時間:2023-01-16 07:57:42
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撈刀河綜合治理方案,該段河道位于星沙新城區的規劃范圍內,河道堤防洪水設計標準為100年一遇,因此,擬建攔河構筑物行洪標準為100年一遇,相應設計流量4 326.7m3/s。
2蓄水
從對農田排水、河道供水、河道水質等多方面綜合分析不同水位的影響,本次設計選取兩種蓄水位,即32m及33m分別進行分析論證。農田排水:設計蓄水位抬升至32m及33m時,上游三合垸將增加受澇面積1.18km2,增加排漬面積共6.41km2,通過新建排水箱涵和排澇泵站,可使建成區治澇標準達到2年一遇,使非建成區農村達到10年一遇1d暴雨1d排至地面無積水的排水標準。河道供水:經計算,水渡河~赤石河壩段的水位容積曲線如下表1所示,水渡河壩現狀正常蓄水位30.5m,相應庫容為338.3萬m3。如水位抬高到32m,增加庫容220.4萬m3;水位抬高到33m,增加庫容442.2萬m3。另外,星沙水廠的取水口位于撈刀河支流雅河,水位抬高到32m雅河增加調蓄庫容48萬m3,水位抬高到33m雅河庫容增加80萬m3。通過抬高水渡河壩,可以達到提高星沙水廠供水保證率的目的?!『拥浪|:由表2,蓄水水位分別為32m和33m時,雅河對應的交換頻率分別為0.31和0.27d/次,即交換一次分別需要7h和6h。抬高水位后,通過控制雅河的進出水閘門,干流上游來水通過自流進入雅河,較大地提高了星沙自來水廠前池(雅河)的交換頻率?!⊥ㄟ^上述分析比較,確定水渡河河壩蓄水位為33m。
3閘址
比選本工程選址,主要從施工、對環境影響、經濟性這幾個方面來考慮,共選擇了4個閘址進行方案比較。方案一:水渡河橡膠壩原址重建。利用雅河導流,不需要征地;建閘后蓄水位抬高,不利于星沙水廠雅河水體交換;三合垸雨水引排箱涵最長達2 500m,單項工程費用最大;工程造價約11 442萬元。方案二:在雅河進出口之間異地新建。河道開闊,主槽右岸為灘地,本水閘施工期導流渠布置在堤防內灘地上,不需要征地;新建水閘蓄水位抬高后,有利于星沙水廠雅河段水體交換;工程造價約9 800萬元。方案三:雅河入口與松雅湖取水口之間異地新建。施工導流明渠布置在右岸大堤外空地上,需開挖導流渠,填筑導流堤。需臨時征地6.8萬m2;不利于星沙雅河水體交換,向星沙水廠輸水,另建1 000m輸水箱涵,費用較大。工程造價約11 338萬元。方案四:改造赤石河壩。該壩址不利于星沙雅河水體交換,向星沙水廠、松雅湖輸水,需建10km輸水箱涵,自流困難,工程復雜,投資巨大;赤石河壩控制流域面積小,難以同時滿足星沙水廠和松雅湖需水量。綜合考慮上述因素,方案二在施工導流、經濟性方面占優勢,并且能夠促進雅河水體交換,提高星沙自來水廠的水質,故選擇方案二為推薦方案,既新壩址選在雅河進出口之間。
4閘型
比選本工程水閘底板高程24.5m,閘門擋水高程33m,閘門高8.5m,100年一遇洪水位39.33m,從防洪、景觀、運行維護的角度,幾種閘型進行了分析比較,綜合確定閘型。由表3比選結果,選擇升臥式平面鋼閘門+固定卷揚機作為本工程的閘型。
5布置方案
比選本工程提出兩種方案:方案一:水閘+溢流堰。閘室橫向軸線與河道水流方向正交,結合地形,在河道主槽新建閘室,保留右岸灘地且新建溢流堰。方案二:船閘+水閘+溢流堰。在方案一的基礎上,右岸增設一孔船閘,其余布置同方案一?,F狀撈刀河由于水渡河橡膠壩,不具備航運能力。新水渡河閘竣工后,拆除橡膠壩,若在新的水渡河閘上加設船閘,可使撈刀河河口至赤石河壩20km的航道全線貫通。但新水渡河閘上游為星沙自來水廠取水的水源保護區,船只通航后可能會對水體造成污染。因此,將方案一作為推薦方案。
6結構形式比選
6.1水閘孔數的確定
閘址處河道主槽寬128m,河道主槽右岸有160m寬灘地,結合現狀地形,閘室總凈寬為96m,與河道主槽寬度的比值為0.75。為優化工程調度方案,較少攔河閘啟閉的頻率,利用小洪水沖砂,水閘布置采取大小閘結合的方式,即較大寬度的泄洪閘與較小寬度的沖砂閘結合布置。根據水閘地勘成果,閘底板坐落在巖基上,故閘室的單塊長度不超過20m,初步擬定泄洪閘單孔凈寬為16m,沖砂閘單孔凈寬為8m,對稱布置。根據《水閘設計規范》(SL265-2001),當閘孔數少于8孔,宜采用單數孔,當閘孔數超過8孔時,也可采用雙數孔。泄洪閘設計初擬5孔、7孔、9孔、10孔4種孔數方案進行比選。通過表4的比選結果,方案一投資最省,因此水閘閘孔采用泄洪閘5孔,每孔凈寬16m;沖沙閘2孔,每孔凈寬8m,布置采用1孔泄洪閘+1孔沖沙閘+3孔泄洪閘+1孔沖沙閘+1孔泄洪閘的形式。
