河闸工程论文优选九篇

时间:2023-04-01 10:30:49

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河闸工程论文

第1篇

依据《水闸安全鉴定规定》(LS214—98),辽宁省水利水电科学研究院对西五官拦河闸进行安全鉴定,并形成了《凌源市西五官拦河闸进行安全鉴定报告书》,将西五官拦河闸安全类别评定为四类,具体鉴定结论如下:

1)工程过流能力不足,无法满足本河段防洪要求。

2)翻板闸闸门、底板、支墩、翼墙等构造物严重损坏,无法正常运行。

3)进水闸闸门全部丢失,无机电设备、无启闭机、无观测设施。

4)闸室渗透稳定未能满足相关要求,消能防冲设施完全损坏。

5)混凝土强度、冻融、炭化、剥蚀局部未能满足相关要求。

6)闸前淤积深度超过1.5m,大部分位置与闸门顶部齐平。总的来说,沉陷变形问题、稳定问题、渗漏问题、闸前淤积问题是西五官拦河闸的主要病险问题,不仅对其使用功能的发挥造成严重的影响,而且对下游地区人民群众的生命财产安全构成一定威胁,急需进行治理。

2工程布置及主要建筑物加固设计

2.1设计原则与依据

根据西五官拦河闸的实际情况,本次除险加固设计采用以下原则:

1)严格根据工程规划及相关文件的要求进行设计。

2)设计成果需满足国家和水利水电行业现行的规范与规程。

3)水闸防洪设计:水闸泄洪能力设计以河道防洪标准为依据;由于早年河道防洪规划已经考虑水闸的影响,因此除险加固设计中,水闸泄洪能力不低于原水闸标准;需进行河道清滩(淤)。

4)引水闸设计:引水闸规模沿用原有设计,在满足引水灌溉流量要求的同时,确保泄流、过流能力不小于原闸;引水闸闸室、闸门、上部结构、启闭设备重新设计,闸底板上部混凝土需凿除置换,效能防冲设施整体拆除重建。

5)引水闸启闭设备选择手电两用螺杆启闭机。

6)水利自动翻板闸设计:结合翻板闸实际情况,处理原则为拆除新建,并于下游增设消能防冲设施;考虑原水力自动翻板闸依靠水力开闭闸门,无需人为开闭,因此新建翻板闸选用液压自动翻板闸。

7)溢流坝设计:结合溢流坝实际情况,处理原则为拆除原有土石结构,增设消能防冲设施,与右岸翻板闸统一新建液压自动翻板闸。

2.2闸型与轴线的选择

2.2.1拦河闸轴线本次设计是将原闸拆除后新建拦河闸,因此拦河闸轴线沿用原有轴线。

2.2.2拦河建筑物形式本拦河闸原有坝型为水力自动翻板闸,因此备选坝型包括水力自动翻板闸、液压翻板闸和橡胶坝。水力自动翻板闸具有成本低、操作简单、便于维护等优点,但本河道泥沙含量较大,随着使用时间的延长,淤积问题将会使部分闸门无法正常开启,因此予以排除。橡胶坝具有成本低、安装简易、塌坝后阻水建筑物少等优点,但同时也存在使用年限较短、运行维护费用较高、泵房投资较大等缺陷,为确保运行可靠性予以排除。液压翻板闸具有使用年限长、可靠性高、便于管理维护、调节灵活等优势,但初期投资较高,金属结构安装工作量较大。经过综合考虑并参考业主意见,本拦河闸最终选用液压翻版闸型式。

2.3引水闸

引水闸设计原则为加固后过流能力不低于原有水平,孔口底高程为原设计高程376.20m,仍采用单孔,孔口净高1.00m、净宽1.20m。引水闸闸址位于左右岸,基础为砂砾石,闸室结构需同时满足自身稳定性与应力要求。为方便工程管理与操作,引水闸型式为穿堤涵型式、钢筋混凝土结构,采用手电两用的螺杆启闭方式,闸门选用平板钢闸门。

2.4工程总体布置

西五官拦河闸闸室段总长156.80m,共有17孔,闸门净宽8m,每2孔闸墩设置一沉降缝,分缝处闸墩宽1.5m,不分缝处闸墩宽0.8m;左右边墩宽1.2m,分别于两岸堤防、挡土墙形成平台,控制泵房设置于右岸下游侧挡土墙回填平台处。

2.5闸室结构布置

2.5.1闸室形式为满足汛期泄洪要求,采用开敞式闸室,堰型采用宽顶堰。

2.5.2闸底板顶高程为兼顾基础抗冻以及减少淤积的要求,确定闸底板顶高程为375.50m。

2.5.3闸门尺寸根据引用灌溉流量时对上游水头的实际要求,拦河闸设计挡水高度确定为1.60m,闸门向上游倾斜挡水(倾斜角45°),垂直挡水高度1.60m,闸门净宽8m。

2.5.4闸墩布置闸墩包括三种尺寸,左、右边墩厚1.20m,底板每两孔一分缝,分缝位置在中墩上,分缝中墩厚1.5m共8个,不分缝中墩厚0.8m共8个。由于闸墩上部需设置人行桥,所有中墩与底板长8.00m,上游端头采用半圆形,半径随墩厚而变化;下游端头半圆形。分缝中墩上、下游连接处设置651型橡胶止水带,闸墩顶高程378.10m。

2.6人行桥设计

为满足液压启闭机操作和检修的实际要求以及方便两岸交通,于闸墩上设置人行桥一座。桥面高程381.22m,与两岸防护堤平顺连接。人行桥采用混凝土槽型板桥,桥面净宽3m,铺装层采用C30小石混凝土,最小厚度0.07m,桥面横向坡比1%,以利于桥面排水。梁板高0.70m,宽0.8m,单跨布设4道梁。人行桥单跨长度9.10m,共计17跨,全场155.60m(包括缝宽),桥面栏杆采用金属栏杆。

2.7挡土墙设计

左右岸挡土墙分别位于左右岸边墩上、下游,采用悬臂式钢筋混凝土挡土墙,混凝土标号C20W4F200。左岸挡土墙上、下游段长度分别为17.89m、23.44m,墙顶设计高程380.28m,最大墙高7.58m,墙后回填与墙顶等高。下设素混凝土垫层10cm,墙后设置竖向、横向排水盲沟。右岸挡土墙上、下游段长度分别为14.94m、24.54m,墙顶设计高程380.28m,最大墙高7.58m,墙后回填与墙顶等高。下设素混凝土垫层10cm,墙后设置竖向、横向排水盲沟。

2.8引水闸设计

为满足灌溉需求,在拦河闸左右岸设置流量为1m3/s的引水闸,由于设计流量相同,因此左右岸引水闸的闸门尺寸、涵洞尺寸以及进口底高程均采用相同设计。引水闸进、出口底板高程分别为376.20m、376.05m,涵洞底坡为1%,闸室段与涵洞总长15m,进出口均为钢筋混凝土铺砌,铺砌厚度为0.2m。

2.9河道清滩设计

河闸附近河床淤积问题较为严重,不仅减少了进水闸取水量,同时也会削弱行洪能力,因此需进行适当的疏浚清淤。根据本工程实际情况,同时结合除险加固工程布置,确定闸0-160m~0+160m桩范围内除建筑物外的河道需要清滩。其中,上游闸0-160m~闸0-010m桩号需清滩至375.50m高程;下游闸0+056m~闸0+160m桩号需清滩至375.20m高程,河床两侧清滩开挖边坡为1∶2。

2.10护岸设计

为确保两岸边坡在清滩后的稳定性,需对拦河闸0-160m~闸0+160m的河岸边坡采取防护措施(拦河闸范围内除外)。护坡采用厚度为0.3m的格宾石笼,下设厚度为0.2m的砂砾石垫层,下格宾石笼与河道内海漫相接。

