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水庫(kù)加固工程設(shè)計(jì)分析論文
【摘要】針對(duì)水庫(kù)溢流堰加固工程設(shè)計(jì)，做了簡(jiǎn)單的論述。開展水庫(kù)加固工程，需要針對(duì)水庫(kù)現(xiàn)存的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，進(jìn)行有效分析，制定除險(xiǎn)加固方案，湖南某病險(xiǎn)水庫(kù)存在的問(wèn)題，主要包括防洪效果不佳、壩基滲漏等，需要采取針對(duì)性措施，做好加固處理，以確保水庫(kù)能夠正常運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】水庫(kù)工程；溢流堰加固；工程設(shè)計(jì)；質(zhì)量要點(diǎn)表
1溢流堰現(xiàn)狀分析
溢流堰體為此水庫(kù)的主要組成部分，由于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，堰頂交通橋橋板和橋墩局部出現(xiàn)露筋問(wèn)題，同時(shí)還存在蜂窩麻面，安全隱患較為嚴(yán)重，影響著日常管理與防汛，難以達(dá)到防汛標(biāo)準(zhǔn)。溢流堰體部分設(shè)計(jì)時(shí)，溢流面板與挑流鼻坎使用的混凝土強(qiáng)度為C20，依據(jù)《水工緩凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要對(duì)有抗沖耐磨要求的部位，進(jìn)行完整的分析，混凝土強(qiáng)度等級(jí)要大于C25，因此該水庫(kù)溢流堰體質(zhì)量不滿足規(guī)范要求，需要進(jìn)行除險(xiǎn)加固。此水庫(kù)溢流壩面存在裂縫，同時(shí)存在著滲水問(wèn)題，加之挑流鼻坎結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較低，已經(jīng)難以達(dá)到規(guī)范要求，在進(jìn)行溢流堰體加固設(shè)計(jì)時(shí)，需要針對(duì)上述問(wèn)題，提出具體的解決措施，以恢復(fù)其功能[1]。
2水庫(kù)溢流堰加固工程設(shè)計(jì)方案
2.1溢流壩水利計(jì)算
進(jìn)行溢流堰體加固設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好溢流壩水利計(jì)算，主要包括以下內(nèi)容：①泄流能力。利用Q=Bmε姨2gH01.5，其中Q指的是流量，單位為m3/s，m指的是流量系數(shù)，取值范圍為0.44~0.51，ε指的是側(cè)收縮系數(shù)，取值范圍為0.99~0.95，B指的是底寬，H0指的是堰上水頭，單位為m。按照50a一遇設(shè)計(jì)泄量是157.20m3/s、500a一遇校核泄量233.50m3/s、按照30a一遇泄量138.00m3/s，進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)溢流堰凈寬為24m，計(jì)算結(jié)果如表1所示。②泄槽水力計(jì)算。利用hk=aq2g3姨公式計(jì)算臨界水深，其中a=1，q=Q/b，q指的是單寬流量，單位為m3/sm，b指的是底寬，單位為m，得出校核值和設(shè)計(jì)值，接著確定控制斷面。③設(shè)計(jì)消能防沖能力。按照《溢流壩設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL253-2000），依據(jù)30a一遇洪水的泄流量設(shè)計(jì)，即138m3/s，利用挑距與水墊深度計(jì)算公式來(lái)計(jì)算，要滿足設(shè)計(jì)規(guī)范[2]。
2.2設(shè)計(jì)溢流壩加固方案
以水簾水庫(kù)為例，其溢流壩位于大壩中間段，屬于無(wú)敞式無(wú)閘控制，長(zhǎng)度為26.80m，溢流面是WES剖面，其堰頂高程是215.5m，泄洪能力為148m3/s，為了發(fā)揮景觀功能，在挑流鼻坎下方設(shè)置觀賞廊道。對(duì)于溢流壩加固工程，需要將現(xiàn)有的溢流壩段面板全部拆除，參考上游段WES實(shí)用堰位置，合理調(diào)整面板位置，重新澆筑混凝土溢流面，規(guī)格為40cm厚度C30W4，設(shè)計(jì)混凝土擋墻，厚度為50cm，完成加固施工后，溢流壩段的總長(zhǎng)度為26.80m，溢流壩是WES實(shí)用剖面，由曲線段、反弧段、直線段組成，堰頂高程設(shè)計(jì)為215.50m，采用挑流效能，鼻坎高程設(shè)計(jì)為192.52m，反弧半徑設(shè)計(jì)為5m，調(diào)設(shè)角設(shè)計(jì)為250。