6.2分縫形式的確定
水閘閘型采用開敞式,平底板布置。閘室總凈寬96m,共設閘門7孔,其中沖沙閘2孔,單孔凈寬8m,泄洪閘5孔,單孔凈寬16m。考慮水閘底板坐落在巖基上,故閘室的分縫長度不宜超過20m,為合理選擇水閘分縫位置,提出兩種方案進行比選。方案一:永久縫設在閘墩上,閘墩與底板固結在一起形成Π型結構,水閘的中墩均為縫墩,每一孔閘作為獨立整體,邊墩厚2.0m,各縫墩厚度均為1.70m,計入逢寬20mm,攔河閘總長度120.52m。方案二:永久縫設在每孔閘閘底板中間,閘墩與底板形成T或L型結構,邊墩厚1.8m,中墩厚為2.2m,攔河閘總長度112.8m。通過表5的比選結果,方案二較方案一節省投資453.3萬元。擬建閘基坐落在強風化礫巖上,下部為弱風化礫巖,地基承載力較好,各閘塊基底彈性模量相近、地基沉降量相同。因此選擇方案二布置水閘順水流向永久縫,永久縫設在每孔閘閘底板中間,閘墩與底板形成“T”或“L”型結構。
7水閘總體布置
水閘工程順水流方形總長144.58m,自上而下為上游連接段20m民,上游鋪蓋段15m,閘室段21m,下游消力池段38.5m,下游鋪蓋段10m,下游海漫段40m。閘室由5孔泄洪閘和2孔沖砂閘組成,總凈寬96m。結合現狀地形,閘底板高程26m。閘室右岸溢流堰寬160m。閘門采用下游升臥式鋼閘門,下游側閘墩頂高程主要由閘門開啟過洪時閘門不脫槽來確定,閘址處撈刀河100年一遇水位為39.33m,為防止漂浮物撞擊,閘門開啟后閘門底緣或橋板底緣與洪水位凈空高取1.5m,取擬閘門開啟后底緣高程為41m,閘墩頂面高程為42.5m。為了減小工程量,上游側閘墩頂高程用正常蓄水位33m加波浪計算高度0.42m與相應安全超高0.5m確定,計算為33.92m,取上游側閘墩頂高程為34.0m。
8結語
依據《水閘安全鑒定規定》(LS214—98),遼寧省水利水電科學研究院對西五官攔河閘進行安全鑒定,并形成了《凌源市西五官攔河閘進行安全鑒定報告書》,將西五官攔河閘安全類別評定為四類,具體鑒定結論如下:
1)工程過流能力不足,無法滿足本河段防洪要求。
2)翻板閘閘門、底板、支墩、翼墻等構造物嚴重損壞,無法正常運行。
3)進水閘閘門全部丟失,無機電設備、無啟閉機、無觀測設施。
4)閘室滲透穩定未能滿足相關要求,消能防沖設施完全損壞。
5)混凝土強度、凍融、炭化、剝蝕局部未能滿足相關要求。
6)閘前淤積深度超過1.5m,大部分位置與閘門頂部齊平??偟膩碚f,沉陷變形問題、穩定問題、滲漏問題、閘前淤積問題是西五官攔河閘的主要病險問題,不僅對其使用功能的發揮造成嚴重的影響,而且對下游地區人民群眾的生命財產安全構成一定威脅,急需進行治理。
2工程布置及主要建筑物加固設計
2.1設計原則與依據
根據西五官攔河閘的實際情況,本次除險加固設計采用以下原則:
1)嚴格根據工程規劃及相關文件的要求進行設計。
2)設計成果需滿足國家和水利水電行業現行的規范與規程。
3)水閘防洪設計:水閘泄洪能力設計以河道防洪標準為依據;由于早年河道防洪規劃已經考慮水閘的影響,因此除險加固設計中,水閘泄洪能力不低于原水閘標準;需進行河道清灘(淤)。
4)引水閘設計:引水閘規模沿用原有設計,在滿足引水灌溉流量要求的同時,確保泄流、過流能力不小于原閘;引水閘閘室、閘門、上部結構、啟閉設備重新設計,閘底板上部混凝土需鑿除置換,效能防沖設施整體拆除重建。
5)引水閘啟閉設備選擇手電兩用螺桿啟閉機。
6)水利自動翻板閘設計:結合翻板閘實際情況,處理原則為拆除新建,并于下游增設消能防沖設施;考慮原水力自動翻板閘依靠水力開閉閘門,無需人為開閉,因此新建翻板閘選用液壓自動翻板閘。
7)溢流壩設計:結合溢流壩實際情況,處理原則為拆除原有土石結構,增設消能防沖設施,與右岸翻板閘統一新建液壓自動翻板閘。
2.2閘型與軸線的選擇
2.2.1攔河閘軸線本次設計是將原閘拆除后新建攔河閘,因此攔河閘軸線沿用原有軸線。
2.2.2攔河建筑物形式本攔河閘原有壩型為水力自動翻板閘,因此備選壩型包括水力自動翻板閘、液壓翻板閘和橡膠壩。水力自動翻板閘具有成本低、操作簡單、便于維護等優點,但本河道泥沙含量較大,隨著使用時間的延長,淤積問題將會使部分閘門無法正常開啟,因此予以排除。橡膠壩具有成本低、安裝簡易、塌壩后阻水建筑物少等優點,但同時也存在使用年限較短、運行維護費用較高、泵房投資較大等缺陷,為確保運行可靠性予以排除。液壓翻板閘具有使用年限長、可靠性高、便于管理維護、調節靈活等優勢,但初期投資較高,金屬結構安裝工作量較大。經過綜合考慮并參考業主意見,本攔河閘最終選用液壓翻版閘型式。