3结语

第2篇

论文关键词:水闸,平面钢闸门,顶止水,改造

 

1工程概况

运盐闸是淮河入江水道的一座重要控制建筑物,建成于1966年,位于江都市江都镇北约7.7公里高水河与邵伯湖的接口处,它既能引高水河的水入邵伯湖,又能排泄邵伯湖洪水通过芒稻闸入江。运盐闸建成时共7孔,其中两孔为通航孔,节制闸节制孔每孔净宽6.8米,通航孔每孔净宽13.0米,1999年运盐闸加固时,考虑到运盐闸实际情况,即高水河水位长年高于邵伯湖,已多年丧失通航功能,于是将两孔通航孔改为节制孔,每孔净宽6.0米,现全闸9孔。运盐闸原闸门采用上下扉弧形门,底板有门库,1999年改造后上扉门为砼固定式胸墙,胸墙底高程5.5米平面钢闸门,下扉门为钢结构平面直升门。运盐闸设计水位组合为正向上游7.5米,下游4.5米,反向上游3.5米,下游8.5米。

2 工程维修原因

该闸实际运用情况是高水河侧(下游)水位长期高于邵伯湖侧,尤其是江都站向北送水时,高水河一直处[1]于7.5~8.3米高水位运行,上游水位正常为4.8~6.0米,原顶止水采用平板止水,正常情况下都是下游水位高于上游水位,所以大多孔都发生下游(高水河)向上游(邵伯湖)漏水的现象,单孔最大可达0.04m3/s左右,局部孔可达0.8L/m·s,远大于《水闸技术管理规程》(SL75-94)规定的0.2L/m·s要求。

运盐闸闸门侧止水采用P型+L型,即考虑到了双向止水,顶止水采用平板橡皮止水,平板橡皮压缩量较小,顶止水与胸墙止水座由于设计、施工原因,很难配合好。2008年6月初,经现场检查,顶止水与胸墙止水座间有缝隙,在上下游存在水位差较大时,漏水严重,并且有响声。

3 工程维修方案

第3篇

关键词:泵站工程,进水流道,选型设计

 

1、前言

大中型泵站工程中,由于工程的重要性,进水条件要求高,多将进水池和进水管合为进水流道。进水流道是泵房内部水泵进口渐缩段(泵吸水室、泵底座)之前的过流部分,采用钢筋混凝土现浇于泵房之中,并与泵房底板成整体,成为泵房的块形基础。进水流道按水流方向可分为单向进水流道和双向进水流道;单向进水流道按形状又有肘形弯管型、平面蜗壳(钟形)型及其他型式(如室型等)。

进水流道一般应满足以下要求:

①水力损失小;

②过流平顺,各种工况下流道内不产生涡带,更不允许涡带进入水泵;

③线型简单、施工方便;

④尺寸合理,满足泵房土建和结构设计要求,尽可能减少流道宽度和开挖深度,以减少工程投资。

下面以佛山市顺德区东海上闸站工程为例,浅谈一下对泵站进水流道的选型和设计的一些体会。

2、工程概况

东海上闸站工程位于佛山市顺德区杏坛镇西北面,属于齐杏联围,内接东海大河,外排甘竹溪。科技论文,选型设计。工程站址位于齐杏联围桩号51+776、东海大河与甘竹溪的汇口处。本工程的任务主要是提高顺德区齐杏联围的防洪和排涝能力,工程规模为中型,是顺德区排涝规划的重点工程。科技论文,选型设计。科技论文,选型设计。

本工程包括排涝泵站及水闸,其中排涝泵站设计排涝流量为30m3/s。科技论文,选型设计。根据泵站设计排涝流量及各种扬程参数要求,通过机组选型比较,确定水泵选用5台1400ZLB-3.9型立式轴流泵,单机设计流量6m3/s;配套5台TL560-16/1430型高压(10KV)同步电动机,单机功率560kw,电排站总装机容量N=5×560=2800kw。科技论文,选型设计。

3、泵房进水流道选型方案比较

根据排涝泵站所选泵型、泵房布置等,本工程可采用肘形、钟形或簸箕形进水流道,这三种进水流道的基本尺寸及特点如表1:

进水流道对比表 表1

第4篇

论文摘要:文章简要阐述了水闸调度,并通过对某水利工程的水闸调度案例进行研究,指出水闸调度应注意的一些事项,希望能给一些大型水闸的调度提供一定的经验。

一、水闸调度

(一)水闸调度目的

为分泄、引用、滞蓄江河天然径流及调节水位或阻挡海水入侵,而对水闸进行的有计划的管理运用。总的要求是在保证工程安全的条件下,合理地综合利用水资源,按照规定的水利任务的主次合理分配水量;在防洪运用中,必须与上下游工程相配合;要尽量防止泥沙淤积,延长使用寿命。

(二)控制运用指标

在水闸调度中用作控制条件的一系列特征水位与流量,主要有:上游最高、最低水位,最大过闸流量及相应单宽流量,最大水位差,兴利水位及兴利引水流量等。允许双向运用的水闸应有相应的上述指标。这些指标,应根据水闸设计中规定的相应特征水位,考虑工程建设和安全情况、国民经济各部门的现实要求、水文数据的变化等具体情况研究确定。

(三)调度计划

由水闸管理单位根据控制运用指标,结合工程具体情况和有关方面的合理要求,参照历史水文规律和工程运用经验及当年水情预报等制定,内容包括:各时期的控制水位、流量及运行方式等。在实际调度过程中,应在计划规定的范围内运用,如因特殊情况需要在规定的上、下限指标范围外运用时,须经过验算及鉴定。

(四)调度方式

为满足既定的水利任务如防洪、灌溉、发电等而制定的具体运用规则,它是水闸安全地、经济地运行的关键。

二、某水利工程概述

某水利工程是一个以防洪、发电为主,兼顾灌溉、养殖的综合利用水利枢纽工程。枢纽控制流域面积46800km2,多年平均流量1250m3/s,枢纽总库容24亿m3;水库校核洪水位91.52m(P=0.1%),相应下游校核洪水位90.95m,对应泄洪流量为42000 m3/s;水库设计洪水位86.43m(P=1%),相应下游设计洪水位86.05m,对应泄洪流量为32700 m3/s;水库正常蓄水位77.5m,有效库容5.7亿m3,下游最低水位为59.79m。该水利工程通过对运用水库的蓄、泄和挡水等功能,对水资源在时间、空间上按需要进行重新分配。在保证水利工程安全的前提下,综合利用了水资源。

该水利工程位于A市的下游,重点要确保A市的防洪安全和下游防洪任务以及保证发电量,所以电站的发电回水对A市的影响也是一个比较敏感的问题,因此电站的正常发电运行,对其发电回水必须控制。同时该工程需要考虑到灌溉、养殖的任务,总体情况复杂、要求较高,所以需要依据科学的系统工程理论,拟定最优调度运用方式,建立自动化调度系统,逐步实现水利调度的最优化、自动化。

三、水闸计算机自动化监控调度系统

(一)系统的硬件组成

计算机监控系统的总体结构设计由多圈绝对值编码器闸门开度仪、Profibus-DP接口、Profibus-DP总线、可编程控制器、监控计算机等组成。

(二)系统的软件组成

主要监控计算机与各级控制器通过网络连接,对整个闸门系统进行监测、控制和保护。

(三)系统实际应用

系统从管理功能一般可划分为4个层次:操作层(水闸监测)、控制层(分中心)、调度层(中心)、信息网络。

1.操作层设在各基层水闸管理单位,负责采集闸内外水位、雨量、闸位、闸门开关量、水泵开关量等相关数据,并接受有关控制信息。

2.控制层(分中心)按水利片或区县设置,每个水利片或区县一个调度分中心,它处于整个系统的中间层,是连接基层与决策层的纽带。对上联系着调度总中心,对下接收所辖水闸监测站的水情工况数据,并统计处理后上传给调动总中心,同时接受调度总中心下发的调度指令。

