水閘除險(xiǎn)加固工程施工組織方案探析

楊 軍

(安徽省阜南縣水利建筑安裝工程有限公司，安徽 阜南 236300)

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水閘除險(xiǎn)加固工程施工組織方案探析

楊 軍

(安徽省阜南縣水利建筑安裝工程有限公司，安徽 阜南 236300)

水閘除險(xiǎn)加固工程是關(guān)乎到人們生活、是國(guó)計(jì)民生的大工程，水閘除險(xiǎn)加固工程中的施工設(shè)計(jì)等情況，是鎮(zhèn)府和人民關(guān)注的焦點(diǎn)所在。因此，研究水閘除險(xiǎn)加固工程施工組織設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。文章就以水閘除險(xiǎn)加固為支點(diǎn)，結(jié)合阜南縣普善閘的除險(xiǎn)加固工程實(shí)際情況，著重探討其除險(xiǎn)加固施工組織設(shè)計(jì)，以此說(shuō)明水閘除險(xiǎn)加固施工組織設(shè)計(jì)在水利工程建設(shè)中的重要性。

水閘；除險(xiǎn)加固；施工標(biāo)準(zhǔn)；施工組織

1 項(xiàng)目概況

普善節(jié)制閘原名小草河閘，位于安徽省阜陽(yáng)市阜南縣，坐落于潤(rùn)河上游柴集鎮(zhèn)普善村。該閘1976年12月開(kāi)始建設(shè)，正式投入使用的時(shí)間為1977年10月，整個(gè)水閘具體控制的流域范圍面積為274km2，該閘設(shè)計(jì)除澇流量，5a一遇的流量167m3/s。該閘是阜南縣潤(rùn)河上游的主要排澇和蓄水工程，承擔(dān)著數(shù)個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的排澇任務(wù)，以及總數(shù)約為2680hm2農(nóng)田蓄水抗旱任務(wù)，具有強(qiáng)大的抗旱和排澇等雙重功能。新建水閘為鋼筋混凝土修建而成的開(kāi)敞式水閘，其控制流域范圍面積為273km2，主要任務(wù)是蓄水灌溉，以及排除流域內(nèi)積水的。新建水閘設(shè)計(jì)除澇流量，5a一遇的流量170.2m3/s，當(dāng)新建水閘水位大致是，閘下29.37m，閘上29.52m，其設(shè)計(jì)除澇流量，10a一遇的流量243.6m3/s，當(dāng)新建水閘水位大致是，閘下29.90m，閘上水位30.10m，正常蓄水設(shè)計(jì)位是29.52m；強(qiáng)制行洪流量為296m3/s，強(qiáng)制行洪水位為閘下30.39m，閘上30.60m。根據(jù)水利水電工程等級(jí)及水閘設(shè)計(jì)規(guī)范等相關(guān)規(guī)定，普善節(jié)制閘為Ⅲ等中型水閘。因此，該水閘次要建筑物級(jí)別為4級(jí)，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)。

2 水文氣象

水閘工程所在地區(qū)處于暖溫帶，氣候?yàn)榘霛駶?rùn)季風(fēng)邊緣，一年四季氣候分明、溫和，年均氣溫大致在15-17℃。最高氣溫通常出現(xiàn)在7月份，氣溫最高月份的均溫在29℃，其極端天氣下，最高氣溫能夠超過(guò)41℃。最低氣溫通常出現(xiàn)在1月份，氣溫最低月份的均溫在2℃，其極端天氣下，最低氣溫甚至降低到零下20℃。在此期間，水閘施工過(guò)程應(yīng)當(dāng)按照除險(xiǎn)加固、水閘建設(shè)等相關(guān)標(biāo)注和措施進(jìn)行施工要求，并采取相應(yīng)的防凍措施[1]。

水閘除險(xiǎn)加固工程施工期，主要是在非汛期進(jìn)行施工作業(yè)。可根據(jù)對(duì)潤(rùn)河流域非汛期的降雨量進(jìn)行分析，根據(jù)淮北計(jì)算辦法，來(lái)計(jì)量普善節(jié)制閘上施工期的水量，前期雨量的影響取潤(rùn)河當(dāng)?shù)胤茄雌诮?jīng)驗(yàn)值30mm，普善節(jié)制閘流域?qū)Я髁髁繝顩r，如表1所示。

表1 普善閘施工期流量計(jì)算成果表

3 電氣和金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 電氣設(shè)計(jì)

