廉家壩水庫輸水洞閘門維修改造方案探討

朱蘇云

（東港市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，遼寧東港118300）

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廉家壩水庫輸水洞閘門維修改造方案探討

朱蘇云

（東港市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，遼寧東港118300）

摘要：針對(duì)廉家壩水庫輸水洞建設(shè)時(shí)無檢修閘門的情況，文章介紹了如何在滿庫容的情況下，利用原閘門作為臨時(shí)圍堰，在原閘門的下游、輸水洞的進(jìn)水塔內(nèi)重修一道閘門作為備用閘門的改造方案，對(duì)中小型水庫輸水洞閘門維修改造時(shí)，具有一定的參考和推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：廉家壩；輸水洞；閘門改造；吊裝

1 概述

廉家壩水庫始建于1944～1945年日偽時(shí)期，該輸水洞原先只設(shè)一道鑄鐵閘門，由于近40年的應(yīng)用，閘門兩側(cè)的底角及閘槽的角鋼已銹蝕殆盡，經(jīng)多次檢查，該閘門漏水非常嚴(yán)重，已不能起到止水作用，如果唯一的一道閘門一旦出現(xiàn)故障，為節(jié)制出流，必須在前庫中修筑臨時(shí)圍堰，方可進(jìn)行閘門維修，需要耗費(fèi)較多的資金，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。在1996年，水庫輸水洞放水時(shí)閘門卡死，上不來下不去，由于沒有檢修閘門，水白白流掉，只得雇用潛水員下水處理，經(jīng)才將卡死的部位修好。

近年來，我地區(qū)降雨量偏小，灌溉用水十分缺乏，廉家壩水庫閘門已達(dá)到了非修不可的地步。經(jīng)孤山灌區(qū)申報(bào)，上級(jí)有關(guān)部門撥出了修建閘門的專項(xiàng)資金，才使該項(xiàng)工程順利進(jìn)行。

2 設(shè)計(jì)方案的選擇

廉家壩輸水洞現(xiàn)有的進(jìn)水塔于1958年擴(kuò)建，基礎(chǔ)座落在風(fēng)化巖石上，較原來的進(jìn)水塔的基礎(chǔ)深1.0m，基礎(chǔ)與塔身包裹在原進(jìn)水塔的周圍，現(xiàn)進(jìn)水塔除混凝土表面有輕度的剝落外，外塔身沒有明顯的裂縫和傾斜。進(jìn)水塔的整體穩(wěn)定經(jīng)多年的運(yùn)用均末出現(xiàn)異常現(xiàn)象，該進(jìn)水塔還可繼續(xù)發(fā)揮效能。因此在廉家壩輸水洞閘門工程設(shè)計(jì)中，不需要將輸水洞整體修建，只需增加一扇閘門即可，該閘門設(shè)置考慮了2種方案。方案一是在輸水洞工作閘門前建一閘門，作為新建工作閘門，原工作閘門改為備用閘門。方案二是在輸水洞工作閘門后水塔內(nèi)建一新閘門，作為備用閘門，原工作閘門作用不變。

現(xiàn)將2種方案比較如下：

方案一：（1）當(dāng)時(shí)水庫是滿庫容，需要在閘前壩坡間修一圍堰，圍堰工程量大，因壩坡浸在水中，無法拆除，給圍堰施工帶來很大困難。（2）總體工程量大，投資多。（3）要求新建工作閘門必須在當(dāng)年5月1日放水前完成，難于保證工期。

方案二：（1）利用原工作閘門做閘前圍堰，大大減少了修建圍堰的工程量，也降低了施工難度。（2）總體工程量小，投資少。（3）新建備用閘門能夠在要求工期內(nèi)完成，保證當(dāng)年5月1日前放水。

故而，我們決定采用方案二，作為廉家壩輸水洞閘門改造工程施工的方案。

3 改造工程設(shè)計(jì)