3.调度层(中心)则是整个系统的指挥中心,它负责接收监测点传来的水情工况数据(包括视频图像),并进行远程监测;备份各监测点水情工况的历史数据;对接收到的数据进行分析处理,专家决策,提出调度方案。

(四)信息网络

网络模型是整个水闸调度信息系统的基础,其目标是形成一个安全、稳定为综合业务服务的IP数字通道。网络设计包括物理信道设计,网络安全设计,网络运营维护设计等内容。网络模型设计要按以下原则来进行:

1.合理的拓扑结构设计,要求网络的拓扑结构具有如下特点:可靠性,易维护,性能价格比优良,配置灵活,便于集中管理,可扩展,最大限度保护已有投资,便于维护通信的安全。

2.各部门间通过子网划分保持互相独立。

3.结构化布线,建立高速网络。

4.设备选型和配置时要满足扩展能力、支持多业务服务、大数据量的突发服务响应能力等应用需求。

5.采用现场总线方案将监控设备连接起来,以构成了一个稳定、易于扩充的硬件环境。传输介质采用屏蔽双绞线,系统采用总线式的拓扑结构,各设备采用总线接插件连入总线。PLC具有总线访问的权限,可以读取水位计,闸门开度仪等的实时数据,从而达到监视设备运行状态的目的。

四、水闸调度方式

(一)分洪闸调度

分洪闸以A市作为防洪保护区代表站和闸前的水位(或流量)作为控制条件。根据上游水情及分洪闸以下河道的安全泄量情况,适时开闸分泄超额洪水入分洪道或分洪区,并根据水情及防汛情况及时调整分洪流量,以充分利用河道泄洪能力及减少分洪损失。同时充分考虑发电所需水量,在一般情况下,电站正常发电回水位在A大桥处应控制在78.5m以下,其相应的入库流量为4800 m3/s。而在天然情况下,A大桥水位78.5m其相应流量约为9000 m3/s,因此,水库发电运行调度要重点研究入库流量4800 m3/s~9000 m3/s时,保证A大桥处的水位不超过78.5m的相应措施。当入库流量超过9000 m3/s时,为减少对A市水位的影响,水库必须腾空,经研究水库水位维持72.5m,对A大桥的水位基本没有影响,因此水库腾空至72.5m时,为方便回蓄,水位可维持不变。当洪水更大时,分洪闸敞开泄洪。

根据水电站的水情自动测报系统持续提供的24h精确的流量预报,发电调度可以根据24h预报入库流量进行,按上述要求,结合闸门模型试验成果,发电调度可分三个流量段进行:

1.当24h预报入库流量小于4800 m3/s时,维持正常蓄水位77.5m运行,结合面临流量的大小,由厂房发电与泄水闸Ⅰ区8孔联合运行调度闸门的启闭控泄流量。

2.当24h预报入库流量在4800 m3/s~9000 m3/s之间时,为保证柳江大桥水位不超过78.5m,又方便水库回蓄,按坝前水位、预报流量及面临流量进行调蓄调度,由泄水闸Ⅰ区8孔和Ⅱ区10孔共同以相同的闸门开度均匀启闭进行控泄。

3.当24h预报入库流量大于9000 m3/s时,水库泄至72.5m。洪水再大,18孔泄水闸敞开泄洪。当洪峰过后,直至预报入库流量小于4800 m3/s、面临流量小于8200 m3/s时,水库逐渐回蓄至77.5m,恢复正常发电运行。为满足蓄泄期间的通航水位变幅要求,每小时蓄泄变化的流量不大于1000 m3/s。

(二)挡潮闸调度

主要考虑到该水利工程年降雨不平均、汛期径流量大的因素,为阻挡入侵,以满足排涝、防洪、灌溉、航运等方面的要求。采取分季节分级控制河网水位、根据气象水文预报提前排水和及时蓄水,使排涝与灌溉均得到较好满足。控制河网水位时,也考虑航运的要求。同时十分重视挡潮闸前淤积问题,充分利用潮水和汛前泄水冲淤。

(三)排水闸调度

及时的排除涝水,控制闸上水位不超过耕作要求的水位。在汛期外河水位高涨时,及时关闸,防止倒灌,并利用外河水位短期回落时机开闸抢排涝水。在汛后,外河水位低于闸内水位时,即开闸排水,以使尽可能多的土地进行耕种。对于灌排两用闸,当灌溉季节遇到干旱年份应根据农田需要,适时开闸引水灌溉。并根据河道自然条件在鱼苗旺发期引水“灌江纳苗”,将鱼苗送入闸内河道。

(四)进水闸调度

根据灌区和电站的需水要求,及考虑到外河水位的变化,有计划地引水。趁外河涨水时机及时开闸引水,使湖泊水库尽快充满。

第5篇

论文摘要 农田除涝是农业高产稳产的基础,是农业丰产丰收的关键,详细介绍了农田除涝的基本措施及具体要求,主要包括:洪涝分治,综合治理;开挖沟网、墒网,改善排蓄重要条件;高、低地分开、分片排涝;自排为主,辅以抽排;控制运用,加强管理。

防洪的基本方法是应在巩固防洪设施的前提下,坚持顾全大局,分区分片控制,做到上下游,蓄与排,排与灌兼顾,整体照顾局部,团结治水,因地制宜,综合治理,避免产生新的洪涝矛盾或水害搬家的现象。笔者根据多年的工作经验,现将农田除涝的基本措施介绍如下。

1洪涝分治,综合治理

治洪是除涝的前提。在洪涝并存的地方,必须按照洪涝分治、防治结合、因地制宜、综合治理的原则,采取蓄泄兼筹,整治骨干排洪河道,扩大洪水出路,巩固防洪堤防与水库大坝,同时积极搞好水土保持工作。这不但能保障大片地区的防洪安全,也为大面积农田除涝排水解决出路问题。在洪水问题初步得到解决后,应该积极除涝。办法就是洪涝分离,让出洪水走廊,因地制宜规划某些河道为行洪河道(高水河),某些河道为排涝河道(低水河),把洪水干扰排除在外,给洪水以出路,分区分片治理,达到山区、平原分开,山区、圩区分开;高、低地分开。

2开挖沟网、墒网,改善排蓄重要条件

排水是除涝的基础,但不能单纯地考虑排水,应根据当地的自然条件,因地制宜开挖田间排水沟网、墒网,以改善土壤的排蓄条件。所谓“沟网”,系指大沟、中沟、小沟三级,有些地区则指干沟、支沟、斗沟等,大沟、中沟的作用是排水、泄水、引水、蓄水、调水及航运、水产养殖等;既能及时排除暴雨经流又可使地面经流得以滞蓄利用。小沟的作用是汇集排除地面水,控制与降低农田地下水位。所谓“墒网”,系指田间工程的毛沟、腰沟、墒沟,属于临时性田间排水工程,开挖这一系列田间排水沟,对于除涝、除渍夺高产,十分重要。其作用就是迅速汇集地面经流,减少降雨入渗,降低耕作层土壤含水量,从而降低地下水位。因此,必须重视搞好田间沟墒工程,促使降雨经流随时汇流入墒入沟,及时排除出去。

