水闸除险加固工程施工组织方案探析

杨 军

(安徽省阜南县水利建筑安装工程有限公司，安徽 阜南 236300)



水闸除险加固工程施工组织方案探析

杨 军

(安徽省阜南县水利建筑安装工程有限公司，安徽 阜南 236300)

水闸除险加固工程是关乎到人们生活、是国计民生的大工程，水闸除险加固工程中的施工设计等情况，是镇府和人民关注的焦点所在。因此，研究水闸除险加固工程施工组织设计具有非常重要的意义。文章就以水闸除险加固为支点，结合阜南县普善闸的除险加固工程实际情况，着重探讨其除险加固施工组织设计，以此说明水闸除险加固施工组织设计在水利工程建设中的重要性。

水闸；除险加固；施工标准；施工组织

1 项目概况

普善节制闸原名小草河闸，位于安徽省阜阳市阜南县，坐落于润河上游柴集镇普善村。该闸1976年12月开始建设，正式投入使用的时间为1977年10月，整个水闸具体控制的流域范围面积为274km2，该闸设计除涝流量，5a一遇的流量167m3/s。该闸是阜南县润河上游的主要排涝和蓄水工程，承担着数个乡镇的排涝任务，以及总数约为2680hm2农田蓄水抗旱任务，具有强大的抗旱和排涝等双重功能。新建水闸为钢筋混凝土修建而成的开敞式水闸，其控制流域范围面积为273km2，主要任务是蓄水灌溉，以及排除流域内积水的。新建水闸设计除涝流量，5a一遇的流量170.2m3/s，当新建水闸水位大致是，闸下29.37m，闸上29.52m，其设计除涝流量，10a一遇的流量243.6m3/s，当新建水闸水位大致是，闸下29.90m，闸上水位30.10m，正常蓄水设计位是29.52m；强制行洪流量为296m3/s，强制行洪水位为闸下30.39m，闸上30.60m。根据水利水电工程等级及水闸设计规范等相关规定，普善节制闸为Ⅲ等中型水闸。因此，该水闸次要建筑物级别为4级，主要建筑物级别为3级。

2 水文气象

水闸工程所在地区处于暖温带，气候为半湿润季风边缘，一年四季气候分明、温和，年均气温大致在15-17℃。最高气温通常出现在7月份，气温最高月份的均温在29℃，其极端天气下，最高气温能够超过41℃。最低气温通常出现在1月份，气温最低月份的均温在2℃，其极端天气下，最低气温甚至降低到零下20℃。在此期间，水闸施工过程应当按照除险加固、水闸建设等相关标注和措施进行施工要求，并采取相应的防冻措施[1]。

水闸除险加固工程施工期，主要是在非汛期进行施工作业。可根据对润河流域非汛期的降雨量进行分析，根据淮北计算办法，来计量普善节制闸上施工期的水量，前期雨量的影响取润河当地非汛期经验值30mm，普善节制闸流域导流流量状况，如表1所示。

表1 普善闸施工期流量计算成果表

3 电气和金属结构设计

3.1 电气设计

普善闸电源连接的输电线路，为附近10kV高压电线路，主要导线长度约0.5km，其规格为JKLYJ-70。所选用的唯一的一台变压器为S11-125/10/0.4kV型变压器。可以根据普善闸的运行要求，设置一台114kW的柴油发电机组，以此作为可用应急备用电源设备。在启闭机房内安装闸门动力箱，在启闭机上安装闸门开度传感器，设有电缆沟在启闭机房内，主要作用就是敷设至启闭机的控制和动力信号电缆。柴油发动机室布置在桥头堡一层，中控室和配电室在三层，布置有电视监视系统、计算机监控系统、低压配电柜等有关设备。

3.2 金属机构设计

金属结构主要由埋件及相应的启闭设备、检修闸门、工作闸门组成。普善闸共有3个排水孔，每个排水孔净宽8m，闸底板顶高程为24.2m，其工作闸门采用的是露顶式平面定轮钢设计而成，其主体构建是由多主梁实腹式接构件而成，闸门平面尺寸高、宽为5.8m、7.1m，单面止水，再合配3台固定卷扬式启闭机，型号为QP-2×250kN；采用钢浮体叠梁门检修闸门，起吊方式采用双钩双速同步电动葫芦，型号为SGMD型，规格为2×30kN。

