赤峰市翁牛特旗海拉苏水利枢纽除险加固工程设计思路及对策

赤峰市翁牛特旗海拉苏水利枢纽除险加固工程设计思路及对策

韩超

韩超

赤峰市水利规划设计研究院内蒙古赤峰024005

摘要：简要介绍翁牛特旗海拉苏水利枢纽除险加固工程设计思路及对策。

关键词：水利枢纽；除险加固；设计；对策

1工程概况

赤峰市翁牛特旗海拉苏水利枢纽工程是内蒙古地区最大的牧区水利工程，位于辽河的主要支流——西拉沐伦河下游，赤峰市翁牛特旗海拉苏镇境内，距赤峰市区156公里，距翁牛特旗政府所在地乌丹镇62公里处。该枢纽工程控制流域面积28173km2，由拦河闸、土坝、左、右岸进水闸、公路桥和河床式水电站等五项组成，拦河闸24孔，每孔净宽10m，两侧进水闸各三孔，每孔净宽8m；土坝长1013m，顶宽10m，高6m；电站装机560千瓦，公路桥长365.2m，宽8.6m；设计洪水标准为P=1%，Q=2880m3/s。该枢纽工程是一座以灌溉为主，兼有治沙、交通、发电、防洪等综合效益的大型牧区水利工程。

该枢纽工程于1976年兴建，1978年8月竣工并交付使用。它担负着向翁牛特旗幸福河灌区、乌兰吉达嘎灌区、巴林右旗的达林台灌区的供水任务。现年供水量在1.0亿立米以上，该枢纽工程的灌溉面积50万亩，有效灌溉面积28万亩。该工程对于西拉沐伦河下游沿河两岸的防洪发挥着极其重要的作用。下游被保护的有10个乡、镇、苏木、国营农牧场，5万多人口，28万亩耕地，以及200万亩优质草、牧场。

根据SL252-2000《水利水电工程等级划分及洪水标准》，该枢纽工程为Ⅱ等，主体工程为2级建筑物。正常运用期洪水标准应为50年一遇洪水，非常运用期洪水标准应为100年一遇洪水。根据内蒙水设院1999年西拉沐伦河流域防洪规划所做的水文分析，海拉苏站50年一遇洪峰流量为2500m3/s，百年一遇洪峰流量为2880m3/s。

2枢纽工程存在的主要问题

海拉苏水利枢纽工程现已使用近30多年，由于受泥沙和冰冻剥蚀的影响，水闸砼的老化病害及部分金属结构破坏比较严重，已经严重影响到工程的正常运行。2000年1月中国水利水电科学研究院结构材料研究所及水利部水工金属结构质量检验测试中心对该工程进行了全面检测。2000年7月，由内蒙古水利厅组织的专家组对水科院结构材料研究所所作的“海拉苏水利枢纽工程混凝土结构检测报告”、水利部水工金属结构质量检验测试中心所作的“海拉苏水利枢纽工程钢闸门和启闭机安全检测报告”及赤峰市水利勘测设计院与内蒙水设院合作的“西拉沐伦河海拉苏水利枢纽安全复核主要结论”的报告（土建部分）进行了全面评定。根据现场检查和安全分析评价结果，对枢纽工程作出如下鉴定结论：①、抗滑稳定安全系数满足规范要求；②、闸基渗流基本稳定。拦河闸右岸四孔闸消力池中冒水严重，在下一步工作中查明原因，采取相应措施进行防渗流处理；③、水闸下游海漫、防冲槽破坏严重，应进行改造加固；④、混凝土强度达到设计要求，抗冻标号不满足要求，钢筋砼冻害严重，应维修加固。启闭机梁、排架已因过载发生破坏，应改建与加固；⑤、钢闸门经局部整修加固后能够正常工作。启闭机陈旧老化，不能满足正常启闭要求，电气设备安全性差，应更新；⑥、现有观测设施老化失修，且观测项目不足，需进行补充和更新改造；⑦、水闸上、下游淤积严重，土坝高程不足，水流不畅，严重危及水闸安全，应进行上游河道整治及加高加固土坝。