3高、低地分开、分片排涝

平原地区的地形特点,总的来说较为平坦,但因其范围广阔,地势仍然还有高差。如果不采取高、低地分开,大河网不划分梯级加以建闸控制,势必造成高地排水要压向低地,使低地受淹,从而加重低地的排涝负担,低地涝水更难以及时外排。同样,低洼圩垸地区虽然地形较为平坦,但圩内地形也存在高差,每逢暴雨,高水低流,形成“天落一寸,地涨半尺”的局面,势必加重低地的涝情,引起高、低之间的排水矛盾。因此,在排涝规划中,除了建立河网规划外,还应考虑在高低地分界线处划分梯级,建闸控制,等高截流,高低分开、分片,分级排涝,使各片自成水系,灵活调度,达到高水、高蓄、高排;低水低蓄、低排;高地自排;坡地抢排;洼地抽排;排涝滞涝结合,控制运用自如。这是平原区、低洼圩垸区除涝灭灾的一项有效措施。

4自排为主,辅以抽排

单靠自流外排与内湖滞涝仍不能免除涝灾威胁的地区,需要相辅以抽排。但是,为了减少装机容量和抽水费用,在规划和管理时,必须坚持以自排为主的指导思想,并采取一切措施尽量利用和创造自流排水的条件。例如:①在设置排涝站的同时,要修建自流排水涵闸或保留原有排水涵闸;②根据各个圩垸的具体情况,分别研究采用集中建闸、分片设站,或合站分闸,闸站合一等有利自排的布置方式;③有条件时可适当抬高内河、内湖的滞涝水位以争取内河、内湖有更多的自流外排条件;④抓住汛期河水位短期回落的时机,进行自流抢排等。

第6篇

论文摘要:麻湾引黄灌区工程,自1989年2月21日破土动工,至1991年6月末全部竣工,总投资4005万元。是当时全省黄淮海平原农业开发和黄河三角洲开发的重点工程项目,也是当时东营市建市以来地方兴建的大型引黄灌溉工程之一。

东营市是一个水资源相对缺乏的城市,在实施国家级战略,建设高效生态经济区的大背景下,强化水资源统一管理,搞好水资源的优化配置和高效利用,实施灌区续建配套与节水改造项目建设,促进灌区水利事业可持续发展非常必要。在此,笔者认为:要进一步强化以黄河水资源为主的水资源统一管理、优化配置和高效利用,搞好引黄灌区综合治理、节水改造和续建配套项目建设,促进引黄灌区可持续发展势在必行。

一、麻湾引黄灌区设计规模

东营市麻湾灌区是在原打渔张引黄灌区工程基础上,调整、改建而成的。新建引黄闸和总干渠,贯通原打渔张灌区二、三、四干渠,进而成为独立引黄灌区。引黄灌溉既保障了农业丰收,又补充了地下水,淋洗了盐分,有效地保证了地下水位的稳定和水质;设计灌溉面积4.93万公顷;年引黄河水1.5到2亿立方米,实际灌溉面积在3万公顷以上。

麻湾引黄闸位于黄河右岸的东营市东营区龙居乡麻湾险工上。总干渠自引黄闸下向东南,穿过南展堤大孙闸经大孙村西,向东南直插原打渔张四干渠,顺四干渠向东至庞家节制闸,然后沿四干四支折向正南,横跨打渔张河、穿过支脉河,经广青路南闫家泵站提水后,过三干向南,在广饶温楼闸入二干。由麻湾引黄闸至二干温楼闸,总干渠纵贯2县区5乡镇, 全长33.2千米。麻湾灌区控制范围,即原打渔张灌区二、三、四干的控制范围:新广蒲河以南、小清河以北(通过二干十二支过清工程也可过小清河)、广南水库以西、东营市与惠民地区边界以东。

麻湾灌区设计规模:引黄流量60立方米每秒,1条总干,3条干渠,1条分干,控制面积7.02万公顷, 设计灌溉面积4.93万公顷。各类建筑物103座,其中较大型建筑物有麻湾引黄闸、 大孙灌溉闸、打渔张河渡槽、支脉河倒虹吸和闫家扬水站等5座,改变了灌区范围内靠天吃饭的局面。

二、麻湾灌区改扩建工程

(一)三干渠改造恢复治理工程

为了解决广饶县2800公顷和广北农场1000公顷农田灌溉, 1991年4月市人大代表视察东营水利工作时,张万湖副市长指示:由市引黄灌溉管理局牵头,组织广饶县和广北农场对三干渠下游进行工程恢复技术设计。设计由东营市水利勘测设计院承担,1992年6月完成全部设计。

设计原则:既要保证三干下游用水,又要汇入二干5.0立方米每秒的流量,以缓解二干下游的供需矛盾,解决原三干渠供水范围没有包括的右岸 (其右岸原属二干供水范围,因偏远、地势高而难供水)供水问题。

该工程由东营市引黄灌溉管理局组织施工,于1992年3~6月施工,共完成土石方23.5万立方米,建筑物37座,其中有李庄节制闸、泄水闸、尾水闸修复、丁庄渡槽,干渠排沟生产桥12座,支门21座,完成投资147.09万元。三干下游的恢复治理,结束了广饶县丁庄乡和广北农场等单位40年来靠近干渠而又用不上黄河水的历史。

(二)总干渠渠首段衬砌工程

由于受东张铁路桥桥底高程限制,麻湾灌区在原设计中,引黄闸到东张铁路桥段渠底比降是1/11000, 在没有渠首沉沙的情况下,经一年运行,造成渠首淤积严重,因此对渠首需要进行改造。由东营市水利勘测设计院设计,将渠首渠底高程抬高75厘米, 将比降由1/10000调整为1/7000,将底宽由28米扩大到33米,将流量由60立方米每秒加大到80立方米每秒。 该工程由市引黄灌溉管理局于1992年9~12月组织施工,完成展区内2.3千米的砼板衬砌,投资150万元,有效地减少了水量流失,节约了水资源,提高了引黄灌溉效率。

(三)总干大孙灌溉闸以下衬砌工程

1998年6~8月,由东营市灌溉管理处设计并组织施工,对大孙闸以下3.2千米进行砼板衬砌,投资250万元,从此改变了该段渗漏严重的现象,进一步提升了干渠整体效能。  

(四)四干渠改扩建工程

麻湾灌区四干渠是东营区和胜利油田用水的重要输水渠道。由于黄河近年来经常断流,造成四干下游农田和胜利油田广南水库严重缺水的困难局面。对四干进行改扩建,满足东营区东部4个乡镇和广南水库用水需求,由四干、五干共同向广南水库输水,实现“二龙抱珠”,是东营区和胜利油田多年迫切要求。根据东营市和胜利石油管理局《第七次联席会议纪要》,由胜利石油管理局供水公司委托东营市水利局勘测设计院,对四干渠进行改扩建设计。

四干渠工程改扩建工程总体布置是:扩建四干进水闸,改建北隋节制闸、大许节制闸,新建王岗节制闸;扩大四干断面,底宽由8~5米加大到18.5~11米;流量由15~5立方米每秒加大为50~30立方米每秒。干渠长度由30.30千米延长至32.28千米,终点到广南水库2号沉沙池。 在2号沉沙池前新建浮筒式扬水站,8台机组,设计扬水能力30立方米每秒(此站由河南省水利勘测设计院设计)。干渠为土渠,比降1/6000;其中4处弯道长1089米护坡, 护坡结构自上而下为:60毫米厚、30毫米厚聚苯乙烯保温板(阴和0.2毫米厚塑料薄膜。

整个干渠分为两段布置:四干渠首至东辛路:长8.07千米,北坝基本不动,搬南坝向南拓宽;排水沟设南岸。东辛路至广南水库沉沙池泵站:长24.21千米,南坝基本不动,搬北坝向北拓宽;排水沟设干渠北岸。麻湾灌区四干改扩建工程由胜利石油管理局和东营区人民政府组成施工指挥部,市水利局负责质量监督和竣工验收。1998年3月开工,10月完工,总投资4800万元。

