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              實例分析:水閘除險加固施工怎么做?

              日期:2020-04-08 13:25:28 人氣:

              一、水閘概況及其存在的問題

                      某水閘控制流域面積為1298km2,灌溉面積5172畝,發電裝機600kW,水閘最大下泄流量2872m3/s,是一座以農業灌溉用水,并兼顧水力發電、供水等綜合效益水閘工程。
                      2008年12月對工程進行了全面安全鑒定,鑒定確認該水閘為三類閘,屬病險水閘,主要存在如下工程問題。
                      (1)工程按50年一遇洪水設計,200年一遇洪水校核,水閘過流能力滿足設計要求。但翻板閘支鉸銹蝕,啟閉不靈,影響泄洪安全。
                      (2)閘壩均坐落于巖基上,閘基承載力滿足要求,閘基揚壓力呈無折減的線性分布。經復核,翻板閘溢流堰抗滑穩定滿足要求,閘基抗滲穩定滿足規范要求。下游岸坡擋墻抗滑穩定滿足要求,但擋墻抗傾穩定不滿足規范要求,現狀漿砌石邊墻存在多處裂縫、錯位,擋墻基礎局部已淘空。
                      (3)下游未設消能設施,現已沖刷成坑,任其發展,易淘刷閘基,影響閘壩穩定。
                      (4)進水閘鋼閘門銹蝕嚴重,泄洪閘及進水閘因閘門槽變形,啟閉困難,且采用臨時架設葫蘆啟閉,泄洪安全難以得到保證;翻板閘支鉸銹蝕,啟閉不靈。
                      (5)工程無排漂排污設施,閘前雜物、垃圾、藻類密布。
                      由于水閘存在諸多的安全隱患,及時對水閘建筑物進行除險加固處理是當務之急之事。

                      二、工程地質

                      水閘建筑物及其上游河床寬100~130m,兩岸發育一級階地,階面高程一般為64~67m,寬百余米。閘下游河床略窄,兩岸為巖質岸坡,坡度較陡,岸坡穩定性尚好。閘址區出露地層主要為三疊系灰巖及第四系全新統沖積粘土、砂、礫(卵)石。

                      三、工程布置及主要建筑物

                      根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2000)、《防洪標準》(GB50201-94)及《水閘設計規范》(SL265-2001)確定,本工程等別為Ⅱ等大(2)型工程。根據本工程等別,確定泄水閘、左右岸灌溉閘為2級建筑物,次要建筑物級別為3級,臨時建筑物為4級。校核洪水位(P=1%)為69.26m;設計洪水位(P=3.3%)為67.76m;正常蓄水位為64.00m;校核洪水位時最大下泄流量(P=1%)為2790m3/s;設計洪水位時最大下泄流量(P=3.3%)為2170m3/s。
                      工程主要建筑物布置從左至右依次為:左岸灌溉發電進水閘(胸墻式,單孔,凈寬4m,總長6.4m)、8孔泄水閘(駝峰堰堰型,每孔凈寬12.0m,共8孔,總長113.0m)、右岸灌溉發電進水閘(胸墻式,單孔,凈寬4m,總長6.4m)等,設計閘頂高程71.0m。

                      3.1 泄水閘加固設計
                      泄水閘布置在原公路橋上游側,按原橋孔對應布置水閘,每橋孔上游布置水閘兩孔,從右岸至左岸分別為1號~8號孔,其中4號孔對應原船閘位置??紤]到水閘兩岸均有灌溉發電進水閘,通航船閘仍按原船閘位置布置比較合適,并結合施工導流的布置,確定4號孔為預留船閘孔。
                      水閘堰體采用駝峰堰,堰頂高程61.50m,堰頂堰面曲線半徑為3.0m,上游堰面邊坡1:1,駝峰堰上游底板高程60.00m,下游堰面邊坡1:3,底板高程60.00m,兼作消力池部分。工作閘門采用平板鋼閘門垂直起吊,門頂允許過水方式,閘門頂高程64.0m,閘門底高程61.50m,布置在堰頂最高處,啟閉機排架頂高程76.5m,啟閉機房建筑面積580m2。檢修閘門槽距工作閘門上游6.30m,采用門機起吊方式。交通橋布置在工作閘門下游側,橋面高程71.0m,考慮到兩岸交通要求,橋面寬采用7.0m。
                      水閘上游進口段護底高程60.0m,護底順水流方向長25m。閘室下游設消力池,消力池底板高程60.0m,消力池段長度9.30m,閘室段長度4.0m,總長度13.30m,原堰體61.0m高程以上部分拆除,剩余部分用作消力坎,消力池深1m。
                      消力池下游海漫主要依據河道各種工況下的河道流速所確定。工程河道設計洪峰流量為2170m3/s,流速為2.52m/s,相應下游水位67.50m;校核洪峰流量為2790m3/s,流速為2.74m/s,相應下游水位68.97m;干砌塊石海漫抗沖流速為3~4m/s,設計采用格賓塊石籠海漫,抗沖流速可達到7m/s左右,海漫末端坐落在原基巖上,故不設防沖槽。海漫長20m,厚度1.0m,下部設0.2m厚的反濾層。
                      原水閘左岸引水渠基礎部分被淘空,為避免邊墻倒塌,沿原墻基采用拋石固腳,拋石頂高程61.0m,頂寬2.0m,外邊坡1:2,長度64.35m。