根据《水闸安全鉴定规定》枢纽工程属于Ⅲ类病险闸，亟待进行除险加固。

3海拉苏水利枢纽除险加固工程设计思路及对策

整体设计思路：根据内蒙水利厅所组织的专家组对“海拉苏水利枢纽工程”安全鉴定复核报告经过全面鉴定后所作的“水闸安全鉴定报告书”结论为Ⅲ类闸的意见及内蒙古水利厅建管处对“西拉沐伦河海拉苏水利枢纽工程初步设计的初审意见”，项目组设计人员按照上述主导意见，进一步修改完成《内蒙古赤峰市海拉苏水利枢纽除险加固工程（修改）初步设计报告》，枢纽除险加固主要工程项目为：

1）、拆除更换拦河闸排架、启闭室、工作桥，进行闸门改造；加固闸基及底板、闸墩、桥柱、消力池、海漫斜坡段、防冲槽；更换止水等工程；

2）、加固右岸土坝并进行河道整治；

3）、维修加固进水闸；

4）、改造桥头堡；

5）、更换水电站机组、增设拦污栅。

除险加固具体对策：

1）、消力池

此次检查发现消力池斜坡段存在局部剥蚀现象，在14#闸孔底板与消力池斜坡段分缝处有两处砼剥蚀较为严重。消力池斜坡段纵向分缝也有剥蚀现象。加固方法：用高标号M20水泥砂浆进行局部补强处理。

2）、海漫水平段

海漫水平段为埋石砼结构，厚60厘米，下设碎石垫层10厘米，经现场检查发现，纵向沉陷缝有5处砼剥蚀破坏较为严重。经现场查看后，专家均认为该裂缝不影响消能工的安全，因此将原加固方法（在剥蚀破坏的原结构表面进行凿毛处理后现浇200#钢筋砼）改为用高标号M20水泥砂浆进行局部补强处理。

3）、海漫斜坡段

海漫斜坡段为浆砌石结构，厚度为1.0—0.6米不等，经现场检测发现原结构基本完好（原来认为大部分已被破坏），只有三处局部沉陷破坏，其它为表面勾缝砂浆脱落。因此，本次将对海漫斜坡段局部破损部位进行拆除并重新砌筑。

4）、下游两岸护坡

原拦河闸下游两岸护坡为浆砌石结构，几乎所有勾缝砂浆都已剥落，局部沉陷亦比较严重。加固方法：在下游两岸护坡现浇200#素砼，厚度最薄处不小于15厘米，抗冻标号为F200，抗渗标号达到W4，经过加固处理，即可提高两岸边坡抗冲抗冻强度，也可将两岸边坡局部沉陷调整过来。

5）、止水

在初步设计阶段，管理及设计单位根据观察、分析、推断，认为闸前铺盖与闸底板之间的水平止水已被破坏，因此，在设计中重新设计了一道止水。后经现场检查分析，该止水及其它部位的止水均完好，因此，本次除险加固对止水不做处理。

6）、消能工基础

此次根据中国水利水电科学研究院结构材料研究所的专家对拦河闸基础的探测结果，结合〈评审意见〉，本次除险加固将对部分位置进行基础固结灌浆处理。其他小面积的孤立的基础局部疏松现象，不影响工程安全运行，因此，本次除险加固对此不做处理。

7）、观测设施

原拦河闸在闸底板底部（顺水流方向）的上、中、下部位均设有测压管，测压管通过底板及闸墩在（单数）闸墩中部以（顺水流方向）上、中、下位置设立，用以观测拦河闸闸底板底部（顺水流方向）的上、中、下部位测压管水头。同时在单数闸墩的上、下游顶部及拦河闸两侧设有位移观测点，现在，这些测压管及位移观测点（除个别外）都能正常使用。因此，本次除险加固只对原测压管管头管帽稍加改造，对原观测点进行检测并在适当位置新设立1—2个位移观测点即可。

4结语

目前海拉苏水利枢纽除险加固工程已经施工完毕，交付使用。从使用效果来看，除险加固效果显著，基本达到除险加固前预期目标。为保证下游人民群众生命财产安全，促进区域周边经济发展做出了巨大贡献。

参考文献：

[1]《内蒙古赤峰市海拉苏枢纽除险加固工程（修改）初步设计报告》（二00二年十一月，赤峰市水利勘测设计院）

[2]《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000）；

[3]《水闸设计规范》（SL265—2001）；

[4]《水力计算手册》（第二版）；

[5]《水工挡土墙设计规范》（SL379—2007）；

[6]《堤防工程设计规范》（GB50286—98）