周 明
(黑龍江省農(nóng)墾總局建三江分局水務局,黑龍江富錦 156300)
建三江管局推進涵閘結合工程意義及注意問題
周 明
(黑龍江省農(nóng)墾總局建三江分局水務局,黑龍江富錦 156300)
通過分析建三江管局橋涵建筑物配套問題,地表水灌溉優(yōu)勢和地下水供需不平衡,說明建三江管局發(fā)展涵閘工程的意義,針對當?shù)貧夂驐l件和涵閘工程的特點,提出當?shù)赝七M涵閘工程主要應注意設計施工的防凍害問題,特別是工程的運行管理問題以及解決措施。
建三江管局;涵閘結合;注意問題;防治凍害;運行管理
建三江管局總控制面積1.24萬km2,現(xiàn)有耕地66.67萬hm2,截至2010年底水田面積達到57.33萬hm2,水稻成為當?shù)刂е援a(chǎn)業(yè)。由于水田98%以上采用地下水灌溉,導致地下水處于超采狀態(tài),當?shù)仄骄磕暌?0~30 cm的速度下降。而當?shù)赜泻邶埥⑺苫ń?、烏蘇里江三江環(huán)繞,每年過境水量2 739億m3,當?shù)禺a(chǎn)水量約10.9億m3,過境水利用不足0.4‰,每年降水形成的近11億m3徑流也沒有充分利用,水資源開發(fā)利用不協(xié)調(diào)致使水資源問題制約當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展。為解決以上問題當?shù)卮罅ν七M江水灌溉工程和地表水攔蓄設施。
建三江管局地勢平緩,坡降在1/8 000~1/12 000,除少數(shù)山丘外,其余均為低洼平原,因其特殊的地理、地勢和降雨因素導致區(qū)域內(nèi)低洼易澇、洪澇災害頻繁,除澇問題從建局以來一直是當?shù)厮ㄔO的主要治理方向,經(jīng)過40多年的建設,現(xiàn)有排水干溝470條、支溝4 075條、斗溝44 342條,配套橋涵19 832座。目前導致當?shù)匕l(fā)生洪澇災害的原因一方面為溝道實施標準低,而另一方面主要因素為建筑物工程不配套影響排水,根據(jù)當?shù)亟煌芭潘枨笕孕杞蚝?萬座,因此當?shù)匾罅ν七M橋涵建筑物配套建設。
地表水灌溉水溫較地下水灌溉水溫、土溫較高,有利于緩苗,縮短返青期,提前了分蘗的時間和速度,水稻移栽后及早發(fā)根,有利于根系生長發(fā)育,能夠提高作物產(chǎn)量;地表水水質(zhì)好,富含各種有機微生物、浮游物,水肥度高,不但使水稻獲得高產(chǎn),水稻品質(zhì)也相應提高。當?shù)啬甑叵滤砷_采量約為11.1億m3,而當?shù)厮灸暧玫叵滤恳堰_28億m3,地下水處于超采狀態(tài),需要盡量減少地下水開采量。由于地表水灌溉的優(yōu)勢以及當?shù)氐叵滤_采存在的問題,要在排水溝道設置攔蓄工程對每年降水形成的約10.9億m3徑流加以充分利用,在排水溝道設閘對地表水加以攔蓄利用是有效措施。
在排水溝道設置涵閘結合工程既可解決排水建筑物配套問題,同時又滿足地表水攔蓄利用需求。
當?shù)亟ㄖ锕こ檀嬖诩竟?jié)性凍害,冬季土層在冰凍過程中產(chǎn)生膨脹,春季凍土融化又產(chǎn)生沉陷,常會使建筑物的強度和穩(wěn)定受到破壞,尤其涵閘工程有攔蓄要求,土壤含水量大,更容易發(fā)生凍害,同時涵閘工程為排蓄結合工程,工程運行需要兼顧排水和蓄水要求,因此當?shù)赝七M涵閘工程主要應注意設計施工的防凍害問題和工程的運行管理問題。
