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遷江華僑工業(yè)園防洪排澇一期工程設(shè)計(jì)

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遷江華僑工業(yè)園防洪排澇一期工程設(shè)計(jì)

[摘要]來賓市遷江華僑工業(yè)園防洪排澇一期工程由防洪工程、排澇工程和交通工程等組成,防護(hù)對象主要為電解鋁廠及其配套項(xiàng)目。工程總體布置特點(diǎn)為圍繞電解鋁廠區(qū)呈不連續(xù)環(huán)狀分布。論述了工業(yè)園防洪排澇工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及防洪工程布置、帷幕灌漿布置、排澇工程設(shè)計(jì)和交通工程布置。

[關(guān)鍵詞]防洪工程;排澇工程;帷幕灌漿;設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);遷江華僑工業(yè)園

1工程概況

廣西來賓市遷江華僑工業(yè)園位于來賓市興賓區(qū)遷江鎮(zhèn),總面積11.09km2,工業(yè)園以鋁加工產(chǎn)業(yè)為核心。工業(yè)園成立、建設(shè)初期防洪標(biāo)準(zhǔn)較低,基本無防洪排澇能力,在紅水河不頂托的情況下,龍降河發(fā)生20年一遇洪水就開始漫灘;或者紅水河發(fā)生3~5年一遇洪水時(shí),工業(yè)園亦會遭受洪水災(zāi)害。2008年位于工業(yè)園一期工程的電解鋁項(xiàng)目開工建設(shè),至2009年底已具備投產(chǎn)條件。根據(jù)工業(yè)區(qū)建設(shè)計(jì)劃及要求,2010年以前完成核心產(chǎn)業(yè)(一期電解鋁廠工程)建設(shè),投資額度達(dá)到43.3億元,2009年10月進(jìn)行試車投產(chǎn)。為了保障鋁廠生產(chǎn)安全,來賓市政府決定2009年3月10日進(jìn)行鋁廠防洪堤建設(shè),并要求2010年汛前達(dá)到擋洪面貌。來賓市遷江華僑工業(yè)園防洪排澇一期工程防護(hù)對象主要為電解鋁廠及其配套項(xiàng)目,鋁廠屬特大型企業(yè)(年產(chǎn)電解鋁25萬t),來賓市遷江華僑工業(yè)園一期工程防洪標(biāo)準(zhǔn)按50年一遇設(shè)防,遠(yuǎn)期按100年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防。即電解鋁廠防洪堤近期按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),加高后可以抵御100年洪水[1]。堤防級別為2級。由于本工程排澇閘建在防洪堤上,因此本工程排澇閘的級別為2級。排澇泵站的總裝機(jī)流量為3.3m3/s,總裝機(jī)容量為4×160kW,泵站規(guī)模為?。?)型,泵站等別為Ⅳ等,泵站永久性建筑物級別為4級[1,2]。

2工程總布置

整個(gè)工程由防洪工程、排澇工程及交通工程3部分組成。工程總布置根據(jù)地形地貌、地質(zhì)條件及建筑物的功能要求等進(jìn)行。本工程的總體布置特點(diǎn)為工程區(qū)繞電解鋁廠區(qū)呈不連續(xù)環(huán)狀分布。(1)防洪工程由1#~8#堤共8個(gè)防洪堤段,總長2576m,南部山體帷幕灌漿工程及溶洞封堵等工程組成;(2)排澇工程由排澇閘、排澇泵站、排水暗管及堤內(nèi)排水溝、堤外排水渠和南部排澇區(qū)連通渠組成;(3)交通工程由連接各堤段的防洪搶險(xiǎn)道路及排澇泵站進(jìn)廠公路等組成。1#防洪堤布置防洪區(qū)的西北側(cè),2#防洪堤位于防洪區(qū)的東側(cè),3#、4#防洪堤位于防洪區(qū)的東南側(cè),5#、6#防洪堤布置于防洪區(qū)的西南側(cè),7#、8#防洪堤則位于防洪區(qū)的西側(cè);排澇閘布置在1#防洪堤上,排澇泵站布置在1#防洪堤內(nèi)側(cè),位于排澇閘的右側(cè)。排水暗管布置在防洪區(qū)的西側(cè),排水暗管進(jìn)口設(shè)在7#防洪堤外側(cè),排水暗管穿越7#堤后進(jìn)入防洪區(qū)經(jīng)電解鋁廠蓄水池旁從1#防洪堤底出防洪區(qū)匯入排水總渠。防洪搶險(xiǎn)道路是根據(jù)防洪搶險(xiǎn)、工程管理和防洪堤布置以及南部山體帷幕灌漿要求,分7段沿保護(hù)區(qū)周圍布設(shè)。