普善閘電源連接的輸電線路，為附近10kV高壓電線路，主要導(dǎo)線長(zhǎng)度約0.5km，其規(guī)格為JKLYJ-70。所選用的唯一的一臺(tái)變壓器為S11-125/10/0.4kV型變壓器。可以根據(jù)普善閘的運(yùn)行要求，設(shè)置一臺(tái)114kW的柴油發(fā)電機(jī)組，以此作為可用應(yīng)急備用電源設(shè)備。在啟閉機(jī)房?jī)?nèi)安裝閘門動(dòng)力箱，在啟閉機(jī)上安裝閘門開(kāi)度傳感器，設(shè)有電纜溝在啟閉機(jī)房?jī)?nèi)，主要作用就是敷設(shè)至啟閉機(jī)的控制和動(dòng)力信號(hào)電纜。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)室布置在橋頭堡一層，中控室和配電室在三層，布置有電視監(jiān)視系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、低壓配電柜等有關(guān)設(shè)備。

3.2 金屬機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

金屬結(jié)構(gòu)主要由埋件及相應(yīng)的啟閉設(shè)備、檢修閘門、工作閘門組成。普善閘共有3個(gè)排水孔，每個(gè)排水孔凈寬8m，閘底板頂高程為24.2m，其工作閘門采用的是露頂式平面定輪鋼設(shè)計(jì)而成，其主體構(gòu)建是由多主梁實(shí)腹式接構(gòu)件而成，閘門平面尺寸高、寬為5.8m、7.1m，單面止水，再合配3臺(tái)固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，型號(hào)為QP-2×250kN；采用鋼浮體疊梁門檢修閘門，起吊方式采用雙鉤雙速同步電動(dòng)葫蘆，型號(hào)為SGMD型，規(guī)格為2×30kN。

4 水閘除險(xiǎn)加固施工標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)措施

4.1 水閘導(dǎo)流措施

新建普善閘次要建筑物級(jí)別為4級(jí)，主要建筑物級(jí)別為3級(jí)。根據(jù)水利水電工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，3至5級(jí)建筑物，其導(dǎo)流建筑物相應(yīng)的級(jí)別為5級(jí)，相應(yīng)土石圍堰在針對(duì)導(dǎo)流的基礎(chǔ)上，其設(shè)計(jì)的洪水重現(xiàn)期一般是以5-10a為期。普善閘的地理位置在潤(rùn)河中段，東西兩側(cè)有柴集溝、田集溝等，水閘除險(xiǎn)加固工程施工期間，可以充分利用東西兩側(cè)的兩條大溝進(jìn)行導(dǎo)流，將普善閘上游來(lái)水經(jīng)過(guò)兩條大溝，有效的導(dǎo)入普善閘下游河段。普善閘在除險(xiǎn)加固工程施工期間，其最大的導(dǎo)流流量大約為53.21m3/s。普善水閘東西兩側(cè)大溝，經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量計(jì)算出，兩大溝溝底寬度均在11m左右長(zhǎng)度，兩大溝溝深大致為3.2m深度，邊坡為1∶1.5，溝縱比降大致為1/8000；經(jīng)過(guò)計(jì)算，在水深2.85m時(shí)，每條溝可通過(guò)的水流流量在27m3/s左右。普善閘除險(xiǎn)加固工程在施工期間，可以在普善閘上游進(jìn)行填筑圍堰作業(yè)，以此來(lái)阻攔上游流域水流，經(jīng)普善閘東西兩側(cè)大溝倒入普善閘下游。為保證水閘除險(xiǎn)加固工程能夠順利施工，減少因?yàn)閷?dǎo)流而增加的投資，可以對(duì)其進(jìn)行幾個(gè)方面的措施。①在水閘除險(xiǎn)加固工程施工前，對(duì)上游河道以及支流進(jìn)行預(yù)降水位，將上游河道水量進(jìn)行騰空部分庫(kù)容；②制定相應(yīng)的搶工措施，將相關(guān)需要搶工的設(shè)施，于當(dāng)年11月—次年3月完成。③減少主干道泄水，除了潤(rùn)河導(dǎo)流支溝以外，關(guān)閉潤(rùn)河所有支溝上的涵閘；④確保足夠的導(dǎo)流能力，清除堵壩，疏通導(dǎo)流支溝；⑤配備足夠的排水機(jī)泵及相關(guān)機(jī)械設(shè)備，以便應(yīng)付超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的突發(fā)降雨[2]。

