商丘市林七水库泄洪建筑物除险加固方案比选

H=T-J I=H-G

X=I-(E+0.2)B=X-A

X=H-G-E-0.2Y=J+B+0.05

综合:Y=J+(X-A)+0.05=J+(H-G-E-0.2-A)+0.05=J+H-G-E-A-0.15例:某桥箱梁混凝土底面设计高程为788.857m,较平地面最高处高程为786.800m,求用什么模数的脚手架,水平线高程是多少?

解:H=788.857-786.8=2.057m

G=0.09+0.09+0.02=0.2m

I=2.057-0.2=1.857m

试算:1.857-（1.2+02）=0.457m,＜0.6m,所以可选E=1.2的脚手架

X=1.857-(1.2+0.2)=0.457m

取A=0.157,B=0.457-0.157=0.3m

Y=J+B+0.05=786.8+0.3+0.05=787.15m

或者:Y=J+H-G-E-A-0.15=787.15m

关于这种新型万能钢管脚手架在现代及未来水工建筑物的合理利用,确实有节能经济,重复利用率高,损耗率低,搭拆速度快等许多优点,不过有时我们还得结合工程实际,还需要两种钢管混用,比如用万能钢管脚手架搭满堂脚手架,用普通钢管脚手架搭剪刀撑加固,搭护栏等。

收稿日期：2010-02-10

商丘市林七水库

泄洪建筑物除险加固方案比选

□陈留新（商丘市水利建筑勘测设计院）

摘要：水库上的泄洪建筑物是水库枢纽工程的重要组成部分，对泄洪建筑物进行除险加固是水库除险加固工程的重要建设内容之一。林七水库作为三类坝，原有两座泄洪闸经过多年运行，均不同程度地存在病险问题。如何选择除险效果好、工程投资小、后期运行管理方便的加固方案，是工程前期设计阶段的一项重要工作。文章通过对四种不同加固方案的优缺点进行对比，最终选定了废除北闸、扩建南闸的加固方案，既达到了建设目的，又节约了投资，降低了运行管理成本。

关键词：病险水库；泄洪建筑物；除险加固

一概述

水库上的泄洪闸是水库枢纽工程的重要组成部分，作为挡水、泄水的水工建筑物，不但起着日常调节库水位、控制出库流量的作用，而且肩负着在汛期宣泄洪水，确保水库安全的重要任务。对水库除险加固工程来说，泄洪建筑物的除险加固往往是重要的建设内容之一。由于其位置重要，泄洪流量一般较大，所占投资比利往往也较大。泄洪建筑物的除险加固不仅事关水库整体除险加固的成败，对整个工程投资也有着较大的影响，其加固方案的选择显的尤为重要。从除险效果、经济效益、运行管理等多方面、多角度的去拟定不同的加固方案，通过详细对比，选定效果明显、效益突出、经济合理的加固方案，是工程前期规划设计阶段的一项重要工作。

二工程概况

林七水库位于河南省民权县的黄河故道子河上，是商丘市黄河故道上五座串联梯级水库中最上游一座，该水库是一座以城市供水为主，兼有防洪、灌溉和养殖等多种功能的中型水库。林七水库设计最高洪水位65.00m，相应库容5916.00万m3，校核最高洪水位65.51m，总库容7632.00万m3。

林七水库主要建筑物有主坝一座、副坝两座、溢洪道一个、泄洪闸两座。主坝坝长920m，为均质土坝，坝顶高程66.80~67.20m （56黄海高程，下同），坝顶宽12m；两座副坝分别位于水库左右岸，也为均质土坝；溢洪道在主坝以北150m处，底高程61.70m，底宽23m，边坡1:3；北泄洪闸在溢洪道上，6孔，每孔净宽3m，闸底板高程61.70m，南泄洪闸在主坝左肩上，2孔，每孔净宽5m，闸底板高程60.50m，两泄洪闸均为开敞式闸室结构。

2004年1月，林七水库通过了三类坝的鉴定结论，2006年2月，河南省发改委对林七水库除险加固初步设计进行了批复，同意对水库主副坝、泄洪闸等主要建筑物进行除险加固，防洪标准按照50年一遇设计、200年一遇校核。

