金鸡滩水利枢纽船闸上游引航道右侧导航墙设计及优化

梁若冰

(广西南宁水利电力设计院 南宁 530001)

1 引航道布置

广西隆安金鸡滩水利枢纽工程是郁江干流综合利用规划中的第六个梯级。坝址位于郁江上游的右江下游河段,距离隆安县城8km,距离首府南宁市96km。根据 《内河通航标准》、 《船闸设计规范》及右江航道规划,广西金鸡滩水利枢纽船闸通航标准为2×1000t级船队,属于Ⅲ级船闸。

船闸位于河道左侧,船闸总长997m,其中上游引航道长度为238m(其中导航段长68m,调顺段102m,停泊段68m),底宽正常段为38m。上游引航道原地形高程较低,底板高程约为73.5m左右,满足最低通航水位时水深3.5m的要求。靠上闸首的导航段底板用M7.5浆砌石衬砌,厚0.4m。停泊段设有6个靠船墩,墩中心距20m。上游右侧主导航墙均为C15混凝土墩墙式结构,左侧辅导航墙为C15混凝土扶壁式挡土墙。引航道末端左侧向上游延伸110m的直线段,然后以转弯半径为480m的弧线与上游航线连接。引航道口门以外按Ⅲ级航道尺度 (岩石河床2.5m航深、57m航宽)进行整治。

2 上游导航墙设计优化

2.1 原设计方案存在的问题

在原设计方案中,上游右侧主导航墙由两侧的受力墩和中间的挡水板组成。上游右侧主导航墙为C20混凝土墩墙式结构,共16跨,每跨净宽14m,包括2个宽3m的受力墩和净跨长8m的挡水板。上游右侧主导航墙共设32个受力墩,受力墩为素混凝土重力式结构,每个墩净长3m,高19.1m;墩顶宽1.2m,背坡坡比为1︰0.25,上游设有宽1m,高2m的齿墙,墩底总长9.1m。两墩之间C25现浇钢筋混凝土板的净跨长为8m,厚0.8m。每跨的墩和板连接在一起,形成一个整体的挡水结构。墩与墩之间设有20mm宽的沉降缝,缝内以沥青木糠板嵌填 (图1)。

图1 受力墩结构示意图

原设计方案C20混凝土用量14963.5m3,钢筋用量112t,工程投资465.8万元。

施工期间正值汛期,为了顺利安全度汛及船闸能尽快正常运行,需加快施工进度。原设计的C20现浇混凝土导航墙方案无法进行大型机械作业,施工进度缓慢;施工场地需布置在引航道内,在汛期难以保证正常使用;汛期大坝泄洪时已浇筑好的挡水板会有阻水现象,引航道内外存在水位差,会影响导航墙的稳定安全。

2.2 优化设计

为了确保工程顺利完成,加快施工进度,在预定好的时间内让船闸正常运行,同时为了在汛期能安全度汛,经过反复计算比较,决定优化原上游右侧导航墙的设计方案。

图2 受力墩结构示意图

优化后每根C25预制混凝土梁的净跨长8m,高1m,宽0.8m。上游右侧主导航墙共18跨,19个导航墩,受力墩中对中间距12m。受力墩为素混凝土结构,下部结构宽12m,长12m,高5.1m。受力墩上部结构为两级的矩形柱,第一级宽6m,长6m,高2m;第二级宽4m,长4m,高12m。矩形柱两侧设有宽0.84m,深0.52m的卡口,C20混凝土预制梁经吊装设备放入卡口内,预制梁与柱之间的缝隙填塞沥青木糠板。墩与墩之间设有20mm宽的沉降缝,缝内以沥青木糠板嵌填。

设计结构示意如图2。

优化设计方案C20混凝土用量21611.5m3,钢筋用量180t,工程投资681.3万元。

在优化后的设计方案中,考虑到在施工期上游右侧主导航墙受力墩之间必须过水,对上游右侧主导航墙重新进行了受力稳定计算,同时为了加快施工进度,方便大面积机械施工,减少了受力墩的个数,受力墩结构型式也由梯形改为方柱型;两墩之间C20现浇钢筋混凝土板也改为C25预制混凝土梁,可在河道左岸先浇筑完成,不受汛期影响,汛期过洪后再由大型机械吊装至受力墩,大大的加快了施工进度,且不影响大坝行洪安全。优化方案虽然增加了部分项目的投资,但保证了整个船闸工程在预定时间内完成可进行正常运行。

3 结语

上游引航道导航墙工程2005年3月开工,同年11月完建。工程在施工期间安全度汛,并在预定的工期内按时按质完成,几年以来运行良好,其优化设计的成果和经验可供相似工程设计参考。

1 《船闸水工建筑物设计规范》.JTJ307-20011.