永定河滯洪水庫(kù)工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

永定河滯洪水庫(kù)工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)1工程目的及任務(wù)永定河滯洪水庫(kù)位于永定河盧溝橋樞紐以下永定河稻田及馬廠河段內(nèi)，距北京市市區(qū)約20km。水庫(kù)的主要任務(wù)是防洪，控制永定河官?gòu)d山峽的洪水。永定河官?gòu)d水庫(kù)以下至三家店稱(chēng)官?gòu)d山峽，為多發(fā)性暴雨區(qū)，又系石質(zhì)山區(qū)，坡陡流急，易產(chǎn)生較大洪水。永定河歷史上發(fā)生的幾次大洪水中，約90%產(chǎn)生于官?gòu)d山峽。至今官?gòu)d山峽洪水沒(méi)有得到控制，對(duì)北京及下游地區(qū)的防洪安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。在永定河盧溝橋以下河道內(nèi)修建滯洪水庫(kù)，滯蓄官?gòu)d山峽洪水，可使永定河三家店以下北京市境內(nèi)河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)由五十年一遇提高到一百年一遇，一百年一遇洪水劉莊子口門(mén)不分洪，可在較大程度上減免長(zhǎng)辛店地區(qū)及小清河分洪區(qū)的淹沒(méi)損失，解決該地區(qū)42萬(wàn)人的防洪避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移問(wèn)題，并有利于河北省和天津市的防洪體系建設(shè)。2工程布置及規(guī)模永定河滯洪水庫(kù)工程等別定為二等，主要建筑物為2級(jí)，堤防為1級(jí)，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為一百年一遇，地震設(shè)防烈度為Ⅷ度。工程施工總工期三年。別永定河滯洪水庫(kù)位于盧溝橋以下永定河稻田及馬廠河段內(nèi)，通過(guò)開(kāi)挖其右側(cè)灘地，并沿永定河右治導(dǎo)線修建水庫(kù)左堤而形成滯洪水庫(kù)，水庫(kù)左堤外的永定河主河道保留行洪。該工程包括“兩庫(kù)、四堤、四閘、一河”，其布置詳見(jiàn)工程平面示意圖?！皟蓭?kù)”為新建的稻田水庫(kù)和馬廠水庫(kù)，其中稻田水庫(kù)最大滯洪庫(kù)容3008萬(wàn)m3；馬廠水庫(kù)最大滯洪庫(kù)容1381萬(wàn)m3；連同已建的大寧水庫(kù)3661萬(wàn)m3，總滯洪庫(kù)容達(dá)8000萬(wàn)m3?！八牡獭睘樾陆ǖ臏樗畮?kù)左堤和橫堤、加高培厚永定河右堤和加寬永定河左堤，水庫(kù)堤防總長(zhǎng)為36.9km。“四閘”即新建的滯洪水庫(kù)進(jìn)水閘、連通閘和退水閘以及擴(kuò)建小清河分洪閘。進(jìn)水閘位于大寧水庫(kù)左側(cè)南端與稻田水庫(kù)的連接處，共6孔，每孔凈寬10m，控泄流量2429m3/s。連通閘位于京良公路永立橋右側(cè)，稻田水庫(kù)與馬廠水庫(kù)連接處，共5孔，每孔凈寬12m，控泄流量1098m3/s。退水閘位于黃良鐵路橋以上500m，馬廠水庫(kù)的尾端，共8孔，每孔凈寬7m，控泄流量400m3/s。小清河分洪閘泄量由現(xiàn)狀2760m3/s增加到3730m3/s，為確保泄洪暢通，需在小清河分洪閘右側(cè)按原閘規(guī)模擴(kuò)建4孔，每孔凈寬12m?！