斜涵在小型水庫除險加固工程中的應用

1、斜涵在小型水庫除險加固工程中的應用第36卷第2期2010年6月江西水利科技JIANGXIHYDRAULICSCIENCE&TECHNOLOGYVo1.36No.2Jun.2010DOI:10.39696.issn.1004-4701.2010.02.17斜涵在小型水庫除險加固工程中的應用祝德和(江西省鉛山縣水利局,江西鉛山334500)摘要:介紹一種小型水庫險加固工程設計隧洞配斜涵放水設計方案.結合工程實例,可了解斜涵的基本結構和設計施工要點.關鍵詞:小型水庫;除險加固;斜涵;表層取水;設計方案中圖分類號:TV671文獻標識碼:B文章編號:10044701(201O)02012

2、9030引言在水庫除險加固設計中,選擇壩下涵管加固設計方案時,大都采用新建隧洞配豎井,原壩下涵管封堵方案.使用閘門,啟閉機控制豎井放水方式為目前加固設計常用的做法.但是,存在放水操作不便,維護管理困難,庫底水溫低不利于農作物生長等問題.本文根據(jù)對江西省上饒市百余座小型水庫的調查分析,采用新建隧洞配斜涵取水方案,可完全避免常用做法的不足.1斜涵的特點采用新建隧洞配斜涵取水方案,具有以下特點:(1)從小型水庫分布狀況來看,小型水庫基本上分布在距離村莊較遠的偏僻小山溝里,大多沒有供閘門啟閉機使用的三相電源,需單獨架設線路,加大了投資.斜涵放水是人工操作,不需要電力,可節(jié)省電力投資.(2)從小型水庫管

3、理現(xiàn)狀來看,只有中型水庫才有常設管理機構和人員,小型水庫只有一個”放水員”(2007年后改稱”安全員”),人員素質普遍較低,對閘門啟閉機等機電設備和金屬結構的操作維護均不熟悉,無法滿足水庫正常運行和安全管理要求.斜涵是傳統(tǒng)取水方式,蓄,放水只需人工堵,拔砼(松木)塞子,操作極其簡單,無需機電設備和金屬結構等運行管理,而收稿日期:201o一03一lO作者簡介:祝德和(1968一),男,大學本科,工程師且斜涵的砼(松木)塞子價廉且安全可靠.(3)從灌溉取水位置來看,豎井從水庫底部放水,水溫較低,不利于農作物生長,從而影響水稻等農作物的產量.斜涵則從水庫表層分級取水,可調節(jié)水溫,有利于農作物生長.(

4、4)從水庫水量控制方面來看,水庫底部水壓力大,若通過閘門放水,流量很難控制,同時增加運行管理的難度.斜涵則為從水庫表層分級取水,水壓力小,放水孔徑較小,一般為0.20.3ITI,放水流量容易控制.2斜涵的結構取水斜涵一般由進水室和斜臥涵管兩部分組成.進水室置于隧洞首端,起著隧洞與斜涵連接過渡和消能的作用,凈空尺寸應大于隧洞內空,為現(xiàn)澆鋼筋砼結構;在隧洞軸線方向上進水室側墻底預留門洞,洞口設置一鋼筋砼活動閘板,水庫蓄水時堵上活動閘板,庫水位下降后撬開活動閘板水庫即可放空.門洞尺寸一般為(0.30.5)mx(0_30.5)m,門洞形式為方形或圓形.在進水室以上沿山坡布置斜臥涵管,起進水,輸水作用,

5、為現(xiàn)澆鋼筋砼結構;橫斷面凈空尺寸應大于0.6mx0.6m,斜臥涵管表面設分級取水孔,放水孔徑一般為0.20_3m,孔口采用砼(松木)塞子控制,取水高程級差一般為0.40.6m;斜臥涵管根據(jù)實際地形沿山坡(或壩坡)布置,坡比一般為1:21:4之間,其對基礎要求不高,坐落在強風化基巖甚至壩坡上即可.130江西水利科技2010年6月3工程實例青草垅水庫位于江西省鉛山縣東部稼軒鄉(xiāng)巖前村,距鉛山縣城37.0km,座落于信江左岸支流鉛山河上游的廟前水上.壩址以上控制流域面積1.86kmz,水庫總庫容115104m,設計灌溉面積233.33hm,是一座以灌溉為主,兼有防洪,養(yǎng)殖等綜合效益的小(一)型水庫,主

6、要建筑物有大壩,溢洪道,壩下灌溉涵管等.根據(jù)工程除險加固設計復核計算,壩下輸水涵管砼結構強度及抗裂沒有滿足要求,并且涵管經(jīng)過多年運行后,管身砼老化嚴重,多處露筋,裂縫漏水嚴重,必須進行除險加固.3.1設計方案比較由于涵管存在眾多的不安全因素,且管徑僅有58cm,對涵管進行加固補強非常困難,需將涵管拆除,根據(jù)工程地質,地形條件,擬定3種方案進行比較.(1)方案1:原址重建,將原涵管挖除,原址新建,涵管總長105m.新建涵管考慮到施工及運行管理等要求采用鋼筋砼圓管型式,內徑擬定80cm,壁厚35em,并設包角為135o的C15砼基座,進水閘置于涵管首端,中問為出水涵管,出口設置消力池,消力池后與灌

