新蓋房樞紐閘區(qū)淤積對(duì)工程安全的影響

杜 哲，李致成

（河北省大清河河務(wù)管理處，河北保定071051）

1 新蓋房樞紐概況

新蓋房樞紐1970年建成，位于南拒馬河與白溝河匯流點(diǎn)以下2km處雄縣新蓋房村北。該樞紐由引河閘、灌溉閘及分洪閘、堰三組建筑物組成。具有泄洪、輸砂、灌溉等綜合效能。工程經(jīng)歷了1973年、1977年、1979年、1996年4次較大洪水的考驗(yàn)。

1.1 引河閘

引河閘由5孔組成，每孔凈寬8m，開敞式結(jié)構(gòu)，閘底板高程8.0m（黃海高程，下同），8m×5.2m升臥式鋼閘門，電動(dòng)、手搖（1997年增設(shè)）兩用啟閉設(shè)備。設(shè)計(jì)閘上水位12.5m，設(shè)計(jì)閘下水位11.0m，設(shè)計(jì)流量500m3/s，校核閘上水位15.46m。引河閘公路橋橋面高程17.0m，橋長62m，寬6m，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：汽－10、拖－30。

1.2 灌溉閘

1.3 分洪閘及溢流堰

分洪閘由7孔組成，每孔凈寬10m，開敞式結(jié)構(gòu)，10m×3m升臥式鋼閘門，閘底板高程10.0m，電動(dòng)、手搖兩用啟閉設(shè)備；設(shè)計(jì)閘上水位12.5m，設(shè)計(jì)流量400 m3/s，校核閘上水位15.46m，相應(yīng)校核流量1036m3/s。溢流堰堰頂高程12.5m，頂寬6.0m，堰長570m，為漿砌石結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)上游水位15.46m，下游水位15.06m，相應(yīng)過堰流量3964m3/s。

2 淤積情況及對(duì)工程安全的影響

淤積問題在多沙河流（例如黃河、永定河），水土流失嚴(yán)重地區(qū)和推移質(zhì)輸沙較高的河流顯得較為突出。淤積一方面降低了水閘的利用效果，同時(shí)，大量泥沙沿途淤積河床，影響行洪，威脅著兩岸人民的生產(chǎn)生活安全。由于生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，水土流失加劇，導(dǎo)致以洪水泥沙災(zāi)害為主的自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，且范圍廣，破壞力強(qiáng)。

2.1 閘區(qū)河道

樞紐調(diào)蓄洪水，使閘前泥沙大量淤積，改變了樞紐原設(shè)計(jì)運(yùn)用條件，從而導(dǎo)致引河閘防沖槽沖刷，右岸護(hù)坡破壞嚴(yán)重；分洪閘下游右岸護(hù)坡破壞，溢流堰前沖坑等一系列嚴(yán)重安全隱患，這一根本性問題不解決，該樞紐安全隱患難以根除。

2.2 引河閘

（1）下游右岸防沖槽和干砌石海漫破壞嚴(yán)重。

（2）兩岸護(hù)坡坡腳被淘涮沖毀，導(dǎo)致護(hù)坡出現(xiàn)下滑、塌陷，并伴有縱向裂縫和灰漿脫落，尤以右岸更為嚴(yán)重，如不及時(shí)處理，將危及引河閘閘體安全。

2.3 分洪閘

（1）“96·8”洪水過后，發(fā)現(xiàn)上游左岸圓頭護(hù)坡坡腳掏刷坍毀，并有一沖坑，坑深2.5m，長40m，寬27m。圓頭護(hù)坡如若沖毀，閘、堰非常危險(xiǎn)。

（2）右岸阻滑板段混凝土護(hù)坡因基土凍脹產(chǎn)生裂縫，裂縫寬2.0mm，總長80m。

建立二次模型方程：運(yùn)用Design-Expert軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，建立響應(yīng)曲面回歸模型，從而獲得最優(yōu)條件下的曲面響應(yīng)的因子水平。表9中x1，x2，x3代表一次項(xiàng)；x12，x22，x32代表平方項(xiàng)；x1x2，x1x3，x2x3代表交叉項(xiàng)。

（3）下游右岸干砌石護(hù)坡在14.0m高程上下出現(xiàn)65m橫向裂縫，縫寬1～3cm，勾縫灰漿大面積脫落，護(hù)坡坡面局部出現(xiàn)塌陷，部分坡段滑坡。問題如不及時(shí)處理，再遇洪水，水流在右岸護(hù)坡段形成繞滲，必然影響分洪閘安全。

2.4 溢流堰

（1）1973年汛期首次運(yùn)用過程中，當(dāng)堰前水位達(dá)12.5m時(shí)，出現(xiàn)了嚴(yán)重管涌現(xiàn)象，堰體發(fā)生滲漏水。雖經(jīng)1974年、1978年2次堰體灌漿處理，但均由于資金所限未得到根治，且未經(jīng)堰前高水位考驗(yàn)。