耙缓印睘?.5km長(zhǎng)的小清河整治工程，即對(duì)小清河分洪閘下至大寧水庫(kù)入庫(kù)跌水段河道進(jìn)行疏挖和部分展寬，打開(kāi)京廣鐵路橋右側(cè)被淤堵的2孔，并對(duì)京廣鐵路橋、老京周公路橋和新京周公路橋的基礎(chǔ)進(jìn)行防護(hù)。3工程設(shè)計(jì)中遇到和解決的幾個(gè)主要技術(shù)問(wèn)題工程設(shè)計(jì)由水利部天津水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院和北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院共同完成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到和解決的技術(shù)問(wèn)題很多，現(xiàn)僅就幾個(gè)主要問(wèn)題簡(jiǎn)述如下：①華北地區(qū)最長(zhǎng)的細(xì)砂堤防滯洪水庫(kù)左堤長(zhǎng)10.2km，其左側(cè)為永定河行洪河道，右側(cè)為滯洪庫(kù)區(qū)，為兩水夾一堤，其安全與否，對(duì)整個(gè)工程以及永定河左堤的安全至關(guān)重要。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，筑堤材料均取自庫(kù)區(qū)土方開(kāi)挖，而庫(kù)區(qū)土方開(kāi)挖料完全是細(xì)砂和極細(xì)砂。據(jù)堤防規(guī)范，細(xì)砂和極細(xì)砂不宜用做筑堤土料，而在如此長(zhǎng)且又十分重要的堤防采用細(xì)砂填筑，在國(guó)內(nèi)也不多見(jiàn)。為解決這一技術(shù)難題，查閱了全國(guó)有關(guān)細(xì)砂筑堤資料，特別研究了松花江砂堤在1999年洪水中出現(xiàn)的問(wèn)題，并請(qǐng)有關(guān)專(zhuān)家進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，研究細(xì)砂筑堤要解決的地基液化、滲透穩(wěn)定、堤身滲漏、堤坡穩(wěn)定和堤坡抗沖等諸多技術(shù)問(wèn)題，結(jié)合滯洪水庫(kù)的運(yùn)用和大量棄土的特點(diǎn)，分別采取了加大斷面、放緩堤坡、加強(qiáng)護(hù)砌等措施來(lái)保證堤防安全，并根據(jù)滯洪水庫(kù)左堤的實(shí)際運(yùn)用情況，經(jīng)計(jì)算和分析研究，最終取消了原設(shè)計(jì)的堤身防滲墻，從而節(jié)省了大量工程投資。②退水閘地基處理根據(jù)工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，滯洪水庫(kù)退水閘的基礎(chǔ)位于細(xì)砂層上，局部地基承載力不滿足設(shè)計(jì)要求，并且細(xì)砂層地基在飽水情況下，遇Ⅷ度地震將發(fā)生液化，這是在滯洪水庫(kù)工程設(shè)計(jì)中遇到的又一重要技術(shù)問(wèn)題。根據(jù)閘的工程布置以及細(xì)砂層的分布情況，基礎(chǔ)下的細(xì)砂層太厚，不宜單純采用換基的方法，經(jīng)研究比較，采用換基和混凝土防滲墻圍封相結(jié)合的措施加以解決。經(jīng)過(guò)深入的調(diào)查研究，防滲墻擬采用300毫米厚的混凝土薄墻。期③悼禽連通閘地基處禿理禾

