摘要:本文通過介紹水力自控翻板閘壩的結(jié)構(gòu)特點及施工要點讓大家對該工程類型有所了解,在此基礎(chǔ)上淺略分析了該工程在運營管理方面需要注意的有關(guān)事項,供大家參考。
引言:水力自控翻板閘壩工程是近年來施工較多的一項攔河壩工程,該工程與傳統(tǒng)攔河壩相比具有無需外加能量,無需附加啟閉機(jī)械、啟閉機(jī)架與閘房,也不需設(shè)置水泵、泵房、充排水管、沉砂池等附屬設(shè)施,運用杠桿原理完全由水力自控啟閉的特點。水力自控翻板閘壩工程具有造價低、節(jié)省材料、施工期短、啟閉準(zhǔn)確及時、不需人工操作并且具有便于排走漂移物和推移質(zhì)等優(yōu)點。水力自控翻板閘壩可不設(shè)中墩(或只設(shè)很薄的分流導(dǎo)水墻),幾乎不縮窄河床,可以最大限度宣泄洪水,接近于天然河道的泄水能力,五十年一遇洪水時上下游水位差在0.1~0.3m范圍內(nèi)。水力自控翻板閘門為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),耐久性、堅固性好。翻板閘門啟開后,在門底與堰頂之間有較高空間,便于推移質(zhì)與躍移質(zhì)隨洪水排走,對閘門基本無磨損。翻板閘門設(shè)計使用年限一般為50年。洪水來臨時,翻板閘門能非常及時地自動打開泄洪;洪水消退時,翻板閘門能及時自動回關(guān)截留洪水尾水,水量不被流失,對于干旱少雨的西北地區(qū)是非?少F的,水力自控翻板閘門啟閉完全由水力自動控制,后期的管理不需要人員長期值守,只需在洪水過后進(jìn)行巡檢,管理費用較低。
結(jié)構(gòu)特點:水力自控翻板閘壩工程一般由進(jìn)水口水平鋪蓋段、閘室段、消力池、海漫及防沖槽五部分組成。進(jìn)水口水平鋪蓋段主要作用是平順?biāo)鳎乐归l前沖刷并且增加滲透路徑防止閘前滲流;閘室段是整個閘壩工程的主體部分,該部分主要承擔(dān)翻板閘門的受力及壩體防滲功能,由基礎(chǔ)防滲墻、重力式溢流壩、閘墩、支腿、閘門等部分組成,一般的基礎(chǔ)防滲墻、重力式溢流壩為現(xiàn)場施工,而閘墩、支腿、閘門等部分為預(yù)制場預(yù)制,在現(xiàn)澆溢流壩壩體預(yù)留坑槽將閘墩、支腿、閘門預(yù)制構(gòu)件最后組合安裝。水力自控翻板閘壩工程施工技術(shù)含量較高的部分就是閘門、閘墩的預(yù)制,因為閘門是根據(jù)水流受力情況自動開啟的,閘門要在不同水頭壓力下自動調(diào)節(jié)重力,這就要求閘門是一個非均質(zhì)的受力構(gòu)件,一般為上輕下重,至于閘門重心如何設(shè)置,這需要專家理論計算和實驗部門不斷試驗、驗證方能確定。閘門與支腿、支墩的連接要靠金屬連接件連接,金屬連接件包括:滾輪、輪座、連桿、拉桿、軌道、止水壓條和連接螺栓等。金屬構(gòu)件一般集中從專業(yè)金屬構(gòu)件加工廠加工,要求具有一定剛度并且能防腐蝕;消力池主要任務(wù)是對閘門后的水頭進(jìn)行一級消能;海漫和防沖槽主要是導(dǎo)流、消能作用,并且是連接閘壩與河床的過渡部分,對保護(hù)閘壩安全具有非常重要的作用。
施工要點:水力自控翻板閘壩工程施工大致可以分為以下幾個步驟:
一、施工準(zhǔn)備:包括施工場地、預(yù)制場地、生活場地、施工用水、施工用電、施工道路、機(jī)械設(shè)備安裝、拌合樓安裝等一系列工作。
二、施工導(dǎo)流和截流:導(dǎo)流圍堰為臨時性水工建筑物,根據(jù)河床寬度可以采用一次性導(dǎo)流和分期導(dǎo)流,對于河床較窄,來水量不大的地段采用一次性導(dǎo)流,將水流導(dǎo)出河床,上下游修建圍堰進(jìn)行整體工程施工;對于河道寬闊,地勢較平緩地段采用分段施工,分期導(dǎo)流。施工分段和導(dǎo)流時段應(yīng)相結(jié)合,盡量避免在主汛期安排施工。
三、基坑抽排水:對于河床地質(zhì)條件較差、滲水量較大的河流在修筑圍堰時應(yīng)考慮增加防滲心墻或帷幕灌漿,確;觾(nèi)無較大的滲水量,基坑內(nèi)的少量滲水,在工作面內(nèi)沿圍堰設(shè)置井點,將集中滲漏水采用抽水設(shè)備抽排,保證旱地施工。
四、主體工程施工:
1、基坑開挖及截水墻施工
采用大開挖形式對壩體部分進(jìn)行開挖,開挖深度除滿足設(shè)計要求外還應(yīng)考慮基底地質(zhì)狀況,一般的壩體基底有承載和防滲兩重要求,不能單獨只考慮承載或防滲,因此基坑開挖后要對基底地質(zhì)情況進(jìn)行檢測和論證,確保壩體安全。