3.1 結(jié)構(gòu)改造

此次改造是統(tǒng)籌考慮水庫和灌區(qū)的長遠(yuǎn)規(guī)劃，同時(shí)結(jié)合水庫加固設(shè)計(jì)的要求。工程部位在現(xiàn)有進(jìn)水塔與洞體的連接處，將原有混凝土面鑿出寬1.4m，高2.2m的凹槽，然后在原塔壁澆筑一個(gè)混凝土框架，將鑄鐵閘門框澆筑在新澆筑的混凝土中，以原塔的后壁作胸墻，并安裝鑄鐵閘門一扇，形成一道封閉的閘室，在新澆筑的混凝土與原塔壁相接處按每50cm間距鉆孔埋設(shè)錨固鋼筋，錨筋采用￠16一級(jí)鋼筋，錨固筋錨入原混凝土內(nèi)40cm，邊框與頂板均按20cm間距配置￠12鋼筋兩層，將原消力池鑿毛后埋設(shè)錨筋與原底板連接一起，仍按20cm間距配置￠12鋼筋兩層，新澆筑混凝土標(biāo)號(hào)為C25。

3.2 閘門規(guī)格

廉家壩水庫輸水洞備用閘門設(shè)計(jì)為鑄鐵閘門，閘孔規(guī)格為1.3m×1.6m，設(shè)計(jì)面板厚度為20mm，，肋寬30mm，肋高60mm，閘門面積1.650 ×1.380m，，閘門總重量為1040.15kg，，閘門材質(zhì)為HT30-54鑄鐵。為了確保安全，提高閘門的安全值，按材質(zhì)情況做了加固處理，面板加厚10mm，肋加寬10mm。

3.3 圍堰

該項(xiàng)工程中圍堰如上所述，利用原工作閘門作為臨時(shí)圍堰［1］。

3.4 施工排水

原工作閘門與側(cè)墻漏水極為嚴(yán)重，據(jù)觀測(cè)，估算約0.01m3/s，晝夜水量損失86m3，當(dāng)水庫水位達(dá)到一定高度，閘門將會(huì)產(chǎn)生射流，對(duì)輸水洞內(nèi)備用閘門施工極為不利。因此，排水成功與否是工程改造的關(guān)鍵前提條件，我們采用以下措施解決施工中的排水問題。

（1）雇用潛水員對(duì)原工作閘門側(cè)墻漏水及產(chǎn)生射流部位進(jìn)行封堵處理。

（2）在輸水洞內(nèi)新建備用閘門前設(shè)一道布屏，擋住閘門射流，不致影響屏后工作。

（3）在原工作閘門與布屏之間混凝土底板上安裝一水泵，進(jìn)行連續(xù)抽水，直至底板露出水面，便于人工作業(yè)。

（4）底板露出水面后，人工在原工作閘門與布屏之間相對(duì)凹陷處挖一個(gè)集水坑，其深度達(dá)到能夠保證備用閘門正常施工。

3.5 拆除舊建筑物，鋼筋及預(yù)埋件制安

按設(shè)計(jì)要求，需在原混凝土底板與邊框上做出寬1.4m，高2.2m，深0.25m的凹槽，該項(xiàng)工程由于施工范圍狹窄，需拆除掉的混凝土范圍小，如果采用爆破施工，雖然工作進(jìn)度快，但唯恐損壞原有建筑物，所以我們采用人工鑿槽連續(xù)作業(yè)。

待鑿槽按設(shè)計(jì)要求完成后，開始安裝、綁扎、焊接鋼筋、錨筋及備用閘門支撐鐵件，備用閘門支撐鐵件在閘底板處設(shè)2個(gè)支撐點(diǎn)，邊框每側(cè)各設(shè)2個(gè)支撐點(diǎn)［2］。

3.6 備用閘門吊裝

（1）吊裝方案選擇。

備用閘門吊裝是該項(xiàng)工程中重要工序之一，關(guān)于備用閘門的吊裝我們考慮了2種吊裝方案。方案一：在原塔蓋上鑿一長槽孔，從槽孔將閘門由上至下安裝就位。方案二：輸水洞長48.25m，采用運(yùn)輸車洞內(nèi)運(yùn)輸閘門到設(shè)計(jì)位置用3T葫蘆吊裝就位。

