灌區渠首工程的設計措施

蘇彬

【摘要】渠首工程是把河流或水庫中的水引入渠道，以滿足農田灌溉、水利發電、工業及生活用水等水利事業的需要，并要求防止粗顆粒泥沙進入渠道，以免引起渠道的淤積及對水輪機或水泵葉片的磨損，保證渠道及水電站正常運行。為此，常在渠道首部的河段附近修建幾種建筑物的綜合體，這種建筑物的綜合體稱為渠首工程。文章以來灌區聚首工程設計實例為出發點，在對工程建設基本情況進行概括的基礎之上，重點從泄洪閘區段設計.固灘區段設計、以及進場道路區段設計這三個方面入手，詳細闡述了該灌區渠首工程的設計措施與關鍵要點，望能夠為同類工程設計提供一定參考。

【關鍵詞】灌區渠首工程；設計措施

1、前言

在水工建筑物這一整體當中，渠首工程始終占據著關鍵性的地位。灌區渠首工程的運行質量很大程度上會對本區域內的水利事業發展水平產生決定性的影響。同時，渠首工程的可靠運行還能夠為本灌區營造良好且安全的環境，避免因水旱災害等惡劣自然環境因素影響而出現灌區運行失調的問題。而從這一角度上來說，為了能夠最大限度的確保灌區渠首工程運行的質量水平，良好且科學的設計措施是至關重要的環節之一。

2、工程概況

A渠首工程修建于20世紀80年代，位于某河流干流上。現該灌區渠首工程由橡膠壩、渠首進水閘等相關水工建筑物所構成。當前來看，該灌區渠首工程所對應渠首進水閘建筑物運行完好，但橡膠壩在長時間的運行作用之下出現嚴重的破壞，先后共進行3次修補，均無法達到設計要求，壩前存在嚴重淤積問題，引水水位無法滿足設計標準，致使灌區灌溉效益受到嚴重不良影響。

3、灌區渠首工程設計方案

由于本工程所施工區域對應原框架攔河壩當前仍處于可靠運行的狀態下，故在針對本灌區渠首工程進行設計的過程當中，維持渠首軸線即有位置。工程總體布置在滿足即有灌區渠首軸線恒定的前提條件下實施。在整個灌區渠首工程設計工作的實施過程當中，為了能夠最大限度的降低因灌區渠首工程施工給既有渠首建筑物運行帶來不良的影響，故將即有渠首工程橡膠壩壩體進行改造，改建為泄洪沖砂閘工程。同時，還需要配合針對工程固灘區段進行加固處理，針對工程進場道路區段進行維修處理。具體而言，在針對本灌區渠首工程進行設計的過程當中，有如下幾個方面的問題需要特別注意。

3.1泄洪閘區段設計

在針對本灌區渠首工程泄洪閘區段進行設計的過程當中，設計的重點在于以泄洪沖砂閘工程替代既有橡膠壩壩體結構。本次設計當中，整個泄洪閘區段的組成部分包括如下幾個方面：①進口段；②閘室段；③消力池段，④防沖段。以上四段分項工程整體設計長度為104.75m。現針對各分項工程在設計過程中的具體要點做詳細闡述。

首先，在對進口段進行設計的過程當中，該區段的整體長度為23.75m，前端8.0m長度區段內，保留橡膠壩壩體結構對應的基礎底板，不做調整，后端15.75m長度區段內，對結構底板進行新建，具體方案為：新建鋼筋混凝土結構底板，底板厚度為0.5m。與此同時，在新建鋼筋混凝土底板前側、后側分別設置齒槽，提高此區段的排水功能。齒槽的設置方案為：深度0.5m。所設置齒槽的底部需要預先鋪設混凝土墊層，墊層鋪設厚度控制為10.0cm。在基礎之上，以鋼筋混凝土原材敷設擋土墻，提高結構穩固性水平。

其次，在對閘室段進行設計的過程當中，該區段內采用5孔寬頂堰進行結構設計，寬頂堰設計尺寸標準為長度10.0m，寬度10.0m，整體寬度為50.0m。整個灌區渠首工程上游、下游區域分別設置深齒，設計深度為2.0m。同時，在閘室段內，還設置有平板鋼閘門，鋼閘門的設計標準為長度10.0in，寬度為2.5m。為方便與外界的連接，在閘室段閘墩部位，還設置有工作橋。工作橋的設計標準為長度61.75m，寬度4.2m。

再次，在對消力池段進行設計的過程當中，為確保此區段消能效果的可靠與有效，采取的結構設計模式為鋼筋混凝土結構，形成基于低流運行的消力池。消力池所對應的設計標準尺寸為長度22.5m，寬度59.5m，深度1.5m。在按照以上方式所形成的消力池基礎之上，消力池左側、右側分別采用懸臂結構邊墻，底板鋪設排水管，排水管材的選型為聚乙烯排水管。排水管所對應的布置方式為：按照0.1m單位孔徑以及2.0m間隔距離，呈梅花形布置。

最后，在對防沖段進行設計的過程當中，圍確保此區段運行結構的穩定與安全，此區段采用前10.0m位置底部防護，以鋼筋石籠進行護底。在此基礎之上，后端設置有干砌石護砌處理，設計厚度為0.3m。防沖段末端設置拋石結構防沖槽。拋石結構防沖槽底部寬度的設計標準為5.0m，區段整體長度48.50m。

3.2固灘區段設計

在針對本灌區渠首工程固灘區段進行設計的過程當中，設計的重點在于：考慮到本渠首工程所對應固灘區段位于該河流左側岸灘位置，將整個固灘區段劃分為三個分段進行獨立設計。現場勘察資料證實：本區段內固灘段所對應的整體長度為118.0m，頂部高程參數為117.0m。針對上游區段，整體長度為4.5m，此區段內的設計方案為：黏土覆蓋；針對中間區段，整體長度為18.0m。上部設置有長度為5.5m的鋼筋混凝土網格結構，下部覆蓋有長度為18.0m的干砌石；針對下游區段，整體長度為14.0m，此區段內前端9.5m范圍之內結構設計方案為鋼筋混凝土結構，后端5.5范圍之內結構設計方案為拋石結構。

3.3輔助工程

在針對本灌區渠首工程進行泄洪閘設計以及固灘區段加固處理的基礎之上，考慮到該灌區渠首工程所對應的框架攔河壩壩面遭受嚴重破壞，壩面局部區域表現有一定的坍塌問題，因此需要在工程建設中，對攔河壩進行維修。具體設計方案為：在該渠首工程攔河壩所對應既有框架結構壩基基礎之上，對塌陷區段進行填平處理。填平區段上覆鋼筋網，做混凝土罩面，罩面厚度設計標準為20.0cm。

4、結語

渠首工程作為水工建筑物的重要組成部分，為我國水利事業的發展發揮了重要的作用。按照上述方案設計施工形成的灌區渠首工程不但對于灌區內各種風險具有良好的抵御效果。

參考文獻：

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