活水泵站運(yùn)行控制的水閘工程設(shè)計(jì)

1、活水泵站運(yùn)行控制的水閘工程設(shè)計(jì)摘要文章結(jié)合工程實(shí)例，分析了基于活水泵站運(yùn)行控制的水 閘工程設(shè)計(jì)，分析結(jié)果表明，立足活水泵站的工程標(biāo)準(zhǔn)，合理確定水 閘工程安全超高下限，并以此為依據(jù)，開(kāi)展誰(shuí)在工程設(shè)計(jì)，可保證設(shè) 計(jì)效果，滿(mǎn)足活水泵站持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行控制的要求，值得高度重視。關(guān)鍵詞活水泵站;水閘工程;安全超高下限;地基處理1工程概述柯橋城區(qū)外圍南北活水工程位于紹興市柯橋區(qū)柯巖街道阮四村以 西，104國(guó)道以南的大坂湖直江上，距離104國(guó)道約200mo工程位 于柯橋主城區(qū)，沿管墅直江，由北向南穿越整個(gè)主城區(qū)，南至浙東古 運(yùn)河、北至杭甬運(yùn)河、東鄰瓜渚湖直江、西接大坂湖直江，涉及柯橋 和華舍兩個(gè)街道，總而積約3

2、0km2,水域面積218km2,受益人口 25萬(wàn)，工程取水口位于金柯橋大道與柯袍公路交叉口立交橋的西側(cè) 附近。通過(guò)樞紐泵站（泵站最大流量18m3/s）提水，引杭甬運(yùn)河水體入 柯橋主城區(qū)，經(jīng)科學(xué)的水量調(diào)度、水位調(diào)節(jié)和水流控制等手段，使城 區(qū)內(nèi)河道水體得到有效的流動(dòng)與補(bǔ)充，同時(shí)起到“以清釋污、以動(dòng)治 靜的作用。本工程泵站為堤身式中型排水泵站，所用水泵為1. 8m 口徑大型水泵，工程流道要求高;泵房主體直接擋水，要求泵房本身 有足夠的抗滑、抗浮穩(wěn)定性能;泵站站址均為軟土地基，需要進(jìn)行基 礎(chǔ)處理，應(yīng)選擇基礎(chǔ)適應(yīng)性好泵房結(jié)構(gòu)。綜上所述，泵房結(jié)構(gòu)采用塊 基型結(jié)構(gòu)。由于場(chǎng)地有限，水泵臺(tái)數(shù)不宜過(guò)多，但考慮到預(yù)

3、留安全余 地，宜采用34臺(tái)。本泵站采用3臺(tái)1800GZ-160潛水貫流泵。2工程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水閘安全超高下限的要求木工程的主要功能是將大坂湖直江鐵路以南水體進(jìn)入大坂湖直江 104國(guó)道北面，提升104國(guó)道北而水體的流動(dòng)性，從而改善南片水環(huán) 境，夏季雨季河道行洪的安全性。本活水泵站設(shè)計(jì)引水流量20m3/s, 備用引水流量10m3/s,裝機(jī)功率為3X200kW,按照泵站設(shè)計(jì)規(guī)范、 防洪標(biāo)準(zhǔn)中的要求，木活水泵站屬于回等工程，多項(xiàng)永久性建筑 的級(jí)別也是3級(jí)，臨時(shí)構(gòu)筑物級(jí)別多為5級(jí)，主要構(gòu)筑物包括:閘壩、 上下游連接段、泵站主體、進(jìn)出水池、管理房、變電設(shè)施等。按照水 閘設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，3級(jí)活水泵站水閘安全超高下

4、限。3基于活水泵站運(yùn)行控制的水閘工程設(shè)計(jì)3. 1合理選擇水閘型式為避免活水泵站在運(yùn)行中發(fā)生回流問(wèn)題，需要合理設(shè)計(jì)擋水閘， 木工程共設(shè)置了 2座水閘和泵站聯(lián)合布置，常用的水閘形式有2種, 一種是平板鋼閘門(mén)，另一種水下臥倒鋼閘門(mén)。其中，前者雖然前期投 資比較少，但后期運(yùn)行控制復(fù)，且需要設(shè)置檢修平臺(tái)及啟閉機(jī)房。后 者無(wú)需檢修平臺(tái)和啟閉機(jī)房，上部結(jié)構(gòu)承受的荷載也比較小，可降低 基底處理的復(fù)雜性，且位于水下，經(jīng)過(guò)效果比較好，因此，本工程選 擇了液壓臥倒門(mén)水閘。3. 2確定水閘頂部高程在夏季洪水期，要將水閘提前防水臥倒，并保證壩頂高程不會(huì)影 響行洪效果，但要充分考慮活水泵站在運(yùn)行中擋水對(duì)泵站出水池壅高 的

