淮河上的“三峡”
——临淮岗洪水控制工程
2020-01-19
(中水淮河规划设计研究有限公司 合肥 230601)
1 工程概况
临淮岗洪水控制工程是国家“十五”规划的大型水利枢纽工程,在1991年被国务院确定为治淮19 项骨干工程中的重要项目,也是淮河干流中游大洪水的关键性战略控制工程。临淮岗洪水控制工程不仅完善了淮河流域的防洪体系,有利于流域水资源的开发利用,对流域经济社会的稳定和发展也起到了重要的作用,被比作“淮河三峡”,也是治淮新的丰碑。
临淮岗洪水控制工程位于淮河干流中游,主体工程跨安徽省霍邱、颍上、阜南三县,工程范围包括河南、安徽两省,是目前淮河干流上最大的水利枢纽工程。该工程为Ⅰ等大(1)型水利工程,控制流域面积4.22 万km2,设计洪水标准为100年一遇,下泄流量7362.0m3/s,相应滞洪85.6 亿m3;校核洪水标准为1000年一遇,下泄流量17965.0m3/s,相应滞洪121.3 亿m3。工程建成后,当遭遇100年一遇洪水时,可减少淹没面积1290km2,一次性防洪减灾效益306 亿元。
临淮岗洪水控制工程批复的主要建设内容有:拓宽上、下游引河工程;加高加固并延伸现有主坝和南、北副坝工程;加固改造已建成的49 孔浅孔闸和城西湖船闸工程;拆除重建深孔闸;新建姜唐湖进洪闸和临淮岗船闸等。枢纽主、副坝总长达77.5km,是目前世界上最长的大型水利枢纽工程。
临淮岗洪水控制工程由中水淮河规划设计研究有限公司(以下简称中水淮河公司)牵头,安徽省水利勘测设计院共同参与完成设计工作,其中中水淮河公司完成了主坝、南北副坝、49 孔浅孔闸和姜唐湖进洪闸的设计和报告汇总工作。
2 工程总体布置
临淮岗洪水控制工程的特点是河道宽度宽,建筑物数量众多,在20世纪50年代已经开工建设了部分引河、主坝、深孔闸、49 孔浅孔闸和船闸,工程总体布置时首先考虑充分利用已有的建筑物,节省工程投资,同时考虑新建建筑物与既有建筑物之间的相互影响和协调,确保工程充分发挥洪水控制工程的作用。设计比选了多个方案并经水工模型试验论证,优化了总体布置。调整了上、下游引河河线,保留了老船闸原有使用功能,拆除老深孔闸,新建了深孔闸和船闸。工程总体的优化布置,得到了良好的工程效果。临淮岗洪水控制工程总体布置研究获安徽省科学技术一等奖。
2.1 主坝
主坝为临淮岗工程的主要挡水建筑物,位于安徽省霍邱县和颍上县境内,横跨淮河布置。全长8.55km,净长7.02km,其中加固部分净长3.90km,新建部分净长3.12km,自与南副坝相接的城西湖船闸开始向北至颍上县陈巷孜接北副坝,主坝上由南向北依次布置五座建筑物,包括城西湖船闸下闸首、临淮岗船闸、12 孔深孔闸、49 孔浅孔闸、姜唐湖进洪闸。主坝坝型为碾压式均质土坝,坝顶高程31.60m,坝顶宽度10.0m,顶部设1.2m 高混凝土防浪墙及7.6m宽混凝土路面;坡比1︰2.5~1︰3.0;上、下游坡面采用150mm、220mm 及240mm 的开孔垂直联锁式混凝土预制块护坡;最大坝高21.0m。
主坝开孔垂直联锁砌块为世界范围内首次应用于水利工程中,工程的顺利实施,为开孔垂直联锁砌块在水库、湖泊等波浪要素较大的水利护坡工程中的广泛应用开了先河。该成果获得水利部2005年度“大禹水利科学技术奖”三等奖及2005年度“淮委科技进步奖”特等奖,被列为水利部重点科技推广项目。此技术通过了水利部国际合作与科技司组织的鉴定,鉴定结论为达到了国际领先水平。
