引嫩扩建渠首枢纽泄洪闸工程施工防汛计算

2013-10-24李方石

黑龙江水利科技 2013年2期

李方石

( 黑龙江省引嫩工程管理处，黑龙江大庆163000)

引嫩扩建渠首泄洪闸工程位于嫩江主河道，尼尔基枢纽下游28 km处，施工期间受洪水威胁较大，是影响工程施工安全的最大因素，可能发生围堰漫顶和消力池上浮冒顶淹没基坑，将前功尽弃，造成极大经济损失并影响工程进度。泄洪闸施工导流按设计标准为5 a一遇天然洪水，等于10 a一遇有尼尔基水库调节洪水标准，流量为3 950 m3/s，相应水位177.02 m，修筑围堰顶部高程为179.8 m。根据洪水预测，如遇超标准洪水时，提前准备防汛物资，并制定防洪度汛预案，采取加高围堰和基坑压重等技术措施，保证工程施工期内工程安全。

1 5 a一遇洪水防汛技术措施

1.1 5 a一遇洪水围堰防汛措施

根据水文资料，5 a一遇洪水的天然状态洪峰流量为3 950 m3/s，相应水位为177.02 m，设计围堰高程为5 a一遇洪水高程，设计超高2.78 m，堰顶高程179.8 m。故围堰满足5 a一遇洪水的度汛要求。

1.2 5 a一遇洪水基坑抗浮计算方法

经计算，当外江水位达到5 a一遇时，盖重小于水头，基坑底板不稳定( 详见后附《五年一遇基坑抗浮计算表》) 。计算方法是:将基坑分为进口石笼、铺盖、闸室、消力池海漫、结束段等部分，每部分取6个点位，计算该点黏土层下界即地下水位以上的盖重，包括黏土层、封底混凝土、闸底板混凝土等盖重之和，与此时水头( 即5 a一遇水位和该点地下水位的差值) 相比较，水头乘以安全系数1.1，如盖重小于水头，说明该点不稳定，可能发生上浮或冒顶，应采取增大压重措施。以下10 a一遇和20 a一遇洪水基坑抗浮计算方法同上。基坑盖重计算见图1，计算公式为:

图1 基坑盖重计算示意图

1.3 5 a一遇洪水基坑压重措施

拟采取的相应措施为: 所有建筑物顶面采用当地比较丰富的砂砾料作为压重，按照抗浮计算的水头对各部位作相应厚度砂砾料铺填。进口铺盖部位砂砾料铺填砂砾料厚度2.05 m; 对于闸室段的闸墩钢筋混凝土施工完毕的部分，按照闸室底板面积计算为自身总压重t =720m3×2.4t/m3=1 728 t，平均单位面积的压重为1728t/( 22.5 ×18.5) =4.15 m，完全能够满足闸室自身抗浮要求。对于闸墩钢筋混凝土未施工部位，砂砾料压重厚度为1.76 m; 对于消力池部位计算其压重厚度为2 m;对于海漫石笼护砌部位，计算其压重厚度为1.25 m。

2 10 a一遇洪水防汛技术措施

2.1 10 a一遇洪水围堰防汛措施

据水文资料，10 a一遇洪水天然状态洪峰流量为5 850 m3/s，相应的水位高程为177.79 m，按照设计预留的超高1.50 m 计算，则围堰的顶高程应该为177.79 +1.5 +0.5 =179.79 m。实际围堰顶高程为179.80 m，刚好满足度汛要求。

2.2 10 a一遇洪水基坑防汛措施

当外江水位达到10 a 一遇时，即相应水位177.79 m，经基坑稳定计算，基坑内混凝土底板不稳定。进口铺盖部位铺填砂砾料厚度3.39 m; 对于闸室的闸墩钢筋混凝土施工完毕的部分，闸墩压重达4.15 m，能够满足闸室抗浮要求。对于闸墩钢筋混凝土未施工部位，砂砾料铺压重厚度为1.85 m; 消力池压重厚度为2.5 m; 海漫石笼护砌部位压重厚度为1.78 m。

3 20 a一遇洪水防洪技术措施

3.1 20 a一遇洪水围堰防汛措施

根据水文资料，20 a一遇洪水的天然状态洪峰流量为7 800 m3/s，相应的水位高程为178.51 m。设计围堰顶高程为179.80 m，按照设计预留的超高1.50 m计算，则围堰的顶高程应该为178.51 +1.5 +0.5 =180.51 m。较现有的围堰顶高程高出0.71 m，故按照原围堰的断面型式在围堰顶加设编织袋装砂砾筑子堤进行加高。

按照10 ～20 a一遇洪水围堰型式计算，在原有围堰的基础上加高0.71 m，子堤采用编织袋装土砌筑0.71 m厚，2.0 m宽，则需要编织袋装土1.42m2×1205.4m=1711.7m3。

3.2 20 a一遇洪水基坑防汛措施

对于基坑稳定计算，当外江水位达到20 a一遇时，即相应水位178.51 m，基坑内混凝土底板不稳定。进口铺盖部位砂砾料铺填厚度3.55 m; 对于闸室的闸墩钢筋混凝土施工完毕的部分，按照闸室底板面积计算为自身压重4.15 m，能够满足闸室自身抗浮要求。对于闸墩钢筋混凝土未施工部位，采用砂砾料铺填压重，其压重厚度为2.35 m; 消力池部位铺填砂砾料压重厚度为3.01 m; 海漫石笼护砌部位压重厚度为2.28 m。