南水北調中線工程攔魚設施制安技術應用

□王　淼（中國水利水電第十一工程局有限公司）

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南水北調中線工程攔魚設施制安技術應用

□王淼（中國水利水電第十一工程局有限公司）

摘要：陶岔渠首樞紐工程位于丹江口水庫東岸的河南省淅川縣九重鎮(zhèn)陶岔村，初期工程于1974年建成，承擔引丹灌溉任務。南水北調中線一期工程建成后，該樞紐擔負著向北京、天津、河北、河南等城市輸水的任務，是南水北調中線工程的重要組成部分。南水北調中線一期陶岔渠首樞紐工程攔魚網(wǎng)設施是多層面、大跨度的攔魚設施。攔魚網(wǎng)安裝包括輥杠托架安裝、浮柵鋼纜安裝、魚網(wǎng)安裝、浮柵尼龍繩網(wǎng)裝配、總裝配等。施工內容有：左右岸帶纜地錨、浮柵及魚網(wǎng)等設施制作、浮柵及魚網(wǎng)等設施安裝。文章敘述了該設施的制安及使用情況,并對攔魚網(wǎng)安裝施工工序工藝進行系統(tǒng)的推理論證，可供以后類似的工程借鑒。

關鍵詞：多層面；大跨度；攔魚設施；制安及使用

1　攔魚網(wǎng)主要技術參數(shù)

本設施上層浮柵主要用來攔截上游引渠的漂浮物，漁網(wǎng)網(wǎng)格23.00 mm×23.00 mm，面積約為9300 m2，最大高度50.00 m，總跨度315.00m。帶纜地錨錨座平面位置為渠首樞紐上游總干渠樁號0-140，錨座結構與總干渠41°夾角，為現(xiàn)澆C30混凝土結構，單個地錨361.30 m3，尺寸規(guī)格為8.00 m×10.00 m× 4.50 m。

2　攔魚網(wǎng)的施工技術

攔魚網(wǎng)工程的安裝技術包括攔魚網(wǎng)本身的裝配工藝和攔魚網(wǎng)安裝兩部分。前者是指攔網(wǎng)網(wǎng)衣間的剪裁和縫合，上、下綱裝配、蓋網(wǎng)和敷網(wǎng)的裝配等。后者是指經(jīng)裝配的整個攔魚網(wǎng)施工時的安裝技術。

2.1攔魚網(wǎng)裝配工藝

2.1.1網(wǎng)片的剪裁和縫合

攔魚網(wǎng)由主網(wǎng)衣、蓋網(wǎng)和敷網(wǎng)三部分組成，其中主網(wǎng)衣是構成攔魚網(wǎng)的主體,網(wǎng)目23 mm×23 mm，面積約為9300 m2，總跨度315 m。由于網(wǎng)具規(guī)模大,考慮到加工和運輸?shù)谋憷殖扇尉W(wǎng)衣分別編結后再加以縫合,縫合嚴格按照圖紙要求進行。上、下網(wǎng)綱裝配時，分別采用廠家提供的直徑10 mm的聚乙烯繩穿過魚網(wǎng)的上、下緣目，形成魚網(wǎng)的上、下網(wǎng)綱。

2.1.2蓋網(wǎng)裝配

蓋網(wǎng)是裝設在攔魚網(wǎng)上方的防跳裝置，它漂浮于水面,用來阻截魚類從攔魚網(wǎng)的上方逃走。網(wǎng)格100 mm×100 mm，每張規(guī)格700 mm×700 mm。裝配時,先在蓋網(wǎng)的兩邊緣網(wǎng)目中各貫穿一根蓋網(wǎng)緣綱,其中一根緣綱與上綱相繞縫而固定,另一根緣綱上扎縛HDPE圓柱浮筒,規(guī)格φΦ580 mm×1000 mm。浮筒為高密度聚乙烯，厚5 mm。內填充泡沫聚苯乙烯，浮筒上裝不銹鋼兩浮筒間距為0.70米,蓋網(wǎng)用尼龍繩編結。

2.1.3敷網(wǎng)裝配

敷網(wǎng)材料同主網(wǎng)衣，裝設于攔魚網(wǎng)的下綱附近,使用中它緊貼于庫底和兩側岸邊,防止因庫底不平或因攔魚網(wǎng)下綱上提而出現(xiàn)漏洞時發(fā)生逃魚現(xiàn)象。裝配時用兩根緣綱分別貫穿敷網(wǎng)上、下邊的緣網(wǎng)目中,其中一根緣綱,用雙股混合捻線為裝配線,繞縫于距沉子綱上方0.50 m處的主網(wǎng)衣上,另根緣綱用裝配線與盤網(wǎng)綱相固結。

2.2卷揚機安拆

2.2.1卷揚機運輸

攔魚設備鋼纜安裝采用30 t卷揚機，由于地錨處道路已做綠化，較為狹窄，運輸車輛無法將設備運至地錨施工處。將卷揚機運到壩頂，用滾杠和木板鋪路，以滾動摩擦代替滑動摩擦來挪移卷揚機，滾杠由108架子管制成，3 m一根，間距0.50 m，上下鋪設加厚木板，減小滾動時的摩擦力，確保施工安全。

2.2.2卷揚機鋼絲繩受力計算

2.2.2.1牽引力計算公式：

其中n—所提設備數(shù)量; a—為渠道最大坡度; u1—為車輪與軌道之間的摩擦系數(shù); u1=0.007～0.02，一般取0.015；u2—為鋼絲繩與地輥之間的摩擦系數(shù)，一般u2=0.20。

