渠系建筑物的改建擴(kuò)建分析

鄭艷君

(五大連池市水務(wù)局，黑龍江五大連池164100)

1 橋梁的改建

橋梁的改建工作。主要包括橋面拓寬、橋面抬高、橋面降低和加大橋孔過(guò)水能力等。應(yīng)在橋梁養(yǎng)護(hù)維修、加固的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

1.1 橋面拓寬

如橋面僅需少量拓寬時(shí)，可在橋面一側(cè)或兩側(cè)增設(shè)鋼筋混凝土懸臂梁板的形式，如圖1所示。如橋面加寬較多時(shí)，應(yīng)首先考慮加固并延長(zhǎng)下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)部分，如延長(zhǎng)橋墩、橋柱、橋臺(tái)或拱圈等，然后再加大橋面的寬度。

1.2 橋面抬高或降低

橋面過(guò)低時(shí)，可采用加高橋墩或在原橋面上另建高橋等方法抬高橋面的情況，可以采用拱橋改平橋、橋梁改倒虹吸等方法，降低橋面的高程。

對(duì)于橋面過(guò)低，嚴(yán)重阻水、影響交通的加高情況，可采用千斤頂升高橋板，加高橋墩的改建方法。一般先將橋座橋柱四周挖開(kāi)，在橋下用木料搭成數(shù)道堅(jiān)實(shí)木架，再在橋下兩端適當(dāng)位置，放置千斤頂，支撐橋面板，如圖1所示。然后徐徐均勻地升高后的橋體.將橋面板升高到設(shè)計(jì)高度后，及時(shí)用方木墊塊替換千斤頂支撐升高后體，以防千斤頂因長(zhǎng)期受力而損壞。再在橋墩下周將制好的混凝土塊或磚石填塞。接高橋墩，最后放板拆塞回填橋墩四周。

1.3 加大橋孔過(guò)水能力

對(duì)于橋孔過(guò)水能力需少量加大的，可用降低橋孔底高，或用水泥砂漿抹面，以減少橋墩、側(cè)墻及進(jìn)出冀墻糙率等辦法加大過(guò)水能力。若橋孔過(guò)水流量增加較多，須擴(kuò)大橋孔時(shí)，可用增加孔數(shù)，加大跨度等辦法。多孔橋梁也可以采用雙曲拱橋、槽型鋼筋混凝土板形式加大橋孔跨度，盡量減少橋墩數(shù)目或厚度。

2 水閘改建

水閘的改建，主要包括閘孔擴(kuò)寬或增加孔數(shù)、閘門(mén)改建、沖設(shè)施改建，上下游冀墻改建，工作橋臺(tái)板改建等內(nèi)容。

圖1 整體拓寬鋼筋混凝土梁式橋

2.1 閘孔擴(kuò)建或增加閘孔數(shù)

改建閘孔提高過(guò)流能力，一般采用閘孔擴(kuò)建或增設(shè)孔數(shù)的辦法，可在一側(cè)進(jìn)行。單孔間擴(kuò)寬時(shí)，以改建單側(cè)邊墩為宜。對(duì)于增加孔數(shù)情況，可將原邊墩加以整修，改作中墩，另建邊墩，這種方法可以省工省料，也便于施工。隨著閘孔擴(kuò)寬，上、下游冀墻，護(hù)底也要相應(yīng)改善改建。

2.2 閘門(mén)改建

閘門(mén)是水閘關(guān)鍵性部件，其操作運(yùn)用較為頻繁，往往因結(jié)構(gòu)型式不合理等原因，止水易破壞等原因，給運(yùn)用管理帶來(lái)不便。近年來(lái)各地研制了不少較為實(shí)用的先進(jìn)型式。為閘門(mén)改建更新提供了方便。如圖2所示為某縣生產(chǎn)的定型鑄鐵閘門(mén)，其特點(diǎn)是門(mén)、框、啟閉設(shè)備一體化，無(wú)需專門(mén)止水，將整套結(jié)構(gòu)經(jīng)現(xiàn)澆混凝土預(yù)埋改建，效果較好。

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2.3 閘底板抬高或降低

水閘底板若需要升高。一般可在原閘底板上加鋪混凝土或砌片石。對(duì)于升高較大的情況可先鋪填一層灰土。再在灰土上澆筑混凝土或鋪砌片石，以節(jié)省用材，降低造價(jià)。如果閘底板需要降低時(shí)，一般應(yīng)先將底板拆除，然后逐段掏出底板下層土料，達(dá)到預(yù)定深度后，填塞預(yù)制混凝塊或鋪砌片石，最好應(yīng)按設(shè)計(jì)要求鋪筑混凝土閘底板。

2.4 消能防沖及上下游翼墻改建

對(duì)于消能防沖設(shè)施不合理，引起閘后沖刷嚴(yán)重，造成消能防沖設(shè)備破壞的情況，改建時(shí)，要分析原因，經(jīng)過(guò)水文計(jì)算或模型試驗(yàn)，確定新的改建方案。一般采用措施有加糙、延長(zhǎng)護(hù)砌段，增建加深消力池等。