4 水闸除险加固施工标准和技术措施

4.1 水闸导流措施

新建普善闸次要建筑物级别为4级，主要建筑物级别为3级。根据水利水电工程相关标准，3至5级建筑物，其导流建筑物相应的级别为5级，相应土石围堰在针对导流的基础上，其设计的洪水重现期一般是以5-10a为期。普善闸的地理位置在润河中段，东西两侧有柴集沟、田集沟等，水闸除险加固工程施工期间，可以充分利用东西两侧的两条大沟进行导流，将普善闸上游来水经过两条大沟，有效的导入普善闸下游河段。普善闸在除险加固工程施工期间，其最大的导流流量大约为53.21m3/s。普善水闸东西两侧大沟，经过实际测量计算出，两大沟沟底宽度均在11m左右长度，两大沟沟深大致为3.2m深度，边坡为1∶1.5，沟纵比降大致为1/8000；经过计算，在水深2.85m时，每条沟可通过的水流流量在27m3/s左右。普善闸除险加固工程在施工期间，可以在普善闸上游进行填筑围堰作业，以此来阻拦上游流域水流，经普善闸东西两侧大沟倒入普善闸下游。为保证水闸除险加固工程能够顺利施工，减少因为导流而增加的投资，可以对其进行几个方面的措施。①在水闸除险加固工程施工前，对上游河道以及支流进行预降水位，将上游河道水量进行腾空部分库容；②制定相应的抢工措施，将相关需要抢工的设施，于当年11月—次年3月完成。③减少主干道泄水，除了润河导流支沟以外，关闭润河所有支沟上的涵闸；④确保足够的导流能力，清除堵坝，疏通导流支沟；⑤配备足够的排水机泵及相关机械设备，以便应付超过标准的突发降雨[2]。

4.2 围堰设计

根据普善水闸东西两侧大沟现有断面进行计算，每条沟水流流量为27m3/s，水深可达到2.8m，因此，普善闸上段导流围堰的水位，应该采用闸址周边地面高程30m，而对于上游导流围堰高程应该确定为30.9m。上游围堰顶，必须设有临时的交通道路，并及时拟定围堰断面，堰顶高程为30.8m，顶宽为4.1m，水下边坡的比例为1∶5，水上边坡的比例为1∶2。下游围堰顶，不需要设置交通道路，根据实际情况，拟定的围堰断面为：堰顶高程为28.2m，顶宽为2.6m，水下边坡的比例为1:5，水上边坡的比例为1∶2。

4.3 施工排水

水闸除险加固工程施工排水原则分为地下水深井排、坡面水基坑排、地面水地上排。

具体排水措施是：地下水采用深井降水，在进行工程施工时，于基坑四周布置数个深井，深井工程的标准必须要与施工降水相配合，满足于底部施工的需求。基坑及坡面水采用的方法是在基坑的底部以及周边挖掘一些排水沟，对坡面雨水和渗水进行拦截，并在其工程的上、下游围堰处，进行挖集水坑作业，将坡面雨水和渗水进行集中引入，最后汇聚于集水坑内，而在每个集水坑内都需要配备两台潜水泵，型号规格为QY25-24 -2.2，利用潜水泵将积水排到上、下游围堰之外的地方，以此来确保底部工程良好作业，施工人员能在无水条件下施工。地面水采用的方法，是在基坑上口两侧之地，各挖数条排水明沟，使得地面来水能够经过挖掘的明沟，及时排入基坑以外的地方，以此来保证基坑内不会流入地面水[3]。

4.4 原材料及其它措施

普善闸除险加固工程位于阜南县，地处润河上游柴集镇普善村，距阜南县距离大致路程在25km左右，对外交通、运输方式主要以汽车为主，通过乡镇公路，可将工程所需的设备、建材直接运至工地现场。

闸址至附近乡村公路的路况，有大概0.7km的土路，需修建0.7km的混泥土道路与乡村公路相连接，路面宽度为3.5m。

5 结 语

普善闸除险加固工程建设一直受到当地政府高度关注，是当地政府的一项重要的民生工程，加强水利基础设施的建设，为水闸两岸的农田灌溉提供了巨大的保障。此次普善闸除险加固工程，对其以往存在的技术弊端与部分问题，通过使用最先进的加固技术等施工措施，从根本上消除了润河段普善闸水域安全运行的危险隐患。

[1]李志伟，刘胜，张胜强.咸宁市牛鼻潭拦河水闸除险加固防渗设计[J].中国农村水利水电，2014(09):163-165,168.

[2]索永恒，梁志鸿.洋涌河水闸工程方案设计[J].中国农村水利水电，2012(08):117-119.

[3]严有风.水库除险加固工程施工设计探析[J].中国水运：下半月，2014，14(11)：244-245.

1007-7596(2017)05-0112-02

2017-04-16

杨军(1970-)，男，安徽阜南人，工程师，从事水利工程施工工作。

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