W繩重=每米鋼絲繩的重量×所需鋼絲繩的長度

2.2.2.2根據(jù)牽引力確定鋼絲繩：

渠道上口坡比1:3，最大坡度19°，長度30 m，（EL160.00 到EL170.00，坡比1:3），計劃選用鋼絲繩直徑為26 mm，公稱抗拉強度1700 MPa。

2.2.2.3鋼絲繩最小破斷拉力計算：

F0=K·D2·R0/1000

F0—鋼絲繩最小破斷拉力,K—鋼絲繩最小破斷拉力系數(shù)，D—鋼絲繩公稱直徑，R0—鋼絲繩公稱抗拉強度，F(xiàn)0=0.36× 26×26×1700/1000=409 KN。

2.2.2.4鋼絲繩最小破斷拉力總和計算：

Kh—鋼絲繩最小破斷拉力總和系數(shù)，F(xiàn)h=Kh×F0=409× 1.32=540 KN=54 t；鋼絲繩最小破斷拉力總和為54 t。

N=1，θ=19°

2.2.2.5牽引力計算

斜巷提升安全系數(shù)需要>6.50，鋼絲繩穿4×4滑輪組。

54×4/2.80=77>6.50，故鋼絲繩可以選用直徑為26mm。

2.2.3卷揚機固定

卷揚機挪移到帶纜地錨旁后，隨即制作卷揚機簡易地錨，地錨固定坑尺寸為2 m×2 m×3 m，布置于卷揚機兩邊，將1 m× 0.20 m×0.20 m的8根方木捆扎成一束，固定鋼絲繩綁扎在方木上放入坑內壓實后土方回填。外露鋼絲繩繩頭長0.30 m,并使用20 t U形卡環(huán)固定卷揚機。

2.2.4卷揚機拆除

卷揚機使用完后割除外露鋼絲繩繩頭長，拆除U形卡環(huán)，以鋪滾杠和木板的方式將設備返回至壩頂，裝車運走。

2.3攔魚網(wǎng)安裝

攔魚網(wǎng)安裝包括輥杠托架安裝、浮柵鋼纜安裝、魚網(wǎng)安裝、浮柵尼龍繩網(wǎng)裝配、總裝配等。

2.3.1輥杠托架安裝

攔魚網(wǎng)鋼纜外保護膠皮在張緊過程中容易磨損，制作輥杠托架。輥杠為直徑80 mm×750 mm皮帶機輥杠，托架由4 mm× 50 mm×100 mm方管制成，并加設3 mm×40 mm×60 mm方管作三角支撐。沿安裝基準線（0-140）方向10～15 m布置，共設25個托架。

托架尺寸規(guī)格見圖1。

圖1　攔魚網(wǎng)托架加工簡圖

鋼纜總體長度320 m，材料為電鍍鋅鋼絲繩。最大破斷拉力240～280 t，公稱抗拉強度1770 MPa，規(guī)格為6 mm×37 mm，整體直徑76 mm，外部包黑膠，包膠后96 mm。涂層聚乙烯（pvc)，里面加上耐腐及耐寒原料。耐寒零下20～40°。兩頭加工澆鑄材質為不飽和聚酯樹脂封頭，上面加設U形卸扣，便于鋼纜固定。用25 t汽車吊將鋼纜卷筒安裝在卷筒托架上，鋼纜在卷揚機的牽引下通過導向滑輪展開。

2.3.2浮柵鋼纜安裝

安裝時渠道水深約15 m，寬約130 m。在總干渠樁號0-140軸線的水面上布置20只承重5 t的駁船作為安裝平臺，船艙內安裝輥杠托架，船與船之間用架子管與馬道板連接并用直徑16 mm尼龍繩固定。將鋼纜一端固定在左岸錨座上，通過牽引繩由30 t卷揚機沿輥杠托架將鋼纜拉到右岸錨座上固定，具體施工工況見示圖2。

圖2　河道段施工簡圖

2.3.3魚網(wǎng)安裝

攔魚網(wǎng)上綱與浮筒之間用浮柵夾具固定，在魚網(wǎng)下綱上另結縛直徑20 mm不銹鋼加重環(huán)鏈鐵鏈，每隔6個浮筒下結縛直徑6 mm不銹鋼環(huán)鏈鐵鏈。逐一將魚網(wǎng)及其他配件安裝在鋼纜上。

2.3.4總裝配

上述構件裝配完成后，用30 t卷揚機張緊鋼纜到正確位置固定。駁船沿著定位繩所示方向把魚網(wǎng)逐步投入水中。攔魚網(wǎng)兩端上、下綱用卡扣固定，施工全部完成。

3　使用效果

攔魚設施是大、中型水庫的基本建設工程之一，不斷改進攔魚設施的制安施工工藝，已成為國內外重要的科研課題之一,既要保證汛期帶有大批漂污物的攔污功能，又要保證工程能夠順利過洪。陶岔渠首樞紐工程攔魚設施安裝完成后，整體封閉性良好，攔魚及攔污效果好，結構簡單，操作方便，成本低，效益高。

4　結語

通過攔魚網(wǎng)制安施工中優(yōu)化改進的方法，使得施工進度加快，縮短施工工期2個月，節(jié)省了施工成本，經(jīng)濟效益顯著。該方法可供以后類似的工程借鑒。

多層面、大跨度攔魚設施施工中尚有不足之處，如護坡結網(wǎng)段網(wǎng)衣的日常維護及清理等，需在生產(chǎn)實踐中不斷加以總結和提高。

（責任編輯：劉青）

收稿日期：2015-12-11

中圖分類號：S957. 9

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）02-0020-02