唐柱閂 安徽省引江濟(jì)淮集團(tuán)有限公司

1.工程概況

引江濟(jì)淮工程由長(zhǎng)江下游上段引水，向淮河中游地區(qū)補(bǔ)水，是一項(xiàng)集供水、航運(yùn)、生態(tài)等效益為一體的水資源綜合利用性工程。引江濟(jì)淮工程（安徽段）江淮溝通（J48+000～7+505段）輸水渠道開挖后，沿程水位變化，對(duì)周邊的堤防、渠道、灌排設(shè)施等工程正常運(yùn)行帶來影響，需改造周邊水系，主要工程內(nèi)容包括生產(chǎn)圩堤、泵站、溝口涵閘、跌水及水系恢復(fù)工程等，其中新建跌水34座。

2.韓橋跌水工程等級(jí)及總體布置

2.1 工程等級(jí)

引江濟(jì)淮工程總調(diào)水流量為300m3/s，根根《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》（SL 252-2017）的規(guī)定和可行性研究調(diào)查意見，確定引江濟(jì)淮工程等別為Ⅰ等，工程規(guī)模為大（1）型。江淮溝通段是引江濟(jì)淮工程的一部分，工程等別為Ⅰ等，輸水干線渠道以及各樞紐主要建筑物為Ⅰ級(jí)建筑物。韓橋跌水位于江淮溝通段渠坡上，跌水設(shè)計(jì)流量511m3/s，大于300m3/s，且與總干渠渠坡距離較近，跌水建筑物級(jí)別與渠坡一致，即建筑物級(jí)別為1級(jí)。

2.2 韓橋跌水工程總體布置

韓橋跌水位于東大河（南小河）入江淮溝通段渠道右岸，跌水中心線與江淮溝通段渠道中心線交點(diǎn)樁號(hào)為J（66+569.3），東大河20年一遇行洪流量511.0m3/s，入渠口現(xiàn)狀河底高程19.0m，江淮溝通段渠道底高程13.4m，高差5.6m，為滿足消能防沖要求及減小橫向水流對(duì)通航的影響，需修一級(jí)跌水，另為滿足南小河（東大河）上游引水用水要求及減少上游泥沙進(jìn)入引江濟(jì)淮渠道，在跌水控制段設(shè)低堰擋水，堰頂高程20.3m。

3.韓橋跌水入渠橫向流速控制優(yōu)化原因

初步設(shè)計(jì)階段，為減小跌水入渠橫向流速對(duì)通航的影響，根據(jù)交通部咨詢意見及規(guī)范要求，設(shè)計(jì)將韓橋跌水控制段布置在距入渠口約460m處，下游渠道兩側(cè)邊坡按12°角向兩側(cè)擴(kuò)散，匯流口寬度（順主航道方向）約255m，5年一遇工況匯流口平均流速0.171m/s，20年一遇工況匯流口平均流速0.194m/s，為確保船舶通行安全，對(duì)匯流口處主航道底寬加寬15.0m，即航道底寬75.0m。

2017年9月，水利部、交通部以“水許可決[2017]19號(hào)文”對(duì)引江濟(jì)淮工程（安徽段）初步設(shè)計(jì)報(bào)告進(jìn)行批復(fù)，批復(fù)意見中提出：（1）下階段，采用水工和船舶模型試驗(yàn)，就典型支溝入?yún)R河渠段對(duì)船舶航行和航道水深的影響開展專題研究，優(yōu)化工程方案；（2）對(duì)江淮溝通段臨河建筑物支流洪水入渠控制條件：航道最高通航水位遭遇支流20年一遇洪水（下稱20年一遇設(shè)計(jì)通航工況），橫向流速υ≦0.3m/s：航道最低控制水位遭遇支流5年一遇洪水（下稱5年一遇不利通航工況），橫向流速υ≤0.15m/s。

為驗(yàn)證各跌水入渠橫向流速，招標(biāo)、施工圖設(shè)計(jì)階段開展了水工模型試驗(yàn)，形成了研究成果。為進(jìn)一步驗(yàn)證引江濟(jì)淮工程剩余跌水（跌井）的匯流口橫向流連，建設(shè)單位委托科研單位在現(xiàn)有水工模型試驗(yàn)研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)剩余跌水（跌井）開展分級(jí)分區(qū)及系統(tǒng)水力學(xué)研究。根據(jù)科研單位韓橋跌水施工圖原布置方案三維數(shù)值模擬計(jì)算成果：20年一遇設(shè)計(jì)通航工況，匯流口最大橫問流速約0.46m/s；5年一遇不利通航工況下，匯流口最大橫向流速0.37m/s；兩通航工況匯流口通航區(qū)域最大橫向流速均明顯超過審查意見要求的上限值，需對(duì)原布置進(jìn)行優(yōu)化。

4.韓橋跌水入渠橫向流速控制原設(shè)計(jì)方案

根據(jù)河道走勢(shì)、現(xiàn)場(chǎng)地形條件以及水流入渠向流速要求，韓橋跌水控制段布置在南小河入渠口上游約460m，控制段中心線與引江濟(jì)準(zhǔn)渠道中心線斜角布置，夾角約65°。韓橋跌水主要由上游鋪蓋、上游護(hù)底、控制閘段、下游消力池、跌水段及兩岸連接建筑物組成。