水閘上下游翼墻住往因結(jié)構(gòu)型式不合理、長(zhǎng)度不合適等原因，使水流條件惡化。改建時(shí)應(yīng)盡量選擇符合水流擴(kuò)散形態(tài)的形式，如一字墻、反冀墻、八字墻、扭曲面、斜降翼墻等，一般扭曲面和反冀墻水流條件較好。

圖2 鑄鐵定型閘門(mén)結(jié)構(gòu)圖

3 渡槽的改建

渡槽改建，一般包括加大過(guò)水能力、增設(shè)管理便橋、抬高槽身等幾個(gè)方面。槽身抬高可參考橋梁加高進(jìn)行。當(dāng)過(guò)水能力不足，可用以下幾種方法改建改善。

3.1 減少糙率

對(duì)于槽身為砌石的情況，可用水泥砂漿進(jìn)行抹面，減少邊壁的糙率，以達(dá)到增加過(guò)水能力的要求。

3.2 加高加寬槽身過(guò)水?dāng)嗝?/h3>

增加過(guò)水?dāng)嗝嬉诖_保基礎(chǔ)和支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定前提下進(jìn)行，否則要對(duì)其加固。對(duì)于砌石渡槽，可采用拆除砌石槽壁，改換混凝土或鋼筋泥凝土槽壁的方法;這樣既加大了過(guò)水?dāng)嗝嬗譁p輕了上部重量，從而減少了因改建帶來(lái)的其他影響。

3.3 調(diào)整渡槽上、下游渠道比降

通過(guò)調(diào)整使渡槽進(jìn)口水位抬高，而出口水位降低，從而加大了水面比降，以達(dá)到提高渡槽過(guò)水能力的目的。

3.4 調(diào)整槽身比降

小型預(yù)制鋼筋混凝管式，u形或鋼絲網(wǎng)水泥薄殼渡槽，因其重量輕，可以采用調(diào)換槽身或調(diào)整槽身比降等辦法來(lái)加大過(guò)水能力。

對(duì)于無(wú)頂部便橋的情況，要增設(shè)人行橋。較大渡槽，可在兩側(cè)槽壁上加鋪蓋板，小型渡槽，可在槽頂中間鋪設(shè)蓋板。在加大荷載對(duì)其改建時(shí)，一定要注意驗(yàn)算結(jié)構(gòu)及地基的穩(wěn)定性。

3.5 陡坡跌水的改建

隨著渠系改善，陡坡跌水往往有進(jìn)口升高、出口降低，陡坡跌水?dāng)U大、減小或取消等。對(duì)于渠道流量增加，陡坡跌水需擴(kuò)大時(shí)，可采用擴(kuò)大缺口尺寸，升高護(hù)坡，擴(kuò)建消力池等辦法，加以擴(kuò)建。

因渠道改建，陡坡跌水上游渠底抬高后，其進(jìn)口也要相應(yīng)加高。直落式跌水，可采用胸墻升高的辦法，另開(kāi)缺口，并用漸變段與渠道重新連接。陡坡的改建，可以拆除缺口，上延陡坡的辦法，重修缺口，如圖3所示。陡坡跌水升高后，下游消能防沖設(shè)施應(yīng)重新驗(yàn)算，必要時(shí)予以改建。

如果上游渠道抬高較大時(shí)，應(yīng)根據(jù)地形、地質(zhì)等條件，在原有陡坡上游一定距離，另建新的銜接工程。如陡坡下游渠底降低需要改建時(shí)，應(yīng)視降低程度而定。相差不大的情況，可在原陡坡消力池以下修建一小型逆流堰，并接建消力池連接下游渠道。對(duì)于相差較大的情況，應(yīng)在下游新建陡坡。

圖3 陡坡進(jìn)口抬高示意圖

3.6 當(dāng)陡坡或跌水下渠消能設(shè)施不合理，造成嚴(yán)重沖刷時(shí)，應(yīng)視沖刷的嚴(yán)重程度，采取以下措施

3.6.1 人工加糙陡坡

即在陡坡上加設(shè)交錯(cuò)式矩形成人字形糙條，以達(dá)到擴(kuò)散水流，減少流速?zèng)_刷的作用，如圖4所示。為了改善消能效果，可在消力池的前端加設(shè)三角形或梯形消力池，也可在陡坡上加設(shè)分流墻，如圖4所示。

圖4 陡坡段設(shè)矩形糙條布置圖

3.6.2 采用菱形陡坡跌水，且在消力池前部加設(shè)導(dǎo)流肋，也是消能的一種較好辦法

以上幾種方法應(yīng)根據(jù)水流狀況，最好經(jīng)模型試驗(yàn)或按已改建工程運(yùn)用情況而定，防止產(chǎn)生真空氣蝕等新的破壞現(xiàn)象。

[1]張?jiān)沦t.對(duì)改進(jìn)灌區(qū)渠系建筑物配套工程的探討[J].山西水利，1995(08).

[2]紀(jì)清巖，鄭旌輝.渠系建筑物老化與模糊綜合評(píng)判[J].人民黃河，1994(12).