四干渠改扩建工程完成改建长度32.28千米,土方329万立方米;改建四干进水闸(新增4孔) 1座,改建、新建节制闸3座(北隋、大许、王岗),改建支门36座,新建支渠扬水站18座,新建改建生产桥及公路桥21座;新修东辛路至庞家进水闸柏油路一条,长8.0千米;新建、扩建4处管理站(庞家、北隋、大许、王岗);四干下游沿渠道新建泵站专用电力线16千米,进一步提升了工程整体面貌,增强了节水综合效益,促进了灌区社会效益的发挥。

三、麻湾灌区节水改造工程

20世纪90年代以来,黄河来水与需求矛盾日益突出,兴建节水型输水工程已成为弥补水资源不足的重要措施。一方面是水资源的严重匮乏,另一方面灌区灌溉水利用系数仅为0.45左右。灌区设计灌溉面积4.93万公顷,现状有效灌溉面积4.00万公顷,实际灌溉面积只有3.33万公顷,因此麻湾灌区建设节水型输水工程已经非常必要。  麻湾灌区节水改造工程是全国大型灌区续建配套与节水改造项目之一, 搞好灌区节水改造对促进灌区经济发展具有十分重要的意义。

四、麻湾灌区节水改造续建北延工程

2010年6-9月间,由东营市水利局组织承建的东营市麻湾灌区续建配套与节水改造工程:“总干渠北延工程”是以麻湾总干作为引水水源,以原打渔张总干作为输水渠道,将麻湾总干、曹店干渠、胜利干渠贯通,可以有效利用麻湾引黄闸的引水优势,实现引黄工程联合调度,水量互补,提高引黄供水保证率;同时,还可以联通广蒲河,老广蒲河、五六干合排、清户沟、广利河等城市水系工程为其建设提供可靠水源;另外,作为一条分干渠还可以向龙居、史口两镇供水,满足区域农业灌溉用水需要。 

麻湾总干渠北延工程控制灌溉面积19.10万亩,设计流量20立方米/每秒,该工程严格按照《灌溉与排水工程设计规范》和《水利工程质量体系》要求施工。工程级别为3级,建筑物级别为4级。主要建设内容包括衬砌渠首进水闸(设计桩号:0+000)--南二路桥(5+110)段5.11km渠道以衬砌为主的配套与节水工程;坼除重建生产桥3座;新建生产桥1座;维修生产桥1座;坼除重建支渠进水闸1座;新建支渠进水闸4座;改造支渠提水泵站2座。工程共完成土方(挖方)3.55万立方米;(填方)3.05万立方米,砌石6701立方米;砼及钢筋砼1141立方米。有效地改变了工程面貌,为保障东营市更加合理利用黄河水资源和促进黄河水城建设打下了良好基础。

五、麻湾引黄闸新建闸前泵站工程

第7篇

论文摘要:麻湾引黄灌区工程,自1989年2月21日破土动工,至1991年6月末全部竣工,总投资4005万元。是当时全省黄淮海平原农业开发和黄河三角洲开发的重点工程项目,也是当时东营市建市以来地方兴建的大型引黄灌溉工程之一。

东营市是一个水资源相对缺乏的城市,在实施国家级战略,建设高效生态经济区的大背景下,强化水资源统一管理,搞好水资源的优化配置和高效利用,实施灌区续建配套与节水改造项目建设,促进灌区水利事业可持续发展非常必要。在此,笔者认为:要进一步强化以黄河水资源为主的水资源统一管理、优化配置和高效利用,搞好引黄灌区综合治理、节水改造和续建配套项目建设,促进引黄灌区可持续发展势在必行。

一、麻湾引黄灌区设计规模

东营市麻湾灌区是在原打渔张引黄灌区工程基础上,调整、改建而成的。新建引黄闸和总干渠,贯通原打渔张灌区二、三、四干渠,进而成为独立引黄灌区。引黄灌溉既保障了农业丰收,又补充了地下水,淋洗了盐分,有效地保证了地下水位的稳定和水质;设计灌溉面积4.93万公顷;年引黄河水1.5到2亿立方米,实际灌溉面积在3万公顷以上。

麻湾引黄闸位于黄河右岸的东营市东营区龙居乡麻湾险工上。总干渠自引黄闸下向东南,穿过南展堤大孙闸经大孙村西,向东南直插原打渔张四干渠,顺四干渠向东至庞家节制闸,然后沿四干四支折向正南,横跨打渔张河、穿过支脉河,经广青路南闫家泵站提水后,过三干向南,在广饶温楼闸入二干。由麻湾引黄闸至二干温楼闸,总干渠纵贯2县区5乡镇, 全长33.2千米。麻湾灌区控制范围,即原打渔张灌区二、三、四干的控制范围:新广蒲河以南、小清河以北(通过二干十二支过清工程也可过小清河)、广南水库以西、东营市与惠民地区边界以东。

麻湾灌区设计规模:引黄流量60立方米每秒,1条总干,3条干渠,1条分干,控制面积7.02万公顷, 设计灌溉面积4.93万公顷。各类建筑物103座,其中较大型建筑物有麻湾引黄闸、 大孙灌溉闸、打渔张河渡槽、支脉河倒虹吸和闫家扬水站等5座,改变了灌区范围内靠天吃饭的局面。

二、麻湾灌区改扩建工程

(一)三干渠改造恢复治理工程

为了解决广饶县2800公顷和广北农场1000公顷农田灌溉, 1991年4月市人大代表视察东营水利工作时,张万湖副市长指示:由市引黄灌溉管理局牵头,组织广饶县和广北农场对三干渠下游进行工程恢复技术设计。设计由东营市水利勘测设计院承担,1992年6月完成全部设计。

设计原则:既要保证三干下游用水,又要汇入二干5.0立方米每秒的流量,以缓解二干下游的供需矛盾,解决原三干渠供水范围没有包括的右岸 (其右岸原属二干供水范围,因偏远、地势高而难供水)供水问题。

该工程由东营市引黄灌溉管理局组织施工,于1992年3~6月施工,共完成土石方23.5万立方米,建筑物37座,其中有李庄节制闸、泄水闸、尾水闸修复、丁庄渡槽,干渠排沟生产桥12座,支门21座,完成投资147.09万元。三干下游的恢复治理,结束了广饶县丁庄乡和广北农场等单位40年来靠近干渠而又用不上黄河水的历史。

(二)总干渠渠首段衬砌工程

由于受东张铁路桥桥底高程限制,麻湾灌区在原设计中,引黄闸到东张铁路桥段渠底比降是1/11000, 在没有渠首沉沙的情况下,经一年运行,造成渠首淤积严重,因此对渠首需要进行改造。由东营市水利勘测设计院设计,将渠首渠底高程抬高75厘米, 将比降由1/10000调整为1/7000,将底宽由28米扩大到33米,将流量由60立方米每秒加大到80立方米每秒。 该工程由市引黄灌溉管理局于1992年9~12月组织施工,完成展区内2.3千米的砼板衬砌,投资150万元,有效地减少了水量流失,节约了水资源,提高了引黄灌溉效率。

(三)总干大孙灌溉闸以下衬砌工程

1998年6~8月,由东营市灌溉管理处设计并组织施工,对大孙闸以下3.2千米进行砼板衬砌,投资250万元,从此改变了该段渗漏严重的现象,进一步提升了干渠整体效能。   

(四)四干渠改扩建工程

麻湾灌区四干渠是东营区和胜利油田用水的重要输水渠道。由于黄河近年来经常断流,造成四干下游农田和胜利油田广南水库严重缺水的困难局面。对四干进行改扩建,满足东营区东部4个乡镇和广南水库用水需求,由四干、五干共同向广南水库输水,实现“二龙抱珠”,是东营区和胜利油田多年迫切要求。根据东营市和胜利石油管理局《第七次联席会议纪要》,由胜利石油管理局供水公司委托东营市水利局勘测设计院,对四干渠进行改扩建设计。

