南水北调中线工程拦鱼设施制安技术应用

2016-04-21中国水利水电第十一工程局有限公司

河南水利与南水北调 2016年2期

□王　淼（中国水利水电第十一工程局有限公司）

南水北调中线工程拦鱼设施制安技术应用

□王淼（中国水利水电第十一工程局有限公司）

摘要：陶岔渠首枢纽工程位于丹江口水库东岸的河南省淅川县九重镇陶岔村，初期工程于1974年建成，承担引丹灌溉任务。南水北调中线一期工程建成后，该枢纽担负着向北京、天津、河北、河南等城市输水的任务，是南水北调中线工程的重要组成部分。南水北调中线一期陶岔渠首枢纽工程拦鱼网设施是多层面、大跨度的拦鱼设施。拦鱼网安装包括辊杠托架安装、浮栅钢缆安装、鱼网安装、浮栅尼龙绳网装配、总装配等。施工内容有：左右岸带缆地锚、浮栅及鱼网等设施制作、浮栅及鱼网等设施安装。文章叙述了该设施的制安及使用情况,并对拦鱼网安装施工工序工艺进行系统的推理论证，可供以后类似的工程借鉴。

关键词：多层面；大跨度；拦鱼设施；制安及使用

1　拦鱼网主要技术参数

本设施上层浮栅主要用来拦截上游引渠的漂浮物，渔网网格23.00 mm×23.00 mm，面积约为9300 m2，最大高度50.00 m，总跨度315.00m。带缆地锚锚座平面位置为渠首枢纽上游总干渠桩号0-140，锚座结构与总干渠41°夹角，为现浇C30混凝土结构，单个地锚361.30 m3，尺寸规格为8.00 m×10.00 m× 4.50 m。

2　拦鱼网的施工技术

拦鱼网工程的安装技术包括拦鱼网本身的装配工艺和拦鱼网安装两部分。前者是指拦网网衣间的剪裁和缝合，上、下纲装配、盖网和敷网的装配等。后者是指经装配的整个拦鱼网施工时的安装技术。

2.1拦鱼网装配工艺

2.1.1网片的剪裁和缝合

拦鱼网由主网衣、盖网和敷网三部分组成，其中主网衣是构成拦鱼网的主体,网目23 mm×23 mm，面积约为9300 m2，总跨度315 m。由于网具规模大,考虑到加工和运输的便利，分成三段网衣分别编结后再加以缝合,缝合严格按照图纸要求进行。上、下网纲装配时，分别采用厂家提供的直径10 mm的聚乙烯绳穿过鱼网的上、下缘目，形成鱼网的上、下网纲。

2.1.2盖网装配

盖网是装设在拦鱼网上方的防跳装置，它漂浮于水面,用来阻截鱼类从拦鱼网的上方逃走。网格100 mm×100 mm，每张规格700 mm×700 mm。装配时,先在盖网的两边缘网目中各贯穿一根盖网缘纲,其中一根缘纲与上纲相绕缝而固定,另一根缘纲上扎缚HDPE圆柱浮筒,规格φΦ580 mm×1000 mm。浮筒为高密度聚乙烯，厚5 mm。内填充泡沫聚苯乙烯，浮筒上装不锈钢两浮筒间距为0.70米,盖网用尼龙绳编结。

2.1.3敷网装配

敷网材料同主网衣，装设于拦鱼网的下纲附近,使用中它紧贴于库底和两侧岸边,防止因库底不平或因拦鱼网下纲上提而出现漏洞时发生逃鱼现象。装配时用两根缘纲分别贯穿敷网上、下边的缘网目中,其中一根缘纲,用双股混合捻线为装配线,绕缝于距沉子纲上方0.50 m处的主网衣上,另根缘纲用装配线与盘网纲相固结。

2.2卷扬机安拆

2.2.1卷扬机运输

拦鱼设备钢缆安装采用30 t卷扬机，由于地锚处道路已做绿化，较为狭窄，运输车辆无法将设备运至地锚施工处。将卷扬机运到坝顶，用滚杠和木板铺路，以滚动摩擦代替滑动摩擦来挪移卷扬机，滚杠由108架子管制成，3 m一根，间距0.50 m，上下铺设加厚木板，减小滚动时的摩擦力，确保施工安全。

