圍區(qū)箱式退水口設(shè)計(jì)

圍區(qū)箱式退水口設(shè)計(jì)3.1退水口龍口合攏前，不設(shè)專門的退水口，利用龍口退水。龍口合攏后，吹填尾水和降水從專門的退水口外排。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)退水口屬于臨時(shí)建筑物，根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL252-2000）,確定退水口為4級(jí)建筑物，中心位置在15+800處。參數(shù)計(jì)算（1）圍區(qū)來水量計(jì)算本標(biāo)段袋裝砂和吹填砂總量約403萬m3,擬安排3艘350m3/h吹砂船和1艘1450m3/h的絞吸船進(jìn)行吹填作業(yè)。至龍口合攏時(shí)，吹砂船已經(jīng)向圍區(qū)吹填靠背砂約54萬m3（總量137.01萬m3，合攏時(shí)圍堤完成85%、0m內(nèi)靠背砂完成80%），絞吸船絞吸吹填77.52萬m3（總量265.81萬m3,合攏時(shí)已吹填2個(gè)月，每月38.76萬m3），堤身三級(jí)袋裝砂和堤身砂剩余11.3萬m3、靠背砂12.13萬m3、吹填砂剩余188.29萬m3，其中吹砂船吹填23.43萬m3，絞吸船絞吸吹填188.29萬m3。龍口合攏后，至長江6月1日開始實(shí)施禁采，可供吹砂船僅60天，有效天數(shù)以48天計(jì)算，每天的施工強(qiáng)度約0.49萬m3/d,而絞吸船尚有5個(gè)月的施工時(shí)間，有效天數(shù)以22.5天計(jì)算，每天的施工強(qiáng)度約1.67萬m3/d。吹砂船吹填濃度30%，絞吸船吹填濃度15%，則吹砂船和絞吸船同時(shí)施工時(shí)，每天進(jìn)入吹填區(qū)的水量為：V=[(0.49/30%)*70%+(1.67/15%)*85%]心10.61萬m3/d按照24小時(shí)不間斷吹填，則每秒流量為：106100/(24*3600)=1.228m3/s。(2)排水管根數(shù)計(jì)算退水口采用“閘箱式”結(jié)構(gòu)，即在堤身內(nèi)埋設(shè)排水鋼管，鋼管進(jìn)口處設(shè)可控式疊梁閘箱，豎向預(yù)留插板槽隨著水位的升高，逐漸加高插板以便根據(jù)吹填高程基本控制管前水頭在0.5m左右。單根排水鋼管內(nèi)徑0.8m，管口流速按照3m/s計(jì)算，每天排水12小時(shí)(管口淹沒期間按不排水計(jì)算)，則排水鋼管需求根數(shù)為：n=1.228/(0.4*0.4*3.14*3/2)心1.63根，考慮到圍區(qū)降水因素，排水鋼管根量取2根。因此，本標(biāo)段設(shè)置2根?800(內(nèi)徑)的鋼管進(jìn)行排水。退水口布置(1)退水口布置原則退水口的布置遵循以下原則：排水鋼管的根數(shù)根據(jù)圍區(qū)來水總量決定并考慮降水；排水口的位置距離排泥管出口越遠(yuǎn)越好，便于泥沙沉淀；進(jìn)水口與排水溝渠連接，進(jìn)水口的形式要具有良好的進(jìn)水條件，防止產(chǎn)生負(fù)壓和汽蝕破壞。出水口采取消能措施和可靠的防沖措施；側(cè)重考慮排水管四周的防滲處理及圍堤不均勻沉降導(dǎo)致鋼管接頭斷裂情況的預(yù)防；（2）退水口位置本標(biāo)段疏浚區(qū)在圍區(qū)的東南側(cè)，砂源區(qū)在工程區(qū)的東側(cè)和北側(cè)，圍區(qū)從下游往上游、從北向南吹填施工，按照退水口布置原則，確定本標(biāo)段退水口中心設(shè)置在外側(cè)縱堤偏15+800處。具體位置見圖3-1。鋼管排水口平面位置圖 圖3-1（3）退水口結(jié)構(gòu)形式退水口結(jié)構(gòu)采用“閘箱式”，由排水鋼管、進(jìn)水箱、擋砂壩及拋石消能組成，退水口結(jié)構(gòu)見圖3-2。為降低尾水中泥沙含量，減輕對(duì)河道的淤積，進(jìn)水箱外設(shè)置橢圓形擋砂壩，擋砂壩與進(jìn)水箱之間的水流滯留區(qū)采用砂肋軟體排護(hù)底。為防止排水管四周滲漏，在鋼管兩頭和中間部位環(huán)裹雙層無紡布，沿管軸線長度大于5m,同時(shí)此三個(gè)位置均用小砂袋填實(shí)。在相鄰鋼管接頭處用橡膠彈簧膠管連接，膠管外設(shè)置半圓形鋼抱箍保護(hù)，同時(shí)事先在鋼管底部充灌一層0.5m厚、2m寬的袋裝砂，以避免因堤身不均勻沉降導(dǎo)致鋼管接頭斷裂情況的發(fā)生。出水口設(shè)置蝶形閥或自動(dòng)拍門。在出水口采取在砂肋軟體排上增加拋石厚度的辦法，避免或減輕對(duì)灘面的沖刷。單根鋼管長60.0m,由5根長10.8m鋼管和4個(gè)長1.5m的橡膠彈簧膠管（軟接頭）組成；鋼管與膠管之間用法蘭連接，對(duì)接法蘭之間用夾橡膠墊片后用螺栓連接；橡膠彈簧膠管用鋼包箍保護(hù)。退水口施工退水口施工工藝流程如圖3-3。退水口施工工藝流程圖 圖3-2(1)鋼管及進(jìn)水箱制作鋼管采用Q235鋼板焊接而成，為螺紋管或拼接焊鋼管。單節(jié)鋼管長10m(含兩頭法蘭)，鋼管采用雙面坡口焊，焊縫處等距離焊接4根加強(qiáng)肋板。鋼管的焊接工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)按照《低壓流體輸送用焊接鋼管》(GB/T3092-93)執(zhí)行。進(jìn)水箱采用等邊角鋼作為框架，除進(jìn)水口外其余5各面均用3mm厚的鋼板覆面，如圖3-4所示。在進(jìn)水箱與排水鋼管銜接面開設(shè)?810的圓洞，圓孔中心距1.2m,鋼管之間預(yù)留0.4m空隙，管口內(nèi)伸入進(jìn)水箱10cm。進(jìn)水口面為開敞式并在豎直方向分2格設(shè)置木板插槽，用于調(diào)節(jié)水頭高度。插板為木板，厚5cm，在施工過程中根據(jù)圍區(qū)內(nèi)水深及時(shí)加插。根據(jù)施工強(qiáng)度分析，結(jié)合吹填高程，進(jìn)水箱的底部高程設(shè)置為0.5m，因堤后靠背砂竣工驗(yàn)收高程3.2m，考慮到施工預(yù)留高度，進(jìn)水箱頂部高程設(shè)置為3.5m。具體見圖3-5。進(jìn)水箱結(jié)構(gòu)正視圖 圖3-4

