淺談人字閘在平壩灌區(qū)的運(yùn)用

杜偉偉

（廣漢市水利工程灌溉管理中心 四川廣漢 618300）

淺談人字閘在平壩灌區(qū)的運(yùn)用

杜偉偉

（廣漢市水利工程灌溉管理中心 四川廣漢 618300）

人字閘是20世紀(jì)90年代興起的一種水利工程，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)以及工期短，投資少等特點(diǎn)多適應(yīng)于山區(qū)有泉有山的地方進(jìn)行施工建造，尤其在平壩灌區(qū)內(nèi)，人字壩的設(shè)計(jì)建造對(duì)于攔蓄非汛期以及汛末降水有非常重要的作用，可以涵養(yǎng)水源，成功實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)灌溉，水產(chǎn)養(yǎng)殖以及補(bǔ)充地下水的作用。本文通過對(duì)人字閘以及人字閘施工中存在的問題和施工建設(shè)要點(diǎn)進(jìn)行概況分析，探討人字閘在平壩灌區(qū)的具體運(yùn)用以及運(yùn)用過程中的運(yùn)行管理。

人字閘；要點(diǎn)；平壩灌區(qū)；運(yùn)用；管理

人字閘是一只種鋼筋混泥土半固定式的攔、蓄水閘門。由于支架為人字形，故稱為人字閘。它是攔蓄小河道、小渠道水量，進(jìn)行引流灌溉的一種形式，能很好解決因小河道、小渠道季節(jié)性強(qiáng)，而引發(fā)的攔引水與防洪的矛盾。其特點(diǎn)主要是投資小，施工簡(jiǎn)便，運(yùn)行管理簡(jiǎn)易靈活，既能充分引流，又能很好解決沖淤問題。實(shí)現(xiàn)蓄引水與排洪兩不誤。

1 人字閘的概況

1.1 人字閘的特點(diǎn)

在平壩地區(qū)，小河道、小渠道內(nèi)的卵石推移質(zhì)極少，故采用的是鋼筋混泥土人字閘。人字架、擋水板均為鋼筋混泥土預(yù)制構(gòu)件，底板為混泥土，邊墻可用混泥土或漿砌條石。其優(yōu)點(diǎn)可就地取才，預(yù)制構(gòu)件可工廠化批量生產(chǎn)，便于降低成本，施工簡(jiǎn)便，工期短，見效快。缺點(diǎn)是在汛期，人字閘支架容易被柴草纏繞，影響過洪能力，汛后需人工清理支架上的柴草。

1.2 人字閘的作用

結(jié)合平壩地區(qū)的特點(diǎn)，人字閘的作用主要有以下幾個(gè)方面：

（1）攔蓄水灌溉。通過人字閘攔蓄水，采用引水或提水方式解決灌區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，增加農(nóng)民收入。

（2）涵養(yǎng)地下水。由于人字閘攔蓄水后，抬高了水位，形成固定水面，加大了河岸、河床的滲入量，有利于增加地下水含量。發(fā)展鄉(xiāng)村旅游。通過人字閘建設(shè)，擴(kuò)大了固定水面，結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)，實(shí)行山、水、田、林、路綜合治理，改善了人居環(huán)境，發(fā)展鄉(xiāng)村旅游。

2 人字閘施工中存在的問題以及建設(shè)要點(diǎn)

人字閘主要由基礎(chǔ)、邊墩、人字架和擋水板等幾部分組成。根據(jù)平壩地區(qū)河道和渠道堤防高度和攔水需求高度，人字閘攔水高度分別為1.3m和1.8m兩種規(guī)格，擋水板為定型尺寸，人字架和擋水板采用工廠化預(yù)制。

2.1 人字閘施工建設(shè)的要點(diǎn)

2.1.1 人字架的預(yù)制

以攔水高度1.3m為例：人字架壓桿和支撐桿梁的斷面尺寸為12cm×12cm，支撐桿的撐點(diǎn)在人字架壓桿垂直凈高度的2/3處，人字閘壓桿、支撐桿、閘底板間的結(jié)構(gòu)內(nèi)夾角為60°。底板面以下人字架壓桿和支撐桿長(zhǎng)度的垂直深度計(jì)劃為30cm的埋深度。人字架中心間距為1m，根據(jù)河床寬度，實(shí)時(shí)增減人字架的個(gè)數(shù)。混泥土標(biāo)號(hào)采用C30一級(jí)配混泥土，受力鋼筋采用直徑12的一級(jí)鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用直徑8的一級(jí)鋼筋，如圖1所示，為廣漢市松林鎮(zhèn)沙田村東嶺朝霞人字閘實(shí)體圖。

