【摘要】以徒駭河樊橋閘除險加固工程設計為例,通過分析工程存在的病險問題現狀和工程改建維修對兩岸群眾的影響,說明工程除險加固的必要性。闡釋了工程設計措施及建成后強化管理措施,并對經濟社會生態的影響。
【關鍵詞】樊橋閘;病險現狀;必要性;除險加固;對策
徒駭河樊橋節制閘位屬于海河流域徒駭河干流上的大型節制閘,承擔著兩岸10鄉鎮的灌溉排澇及上游客水排泄任務,由于建設年代久遠,在運行過程中逐漸產生老化病害,對沿河地區人民群眾生命財產安全造成重大威脅。
1、樊橋閘工程概況
樊橋節制閘始建于1971年,控制面積9345km2。該閘共18孔,閘室總凈寬104.4m,閘底高程5.6m,設計排澇流量817m3/s,防洪流量1257m3/s,蓄水深度5m,需水量1700萬m3。建成以來,樊橋閘經過3次大的維修,解決了大閘啟閉不靈、動力不足和蓄水放水中產生的一些問題。
2、樊橋閘改建必要性
2.1 樊橋閘存在的問題
2.1.1 閘室上下游構造損壞嚴重。閘室上下游連接段沖刷嚴重,閘基及兩岸防滲與排水失效,產生滲透變形。砌石護坡砌筑砂漿強度低,剝落嚴重,部分護坡坍塌。消力坎沉降斷裂,海漫長度不滿足要求。上游河道淤積嚴重,影響安全泄流。在高水位時,下游護坡有滲水明流。測壓管堵塞失效,沉降及位移觀測基準點已破壞。
2.1.2 閘底板斷裂。閘底板斷裂漏水,嚴重影響閘室穩定。砼碳化程度已接近或超過鋼筋保護層,鋼筋銹蝕嚴重,保護層脹裂脫落。閘墩順筋裂縫嚴重,鋼筋混凝土最大裂縫寬度達2.5mm,對安全運行構成威脅。機架橋梁端承臺砼壓碎破裂,橋梁水平位移明顯。
2.1.3 閘門變形。閘門體銹蝕、變形嚴重,滑輪銹死,門體面板及主、次梁彎曲變形,啟閉時存在卡阻現象,啟閉振動劇烈,軌道脫落變形,橡皮止水老化破損,漏水嚴重。
2.1.4 啟閉等設備老化。啟閉設備齒輪硬度銹蝕嚴重,啟閉機運行時鋼絲繩纏繞不暢,啟閉不暢,部分焊縫斷裂,運行不可靠,已超過規定折舊年限。電氣設備老化,變壓器容量僅夠一臺啟閉機的用電負荷,電機絕緣已損壞。
綜上所述,樊橋閘節制閘其安全性和使用功能衰退嚴重,如不及時維修加固,一旦遭遇大的洪水災害,不能保證洪水下泄,工程損壞沉陷的可能性極大。
2.2 工程改建必要性
2.2.1 限制了當地農村經濟發展。樊橋閘灌區土地肥沃,適合各種農作物的生產,樊橋閘運行40多年來,徒駭河兩岸10個鄉鎮的10萬畝農田灌溉有了可靠的保證,取得了較大的經濟效益。但是,近幾年來,由于樊橋閘老化失修,不能正常運行,制約了攔河閘灌區農村經濟的發展。
2.2.2 影響兩岸群眾生命財產安全。近年來,春、秋連續干旱少雨,攔河閘灌區內糧食經濟作物連年減產嚴重,農民收入減少。另一方面,汛期河水漫漲,節制閘帶病運行,危機四伏,旱季不能蓄水灌溉,汛期排泄不暢,起不到調蓄作用。
3、樊橋閘除險加固對策建議
3.1 工程措施
3.1.1 閘室上下游加固。對閘室及上下游連接段進行清淤,施工采用半幅施工,半幅導流的方式。對上游護底、鋪蓋及護坡拆除重建。對下游消力池、海漫、防沖槽拆除重建,自上而下依次布置消力池,池內設兩道消力坎,設置海漫、拋石防沖槽。橋頭堡拆除重建,新建橋頭堡位于閘室左岸原址,分為兩層,側面設置樓梯,墻體采用磚混結構。
3.1.2 閘底板加固處理。對閘室底板、閘墩及排架進行補強處理,對已碳化的砼鑿除表面碳化層,用丙乳水泥砂漿進行修補。對破損裂縫的砼,清理破損表面并修補,對銹蝕鋼筋進行處理。對交通橋橋柱、蓋梁、橋板、欄桿等拆除重建。