四干渠工程改扩建工程总体布置是:扩建四干进水闸,改建北隋节制闸、大许节制闸,新建王岗节制闸;扩大四干断面,底宽由8~5米加大到18.5~11米;流量由15~5立方米每秒加大为50~30立方米每秒。干渠长度由30.30千米延长至32.28千米,终点到广南水库2号沉沙池。 在2号沉沙池前新建浮筒式扬水站,8台机组,设计扬水能力30立方米每秒(此站由河南省水利勘测设计院设计)。干渠为土渠,比降1/6000;其中4处弯道长1089米护坡, 护坡结构自上而下为:60毫米厚、30毫米厚聚苯乙烯保温板(阴和0.2毫米厚塑料薄膜。

整个干渠分为两段布置:四干渠首至东辛路:长8.07千米,北坝基本不动,搬南坝向南拓宽;排水沟设南岸。东辛路至广南水库沉沙池泵站:长24.21千米,南坝基本不动,搬北坝向北拓宽;排水沟设干渠北岸。麻湾灌区四干改扩建工程由胜利石油管理局和东营区人民政府组成施工指挥部,市水利局负责质量监督和竣工验收。1998年3月开工,10月完工,总投资4800万元。

四干渠改扩建工程完成改建长度32.28千米,土方329万立方米;改建四干进水闸(新增4孔) 1座,改建、新建节制闸3座(北隋、大许、王岗),改建支门36座,新建支渠扬水站18座,新建改建生产桥及公路桥21座;新修东辛路至庞家进水闸柏油路一条,长8.0千米;新建、扩建4处管理站(庞家、北隋、大许、王岗);四干下游沿渠道新建泵站专用电力线16千米,进一步提升了工程整体面貌,增强了节水综合效益,促进了灌区社会效益的发挥。

三、麻湾灌区节水改造工程

20世纪90年代以来,黄河来水与需求矛盾日益突出,兴建节水型输水工程已成为弥补水资源不足的重要措施。一方面是水资源的严重匮乏,另一方面灌区灌溉水利用系数仅为0.45左右。灌区设计灌溉面积4.93万公顷,现状有效灌溉面积4.00万公顷,实际灌溉面积只有3.33万公顷,因此麻湾灌区建设节水型输水工程已经非常必要。  麻湾灌区节水改造工程是全国大型灌区续建配套与节水改造项目之一, 搞好灌区节水改造对促进灌区经济发展具有十分重要的意义。

四、麻湾灌区节水改造续建北延工程

2010年6-9月间,由东营市水利局组织承建的东营市麻湾灌区续建配套与节水改造工程:“总干渠北延工程”是以麻湾总干作为引水水源,以原打渔张总干作为输水渠道,将麻湾总干、曹店干渠、胜利干渠贯通,可以有效利用麻湾引黄闸的引水优势,实现引黄工程联合调度,水量互补,提高引黄供水保证率;同时,还可以联通广蒲河,老广蒲河、五六干合排、清户沟、广利河等城市水系工程为其建设提供可靠水源;另外,作为一条分干渠还可以向龙居、史口两镇供水,满足区域农业灌溉用水需要。 

麻湾总干渠北延工程控制灌溉面积19.10万亩,设计流量20立方米/每秒,该工程严格按照《灌溉与排水工程设计规范》和《水利工程质量体系》要求施工。工程级别为3级,建筑物级别为4级。主要建设内容包括衬砌渠首进水闸(设计桩号:0+000)--南二路桥(5+110)段5.11km渠道以衬砌为主的配套与节水工程;坼除重建生产桥3座;新建生产桥1座;维修生产桥1座;坼除重建支渠进水闸1座;新建支渠进水闸4座;改造支渠提水泵站2座。工程共完成土方(挖方)3.55万立方米;(填方)3.05万立方米,砌石6701立方米;砼及钢筋砼1141立方米。有效地改变了工程面貌,为保障东营市更加合理利用黄河水资源和促进黄河水城建设打下了良好基础。

五、麻湾引黄闸新建闸前泵站工程

第8篇

关键词:丙乳砂浆;配合比;改性机理;施工要点

引言:丙乳砂浆与传统的修补材料相比具有成本低、耐老化、易操作、施工工艺简单及质量容易保证等优点,近年来广泛应用于老化砼表面的加固处理。

一、工程简介

大西海子水库是塔里木河最末端的一座水库,水库西边就是塔克拉玛干沙漠。距新疆库尔勒市约200公里。本次加固工程位于大西海子水库水库老泄洪闸闸室底板、闸墩,边墙等部位。总加固面积1100m2。

大西海子水库老放水闸建于20世纪70年代,经过近40年的运行,工程老化现象严重,闸墩及闸底板砼表面表皮脱落,蜂窝、麻面较严重,尤其在闸墩水位变化区,冻融剥蚀现象严重,混凝土严重碳化。属于典型的水工混凝土建筑物老化工程.为防止该泄洪闸混凝土进一步碳化,以及混凝土闸墩水位变化区的冻融破坏,本工程被列入塔里木河流域近期综合治理项目之一,对泄洪闸进行改造,泄洪闸上下游及闸墩以上部位新建,闸室及闸墩决定采用丙乳砂浆技术,对其混凝土结构表面进行密封防护处理。

二、丙乳砂浆简介

丙乳砂浆是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆的简称,属于高分子聚合物乳液改性水泥砂浆。丙乳砂浆是一种新型混凝土建筑物的修补材料,具有优异的粘结、抗裂、防水、防氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能,丙乳防水防腐材料配制的水泥砂浆具有良好的耐久性,抗渗性,密实性和极高的粘接力以及极强的防水防腐效果。可耐纯碱生产介质,尿素,硝铵,海水盐酸及酸碱性盐腐蚀。它与普通水泥和特种水泥配制成水泥砂浆,通过调和水泥砂浆浇铸或喷涂,手工涂抹的方法在混凝土及表面形成坚固的防水防腐砂浆层,属刚韧性防水防腐材料。与水泥,砂子混合可使灰浆改性,可用于水利、公路、工业及民用建筑等钢筋混凝土结构的防渗、防腐护面和修补工程。

三、丙乳砂浆与传统工艺的比较

目前用于建筑工程中的修补材料主要有水泥基和树脂基两种。由于树脂基修补材料常用的主要是环氧树脂砂浆,该材料虽具有强度高、强度增长快、能抵抗多种化学物质的侵蚀等优点,但材料的力学性能与基底混凝土不相一致,存在如其膨胀系数大于基底混凝土而开裂脱落、不适合潮湿面粘结、不耐大气老化等缺点,且施工环境要求比较高,成本比较大;而水泥基修补材料(分普通水泥砂浆和聚合物水泥砂浆)弥补了该项缺陷,但普通水泥砂浆在与老混凝土表面粘结、本身抗裂和密封等性能不如聚合物(丙乳)水泥砂浆,丙乳砂浆与传统环氧树脂砂浆相比,不仅成本低,而且施工与普通水泥砂浆相似,可人工涂抹,施工工艺简单,易操作和控制施工质量,并适合潮湿面粘结,与基础混凝土温度适应性好,使用寿命同普通水泥砂浆,克服了环氧树脂砂浆常因其膨胀系数大于基底混凝土而开裂、鼓包与脱落等缺点。

四、丙乳砂浆配合比及原材料的选用

丙乳砂浆是丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆的简称,属于高分子聚合物乳液改性水泥砂浆。在原材料进行选用时,水泥宜采用不低于32.5R级的普通硅酸盐水泥;砂子选用细度模数1.6,粒径小于2.5mm的过筛细砂即可;聚合物丙乳的固体含量为39~48%,砂浆用水总量应考虑丙乳中的含水量。