主坝施工期安全监测设计首次采用电解质式位移监测系统,取得了良好的效果。该成果为软基上修建土石坝和堤防在施工期安全监测提供了成功的案例。该项研究成果《临淮岗洪水控制工程主坝施工安全监测技术研究》荣获2005年度“淮委科学技术奖”一等奖,并被列为水利部的科技创新项目。
2.2 副坝
副坝为碾压式均质土坝,分为南、北副坝两部分。南副坝全长8.41km,自城西湖船闸向南至大莫店,均位于霍邱县境内。北副坝全长60.56km,主要位于颍上县和阜南县境内,自陈巷孜起沿半岗保庄圩堤及古城保庄圩、润赵段保庄圩的沿岗堤,经润河集穿陶坝孜闸,沿南润段北堤至南照集、黄岗转向北,经狗刺园至杨庄转向西至张集闸。南、北副坝坝顶高程32.11~32.85m,最大坝高分别为11.0m 及12.0m;坝顶宽度6.0~8.0m,坝顶设混凝土防汛道路。
南、北副坝沿线共重建、新建、加固各类穿坝建筑物52 座。
2.3 49 孔浅孔闸
49 孔浅孔闸为临淮岗工程的主要浅孔泄水建筑物,除险加固后的49 孔浅孔闸闸墩厚度由1.6m 增加为1.8m,相应闸孔孔径由10.0m 变为9.8m,闸底板顶高程由原20.10m 抬高为20.50m;开敞式闸室结构、底板分缝,闸室总宽566.6m。新建工作桥宽6.0m,桥面高程37.40m,工作桥上布置轻型钢结构启闭机房,房顶高程40.90m。新建桥头堡位于闸两侧岸墙外,均为三层。新建检修桥宽1.6m,桥面高程31.60m。拆建公路桥总宽由原来的8.0m 加宽为9.0m,桥面高程31.60m。
根据闸墩外包混凝土厚度较薄的特点,施工中采用了薄层混凝土防裂技术,成功地解决了49 孔闸施工期混凝土裂缝的问题,经过多年的运行,也未发现闸墩外包混凝土表面有明显裂缝产生。“临淮岗洪水控制工程原49 孔浅孔闸加固改造工程外包混凝土防裂限裂研究”获2004年度安徽省科学技术三等奖。
2.4 姜唐湖进洪闸
姜唐湖进洪闸设计进洪流量2400m3/s,布置在主坝姜唐湖段中部。闸上游为何家圩,下游为姜唐湖蓄(行)洪区。闸室采用钢筋混凝土开敞式结构,整体式平底板,两孔一联,底板厚2.0m,顶高程19.70m,共14 孔,每孔净宽12.0m,中墩厚1.5m,缝墩和边墩厚1.3m,闸室顺水流向长24.0m,垂直水流向宽196.82m。上游铺盖及护底总长40.0m,下游消能防冲段总长112.0m。闸室两侧各布置一座桥头堡,顶部布置启闭机房及排架、人行便桥、公路桥等。工作闸门采用弧形钢闸门,弧门半径10.0m,尺寸12.0m×7.92m,配QHJ-2×225kN-12m 弧门卷扬式启闭机。
3 结语
临淮岗洪水控制工程于2001年12月2日开工建设,2006年6月30日通过竣工初验,2007年6月20日顺利通过竣工验收。历经7年的不懈努力建设,规划中的临淮岗洪水控制工程终于成为壮观的工程实景。
工程投入运行后,先后荣获2008年度全国优秀工程设计银奖、中国建筑工程鲁班奖、中国水利优质工程大禹奖、詹天佑奖。
工程投入运行以来,已经历多年汛期的考验,各方面运行正常,操作方便,满足工程使用要求。最近几年淮河流域发生多次特大洪水,工程及时投入运用,经受了数次洪峰的考验,大大缓解了淮河干流的防洪压力,发挥了巨大的防洪减灾效益■