3.1.3 更換閘門。更換18扇平面鋼閘門、閘門槽內的金屬埋件、閘門止水及附件。擬采用的閘門全部為平面鋼閘門。
3.1.4 更換啟閉等設備。將18臺報廢2×25T的雙吊點固定卷揚式啟閉機拆除,更換為QP2×250KN的雙吊點卷揚式啟閉機,并增設啟閉機房。更換500KVA變壓器一臺,架設高壓電力電纜和低壓輸電線路,確保節制閘正常運轉。
3.1.5 安裝視頻觀測系統。為了監測水閘的運行及工作情況,除險加固擬安裝視頻觀測系統,以便于對水位及水閘運行情況進行實時監控。
3.2 管理保障措施
3.2.1 落實項目建設管理責任。由管理單位作為項目法人,負責工程建設管理。依據水閘管理單位機構和定員人數以及施工期間實際需要,配備項目管理人員。縣級以上政府給予補助項目資金,強化扶持力度,強化樊橋閘管理所管理,延長大閘使用壽命,發揮其應有效益。
3.2.2 劃定范圍,保護工程。工程管理范圍內的土地及地面附著物,歸河道管理單位統一管理。工程管理范圍內禁止爆破、打井、采石、取土、挖坑、開溝等危害建筑物安全的活動,禁止建設妨礙行洪的建筑物、構造物,禁止傾倒垃圾、渣土,禁止從事影響河勢穩定、危害河堤防安全和其他妨礙河道行洪的活動。
3.2.3 健全設施,強化調度。為滿足水閘工程管理和抗洪搶險的需要,閘管所應配備相應的通信設備,并與所屬上級主管單位和防汛指揮中心的通信網絡連接,實現工程管理的現代化、信息化。
3.2.4 健全操作制度,按章辦事。閘門啟閉前必須先行檢查,閘門啟閉時應按照設計條件及運用經驗確定啟閉的高度。當上游來水水位達到或超過防洪排澇水位時,應閘門全開,并組織堤防管理人員上堤檢查。當沿線各村排澇涵洞在防洪排澇時,應迅速開閘防洪排澇。
3.2.5 強化巡查,加強監護。充分利用視頻檢測系統,結合現場巡查。對發現堤頂及護坡工程存在面蝕、水土流失等問題,應及時上報,盡快采取工程措施修理和維護。
4、工程效益
4.1 經濟效益。樊橋閘除險加固后,可恢復改善灌溉面積10萬畝,區域內主要農作物小麥、玉米、棉花、瓜果等得到增產增收。可以增大蓄水量,提高沿河群眾灌溉能力,調整產業結構,節約人力物力成本。可基本解除樊橋閘兩岸流域的洪災威脅,既可解除10萬畝農田的排澇問題,又可以使上游來水安全排泄,經濟效益明顯。
4.2 社會、生態效益。工程改建后,既有利于實現水資源的優化配置,又可以改善區域內生態環境。可改善水閘管理單位的工作生活條件,提高基層水利工作者的工作積極性。可以使攔河閘灌區實現良性運行和可持續發展,對促進區域經濟發展和社會穩定都具有重大的現實意義和長遠的歷史意義,其社會效益顯著,生態環境效益巨大。
5、結語
上世紀六、七十年代建于徒駭河上諸如樊橋閘等帶病運行的老舊建筑物依然很多,普遍存在設計標準低、工程損壞嚴重、影響防洪安全等問題。堅持“以人為本”的原則,綜合考慮防洪規劃,及早列入改建規劃中,改善當地水利基礎設施,提高水利基礎支撐性地位,實現水閘在維護防洪安全和生態平衡中的作用,使當地群眾受益,水利社會效益和經濟效益得到充分體現。
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作者簡介:
孟輝(1984-),男,山東濱州人,本科,惠民縣水利局,助理工程師。研究方向:水利工程專業。
李強(1987-),男,山東濱州人,本科,惠民縣水利局,助理工程師。研究方向:水利工程專業。