三泄洪建筑物现状

（一）北泄洪闸现状

北泄洪闸闸墩、上下游翼墙均为浆砌块石结构，闸底板、机架桥为钢筋混凝土结构，上游护坡为浆砌混凝土块，下游护坡为浆砌块石，启闭机房为砖砌体结构。闸总长108.4m，其中上游段长50.00m，下游段长48.10m，闸室段长10.30m，闸门高度3.0m，闸上设有交通桥。

北泄洪闸存在的主要隐患是：交通桥板应力不足，变形严重；螺杆式启闭机设备老化，丝杆弯曲，制动系统不灵活；钢筋混凝土闸门严重露筋，门槽变形，止水损坏；砌石闸墩分缝张开，位移明显；混凝土闸底板碳化严重；机架桥排架、启闭机梁等主要构件均存在不同程度变形和碳化；启闭机房房顶漏水，墙面剥落；原闸无桥头堡。

（二）南泄洪闸现状

南泄洪闸上游翼墙为圆弧钢筋混凝土扶壁式挡土墙结构，闸室、机架桥为钢筋混凝土结构，下游翼墙为八字钢筋混凝土扶壁式挡土墙结构，下游扭曲面为浆砌块石，下游护坡为干砌

混凝土块，启闭机房为砖砌结构。闸总长92.00m，其中上游段长23m，下游段长59.00m，闸室段长10.00m，闸上设有交通桥。

南泄洪闸存在的主要隐患是：闸门碳化严重，止水橡皮老化，漏水严重，关闭不严，支撑滚轮锈蚀严重；工作桥排架及联系梁严重开裂破坏；闸启闭机房漏水，启闭设备俱已老化，机组水箱漏水，锈蚀较严重；上游钢筋混凝土圆弧翼墙与边墩连接分缝张开，分缝处翼墙严重内倾；下游钢筋混凝土八字翼墙与边墩连接分缝张开，分缝处翼墙内倾，最大水平位移25mm，应力不足；原闸无桥头堡。

四泄洪建筑物加固方案

根据除险加固要求及两泄洪闸现状，我们选择了四种维修加固方案进行比较，废除北泄洪闸，重建南泄洪闸；废除南泄洪闸，重建北泄洪闸；维修南、北泄洪闸；废除北泄洪闸，扩建南泄洪闸。

（一）方案一

本方案为北泄洪闸废除，南泄洪闸拆除重建，并在原北泄洪闸处填筑坝体。

根据调洪演算结果，林七水库在洪水重现期50年和200年时的最大泄流量分别要达到296.00m3/s和348.00m3/s。如采用南泄洪闸单独泄水，经水力计算，闸孔总净宽应为20.0m。本次设计南泄洪闸为4孔闸，闸门净宽5.0m，高4.0m，闸底板高程为60.50m，采用露顶式平板钢闸门，2×8t双吊点卷扬启闭机。上游采用15m长浆砌块石护底、15m长400mm厚C15混凝土铺盖，南北岸护坡均采用120mm厚C15现浇混凝土块，边坡1:3，南岸与大坝连接护至库底，北岸护坡长度15m。闸室与上游护坡之间采用悬臂式圆弧翼墙连接。下游消力池总长19m，，出消力池后铺设15m浆砌块石海漫和25m长干砌块石护底。消力池两岸采用悬臂式八字挡土墙，下游护坡为浆砌块石，八字墙与护坡之间采用浆砌块石扭曲面连接。

拆除北泄洪闸，在原有闸底板上、下游段浇筑混凝土挡土墙，两挡土墙之间填筑均质土坝，土料取自勘探的土料场，要求压实后干密度为16kN/m3，坝底高程61.70m，坝顶高程67.10m，坝顶宽9m，其中柏油路面宽7m。

