喀什噶尔河流域枢纽病险水闸除险加固方案措施探讨

阿布都克德尔·阿不都热曼

（新疆喀什噶尔河流域管理局新疆喀什844000）

喀什噶尔河流域枢纽病险水闸除险加固方案措施探讨

阿布都克德尔·阿不都热曼

（新疆喀什噶尔河流域管理局新疆喀什844000）

本文通过分析喀什噶尔河流域布哈拉引水枢纽病险水闸现状，存在的问题；分析洪水标准所产生的后果及地震引发的老化破损严重等问题，针对存在的问题提出了相应的解决对策，为类同的工程提供参考。

病险水闸；安全隐患；除险加固；建议

1　喀什噶尔河流域布哈拉引水枢纽病险水闸现状

布哈拉引水枢纽是一个以灌溉为主的拦河引水建筑物，是克孜河下游最末一级引水枢纽。枢纽控制供水范围有农三师伽师总场，伽师三乡、七乡、九乡、十乡，和西克尔水库的引水蓄水，灌区总人口11.9万人［1］。引水枢纽现设计灌溉面积50万亩，距离喀什市130km，见图1。

布哈拉引水枢纽工程属中型Ⅲ等工程，其主要建筑物为3级，次要建筑物为4级。根据23年洪水系列（1958-1980年）原设计洪水频率为50年一遇，相应流量为344m3/s，校核洪水频率为500年一遇，相应流量为569m3/s。工程区地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期0.45s，其对应震基本烈度为Ⅷ度，属建筑抗震不利地区［2］。

早期布哈拉旧址在现引水枢纽的下游0.75km处，克孜河河床宽30m～50m，水面宽度20m～30m，水流切割深度1m～1.2m。当时采用节制梢木坝雍水取水，为临时梢木建筑物，经多年运行后，于1985年开工对引水枢纽进行了重建，1988年5月竣工运行。现在的布哈拉引水枢纽在原引水节制梢木坝上游段，考虑到该处是阿伽排干穿越克孜河涵洞所在地，单独修建此涵洞当时要花费100多万元，经过设计方案比选，将该涵洞作为布哈拉引水枢纽上游铺盖进口隔墙可节省大量投资，因此最终将枢纽的位置选在该处［3］。现状枢纽由西克尔水库引水闸、三乡十乡引水闸、泄洪冲沙闸、伽师总场引水闸、溃坝、阿伽排干穿枢纽涵洞、青年渠过枢纽渡槽组成。

2　病险水闸主要存在的问题及成因

自1988年建成并达到设计标准至2008年期间，引水枢纽因为防洪标准不足、多次地震造成的破坏和泥沙淤积等问题，枢纽安全运行一直未能得到保证。

（1）防洪标准分析

布哈拉引水枢纽工程原设计洪水频率为50年一遇，相应流量为344m3/s，校核洪水频率为500年一遇，相应流量为569m3/s。

从1958年至2005年克孜河洪水系列延长并且在98年等又发生过特大洪水，根据现行规范，平原区水闸防洪标准中型水闸设计洪水重现期为30年～20年，校核洪水重现期100年～50年，根据布哈拉引水枢纽的重要性，该工程现行防洪标准取30年一遇设计，100年一遇校核［4］。洪水直接引用经新疆水利厅评审通过的《克孜河防洪规划——工程水文分析计算报告》里的成果，见下表1。

由上表可知，布哈拉引水枢纽根据延长至2005年的洪水系列和现行防洪标准，30年一遇的设计洪水650.2m3/s，100年一遇的校核洪水1017m3/s，说明原设计已经不满足现行防洪标准。

（2）1990年至今连续经历多次地震破坏

虽然布哈拉引水枢纽在设计上考虑了地震破坏，按Ⅷ度设防，但工程所在地区地震发生频繁，地震对枢纽建筑物的频繁破坏比较严重。自1996年以来，新疆伽师地区共发生5级以上地震20余次。对布哈拉枢纽造成破坏较大的地震分述如下，见表2。

（3）1998年枢纽遭遇洪水水毁

1998年6月1日克孜河爆发了前所未有的特大洪水，洪峰流量达1750m3/s，洪水造成一级电站拦河坝决堤，合二为一的洪水峰值达2850m3/s，超大洪水在布哈拉枢纽上游漫滩。日趋减小的洪水持续了一个半月，枢纽下游泄洪闸消力池段、海漫段底板和两岸护坡严重水毁，基础所下沉井大部分被毁，伽师总场引水闸下游扭面段护坡部分塌陷，消力池水毁，由于资金所限，至今未修复。

