渠系建筑物的改建扩建分析

郑艳君

(五大连池市水务局，黑龙江五大连池164100)

1 桥梁的改建

桥梁的改建工作。主要包括桥面拓宽、桥面抬高、桥面降低和加大桥孔过水能力等。应在桥梁养护维修、加固的基础上进行。

1.1 桥面拓宽

如桥面仅需少量拓宽时，可在桥面一侧或两侧增设钢筋混凝土悬臂梁板的形式，如图1所示。如桥面加宽较多时，应首先考虑加固并延长下部结构和基础部分，如延长桥墩、桥柱、桥台或拱圈等，然后再加大桥面的宽度。

1.2 桥面抬高或降低

桥面过低时，可采用加高桥墩或在原桥面上另建高桥等方法抬高桥面的情况，可以采用拱桥改平桥、桥梁改倒虹吸等方法，降低桥面的高程。

对于桥面过低，严重阻水、影响交通的加高情况，可采用千斤顶升高桥板，加高桥墩的改建方法。一般先将桥座桥柱四周挖开，在桥下用木料搭成数道坚实木架，再在桥下两端适当位置，放置千斤顶，支撑桥面板，如图1所示。然后徐徐均匀地升高后的桥体.将桥面板升高到设计高度后，及时用方木垫块替换千斤顶支撑升高后体，以防千斤顶因长期受力而损坏。再在桥墩下周将制好的混凝土块或砖石填塞。接高桥墩，最后放板拆塞回填桥墩四周。

1.3 加大桥孔过水能力

对于桥孔过水能力需少量加大的，可用降低桥孔底高，或用水泥砂浆抹面，以减少桥墩、侧墙及进出冀墙糙率等办法加大过水能力。若桥孔过水流量增加较多，须扩大桥孔时，可用增加孔数，加大跨度等办法。多孔桥梁也可以采用双曲拱桥、槽型钢筋混凝土板形式加大桥孔跨度，尽量减少桥墩数目或厚度。

2 水闸改建

水闸的改建，主要包括闸孔扩宽或增加孔数、闸门改建、冲设施改建，上下游冀墙改建，工作桥台板改建等内容。

图1 整体拓宽钢筋混凝土梁式桥

2.1 闸孔扩建或增加闸孔数

改建闸孔提高过流能力，一般采用闸孔扩建或增设孔数的办法，可在一侧进行。单孔间扩宽时，以改建单侧边墩为宜。对于增加孔数情况，可将原边墩加以整修，改作中墩，另建边墩，这种方法可以省工省料，也便于施工。随着闸孔扩宽，上、下游冀墙，护底也要相应改善改建。

2.2 闸门改建

闸门是水闸关键性部件，其操作运用较为频繁，往往因结构型式不合理等原因，止水易破坏等原因，给运用管理带来不便。近年来各地研制了不少较为实用的先进型式。为闸门改建更新提供了方便。如图2所示为某县生产的定型铸铁闸门，其特点是门、框、启闭设备一体化，无需专门止水，将整套结构经现浇混凝土预埋改建，效果较好。

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2.3 闸底板抬高或降低

水闸底板若需要升高。一般可在原闸底板上加铺混凝土或砌片石。对于升高较大的情况可先铺填一层灰土。再在灰土上浇筑混凝土或铺砌片石，以节省用材，降低造价。如果闸底板需要降低时，一般应先将底板拆除，然后逐段掏出底板下层土料，达到预定深度后，填塞预制混凝块或铺砌片石，最好应按设计要求铺筑混凝土闸底板。

2.4 消能防冲及上下游翼墙改建

对于消能防冲设施不合理，引起闸后冲刷严重，造成消能防冲设备破坏的情况，改建时，要分析原因，经过水文计算或模型试验，确定新的改建方案。一般采用措施有加糙、延长护砌段，增建加深消力池等。

水闸上下游翼墙住往因结构型式不合理、长度不合适等原因，使水流条件恶化。改建时应尽量选择符合水流扩散形态的形式，如一字墙、反冀墙、八字墙、扭曲面、斜降翼墙等，一般扭曲面和反冀墙水流条件较好。

图2 铸铁定型闸门结构图

3 渡槽的改建

渡槽改建，一般包括加大过水能力、增设管理便桥、抬高槽身等几个方面。槽身抬高可参考桥梁加高进行。当过水能力不足，可用以下几种方法改建改善。

3.1 减少糙率

对于槽身为砌石的情况，可用水泥砂浆进行抹面，减少边壁的糙率，以达到增加过水能力的要求。

3.2 加高加宽槽身过水断面

增加过水断面要在确保基础和支撑结构稳定前提下进行，否则要对其加固。对于砌石渡槽，可采用拆除砌石槽壁，改换混凝土或钢筋泥凝土槽壁的方法;这样既加大了过水断面又减轻了上部重量，从而减少了因改建带来的其他影响。

3.3 调整渡槽上、下游渠道比降

通过调整使渡槽进口水位抬高，而出口水位降低，从而加大了水面比降，以达到提高渡槽过水能力的目的。

3.4 调整槽身比降

小型预制钢筋混凝管式，u形或钢丝网水泥薄壳渡槽，因其重量轻，可以采用调换槽身或调整槽身比降等办法来加大过水能力。

对于无顶部便桥的情况，要增设人行桥。较大渡槽，可在两侧槽壁上加铺盖板，小型渡槽，可在槽顶中间铺设盖板。在加大荷载对其改建时，一定要注意验算结构及地基的稳定性。

3.5 陡坡跌水的改建

随着渠系改善，陡坡跌水往往有进口升高、出口降低，陡坡跌水扩大、减小或取消等。对于渠道流量增加，陡坡跌水需扩大时，可采用扩大缺口尺寸，升高护坡，扩建消力池等办法，加以扩建。

因渠道改建，陡坡跌水上游渠底抬高后，其进口也要相应加高。直落式跌水，可采用胸墙升高的办法，另开缺口，并用渐变段与渠道重新连接。陡坡的改建，可以拆除缺口，上延陡坡的办法，重修缺口，如图3所示。陡坡跌水升高后，下游消能防冲设施应重新验算，必要时予以改建。

如果上游渠道抬高较大时，应根据地形、地质等条件，在原有陡坡上游一定距离，另建新的衔接工程。如陡坡下游渠底降低需要改建时，应视降低程度而定。相差不大的情况，可在原陡坡消力池以下修建一小型逆流堰，并接建消力池连接下游渠道。对于相差较大的情况，应在下游新建陡坡。

图3 陡坡进口抬高示意图

3.6 当陡坡或跌水下渠消能设施不合理，造成严重冲刷时，应视冲刷的严重程度，采取以下措施

3.6.1 人工加糙陡坡

即在陡坡上加设交错式矩形成人字形糙条，以达到扩散水流，减少流速冲刷的作用，如图4所示。为了改善消能效果，可在消力池的前端加设三角形或梯形消力池，也可在陡坡上加设分流墙，如图4所示。

图4 陡坡段设矩形糙条布置图

3.6.2 采用菱形陡坡跌水，且在消力池前部加设导流肋，也是消能的一种较好办法

以上几种方法应根据水流状况，最好经模型试验或按已改建工程运用情况而定，防止产生真空气蚀等新的破坏现象。

[1]张月贤.对改进灌区渠系建筑物配套工程的探讨[J].山西水利，1995(08).

[2]纪清岩，郑旌辉.渠系建筑物老化与模糊综合评判[J].人民黄河，1994(12).