當?shù)睾l發(fā)生凍害部位主要發(fā)生在涵閘底板和擋土墻,涵閘底板凍害主要表現(xiàn)形式為:①進出口底板發(fā)生縱、橫裂縫和隆起;②底板整體上抬;③在分縫處出現(xiàn)擠裂、錯位現(xiàn)象。擋土墻凍害產(chǎn)生原因是基礎凍土融化后,土壤含水量增大,使承載力減低,當前趾處的地基壓力超過承載能力時,擋土墻就會產(chǎn)生前傾,由于中心前移,更加大了前趾處的地基壓力,運行幾年后,擋土墻就會傾斜甚至傾倒,同時凍土融化,會影響地基的抗剪強度和擋土墻的抗滑穩(wěn)定性,使墻身出現(xiàn)位移和裂縫。擋土墻后的凍土融化后,含水量增大,如排水孔少或被凍塞,地下水位將升高,加大了水平推力;或是由于凍土膨脹的產(chǎn)生的水平力,使墻身前傾或推倒。墻后填土的水平凍脹力與墻前靜冰壓力的聯(lián)合作用,使墻身受水平剪力而產(chǎn)生裂縫。
預防閘底板凍害措施:更換基礎墊料,一般是挖除凍脹土,更換無凍脹的砂石料,也可做成倒置盒形基礎板,這種形式的基礎四面有框,盒底朝上,盒內(nèi)填砂,這樣比做深基省料,又可防凍。做好砂石料邊界處理,夯壓結實,換基材料可以用渣油與砂拌和,這樣隔水性能好,且承載力不受影響。對于比較大的涵閘除更換砂基外,要把底板與中、邊墩分離,把中、邊墩基礎筑在凍層以下,在底板與中、邊墩連接處設沉陷縫并做止水,凍土膨脹不致破壞閘底。
預防擋土墻凍害措施:加深基礎,把基礎底面做至凍層以下,如加深基礎工程量過大,可將一部分基礎換砂,砂墊層的換置,前趾應大于凍深,后趾可略潛于凍深,在保證側(cè)向滲徑長度的前提下,回填非黏性土,以減少水平凍脹力,同時增設排水孔,并及時排除填土表層積水,減少地表水入滲,降低土壤含水量。
具體要求為:
1)每處工程應有管理單位,并設專人負責管理。
2)排水溝在大凍前盡可能停止過水,防止地下水位的抬高,改善排水條件,降低地下水位和土壤含水量,防御凍害。
3)確保工程安全,按設計確定的汛前控制水位,不得超標準運行,在下游無水或水位低于設計最低水位的情況下,開閘放水必須嚴格控制閘門開度和流速,避免產(chǎn)生遠趨水躍,沖刷建筑物和溝道,應待下游水位回升至最低水位以上時,才能正常運行。
4)統(tǒng)籌兼顧、綜合利用,當興利與防洪發(fā)生矛盾時,興利應服從防洪,在蓄水灌溉上,其正常蓄水位應考慮上游除澇、防漬的需要,分配灌溉水量應上下游兼顧,對下游原有用水戶所需的水位和流量應予維持。
5)做好涵閘的檢查觀測,檢查內(nèi)容包括閘墻和翼墻的回填土、閘頂覆蓋土上有無淋溝、塌陷、滑坡、裂縫和滲漏,排水系統(tǒng)、導滲反濾設施有無填塞、損壞和失效,溝道、閘接頭處有無滲漏、管涌,混凝土和鋼筋混凝土建筑物有無裂縫、滲漏、剝落、沖刷、磨損和氣蝕,伸縮縫和止水有無損壞,填充物有無流失,閘門啟閉機運行是否正常,出現(xiàn)問題要及時進行維修。
[1]譚志偉,楊革.水工建筑物凍害防治技術[M].鄭州:黃河水利出版社,2008.
[2]任何峰.水利工程管理[M].北京:中國水利水電出版社,2006.
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1007-7596(2011)06-0277-02
2011-05-31
周明(1976-),男,黑龍江訥河人,工程師。