丙乳砂浆配合:灰砂比1:1~1:2;灰乳比1:0.15~1:0.3;水灰比40%左右。建议混凝土建筑物表面剥蚀、水质侵蚀、钢筋锈蚀修补采用下限配合比;有防渗要求的裂缝、冲磨、空蚀等修补采用上限配合比。施工前应根据现场水泥和砂子及施工和易性要求通过试拌确定水灰比,丙乳砂浆应尽量选用小水灰比。

五、丙乳砂浆施工要点

(一)施工方法

丙乳砂浆施工可采用JB―12型挤压式砂浆泵或人工涂刷的方法进行。

采用挤压式砂浆泵操作时要注意通过调嘴、喷枪口径、喷枪口与工作面的距离以及工作压力,要求喷出的砂浆充分分散、回弹少、不阻管、无流淌。为防止大面积喷涂造成收缩裂缝,一般要求分层喷涂,并控制好间隔时间。

采用人工涂刷时,为保证质量,需采用丙乳胶乳净浆打底和罩面。大西海子水库泄洪闸改造中采用的是人工涂刷施工。

(二)施工过程

1.丙乳砂浆铺筑施工工艺流程如下图所示:

丙乳砂浆铺筑施工工艺流程图

2.施工过程

施工前需将旧混凝土剥蚀层凿除,凿除厚度为3cm,在凿毛的旧混凝土表面(简称基面)用高压水冲洗干净,待基面无积水呈潮湿状时,先于基面涂刷一层丙乳胶乳净浆,要求净浆涂布均匀,无漏涂。净浆涂刷后立即摊铺搅拌均匀的丙乳胶乳水泥砂浆,砂浆采用砂浆拌和机拌制,砂浆连续拌和4~5分钟,停顿1分钟,在拌和机内再拌和1分钟后才能入仓。

为防止大面积施工造成收缩裂缝,施工前将板面划分成16个单元,每个单元再划分成1m×2m小块,各小块四周铺设纤维板条作为工作面模板及层面整平导轨,层面整平用3.5m长直尺刮平,纤维板条高程即为整个加固板面设计高程。

丙乳砂浆要分层摊铺,每层厚度1.5cm,第一层为整平层,第二层为加强罩面层,每层均需用木抹子拍实抹平,加强罩面层用铁抹子抹光。为增加整平层和基底的粘结强度,

施工人员穿胶靴在摊铺好的砂浆层上踩踏一遍,然后再用木抹子拍实抹平。

抹光操作半小时后,砂浆表面成膜,立即用塑料薄膜覆盖。待砂浆终凝后(约4小时),即进行喷雾养护并覆盖塑料薄膜,养护时间为3天;之后进行洒水养护,养护时间为7天;7天后自然干燥养护。

施工缝保持原有旧混凝土施工缝位置,各小块之间不设施工缝。为避免旧混凝土施工缝开合变形引起砂浆开裂,在旧砼施工缝处铺设18目钢丝网以增强该部分的砂浆抗拉强度。

六、结束语

针对水工混凝土建筑物老化工程的运行工况,对现有修补防护材料进行各种水工特性试验研究,使其能够更好地适应各种老化混凝土建筑物的防护修补工程,对于进一步开发、推广应用新型修补及防护材料具有十分重要的意义.丙乳砂浆作为防护修补材料,其本身具有抗冻融破坏的能力,以及密封作用,能够达到防止老混凝土进一步碳化,延缓钢筋锈蚀速度,抵抗冻融剥蚀破坏的目的.另外,由于丙乳砂浆具有良好的抗冲刷和抗渗透性能,因此,可广泛应用于水利除险加固工程中。

参考文献:

第9篇

[论文摘要] 邵武市东关水利枢纽工程是一座采用翻板门活动坝进行泄洪的工程,具有闸孔尺寸大、泄洪能力强、对城区防洪影响小的特点。该文介绍了泄水闸布置,坝体构造、坝体断面、翻板闸门等的有关设计内容,以期为今后在城区建设具有发电、改善水环境、美化城市、促进旅游等综合效益的水利工程提供参考。

1 工程基本情况

邵武市东关水利枢纽工程是一座集改善环境、蓄水发电、旅游开发为一体的综合利用水利工程,工程采用分期导流、分期施工方式;工程于1999年9月28日开工,一期工程于2000年6月28日完成,二期工程于2004年10月10日完工;工程投入运行以来已产生了良好的经济、社会和环境效益。

东关水利枢纽工程位于邵武市东关大桥下游180m处的富屯溪干流上。坝址以上流域面积2748km2,多年平均流量106m3/s,多年平均年径流量33.4亿m3;水库正常蓄水位189.5m,校核洪水位193.41m,总库容935万m3;电站装机容量4.8 MW,保证出力900kW,年利用4217h,多年平均发电量2024万kWh。电站接入福建省电网,主要向邵武地区供电,电站建成后进一步促进了地方经济发展。工程为低水头径流式水电站,枢纽主要由活动坝、河床式厂房、升压站等组成。

枢纽工程位于城区,为降低邵武城关的防洪压力,经分析比较和论证,采用活动坝为本工程的泄洪建筑物。活动坝是采用一定开度的翻板闸门作为主要挡水结构的一种坝型,共有8孔,安装8扇尺寸为25×5.0m(闸门宽度×挡水高度)的翻板闸门,平时通过闸门不同开度的控制来调节下泄流量,或保持上游库水位在正常蓄水位189.50m;洪水时翻板闸门全部开启,近于消失(当洪水大于设计洪水时活动坝处于水下),保持了天然河道的过水断面,使枢纽具有足够的泄洪能力(坝址处20年一遇洪水位较天然状态仅壅高0.23m),较有效的解决了城区枢纽工程挡水与防洪的矛盾。

工程的建成,美化了邵武市区,正常蓄水位189.5m时,相应水库面积1.2km2,枯水期回水长度5.4km,市区河床裸露景象不复存在,形成一个宽阔优美的人工湖。

2 枢纽布置

根据东关水利枢纽工程所处地形、地质、水流条件,施工条件以及运行管理等因素,发电厂房布置在河床左岸,河床中部及右岸布置溢流闸(翻板门活动坝),左、右岸采用混凝土挡墙与岸坡连接,坝顶全长284.9m。

拦河坝为低堰溢流闸,坝顶高程191.80m,坝高12.80m,溢流闸全长238.9m,分8孔,每孔净宽25.0m,闸墩内设两个冲淤积导水孔;为使溢流堰不影响行洪,堰顶高程比下游河床略低,采用宽顶堰,高程确定为184.50m;下游消能采用跌流及底流消能,坝顶不设交通桥。

溢流闸采用8孔平板翻板工作闸门挡水,翻板工作闸门尺寸25.0×7.07m(宽×高),每扇翻板闸门用2×2000kN液压启闭机操作。工作门上游采用浮式闸门作为检修设施。活动坝闸墩内导水孔闸门尺寸为1.2×1.2m,采用手电二用闸阀进行动水启闭,导水孔进口设拦污栅和检修闸门。翻板闸门在门顶过流时,门顶后侧挂有一道水帘,为使闸门与水帘之间的空间能够补气和排气,在闸门上设有破水器,在闸墩边墙设有通气孔。

主厂房总长46.0m,总宽度32.9m,主机段长33.5m,装配场段长12.5m。厂房内安装3台竖井贯流式水轮发电机组,单机容量1.6MW,机组间距11.0m。进水口布置拦污栅、事故检修闸门及进人孔,每台机组设2个进水口,其中拦污栅一道,事故闸门两扇,进水口平台高程190.0m,布置了起吊拦污栅和事故检修闸门的电动葫芦门型构架。

3 工程主要技术及特点

3.1 活动坝

3.1.1 坝体构造

(1)坝顶高程:由于活动坝坝顶可以过水和坝顶无交通桥布置要求,考虑在设计洪水标准下技术廊道内不进水,并减少行洪影响,坝顶高程以设计洪水位191.71m加一定超高确定,最终为191.80m。