图1　布哈拉引水枢纽

表1　引水枢纽现状洪峰流量频率计算成果表（1958年～2005年）单位：m3/s

表2　地震对引水枢纽造成破坏情况结果表

（4）现状闸前淤积较严重

布哈拉引水枢纽由于建在克孜河下游，为克孜河下游最末一级引水枢纽工程，这几年由于上游引水量增加使得流经该枢纽的水量大大减少，根据现场调查收集的资料显示，近三年来流入布哈拉引水枢纽的流量均不超过150m3/s。为满足各用水单位分水口的引水需要致使设在主河道中的泄洪冲沙闸基本无法开启，从而使枢纽右岸闸前包括上游一段河道内泥沙淤积非常严重，最高淤积深度2.6m，宽度20m，往上游长度超过1.5km，如果发生特大洪水，对整座枢纽建筑物的安全运行将产生非常不利的影响，给工程安全度汛带来极大压力［5］。

3　处理措施及建议

（1）该枢纽设计、校核洪水标准不符合现行规范要求，防洪能力不足，建议增加溃坝溢洪道的宽度，同时需清理闸室及上游河道淤积泥沙，随着引水枢纽上游克孜河两岸的取水量增加布哈拉来水日益减少，为满足各分水口的引水要求，泄洪冲沙闸几乎不敢开启运行，使得闸前及上游河道淤积较严重，根据现场踏勘推测发生特大洪水时不能满足泄洪要求。为了确保枢纽防洪安全，根据现行规范要求提高设计、效核洪水标准，使其满足洪标准的要求使工程安全运行。

（2）应对枢纽工程进行全面的除险加固，对由地震造成的裂缝进行修补，更换已破坏的牛腿、交通桥板、栏杆、检修桥板，对磨损缺失的砼进行修补，更换钢闸门、启闭机等金属设备，修复泄洪冲沙闸与伽师总场引水闸闸后的消能防冲设施，增加防冲槽深度、在消力池或海漫末端增设板桩墙等工程措施来解决，全面排除各种安全隐患。

（3）关于裂缝碳化的修补问题，在确定结构强度不会影响裂缝时，可以把裂缝内的杂质碎片清除干净后，可以使用压力方法进行化学灌浆，也可视情况把裂缝凿成V字型或倒梯形清洗后，用水泥砂浆或者丙乳砂浆等进行嵌补。如果确定结构强度差，以此导致的裂缝，则需要对结构进行科学的受力计算，要视情况采用锚贴钢板法等进行加固。

（4）闸门面板锈蚀后剩余厚度不符合设计要求，主梁弯曲，支臂失稳，失去承载能力。工作闸门启闭机已使用超过20年，启闭机漏油严重，启闭机齿轮磨损，离合面皮带磨蚀，启闭达不到额定能力。要检查闸门和启闭机的运行状态，结合该枢纽金属结构使用年限，以确定该枢纽中金属结构是不是不能再继续使用，为提高自动化程度应进行全部更换。

（5）更新观测设施，加强工程管理，由于布哈拉引水枢纽枢纽设有水位、流量的观测，但无沉降、扬压力、水流形态、冲刷及淤积等一般性观测项目，以及水平位移、伸缩缝、裂缝、结构应力、地基反力、墙后土压力、混凝土碳化和冰凌等专门性观测，同时缺少电测水位计等观测仪器设备，无法检测水闸的安全运行。因此，需要对观测设施实施全新改造，以适应现代水利管理的需要。在具体实施过程中，要注意安全性，提高预防性能，不断应用最新的水利管理观念，借助科学的管理方法，及时发现问题，构建科学、安全、合理、技术先进的管理体系。陕西水利

［1］王青惠.红雁池水库除险加固后大坝渗流监测［J］.水利科技与经济.2016（03）

［2］劳森.小水库涵管除险加固经验及要点浅析［J］.黑龙江科技信息.2016（08）

［3］董冰霜.凌源市向阳沟水库除险加固工程设计方案［J］.陕西水利.2016（02）

［4］晏峻峰.索塞渠首除险加固工程自动化控制设计浅析［J］.陕西水利.2016（02）

［5］王琴红，高杰.万金滩拦河闸除险加固设计［J］.吉林水利.2016（04）

（责任编辑：唐红云）

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