兩方案比較，認(rèn)為方案一在塔蓋上鑿槽，不僅會(huì)損壞水工結(jié)構(gòu)，而且還可能會(huì)影響塔蓋正常發(fā)揮作用，該方案施工量大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)費(fèi)材料，安裝閘門時(shí)危險(xiǎn)性大。而方案二則不同，在保證閘門順利安裝就位的前提下，不會(huì)損壞水工結(jié)構(gòu)，而且安全性強(qiáng)，吊裝效率高［3］。故采用方案二。

（2）備用閘門吊裝過程。

首先，將輸水洞內(nèi)雜物清理干凈。由于洞體狹長，故在安裝閘門前，臨時(shí)制作一臺(tái)符合洞口要求的運(yùn)輸車，利用運(yùn)輸車將備用閘門推至設(shè)計(jì)位置［4］。再用3T葫蘆將閘門吊起，輕輕放在閘門支撐點(diǎn)位置上固定，以便在混凝土澆筑時(shí)，閘門不會(huì)發(fā)生位移或變形，認(rèn)真校核，閘門按設(shè)計(jì)要求就位。

3.7 混凝土澆筑

閘門安裝就位后，再安裝模板，混凝土澆筑順序是先澆筑閘底板，再澆筑洞體閘框，最后澆筑胸墻，在胸墻的施工中，胸墻內(nèi)設(shè)預(yù)留孔，將水泵管穿過預(yù)留孔，以解決備用閘門落下后，閘前排水問題，這樣才能保證混凝土澆筑完成后，養(yǎng)生期內(nèi)閘框底板不會(huì)被水浸沒，影響混凝土的強(qiáng)度。

待混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度后，撤走水泵，將備用閘門提起，閘前水通過輸水洞自由排出，胸墻預(yù)留孔再澆筑二期混凝土封堵［5］。

3.8 原工作閘門的更換與集水坑混凝土施工

原工作閘門的更換選擇在灌溉用水后的汛前施工，水庫此時(shí)處于最低水位，在閘前10m處兩壩坡間砌筑圍堰。首先將原壩體護(hù)坡拆除，然后砌筑黃土草袋圍堰，在圍堰與原工作閘門之間設(shè)集水井，安裝水泵晝夜排水，人工連續(xù)鑿毛作業(yè)，進(jìn)行鋼筋、預(yù)埋件制作安裝，閘門安裝，模板安裝，最后進(jìn)行工作閘門凹槽與備用閘門前集水坑混凝土的澆筑施工［6］。

4 結(jié)語

經(jīng)過充分的準(zhǔn)備，詳盡的施工方案比較，廉家壩水庫輸水洞備用閘門得以順利實(shí)施，解決了困擾水庫多年的難題，且閘門止水效果良好，完全可以替代原閘門工作。備用閘門建成后，排除了存在的安全隱患問題，為下游農(nóng)田灌溉提供了有效保證。水庫輸水洞備用閘門施工簡單可靠，工程造價(jià)低，節(jié)約大量水資源，特別適合于中小型水庫輸水洞閘門維修改造，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益方面非常具有推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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［3］宋同廣.無檢修閘門的中小型水庫放水洞維修的措施方法［J］.山東水利科技，2006（01）.

［4］范崇仁.水工鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［M］.北京：中國水利水電出版社，2000.

［5］楊逢堯，魏文煒.水工金屬結(jié)構(gòu)［M］.北京：中國水利水電出版社，2005.

［6］劉細(xì)龍，陳福榮.閘門與啟閉設(shè)備［M］.北京：中國水利水電出版社，2003.

中圖分類號(hào)：TV698.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008-1305（2016）02-0068-02

DOI：10.3969/j.issn.1008-1305.2016.02.029

收稿日期：2015-03-16

作者簡介：朱蘇云（1970年—），男，高級(jí)工程師。