常 偉

（甘肅省酒泉市水利綜合服務(wù)中心，甘肅 酒泉 735300）

1 工程概況

洪水河?xùn)|干渠渠首引水閘位于酒泉市肅州區(qū)西洞鎮(zhèn)新東村東側(cè)，為側(cè)引正排式底欄柵引水樞紐工程，主要建筑物包括底欄柵溢流壩、泄洪排砂閘、上下游防洪堤等。工程為一字型布置，底欄柵溢流壩、泄洪排砂閘位于河道左右岸。設(shè)計(jì)引水流量為30.0 m3/s，引水閘主要承擔(dān)著總寨鎮(zhèn)、上壩鎮(zhèn)、東洞鄉(xiāng)1.187萬(wàn)hm2農(nóng)田的灌溉用水和5.28萬(wàn)人的飲用水。洪水河?xùn)|干渠渠首引水閘主要由底欄柵溢流壩、泄洪排砂閘、上下游防洪堤等建筑物組成。該水閘工程屬于中型Ⅲ等工程，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)，次要建筑物為4級(jí)。設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，設(shè)計(jì)洪峰流量為398.0 m3/s；校核防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪峰流量為522 m3/s。

2 水閘除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

水閘工程的中心線與河道中心線保持同一水平高度，建設(shè)過(guò)程中要確保建筑物科學(xué)、美觀，同時(shí)要綜合考慮成本費(fèi)用。設(shè)計(jì)過(guò)程中先設(shè)計(jì)閘頂高度，其高度通常為水閘門(mén)在上游閘墩上端的設(shè)計(jì)高程，擋水過(guò)程中閘頂高程不能超出水閘正常蓄水位，泄水過(guò)程中閘頂高程不能超出水閘高度[1]。設(shè)計(jì)底板高程的過(guò)程中，若底板相對(duì)較高，則在枯水期會(huì)影響河道水流量。

2.2 防滲排水設(shè)計(jì)

閘基上部屬于礫石層，下部的基石為經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間風(fēng)化的花崗巖，長(zhǎng)期遭受風(fēng)力干擾，因此水閘地基位置常會(huì)產(chǎn)生滲透等不良問(wèn)題。為了有效地防滲排水，設(shè)計(jì)過(guò)程中先在閘室上游增設(shè)一層堅(jiān)固的防滲墻，并在防滲墻兩側(cè)及混凝土擋墻下方布置高壓旋噴防滲墻，進(jìn)一步提升防滲效果。同時(shí)，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮滲透壓力影響。

3 水閘工程加固施工要點(diǎn)

3.1 整體布局

洪水河?xùn)|干渠渠首引水閘總體布置為側(cè)引正排式底欄柵引水樞紐工程，主要建筑物包括底欄柵溢流壩、泄洪排砂閘、上下游防洪堤等。底欄柵溢流壩位于河道右岸，泄洪排砂閘位于河道左岸。本次除險(xiǎn)加固工程對(duì)樞紐的原有布置不進(jìn)行變動(dòng)，在對(duì)原有工程維修加固的基礎(chǔ)上將上游左岸防洪堤及堤上修建的長(zhǎng)55 m的自潰壩拆除后，在原泄洪排砂閘的左邊并行修建4孔泄洪排砂閘，同時(shí)新建防洪堤280 m，整體工程布置呈“一”字形[2]。

3.2 底欄柵溢流壩加固

引水工程呈正排側(cè)引式，底欄柵溢流壩凈寬30 m，壩頂高程1746.5 m，壩型為實(shí)用堰型式，漿砌料石結(jié)構(gòu)，壩頂欄柵柵條長(zhǎng)1.8 m，柵條為梯形斷面，上頂寬15 mm、下底寬5 mm、高50 mm，柵條間隙15 mm，柵面坡降1/10。壩體內(nèi)設(shè)引水廊道，廊道底部末端高程為1743.9 m，廊道坡降1/10～1/5，底欄柵溢流壩設(shè)計(jì)引水流量30 m3/s，廊道末端設(shè)進(jìn)水閘，孔口尺寸為2.5 m×3.0 m(寬×高)，配置平板鋼閘門(mén)一扇，5 t手搖螺桿式啟閉機(jī)啟閉。

目前底欄柵溢流壩不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)引水流量的原因:一是河道來(lái)水?dāng)y帶大量泥沙，致使底欄柵溢流壩前淤積大量砂石，柵條被礫石、雜草等堵塞，欄柵面積減小、間隙系數(shù)減小，導(dǎo)致引水能力下降。二是底欄柵經(jīng)多年沖刷和維修后，柵條及坡面變形，流量系數(shù)變小，造成引水能力降低。三是引水廊道經(jīng)多年磨損沖刷，損壞嚴(yán)重，導(dǎo)致廊道過(guò)水能力降低。即原底欄柵溢流壩引水能力無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，主要是由于底欄柵溢流壩前引水條件發(fā)生改變，致使引水能力降低，但建筑物結(jié)構(gòu)基本完好，本次除險(xiǎn)加固對(duì)受損的上游擋砂坎予以拆除重建，坎高1.8 m，并在其上修建寬0.5 m的擋砂板，板厚0.2 m，用C25鋼筋砼澆筑。破損的底欄柵溢流壩面、廊道等建筑物將原灌砌加工料石拆除后，用新的料石重新灌砌，并按原設(shè)計(jì)尺寸更換新的底欄柵。