2.3引水閘
引水閘設計原則為加固后過流能力不低于原有水平,孔口底高程為原設計高程376.20m,仍采用單孔,孔口凈高1.00m、凈寬1.20m。引水閘閘址位于左右岸,基礎為砂礫石,閘室結構需同時滿足自身穩定性與應力要求。為方便工程管理與操作,引水閘型式為穿堤涵型式、鋼筋混凝土結構,采用手電兩用的螺桿啟閉方式,閘門選用平板鋼閘門。
2.4工程總體布置
西五官攔河閘閘室段總長156.80m,共有17孔,閘門凈寬8m,每2孔閘墩設置一沉降縫,分縫處閘墩寬1.5m,不分縫處閘墩寬0.8m;左右邊墩寬1.2m,分別于兩岸堤防、擋土墻形成平臺,控制泵房設置于右岸下游側擋土墻回填平臺處。
2.5閘室結構布置
2.5.1閘室形式為滿足汛期泄洪要求,采用開敞式閘室,堰型采用寬頂堰。
2.5.2閘底板頂高程為兼顧基礎抗凍以及減少淤積的要求,確定閘底板頂高程為375.50m。
2.5.3閘門尺寸根據引用灌溉流量時對上游水頭的實際要求,攔河閘設計擋水高度確定為1.60m,閘門向上游傾斜擋水(傾斜角45°),垂直擋水高度1.60m,閘門凈寬8m。
2.5.4閘墩布置閘墩包括三種尺寸,左、右邊墩厚1.20m,底板每兩孔一分縫,分縫位置在中墩上,分縫中墩厚1.5m共8個,不分縫中墩厚0.8m共8個。由于閘墩上部需設置人行橋,所有中墩與底板長8.00m,上游端頭采用半圓形,半徑隨墩厚而變化;下游端頭半圓形。分縫中墩上、下游連接處設置651型橡膠止水帶,閘墩頂高程378.10m。
2.6人行橋設計
為滿足液壓啟閉機操作和檢修的實際要求以及方便兩岸交通,于閘墩上設置人行橋一座。橋面高程381.22m,與兩岸防護堤平順連接。人行橋采用混凝土槽型板橋,橋面凈寬3m,鋪裝層采用C30小石混凝土,最小厚度0.07m,橋面橫向坡比1%,以利于橋面排水。梁板高0.70m,寬0.8m,單跨布設4道梁。人行橋單跨長度9.10m,共計17跨,全場155.60m(包括縫寬),橋面欄桿采用金屬欄桿。
2.7擋土墻設計
左右岸擋土墻分別位于左右岸邊墩上、下游,采用懸臂式鋼筋混凝土擋土墻,混凝土標號C20W4F200。左岸擋土墻上、下游段長度分別為17.89m、23.44m,墻頂設計高程380.28m,最大墻高7.58m,墻后回填與墻頂等高。下設素混凝土墊層10cm,墻后設置豎向、橫向排水盲溝。右岸擋土墻上、下游段長度分別為14.94m、24.54m,墻頂設計高程380.28m,最大墻高7.58m,墻后回填與墻頂等高。下設素混凝土墊層10cm,墻后設置豎向、橫向排水盲溝。
2.8引水閘設計
為滿足灌溉需求,在攔河閘左右岸設置流量為1m3/s的引水閘,由于設計流量相同,因此左右岸引水閘的閘門尺寸、涵洞尺寸以及進口底高程均采用相同設計。引水閘進、出口底板高程分別為376.20m、376.05m,涵洞底坡為1%,閘室段與涵洞總長15m,進出口均為鋼筋混凝土鋪砌,鋪砌厚度為0.2m。
2.9河道清灘設計
河閘附近河床淤積問題較為嚴重,不僅減少了進水閘取水量,同時也會削弱行洪能力,因此需進行適當的疏浚清淤。根據本工程實際情況,同時結合除險加固工程布置,確定閘0-160m~0+160m樁范圍內除建筑物外的河道需要清灘。其中,上游閘0-160m~閘0-010m樁號需清灘至375.50m高程;下游閘0+056m~閘0+160m樁號需清灘至375.20m高程,河床兩側清灘開挖邊坡為1∶2。
2.10護岸設計
為確保兩岸邊坡在清灘后的穩定性,需對攔河閘0-160m~閘0+160m的河岸邊坡采取防護措施(攔河閘范圍內除外)。護坡采用厚度為0.3m的格賓石籠,下設厚度為0.2m的砂礫石墊層,下格賓石籠與河道內海漫相接。
3結語
1.1導流與圍堰施工
清河閘渠道重建施工導流分二期圍堰導流,主要于水閘拆除重建時進行。由于清河閘進水閘上游側有馬仲河匯入,因此需同時對清河、馬仲河進行導流。
1.1.1一期導流先于清河水閘右側上下游修筑橫向圍堰,于河道中央修建縱向圍堰,將清河干流、馬仲河直流導入左側導流渠。待原清河水閘右側部分拆除后即可進行新閘建設。
1.1.2二期圍堰待清河水閘右側工程施工結束后,開啟右側閘孔導流,利用部分縱向圍堰,二期圍堰橫向、縱向圍堰于水閘左側上下游修建,以確保水閘左側部分可于干地施工,由右側泄洪閘導流,以便在施工期內使灌溉要求、沖沙要求得到滿足。右側閘段施工結束后可將一期圍堰拆除,拆除土料可用于二期圍堰填筑以及河道平整。二期圍堰拆除方式與一期圍堰相同,拆除土料用于下游河道平整。
1.2主體工程施工