圖1 廣漢市松林鎮(zhèn)沙田村東嶺朝霞人字閘

2.1.2 擋水板的預(yù)制

為便于采用工廠化預(yù)制。擋水板尺寸定型為99.5×30×4（長(zhǎng)×寬×厚）cm，結(jié)構(gòu)鋼筋采用直徑8的一級(jí)鋼筋，混泥土標(biāo)號(hào)采用C30一級(jí)配混泥土。在擋水板兩端預(yù)安裝鋼筋手提拉環(huán)，便于在運(yùn)行管理中安取擋水板。擋水板間的縫隙可采用低標(biāo)號(hào)砂漿或粘土進(jìn)行接縫處理，可阻止縫隙間的漏水。

2.1.3 底板的建設(shè)

人子閘底板厚度為30cm，底板面高度與原渠底齊平。考慮到人字閘攔水過程中，閘頂時(shí)常有小流量溢流，對(duì)閘后渠底造成沖刷，故此人字閘受壓桿前底板混泥土長(zhǎng)度為1m，支撐桿之后底板混泥土預(yù)留2m長(zhǎng)，混泥土標(biāo)號(hào)采用C20二級(jí)配混泥土。

2.1.4 邊墩的建設(shè)

邊墩采用C15混泥土或漿砌條石重力式擋墻形式，垂直高度1.5m，長(zhǎng)度與地板長(zhǎng)度一致。邊墩上的擋水板槽采用L形，并設(shè)立下河梯步，便于擋水板在運(yùn)行管里中的安取。

2.2 人字閘施工中存在的問題

人字閘是一種將預(yù)制的鋼筋混凝土人字架安插在閘底板預(yù)留槽內(nèi)，然后再次澆筑混凝土使之與底板緊密連接在一起，形成一個(gè)剛性整體，這個(gè)結(jié)構(gòu)主要以人字架做為支撐，以預(yù)制的鋼筋混凝土平板傾斜疊放在人字架前做擋水面板組合而成的新型攔水閘，而這個(gè)水閘能否成功攔蓄降水，擋水面板的平整度與板縫以及板端部的止水設(shè)置是一個(gè)極為重要的關(guān)?。孩俦ＷC擋水面板的平整度，混凝土在預(yù)制時(shí)必須做到振搗密實(shí)，其外形尺寸的誤差不能超過3mm，在特殊情況下可以采用人工或機(jī)械的方式進(jìn)行打磨，保證其幾何外形尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求；②止水設(shè)置需要采用不同的膠體進(jìn)行不同部位的粘連，對(duì)于人字架的迎水面板可以采用環(huán)氧樹脂膠，將其與平板帶形橡皮粘連在一起，而在擋水面板的上下緣部分則同樣需要粘連平板帶形橡皮，然后放在下緣錨處位置固定P型橡皮；③再利用人字架的閘門板自身重力以及向下垂直的作用力將門板上的止水橡皮進(jìn)行壓緊，從而達(dá)到止水防漏的作用[1]；人字閘在設(shè)置止水裝置時(shí)，往往都會(huì)遇到許多問題，一般采購(gòu)的止水橡皮材料由于比較厚，而且硬度也比較大，每一單塊板的重量卻又比較輕，在將粘連到閘門板的邊緣并且安裝完成之后，通常都會(huì)出現(xiàn)粘連不牢固，出現(xiàn)翹起的情況，從而導(dǎo)致了門板漏水現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)此需要將采購(gòu)的厚度與硬度較大的止水橡皮材料進(jìn)行一定的處理，可用濃度為95%的硫酸將橡皮材料進(jìn)行浸泡，或者用聚氨酯泡沫塑料作為止水材料。通常使用這材料進(jìn)行止水設(shè)置一般效果都比較好，嚴(yán)實(shí)緊密，蓄水可觀[2]。在實(shí)際施工中也可采用也可采用低標(biāo)號(hào)水泥砂漿作為止水材料，這種方法施工簡(jiǎn)單實(shí)用，在實(shí)際應(yīng)用中也取得了比較好效果。

3 人字閘在平壩灌區(qū)的具體運(yùn)用

在平壩灌區(qū)內(nèi)，由于小河道，小溝渠較多，而卵石推移質(zhì)較少，因此運(yùn)用人字閘不僅成本低廉，施工簡(jiǎn)便，而且還起到了攔蓄河流水源的作用，對(duì)于后期的綜合開發(fā)以及有效利用都有非常重要的影響，以四川省廣漢市松林鎮(zhèn)沙田村東嶺朝霞平壩灌區(qū)人字閘施工工程為例進(jìn)行分析，探討平壩灌區(qū)內(nèi)人字閘的具體運(yùn)用。

3.1 河道基礎(chǔ)開挖

河道基礎(chǔ)開挖是人字閘工程施工的第一道工序，首先可通過導(dǎo)流將河道內(nèi)的水進(jìn)行引流改道，然后再進(jìn)行基礎(chǔ)開挖施工，一般須按工程要求開挖到基巖為止，若是碰到軟基，則要將繼續(xù)開挖到軟基后的第一隔水層上，再進(jìn)行夯實(shí)處理，保證地基不會(huì)出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，最后則用工程配置所需的標(biāo)號(hào)水泥砂漿進(jìn)行砌石筑壩，直到工程設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。

