新疆于田县克里雅河解放渠首除险加固工程导流方案研究

2016-08-17宋鑫新疆兵团勘测设计院集团有限责任公司新疆乌鲁木齐830002

陕西水利 2016年4期

宋鑫（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐830002）

宋鑫
（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐830002）

于田县解放渠首承担11.1万亩灌溉面积任务及校核洪水740万m3/s的防洪任务，因克里雅河常年有水，除险加固工程施工导流困难，所以在以上因素的影响下，选择合理可行的导流方案，对导流方式进行方案设计，技术、经济比选后确定最合适的方案，其结果可为同类水利工程提供工程实践经验。

渠首；除险加固；施工导流方式；导流建筑物设计

1　工程概况

解放渠首位于新疆和田地区于田县境内的克里雅河上。地理位置座标：东经81°09′～82°51′，北纬35°14′～39°29′之间。引水枢纽距于田县5km，距和田市约200km，距乌鲁木齐市约1350km，有柏油路通行，交通条件十分便利。渠首承担英巴格乡、木尕拉镇、奥依托格拉克乡、喀拉汗农场（劳改农场），达里雅博依乡等11.1万亩灌溉面积的引水及防洪任务。

原解放渠首始建于1963年，结构形式为闸堰结合，经过三十几年的运行，由于堰前泥砂的淤积，基本无法利用。2000年7月18日至8月4日，于田境内遭受建国以来罕见的特大洪水，解放渠首破损严重，仍能勉强运行。2001年6月该渠首又遭遇大洪水，致使溢流堰、防洪堤冲毁。2001年7月进行解放渠首水毁修复工程，渠首设计为闸堰结合形式，在泄洪闸与溢流堰间修筑橡胶坝，2002年3月12日于田县提出《解放渠首橡胶坝改建工程的方案报告》，报告中将对渠首橡胶坝改造方案调整为改建10孔泄洪闸方案，于2002年改建完成。解放渠首为拦河式引水枢纽，由泄洪闸、溢流堰、引水闸、上下游整治段组成。

引水闸：共计3孔，闸室为开敞式钢筋砼结构。引水闸位于右岸，设计流量10m3/s，共计3孔，单孔净宽2.5m，闸后接8m长消力池与解放干渠连接。

泄洪闸：位于主河道，共计11孔。闸室为开敞式钢筋砼结构，左侧10孔单孔净宽为3.2m，右侧单孔净宽3m，上游护坡长度为40m。闸后设有消力池，混凝土结构，长× 宽×深为10m×43m×1.5m。海漫为浆砌石结构，长×宽为15.5m×43m。下游两侧翼墙，左侧翼墙长×高为7.8m×5.5m；右侧翼墙长×高为45m×5.5m。

溢流堰：WES型溢流堰为混凝土结构，宽×长为32.3m×76.75m，堰高2.1m，堰顶高程1390m。堰后设有消力护坦，长×宽为28m× 77m。下游左岸护坡26m，右岸护坡15m。

2010年和田地区水利局组织专家对该渠首进行了安全鉴定，鉴定为三类闸，需对该渠首进行除险加固。［7］

2　除险加固的问题

泄洪闸存在的主要问题是：（1）泄洪能力不足；（2）防冲墙下深不够，未设置辅助消能设施；（3）无闸房；（4）闸门底止水破损，闸门无启闭机设备；（5）无电器设备，无自动化安全监测及自动化控制系统。

进水闸及冲砂闸存在的主要问题是：（1）闸体破损严重；（2）闸门破损严重；（3）启闭设备螺杆弯曲，构建缺失破损；（4）闸门底止水破损；（5）无电器设备，无自动化安全监测及自动化控制系统。

3　除险加固工程内容

考虑该渠首所处的地理位置、地形、地质条件、施工、经济投资等因素，渠首在原址处进行改建，改建方案进行多方案优化设计，技术、经济比较后确定。

除险加固方案为：拆除溢流堰，新增11孔泄洪闸，对老泄洪闸墩加高，并新增交通桥和启闭设备；对上下游导流堤进行延长并衬砌；对右岸进水闸进行拆除重建；对右岸退水闸进行拆除重建；对人工弯道进行拆除重建。

4　渠首施工导流方案确定

4.1导流时段

根据工程特点，设计将围堰挡水时段导流标准取5年一遇，一期围堰挡水时段为3月1日～6月15日，相应设计流量为Q=48.2m3/s；二期围堰挡水时段为8月20日～11月15日，相应设计流量为Q=64. 4m3/s。采用土堆筑围堰围封主体建筑物，导流渠进行导流。［7］

4.2导流标准

解放渠首工程等别为Ⅲ等，工程规模为中型，主要建筑物级别为3级，次要建筑物为4级。根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）有关规定，导流建筑物级别为5级，导流设计标准［洪水重现期（年）］为10年～5年一遇。根据工程特点，本次设计将围堰挡水时段导流标准取5年一遇，一期围堰挡水时段为3月1日至6 月15日，相应设计洪水流量为Q=48.2m3/s；二期围堰挡水时段为8月20日至11月15日，相应设计流量为Q=64.4m3/s。［5］

4.3导流方式

根据地形地质条件，作物灌溉时间、水文特性及工程总体布置，本次主要为围堰封堵，利用导流渠在施工期进行导流。由于河道常年有水、灌溉期不能停水等因素制约，全河段封堵，利用导流渠导流，从经济及技术方面均不合理，故本次采用原河床分期导流的方式进行导流。导流分两期。

一期导流：一期施工安排在当年的3月～6月，此段施工期洪水设计流量为Q=48.2m3/s，一期安排将现状溢流堰拆除，在溢流堰原址新建11孔泄洪闸，并将左岸上下游导流堤延长。一期围堰满足泄洪闸、左岸导流堤延长及消力池、海漫的施工，利用11孔老泄洪闸过流，引水闸不进行封堵，一期围堰设计长度820m。

二期导流：二期施工安排在当年的8月至11月，此段施工期洪水设计流量为Q=64.4m3/s，二期施工安排更换老泄洪闸金属结构及启闭设备、闸后消力池及海漫，引水闸的拆除重建，及人工弯道的拆除重建，二期围堰封堵于老泄洪闸及人工弯道前，利用新建泄洪闸泄洪。二期围堰设计长度580m。由于灌溉期内不能停水，二期需在人工弯道旁新增一条导流渠道对灌区输水，由于需占用耕地，本次考虑避开灌溉高峰期，从而减少导流渠过水断面。

4.4导流建筑物设计

4.4.1围堰设计

1、堰顶高程确定

围堰堰顶高程计算公式如下：