（2）“96·8”洪水過程中，堰前水位12.27m時(shí)即開始溢流，經(jīng)測量，堰頂平均高程12.3m，比原設(shè)計(jì)高程低0.2m。直接導(dǎo)致樞紐不能按設(shè)計(jì)運(yùn)用條件運(yùn)行。

（3）“96·8”汛后檢查還發(fā)現(xiàn)，堰前出現(xiàn)2個(gè)沖坑，其中在0＋50～0＋250處沖坑尚未處理，此坑距堰體僅50m，最深處達(dá)4m，長200m，寬100m。如再遇大洪水，極易形成集中水流，危及閘、堰安全。

3 采取措施

3.1 閘區(qū)河道

（1）整治閘區(qū)河道，恢復(fù)樞紐原設(shè)計(jì)運(yùn)用條件，使洪水下泄順暢，減弱洪水對(duì)工程的沖擊破壞。

（2）樞紐攔蓄洪水的同時(shí)大量泥砂在閘區(qū)淤積，使樞紐的調(diào)蓄作用減小。為此，可將淤積的泥砂清除，增加蓄水量，提高樞紐的調(diào)蓄能力。

3.2 引河閘

（1）參照原工程設(shè)計(jì)，對(duì)海漫段兩岸已破壞的漿砌石護(hù)坡和防沖槽段干砌石護(hù)坡進(jìn)行翻修，改做成80#漿砌石護(hù)坡。

（2）維持原防沖槽設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。首先清理沖坑內(nèi)淤泥至底高程3.5m，恢復(fù)防沖槽原設(shè)計(jì)尺寸，然后按水利計(jì)算結(jié)果拋填相應(yīng)粒徑塊石。

（3）將因防沖槽沖毀造成的部分干砌石海漫破壞段全部拆除，改做漿砌石海漫。

（4）經(jīng)測量，上游右岸清淤742.6m3。

3.3 分洪閘

（1）分洪閘上游左岸圓頭護(hù)坡及閘前左岸漿砌石護(hù)坡修復(fù)平整后，加做厚0.2m的混凝土護(hù)面，恢復(fù)坡腳并加做齒墻。

（2）左右岸阻滑板段混凝土護(hù)坡作保溫加固處理，以防護(hù)坡基土凍脹。

（3）下游右岸護(hù)坡翻修，改做漿砌石護(hù)坡，加做護(hù)腳。

3.4 溢流堰

（1）溢流堰頂恢復(fù)原設(shè)計(jì)12.5m高程；堰體沙土心墻進(jìn)行徹底灌漿，上游漿砌石護(hù)坡坡面上澆注厚0.2m的混凝土，坡腳加做齒墻。

（2）溢流堰上游沖坑回填粘性土。經(jīng)測量，小坑回填土方7801.8m3，大坑回填土方22101.7m3。

（3）為使堰體擺脫引水小閘對(duì)過堰水流的不利影響，將引水閘涵洞洞身向下游加長7.0m，恢復(fù)堰體原設(shè)計(jì)狀態(tài)，出口增設(shè)消力坎。

4 結(jié)語

（1）清淤過程中，由于土層地質(zhì)變化復(fù)雜、堤防質(zhì)量參差不齊、個(gè)別地段堤身單薄、回填土料質(zhì)量差和長期失修等情況，在外力作用下極易產(chǎn)生滑坡、沉陷、位移和開裂等現(xiàn)象，影響工程安全，因此必須嚴(yán)格按程序、規(guī)程施工，如遇險(xiǎn)情及時(shí)處理。

（2）新蓋房樞紐承接著大清河北支的所有來水，洪水調(diào)蓄任務(wù)主要由新蓋房樞紐完成。在30年的運(yùn)用過程中，有效地消除了中小洪水對(duì)新蓋房分洪道下游地區(qū)的洪澇災(zāi)害，同時(shí)將洪水送入白洋淀，減少了東淀的泥砂淤積，保障了工程順利安全地運(yùn)行，同時(shí)也維護(hù)了沿途地區(qū)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，有著巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］胡春宏.我國江河治理與泥沙研究展望［J］.水利水電技術(shù)，2001（1）.

［2］于洋.泥沙淤積對(duì)水庫的影響和防止淤積的措施［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（14）.

［3］朱黨生.水利水電工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2005.

［4］馬喜榮，夏自強(qiáng)，陳竹青.黃河下游泥沙淤積對(duì)洪水的影響［J］.商丘師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（5）.

［5］陳岳明.清淤工程河岸滑坡成因分析和處理措施［EB／OL］.http：／ ／www.zihe.org／slhk／www／content／2010－04－14／4613.htm，2009－07－14.