灤下灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程節(jié)制閘設(shè)計(jì)

孟鄆

【摘要】節(jié)制閘設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)節(jié)水改造中發(fā)揮著重要作用，本文結(jié)合灤下灌區(qū)2014年度續(xù)建配套與節(jié)水改造工程在設(shè)計(jì)中的實(shí)際情況，對(duì)節(jié)制閘設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要探討。

【關(guān)鍵詞】灌區(qū)；節(jié)制閘；設(shè)計(jì)

1、工程概況

灤下灌區(qū)是華北最大的水稻灌區(qū)，渠首設(shè)在灤縣城南灤河右岸，設(shè)計(jì)引水流量117.4m?/s，加大流量140 m?/s。灌區(qū)從潘家口、大黑汀、桃林口三大水庫(kù)引水，水源保證率高，多年平均水庫(kù)供水6.84億m?，渠首引水7.68億m?。灤下灌區(qū)是為開(kāi)發(fā)濱海鹽堿荒地，經(jīng)國(guó)家建委、水利部、農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)，于1956年動(dòng)工，1958年建成的。灌區(qū)主要包括柏各莊灌區(qū)、群眾灌區(qū)和灤樂(lè)灌區(qū)等三個(gè)分灌區(qū)，受益范圍涉及唐海（柏各莊農(nóng)場(chǎng)）、灤南、樂(lè)亭三縣和兩個(gè)軍墾農(nóng)場(chǎng)，當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)灌溉面積38.74萬(wàn)畝，其中水稻13.05萬(wàn)畝。以后經(jīng)多年不斷擴(kuò)建，特別是1976年震后恢復(fù)建設(shè)和灤河上游水庫(kù)的建成興利，灌區(qū)規(guī)模不斷擴(kuò)大，1982年灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積95.8萬(wàn)畝，灌區(qū)控制面積達(dá)到168.8萬(wàn)畝。

2、節(jié)制閘設(shè)計(jì)

2.1 工程選址

節(jié)制閘宜選擇在河道順直、河勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定的河段。需結(jié)合工程地質(zhì)情況來(lái)確定。

本工程位于灤南縣地處燕山山脈南麓，灤河下游，渤海灣北岸，華北平原東部邊緣。境內(nèi)無(wú)山，地勢(shì)平坦，北高南低，地貌類(lèi)型簡(jiǎn)單，屬于平原地貌。擬建場(chǎng)地均被第四系沉積物覆蓋，未發(fā)現(xiàn)明顯的地質(zhì)構(gòu)造，地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬土層結(jié)構(gòu)，根據(jù)地層時(shí)代、空間分布特征，勘察深度范圍內(nèi)地層自上而下為：第①層 素填土（Q4ml），第②層 粉細(xì)砂（Q4al），第③層 粉質(zhì)粘土（Q4al），第④層 細(xì)砂（Q4al）。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)及場(chǎng)區(qū)工程地質(zhì)條件分析，場(chǎng)區(qū)地層以砂土和粘性土為主，未見(jiàn)其它不良地質(zhì)作用及深大活動(dòng)斷裂通過(guò)，因此判定場(chǎng)地屬穩(wěn)定場(chǎng)地。劉莊節(jié)制閘閘底板座落在第②層粉細(xì)砂層上，滲透性等級(jí)為中等透水，H=3.8m，L=32.7m。根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范 》（GB 50487-2008），J允許經(jīng)驗(yàn)值為0.25～0.35，經(jīng)計(jì)算不會(huì)產(chǎn)生流土，滲透穩(wěn)定。

2.2 水閘結(jié)構(gòu)形式方案比較

結(jié)合本工程實(shí)際對(duì)常規(guī)閘和橡膠壩兩個(gè)方案進(jìn)行了比較論證。

2.2.1 常規(guī)閘方案

1）鋼筋混凝土蓄水閘，便于管理運(yùn)用，不易人為破壞。

2）此閘型堅(jiān)固耐用，并相應(yīng)減少管理維修費(fèi)。

3）該閘型雄偉壯觀 ， 施工技術(shù)易于掌握，方便施工。

4）可調(diào)節(jié)水位、控制流量，運(yùn)用靈活、操作方便。

5）閘門(mén)維修是一個(gè)長(zhǎng)期工作。

2.2.2 橡膠壩方案

橡膠壩是本世紀(jì)出現(xiàn)的一種新型水工建筑物 ，在我國(guó)有 30年的歷史。隨

著高分子合成纖維和橡校工業(yè)的發(fā)展 ，我國(guó)的橡膠壩經(jīng)過(guò)近 30年的科學(xué)研究和工程實(shí)踐 ，已經(jīng)積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn) ，橡膠壩技術(shù)已日趨成熟。