4.2 圍堰設(shè)計(jì)

根據(jù)普善水閘東西兩側(cè)大溝現(xiàn)有斷面進(jìn)行計(jì)算，每條溝水流流量為27m3/s，水深可達(dá)到2.8m，因此，普善閘上段導(dǎo)流圍堰的水位，應(yīng)該采用閘址周邊地面高程30m，而對(duì)于上游導(dǎo)流圍堰高程應(yīng)該確定為30.9m。上游圍堰頂，必須設(shè)有臨時(shí)的交通道路，并及時(shí)擬定圍堰斷面，堰頂高程為30.8m，頂寬為4.1m，水下邊坡的比例為1∶5，水上邊坡的比例為1∶2。下游圍堰頂，不需要設(shè)置交通道路，根據(jù)實(shí)際情況，擬定的圍堰斷面為：堰頂高程為28.2m，頂寬為2.6m，水下邊坡的比例為1:5，水上邊坡的比例為1∶2。

4.3 施工排水

水閘除險(xiǎn)加固工程施工排水原則分為地下水深井排、坡面水基坑排、地面水地上排。

具體排水措施是：地下水采用深井降水，在進(jìn)行工程施工時(shí)，于基坑四周布置數(shù)個(gè)深井，深井工程的標(biāo)準(zhǔn)必須要與施工降水相配合，滿足于底部施工的需求。基坑及坡面水采用的方法是在基坑的底部以及周邊挖掘一些排水溝，對(duì)坡面雨水和滲水進(jìn)行攔截，并在其工程的上、下游圍堰處，進(jìn)行挖集水坑作業(yè)，將坡面雨水和滲水進(jìn)行集中引入，最后匯聚于集水坑內(nèi)，而在每個(gè)集水坑內(nèi)都需要配備兩臺(tái)潛水泵，型號(hào)規(guī)格為QY25-24 -2.2，利用潛水泵將積水排到上、下游圍堰之外的地方，以此來(lái)確保底部工程良好作業(yè)，施工人員能在無(wú)水條件下施工。地面水采用的方法，是在基坑上口兩側(cè)之地，各挖數(shù)條排水明溝，使得地面來(lái)水能夠經(jīng)過(guò)挖掘的明溝，及時(shí)排入基坑以外的地方，以此來(lái)保證基坑內(nèi)不會(huì)流入地面水[3]。

4.4 原材料及其它措施

普善閘除險(xiǎn)加固工程位于阜南縣，地處潤(rùn)河上游柴集鎮(zhèn)普善村，距阜南縣距離大致路程在25km左右，對(duì)外交通、運(yùn)輸方式主要以汽車為主，通過(guò)鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路，可將工程所需的設(shè)備、建材直接運(yùn)至工地現(xiàn)場(chǎng)。

閘址至附近鄉(xiāng)村公路的路況，有大概0.7km的土路，需修建0.7km的混泥土道路與鄉(xiāng)村公路相連接，路面寬度為3.5m。

5 結(jié) 語(yǔ)

普善閘除險(xiǎn)加固工程建設(shè)一直受到當(dāng)?shù)卣叨汝P(guān)注，是當(dāng)?shù)卣囊豁?xiàng)重要的民生工程，加強(qiáng)水利基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，為水閘兩岸的農(nóng)田灌溉提供了巨大的保障。此次普善閘除險(xiǎn)加固工程，對(duì)其以往存在的技術(shù)弊端與部分問(wèn)題，通過(guò)使用最先進(jìn)的加固技術(shù)等施工措施，從根本上消除了潤(rùn)河段普善閘水域安全運(yùn)行的危險(xiǎn)隱患。

[1]李志偉，劉勝，張勝?gòu)?qiáng).咸寧市牛鼻潭攔河水閘除險(xiǎn)加固防滲設(shè)計(jì)[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2014(09):163-165,168.

[2]索永恒，梁志鴻.洋涌河水閘工程方案設(shè)計(jì)[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2012(08):117-119.

[3]嚴(yán)有風(fēng).水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程施工設(shè)計(jì)探析[J].中國(guó)水運(yùn)：下半月，2014，14(11)：244-245.

1007-7596(2017)05-0112-02

2017-04-16

楊軍(1970-)，男，安徽阜南人，工程師，從事水利工程施工工作。

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