枢纽除险加固工程设计探讨范文

一、工程概况

1．外观形象：第二分水枢纽泄洪闸第2、4孔泄洪闸底板部分被冲毁，其他闸孔底板发生淘蚀现象；泄洪闸下游护坦已全部被冲毁，导致河床裸露；上下游护坡部分区段发生滑移现象；泄洪闸启闭设备运行工况差；枢纽上游左岸淤积严重，直接影响枢纽行洪安全。

2．工程复核计算报告结论：水文资料延长后，第二分水枢纽泄洪能力不满足设计要求，消能防冲设施、闸室抗渗稳定性及闸室结构满足设计要求，电气设备基本正常，但需更换老化的电气线路，仅有水位观测设施，缺乏一般性观测设施，影响枢纽的安全运行。

3．经鉴定：第二分水枢纽水闸安全鉴定结果为三类。

二、除险加固工程方案

第二分水枢纽除险加固工程设计方案为：拆除第二分水枢纽左侧冲沙闸（共2孔）及左岸引水闸（共2孔），在该处新建泄洪闸（共4孔），在新建泄洪闸的左侧恢复拆除的冲沙闸及引水闸，泄洪闸、冲沙闸及引水闸的纵轴线均与已建第二分水枢纽泄洪闸的纵轴线完全相同，改建部分引水渠，并对上下游护岸损毁、破坏严重部分进行重建，同时新建管理用房。

三、除险加固工程设计

1．泄洪闸

（1）工程布置：泄洪闸为“一”字型东西向布置，为开敞式水闸，共计9孔，单孔闸门尺寸宽×高均为10×2.5m，闸孔净宽90m，闸前设C20砼铺盖，闸室段采用分离式底板型式，闸墩下部为灌注桩基础，上部设工作桥、交通桥及启闭闸房，均为钢筋混凝土结构，闸门采用弧形钢闸门；泄洪闸消能采用裙板消能，在护坦末端设裙板消能设施及防冲墙，防冲槽内设铅丝石笼及抛石防冲。防冲槽末端新建格宾石笼，以利于消除水流余能。

（2）闸室设计：本次设计新建泄洪闸底板高程与现状泄洪闸底板高程相同，即1,210.70m。工作水位经计算正常蓄水位为Hmax挡正常＝1.30m，最高挡水位为Hmax挡最高＝1.60m，设计洪水位为Hmax泄设计＝1.85m，校核洪水位为Hmax泄校核＝2.15m。根据地质情况分析，泄洪闸基础第①、②、④层存在震动液化可能，设计对泄洪闸地基采用桩基础进行处理。即每个桩承台下布设单排钻孔灌注桩，桩数为3根，桩直径为0.8m，桩中心距为4.7m和3.9m，桩长为19.2m。

（3）消能设计：第二分水枢纽泄泄洪闸现状采用挑流裙板消能，经历了1995年、2000年及2006年3次超设计标准洪水的考验，证明该消能方式较为可靠。本次设计泄洪、冲砂闸均采用挑流裙板消能，由斜坡段、水平段和裙板段三段组成，长度均为32m，其中斜坡段长度为7.2m，坡度为1：6，底板厚度为0.8m；水平段长度为8m，底板厚度为0.8m；裙边段长度为19.8m，裙板上部为工字钢，长度为6m，挑流角度为5.7°，下部为支撑排架及防冲截墙，其中防冲截墙深度为7.2m，厚度为1.65m，背坡为1：0.7，防冲截墙后部接1：3反坡，反坡段全部铺设0.8m厚的铅丝石笼。

2．冲砂闸

（1）工程布置：冲砂闸布置于泄洪闸两侧，左、右两岸各设2孔，单孔闸门尺寸宽×高均为3×2.5m，闸孔净宽12m，闸前铺盖、闸室段、消能防冲设施布置与泄洪闸相同。冲砂闸闸底板高程为1,210.70m，闸门采用弧形钢闸门。

（2）闸室设计：冲砂闸挡水和泄水情况下的工作水位与泄洪闸对应部分完全相同，即：正常蓄水位为Hmax挡正常＝1.30m，最高挡水位为Hmax挡最高＝1.60m，设计洪水位为Hmax泄设计＝1.85m，校核洪水位为Hmax泄校核＝2.15m。冲砂闸设计洪水流量为Q冲设计＝49m3/s，校核洪水流量为Q冲校核＝62m3/s。冲砂闸闸室均为开敞式，闸孔总计为4孔，闸孔净宽均为3m，闸房、与泄洪闸对应部分完全相同。

3．引水闸

根据工程设计方案，本次除险加固工程保留原有的右岸引水闸，只对设计左岸引水闸进行重建。左岸引水闸共计3孔，单孔净宽3m，总净宽9m，由上游连接段、闸室段、消能防冲段、下游连接段。

（1）工程布置：布置于左岸冲砂闸西侧，引水闸纵轴线与泄洪闸平行，共计3孔，单孔闸门尺寸宽×高均为3×2.5m，闸孔净宽9m，闸前设C20砼铺盖，闸室段采用分离式底板型式，闸墩下部为灌注桩基础，上部设工作桥、交通桥及启闭闸房，均为钢筋混凝土结构，闸底板高程为1211.50m，闸门采用平板钢闸门；引水闸消能采用消力池消能，在闸室末端设消力池，消力池末段设连接段，以利于消除水流余能。

（2）闸室设计：左岸引水闸工作水位为：正常蓄水位为Hmax挡正常＝1.30m，最高挡水位为Hmax挡最高＝1.60m。引水闸设计引水流量为Q引设计＝13.3m3/s，加大引水流量为Q引加大＝16.7m3/s。引水闸闸室均为开敞式，闸孔总计为3孔，闸孔净宽均为3m，闸房、与泄洪闸对应部分完全相同。

（3）消能设计：引水闸消能采用常规消力池消能方式，消能防冲段总长10m，其中斜坡段长2m，水平段长8m，总宽度12.4m，池深0.5m；消力池采用C20砼浇筑，厚0.8m，末端设排水孔，下设三级反滤层。消力池底板高程1,211.0m。

四、工程复核计算

依据规范对除险加固后的水闸过流能力、渗流稳定、闸室稳定及基础处理等均需进行复核计算，经计算枢纽泄洪流量满足要求，渗流稳定、整体稳定均满足设计要求，基础处理经复核计算可满足设计要求。

五、结语

车尔臣河第二分水枢纽除险加固工程设计立足于枢纽现状存在问题，结合防洪、灌溉及灌区发展的综合需要，充分考虑灌区各业发展的要求；在满足工程安全、经济合理和技术先进的前提下，统筹考虑工程施工、工程管理及水土保持、环境影响等多方面因素，力争做到安全、经济、实用、节能、环保。对于枢纽除险加固工程设计，有一定借鉴意义。

作者：张新华单位：新疆巴音郭楞蒙古自治州水利水电勘测设计院