開都河寶浪蘇木分水樞紐除險加固工程復核分析計算

【摘要】通過對開都河寶浪蘇木分水樞紐除險加固工程復核分析計算，從而確定了合理的除險加固內容，并做了較為詳細的工程設計。

【關鍵詞】樞紐；除險加固；分析計算；設計

1、工程概況

1.1 工程地理位置

開都河寶浪蘇木分水樞紐工程位于博湖縣境內臨近光華路旁，開都河在博湖縣縣城以西約500m處的寶浪蘇木分為東、西兩支，東支流經(jīng)22km后注入博斯騰湖，西支流經(jīng)46km后注入小湖區(qū)。

1.2 工程布置

開都河寶浪蘇木分水樞紐工程主要由東支閘、西支閘、翻身渠閘和東、西支公路橋組成。東支閘：共7孔，單孔凈寬10.7m，總凈寬84m，全長96.82m；閘前鋪蓋長19m，閘室長10m，為格梁式鋼筋混凝土底板，兩側墻為懸臂式鋼筋混凝土擋土墻；消力池長22.82m，兩側為鋼筋混凝土連拱擋扶臂式土墻；防沖槽長30m，海漫長15m。西支閘：共2孔，單孔凈寬10.7m，全寬24m，全長82.52m；閘前鋪蓋19m，閘室長10m，為格梁式鋼筋混凝土底板，兩側為懸臂式鋼筋混凝土擋土墻；消力池長18.52m，兩側為鋼筋混凝土連拱扶臂式擋土墻；防沖槽長10m，海漫長10m。翻身渠閘：翻身閘的閘口位于東西支連接圓弧岸墻正中，全長76.8m，閘室凈寬2.1m，凈高1.7m，閘室長1.8m。洞身長50m，凈寬2.1m，凈高2.34m，兩側為漿砌石重力式擋土墻，洞頂為鋼筋混凝土預制拱圈，消力池長10m，兩岸為六棱體護坡；防沖槽長5m，海漫長10m，設計引水流量5m3/s。

1.3 工程任務

修建本工程的主要任務是，首先：可使東、西支能夠按要求分水，避免自然分水的弊病；其次：河水有了控制，可促使博斯騰湖的水量不斷循環(huán)，起到淡化水質，保護博斯騰湖生態(tài)環(huán)境的作用；第三：對西支小湖區(qū)蘆葦、漁業(yè)提供生產用水，同時進小湖的水量通過達吾提放水閘調劑孔雀河水量，有效地保證了鐵門關、石灰窯兩級電站和孔雀河流域的灌溉用水；第四：保證了翻身渠的進水，改善灌區(qū)灌溉條件。第五：解決了博湖縣在開都河兩岸交通不變的困難，縮短了約25km的路程。

2、復核計算成果的分析與評價

2.1 工程規(guī)模計算復核成果的分析評價

本次復核，根據(jù)開都河寶浪蘇木分水樞紐目前承擔任務的重要性及工程具體情況，結合建設前期審查資料對該工程規(guī)模的論證及本次洪水復核成果，對寶浪蘇木分水樞紐工程規(guī)模進行調整，本次復核確定寶浪蘇木分水樞紐工程為Ⅱ等大（二）型工程，主要建筑物級別為2級，次要建筑物級別為3級。

根據(jù)以上確定的工程等別，選定本工程設計洪水標準為30年一遇，相應洪峰流量860m3/s；校核洪水標準為100年一遇，相應洪峰流量1089m3/s。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），該區(qū)相應的地震動峰值加速度為0.15g，地震動反應譜特征周期0.40s，相應的地震烈度為Ⅷ度。

2.2 水閘過流能力計算復核成果的分析評價

本工程設計洪水標準為30年一遇，相應洪峰流量860m3/s；校核洪水標準為100年一遇，相應洪峰流量1089m3/s。經(jīng)水力學復核計算，東支閘和西支閘過洪能力滿足要求，但東西支閘門高度不夠，需更換閘門。