截水墻位于基底以下壩體上游,設(shè)置截水墻的目的主要是增加滲流半徑,進(jìn)一步加強(qiáng)壩體防滲能力。截水墻一般為混凝土結(jié)構(gòu),寬度在0.5~1.0米以內(nèi),深度視河床地質(zhì)情況確定。截水墻施工主要要求密實,強(qiáng)度并無太高要求。對于基底為完整巖石的河床可以不設(shè)置截水墻。
2、基礎(chǔ)回填施工
截水墻施工完成并且達(dá)到一定強(qiáng)度后,應(yīng)該開始基礎(chǔ)回填施工,回填材料一般為砂礫石或石渣,要求分層碾壓分層回填,壓實標(biāo)準(zhǔn)(相對密度)不低于0.7,每層回填厚度不超過50厘米;A(chǔ)回填時應(yīng)避免對截水墻混凝土造成傷害。
3、溢流壩施工
水力自控翻板閘壩工程的溢流壩既是過水建筑物又是翻板閘門的重力式基礎(chǔ),一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),也有中心為埋石混凝土外層包裹鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。不管是哪一種形式,該部分對壩頂過水面要求是一樣嚴(yán)格的,必須耐沖耐腐蝕、平順光滑、并且具備較高強(qiáng)度和溫度伸縮性。水力自控翻板閘壩工程采用中心埋石混凝土外層包裹鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。溢流壩體為大體積混凝土構(gòu)件,施工時應(yīng)注意降溫措施同時應(yīng)注意分段分層處施工縫的處理。為了安裝閘門在壩體部分預(yù)留許多坑槽及空洞,施工時應(yīng)注意其位置的準(zhǔn)確性,否則預(yù)制構(gòu)件將無法安裝。溢流壩和截水墻連接處應(yīng)采用橡膠止水帶止水。
4、水平鋪蓋及消力池施工
水力自控翻板閘壩工程的水平鋪蓋及消力池施工同一般水工建筑物的相同,無需詳述,但應(yīng)注意翻板閘的水平鋪蓋和消力池都應(yīng)該和壩體部分進(jìn)行止水連接,即在壩體上預(yù)埋二分之一寬度的止水帶,在水平鋪蓋或消力池上將另一半橡膠止水帶澆入混凝土內(nèi)。
5、海漫及防沖槽施工
下游海漫一般為漿砌石結(jié)構(gòu),其底層設(shè)置一定厚度的反濾層,漿砌石中間設(shè)反慮孔(孔內(nèi)填充砂礫石)。該部分處于下游沖刷段,要求結(jié)構(gòu)厚度及漿砌石質(zhì)量必須滿足設(shè)計及規(guī)范要求,否則容易造成沖刷破壞。防沖槽是翻板閘工程向河床過渡的重要部位,一般為鉛絲籠石結(jié)構(gòu)。該部分為易損部位,容易受水流的淘刷破壞,施工時應(yīng)著重控制鉛絲籠石的結(jié)構(gòu)尺寸及石塊直徑。防沖槽鉛絲籠石基礎(chǔ)一般要求密實,嚴(yán)禁在松散的砂石料或土料上施工鉛絲籠石。
運行管理:通過對水力自控翻板閘門初期運營管理的總結(jié),在今后日常運行中應(yīng)注意以下管理措施和操作辦法,避免造成事故和損失:1、在閘壩上游盡量設(shè)置攔污柵,攔截汛期漂浮物,避免對閘門造成傷害。2、如需人工開啟翻板閘,使用兩個5T的手動葫蘆平衡拉啟閘門,注意保持兩個支腿的同步,在整個操作過程中,要特別注意人和閘門的安全。3、當(dāng)人工開啟翻板閘門后,閘門一定要拉可靠,枕在支墩的橡皮上,并且要鎖緊在支墩上。在洪水來臨前必須把翻板閘門關(guān)閉,讓其自動泄洪,否則翻板閘門被鋼索拉住在洪水中運行會產(chǎn)生拍打以致?lián)p壞。4、閘門在蓄水運行中,切忌成人和小孩在閘門上游100m范圍內(nèi)游泳、玩水等,以免發(fā)生意外的人身安全事故。5、每年的汛期前或洪水后要對閘門的金屬件逐個進(jìn)行檢查,遇螺母有松動時,應(yīng)用扳手旋緊,以確保閘門的運轉(zhuǎn)安全,每二年左右要對閘門的金屬件進(jìn)行防銹油漆處理,以維護(hù)閘門長久運用,若止水橡膠損壞造成漏水,則拉啟閘門更換止水橡膠。6、閘門在運轉(zhuǎn)時主要是靠軌道與滾輪接觸,需加強(qiáng)檢查,如遇漂浮物(竹、木、稻草等)的卡攔、阻塞,閘門則不能自動回關(guān),或者回關(guān)后漏水,此時必須將閘門用葫蘆拉起,以人工清除雜物后再回關(guān)。7、翻板閘下游水流逐級消能后仍具有較大的沖刷力,閘后海漫、防沖槽容易受水流沖刷破壞,該部位應(yīng)經(jīng)常檢查維修防止較大變形破壞對壩體安全造成影響。
結(jié)束語:通過對水力自控翻板閘壩工程結(jié)構(gòu)特點、施工要點、運行管理等方面的描述,大家對該工程項目的特點應(yīng)該有所了解,望各位在今后的施工、運營管理方面有所借鑒與啟發(fā),所述不周或錯誤之處謹(jǐn)請批評指正。