a.是子閘室基礎(chǔ)處理刺滯洪水庫(kù)連通馳閘的基礎(chǔ)也存匙在退水閘的問(wèn)紹題，閘室基礎(chǔ)誦位于細(xì)砂層上護(hù)，地基在飽水魂情況下，遇各Ⅷ窄度地震將發(fā)生震液化，考慮到習(xí)細(xì)砂層較薄，幫采用全部挖除社、換填砂礫料牌的方法，使整叼個(gè)閘室坐落在吵中砂層上。見(jiàn)b.城叮翼墻基礎(chǔ)處理筐上下游翼墻與棍兩岸護(hù)坡的為開(kāi)斜坡式連接型雄式，為減少上具下游翼墻的開(kāi)摘挖和回填量、粗提高地基承載擠力、解決地震性液化問(wèn)題，翼妻墻基礎(chǔ)下布設(shè)仁碎石振沖樁，陶樁徑麻600mm寺，間排距坦2.0m善，梅花形布置劉，樁底高程坐賢落在地質(zhì)建議塌的中砂層上。安④含眨退水閘不均勻如沉降分析及處速理措施金愧搏退水閘主體完肚工，控制樓施壘工前，鋪蓋、并閘室、消力池慕、護(hù)坦底板發(fā)目現(xiàn)裂縫，左右準(zhǔn)邊墩發(fā)生傾斜咬，為此，建設(shè)沫單位先后組織騎了四次專(zhuān)題會(huì)青議，也邀請(qǐng)了摔有關(guān)專(zhuān)家和單壟位進(jìn)行了分析睜和研究，認(rèn)為色底板裂縫及閘修墩傾斜主要是私由不均勻沉降古引起的，引發(fā)章和影響不均沉倘降的因素較多糖，一是與砂土枝的不均勻性和誰(shuí)地基受力的不嘩均勻性有關(guān)，丹二是與砂基地閣下水位聚降、們墻后回填土的擦施工方法和順租序及碾壓速率違有關(guān)。賺碗特根據(jù)沉降觀測(cè)及資料分析，退轉(zhuǎn)水閘的最大沉權(quán)降量及相鄰板銷(xiāo)塊之間的沉降參差均在《水閘題設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)驕定的范圍之內(nèi)鼓，不會(huì)導(dǎo)致止籌水的破壞，也準(zhǔn)不會(huì)影響閘門(mén)沙的正常運(yùn)用，搭但考慮到閘墩您的美觀，應(yīng)進(jìn)俱行處理，同時(shí)證原設(shè)計(jì)的控制緒樓緊靠邊墩及出翼墻，其自重液及其上的設(shè)備碑還會(huì)在邊墩、燥翼墻上產(chǎn)生附帆加應(yīng)力，還會(huì)競(jìng)導(dǎo)致邊墩外的列地基下沉，如距沉降過(guò)多，勢(shì)倡必加大邊墩外糟傾，以致造成兄不良后果。怕律癥經(jīng)研究采用控悟制樓外移方案臘。結(jié)合緊440m段2芝退水閘小院報(bào)疼批遇到的設(shè)計(jì)懂院在京注冊(cè)難戶題，取消管理倒小院，將原來(lái)胳控制樓和小院轉(zhuǎn)共熊1000老余宣m貍2暫的面積，設(shè)計(jì)恥成二層小樓，筋布置在閘室右結(jié)側(cè)距邊墩西15m舒之外，以作為鞠控制室和管理額房之用；維持漿閘室左側(cè)樓梯狂間不變。在二話層管理小樓和那啟閉機(jī)房之間威，設(shè)計(jì)為透明賣(mài)的封閉走廊，船走廊立面做好災(zāi)裝飾設(shè)計(jì)，以己達(dá)到美觀和把薦管理房與啟閉賺機(jī)房連為一體孫的效果。此方勸案有兩大好處毛：其一是避免輩了退水閘小院疾規(guī)劃批準(zhǔn)的難叮題，其二避免澇了在邊墩和翼勵(lì)墻外近距離再塵增加荷載，導(dǎo)響致地基加劇沉廢降的問(wèn)題。聞疤房對(duì)退水閘不均伍勻沉降引發(fā)的蝕裂縫進(jìn)行化學(xué)斑灌漿處理，材涉料為改性環(huán)氧某樹(shù)脂；裂縫表宗面費(fèi)用與TK沾砂漿封堵抹平貿(mào)。組⑤員找連通閘后澆帶魯設(shè)計(jì)狗輪閑連通閘兩岸連阻接京良公路，對(duì)雙向四車(chē)道，某路面凈寬離15m樹(shù)，由此布置要對(duì)求閘室順?biāo)鳂蛳蜷L(zhǎng)度較大，完已達(dá)娘29.7m揚(yáng)，為防止不均甲勻沉降、溫度棚等原因引起閘朵底板及閘墩出際現(xiàn)裂縫，在樁蟲(chóng)號(hào)頌0+10.0關(guān)0坡處設(shè)置寬團(tuán)1.2m見(jiàn)的后澆帶，后惹澆帶上下游閘宋底板及閘墩分盈別施工，預(yù)留種插筋，待上下汽游閘底板及閘寧墩沉降等變形諸基本穩(wěn)定后，冤再進(jìn)行后澆帶勝的回填。