(2)坝内技术廊道:为解决技术廊道液压启闭机油管布置、左右岸交通、检修、通风、排水等,在活动坝底设技术廊道。技术廊道尺寸为2.0×2.7m(宽×高),位于中心桩号为坝下0+014.2m,底部高程181.0m,其下游侧布置排水沟,集水井尺寸3.0×2.0m×1.95m(长×宽×深)。水泵和通风机室设在右岸,翻板闸门液压启闭机的泵站设在左边墩194.6m高程的平台上。

(3)冲砂孔:由于溢流堰堰顶及闸门支铰高程较低,堰后较易淤积,为便于翻板闸门开启,在每个活动坝闸墩均设有冲砂孔(孔口尺寸1.2×1.2m),取压力水通过冲砂孔将堰后底坎沉积淤积物冲掉。

(4)坝体分缝止水:考虑活动坝坝体高度及底板厚度不大,基础约束较弱,为降低闸门设计、制造安装难度,降低止水要求和工程造价,借鉴有关工程经验,在溢流闸八孔中部设一道伸缩缝,解决基础不均匀沉降问题。厂坝间、右边墩与集水井之间结构缝、坝体伸缩缝各设一道止水铜片和一道橡胶止水带。

3.1.2 坝体断面设计

(1)坝体基本断面:溢流闸活动坝坝体断面除满足稳定与应力要求外,主要受金属结构布置控制。溢流闸共8孔,每孔净宽25m,闸室底板长26.5m,上下游侧设防渗齿墙,左边墩因启闭机布置要求宽度为5.0m,中墩和右边墩均为4.0m。

(2)溢流闸孔口确定:考虑本工程处于城区,洪峰流量大,库区洪水位雍高受限的特点,根据洪水流量,河床地质条件选定具有泄洪能力大的混凝土溢流闸(活动坝、翻板闸门)为泄洪建筑物,洪水全部由溢流闸渲泄。由于本工程处于邵武市区,上游淹没和市区防洪是确定闸孔总净宽的主要影响因素,计算闸孔总净宽时,上游淹没要小,上、下游水位差一般在0.1~0.3m,同时兼顾允许过闸单宽流量、水工建筑物布置和工程造价。通过7种孔口方案的比较,最终选定大孔口方案,布置8孔溢流闸,每孔净宽25m,堰顶高程184.5m(低于原河床高程),在下泄20年一遇设计洪水时,上下游水位差为0.23m。

(3)坝后消能防冲:由于翻板闸门的运行特点,活动坝泄洪时,下游流态变化形式与一般闸门不同,且更为复杂;参照国内相关工程经验,按翻板闸门不同开度,下游流态由按跌流与底流相互演变进行消能设计,消力池长15.4m,底板高程180.68m;在跌流不同开度工况下,计算冲坑深度均小于消力池水深,不会影响溢流坝安全。闸门泄水运行中采取合理的调度方式,保证在任何情况下水跌发生在消力池内。

3.1.3 闸墩拉锚筋

活动坝中水荷载通过翻板闸门传至闸墩上,受力点为油缸支座、锁定梁处,而闸门检修时需固定浮动门,此时荷载主要受力点为闸墩上游两侧面的浮动门吊耳,这些部位由于承受荷载较大,在闸门全开时,油缸支座拉力达2130kN,因此上述闸墩局部受拉区须配置扇形受拉钢筋(拉锚钢筋)。

3.1.4 闸墩侧面翻板门扇形运行区处理

翻板门底铰在底坎上,闸门从关闭至卧倒全开的运行轨迹在闸墩侧面形成一扇形区。为了使闸门在不同开度情况下均能正常工作,并保证闸门两侧水封能紧密与闸墩表面接触,以达到止水效果,此扇形区进行一定处理;扇形区闸墩表面要求光滑垂直,表面磨光,喷涂903聚合物改性水泥砂浆,垂直度2/1000,平整度3mm/m,粗糙度2μm。

3.1.5 基础处理及防渗型式

东关水利枢纽坝高较低、水头较小,建基面基岩为强风化顶板,坝基稳定与应力小满足规范要求,坝基设置上下游齿墙后,坝基抗渗也满足要求,坝基不进行固结、帷幕灌浆处理,仅在上下游坝脚处抛填大块石保护,防止水流冲刷和掏空。

右坝头采用连续防渗墙防渗,墙顶高程193.47m,延伸长度9.51m;同时在右坝头开挖后,回填一定比例的粘性土以增加坝头的防渗能力。2003年为了进一步防止绕坝渗流危及下游防洪堤基础,在东关大桥至坝址段布置防渗孔,加强防渗处理措施。

3.2 活动坝段金属结构

(1)挡水闸门及启闭

挡水闸门布置:活动坝挡水闸门为翻板平面钢闸门,采用向下游倾斜55°角布置方式,为使正常蓄水位时,闸门操作设备不浸水,其操作用的2支液压缸中心线成水平布置在高程190.0m孔口两侧闸墩上,闸门宽度方向两端上游侧设置了两个垂直于面板的三角形支臂,闸门即通过该支臂与液压缸相连接。液压启闭机最大启闭力2×2000kN,最大持住力2×1300kN ,工作行程6.3m。每扇翻板闸门均在闸墩上设机械锁定装置,该锁定装置的爪式锁定块通过在闸门三角形支臂上端的一个锁定挡头对闸门进行锁定。活动坝上游采用浮式闸门作为检修设施,其支承跨度25.75m。

翻板闸门结构设计:闸门孔口净宽25m,具有闸门跨度大、启闭力大,底部支承和变形控制要求高的特点。为保证闸门整体变形小,运行安全可靠,设计时充分考虑底部支承和闸门启闭时两吊点启闭力差异等情况。每孔闸门底部采用多铰支承布置,共设5个圆柱铰;对闸门进行抗扭计算,使闸门整体具有足够的抗扭刚度。

翻板闸门的启闭:闸门开启依靠水压力和闸门重产生的倾倒力矩,此时液压缸只用于持住闸门,泵站的输出压力仅用于开启液压锁定阀,闸门的开启速度采用调节液压系统的调速阀来控制。闸门关闭采用启动液压泵站,通过液压缸提起闸门,关闭孔口,一般情况下分两批交替关门。

液压系统的布置:除液压缸为露天布置外,液压泵站和电气设备均设在大坝1#闸墩194.6m高程的启闭房内,油管从泵站经竖井和活动坝底板下的技术廊道通向各液压油缸。

(2)导水孔闸门:每个活动坝闸墩均设有冲淤积导水孔,导水孔的进口处设置了一道固定式拦污栅,孔口尺寸为1.9×1.9m,设计水头3m,拦污栅重量约0.4t。导水孔设一道检修门,孔口尺寸为1.2×1.2m;导水孔工作闸门为手电两用蝶阀,直径Ф1.2m,开启压力0.6MPa,重量约3.25t,该蝶阀可进行动水启闭。一般情况下,在开启活动坝翻板闸门时,均应先开启导水孔阀门进行冲淤,以利于翻板闸门的正常运行。

3.3 水轮发电机组

电站为低水头径流式水电站,水头范围为2.1~5.6m,根据工程经验,此水头段宜采用贯流式水轮机,通过灯泡贯流式、轴伸贯流式和竖井贯流式3种机型的技术经济比较,最终选用利于枢纽布置、运行检修、经济合理的竖井贯流式机组,型号为GZSK114-WS-290。水轮机转轮直径2.9m,额定水头4.1m,额定转速125rpm,额定出力1737kW,额定点效率87%;机组安装高程181.3m,吸出高度-2.8m。

发电机与水轮机同轴,型号为SFW1600-8/1480,额定容量为1.6MW,额定电压6.3kV,额定电流183A,额定功率因素0.8。

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