主體工程采用分期施工方式,施工關鍵線路為:一期圍堰拆除原閘澆筑消力池下游防淘齒墻混凝土消力池底板段土方回填與碾壓澆筑消力池混凝土開挖閘室段基礎澆筑閘室段齒墻混凝土閘室段土方回填與碾壓澆筑閘底板混凝土澆筑閘墩(含右側擋土墻)混凝土修建交通橋修建工作橋修建啟閉室機房安裝金屬結構與機電設備拆除一期圍堰二期圍堰修筑右側扎施工。鋪蓋段需先澆筑齒墻,隨后進行鋪蓋段混凝土澆筑。
1.2.1原水閘閘門啟閉機拆除施工開始前,應用氣焊將啟閉機上的鋼絲繩與工作閘門的連接割斷,同時將鋼絲繩頭臨時固定于啟閉機卷筒上。啟閉機房拆除結束后,將啟閉機固定螺栓用氣焊割除,使用16t吊車將啟閉機吊離。
1.2.2原清河水閘拆除原清河水閘拆除采用人工配合液壓破碎錘的方式,按照上層、下層、基礎的順序進行。拆除物使用1m3反鏟挖掘機裝至5t自卸汽車運往指定場所集中堆放。拆除后的鋼筋混凝土碴、塊石等可回收并用于防沖槽回填,剩余部分可用于河道平整。
1.2.3土方開挖土方開挖采用1m3反鏟挖掘機,開挖前需注意對地下水位進行控制,使其低于開挖面0.50m。開挖所得土方應于指定地點集中堆放,以便用于各部位回填。
1.2.4土方填筑土方填筑的主要內容包括:
1)施工開始前,應對基坑底部的雜物、積水等進行徹底清理。
2)以級配良好的粗砂作為填筑土料,含水量需控制在3%~5%范圍內。
3)以相對密度作為粗砂填筑控制指數,砂礫石相對密度應≥0.75,粗砂相對必讀應≥0.7,反濾料應≥0.7。同時,應注意做好承載力檢測,確保≥240kPa。
4)回填料應分層鋪設,密實度應滿足設計要求,下層施工技術后,監理人員應對密實度是否達標進行檢測,確認合格方可進行上一層施工。豎向接縫應相互錯開。
5)選擇振動壓實法,采用自行平碾機械。振動碾工作重量應>10t,振動頻率應在20~30Hz,定期對設備性能進行檢測。
6)通過碾壓試驗確定回填料碾壓參數。
7)基礎粗砂回填宜采用占法卸料,推土機及時平料。鋪料厚度應滿足設計要求,誤差必須控制在層厚的10%以內。與岸坡結合部位,2m范圍內以平行于岸坡的方向碾壓,邊角部位若不易壓實,可對鋪料厚度進行適當減少,通過蛙式打夯機或平板振動器壓實。
8)對于各層回填土料的振動壓實應超過鋪料范圍10m。
9)回填壓實頂高程應高于建基面30cm。在反濾料施工時再予以挖除。
1.2.5漿砌石施工漿砌石施工按照由下至上的順序分層進行,應做到照面平整、灰漿飽滿、銜接良好。在安砌拱身時,應先搭設支架、拱架與人行棧道,并對架木的穩定性是否滿足設計要求進行檢查,通過后方可安砌拱身,且做到縫整齊、美觀、灰漿飽滿、豎縫錯0.2m以上。
1.2.6混凝土工程混凝土拌制采用2臺2×0.75m3攪拌站,采用機動翻斗車、瀉槽、塔式超重機吊運行混凝土,振搗采用插入式振搗器。本次工程工期緊張、混凝土標號較多、質量要求高,且有在低溫時間澆筑混凝土的可能,因此可在混凝土中加入早強劑,以便使閘墩混凝土盡快達到金屬結構安裝的強度要求,從而節約工期[7-9]。交通橋混凝土預制件由16t汽車起重機吊裝、人工就位,橋面混凝土鋪裝等薄層混凝土部位采用溜槽入倉,使用平板振搗器配合振搗。
1.3金屬機構與機電設備
閘門安裝方式的選擇以施工條件、閘門型式為依據,可采用25t起重機吊裝、人工就位的方式。啟閉機安裝施工應于埋件、二期混凝土施工結束后進行。
1.4交通運輸
施工現場右側有堤頂路和公路,交通條件較好;左側則需要繞行,應修建臨時便道供車輛、行人順利通行。臨時道路施工內容主要包括:
1)修建原閘拆除工程作業道路,長、寬分別為1195m、4m,填筑厚度平均值為1.5m。作業道路施工結束后,即可開展河道平整作業。
2)修建場內交通道路??蓪咦鳛闇贤▓鰞韧獾牟糠纸煌ǖ缆?,除此之外,還需在場內修建兩天縱向內交道路。
3)臨時便橋修建。本次工程工期緊張,需進行多點多面施工,要求上下游、左右岸交通始終處于通常狀態。為此,需要在導流渠上下游各修建預制鋼筋混凝土涵管結構的臨時便橋一座。其中,下游橋涵進出口應以麻袋裝土護、草簾護底,上游便橋無需防護。
1.5土石方平衡
本次工程具有施工強度大、混凝土拆除量大的特點,依據開挖料、棄料盡可能回收利用的原則,監理人員需兼顧土石方平衡問題,對各施工環節進行有效控制,盡可能避免出現開挖料、棄料反復轉運所帶來的工期、資金等的不必要消耗現象。
1.6施工進度控制
在前文的論述中我們提到,本次工程工期緊張,為確保按期優質完工,監理人員應對各項施工程序進行嚴格把關,處理好施工準備、主體工程、單項工程、土建工程、金屬結構安裝工程、臨時工程、永久工程等不同階段工程的施工關系,做到銜接合理、施工均勻,避免出現各道工序相互干擾的現象。在采用平均先進指標的同時也要注意留有一定余地,使投資效益能夠得到最大程度的實現。
1.7環境監理