橡膠壩的特點(diǎn)：

1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工期短，當(dāng)年施工、當(dāng)年受益。

2）自重輕、抗震性能好。

3）輸水干渠常年有水，檢修需干場(chǎng)進(jìn)行，檢修期間需要施工導(dǎo)流。

4）壩袋受河中漂浮物劃傷及人為破壞，影響發(fā)揮正常效益 。

5）壩袋使用壽命僅相當(dāng)于常規(guī)閘的1/3～1/2， 更換壩袋需要投資。

6）運(yùn)行管理難度大。

2.3 閘室結(jié)構(gòu)尺寸方案選擇

根據(jù)計(jì)算，閘孔總凈寬確定為35m，擬定兩個(gè)閘室尺寸方案。

方案Ⅰ（5孔×8m平底板方案）：根據(jù)運(yùn)行條件新建一座5孔、單孔凈寬為8m的水閘，閘室結(jié)構(gòu)為開(kāi)敞式，閘室底板采用混凝土整體式平底板，閘室兩岸的連接采用圓弧翼墻式。

方案Ⅱ（7孔×6m平底板方案）：根據(jù)運(yùn)行條件新建一座7孔、單孔凈寬為6m的水閘，閘室結(jié)構(gòu)為開(kāi)敞式，閘室底板采用混凝土整體式平底板，閘室兩岸的連接采用圓弧翼墻式。

3、節(jié)制閘總體布置

1）上游連接段

上游渠道與閘室段兩側(cè)采用直立式擋墻和圓弧翼墻連接，擋墻型式為懸壁式鋼筋混凝土擋土墻，擋土墻上設(shè)置不銹鋼欄桿。上游連接段包括漿砌石鋪蓋和鋼筋混凝土鋪蓋兩部分。漿砌石鋪蓋長(zhǎng)10m，厚0.4m，上下游端部設(shè)齒腳，鋪蓋兩側(cè)用1：4漿砌石邊坡與原地面連接。漿砌石鋪蓋后接混凝土鋪蓋，混凝土鋪蓋長(zhǎng)15米，厚0.5m，下設(shè)0.1m厚素混凝土墊層，上下游端部設(shè)齒腳。

2）閘室段

該閘閘室采用C30F200W6鋼筋砼結(jié)構(gòu)。中墩厚1.1m，縫墩厚1.8m，邊墩厚0.9m，墩頂高程均為7.9m。底板長(zhǎng)9m，總寬46.9m，共5孔，單孔凈寬為8m；閘底板高程3.1m，厚1米，閘門(mén)采用鋼制滑輪閘門(mén)，尺寸為8m×4.1m。水閘下游閘墩上設(shè)1.5m寬人行便橋，橋面高程為8.1m。

3）下游連接段

閘室下游為消力池，二者采用651橡膠止水連接。閘室出口處以1：4斜坡段與消力池水平段相連，消力池底板采用C30F200W6鋼筋砼結(jié)構(gòu)，池深0.8m，池長(zhǎng)13m，包括3.2m斜坡段和9.8m水平段（坎厚0.5m），消力池底板厚度為0.5m，末端設(shè)3排直徑10mm塑料排水管，間距1.5m，梅花形布置，排水孔下設(shè)反濾層。消力池兩側(cè)邊墻為懸壁式鋼筋混凝土擋土墻，部分擋土墻上設(shè)置不銹鋼欄桿。消力池后接漿砌石海漫段，長(zhǎng)度為5m；其后接坡度為1：10的干砌石海漫，長(zhǎng)10m；兩段海漫厚度均為0.4m，下設(shè)0.1m厚碎石墊層。海漫段后接拋石防沖槽，防沖槽底寬2.5m、槽深1m，上游側(cè)邊坡為1：2；下游側(cè)邊坡為1：3，防沖槽下游與下游河道相接。海漫兩側(cè)用1：4漿砌石邊坡與原地面連接。

該工程完成后，通過(guò)工程設(shè)施的改善和管理措施的完善，渠道利用率可提高1個(gè)百分點(diǎn)，從71%提高到72%，年可節(jié)水800萬(wàn)立方米，使灤下灌區(qū)改善稻田面積10萬(wàn)畝，減少沿渠沖地面積200畝。另一方面，該工程的環(huán)境和社會(huì)效益也極為顯著，它不僅可美化自然環(huán)境，樹(shù)立灌區(qū)良好形象，且對(duì)加快灌區(qū)水利骨干工程改造建設(shè)，促進(jìn)灌區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展都將起到十分重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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