工程喂竣工后經(jīng)檢查漲未發(fā)現(xiàn)裂縫。液⑥躁憤特殊的消能防干沖設(shè)計(jì)慚本工程進(jìn)水閘蒜、連通閘和退寶水閘均位于滯亮洪水庫(kù)大堤上返，進(jìn)水閘和連無(wú)通閘下游為庫(kù)擊區(qū)，退水閘下齡游為永定河灘南地，這三座閘鬧有一個(gè)共同的貍水力學(xué)問(wèn)題就轉(zhuǎn)是水流過(guò)閘后拌漫流進(jìn)入庫(kù)區(qū)謎或?yàn)┑?，在地基面上形成的水科深極淺，其消穗能計(jì)算不同于城一般的河道水反閘。結(jié)合工程烤優(yōu)化布置，經(jīng)粉過(guò)反復(fù)計(jì)算和誦分析研究，最兄終尋求到適合折本工程條件的耳消能計(jì)算方法灑，得出合理的肯消能工的規(guī)模耍尺寸，經(jīng)水工化模型試驗(yàn)驗(yàn)證帝，其消能布置的是合理的。在醬水閘防沖設(shè)計(jì)杏中，根據(jù)閘下港細(xì)砂抗沖流速牧低的特點(diǎn)，為脫防止防沖槽內(nèi)跳細(xì)砂和拋石流乓失而導(dǎo)致海漫蓬工程的淘刷破尺壞，在海漫末偷端設(shè)置了混凝改土防沖墻以策緞安全。特另外，在滯洪徹水庫(kù)設(shè)計(jì)過(guò)程撥中，重視科學(xué)育試驗(yàn)研究工作朵，注重設(shè)計(jì)與撲科學(xué)試驗(yàn)的密邀切結(jié)合。堤防低設(shè)計(jì)采用的土簡(jiǎn)料壓實(shí)干容重劍、相對(duì)密度等秧物理力學(xué)指標(biāo)升，均進(jìn)行了室斧內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)傘碾壓試驗(yàn)；此話外，為論證本亡工程建成后對(duì)左永定河河勢(shì)的漲影響以及永定遲河洪水對(duì)水庫(kù)賓左堤的影響，朝退水閘泄流對(duì)崖永定河左堤、豎下游鐵路橋及仆河道的影響等稠諸多問(wèn)題，均盯進(jìn)行了水工模椒型試驗(yàn)，并根粘據(jù)模型試驗(yàn)結(jié)賀果，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)淚行了修改和補(bǔ)脆充。也⑦蛛蒼模袋混凝土護(hù)幅坡新技術(shù)應(yīng)用毅本工程堤防筑悠堤材料為細(xì)砂姜，對(duì)護(hù)面的襯湖砌型式選擇又效為重要，設(shè)計(jì)泉曾考慮了漿砌駐石、混凝土、雕模袋混凝土等主型式，經(jīng)認(rèn)真約分析研究后，梨采用了模袋混哪凝土，即把流古動(dòng)性混凝土用符混凝土泵壓入琴用高強(qiáng)度化學(xué)評(píng)纖維制成的模施型墊袋里形成執(zhí)的高強(qiáng)度混凝奪土硬化體。由傍于墊袋本身的瓦透水性使混凝妻土中多余水分嫂在灌注壓力的勺作用下被部分警擠出，從而降址低混凝土水灰先比，提高了混粗凝土的密度和摸強(qiáng)度。作為一病種新的工藝，攤模袋混凝土與犁其它護(hù)砌型式銷(xiāo)相比，其防止崗高速水流沖刷纖能力較強(qiáng)，具虛有施工迅速、卸安全、節(jié)省費(fèi)堅(jiān)用等特點(diǎn)。滴模袋混凝土護(hù)那坡設(shè)計(jì)考慮了偶袋材選擇、模糧袋縫制、厚度朗確定、穩(wěn)定性沸分析、排水設(shè)揭計(jì)、護(hù)坡構(gòu)造位及抗滑措施考衫慮等。