2.3 水閘閘頂高程復核成果的分析評價

經(jīng)復核計算，水閘閘頂高程根據(jù)擋水和泄水兩種運用情況，經(jīng)復核閘體閘頂高程為1056.9m，滿足要求。

2.4 水閘消能復核成果的分析評價

根據(jù)水閘消力池布置情況，設計分別對消能防沖進行了復核計算，水閘下游經(jīng)驗算不需要設消能設施，而現(xiàn)狀設有消力池消能，更有利于閘室的穩(wěn)定。各閘的海漫長度均有不同程度的不足，需將東支閘、西支閘海漫長度；防沖槽內防沖墻深度不夠，需加深。

2.5 閘室及岸墻整體穩(wěn)定復核成果的分析評價

閘室在正常引水期、設計洪水期、地震情況下均滿足閘室穩(wěn)定要求，基礎滲流穩(wěn)定，翼墻及閘墩滿足穩(wěn)定要求。

2.6 閘室結構強度復核成果的分析評價

水閘閘底板、閘墩為鋼筋混凝土結構。經(jīng)分析，閘底板結構強度滿足要求，閘墩結構強度能夠滿足要求。

2.7 交通橋、工作橋安全復核成果的分析評價

交通橋主面板上表面混凝土有不同程度的磨蝕和脫落，出現(xiàn)輕微凹坑，并有多處裂縫；交通橋伸縮縫內的伸縮橡膠嚴重老化，并已斷裂；根據(jù)《水工混凝土結構設計規(guī)范》SL/T191-96的要求橋面及處于露天的梁、柱結構強度等級不宜低于C20，本工程符合要求。但目前已不能滿足現(xiàn)通行車輛量的要求，橋面板裂縫較大較多。

2.8 樞紐現(xiàn)場檢查分析評價

開都河寶浪蘇木樞紐建設從1985年開工建設，于1988年11月全部完工并投入使用。至今樞紐已運行了20多年，閘底板等墻體在過水時曾部分沖毀，但都及時進行了修繕，目前閘門止水損壞、漏水嚴重，閘門銹蝕；油壓啟閉設備啟門力不足，不能正常開啟閘門；樞紐無自動化辦公設備，輸電線路未做過更換；交通橋常年超載，橋面板磨損嚴重，裂縫較多；現(xiàn)狀寶浪蘇木分水樞紐上下游河道上已建有交通橋，可限制其它車輛通行，翻身渠閘閘頂按本工程運行管理車輛荷載考慮。以上這些問題已經(jīng)影響了樞紐的安全運行，對樞紐造成了一定的安全隱患。

3、評價和建議

3.1 評價

開都河寶浪蘇木分水樞紐已運行20多年，目前水工建筑物存在安全隱患，部分混凝土構建存在裂縫、沖坑及露筋現(xiàn)象，金屬結構銹蝕、變形、設備老化、性能下降、嚴重影響樞紐的安全運行和正常效益的發(fā)揮。

根據(jù)上述樞紐工程安全評價，開都河寶浪蘇木分水樞紐運用指標達不到設計標準，經(jīng)除險加固后，才能達到正常運行。依據(jù)《水閘安全鑒定規(guī)定》（SL214-98）中水閘安全類別評定標準，確定本水閘屬于三類閘。

3.2 建議

根據(jù)水閘安全檢測、工程復核及存在的問題，建議更新改造內容如下：

⑴ 建議對樞紐上游兩岸共80m長護坡和基礎進行整體改造；

⑵ 建議進行閘前鋪蓋維修加固；

⑶ 建議對東支、西支閘閘底板、閘墩及擋土墻進行維修加固。

參考文獻：

[1]《防洪標準》（GB50201-94）；

[2]《水閘設計規(guī)范》（SL265-2001）；

[3]《水工混凝土結構設計規(guī)范》（SL191-2008）；

[4]《新疆中小河綜合治理規(guī)劃、病險水庫、水閘除險加固規(guī)劃報告》；

[5] 《新疆巴州開都河寶浪蘇木分水樞紐水閘安全鑒定報告》，2013年。