3.2 砌筑人字閘閘基

對(duì)于人字閘的閘基施工，通常情況下都是采用75號(hào)的水泥砂漿進(jìn)行砌筑，而砌筑閘基所用的石頭必須率先進(jìn)行清洗干凈，并且不能采用風(fēng)化后的石頭，在砌筑過程中必須保證滿漿滿座，對(duì)于直灰縫要使之互相錯(cuò)開，保證層與層之間不會(huì)出現(xiàn)通縫的現(xiàn)象，在上游迎水面必須進(jìn)行防水設(shè)置，保證閘基的蓄水效果，同時(shí)閘基的砌筑高度不能低于引水渠的高度[3]。

3.3 人字架與閘基的連結(jié)

待人字閘的閘基砌筑到一定高度后，還需要在側(cè)翼位置砌筑一面墻，在砌筑這道墻時(shí)需要將人字架嵌入進(jìn)里面10cm左右，同時(shí)所有人字架必須保持在同一平面線上，待人字架固定好后，即可用鋼筋混凝土材料進(jìn)行澆筑，澆筑的厚度不能低于20cm，在澆筑混凝土的過程中要連澆筑邊振搗，保證澆筑的緊密結(jié)實(shí)性，防止其內(nèi)的人字架發(fā)生偏移。

3.4 設(shè)置擋水面板

最后一道施工工序就是設(shè)置擋水面板，如上文所述，廣漢市松林鎮(zhèn)沙田村東嶺朝霞平壩灌區(qū)人字閘施工工程的擋水面板尺寸定型為99.5×30×4（長(zhǎng)×寬×厚）cm，結(jié)構(gòu)鋼筋采用直徑8.1級(jí)鋼筋，混泥土標(biāo)號(hào)采用C30一級(jí)配混泥土，擋水面板的安裝可根據(jù)河道的水位情況以分期安裝的方式進(jìn)行，在這其中尤其需要注意的是板與板之間的縫隙問題，做好防水措施，避免出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，本工程板與板之間的縫隙問題采用低標(biāo)號(hào)砂漿或粘土進(jìn)行了接縫處理，起到防止漏水作用，當(dāng)然最后的辦法就是使用止水材材進(jìn)行止水設(shè)置，既經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，又能起到很好的施工效果[4]。

4 人字閘運(yùn)用過程中的運(yùn)行管理

4.1 落實(shí)責(zé)任和管護(hù)制度

人字閘管理按照其控灌的受益灌區(qū)，成立用水專合組織，落實(shí)專人管理，并由用水專合組織制定相關(guān)的考核獎(jiǎng)勵(lì)辦法，確保閘的正常運(yùn)行和工程效益的正常發(fā)揮。

4.2 工程管護(hù)的注意要點(diǎn)

人字閘的封堵主要在枯水期進(jìn)行，根據(jù)平壩灌區(qū)供水特點(diǎn)，人字閘擋水板的拆除，在主汛期到來前，用人工將人字閘擋水板依次取下并妥善保管。根據(jù)排洪情況，及時(shí)清理纏繞在支架上的柴草，以最大限度的利于排洪，保障渠道和工程的安全。利用冬季歲修時(shí)期，渠道來水量為零的時(shí)段，將人字閘底板上的推移質(zhì)和纏繞在支架上的柴草清理干凈后，將人字閘擋水板放上，并用低標(biāo)號(hào)砂漿對(duì)人字閘擋水板間的縫隙進(jìn)行封堵。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文通過對(duì)人字閘以及人字閘施工中存在的問題和施工建設(shè)要點(diǎn)進(jìn)行概況分析，探討人字閘在平壩灌區(qū)的具體運(yùn)用以及運(yùn)用過程中的運(yùn)行管理，其具體運(yùn)用主要包括河道基礎(chǔ)開挖，人字閘的閘基砌筑，人字架與閘基的連結(jié)以及擋水面板的設(shè)置與安裝，其運(yùn)用施工過程中的運(yùn)行管理措施主要有落實(shí)責(zé)任與管護(hù)制度，保證人字閘的正常運(yùn)行以及相關(guān)的人字閘管護(hù)要點(diǎn)，希望本文的分析探討對(duì)我國(guó)平壩灌區(qū)內(nèi)人字閘的施工運(yùn)行能起到一定的幫助作用。

[1]張翠紅，李麗，劉向陽(yáng).淺談人字閘在中小河流上的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)В?013，23：157.

[2]張衛(wèi)紅.淺談人字閘技術(shù)的推廣應(yīng)用[J].山西水利，2001，S1：45.

[3]鄭宏勝，陳宇潮，竺小芹.淺析人字閘門運(yùn)行中主要故障分析[J].水利電力機(jī)械，2006，03：23～25.

[4]常金霞.人字閘工程在小流域治理中的應(yīng)用[J].山西水利，2008，02：10～11.

TV66

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1004-7344（2016）32-0163-02

2016-11-2

杜偉偉（1971-），男，工程師，大專，主要從事水利工程建設(shè)和管理工作。