環境監理的目的是讓工程建設環境保護工作落到實處,在貫徹國家環境保護相關法律法規要求的同時,將施工對周圍環境的影響壓縮到最低水平。具體來說,環境監理的任務包括制定監理規劃和實施細則,并根據工程影響區環境狀況以及工程建設特點評估施工的環境影響。同時,監理人員還要負責對施工單位環保措施的落實情況、施工環境報告的真實性等進行檢查,確認無誤后將資料收入環境監理檔案。在施工高峰期或非雨季時期,監理人員應注意對灑水降塵操作制度的落實情況進行檢查,運送砂石料等易產生揚塵的車輛應以篷布覆蓋車廂,避免在運輸途中對道路兩側居民生活造成負面影響。同時,檢查施工人員耳罩、耳塞的發放和佩戴情況,在不影響工期的情況下盡可能縮短施工人員連續勞動時間,避免噪聲污染影響施工效率和質量。
1.8水土保持
主體工程水土保持防治區主要包括攔河閘、防護工程等永久建筑以及管理區,施工中需要將原有建筑物拆除并重建,由于這些建筑物均位于河道內的河灘地上,因此水土流失問題較為輕微,于工程施工結束后由施工單位負責對現場進行清理避免造成河道淤積,監理單位負責對清理工作的開展情況進行監督。
2結語
渾河閘工程應急除險加固是針對原建筑物進行加固,而原來的工程本身就已經承受了一定的應力應變與受理,混凝土加固屬于二次受理,因此需要合理解決原有工程混凝土與加固混凝土結構之間的結合,使其可以共同承擔工程的荷載。
1.1混凝土加固的技術要求
對渾河閘工程進行應急除險加固采用混凝土加固需要按照標準的技術要求進行處理,以確保渾河閘工程進行應急除險加固的效果能夠滿足技術需求。1)應最大限度的保證混凝土加固可以分擔渾河閘工程的載荷量,盡量在避免損壞原工程的技術上實現加固效果。原工程上的物件也應該盡量保持、避免拆換。2)渾河閘工程進行應急除險加固過程中最大可能得保證使用功能的正常運行,不能因為加固施工而對農田輸水、灌溉造成負面影響,不能使工程的整體結構受到損壞。3)渾河閘工程進行應急除險加固過程中應按照技術要求、遵循設計原則,考慮到加固后結構的調整與結合。
1.2施工吊架搭設技術
由于渾河閘工程在施工過程中處于沈陽洪水多發期,因此水位上漲,水流較急,水流中漂浮物較多。在施工過程中可能會造成施工的安全性問題,因此經過綜合考慮,可以在渾河閘工程應急除險加固過程中需要針對施工吊架的安全進行思考,保證混凝土施工過程中的安全性。渾河閘工程應急除險加固拱橋閘孔門為28孔,橫向設置5個吊點,其中以閘孔門中間為中心,向兩邊分散設置4個吊點,以此保證吊點通過鋼筋加工而成的吊環,使其可以植入渾河閘原結構中,依次進行固定錨固。閘門的欄桿處設置橫桿,扶手橫向搭建在欄桿兩側,設置竹腳手板擋板與安全網。
1.3混凝土導流管與澆筑平臺技術
經過數次洪水的沖刷,渾河閘工程上下游河岸周邊的砌石護坡呈現出嚴重的裂紋與破損,為了保證岸坡的穩定性,改善水閘進水流條件,提高泄流能力,對與攔河閘銜接的上游左右岸兩側各700m進行防護。這種搭建模式需要構建澆筑平臺,并設置混凝土導流管與澆筑平臺,使混凝土可以通過混凝土導流管進入澆筑平臺,澆筑平臺通過加工底托和出料槽可以將混凝土進行調整。
1.4自密實混凝土施工技術
渾河閘工程應急除險加固采用C40密實混凝土,這種混凝土與一般地混凝土不同,具備以下特點:1)C40密實混凝土在進行渾河閘工程應急除險加固過程中可以填充到鋼筋、模塊內的各個角落,防止出現表面氣泡或者澆筑不均勻等現象,可以借助外部的敲擊令內部模體均勻。C40密實混凝土雖然原則上不需要進行振搗,但是基于流動速度加強的角度與消除表面起泡的角度就可以對模塊進行振搗,但是敲擊時間不能太長,避免出現離析現象。2)C40密實混凝土在渾河閘工程應急除險加固澆筑過程中是自由落下,因此其高度≤5m,最大水平流動速度也應該根據渾河閘工程應急除險加固中各個部位的不同進行分別設定。3)C40密實混凝土中由于在渾河閘工程應急除險加固比重產假了高效緩凝減水劑,因此比一般的混凝土凝固時間要長,容易造成渾河閘工程應急除險加固過程中混凝土因缺水而開裂的現象,因此需要對其進行及時的養護,適當延長養護時間。4)C40密實混凝土在渾河閘工程應急除險加固中采用分段澆筑的模式,各個部位均采用一次性澆筑,各個連接面也與拱軸線垂直,僅需要對接縫面涂抹水泥即可,以保證渾河閘工程應急除險加固過程中混凝土接縫面的密實性,并加強振搗。5)C40密實混凝土由于具備流動性,因此在渾河閘工程應急除險加固過程中可以依靠自身的重量進行流動。而水閘中由于很多地方會出現細小的裂縫,這些都會造成漏漿、跑漿的現象,影響后期渾河閘工程的施工效果,因此需要對排氣孔進行預留。6)在渾河閘工程應急除險加固中由于C40密實混凝土自身具備收縮性,為了避免造成原材料的不融合,因此需要再加固原固件的同時添加適量的膨脹劑,中和二者之間的對比差值。