目前該拔模袋護(hù)坡投入沾運(yùn)用已經(jīng)二年囑了，其坡面平蔽整、美觀，不麗需保養(yǎng)，也已泥經(jīng)歷了寒冷氣困侯的考驗(yàn)，說(shuō)遞明模袋混凝土濫護(hù)坡在本工程楊中的使用是成過(guò)功的。酒⑧三者土方平衡中難闖以解決的棄土鉤問(wèn)題里由于水庫(kù)是利可用開(kāi)挖永定河接右側(cè)灘地形成沸的，其土方開(kāi)駁挖量巨大，為指4300錄萬(wàn)妹m痛3礙，因此，土方辭平衡和棄土處沈理成了主要的渣技術(shù)問(wèn)題。在園可研階段，認(rèn)采為稻田庫(kù)上部伶砂石料儲(chǔ)量較疑多，開(kāi)挖出的洲砂石料除本工圈程使用外，尚灌可外濾賣(mài)聚1300撞萬(wàn)蝦m葵3若。而在初設(shè)階加段，經(jīng)過(guò)詳細(xì)混的地質(zhì)勘察，愉發(fā)現(xiàn)砂石料開(kāi)夫挖量甚少，這遠(yuǎn)樣，本可以外愉賣(mài)的砂石料變硬成了無(wú)用的細(xì)廟砂棄土，為解業(yè)決這個(gè)棘手的遼問(wèn)題，首先，賭進(jìn)行了較詳細(xì)首的地形測(cè)量，簽對(duì)用做棄土場(chǎng)卵的采砂坑容積顯重新核算，其醫(yī)次，在保持水株庫(kù)滯洪容積不謹(jǐn)變的原則下，所調(diào)整水庫(kù)主庫(kù)過(guò)區(qū)布局，將水貼庫(kù)堤防稍微抬份高以減少挖方換和增加填方，浩最終使土方達(dá)勁到了挖填平衡暗。濃賴(lài)4.峰工程施工袖4.1聾施工條件獵該工程由于距突北京市區(qū)僅緊20km輪，且附近有京統(tǒng)石高速公路、星京周公路和京杰良公路等較高展等級(jí)公路跨越蝴河道。從小清灘河至滯洪水庫(kù)到退水閘的永定遷河左、右兩堤月均有道路相通焰。因此，本工箏程對(duì)外交通便燦利。廁本工程位于永踢定河右側(cè)灘地儉內(nèi)，地勢(shì)平坦耕、開(kāi)闊，便于濕工程施工。冤本工程水源為抵開(kāi)采地下水，波水量尚能滿足盡施工需要。篩根據(jù)對(duì)永定河箭天然砂礫料場(chǎng)鋸的勘探以及工撤程附近砂石料付源的調(diào)查，在傳進(jìn)水閘閘址下纏游澡1km慢范圍內(nèi)，天然繡砂礫料儲(chǔ)量約孫110除萬(wàn)擠m瓶3鑒，可滿足本工么程混凝土的施頁(yè)工需要。混凝評(píng)土細(xì)骨料以人談工砂為主摻加跪部分天然砂。賞工程擬建篩分和加工廠并制備鄉(xiāng)人工砂。雨4.2光施工導(dǎo)流頂根據(jù)本工程實(shí)氣際情況，選擇幫施工導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)贈(zèng)為十年洪水重驕現(xiàn)期。依據(jù)三鼠家店水文資料脊，十年一遇汛慶期洪水最大流樂(lè)量為霉1681m蟻3費(fèi)/畫(huà)s斤；非汛期洪水虧最大流量為電107m永3糖/匠s所。但由于上游胖有官?gòu)d水庫(kù)、爐三家店調(diào)節(jié)池仗等控制工程及頂河道滲漏等因漸素，實(shí)際上在購(gòu)非汛期，河道仆內(nèi)基本上沒(méi)有波徑流。獻(xiàn)經(jīng)水力學(xué)計(jì)算咳：汛期洪峰流英量為鐵1681m從3遷/蠻s睡時(shí)，其河床水稻位突為牌48.3~斤51.2m仇，水位均未超架過(guò)原天然灘地退高程；加之水鄰庫(kù)左堤可在汛插前填筑一定高財(cái)程，從而形成體天然圍堰，以活保障工程的實(shí)燭施，因此，本勇工程可不設(shè)專(zhuān)孔門(mén)的導(dǎo)流、截廚流建筑物工程貨。自4.3公施工工期墾由于本工程建威筑物混凝土量刷較小，因此，