溢流壩觀賞廊道底部寬設(shè)計(jì)為2m，高度設(shè)計(jì)為2.50m，為城門洞形結(jié)構(gòu)，為鋼混結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度為C25。除此之外，為了能夠避免高度水流沖刷，在溢流面上設(shè)置鋼筋混凝土，設(shè)置構(gòu)造鋼筋，直徑是12mm，間距為20cm。對(duì)于堰頂交通橋部分，也需要拆除重建，按照二級(jí)公路荷載標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)為三跨，每跨為8.80m，中墩厚度為0.80m，交通橋面高程為219.10m，寬度為4.00m。在設(shè)計(jì)案例溢流壩工程時(shí)，要嚴(yán)規(guī)范，按照相關(guān)公式來(lái)計(jì)算，結(jié)合工程實(shí)際，合理選擇施工工藝，加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督管理，以確保工程施工的質(zhì)量[3]。
3水庫(kù)溢流堰加固工程施工設(shè)計(jì)
3.1案例概述
某水閘位于瀏陽(yáng)河中游，是1979年正式投入使用的，為綜合性水利樞紐工程，發(fā)揮著防洪、航運(yùn)、農(nóng)業(yè)灌溉、發(fā)電等功能，由于運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，使得水閘閘墩混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重的剝蝕現(xiàn)象，同時(shí)閘門與啟閉設(shè)備等存在老化與損毀問(wèn)題，多數(shù)閘門難以正常啟閉，存在著極大的安全隱患。此水閘除險(xiǎn)加固工程主要包括閘墩加固與溢流堰體加固等，現(xiàn)對(duì)溢流堰體加固工程設(shè)計(jì)，做簡(jiǎn)單的論述。
3.2溢流堰施工流程設(shè)計(jì)
開展溢流堰面施工，需要做好施工前測(cè)量放樣工作，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，做好實(shí)地勘查工作，以確保工程的質(zhì)量。將原有的溢流堰面鑿除，做好施工面清理工作，接著安裝錨桿與鋼筋網(wǎng)，做好測(cè)量校核，再開展混凝土模板施工作業(yè)，按照模板設(shè)計(jì)要求，開展安裝作業(yè)，最后澆筑混凝土，按照養(yǎng)護(hù)要求開展混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)。堰面混凝土鑿除作業(yè)，使用空壓機(jī)，作為風(fēng)動(dòng)力，同時(shí)使用風(fēng)鎬結(jié)合作業(yè)，按照鑿除設(shè)計(jì)參數(shù)，將舊混凝土面鑿除，直到漏出新鮮地面，使用沖毛機(jī)，將雜物去除干凈。錨桿施工設(shè)計(jì)：①要確定孔位。因?yàn)殂@孔位置的選擇，會(huì)直接影響到錨桿咋安裝的質(zhì)量與受力效果，所以需要按照設(shè)計(jì)圖紙要求，定位鉆孔位置，將其標(biāo)注出來(lái)。②就位鉆孔。確定孔位后，使用風(fēng)鉆做好孔位調(diào)整工作，開展鉆孔作業(yè)，使用大于錨桿直徑的鉆頭開展鉆進(jìn)施工，直到達(dá)到設(shè)計(jì)深度后完成鉆進(jìn)施工，完成鉆孔后，做好鉆孔清理工作，安裝錨桿。
4結(jié)束語(yǔ)
進(jìn)行水庫(kù)溢流堰加固工程設(shè)計(jì)，需要結(jié)合病險(xiǎn)水庫(kù)的實(shí)際情況，按照水庫(kù)加固除險(xiǎn)工程相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)溢流堰加固工程，為后期施工提供可靠的依據(jù)，以確保完成除險(xiǎn)加固后，能夠提升水庫(kù)的性能，發(fā)揮其防洪泄流的作用。
作者:黃良輝 單位:長(zhǎng)沙市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院
參考文獻(xiàn)
[1]張術(shù)彬，袁安麗，王宇.前進(jìn)水庫(kù)溢洪道加固工程設(shè)計(jì)分析[J].黑龍江水利科技，2013（05）：79~82.
[2]胡榮欣.小型水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程設(shè)計(jì)分析[J].黑龍江水利科技，2015（12）：79~82.
[3]況中元.水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程的分析與設(shè)計(jì)[J].水資源開發(fā)與管理，2016（06）：71~73.
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