2渾河閘工程中應急除險加固混泥土施工技術
在渾河閘工程應急除險加固中采用了直接加固與簡介加固兩種模式,在不同的工程處理中選擇不同的加固方法,使原有工程混凝土與加固混凝土結構之間的結合,令其可以共同承擔工程的荷載。
2.1直接加固法
增大截面加固法是通過對混凝土與鋼筋的混合并用,使其可以在原結構的基礎上進行完善,增強加固部分與結構件之間的連接性,使其具備提高界面承載力與剛度的目的。但是,渾河閘工程應急除險加固中需要注重原結構與后期加固結構的整體受理問題,可以應用在攔河閘、渾蒲進水閘、渾沙進水閘上。置換混凝土加固法一般采用鋼板包裹原構件的兩邊進行固定,在于通過環氧樹脂膠黏劑對其進行關注,然后將原結構域后期加固結構進行黏接,使其成為一個整體,保證了渾河閘工程的整體性。
2.2間接加固法
預應力加固法是通過施加預壓力使原材料與新材料進行結合,承擔共同的受力模式,以達到對原結構加固的目的。該方法由于具備一定的溫度限制,因此不適合應用于渾河閘工程中溫度較高的混凝土結構中。增加構件法是在渾河閘工程原有結構的基礎上增加新的構件,以減少原結構上的荷載,達到加固結構的目的,其可以運用在渾河閘啟閉機室下排架底,保證施工的安全性。增設支點加固法可以通過減少結構的受力面積提高原結構的荷載,使其達到加固的目的。而這種辦法可以運用在渾河閘工程應急除險加固中,按照增設支點的剛性與彈性靈活運用,在提高混凝土加固承載能力的同時降低對空間的影響性,達到提高混凝土強度,延長渾河閘工程使用壽命的作用。
3結論
內河水運船閘工程建設存在著諸多安全隱患,這主要體現在施工難度較大、責任意識不足、安全生產制度不完善、管理體制不健全等環節。以下從幾個方面出發,對內河水運船閘工程建設安全隱患進行了分析。
1.1施工難度較大
施工難度較大是造成內河水運船閘工程建設安全隱患的客觀問題。由于內河水運船閘工程的建設項目相對來說規模較小,但是與此同時存在著施工強度較大、施工組織難度高、施工技術應用復雜、施工場地面積狹小等問題,從而導致了施工安全較難得到有效保障。除此之外,施工難度較大還體現在了船閘工程建設的交叉作業面較多,這意味著其作業安全風險是很難得到有效控制的。另外,施工難度較大還體現在內河水運船閘工程建設的進行會受到環境、水文等諸多因素的影響,大雨、水位上漲等情況的出現都會導致施工安全性的下降。
1.2責任意識不足
責任意識不足是造成內河水運船閘工程建設安全隱患的主觀原因之一。在許多工程的施工過程中,施工單位和施工人員都沒有足夠的安全意識和安全認識。例如許多安全管理人員在工作中并沒有很好地做到調動建設各方參與安全管理的主觀積極性,這使得其他組織和工作人員的安全意識境界很難得到有效的提升,并且無法使參與安全管理成為每個建設者的自覺行動。除此之外,責任意識不足同時還體現在了在工程的安全管理過程中,許多安全隱患突出問題反復出現并且始終無法得到積極的改善,對這一情況進行分析可以發現是工作人員責任意識不足導致的,因此在這一情況下對于責任意識進行提升就顯得極為必要了。
1.3安全生產制度不完善
在我國許多內河水運船閘工程建設過程中安全生產責任制并沒有得到逐級的有效落實。即工程的建設單位與施工單位、建設單位與監理單位、建設單位與設計單位、監理單位與施工單位之間都存在較為嚴重的安全生產責任“踢皮球”問題,這會導致參與工程的各個部門和單位無法明確各自的安全生產責任與職責。除此之外,安全生產制度不完善還集中體現在了工程的每一管理層和管理者都無法將安全生產制度落實到實際的施工工作當中。即安全制度只能存在于紙面上而無法存在于實際工作中,沒有強有力的落實手段和執行手段,都會對于內河水運船閘工程建設的經濟效益和社會效益帶來損害。
1.4管理體制不健全
管理體制帶來的影響是非常直接的。通常來說管理體制不健全往往會導致其安全責任制無法得到有效的落實,安全目標和責任沒有辦法得到明確。例如在內河水運船閘工程建設過程中獎懲機制沒有得到有效的建立和貫徹、安全檢查制度并沒有起到良好的督促作用,即檢查還不夠嚴、安全責任制不落實或落實還不到位,因此在這一前提下內河水運船閘工程建設的安全管理就有著非常高的必要性。
2內河水運船閘工程建設的安全管理
內河水運船閘工程建設的安全管理是一項系統性的工作,其主要內容包括了完善安全生產制度、進行風險評估、提升管理水平、提升責任意識等內容。以下從幾個方面出發,對內河水運船閘工程建設的安全管理進行了分析。
2.1完善安全生產制度
