灌区渠首工程的设计措施

苏彬

【摘要】渠首工程是把河流或水库中的水引入渠道，以满足农田灌溉、水利发电、工业及生活用水等水利事业的需要，并要求防止粗颗粒泥沙进入渠道，以免引起渠道的淤积及对水轮机或水泵叶片的磨损，保证渠道及水电站正常运行。为此，常在渠道首部的河段附近修建几种建筑物的综合体，这种建筑物的综合体称为渠首工程。文章以来灌区聚首工程设计实例为出发点，在对工程建设基本情况进行概括的基础之上，重点从泄洪闸区段设计.固滩区段设计、以及进场道路区段设计这三个方面入手，详细阐述了该灌区渠首工程的设计措施与关键要点，望能够为同类工程设计提供一定参考。

【关键词】灌区渠首工程；设计措施

1、前言

在水工建筑物这一整体当中，渠首工程始终占据着关键性的地位。灌区渠首工程的运行质量很大程度上会对本区域内的水利事业发展水平产生决定性的影响。同时，渠首工程的可靠运行还能够为本灌区营造良好且安全的环境，避免因水旱灾害等恶劣自然环境因素影响而出现灌区运行失调的问题。而从这一角度上来说，为了能够最大限度的确保灌区渠首工程运行的质量水平，良好且科学的设计措施是至关重要的环节之一。

2、工程概况

A渠首工程修建于20世纪80年代，位于某河流干流上。现该灌区渠首工程由橡胶坝、渠首进水闸等相关水工建筑物所构成。当前来看，该灌区渠首工程所对应渠首进水闸建筑物运行完好，但橡胶坝在长时间的运行作用之下出现严重的破坏，先后共进行3次修补，均无法达到设计要求，坝前存在严重淤积问题，引水水位无法满足设计标准，致使灌区灌溉效益受到严重不良影响。

3、灌区渠首工程设计方案

由于本工程所施工区域对应原框架拦河坝当前仍处于可靠运行的状态下，故在针对本灌区渠首工程进行设计的过程当中，维持渠首轴线即有位置。工程总体布置在满足即有灌区渠首轴线恒定的前提条件下实施。在整个灌区渠首工程设计工作的实施过程当中，为了能够最大限度的降低因灌区渠首工程施工给既有渠首建筑物运行带来不良的影响，故将即有渠首工程橡胶坝坝体进行改造，改建为泄洪冲砂闸工程。同时，还需要配合针对工程固滩区段进行加固处理，针对工程进场道路区段进行维修处理。具体而言，在针对本灌区渠首工程进行设计的过程当中，有如下几个方面的问题需要特别注意。

3.1泄洪闸区段设计

在针对本灌区渠首工程泄洪闸区段进行设计的过程当中，设计的重点在于以泄洪冲砂闸工程替代既有橡胶坝坝体结构。本次设计当中，整个泄洪闸区段的组成部分包括如下几个方面：①进口段；②闸室段；③消力池段，④防冲段。以上四段分项工程整体设计长度为104.75m。现针对各分项工程在设计过程中的具体要点做详细阐述。

首先，在对进口段进行设计的过程当中，该区段的整体长度为23.75m，前端8.0m长度区段内，保留橡胶坝坝体结构对应的基础底板，不做调整，后端15.75m长度区段内，对结构底板进行新建，具体方案为：新建钢筋混凝土结构底板，底板厚度为0.5m。与此同时，在新建钢筋混凝土底板前侧、后侧分别设置齿槽，提高此区段的排水功能。齿槽的设置方案为：深度0.5m。所设置齿槽的底部需要预先铺设混凝土垫层，垫层铺设厚度控制为10.0cm。在基础之上，以钢筋混凝土原材敷设挡土墙，提高结构稳固性水平。

其次，在对闸室段进行设计的过程当中，该区段内采用5孔宽顶堰进行结构设计，宽顶堰设计尺寸标准为长度10.0m，宽度10.0m，整体宽度为50.0m。整个灌区渠首工程上游、下游区域分别设置深齿，设计深度为2.0m。同时，在闸室段内，还设置有平板钢闸门，钢闸门的设计标准为长度10.0in，宽度为2.5m。为方便与外界的连接，在闸室段闸墩部位，还设置有工作桥。工作桥的设计标准为长度61.75m，宽度4.2m。

再次，在對消力池段进行设计的过程当中，为确保此区段消能效果的可靠与有效，采取的结构设计模式为钢筋混凝土结构，形成基于低流运行的消力池。消力池所对应的设计标准尺寸为长度22.5m，宽度59.5m，深度1.5m。在按照以上方式所形成的消力池基础之上，消力池左侧、右侧分别采用悬臂结构边墙，底板铺设排水管，排水管材的选型为聚乙烯排水管。排水管所对应的布置方式为：按照0.1m单位孔径以及2.0m间隔距离，呈梅花形布置。

最后，在对防冲段进行设计的过程当中，围确保此区段运行结构的稳定与安全，此区段采用前10.0m位置底部防护，以钢筋石笼进行护底。在此基础之上，后端设置有干砌石护砌处理，设计厚度为0.3m。防冲段末端设置抛石结构防冲槽。抛石结构防冲槽底部宽度的设计标准为5.0m，区段整体长度48.50m。

3.2固滩区段设计

在针对本灌区渠首工程固滩区段进行设计的过程当中，设计的重点在于：考虑到本渠首工程所对应固滩区段位于该河流左侧岸滩位置，将整个固滩区段划分为三个分段进行独立设计。现场勘察资料证实：本区段内固滩段所对应的整体长度为118.0m，顶部高程参数为117.0m。针对上游区段，整体长度为4.5m，此区段内的设计方案为：黏土覆盖；针对中间区段，整体长度为18.0m。上部设置有长度为5.5m的钢筋混凝土网格结构，下部覆盖有长度为18.0m的干砌石；针对下游区段，整体长度为14.0m，此区段内前端9.5m范围之内结构设计方案为钢筋混凝土结构，后端5.5范围之内结构设计方案为抛石结构。

3.3辅助工程

在针对本灌区渠首工程进行泄洪闸设计以及固滩区段加固处理的基础之上，考虑到该灌区渠首工程所对应的框架拦河坝坝面遭受严重破坏，坝面局部区域表现有一定的坍塌问题，因此需要在工程建设中，对拦河坝进行维修。具体设计方案为：在该渠首工程拦河坝所对应既有框架结构坝基基础之上，对塌陷区段进行填平处理。填平区段上覆钢筋网，做混凝土罩面，罩面厚度设计标准为20.0cm。

4、结语

渠首工程作为水工建筑物的重要组成部分，为我国水利事业的发展发挥了重要的作用。按照上述方案设计施工形成的灌区渠首工程不但对于灌区内各种风险具有良好的抵御效果。

参考文献：

[1]王守河，王鹤，黄远泽，等.雅嫩渠首枢纽改造工程设计[J].东北水利水电，2014，32（11）：15-16.

[2]连玲玲.惠安县板屿排涝闸存在的问题及运行管理对策研究[J].水利建设与管理，2015，35（8）：69-71.