夏金盆 易桂凡
(攸縣水利局 株洲市 412300)
沙河為湘江水系淥水二級支流,是攸縣西北部的主要河流,發(fā)源于明月峰(860)西側(cè),由山丘區(qū)流向崗平區(qū),經(jīng)丫江橋、賈山、網(wǎng)嶺、坪陽廟、皇圖嶺5個鄉(xiāng)鎮(zhèn),于炭子園進(jìn)入醴陵境內(nèi)。攸縣境內(nèi)干流長51.1 km,干流平均坡降3.3%,年徑流總量32 354.9萬m3,沿岸耕地面積0.217萬hm2(3.28萬畝)。
沙河流域至今防洪標(biāo)準(zhǔn)不到10年一遇。據(jù)地勘,流域土層結(jié)構(gòu)為粉細(xì)沙顆粒結(jié)構(gòu),土層厚達(dá)30 m,易受雨水侵蝕而流失,河堤崩塌現(xiàn)象極為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì),干流上在1996年冬至1998年春,建有鋼質(zhì)閘門擋蓄水自流灌溉的陂壩36座,混凝土橋梁45座,截止2008年,僅剩存陂壩6座、橋梁7座,其余均已垮塌。而僅存的6座陂壩,7座橋梁基腳也已基本懸空,岌岌可危。2009年6月15日,賈山鄉(xiāng)株形村社家池組社家池壩垮塌,兩岸300多畝農(nóng)田無法灌溉,雙搶在即,搶修該壩刻不容緩。經(jīng)現(xiàn)場察看,決定嘗試采用新型材料格網(wǎng),在原壩址新建格網(wǎng)溢流壩加水輪泵以解決當(dāng)?shù)毓喔葐栴}。格網(wǎng)壩就是采用一種新型材料格賓做外框,里面填塊石、大卵石的柔性壩體結(jié)構(gòu),這種壩清基要求不高,能隨著基礎(chǔ)的沉降而變化。
格網(wǎng)壩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):格網(wǎng)壩從上游至下游依次由上游連接段、壩體、消力池及下游連接段組成。上游連接段護(hù)坦長2 m,底板采用厚500 mm鍍高爾凡格賓墊,格賓墊底下設(shè)聚脂長纖無紡布,兩岸采用0.17 m厚鍍高爾凡雷諾護(hù)墊護(hù)坡。
壩體采用鍍高爾凡格賓結(jié)構(gòu),壩體基礎(chǔ)埋深1.0 m,高出河床1.0 m。上游用黃泥加土工布,土工膜及雷諾護(hù)墊做成壩坡1∶2斜坡防滲體以擋水蓄水;下游壩坡做成階梯形,梯形高差30 cm,梯形臺寬1 m。
消力池長6 m,池深0.5 m,底板采用厚500 mm鍍高爾凡格賓墊,格賓墊下設(shè)土工布,兩岸采用0.17 m厚鍍高爾凡雷諾護(hù)墊護(hù)坡。
下游連接段長6 m,底板采用厚0.17 m鍍高爾凡雷諾護(hù)墊,雷諾護(hù)墊下設(shè)土工布,兩岸采用0.17 m厚鍍高爾凡雷諾護(hù)墊護(hù)坡。
由于該工程在河床中,又處汛期,所以首先在上游修建1 m高的圍堰,并且在圍堰左側(cè)留一導(dǎo)流口導(dǎo)流。然后人工開挖引水渠,引水渠修好后堵住導(dǎo)流口,打開引水渠導(dǎo)流,開始組織當(dāng)?shù)卮迕襁M(jìn)行主體工程建設(shè)。首先清基整平壩基、接著鋪攤格賓和聚脂長纖無紡布、充填塊石、插筋扣住格賓口子,然后填筑黃泥防滲層,整個壩體施工完畢。壩體施工完后進(jìn)行上下游連接段及護(hù)坡。最后拆除圍堰并在下游水輪泵機(jī)室處修筑圍堰之后清基,混凝土澆筑、開挖尾水渠。最后拆除圍堰、安裝水輪泵,整個工程施工完畢(工期 10天)。
社家池格網(wǎng)壩長18.25 m,整個工程主要工程量:土方開挖85.8 m3,格賓網(wǎng)79.8 m3,雷諾護(hù)墊92.2 m3,土工布 223.5 m2,土工膜 38 m2,塊石 127.7 m3,土方填筑 12.2 m3,漿砌預(yù)制混凝土磚 3.78 m3,混凝土澆筑 11.06 m3,鋼筋 0.2 t,水管 5 m,總造價63 267元。
如果采用混凝土加鋼閘門結(jié)構(gòu),整個工程主要工程量:土方開挖13 231 m3(需要清基25 m),混凝土 1 123.3 m3,鋼閘門 4.91 t,圍堰導(dǎo)流 900 m3,總造價550 951元。2006年,槚山鄉(xiāng)上游潘田灣陂壩壩長一樣,當(dāng)時采用混凝土壩加搭疊閘門結(jié)構(gòu),工期4個月,總造價632 500元。
社家池格網(wǎng)壩到目前已運(yùn)行兩年,運(yùn)行情況良好。通過對社家池壩的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行情況的分析,可以看到格網(wǎng)壩在沙軟基河床中的應(yīng)用優(yōu)勢:
(1)不需要深挖基礎(chǔ),工程量小、設(shè)計(jì)簡單、施工方便、修復(fù)容易,就地取材、不需要大型機(jī)械和技工。
(2)施工期短、造價低、效果好、生態(tài)美觀。
(3)壩體不高、擋蓄水位不深,減少了深水位浸漬,侵蝕河岸的影響。
(4)壩體上下游水位差不大,下游消能壓力減少,對下游的沖刷程度大大降低,保護(hù)了下游河床及岸坡,起到了保持水土作用。
(5)壩體矮、占用河床不大,擴(kuò)大了河床有效行洪斷面,有利于河床行洪過流。
(6)由于該壩上不需設(shè)立閘門等工程設(shè)施,管理方便,特別是洪水來臨時不要啟關(guān)閘門,避免了由于管理不善而帶來的高水位浸田、塌方等事件發(fā)生。