控制段采用鋼筋混凝土開敞式結(jié)構(gòu)，整體式結(jié)構(gòu)，共3孔，三孔一聯(lián)，單孔凈寬10.0m。閘底板頂高程19.0m，順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)10.0m，底板厚1.4m，上部設(shè)高1.3m的低堰，閘墩頂高程為26.0m，中墩厚1.0m，邊墩厚1.0～1.4m。控制段頂部設(shè)交通橋布置在控制段下游測(cè)。控制段上游側(cè)設(shè)混凝上防滲鋪蓋，鋪蓋水流方向長(zhǎng)11.0m，厚0.50m，頂高程19.0m。鋪蓋上游護(hù)底段水投影總長(zhǎng)約72.0m，為C25混凝土結(jié)構(gòu)，厚0.20m，下設(shè)0.10m厚瓜子片墊層及土工布一層。

控制段下游側(cè)設(shè)挖深式消力池，消力池在平面上擴(kuò)散，擴(kuò)散角為12.0°，消力池長(zhǎng)32.0m，池深20m，池底高程19.0m，消力池采用鋼筋混凝土底板，平均厚0.90m。為降低橫向水流對(duì)引江濟(jì)準(zhǔn)通航的影響，在消力池下游設(shè)Ⅰ級(jí)跌水與引江濟(jì)淮渠道連接，跌水落差5.6m，跌水底板頂高程為13.4m，跌水在平面上呈八字形布置，兩側(cè)擴(kuò)散角與消力池一致，跌水末端接尾水渠，尾水渠邊坡坡比1∶3，分別在高程19.4m處設(shè)4.0m寬馬道，與江淮溝通段渠坡連接?？刂贫紊稀⑾掠渭案骷?jí)跌水兩側(cè)擋墻根據(jù)其所處位置及擋士高度，分別采用鋼筋混凝土懸臂式、扶臂式或空箱式結(jié)構(gòu)，上游翼墻頂高程26.0m，下游冀墻頂高程由26.0m漸變至19.4m。

5.韓橋跌水入渠橫向流速控制優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

（1）在控制段下游消力池內(nèi)增設(shè)兩排差動(dòng)式消力墩，即平面上呈交錯(cuò)布置，第一排消力墩（共12個(gè)）前端距消力池斜坡段坡腳5.0m，第二排消力墩（共13個(gè)）距第一排5.0m，同一排消力墩凈間距1.5m，高度2.0m，頂寬0.6m，上游面與消力池底板呈90°。下游面坡比1∶1。

（2）在韓橋跌水右岸邊坡與江淮溝通干渠邊坡交匯處坡腳線圓弧中點(diǎn)切線沿堤岸后退35m，并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)8°。直線段前后分別采用半徑350.0m和半徑600.0m的圓弧上下游岸坡相切連接。調(diào)整段右岸邊坡長(zhǎng)度由620m調(diào)整為604m。為減少新增永久占地并滿足邊坡穩(wěn)定要求，在后退段頂設(shè)懸臂式擋墻，擋墻總長(zhǎng)約293.0m，墻頂高程25.2m，墻高程根據(jù)擋土墻高度分別為4.0m、2.6m。

6.韓橋跌水入渠橫向流速控制優(yōu)化施工措施

（1）施工導(dǎo)流。根據(jù)江淮溝通段J010-1標(biāo)工程施工導(dǎo)流方案，河道工程采用明渠導(dǎo)流，旱地施工，韓橋跌水處導(dǎo)流明渠布置在右岸邊坡開口線以外，明渠開口線與總干渠開口線距離約20～60m，寬度較大的地帶為明渠開挖上方臨時(shí)堆放區(qū)?？偢汕野哆吰抡{(diào)整后，開口線與導(dǎo)流渠開口線距離縮小，約0～30m，局部基本重合適合。根據(jù)招標(biāo)文件要求以提供資料，韓橋跌水段導(dǎo)流明渠導(dǎo)流洪水標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇，導(dǎo)流時(shí)段為11月至次年4月，相應(yīng)流量為63.7m3/s，底寬一般寬20.0m，底高程20.8～21.0m，兩側(cè)邊坡坡比1∶0.75。臨水側(cè)采用復(fù)合土工膜防滲，圍堰總長(zhǎng)140m，為確保明渠過流斷面，右側(cè)邊坡向右偏移0～7.5m，調(diào)整段邊坡采用裝土編織袋防護(hù)。韓橋跌水新增消力池內(nèi)消力墩及右岸岸坡布置調(diào)整新增主要工程為土方開挖、混凝土澆筑以及膨脹土處理，其施工方法同主體工程施工方法。

（2）棄土規(guī)劃。根據(jù)初步設(shè)計(jì)階段施工組織設(shè)計(jì)，韓橋跌水棄十區(qū)布置在江淮溝通段渠道柱號(hào)6 4-760～65+260段右岸地，棄土面積20.41萬m2，與樁號(hào)61+570～67+454.3段河道棄土區(qū)HG-22#棄上區(qū)（面積21.78萬m2）并列布置，平均堆高均為5.5m。

7.結(jié)束語

通過引江濟(jì)淮工程韓橋跌水水力特性及匯流口通航水流條件數(shù)值計(jì)算、模擬研究，在韓橋跌水消力池內(nèi)增設(shè)消力墩，調(diào)整右岸岸坡平面布置，優(yōu)化控制韓橋跌水入渠橫向流速，滿足了引江濟(jì)淮工程通航安全要求。