完善安全生產制度是內河水運船閘工程建設的安全管理的基礎和前提。眾所周知在完善安全生產制度的過程中有關單位應當在統籌規劃的前提下形成相應的安全管理聯動機制,需要注意的是安全生產制度的建立和完善需要建設各方密切配合和團結協作并且及時做好工程的安全風險評估。除此之外,在完善安全生產制度的過程中,工作人員應當注重明確安全生產制度執行和落實的重點,從而能夠將重大危險源監控和管理作為現場安全管理工作的核心并且保證項目安全風險管控工作能夠有序并且有效進行,從而能夠在此基礎上促進內河水運船閘工程建設的安全管理整體水平的有效提升。
2.2進行風險評估
進行風險評估對于內河水運船閘工程建設的安全管理的重要性是不言而喻的。通常來說在進行風險評估的過程中,工作人員可以有效的通過安全風險評估來確定該工程重大危險源的辨識與安全風險評估的成果,從而能夠在此基礎上有效明確這一工程的具體危險性。例如工作人員可以注重關注攪拌站大型儲料罐安裝和塔吊安拆中的起重作業,從而能夠杜絕起重傷害事件的發生。除此之外,在進行風險評估的過程中,工作人員應當注重將不同時期可能存在的安全風險進行合理的分析與對比,即通過橫向評估、縱向分析的有效應用來促進內河水運船閘工程建設的安全管理自身效率的不斷進步。
2.3提升管理水平
提升管理水平是內河水運船閘工程建設的安全管理的核心內容之一。通常來說在提升管理水平的過程中,工作人員應當明確安全生產目標和主要安全設施以及安全生產費用的支付條件,在這一過程中尤其要對安全生產費用進行管理,這也是安全生產管理的主要手段。除此之外,在提升管理水平的過程中,工作人員還應當清晰安全費用組成、計量支付、使用范圍和監管措施,并且通過參與專家審查會等工作來促進內河水運船閘工程建設的安全管理可靠性的持續提升。
2.4提升責任意識
提升責任意識是內河水運船閘工程建設的安全管理的重中之重。在工程中安全管理應當是人人參與的。例如監理單位可以通過在內部每人印發《安全管理工作手冊》來將安全管理監理職責和施工現場安全監理控制要點分類、分項宣貫到每個監理人員手中,從而能夠使非專職安全監理人員也能懂得如何識別施工不安全行為,最終能夠促進內河水運船閘工程建設的安全管理精確性的持續進步。
3結束語
論文關鍵詞:水閘,平面鋼閘門,頂止水,改造
1工程概況
運鹽閘是淮河入江水道的一座重要控制建筑物,建成于1966年,位于江都市江都鎮北約7.7公里高水河與邵伯湖的接口處,它既能引高水河的水入邵伯湖,又能排泄邵伯湖洪水通過芒稻閘入江。運鹽閘建成時共7孔,其中兩孔為通航孔,節制閘節制孔每孔凈寬6.8米,通航孔每孔凈寬13.0米,1999年運鹽閘加固時,考慮到運鹽閘實際情況,即高水河水位長年高于邵伯湖,已多年喪失通航功能,于是將兩孔通航孔改為節制孔,每孔凈寬6.0米,現全閘9孔。運鹽閘原閘門采用上下扉弧形門,底板有門庫,1999年改造后上扉門為砼固定式胸墻,胸墻底高程5.5米平面鋼閘門,下扉門為鋼結構平面直升門。運鹽閘設計水位組合為正向上游7.5米,下游4.5米,反向上游3.5米,下游8.5米。
2 工程維修原因
該閘實際運用情況是高水河側(下游)水位長期高于邵伯湖側,尤其是江都站向北送水時,高水河一直處[1]于7.5~8.3米高水位運行,上游水位正常為4.8~6.0米,原頂止水采用平板止水,正常情況下都是下游水位高于上游水位,所以大多孔都發生下游(高水河)向上游(邵伯湖)漏水的現象,單孔最大可達0.04m3/s左右,局部孔可達0.8L/m·s,遠大于《水閘技術管理規程》(SL75-94)規定的0.2L/m·s要求。
運鹽閘閘門側止水采用P型+L型,即考慮到了雙向止水,頂止水采用平板橡皮止水,平板橡皮壓縮量較小,頂止水與胸墻止水座由于設計、施工原因,很難配合好。2008年6月初,經現場檢查,頂止水與胸墻止水座間有縫隙,在上下游存在水位差較大時,漏水嚴重,并且有響聲。
3 工程維修方案
關鍵詞:水工建筑物河閘; 結構設計
Abstract: the hydraulic structures in water project is one of the key research projects. Papers to the suzhou region hydraulic structure as an example, the project layout and design of hydraulic structure two aspects of WenLing HeZha and key business of the design of the gate is discussed in the paper, for similar project aims to provide a reference for the role.
