新疆伊犁庫(kù)克鐵列克引水渠首閘底板防沖材料的選擇及應(yīng)用

【摘 要】庫(kù)克鐵列克引水渠首工程是特克斯縣扶貧開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。該渠首工程是特克斯縣薩爾闊甫灌區(qū)最主要的引水渠首，通過(guò)工程建設(shè)提高灌區(qū)用水保障能力。本文僅對(duì)渠首工程閘底板防沖材料的選擇及應(yīng)用作一點(diǎn)介紹，以期為今后同類工程的設(shè)計(jì)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】庫(kù)克鐵列克引水渠首工程 防沖材料；借鑒

1 工程概況

庫(kù)克鐵列克渠首工程是2002年底由國(guó)家扶貧專項(xiàng)資金安排的特克斯縣扶貧開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。渠首控制灌溉面積20.3萬(wàn)畝。設(shè)計(jì)引水流量15.4m3/s（東岸總干渠引水10 m3/s，西岸干渠引水5.4 m3/s）。工程位于特克斯縣西南部的庫(kù)克鐵列克河出山口處。項(xiàng)目總投資381.19萬(wàn)元。工程于2004年10月建成，同年底開(kāi)始試運(yùn)行，2005年通過(guò)1年運(yùn)行，工程運(yùn)行正常。年底通過(guò)州水利系統(tǒng)聯(lián)合驗(yàn)收，被評(píng)為質(zhì)量?jī)?yōu)良工程。

庫(kù)克鐵列克引水渠首工程為中型水利工程，主要建筑物攔河閘為Ⅲ級(jí)水工建筑物。渠首以上集水面積617.0Km2，多年平均年徑流量為2.451億m3。設(shè)計(jì)洪水流量Q設(shè)=117m3/s，設(shè)計(jì)洪水頻率為3.33%（30年一遇洪水），校核洪水流量Q較=149m3/s，校核洪水頻率為1.0%（100年一遇洪水）。攔河閘選用三孔6m閘孔，總凈寬18米。渠首兩岸引水，東岸進(jìn)水閘為一孔寬5.5m，設(shè)計(jì)引水流量10.0m3/s。西岸進(jìn)水閘為一孔寬3m，設(shè)計(jì)引水流量5.4m3/s。

渠首處河道地質(zhì)條件較好，閘基處為礫卵石，主要成份為花崗巖、砂巖、灰?guī)r等，質(zhì)地堅(jiān)硬，為較好的持力層，承載力標(biāo)準(zhǔn)值300—400Kpa。

2 河道水流沖刷磨損成因分析

磨損沖擊與空蝕破壞，是水工建筑物常見(jiàn)的病害之一，尤其水流流速較高，水中攜帶砂石等磨損介質(zhì)時(shí)，這種破壞現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

水流中攜帶的介質(zhì)主要有懸移質(zhì)與推移質(zhì)。一般情況，懸移質(zhì)泥沙在水流中呈懸浮狀運(yùn)移；大粒徑的推移質(zhì)砂石則沿建筑物表面呈滑動(dòng)、滾動(dòng)或跳躍狀態(tài)運(yùn)移，對(duì)建筑物的破壞力最大。高速含沙水流對(duì)建筑物表面的磨損與空蝕破壞常常是交替而又互相促進(jìn)的，破壞作用也很大。

庫(kù)克鐵列克渠首工程位于庫(kù)克鐵列克河出山口處，該處河床縱坡大（1/40~1/60），汛期河道水流湍急，河流上游巖石在洪水?dāng)y帶下大量進(jìn)入河道形成推移質(zhì)。推移質(zhì)最大礫徑一般為200~300mm，也有少數(shù)超過(guò)600mm。推移質(zhì)在水中以滾動(dòng)、滑動(dòng)和跳躍等方式運(yùn)動(dòng)，對(duì)過(guò)流表面不僅有磨損作用，而且有較強(qiáng)的沖擊破壞作用。為此渠首工程攔河閘底板防沖材料的選擇，成為關(guān)系工程安全運(yùn)行的重要條件。

3 防沖材料的效能分析

多年來(lái)通過(guò)對(duì)沖磨破壞水工建筑物修復(fù)經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)。對(duì)于多泥沙河流上的建筑物，可供選擇的抗沖磨材料大致歸納為：1. 鋼鐵類金屬材料，2. 高強(qiáng)混凝土及砂漿類材料，3.聚合物類材料，4.鑄石板及高強(qiáng)度天然石材等護(hù)面材料。這些材料的使用效果的好壞與水流及泥沙特征等多種因素有關(guān)。表1列舉以上材料主要技術(shù)特點(diǎn)，和使用范圍，作為分析庫(kù)克鐵列克渠首工程閘底板防沖材料選用的依據(jù)。

4 閘底板防沖材料的選擇

庫(kù)克鐵列克渠首工程位于庫(kù)克鐵列克河出山口處，庫(kù)克鐵列克河谷是一個(gè)石料豐富的河谷，出山口以上河谷兩岸大小分布數(shù)10座采石場(chǎng)，其間均有道路相同，可行機(jī)動(dòng)車。各石料場(chǎng)距渠首位置均不足5Km，天然硬質(zhì)石料容易獲得，價(jià)格低廉。經(jīng)地質(zhì)人員現(xiàn)場(chǎng)選樣勘測(cè)，認(rèn)為此地花崗巖十分堅(jiān)硬，適用于渠首防沖材料。基于以上分析認(rèn)為采用當(dāng)?shù)貓?jiān)硬的花崗巖石料作為閘底板護(hù)砌防沖材料最為理想?？紤]到庫(kù)克鐵列克河洪水時(shí)期大礫徑推移質(zhì)含量較高，對(duì)閘底板沖擊強(qiáng)度很大，護(hù)砌材料花崗巖石板太薄容易扎碎，設(shè)計(jì)中采用50cm厚花崗巖條石作為閘底板護(hù)砌層。

5 閘底板防沖材料的應(yīng)用

庫(kù)克鐵列克渠首工程閘室部分，閘底板和閘墩為鋼筋混凝土整體式結(jié)構(gòu)?；◢弾r條石作為閘底板護(hù)砌部分，通過(guò)C30F200W6細(xì)石混凝土沙漿坐漿砌筑于閘底板表層。設(shè)計(jì)單塊條石尺寸為49×48×100cm，條石護(hù)砌要求輟縫相接，滿漿勾縫。

6 結(jié)語(yǔ)

庫(kù)克鐵列克渠首工程建成后，通過(guò)2004~2011年多年的運(yùn)行閘底板磨損極為微弱，使用效果良好，工作正常，主要設(shè)計(jì)指標(biāo)符合工程運(yùn)行實(shí)際。非洪水期紅色花崗巖底板映于水中非常美觀，為工程平添一份亮麗景色。

今后在類似河流出山口區(qū)域修建渠首工程，可借鑒本工程防沖材料應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際加以優(yōu)化，必將獲得更好的效果。