2024年湖南省优秀水利水电工程设计奖一等奖:共双茶垸蓄洪工程分洪闸工程
共双茶垸蓄洪工程分洪闸工程介绍
共双茶垸分洪闸是国务院部署的172项重大水利工程之一,是长江中下游防洪体系的重要组成部分,是保障荆江大堤和武汉市防洪安全的一项重要工程措施。
共双茶垸四面环水,由北面草尾河、南面黄土包河、东面南洞庭湖、西面赤磊洪道所包围,蓄洪容积约18.51亿立方米。分洪闸位于沅江市泗湖山镇南洞庭湖湖堤上,设计分洪流量3630米3/秒,工程等别为Ⅱ等大(2)型,主要建筑物级别为2级。
分洪闸轴线布置于堤内65米,主要建筑物由上游铺盖、闸室段、下游消力池、海曼、防冲槽及两侧连接堤等组成。分洪闸共26孔,闸孔总净宽260米,两孔一联,单孔净宽10米。采用潜孔式弧形钢闸门,闸孔净尺寸10米×4米(宽×高),闸门动水启闭,采用2×160KN固定卷扬式启闭机操作。上游砼防渗铺盖长46米,下游消力池长30米,海曼长70米,抛石防冲槽长42米。工程概算总投资2.71亿元,总工期46个月。
1、总体布局合理、简洁大气
分洪闸采用堤后式布置,轴线位于堤后65米,利用现有一线大堤作为导流围堰,节约了围堰土方填筑,有利于土石方平衡利用,且大大节省了工期,并有效保障了分洪闸施工期的度汛安全。
充分利用两岸连接堤回填形成的平台布置管理区,节省了建设用地,利于就近对分洪闸进行日常维护和管理。
在分洪闸两侧箱型挡墙上建设桥头堡,兼顾副厂房和交通功能,与启闭房形成桥廊,既经济实用,外观上又错落有致。
2、采用格栅式水泥土搅拌桩布置兼顾软基加固和砂层防渗
设计采用水泥土搅拌桩复合地基方案,在洞庭湖区首次采用格栅状布置形式,既解决了软土地基的承载问题,又兼顾解决了粉砂层的渗漏问题。根据观测成果,分洪闸最大沉降量仅1.52厘米,远低于规范要求的不大于15厘米的要求,沉降控制效果明显优于洞庭湖区其它类似工程。分洪闸自2020年挡水运行以来,未发现不均匀沉降变形和地基渗漏等不良现象。
3、因地制宜采用原位水泥搅拌固结技术,实现对软土地基快速高效加固
因地制宜地采用了水泥土置换淤泥质土、淤泥质土原状掺水泥搅拌固结等技术,充分发挥了水泥土既实用可靠又经济便捷的特性。特别是淤泥质土原状掺水泥的同时,创新性地添加了纤维和纳米材料,纤维的增强作用增加了地基的韧性和抗裂性,纳米材料的改性作用改善了地基的微观结构和性能,实现了对软土地基的快速、高效、原位加固,避免了大面积开挖和换填带来的环境破坏和成本增加。
4、全断面消力池结合多种消能工,有效解决分洪调度与消能矛盾
充分考虑分洪闸分洪运行的特性,全闸孔布设消力池,并分区消能,增加了分洪调度的灵活性;采取下挖式综合消力池+海曼+末端设齿墙+抛石防冲槽的组合措施,系统解决分洪闸的消能难题,并通过开展物理模型试验,进一步验证和优化了消能工布置。
5、工程融入湖湘建筑文化
分洪闸建筑雄伟、大气,白墙灰瓦的分洪闸外立面,宛如一副淡雅的水墨画,将地域元素融于现代水利建筑中,体现了湖湘建筑文化特色,建筑和周边自然生态环境融为一体、和谐共存。
共双茶垸分洪闸实景图