大汶河琵琶山溢流壩加固設計研究

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1.概述
    琵琶山溢流壩位于濟寧、泰安兩市交界地帶的大汶河上。該工程始建于1966年,在三十多年的運行過程中,形成了系統(tǒng)、完善的農田灌溉和工業(yè)引水體系,作為汶上縣東部地區(qū)的水源,在汶上縣東部地區(qū)的引、蓄水及兩岸農田的地下水回灌中,發(fā)揮了巨大的工程效益,被譽為汶上人民的“生命線”。
    原溢流壩為漿砌石結構,由于河道無序采砂的影響,加上工程維護不當,該壩于2001年汛期被洪水沖毀。2002年重新修復,修復后的工程主要由溢流壩、翻板閘和沖砂閘組成。其中沖砂閘5孔,總寬32.2m;翻板閘88孔,總寬240.0m;溢流壩總長531.0m,位于肥城境內的壩段沒有改建。
    2003年9月4日大汶河出現(xiàn)2000m3/s的洪峰,位于肥城境內未改建的舊壩段及右端新建90m溢流壩壩體被洪水沖毀,其它壩段也遭到不同程度的破壞,沖砂閘、翻板閘和溢流壩的下游消能防沖設施嚴重損壞,工程已無法正常運行,右岸灘地被淘刷,265畝耕地被洪水沖走,直接威脅右岸大堤。
    受工程主管部門的委托,山東省水利勘測設計院承擔了該工程加固設計的任務,并進行了加固設計方案的深入研究。該工程在2004年汛前已完成主體工程的施工,并經歷了汛期的考驗。
    2.加固方案比選
    2.1設計原則大汶河琵琶山溢流壩工程主要功能,是確保汶上縣東部地區(qū)的引水,同時要求大汶河行洪期不對上游兩岸造成不利影響;按照原壩址不變、功能不變的原則進行設計。
    從工程水毀的原因來看,工程地基為砂基,易于淘刷。做好地基處理,保證建筑物地基的穩(wěn)定是設計的重中之重。按照自中皋村到戴村壩之間停止一切采砂活動,壩下沖刷深度與戴村壩頂高程50.20m相同的約束條件,進行工程設計。
    2.2方案比選根據工程具體情況和目前施工技術能力擬定了七個方案分別從經濟合理性、技術可行性、施工工藝等方面進行比較,從中選優(yōu)。
    方案一:新建溢流壩、沖砂閘方案;
    該方案將原有工程全部拆除,新建沖砂閘和溢流壩。沖砂閘位于左岸,其過流能力與原沖砂閘和翻板閘的過流能力相同,總凈寬100m;右岸新建鋼筋砼溢流壩,總長692m.沖砂閘和溢流壩均直接座于基巖上或采用鋼筋砼灌注樁基礎深入基巖。
    方案二:新建溢流壩、橡膠壩方案;
    該方案用橡膠壩代替方案一的沖砂閘,其他布置型式同方案一。
    方案三:溢流壩、沖砂閘面流消能加固方案;
    該方案保留原工程可利用的沖砂閘和部分溢流壩段,將翻板閘拆除,并新建15孔沖砂閘(單孔凈寬為5m),結構形式同原沖砂閘。對保留的部分進行加固改造,其它部分新建溢流壩。采用面流消能,在面流消能結構下設鋼筋砼防沖墻,墻底插入基巖內。