洛河渡槽加固改造方案探讨

郭正组，罗文刚

（陕西省水利电力勘测设计研究院，陕西 西安 710001）

洛河渡槽位于陕西省大荔县与蒲城县交界处洛河上,是渭南市东雷二期抽黄续建工程的控制性工程，其上游接塬下总干渠，下游出口接蒲石闸，之后经塬下总干渠和铁路涵洞至下寨三级站。洛河渡槽全长1275.2 m，设计流量40 m3/s，加大流量44 m3/s，设计比降1/1000，槽箱采用钢筋混凝土矩形断面，净宽×净高为6.0 m×2.9 m。每两节槽箱放置在T梁上，T梁架设在两槽墩之间，形成简支结构。

经过多年运行，洛河渡槽存在过流能力不足、拉梁和人行桥混凝土栏杆破损以及槽箱内壁蜂窝麻面等问题，严重影响工程效益发挥。

1 洛河渡槽存在问题及改造思路

1.1 存在问题

根据工程现状存在的问题，经分析影响洛河渡槽过流能力不足的主要原因如下：

（1）下游段渠道过流能力不足和下寨三级站壅水运行

通过多次查勘现场，了解到三级站通常运行水位比设计水位壅高1 m～1.5 m，造成下游渠道淤积严重、现状比降变缓，导致渠道和渡槽过流能力不足。

（2）洛河渡槽净空不满足现行规范要求

洛河渡槽通过设计流量时净空为17 cm，通过加大流量时净空为零，槽内净空不满足现行规范要求。

（3）沿线交叉建筑物桥墩阻水

总干渠沿线交叉建筑物基础（桥墩）均位于渠中，阻挂柴草，形成淤积，桥墩前壅水，壅水长度较长，因交叉建筑物较多，壅水后渠道形不成均匀流，对洛河渡槽过流能力也有影响。

（4）蒲石节制闸阻水

根据测量资料，蒲石节制闸现状底板高程较原设计高出0.069 m，节制闸前29 m矩形槽形不成均匀流，并且水位壅高等，对洛河渡槽过流能力也有一定影响。

1.2 改造思路

针对洛河渡槽过流能力不足问题，考虑了以下几种改造思路。（1）解决下寨三级站壅水运行问题。

（2）加大渡槽净空，满足现行规范要求。

（3）调整渡槽下游渠道比降和宽度

铁路涵洞建筑物较为特殊，要进行大的改造较为困难，本次维持铁路涵洞基本不变，通过调整其上下游渠道的比降和宽度，拓宽渠道断面，降低洛河渡槽出口后渠道水位。

（4）减小跨渠建筑物支墩阻水

渡槽下游渠道段跨渠建筑物多，基础位于干渠中，阻水严重，影响渡槽过流能力。需要对跨渠建筑物进行改造，增加跨度去掉水中阻水支墩。

结合上述改造思路，本次采用减少渡槽下游渠道交叉建筑物阻力损失和增加槽箱净空的改造方案。

2 可选方案

2.1 槽箱拆除重建方案

拆除整个洛河渡槽槽箱以及上部的人行桥和拉梁，采用C30砼重新浇筑，人行桥宽仍为1.5 m。考虑到支墩承载力，重新浇筑的槽箱边墙比原来加高0.3 m，通过设计流量净空值由0.17 m增大到0.47 m，加高后槽箱和满槽水重量比原来增加了8%，需要对槽箱下部的承重结构进行鉴定，确定是否需要进行加固处理。该方案断面图见图1。

图1 槽箱拆除重建方案横断面图

2.3 槽箱上部钢结构方案

槽箱上部钢结构加高方案为拆除混凝土拉梁和人行桥，槽箱顶凿毛补浇0.12 m高C30素砼，恢复到原拉梁和桥面顶高程，然后在上面采用钢结构新做人行桥、栏杆和拉梁，加高后槽箱满槽水时重量比原来减少了7%。该方案断面图见图3。

2.2 槽箱拉梁抬高方案

拆除槽箱上部混凝土拉梁及人行桥，采用C30砼重新预制拉梁和人行桥。为增大净空，槽箱侧墙高度不变，新预制的T形拉梁比原来抬高0.32 m，新拉梁底面与原拉梁顶平齐，与边墙连接处基本同原拉梁。在T形拉梁上部左右架设1.5 m宽混凝土人行桥，栏杆采用钢结构，槽箱满槽水时荷载比原设计减小了0.2%，无需对下部承重结构进行加固。对槽箱内外壁表面进行防碳化处理，底板进行抗冲蚀处理。该方案断面图见图2。