7、溉干渠相接.(2)方案2:新建隧洞配豎井方案.在右岸山體內新建灌溉引水隧洞,隧洞總長99.0m,襯砌內徑130cm,砼襯砌厚25cm,豎井閘室置于隧洞首端,閘室布置事故檢修閘門,工作閘門各一道,閘墩上部布置啟閉機房,后設交通橋與大壩至隧洞進口處公路相連.隧洞出口設消力池,消力池后與灌溉干渠相接.原壩下涵管進行全線封堵處理,采用泵送砼回填,并進行回填灌漿,涵管周邊進行粘土充填灌漿處理.(3)方案3:新建隧洞配斜涵方案.在右岸山體內新建灌溉引水隧洞,隧洞總長99.0m,襯砌內徑130cm,砼襯砌厚25om,斜涵進水室置于隧洞首端,進水室以上沿山坡布置斜臥涵管,隧洞出口設消力池,消力池后與灌溉干渠相

8、接.原壩下涵管處理同方案2.3種方案的投資比較情況詳見附表.根據(jù)附表方案投資比較,方案2投資大于方案1的投資,但方案2減少了今后運行時出現(xiàn)壩體滲漏險情的可能性;同時,方案2新建隧洞可利用原壩下涵管導流,可減少施工圍堰工程量,施工場地開闊,可減少相互間施工干擾;方案3投資最少且兼有方案2的優(yōu)點.綜合考慮,本次加固設計采用方案3為新建隧洞配斜涵方案.3.2斜涵的設計進水室置于隧洞首端,進水室底板高程156.6m,凈空尺寸1.8m1.8m1.8rfl(長×寬×高),壁厚40am,為鋼筋砼結構,雙層配筋.在隧洞軸線方向上進水室側墻預留0.4mO.4m門洞,洞口設置一鋼筋砼活動閘板,

9、水庫蓄水時堵上活動閘板,庫水位下降后撬開活動閘板水庫即可放空.進水室以上接斜臥涵管,斜臥涵管根據(jù)實際地形沿山坡布置,坡比為1:2.O1,頂部高程172.91m(同校核洪水位),總長42-3m,凈空尺寸0.8mO.6m(寬X高),壁厚0.25m,為鋼筋砼結構,雙層配筋;采用分級取水,取水高程級差0.5m,放水孔徑20cm,孔口采用砼塞子控制.取水斜涵結構詳見附圖.附表壩下涵管加固方橐投資比較3.3斜涵施工中應注意的問題斜涵工程施工中應注意的主要兩個問題:進水室的基礎要座落在基巖或硬基上:進水室與隧洞連接處的伸縮縫和止水銅片要處理好.本工程于2006年10月開工,2007年2月完工.自2007年汛

10、后投入使用以來,斜涵在水庫蓄水,放水過程中運行良好,完全達到了設計要求,效果顯著.4結語在小型水庫除險加固工程中,水庫原涵管不能使用,必須新建隧洞時,采用隧洞配斜涵是一種經(jīng)濟有效第36卷第2期祝德和斜涵在小型水庫除險加固工程中的應用l31的措施.隧洞配斜涵目前在江西省鉛山縣王源,立新,橋家,雞腳橋,邱家等水庫除險加固工程中廣泛運用,工程自投入運行以來,簡便實用,管理方便,安全可靠,未出任何故障,灌區(qū)群眾非常滿意.進水室剖面圖附圖青草垅水庫除險加固工程取水斜涵結構圖斜涵剖面圖Applicationoftheinclinedculvertinstrentheningsmalltypereservo

11、irsZHUDe_he(YanshanCountyWaterResourcesBureauofJiangxiProvince,Yanshan334500,China)Abstract:Anewengineeringdesignplan,whichistocombinetunnelswhthinclinedculverts,ofstrengtheningsmalltypereser-voirsisintroducedinthispaper.Combinedwiththeprojectexample,thebasicstructureandthekeyofdesignandconstruction

12、oftheinclinedculvertarestated.Keywords:Smalltypereservoir:Strengthen;Inclinedculvert;Surfacedraft:Designplan編輯:許瑛(上接第121頁)Cavitationsafetyassessmentandanti-cavitationmeasureofwaterturbineofBaiyunshanPrimaryHydropowerStationHEYong-qiang(JianMunicipalBaiyunshanHydropowerAdministrationofJiangxiProvince,Jian343062,China)Abstract:AccordingtothepracticeofrunneroverhaulofBaiyunshanPrimaryHydropowerStation,thepresentsituationandtheassessmentmethodofmaincavitationoftherunnerarestated.Andtheca