進(jìn)水箱底部結(jié)構(gòu)圖圖3-5進(jìn)水箱底部結(jié)構(gòu)圖圖3-5（2）管基制作15+800處的灘面高程在0?-0.3m。將堤基砂被加長至60m后整體鋪設(shè)充灌，通長砂被頂部高程控制在0.6m（內(nèi)側(cè)頭部）和0.5m（出水口），表面平整度在5cm以內(nèi)。通長充砂袋充灌結(jié)束后，測放中心線并打設(shè)鋼管樁做好標(biāo)志。同時(shí)，在出水口附近的一級(jí)坡面上鋪設(shè)機(jī)織布砂肋軟體排，排頭壓在通長充砂袋底部5m。（3）鋼管水上運(yùn)輸鋼管、進(jìn)水箱及附屬件制作完成，經(jīng)檢驗(yàn)合格后用載重汽車運(yùn)抵施工段域附近的長江干堤上。在陸上將每兩節(jié)鋼管連接成整體后，兩個(gè)遠(yuǎn)端管頭先包裹1層無紡布，再包裹2層厚型塑料薄膜，塑料薄膜外包裹2層防滲布，最后包裹1層無紡布對(duì)防滲布進(jìn)行保護(hù)。同時(shí)將法蘭接頭全部用無紡布包裹。鋼管連接完畢后，漲潮前用汽車式起重機(jī)將組裝好的鋼管吊到水面上；漲潮時(shí)，用多條機(jī)動(dòng)船每次拖帶2跟鋼管至安裝部位；高潮時(shí)，由機(jī)動(dòng)船配合人工利用高潮水將鋼管拖拽至安裝基面上，并初步調(diào)整到位，然后拖帶剩余的鋼管并就位。一個(gè)潮水內(nèi)不可能全部拖帶完畢，可分2個(gè)潮水拖帶。初步調(diào)整到位后，將封口布割除掉并固定，防止高潮時(shí)的水流將鋼管移位。（4）鋼管精確就位退潮后，用裝有起重葫蘆的三角支架分別布置在端尾部位，將一段鋼管吊高15cm左右分段對(duì)鋼管位置進(jìn)行調(diào)整，并將半圓形鋼質(zhì)抱箍放置在彈簧軟管底部和上部并將螺栓擰緊，精確就位時(shí)注意調(diào)正尾部拍門開口方向，就位后及時(shí)進(jìn)行固定。（5）截滲處理鋼管的滲漏常發(fā)生在環(huán)鋼管四周及進(jìn)水箱后背位置，為阻斷水流滲透，要進(jìn)行防滲漏處理。在調(diào)整鋼管時(shí)，在鋼管頭尾及中間部位環(huán)繞無紡布，沿管線長度為5m,纏繞時(shí)盡量保證布面緊貼鋼管且無皺褶。鋼管就位后，現(xiàn)將纏繞無紡布部位的空檔整平，再填筑小砂袋。逐層填筑、逐層由人工踩實(shí)，其余部位空檔用散砂找平并澆水密實(shí)，具體見圖3-6。

鋼管截滲圖圖3-6鋼管截滲圖圖3-6出水口消能、防沖按照出水口布置原則，出水口設(shè)置消能措施和可靠的防沖措施。在出水口附近的一級(jí)坡面上鋪設(shè)機(jī)織布砂肋軟體排，排頭壓在通長充砂袋底部5m,然后再垂直于鋼管軸線20m范圍內(nèi)的砂肋軟體排上拋投厚度1.0m的塊石，進(jìn)行消能防沖，如圖3-7所示。消能防沖圖3-7消能防沖圖3-7出水口圖擋砂壩制作擋砂壩米用袋裝砂結(jié)構(gòu)，外側(cè)坡比1:1.5、內(nèi)側(cè)坡比1:2,頂寬2m、頂部最終高程3.1?3.3m，擋砂壩隨圍區(qū)吹填砂升高而抬高，進(jìn)水箱兩側(cè)擋砂壩呈喇叭形布置，夾角60°，前緣擋砂壩按照橢圓形布置，橢圓的長半軸與短半軸的比值為1.4，以減小水流產(chǎn)生的負(fù)壓和汽蝕破壞。擋砂壩與進(jìn)水口之間鋪設(shè)機(jī)織布砂肋軟體排護(hù)底防沖。15+80015+800（8）