2.2.2卷扬机钢丝绳受力计算

2.2.2.1牵引力计算公式：

其中n—所提设备数量; a—为渠道最大坡度; u1—为车轮与轨道之间的摩擦系数; u1=0.007～0.02，一般取0.015；u2—为钢丝绳与地辊之间的摩擦系数，一般u2=0.20。

W绳重=每米钢丝绳的重量×所需钢丝绳的长度

2.2.2.2根据牵引力确定钢丝绳：

渠道上口坡比1:3，最大坡度19°，长度30 m，（EL160.00 到EL170.00，坡比1:3），计划选用钢丝绳直径为26 mm，公称抗拉强度1700 MPa。

2.2.2.3钢丝绳最小破断拉力计算：

F0=K·D2·R0/1000

F0—钢丝绳最小破断拉力,K—钢丝绳最小破断拉力系数，D—钢丝绳公称直径，R0—钢丝绳公称抗拉强度，F0=0.36× 26×26×1700/1000=409 KN。

2.2.2.4钢丝绳最小破断拉力总和计算：

Kh—钢丝绳最小破断拉力总和系数，Fh=Kh×F0=409× 1.32=540 KN=54 t；钢丝绳最小破断拉力总和为54 t。

N=1，θ=19°

2.2.2.5牵引力计算

斜巷提升安全系数需要>6.50，钢丝绳穿4×4滑轮组。

54×4/2.80=77>6.50，故钢丝绳可以选用直径为26mm。

2.2.3卷扬机固定

卷扬机挪移到带缆地锚旁后，随即制作卷扬机简易地锚，地锚固定坑尺寸为2 m×2 m×3 m，布置于卷扬机两边，将1 m× 0.20 m×0.20 m的8根方木捆扎成一束，固定钢丝绳绑扎在方木上放入坑内压实后土方回填。外露钢丝绳绳头长0.30 m,并使用20 t U形卡环固定卷扬机。

2.2.4卷扬机拆除

卷扬机使用完后割除外露钢丝绳绳头长，拆除U形卡环，以铺滚杠和木板的方式将设备返回至坝顶，装车运走。

2.3拦鱼网安装

拦鱼网安装包括辊杠托架安装、浮栅钢缆安装、鱼网安装、浮栅尼龙绳网装配、总装配等。

2.3.1辊杠托架安装

拦鱼网钢缆外保护胶皮在张紧过程中容易磨损，制作辊杠托架。辊杠为直径80 mm×750 mm皮带机辊杠，托架由4 mm× 50 mm×100 mm方管制成，并加设3 mm×40 mm×60 mm方管作三角支撑。沿安装基准线（0-140）方向10～15 m布置，共设25个托架。

托架尺寸规格见图1。

图1　拦鱼网托架加工简图

钢缆总体长度320 m，材料为电镀锌钢丝绳。最大破断拉力240～280 t，公称抗拉强度1770 MPa，规格为6 mm×37 mm，整体直径76 mm，外部包黑胶，包胶后96 mm。涂层聚乙烯（pvc)，里面加上耐腐及耐寒原料。耐寒零下20～40°。两头加工浇铸材质为不饱和聚酯树脂封头，上面加设U形卸扣，便于钢缆固定。用25 t汽车吊将钢缆卷筒安装在卷筒托架上，钢缆在卷扬机的牵引下通过导向滑轮展开。

2.3.2浮栅钢缆安装

安装时渠道水深约15 m，宽约130 m。在总干渠桩号0-140轴线的水面上布置20只承重5 t的驳船作为安装平台，船舱内安装辊杠托架，船与船之间用架子管与马道板连接并用直径16 mm尼龙绳固定。将钢缆一端固定在左岸锚座上，通过牵引绳由30 t卷扬机沿辊杠托架将钢缆拉到右岸锚座上固定，具体施工工况见示图2。