图3 槽箱上部钢结构方案横断面图

2.4 槽箱加衬加高方案

拆除拉梁及人行桥，以其原有槽箱做为模板，在槽箱内壁加挂0.15 m厚C30砼内衬，重新浇筑拉梁及人行桥。对槽箱外壁进行防碳化处理。槽箱净宽为5.7 m，经水力计算，需要加高0.57 m，加衬加高后槽箱和满槽水重量比原来增加了15.7%，需要对下部承重结构进行加固处理。该方案断面图见图4。

图2 槽箱拉梁抬高方案横断面图

图4 槽箱加衬加高方案横断面图

表1 槽箱改造方案比较表

3 槽箱增加净空方案选定

四个改造方案主要工程量及不同条件比较见表1。由表1可知，方案一拆除和重新浇筑工程量大，投资大，存在下部承重结构加固的问题，工期长且无法利用灌溉间隙实施完成，对灌溉影响较大；方案四槽箱新增重量较大，对承重构件影响较大，并且缩窄了槽箱宽度，槽内水面线抬高，使上游渠道水面线壅高，与上游渠道水面线衔接不畅，工程投资适中，施工期对灌溉影响大，还需考虑下部承重结构的加固措施和费用。方案一和方案四槽箱施工分别影响灌溉3个月和1个月，下寨三级站控制灌溉面积80.5万亩，因未及时灌溉造成农业减产、农民减收，而且断水时间过长，会造成社会不稳定因素。

方案二和方案三工期基本相同，对灌溉影响较小。方案三虽减轻了槽箱上部荷载，但投资较大，上部钢结构后期维护工程量大。方案二保持原槽箱边墙高度不变，只拆除拉梁和人行桥，采用C30砼预制拉梁，升高拉梁增加了净空，人行桥为C30砼，采用钢制栏杆，也没有增加槽箱荷载，工程直接费用最小，更为安全合理。因此采用方案二槽箱拉梁抬高方案。

4 改造加固措施

4.1 槽箱新旧部位衔接

加固改造工程一定要做好新旧部位衔接。设计对槽箱上部的拉梁进行更换，采用预制C30砼结构，预制新拉梁时在其下部预埋钢板，原拉梁与槽壁结合处用水钻凿除老混凝土露出钢筋并在槽箱上部埋设钢板，钢板埋件的预埋筋和槽壁钢筋焊接，然后架设新拉梁，拉梁底部的预埋钢板与槽壁上部埋设的钢板焊为一体，最后再用高强度灌浆料填充补齐凿除的混凝土位置。

4.2 常见性混凝土病害修补加固

对槽箱出现的蜂窝、麻面露筋、裂缝等问题，采取高强砂浆修补、钢筋阻锈、灌胶和防碳化处理等措施。对槽箱漏水和局部渗水区采用防渗堵漏材料进行封堵，对槽箱大于等于0.2 mm的裂缝进行灌浆封闭。更换渡槽原伸缩缝处填充料，对槽箱侧墙顶部伸缩缝进行粘贴橡胶止水带处理，对槽箱底板和内外侧墙进行防碳化处理。4.3 保护性措施

考虑到槽箱为薄壁结构，在拆除槽箱上部的拉梁和人行桥时，避免使用大锤、冲击钻等破坏性大的工具，利用混凝土无损切割工艺拆除拉梁，将施工对槽箱的振动影响降到最低。在槽底铺设方木，减少了运渣运料车辆对槽箱底部的碾压破坏，同时严禁在槽箱及箱底等重要位置钻打膨胀螺栓以固定脚手架。上述措施对保护原有工程结构起到了重要作用。

5 结语

目前洛河渡槽加固改造工程已基本竣工，更新了人行桥和拉梁，更换了桥面栏杆，对槽箱进行防炭化处理，消除了隐患保证了行水安全。与原设计相比抬高了拉梁和人行桥，加大了渡槽净空，满足现行规范要求，同时拓宽了下游连接渠道，通过对渡槽下游渠道交叉建筑物改造，减小了阻力损失，随着下游三级泵站的改造完成，后期严格按照下寨三级站进水池设计水位运行，加强渠道淤积观测并根据具体情况及时清淤，是可以达到渡槽改造目标的。