3.3 閘室加固

在原泄洪排砂閘左側(cè)修建4孔泄洪排砂閘，在增加泄洪能力的同時(shí)減小洪水對(duì)渠首的威脅、穩(wěn)固河床。定期排出河道淤積的推移質(zhì)，將河道主河槽穩(wěn)定在樞紐泄洪排砂閘一側(cè)，實(shí)現(xiàn)蓄清排洪，從而減少入渠泥砂，降低維修費(fèi)用。在更換底欄柵和側(cè)欄柵后，修建泄洪排砂閘，提高渠首泄洪排砂能力，使渠首引水能力可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求[3]。通過(guò)樞紐特征水位復(fù)核計(jì)算，閘室結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，僅對(duì)部分磨損部位進(jìn)行維修加固，不再進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。泄洪排砂閘屬于新建工程，其尺寸與原設(shè)計(jì)相符，不再進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。

3.4 溢流壩加固

通過(guò)引水能力復(fù)核，發(fā)現(xiàn)底欄柵溢流壩不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)引水流量要求，主要是柵前引水條件發(fā)生改變，但底欄柵溢流壩整體結(jié)構(gòu)不存在問(wèn)題。因此，本次除險(xiǎn)加固工程不再對(duì)底欄柵溢流壩的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，只根據(jù)相關(guān)規(guī)范和洪水河?xùn)|干渠渠首引水閘鑒定結(jié)果對(duì)底欄柵溢流壩損壞部分進(jìn)行維修。針對(duì)底欄柵溢流壩上游擋砂板、溢流壩壩面部分料石磨損嚴(yán)重、引水廊道個(gè)別料石傾斜等問(wèn)題，加固方案為拆除上述部位受損部分，按原尺寸進(jìn)行維修，鋪蓋采用現(xiàn)澆C25鋼筋砼（厚0.6 m），擋砂坎采用C25鋼筋砼，用新料石更換磨損較嚴(yán)重的料石，并更換底欄柵溢流壩面鐵欄柵。

3.5 消能防沖設(shè)施加固

通過(guò)對(duì)下游消能防沖設(shè)施的復(fù)核，發(fā)現(xiàn)泄洪排砂閘和底欄柵溢流壩下游的斜坡護(hù)坦長(zhǎng)度不滿(mǎn)足規(guī)范要求。本次除險(xiǎn)加固將部分護(hù)坦及海漫拆除后進(jìn)行重建。護(hù)坦設(shè)計(jì)厚度0.9 m，下部為厚0.3 m的C15細(xì)粒砼，為防止推移質(zhì)磨損、撞砸，護(hù)坦表面以C40硅粉鋼筋砼（厚0.6 m）為抗沖耐磨層，護(hù)坦上下游均設(shè)置深3.5 m的截墻。海漫設(shè)計(jì)厚度0.6 m，采用C15細(xì)粒砼漿砌塊石，其下設(shè)厚0.3 m的砂礫石墊層。排砂閘下游護(hù)坦長(zhǎng)24 m，海漫長(zhǎng)35 m。底欄柵溢流壩下游護(hù)坦長(zhǎng)20 m，海漫長(zhǎng)35 m，并在海漫末端修建上寬5 m、下寬3.5 m、上游坡比1∶2、下游坡比1∶1.5、深3.5 m的防沖槽，槽內(nèi)填充塊石，防止沖刷下游河床。同時(shí)在護(hù)坦末端15 m范圍內(nèi)修建排水孔，孔徑0.06 m，間距1.5 m，呈梅花型排列。護(hù)坦底部設(shè)厚0.3 m的反濾層，其中碎石厚0.2 m，砂厚0.1 m。

3.6 上下游護(hù)岸工程加固

根據(jù)河道演變情況，將上游右岸護(hù)岸工程加高0.8 m，上游左岸新建長(zhǎng)120 m的防洪堤，上游右岸防洪堤向上延伸85 m。下游左岸新建防洪堤160 m,右岸防洪堤向下游延伸60 m。坡比仍采用原護(hù)坡坡比（1∶1.5），采用C15細(xì)粒砼砌塊石，地面以上襯砌厚度為0.3 m，基礎(chǔ)部分為重力式擋土墻，襯砌厚度由0.3 m逐漸變?yōu)?.0 m。河床以下基礎(chǔ)埋深3.5 m，堤頂設(shè)計(jì)寬為1.5 m。