內(nèi)部充水鋼圍堰的結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定分析

張 羽 ，趙集云 ，劉明瀟 ，孫東坡

(1.華北水利水電大學(xué) 水利學(xué)院，河南 鄭州 450046； 2.華北水利水電大學(xué) 水力學(xué)及河流研究所，河南 鄭州450046)

大型輸水干渠大多為跨流域調(diào)水工程，多采用明渠輸水形式。長距離、大型輸水干渠受運(yùn)行工況限制，一般沒有停水維修的條件，運(yùn)行期渠道維修只能在輸水狀態(tài)下進(jìn)行。南水北調(diào)中線總干渠擔(dān)負(fù)著沿線調(diào)水、供水的重任，維修更是不能影響正常輸水。為了滿足不停水開展渠道修復(fù)，在需要維修的渠道一側(cè)邊坡設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)的“圍墻”（即鋼圍堰），與邊坡一起構(gòu)筑成與渠道水流既相對(duì)連通又相對(duì)封閉的靜水施工環(huán)境。這樣的鋼圍堰設(shè)置既容易平衡渠道水流的動(dòng)水壓力，又為渠道邊坡修復(fù)提供一個(gè)可靠的靜水施工環(huán)境，很好地解決了大型渠道輸水狀態(tài)下的邊坡修復(fù)難題。

與傳統(tǒng)鋼筋混凝土工程相比，鋼結(jié)構(gòu)安裝精度較高，輕便易運(yùn)輸，同時(shí)其整體穩(wěn)定性也需要得到一定的保證。左麗等[1]設(shè)計(jì)了一種自平衡組合式擋水圍堰，研究了擋水面板、支撐傳力系統(tǒng)，并進(jìn)行了有限元分析，但圍堰的最大吃水深度只有3.0～3.5 m，無法在南水北調(diào)總干渠水深8 m處進(jìn)行作業(yè)。王巖松[2]設(shè)計(jì)了一種水中下放升降平臺(tái)，工作完成以后，抽出艙內(nèi)水，利用水的浮力使圍堰上浮，最后對(duì)圍堰切割拆除。但是這種雙壁鋼圍堰入水時(shí)需要大型機(jī)械運(yùn)送，空間會(huì)受到限制，而且在拆除過程中難度大，切割成本高。郭海亮等[3]提出將鋼模板圍堰從安裝到下水固定的整套理論，鋼圍堰采用裝配式結(jié)構(gòu)，首先在一級(jí)馬道上進(jìn)行焊接拼裝，然后由牽引裝置牽引下水，再經(jīng)過模板固定，混凝土澆筑，結(jié)構(gòu)縫處理等步驟將鋼圍堰整體穩(wěn)定；……