水闸除险加固工程设计成果

分洪闸原闸墩厚1.3m,底部长13.5m,高9.3m。在工作闸门检修情况和地震情况,闸墩强度均不满足设计要求,为使工程能安全运行,必须对闸墩进行加固处理,根据该工程的实际情况,拟定以下四个方案,并对其技术可行性、工程量及工程投资、施工难易程度进行比较,从中选择最优方案。

1.方案拟订

(1)方案一,凿墩方案1。即把墩顶排架及机架桥全部拆除,由于闸墩加固,交通桥也必须拆除。将闸墩混凝土自闸底板至墩顶每侧凿除厚0.25m,按设计要求加补钢筋,并使加补的钢筋锚入闸底板内,然后用C30混凝土恢复闸墩厚度,两个闸门槽按金属结构要求更新预埋件,将中墩下游墩头补齐,排架以上结构重建,闸前交通桥板可以再利用,在拆、运过程中部分桥板有可能会损坏,从工程安全角度损坏率按50%考虑,原桥板利用率按50%计。边墩强度不足采用水平锚杆加固,水平锚杆长25m,一端锚固在边墩上,另一端挖明槽设混凝土连续锚墩,保留两侧桥头堡、工作闸门、启闭机及配电设备充分利用原有设备。

(2)方案二,凿墩方案2。即把墩顶排架及机架桥全部拆除,由于闸墩加固,交通桥也必须拆除。将闸墩混凝土自闸底板至墩顶每侧凿除厚0.25m,按设计要求加补钢筋,并使加补的钢筋锚入闸底板内,然后用C30混凝土恢复闸墩厚度,两个闸门槽按金属结构要求更新预埋件,将中墩下游墩头补齐,排架以上结构重建,闸前交通桥板可以再利用,在拆、运过程中部分桥板有可能会损坏,从工程安全角度损坏率按50%考虑,原桥板利用率按50%计。边墩强度不足问题采用加大断面尺寸补强措施,将边墩背后破裂角以内的填土全部挖除,用水泥土重新回填,分层夯实,以减少边墩的侧向土压力,使其达到满足边墩抗震要求。桥头堡拆除重建,新建桥头堡距边墩水平距离10m,桥头堡与机房之间设引桥。

(3)方案三,补墩方案。拆除排架及以上结构,为方便施工,交通桥亦需拆除。在闸墩两侧各增补厚0.25m 钢筋混凝土,按设计要求配置钢筋,并锚入原闸底板内,闸墩由原厚1.3m 增加至1.8m,闸过水总净宽由原190m 减少到180.5m,经过流能力复核,设计条件下原净宽过流量4525m3/s减小到4345m3/s,仍能满足设计分洪流量4000m3/s的要求。闸门槽内金属埋件按金属结构要求重新设置,由于过流净宽每孔由10.0m 变为9.5m,闸门宽度需进行改造,启闭机及配电设备可充分利用原有设备,边墩加固及机架桥排架以上结构同方案二。

(4)方案四,闸墩拆除重建方案。因闸墩及以上结构均不满足强度要求。为使闸室结构有较好的整体性,将闸室底板以上闸墩及其以上结构、桥头堡、边墩全部拆除重建,保留闸底板、闸室上游铺盖、下游消力池及其两岸翼墙,充分利用原闸门、启闭机及配电设备等。新建闸墩厚1.3m,闸墩长13.5m,原交通桥桥板利用率按50%计。

2.方案比较(www.xing528.com)

以上的四个方案技术均可行,现将各方案工程量、投资及优缺点见表2-1。

表2-1　某闸加固改造方案比较

由表2-1可知,新建方案技术可行,整体性好,不改变原有过流能力,但工程量及投资最大,该方案不可取;补墩方案可行,施工工艺简单,施工质量容易保证,工程量及投资相对较小,但改变原有过流能力;凿墩方案一、方案二技术可行,工程量小、投资较省,不改变原有过流能力,施工工艺简单,但施工较繁琐。

根据以上方案比较,经多次研究,并考虑整体效果等推荐采用方案二即凿墩方案2。