                      3.2 灌溉進水閘加固設計
                      左右兩岸灌溉發電進水閘,均分別易址改建在其所在地的公路橋上游側,進水閘結構尺寸相同,故不分別闡述。進水閘均采用單孔胸墻式水閘布置,進水閘孔凈寬4m,孔底高程61.50m,胸墻底高程64.50m,邊墩厚1.2m。工作閘門布置在胸墻上游,采用平板鋼閘門卷揚機啟閉,啟閉機安裝高程76.50m,啟閉機房建筑面積31m2。 攔污柵與檢修閘門布置在工作閘門上游,清污平臺布置攔污柵下游側,清污平臺及胸墻上游擋墻頂高程65.0m,胸墻下游邊墻頂高程71.0m。進水閘引水渠靠水側設攔砂坎,坎頂高程61.50m,基礎高程59.0m。引水渠靠岸側設導水邊墻,墻頂高程5.0m,為混凝土重力式擋墻。進水閘下游應拆除原進水閘閘室,并采用混凝土重力式擋墻與原引水渠岸墻連接,墻頂高程65.0m,底板采用混凝土護底厚0.30m。

                      3.3 泄水閘的閘門設計和啟閉設備
                      新建泄水閘共8孔,每孔凈寬為12.0m,閘底板高程61.50m,閘墩頂高程71.0m。泄水閘每孔設一扇工作閘門,結構型式為平面滑動鋼閘門。采用工程塑料合金材料滑道支承,下游止水下游面板。閘門擋水高度為3.5m,門高為2.5m,門頂溢流。門體與埋件主要材料為Q235,門體含加重共約18t/扇,埋件重約6t/孔,閘門運行條件為動水啟閉。
                      啟閉設備選擇QP-2×250kN固定卷揚式啟閉機,揚程12m,共8臺,重量為5.4t/臺,啟閉平臺高程為76.50m。工作閘門上游側設檢修門槽,8孔共用一扇檢修閘門,檢修閘門靜水關門,動水啟門。啟閉設備為一臺單向門機DM2×250kN,門機重約55t/套,軌道重約15t,軌上揚程為6m,軌下揚程為7m。檢修閘門平時鎖定在閘墩頂。

                      3.4 灌溉進水閘的閘門設計及啟閉設備
                      灌溉進水閘為拆除重建,布置在泄水閘的兩側,共2孔,順水流方向依次設置檢修閘門、攔污柵、工作閘門。
                      檢修閘門孔口尺寸為4m×2.8m(寬×高),底板高程61.50m,閘墩頂高程65.00m。每孔設一扇檢修閘門,結構型式為平面滑動鋼閘門,閘門及埋件主要材料為HS型手拉葫蘆,門體重3t/扇,埋件重1.0t/孔。閘門靜水關門,動水啟門,啟閉設備為臨時設備。
                      攔污柵孔口尺寸為4m×3.5m(寬×高),底板高程61.50m,閘墩頂高程65.00m。每孔設一扇傾斜式攔污柵,攔污柵為平面滑動式鋼柵,柵體及埋件主要材料為Q235,柵重3.0t/扇,埋件重1.0t/孔。攔污柵靜水啟閉,啟閉設備為HS型手拉葫蘆。
                      工作閘門孔口尺寸為4m×2.5m(寬×高),底板高程61.50m,閘墩頂高程71.00m。每孔設一扇工作閘門,結構型式為平面滑動鋼閘門,閘門及埋件主要材料為Q235,門體重5t/扇,埋件重3.0t/孔。閘門動水啟閉,啟閉設備為QP-2×100KN固定卷揚式啟閉機,容量2×100KN,揚程12.0m,自重2.5t/臺,共2臺,啟閉平臺高程為76.50m。

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