经计算一至四部分建安量投资为647.38万元。

（二）方案二

本方案为南泄洪闸废除，北泄洪闸拆除重建，在原南泄洪闸处新填筑坝体长12m，由于与主坝相连，其建设标准与应与主坝相同。

北泄洪闸拆除重建，如闸底板仍定为61.70m，经调洪演算闸孔净宽需32m，而北泄洪闸所处地方溢洪道总宽约为23m，两侧均为居民住房，拆迁工作量很大，因此须降低溢洪道及闸底板高程。根据溢洪道宽度的限制，结合方案一南泄洪闸调洪演算成果，确定溢洪道及闸底板均降至60.50m，经调洪演算需4孔，闸门净宽5.0m，高4.0m，采用露顶式平板定轮钢闸门，2×8t双吊点卷扬启闭机。上游采用15m长浆砌块石护底、20m长C15混凝土铺盖，南北岸护坡均采用C15现浇混凝土块。闸室与上游护坡之间采用悬臂式园弧翼墙连接。下游消力池总长19m，出消力池后铺设15m长浆砌块石海漫和25m长干砌块石护底。消力池两岸采用悬臂式八字挡土墙，下游护坡为浆砌块石，八字墙与护坡之间采用浆砌块石扭曲面连接15m。

经计算一至四部分建安量投资为633.94万元。

（三）方案三

本方案南、北泄洪闸均根据检测报告和工程安全复核结果，进行维修，消除隐患，正常运行。

北泄洪闸维修加固措施为:更换闸门、启闭机及机电设备，闸门采用露顶式平板定轮焊接钢闸门（宽×高）3.0m×3.0m，共6扇，配备QPQ-1×100kN单吊点式卷扬启闭机6台；更换交通桥桥板，荷载标准为汽车-10级空心板；机架桥、启闭机房拆除重建及南岸增设桥头堡；闸墩及底板维修，闸墩上部拆除1m，采用浆砌块石重新修建至原闸墩标高，底板表面凿除炭化层，用高标号混凝土回浇，另外上游右岸护坡拆除重建。南泄洪闸维修加固措施为:更换闸门、启闭机及机电设备，闸门采用露顶式平板定轮焊接钢闸门（宽×高）5.0m×4.0m，共2扇，配备QPQ-2×80kN双吊点式卷扬启闭机2套；重建上游翼墙及护坡，上游翼墙采用悬臂式园弧翼墙，C20钢筋混凝土结构，护坡为C15现浇混凝土，北岸护坡长度为15m，南岸护坡至库底与大坝护坡连接；重建下游八字墙及护坡，消力池两岸采用C20钢筋混凝土悬臂式八字墙，扩散角10°，下游护坡为浆砌块石，八字墙与护坡连接处采用浆砌块石扭曲面；重建启闭机房及桥头堡，且在南岸增设桥头堡。

经计算一至四部分建安量投资为479.56万元。

（四）方案四

本方案为北泄洪闸废除，南泄洪闸扩建，并在原北泄洪闸处填筑坝体。

经调洪演算新建南泄洪闸扩建为4孔闸，新建两孔闸底板高程为60.50m，闸门净宽5.0m，高4.0m，采用露顶式平板钢闸门，2×8t双吊点卷扬启闭机。上游采用15m长浆砌块石护底、15m长400mm厚C15混凝土铺盖，南北岸护坡均采用120mm 厚C15现浇混凝土块，边坡1:3，南岸与大坝连接护至库底，北岸护坡长度15m。闸室与上游护坡之间采用悬臂式园弧翼墙连接，其半径为15m。下游消力池总长19m，出消力池后铺设15m 长、400mm厚浆砌块石海漫和25m长400mm厚干砌块石护底。消力池两岸采用悬臂式八字挡土墙，下游护坡浆砌块石，八字墙与护坡之间采用浆砌块石扭曲面连接。

拆除北闸，在原址处新筑挡水坝，坝顶宽9m，沥青混凝土路面宽7m，坝顶高程为66.80m，均质土坝，上游边坡为1:6、下游边坡为1:5。

经计算一至四部分建安量投资为491.81万元。

五加固方案比选

方案一、二均通过废除原两泄洪闸，重建新泄洪闸，完全消除了两泄洪闸的安全隐患，但工程量较大，投资较高。

方案三通过局部维修解决了目前两泄洪闸的安全隐患，由于两泄洪闸运行时间已较长，再运行一段时间后难免会产生新的隐患，尤其是北闸闸墩为砌体结构，抗震效果不好。本方案虽然工程量较小，一次投资较低，但后期运行期间两闸要同时运行调度，增加了运行成本和管理难度。

综合考虑多方面因素，通过比选，方案四（废除北泄洪闸、扩建南泄洪闸）投资偏小，后期运行成本低，管理方便，同时消除了泄洪闸所有的安全隐患，因此本次除险加固采用了方案四。

收稿日期：2010-02-19