金雞灘水利樞紐船閘上游引航道右側導航墻設計及優化

梁若冰

(廣西南寧水利電力設計院 南寧 530001)

1 引航道布置

廣西隆安金雞灘水利樞紐工程是郁江干流綜合利用規劃中的第六個梯級。壩址位于郁江上游的右江下游河段,距離隆安縣城8km,距離首府南寧市96km。根據 《內河通航標準》、 《船閘設計規范》及右江航道規劃,廣西金雞灘水利樞紐船閘通航標準為2×1000t級船隊,屬于Ⅲ級船閘。

船閘位于河道左側,船閘總長997m,其中上游引航道長度為238m(其中導航段長68m,調順段102m,停泊段68m),底寬正常段為38m。上游引航道原地形高程較低,底板高程約為73.5m左右,滿足最低通航水位時水深3.5m的要求?？可祥l首的導航段底板用M7.5漿砌石襯砌,厚0.4m。停泊段設有6個靠船墩,墩中心距20m。上游右側主導航墻均為C15混凝土墩墻式結構,左側輔導航墻為C15混凝土扶壁式擋土墻。引航道末端左側向上游延伸110m的直線段,然后以轉彎半徑為480m的弧線與上游航線連接。引航道口門以外按Ⅲ級航道尺度 (巖石河床2.5m航深、57m航寬)進行整治。

2 上游導航墻設計優化

2.1 原設計方案存在的問題

在原設計方案中,上游右側主導航墻由兩側的受力墩和中間的擋水板組成。上游右側主導航墻為C20混凝土墩墻式結構,共16跨,每跨凈寬14m,包括2個寬3m的受力墩和凈跨長8m的擋水板。上游右側主導航墻共設32個受力墩,受力墩為素混凝土重力式結構,每個墩凈長3m,高19.1m;墩頂寬1.2m,背坡坡比為1︰0.25,上游設有寬1m,高2m的齒墻,墩底總長9.1m。兩墩之間C25現澆鋼筋混凝土板的凈跨長為8m,厚0.8m。每跨的墩和板連接在一起,形成一個整體的擋水結構。墩與墩之間設有20mm寬的沉降縫,縫內以瀝青木糠板嵌填 (圖1)。

圖1 受力墩結構示意圖

原設計方案C20混凝土用量14963.5m3,鋼筋用量112t,工程投資465.8萬元。

施工期間正值汛期,為了順利安全度汛及船閘能盡快正常運行,需加快施工進度。原設計的C20現澆混凝土導航墻方案無法進行大型機械作業,施工進度緩慢;施工場地需布置在引航道內,在汛期難以保證正常使用;汛期大壩泄洪時已澆筑好的擋水板會有阻水現象,引航道內外存在水位差,會影響導航墻的穩定安全。

2.2 優化設計

為了確保工程順利完成,加快施工進度,在預定好的時間內讓船閘正常運行,同時為了在汛期能安全度汛,經過反復計算比較,決定優化原上游右側導航墻的設計方案。

圖2 受力墩結構示意圖

優化后每根C25預制混凝土梁的凈跨長8m,高1m,寬0.8m。上游右側主導航墻共18跨,19個導航墩,受力墩中對中間距12m。受力墩為素混凝土結構,下部結構寬12m,長12m,高5.1m。受力墩上部結構為兩級的矩形柱,第一級寬6m,長6m,高2m;第二級寬4m,長4m,高12m。矩形柱兩側設有寬0.84m,深0.52m的卡口,C20混凝土預制梁經吊裝設備放入卡口內,預制梁與柱之間的縫隙填塞瀝青木糠板。墩與墩之間設有20mm寬的沉降縫,縫內以瀝青木糠板嵌填。

設計結構示意如圖2。

優化設計方案C20混凝土用量21611.5m3,鋼筋用量180t,工程投資681.3萬元。

在優化后的設計方案中,考慮到在施工期上游右側主導航墻受力墩之間必須過水,對上游右側主導航墻重新進行了受力穩定計算,同時為了加快施工進度,方便大面積機械施工,減少了受力墩的個數,受力墩結構型式也由梯形改為方柱型;兩墩之間C20現澆鋼筋混凝土板也改為C25預制混凝土梁,可在河道左岸先澆筑完成,不受汛期影響,汛期過洪后再由大型機械吊裝至受力墩,大大的加快了施工進度,且不影響大壩行洪安全。優化方案雖然增加了部分項目的投資,但保證了整個船閘工程在預定時間內完成可進行正常運行。

3 結語

上游引航道導航墻工程2005年3月開工,同年11月完建。工程在施工期間安全度汛,并在預定的工期內按時按質完成,幾年以來運行良好,其優化設計的成果和經驗可供相似工程設計參考。

1 《船閘水工建筑物設計規范》.JTJ307-20011.