Keywords: penstock hydraulic structures; Structure design
中圖分類號:TV文獻標識碼: A 文章編號:
引 言:
近幾年,隨著我國城市化進程的不斷完善,水工建筑物對于改善城市水環境,提高防洪能力保障社會經濟的可持續發展有著不可替代的作用。論文以蘇州平原地區的水工建筑物為例,探討了水工建筑物結構設計關鍵問題。根據用地布局及現狀水系特點,采用分組團聯圩并圩設大包圍的方案,即分區分片設防洪包圍區,以縮短防洪戰線,新建及加固堤防和控制建筑物,提高防洪能力;包圍內水系調整,河道整治,使排水暢通,增、改建排澇泵站。
1工程概況
文陵河閘及商貿區套閘均位于蘇州市相城區中央商貿區。工程任務是:一是防洪,通過此工程及后續工程的實施,結合中央商貿區整體規劃,使城區達到百年一遇的防洪能力;二是航運,商貿區套閘需滿足水上旅游游船通航功能。
工程規模為:文陵河閘工程實施二孔8.50m節制閘一座;商貿區套閘按等外級航道建筑物設計,閘首寬12.00m,閘室寬12.00m,閘室長60.00m。根據區域河道規劃,閘身順水流中心線與規劃的河道中心線基本重合。為縮短防洪岸線,閘身盡可能靠近外河口布置。
(1)文陵河閘
文陵河閘位于相城區中央商貿區東部,文陵河與元河塘交界處,新建羅蒙索夫橋梁東側8m處置處。閘為整體式鋼筋砼結構,設三孔,其中二邊孔為閘室,中孔封閉其上作平臺。底板垂直水流總寬28.40m,順水流向總長8.00m。每個閘室(邊孔)寬8.50m,中孔寬4.00m,中墩厚2.50m,邊墩厚1.20m,底板面高程0.00m,底板厚1.20m,墩頂高程6.50m。節制閘孔徑8.50m,計二孔,閘門采用下臥式鋼閘門結構形式。門頂高程5.20m,閘門啟閉采用卷揚式啟閉機(配減速機)。
(2)商貿區套閘
商貿區套閘位于相城區中央商貿區中部,元和塘新開河支河與沈思橋河交界處,為12m套閘,閘室與閘首同寬,寬12m,閘室長60m。
上閘首垂直水流總寬17.20m,順水流向總長20.00m,閘室寬12.00m,底板面高程0.00m,底板厚1.20m,消力檻高程1.00m,墩頂高程6.50m。西側墩墻厚1.20m,東側邊墩墩墻厚4.00m,其內布置輸水廊道,閘門采用下臥式鋼閘門結構形式。門頂高程5.20m,閘門啟閉采用卷揚式啟閉機。下閘首垂直水流總寬17.20m,順水流向總長20.00m,閘室寬12.00m,底板面高程0.00m,底板厚1.20m,消力檻高程1.00m,墩頂高程5.80m。西側墩墻厚1.20m,東側邊墩墩墻厚4.00m,其內布置輸水廊道閘門采用下臥式鋼閘門結構形式。門頂高程4.50m,閘門啟閉采用卷揚式啟閉機。
2工程布置及水工建筑物結構設計
2.1設計依據
(1)工程等級
根據《城市防洪工程設計規范》(CJJ50-92)、《水利水電工程等別劃分及洪水標準》(SL252-2000)、《蘇州市城市防洪規劃報告》,蘇州市城市中心區和工業園區的城市等別為Ⅱ等,工程規模為大(2)型;相城區和其他幾個區的城市等別為Ⅲ等,工程規模為中型。相城區防洪標準為100年一遇,根據《堤防工程設計規范》(GB50286-98),外河堤防及堤防上的水閘、泵站等建筑物工程級別為Ⅱ級。主要建筑物級別為2級,次要建筑物為3級。
(2)通航標準
中央商貿區河道無航道等級要求,為滿足水上旅游通航功能,擬建商貿區套閘工程按等外級航道上建筑物設計。
2.2工程總體布置
2.2.1 工程控制高程
(1)堤防。外河防洪設計水位4.80m,加上安全超高0.40m,外河側堤防高程不低于5.20m;內河最高控制水位3.80m,加上安全超高0.30m,內河側堤防高程不低于4.10m。
(2)閘頂高程。閘頂高程不低于堤頂高程。本次二閘工程主要任務是擋水(商貿區套閘兼顧通航)。擋水時閘頂高程不低于水閘設計(校核)洪水位加波浪計算高度和相應安全超高值之和。
(3)設計控制高程。根據以上兩條基本要求,文陵河閘頂高程、商貿區套閘上閘首閘頂高程及各外河堤頂高程取5.20m ;商貿區套閘下閘首閘頂高程取4.50m;結合中央商貿區地面使用情況,內河側堤頂及閘室擋墻頂高程取5.00m。
2.2.2閘位選擇
閘位選擇遵循以下原則:(1)工程總體布置與蘇州市相城區城區防洪規劃、元和塘以西地區控制性詳細規劃等要求相一致,建筑物外形與周邊環境相協調;(2)滿足防洪、航運和改善城市水環境的綜合功能要求;(3)工程總體布置與規劃河道相一致;(4)平面布局緊湊合理,滿足規范要求。
文陵河閘位于相城區中央商貿區東部,文陵河與元河塘交界處,新建羅蒙索夫橋梁東側8m處置處。文陵河規劃河道寬度30m,是商貿區東西向骨干河道,根據該片區防洪規劃,本工程實施2×8.5m節制閘一座。閘孔分別布置兩側,二閘孔間的中孔為封閉孔,此形式同新建橋梁外形相協調一致,目前閘址南北側為規劃綠地,施工場地可布置于閘南側,交通較為方便。閘站順水流向軸線與橋梁中心線重合。
商貿區套閘位于相城區中央商貿區中部,元和塘新開河支河與沈思橋河交界處,西側為御窯路,北側為活力島。所在河道規劃河道寬度20m,根據該片區防洪規劃,本工程實施12m套閘一座,閘首與閘室同寬,寬12m,閘室長60m。目前閘址西側為規劃公路綠化帶,東側為規劃小島,施工場地可布置于閘東側,位置相對來說較為開闊,交通也較為方便。套順水流向軸線與規劃河道中心線重合。
2.3水工建筑物設計
2.3.1文陵河閘