢后,開始河道的疏浚工作。反鏟行使在右岸,可以開挖到0+11m的位置,開挖后再到左岸,最遠(yuǎn)可以開挖到0+11m附近,開挖深度參照行洪斷面資料,以上深度不得欠挖。

        (1)當(dāng)洪水位于2203.58m高程時(shí),過流面積是54.3 m2;

        (2)當(dāng)洪水位于2207.20m高程時(shí),過流面積是140.7m2;

        (3)當(dāng)洪水位于2208.10m高程時(shí),過流面積是157.6m2。

        2.2 流量計(jì)算

        2.2.1 流量計(jì)算公式

        流量=流速×過流面積×?xí)r間,如果不考慮時(shí)間,則流量=流速×過流面積,即Q=Aν(Q為流量,A為過流面積,ν為流速),古學(xué)水電站廠房10年一遇的洪水相應(yīng)流量為634 m3/s,流速為4.6m/s進(jìn)行計(jì)算。

        2.2.2 計(jì)算結(jié)果

        (1)洪水位在2203.58m高程時(shí)Q=Aν=54.3×4.6=249.78m3/s;

        (2)洪水位在2207.20m高程時(shí)Q=Aν=132.7×4.6=647.22m3/s;

        (3)洪水位在2208.10m高程時(shí)Q=Aν=157.6×4.6=724.96m3/s。

        以上計(jì)算是參照過流斷面圖計(jì)算,河道的疏浚不得欠挖;以上未計(jì)算當(dāng)河面束窄以后,流速會(huì)增加,過流量較快等因素;以上未計(jì)算當(dāng)汛期過流時(shí),河流對雨水的集水面積及局部沖溝流入河流而增加的流量。

        2.3 修橋前該處水位與流量的推算

        2.3.1 橋梁修前渣場橋梁水位流量計(jì)算方法

        (1)未建橋時(shí),枯水期大壩水位實(shí)測高程2263.80m,2#渣場橋?qū)崪y高程2203.30m。大壩至2#渣場交通橋的長度可從電子版施工總平面圖中測量,長度為5665.00m,根據(jù)以上資料,計(jì)算出定曲河該段的坡度為10.67‰。

        (2)根據(jù)招標(biāo)文件提供的壩址水位流量關(guān)系表,參照以上資料,在壩址相同流量條件下,2#渣場橋址未修橋水位高程計(jì)算如表1。

        表1 未修橋時(shí)壩址水位流量與2#渣場橋址水位流量關(guān)系

        (3)得鄉(xiāng)公路2#渣場橋段實(shí)測標(biāo)高2207.20m,2#渣場橋橋墩距得鄉(xiāng)公路7.5m,計(jì)算縱坡12.00%。如果橋面再次抬高,重型車輛無法上橋,故橋面標(biāo)高為2208.10m。

        2.3.2 推算結(jié)論

        (1)2012年6月4日,我部實(shí)測大壩水位高程2263.97m,2#渣場橋址水位高程2203.53m,中南研究院水文站提供的水情預(yù)報(bào)流量49.1m3/s。以上分析表明,計(jì)算結(jié)果與實(shí)測相符,計(jì)算方法和結(jié)果正確。

        (2)經(jīng)以上計(jì)算,該河最大行洪能力為625m3/s,得鄉(xiāng)公路防洪能力基本為10年一遇。

        2.4 修橋后該處流量與水位關(guān)系的推算

        橋梁修建后流量與水位關(guān)系的計(jì)算方法:

        (1)根據(jù)2#渣場交通橋斷面圖,計(jì)算洪水達(dá)到一定水位時(shí)流速與流量的關(guān)系。

        (2)根據(jù)曼寧公式計(jì)算流速和流量:

        式中:v——速度;

        k——轉(zhuǎn)換常數(shù),國際單位制中值為1;

        n——曼寧系數(shù),根據(jù)河道現(xiàn)場實(shí)際確定。2#渣場交通橋底部是砂礫石,兩側(cè)墻是混凝土,砂礫石過流面的曼寧系數(shù)一般為n=0.03~0.035,混凝土過流面的曼寧系數(shù)一般為n=0.013~0.015,綜合考慮曼寧系數(shù)取值n=0.02;

        Rh——水力半徑,是流體截面積與濕周長的比值,濕周長指流體與固壁接觸的周長,不包括與空氣接觸的周長部分;

        S——明渠坡度,根據(jù)實(shí)測取S=10.67‰。

        (3)根據(jù)上式,2#渣場交通橋建成后,水位、流量與流速關(guān)系計(jì)算如表2。

        表2 修橋后2#渣場橋址水位流量關(guān)系

        2.5 推算結(jié)論

        (1)根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果,當(dāng)流量q=518.85m3/s時(shí),對得鄉(xiāng)公路及2#渣場交通橋段運(yùn)行無影響;當(dāng)流量達(dá)到10年一遇,即q=634m3/s時(shí),洪水將到達(dá)得鄉(xiāng)公路并通過路面和橋面。

        (2)根據(jù)2#渣場橋建成前后的計(jì)算數(shù)據(jù)對比(由于橋建成后阻力系數(shù)減小,流速增大),2#渣場橋?qū)拥佬泻槟芰Φ挠绊戄^小。

        (3)2#渣場橋施工期間,要與防汛部門密切配合,按照既定的施工方案進(jìn)行施工,及時(shí)拆除和清理施工現(xiàn)場,以利于2#渣場橋順利泄洪定曲河。

        3 采取的技術(shù)措施

        (1)2#渣場交通橋架設(shè)完畢后,對橋下游河道疏浚,保證水流平順。

        (2)2#渣場交通橋在洪水來臨之際,項(xiàng)目部安排人員值班,確保交通橋和得鄉(xiāng)公路的人員及車輛安全。

        (3)定曲河汛期發(fā)生10年一遇及其以上洪水時(shí),2#渣場交通橋會(huì)攔截水面漂浮的樹枝、木材等雜物,項(xiàng)目部安排人員清除其雜物,減少洪水對2#渣場交通橋的阻力,保障洪水順利通過。

        (4)如果定曲河發(fā)生10年一遇及以上的洪水,項(xiàng)目施工部應(yīng)立即組織人員和機(jī)械設(shè)備在2#渣場交通橋上游得鄉(xiāng)公路的臨河側(cè),用編織袋加高,讓得鄉(xiāng)公路的人員及車輛順利通過。

        (5)如果定曲河發(fā)生10年一遇及以上的洪水,項(xiàng)目施工部應(yīng)在2#渣場交通橋右岸用反鏟挖開八字墻,作為明渠泄洪,保障2#渣場交通橋和得鄉(xiāng)公路人員及車輛安全。

        4 結(jié)語

        經(jīng)論證后,渣場交通橋的建造對河流的防洪沒有影響。根據(jù)防洪導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn),對橋梁位置進(jìn)行水文分析計(jì)算,設(shè)計(jì)水位計(jì)算,回水和沖刷分析表明,在設(shè)計(jì)洪水條件下安全可靠。

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