广东省共青河泄洪闸除险加固工程试验研究-论文

1 / 4 广东省共青河泄洪闸除险加固工程试验研究（何小惠 黄智敏 林佑金） 1、工程概况 共青河拦河闸坝工程位于广东省电白县林头镇内的沙琅江干流上，工程主要由泄洪闸段和溢流坝段组成，是一座以灌溉为主、兼供水等综合利用的中型闸坝工程。 泄洪闸位于河道左侧，与溢流坝段连成整体。泄洪闸段长 25.8m，设 3孔开敞式平底闸，每孔闸净宽 7m，闸底高程16.3m，闸底以 =13.08 坡度与下游消力池连接；消力池长 17m，池底高程 15.0m，池后尾坎顶高程 16.0m，下游接长45m 的海漫段 (见图 2)。溢流坝段布置在河道右侧 ，堰顶高程 19.3m，溢流坝段长 146.7m。泄洪闸坝五十年一遇校核洪水泄流量 =2302m3/s,二十年一遇设计洪水泄流量=1858m3/s。 泄洪闸工程除险加固原因及分析 共青河拦河闸坝工程于 1988 年 7 月建成投入运行，并安全运行了十多年。 2001 年 5月 21日和 6月 5 9 日，沙琅江流域普降大到特大暴雨，沙琅江出现相当于十年一遇的洪水。当闸上游水位为 19.48m 时 (高于溢流坝顶 0.18m)，泄洪闸开闸泄洪，下泄水流直冲撞击消力池尾坎及坎后违章修建的高 1m 的挡水坎后，水流高高跃起，跌落在消力池内和池后下游 海漫段，泄流单宽流量较集中在消力池的左岸区域，2 / 4 形成急流冲击海漫段，造成消力池下游的混凝土及浆砌石海漫段被冲毁，海漫段的左堤岸决堤宽约 35m，严重危及工程的安全。 据分析，工程出险的原因为：由于近年来共青河拦河闸坝下游河道人为过量采沙，闸坝下游河床急速下切，下游水位降低，泄洪闸泄流导致消力池形成远驱式水跃，池后海漫段形成急流，而在消力池尾坎上违章修建的挡水坎，更是增大了消力池尾坎处水流与其下游海漫段的落差，加剧水流对海漫段的冲刷。在本次险情发生之前，消力池下游海漫段因逐年受冲刷造成一定程度的损坏，并逐渐形成冲 刷坑；因此，在 2001 年 5 月和 6 月的特大暴雨形成的十年一遇洪水条件下，消力池下游海漫段被淘空至崩塌，导致左堤岸决堤。 泄洪闸除险加固工程方案试验 .1除险加固工程方案 1试验 方案 1 的基本思路是 ：为适应下游河床下切、下游水位降低的变化，拆除泄洪闸下游已建的消力池，重新修建下游消力池，新修建的消力池池底和池末尾坎顶高程比原布置消力池适当降低，泄洪闸下游仍设置一级消力池。 为寻求消力池池底和池末尾坎顶的合理高程和工程较经济的方案，经多方案的试验比较后，确定消力池池底和池末尾坎顶高程分别为 11.0m和 13.20m，池长 16m，池深 2.2m。 试验表明，方案 1 的泄洪闸泄流在消力池内形成稳定的3 / 4 水跃，出池水流与下游河道水流较平顺过渡衔接，可以满足各种水文条件组合运行的工况。方案 1的主要缺点为：原有的消力池无法利用，消力池底需挖深，消力池现已有的两侧导墙拆除后重建，修建后消力池的两侧导墙高度较高，明显增加了施工难度和工程的投资。因此，除险加固方案 1仍不是一个较佳的方案。 .2除险加固工程方案 2试验 经工程检查和鉴定，泄洪闸下游现有的消力池及两侧导墙仍完好，仍可以正常运行使用，因此，方案 2保留现有的消力池 (一级消力池 )，拆除 消力池尾坎上违章修建的挡水坎，并在一级消力池尾坎下游设置二级消力池。经多方案的试验比较，泄洪闸一级消力池现有的池底高程不变 (15.0m)，池末尾坎顶高程由 16.0m 抬高至 16.3m，尾坎下游二级消力池池底高程 11.5m，池长 17m，池末尾坎顶高程 13.0m，宽5.0m，下设坡比为 120 的海漫段，海漫末端设置防冲槽 试验表明，在各级洪水流量运行时，一级消力池内产生稳定的水跃，消能较充分，池末水流过坎后跌入下游二级消力池，池内产生剧烈的漩滚，消能效果明显提高，二级消力池下游水流较平顺与下游河道水流衔接，海漫段 流速一般小于 2m/s，流态良好。 .3工程推荐方案 比较上述方案 1和方案 2 的试验成果，方案 2 保留泄洪4 / 4 闸下游原有的消力池，工程拆建的费用相对较低，节省了工程投资，且施工较方便，故本文试验研究以方案 2 为共青河拦河闸坝泄洪闸除险加固工程的推荐方案，并得到工程设计和主管部门的采纳。 结语 本文对共青河泄洪闸除险加固工程方案进行比选，建议在保留现有消力池的基础上，在其下游修建二级消力池，使出池水流较平顺与下游河道水流衔接，改善了泄洪闸泄流的运行流态，试验研究推荐方案得到了工程设计的采用。本文的试验研究成果可为类似除险 加固工程设计和施工参考