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灌区除险加固工程设计探讨
灌区除险加固工程设计探讨 ［摘要］文章以辽宁某灌区节制闸和分水闸的除险加固工程为实例，介绍了本 工程的主要设计及施工方法，为以后类似的工程提供了必要的技术参考。［关键词］灌区;节制闸;分水闸;除险加固 2015年12月15日，国家统计局调查结果显示:辽宁省粮食年产量为200．25 亿kg，比上年增加24．85亿kg，增幅居全国首位。从2010年以来，辽宁省政府每 年会安排超过400亿元的专项资金用于农业水利建设，其中，灌区建设被放在了 重要位置。目前，我国拥有各类灌区超过1000多万处，但这些灌区大都修建于20 世纪50～70年代，年久失修严重，辽宁省内也存在该问题。因此，加强灌区除险 加固作业已成为保证该省农业顺利健康发展的重要路子。
1工程概况 某灌区地质构造复杂，该灌区区内雨量充沛，水质优良、土质肥沃、温度 适宜，是该区域重要商品粮基地之一。灌区设计灌溉面积0．35万hm2，有效灌 溉面积0．28万hm2，现有干支渠道长度155km。灌区建设于1969年，由于缺乏资 金投入，本灌区渠首得不到及时维护和更新，致使建筑物老化、破损等现象十分 严重，直接造成灌区灌溉效益逐年衰减，实际灌溉面积递减，对实施农业开发高 标准农田建设、提高当地农业综合生产能力形成制约，亟需更新改造 2除险加固的内容及总方案 (1)除险加固内容:①重建水毁节制闸;②重建水毁分水闸，并修建闸后至干 渠58m输水渠道;③重建水毁溢流坝。(2)除险加固总方案:综合考虑本工程主要功 能为抬高渠首闸前水位，再结合工程投资及工期等因素，本次除险加固设计方案 枢纽总布置采用闸坝结合型式。工程主体由节制闸、分水闸及溢流坝三个大部分 组成。其中节制闸及溢流坝(以下简称拦河闸坝)轴线与102线公路桥平行，轴线 总长度300．0m。分水闸布置于拦河闸坝右岸上游10m处，闸轴线与拦河闸坝轴 线垂直。
3主要工程设计分析 3．1溢流坝工程设计。(1)总体结构设计:本项目的溢流坝轴线总长度为289． 4m，总体设计结构形式为“浆砌石堰体+20cm钢筋混凝土罩面”。坝顶高程7．1m，与设计正常高拦蓄水位齐平，坝基高程3．5m，坝基底宽7．39m。坝体上下游均 设置齿墙，深1．2m，底宽0．6m，齿墙为钢筋混凝土结构，堰基底层设10cm素 混凝土垫层。溢流坝每20m设一结构缝，缝间填充2cm沥青浸油木板，并在混凝 土罩面部分夹651型橡胶止水带防渗。(2)坝体防渗设计:设计溢流坝上游前端设浆 砌石防渗铺盖，尺寸为:长×厚=5．0m×0．8m。铺盖上下游均设置齿墙，齿墙深0． 7m，底宽1．0m。坝基前脚下铺5．0m深土工膜垂直防渗，防渗基底高程－2． 7m，防渗材料为两布一膜，单位质量500g/m2。对溢流坝前端50m范围内河道清 淤，清淤控制高程5．3m，与防渗铺盖齐平。各个结构所用混凝土标准，见表1。
(3)消能形式设计:设计本项目溢流坝消能为戽流消能型式，该消能形式具有体积 小、长度短、工程量省、施工方便、施工简单、消能效果良好等特点，目前已在 辽宁部分地区广泛应用。其具体设计如下:①设计消力戽挑角32°，反弧半径3． 0m，戽唇顶高程4．8m，高于坝下河底0．5m，戽底高程4．32m;②消力戽下游 设5．0m宽，1．0m厚格宾石笼护脚(双层，单层0．5m)，石笼顶高程4．3m，石 笼底部铺设300g/m2长丝土工布反滤。石笼护脚末端接20．0m戽流消能预冲段， 提供戽流消能空间;③距溢流坝坎后25m处设置透水尾坎，尾坎高0．8m，顶高程 5．1m，宽3．5m，上下游各设置一道0．5m厚钢筋混凝土齿墙，为到达防护及 透水的双重效果，齿墙上部为锯齿构造，内部填充石笼;④为保护尾坎下游侧已 建桥梁，根据公路部门要求并结合工程实际，设总长20m(至桥下游末端)，厚0． 3m格宾石笼防护。3．2节制闸工程设计。(1)总体设计:本项目共设计节制闸5孔， 单孔净宽1．4m，中墩及边墩均宽0．6m，总宽度10．6m。闸室顺水流方向总宽 度7．39m，与溢流坝同宽，闸底板前端厚度2．0m，末端与消力池高程过渡段衔 接，渐变至1．1m。闸底板上下游均设置齿墙，深1．2m，底宽0．6m。闸底板 为钢筋混凝土结构，底部设10cm素混凝土垫层。(2)防渗设计:闸基前端防渗布置 与溢流坝相同。设5．0m宽浆砌石防渗铺盖，厚度0．8m，铺盖上下游均设置齿 墙，齿墙深0．7m，底宽1．0m。铺盖浆砌石砂浆标号M10。闸基前脚下铺5．0m 深土工膜垂直防渗，防渗基底高程－2．7m，防渗材料为两布一膜，单位质量 500g/m2。(3)消能形式设计:本项目设计节制闸采用底流消能型式，消力池底板与 闸室底板用斜坡连接，斜坡段长为5．6m，坡比为1∶4．0，消力池水平段长13． 4m，深0．7m，底板厚0．7m，下铺厚0．1m的C10素混凝土垫层。消力池底板 水平段设排水孔，孔径100mm，孔距1．5m，梅花形布置。消力池末端采用0． 5m厚格宾石笼防护与透水尾坎相接，石笼顶高程4．3m，石笼底部铺设300g/m2 长丝土工布反滤。3．3分水闸工程设计。本工程分水闸与原闸相同布置于溢流坝 上游右岸10．0m处，由闸室和穿堤箱涵两部分组成，顺水流方向总长12．0m， 其中闸室部分长1．0m，穿堤涵洞部分长11．0m，闸轴线与拦河闸坝轴线垂直。分水闸闸室为钢筋混凝土结构，顺水流方向长度1．0m。共分3孔，单孔尺寸为1． 0m×1．0m(宽×高)，总宽5．0m，中墩及边墩厚度均为0．5m，闸底高程为6．3m。
工作桥顶高程9．9m，厚度0．2m。工作桥临水侧设钢结构栏杆。穿堤部分盖板 涵，洞身尺寸与闸室相同，共分3孔，单孔尺寸为1．0m×1．0m(宽×高)，洞身长 11．0m，浆砌石涵壁及底板，底板厚度0．8m，钢筋混凝土顶部盖板，盖板厚度 0．2m。为使新建分水闸与灌区干渠相接，箱涵后接58．0m长输水渠道。渠道主 体为浆砌石结构，3cm水泥砂浆抹面，矩形断面，宽4．0m，底坡i=2‰。
4结束语 通过本次除险加固改造后，该灌区的主要水利设施得到彻底翻新，经济社 会效益显著，输水灌溉能力提高了20%，同时也大大减轻了管理人员的工作负担。
在水利设施除险加固设计时，应充分了解现场实际情况，充分利用原有水利设施， 在保证各方面指标符合要求的前提下节约工程投资，真正的做到因地制宜。
作者:许琳林 单位:北票市龙潭水库管理处