5、影響，因此，壩頂高程要高出水池壅高4. 2m左右，以降低投資 成本，初步設(shè)計(jì)壩頂高程為4. 5mo3. 3水閘過(guò)流能力設(shè)計(jì)水下臥倒閘門(mén)過(guò)流能力通常按照寬頂堰進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)計(jì)算可知, 過(guò)閘流量最大可到100m3/s,可滿(mǎn)足行洪能力的要求。3. 4水閘設(shè)計(jì)水閘設(shè)計(jì)要和泵站相互結(jié)合，并靠近泵站布置，就案例工程水閘 工程由閘室、護(hù)坦、上下游連接建筑物等共同組成，門(mén)頂高程為4. 5m, 共有8個(gè)單元門(mén)組成，每個(gè)單元門(mén)的靜水壓力都是460KPa,閘室通 過(guò)液壓系統(tǒng)起閉，由三級(jí)液壓油缸為其提供動(dòng)力，工作壓力為16MPa, 為保證便于管理，將液壓泵站布置在泵站中，水閘閘門(mén)上游側(cè)底板的 高程為1. Om,下游側(cè)

6、底板高程為0. 5m,順著水流方向的寬度為 12. 5m,厚度為1. Om,總壩長(zhǎng)50m,邊墩和底板通過(guò)C30鋼筋混 凝土施工。由于本水閘基層為淤泥質(zhì)粘土，雖然土質(zhì)抗沖流速比較, 但水閘上下游的水位差比較小，只能作為構(gòu)造效能設(shè)施，底板上下游 分別設(shè)置長(zhǎng)度為20m的長(zhǎng)護(hù)坦，頂而高程控制在0. 5m左右，并外 接長(zhǎng)度為5m以上的拋石防沖槽。3. 5節(jié)制閘設(shè)計(jì)木工程水閘規(guī)模為1x8m,沿著水流的方向長(zhǎng)度為10m,底板則采 0.8m厚C30鋼筋混凝土制成,底板頂高程為0.5m,邊墩厚度為1.0m, 閘墩頂高程為4. 5m,在水閘中設(shè)置一道液壓水下臥倒閘門(mén)，通過(guò)液 壓設(shè)備進(jìn)行控制，邊墩選擇懸臂式擋墻結(jié)構(gòu)

7、，上下游側(cè)邊墩頂高程為 4. 5mo單孔跨度比較大，為便于后期維修，在設(shè)計(jì)時(shí)，閘室上下游 都不設(shè)置檢修閘門(mén)。木水閘閘基雖為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，但由于木水閘 上下游的水位差較小，因此上下游均只作構(gòu)造消能設(shè)施，底板上下游 分別設(shè)置5. Om長(zhǎng)護(hù)坦，頂面高程0. 50m,護(hù)坦由20cm厚C30混 凝土而層和30cm厚M10漿砌塊石底層組成，底板頂高程0. 50m。 上下游護(hù)坦均外接5m長(zhǎng)拋石防沖槽。3. 6閘站基礎(chǔ)防滲設(shè)計(jì)由于本工程閘站位于軟土地基上，表層淤泥質(zhì)粘土具有良好的抗 滲性，因此，在設(shè)計(jì)中可以采用平展式地下輪廓設(shè)計(jì)方法，閘站下游 側(cè)水位為4.2m,對(duì)應(yīng)上游側(cè)最低運(yùn)行水位3.6m,最大差值為0.

8、6m, 按照水閘設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定。按照木工程地質(zhì)資料顯示，閘站基 礎(chǔ)為淤泥質(zhì)粘土，閘站所需的防滲長(zhǎng)度最小為2. 4m,閘站設(shè)計(jì)時(shí)防 滲長(zhǎng)度站身段底板長(zhǎng)度大約為28. 5m,堰壩的防滲長(zhǎng)度達(dá)到12. 5m 即可滿(mǎn)足要求。3. 7水閘穩(wěn)定性分析本工程水閘由擋水閘和節(jié)制閘組成，水閘邊墩和底板之間為分離 式結(jié)構(gòu)，考慮到邊墩的穩(wěn)定性，在具體設(shè)計(jì)中，要對(duì)地板的抗滑穩(wěn)定 性進(jìn)行分析。邊墩穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，考慮到0. 3m是內(nèi)外水頭比較差， 閘墩后采用粘土回填，墻后水上等效摩擦系數(shù)為28。，水下等效摩擦 角為26。，現(xiàn)狀基底摩擦系數(shù)為025,邊墩穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果。4結(jié)束語(yǔ)水閘工程設(shè)計(jì)效果對(duì)活水木站運(yùn)行控制的穩(wěn)定性有很大影響。必 須高度重視水閘工程設(shè)計(jì)，為保證設(shè)計(jì)效果，需要從合理選擇水閘型 式、確定水閘頂部高程、水閘過(guò)流能力設(shè)計(jì)、水閘設(shè)計(jì)、節(jié)制閘設(shè)計(jì)、 閘站基礎(chǔ)防滲設(shè)計(jì)、水閘穩(wěn)定性分析等方面同時(shí)入手，才能設(shè)計(jì)出高 品質(zhì)的水閘工程，充分發(fā)揮活水木站的作用和價(jià)值。參考文獻(xiàn)1 容嘉麟.泵站水閘的施工質(zhì)量管理與技術(shù)運(yùn)用體會(huì)J建 材與裝飾，2018(6):289-2902 黃麗莎，