金雞灘水利樞紐船閘上游引航道右側(cè)導(dǎo)航墻設(shè)計(jì)及優(yōu)化

梁若冰

(廣西南寧水利電力設(shè)計(jì)院 南寧 530001)

1 引航道布置

廣西隆安金雞灘水利樞紐工程是郁江干流綜合利用規(guī)劃中的第六個(gè)梯級(jí)。壩址位于郁江上游的右江下游河段,距離隆安縣城8km,距離首府南寧市96km。根據(jù) 《內(nèi)河通航標(biāo)準(zhǔn)》、 《船閘設(shè)計(jì)規(guī)范》及右江航道規(guī)劃,廣西金雞灘水利樞紐船閘通航標(biāo)準(zhǔn)為2×1000t級(jí)船隊(duì),屬于Ⅲ級(jí)船閘。

船閘位于河道左側(cè),船閘總長(zhǎng)997m,其中上游引航道長(zhǎng)度為238m(其中導(dǎo)航段長(zhǎng)68m,調(diào)順段102m,停泊段68m),底寬正常段為38m。上游引航道原地形高程較低,底板高程約為73.5m左右,滿足最低通航水位時(shí)水深3.5m的要求?？可祥l首的導(dǎo)航段底板用M7.5漿砌石襯砌,厚0.4m。停泊段設(shè)有6個(gè)靠船墩,墩中心距20m。上游右側(cè)主導(dǎo)航墻均為C15混凝土墩墻式結(jié)構(gòu),左側(cè)輔導(dǎo)航墻為C15混凝土扶壁式擋土墻。引航道末端左側(cè)向上游延伸110m的直線段,然后以轉(zhuǎn)彎半徑為480m的弧線與上游航線連接。引航道口門以外按Ⅲ級(jí)航道尺度 (巖石河床2.5m航深、57m航寬)進(jìn)行整治。

2 上游導(dǎo)航墻設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 原設(shè)計(jì)方案存在的問題

在原設(shè)計(jì)方案中,上游右側(cè)主導(dǎo)航墻由兩側(cè)的受力墩和中間的擋水板組成。上游右側(cè)主導(dǎo)航墻為C20混凝土墩墻式結(jié)構(gòu),共16跨,每跨凈寬14m,包括2個(gè)寬3m的受力墩和凈跨長(zhǎng)8m的擋水板。上游右側(cè)主導(dǎo)航墻共設(shè)32個(gè)受力墩,受力墩為素混凝土重力式結(jié)構(gòu),每個(gè)墩凈長(zhǎng)3m,高19.1m;墩頂寬1.2m,背坡坡比為1︰0.25,上游設(shè)有寬1m,高2m的齒墻,墩底總長(zhǎng)9.1m。兩墩之間C25現(xiàn)澆鋼筋混凝土板的凈跨長(zhǎng)為8m,厚0.8m。每跨的墩和板連接在一起,形成一個(gè)整體的擋水結(jié)構(gòu)。墩與墩之間設(shè)有20mm寬的沉降縫,縫內(nèi)以瀝青木糠板嵌填 (圖1)。

圖1 受力墩結(jié)構(gòu)示意圖

原設(shè)計(jì)方案C20混凝土用量14963.5m3,鋼筋用量112t,工程投資465.8萬元。

施工期間正值汛期,為了順利安全度汛及船閘能盡快正常運(yùn)行,需加快施工進(jìn)度。原設(shè)計(jì)的C20現(xiàn)澆混凝土導(dǎo)航墻方案無法進(jìn)行大型機(jī)械作業(yè),施工進(jìn)度緩慢;施工場(chǎng)地需布置在引航道內(nèi),在汛期難以保證正常使用;汛期大壩泄洪時(shí)已澆筑好的擋水板會(huì)有阻水現(xiàn)象,引航道內(nèi)外存在水位差,會(huì)影響導(dǎo)航墻的穩(wěn)定安全。

2.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了確保工程順利完成,加快施工進(jìn)度,在預(yù)定好的時(shí)間內(nèi)讓船閘正常運(yùn)行,同時(shí)為了在汛期能安全度汛,經(jīng)過反復(fù)計(jì)算比較,決定優(yōu)化原上游右側(cè)導(dǎo)航墻的設(shè)計(jì)方案。

圖2 受力墩結(jié)構(gòu)示意圖

優(yōu)化后每根C25預(yù)制混凝土梁的凈跨長(zhǎng)8m,高1m,寬0.8m。上游右側(cè)主導(dǎo)航墻共18跨,19個(gè)導(dǎo)航墩,受力墩中對(duì)中間距12m。受力墩為素混凝土結(jié)構(gòu),下部結(jié)構(gòu)寬12m,長(zhǎng)12m,高5.1m。受力墩上部結(jié)構(gòu)為兩級(jí)的矩形柱,第一級(jí)寬6m,長(zhǎng)6m,高2m;第二級(jí)寬4m,長(zhǎng)4m,高12m。矩形柱兩側(cè)設(shè)有寬0.84m,深0.52m的卡口,C20混凝土預(yù)制梁經(jīng)吊裝設(shè)備放入卡口內(nèi),預(yù)制梁與柱之間的縫隙填塞瀝青木糠板。墩與墩之間設(shè)有20mm寬的沉降縫,縫內(nèi)以瀝青木糠板嵌填。

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)示意如圖2。

優(yōu)化設(shè)計(jì)方案C20混凝土用量21611.5m3,鋼筋用量180t,工程投資681.3萬元。

在優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案中,考慮到在施工期上游右側(cè)主導(dǎo)航墻受力墩之間必須過水,對(duì)上游右側(cè)主導(dǎo)航墻重新進(jìn)行了受力穩(wěn)定計(jì)算,同時(shí)為了加快施工進(jìn)度,方便大面積機(jī)械施工,減少了受力墩的個(gè)數(shù),受力墩結(jié)構(gòu)型式也由梯形改為方柱型;兩墩之間C20現(xiàn)澆鋼筋混凝土板也改為C25預(yù)制混凝土梁,可在河道左岸先澆筑完成,不受汛期影響,汛期過洪后再由大型機(jī)械吊裝至受力墩,大大的加快了施工進(jìn)度,且不影響大壩行洪安全。優(yōu)化方案雖然增加了部分項(xiàng)目的投資,但保證了整個(gè)船閘工程在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成可進(jìn)行正常運(yùn)行。

3 結(jié)語

上游引航道導(dǎo)航墻工程2005年3月開工,同年11月完建。工程在施工期間安全度汛,并在預(yù)定的工期內(nèi)按時(shí)按質(zhì)完成,幾年以來運(yùn)行良好,其優(yōu)化設(shè)計(jì)的成果和經(jīng)驗(yàn)可供相似工程設(shè)計(jì)參考。

1 《船閘水工建筑物設(shè)計(jì)規(guī)范》.JTJ307-20011.