渾河閘應(yīng)急除險(xiǎn)加固工程上游擋墻優(yōu)化方案比選

李慶榮

(遼寧省大伙房水庫管理局，遼寧撫順113007)

渾河閘(亦稱謨家堡閘)位于渾河中下游，距大伙房水庫75 km，坐落于沈陽市蘇家屯區(qū)后謨家堡村。渾河閘是沈陽城市防洪的出口控制斷面，擔(dān)負(fù)著沈陽城市的防洪任務(wù)，是渾河沈陽城市防洪體系的一個重要組成部分。同時(shí)渾河閘也是大伙房水庫下游灌溉用水控制工程，擔(dān)負(fù)著沈陽市于洪區(qū)、蘇家屯區(qū)、遼中縣、新民市和遼陽燈塔等地區(qū)農(nóng)田灌溉任務(wù)，灌溉面積5.4萬km2。

渾河閘工程主體由攔河閘、渾沙、渾蒲進(jìn)水閘三大部分組成，于1959年9月建設(shè)完成。2008年11月對渾河閘進(jìn)行除險(xiǎn)加固，除險(xiǎn)加固方案為將老閘位置向上平移25 m建新閘，老閘拆除。

1 初步設(shè)計(jì)中上游擋墻設(shè)計(jì)方案

除險(xiǎn)加固前渾河閘上游兩側(cè)各建一擋墻，擋墻具備一定的抗沖刷能力，使得水流平穩(wěn)過渡至攔河閘。初步設(shè)計(jì)方案中，按原渾河閘上游左右岸擋墻長度，確定擋墻左右岸各300 m長，形式為懸臂式鋼筋混凝土擋墻。

2 上游擋墻優(yōu)化原因

2.1 節(jié)省投資

初步設(shè)計(jì)方案上游左右岸擋墻投資723萬元，優(yōu)化后投資414萬元，本項(xiàng)優(yōu)化節(jié)省投資309萬元。

2.2 滿足河道生態(tài)要求

遼寧省發(fā)展和改革委員會對初步設(shè)計(jì)報(bào)告批復(fù)意見中提出:鑒于渾河沈陽城區(qū)段已成為國家級水利風(fēng)景區(qū)，下階段應(yīng)充分考慮將本工程建設(shè)與城市景觀建設(shè)和河道生態(tài)建設(shè)有機(jī)結(jié)合。考慮河道生態(tài)要求，將上游左右岸混凝土擋墻由300 m縮短至100 m，代之以具有生態(tài)功能的結(jié)構(gòu)。

3 擋墻優(yōu)化方案可行性分析

3.1 模型試驗(yàn)

委托大連理工大學(xué)水利水電研究所進(jìn)行了《渾河閘整體水工模型試驗(yàn)》，針對縮短擋墻后水流流態(tài)、以及是否會對護(hù)坡造成破壞進(jìn)行了流速實(shí)測。試驗(yàn)結(jié)果，校核水位下100 m擋墻上游流速達(dá)到2.218 m，36 m水位下?lián)鯄ι嫌瘟魉龠_(dá)到1.747 m。模型試驗(yàn)證明兩岸水流流態(tài)平穩(wěn)，且流速較小。上游護(hù)坡采用雷諾護(hù)墊護(hù)坡結(jié)構(gòu)，其抗沖能力可滿足3 m/s的流速。因此，將上游左右岸擋墻長度由各300 m縮短為各100 m滿足工程安全需要。

3.2 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全計(jì)算

懸壁式擋土墻如圖1。取1 m寬擋土墻進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算，作用在擋土墻上的荷載分為基本荷載和特殊荷載，在基本荷載中，考慮結(jié)構(gòu)自重及填土重，在破裂體填土面上的人群等臨時(shí)活荷載，土壓力，靜水壓力，揚(yáng)壓力;特殊荷載中，由于渾河閘所屬區(qū)域地震烈度為7度，根據(jù)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，考慮地震荷載，荷載組合見表1，計(jì)算成果見表2。

計(jì)算結(jié)果表明，擋土墻的穩(wěn)定安全系數(shù)、基礎(chǔ)應(yīng)力比均滿足規(guī)范要求。

圖1 擋土墻計(jì)算簡圖

表1 荷載組合表

表2 懸壁式擋土墻穩(wěn)定計(jì)算成果表(最大斷面)

4 結(jié)論

隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，對水利工程又有了新要求，渾河閘除險(xiǎn)加固工程擋土墻優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證水利工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全的前提下，即滿足了城市對水利工程的景觀要求，又節(jié)省了資金。

［1］ 水閘設(shè)計(jì)規(guī)范SL265－2001.水利部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).

［2］ 水閘施工規(guī)范SL27－91.水利部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).

［3］ 金文良，毛建平.水利水電工程施工［J］.鄭州:黃河水利水電出版社，2004.