3防洪工程設(shè)計(jì)

3.1防洪堤的堤頂高程原則[1]

(1)一期工程按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),堤頂高程考慮足夠安全超高;(2)根據(jù)工業(yè)區(qū)具體布置情況,一期防洪堤應(yīng)具備防御100年一遇洪水能力,即堤頂具備100年一遇洪水不越浪,采用增加防浪墻等非填筑措施后可使防洪堤具備抵御100年一遇洪水能力[1,3,4]。各堤段按50年一遇洪水位89.53m設(shè)防,100年一遇洪水位91.8m不越浪。

3.2防洪堤設(shè)計(jì)

3.2.1防洪堤布置。工程區(qū)位于峰林平原、巖溶谷地內(nèi),平原或谷地地面高程85~86m,地形平坦,灰?guī)r山體頂高程一般130~165m,山體坡腳自然坡度20°~30°,以上山體自然邊坡一般為50°~60°。場地內(nèi)主要地層為第四系、二迭系及石炭系等。根據(jù)電解鋁廠及配套工程的廠區(qū)布置及周邊的地形地貌情況進(jìn)行堤線布置。為充分利用防護(hù)區(qū)周邊的石山丘、土坡地等天然的擋水作用,減少防洪堤長度,防洪堤沿防護(hù)區(qū)周邊的石山丘及土坡地間布置,分別由1#~8#堤共8個(gè)堤段組成,總長2576m。在電解鋁廠區(qū)入口處,有已建成的進(jìn)廠公路經(jīng)過,路面高程約90.2m,低于100年一遇洪水位91.8m,如在此處設(shè)防洪堤,則進(jìn)廠公路需從堤頂越過,這將對電解鋁廠原料、鋁產(chǎn)品的運(yùn)輸產(chǎn)生極大的不便??紤]到發(fā)生50年一遇洪水時(shí),洪水位為89.53m,仍低于進(jìn)廠公路路面,而當(dāng)發(fā)生100年一遇洪水時(shí),洪水位為91.8m,則高于進(jìn)廠公路路面,臨時(shí)擋水深度僅為1.6m,因此在2#堤線布置時(shí),考慮在鋁廠入口處留一段約35m的缺口,維持原進(jìn)廠道路,方便電解鋁廠原材料和成品的道路;而每年汛前準(zhǔn)備足量的粘土麻包,作為緊急封堵缺口用,確保防洪保護(hù)區(qū)的防洪的安全。3.2.2防洪堤斷面設(shè)計(jì)。基于防洪搶險(xiǎn)考慮,滿足防洪搶險(xiǎn)要求,根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-98)規(guī)定2級堤防堤頂寬度不宜小于6m。因此防洪堤頂寬度取6m。并考慮到防洪堤維修的需要,堤頂設(shè)混凝土路面[1]??紤]到本工程防洪堤最大堤高約10.5m,并經(jīng)穩(wěn)定計(jì)算后確定本階段防洪堤設(shè)計(jì)邊坡1∶2.5;由于本工程防洪堤是處于淹沒區(qū)而非河岸,堤的迎水面基本上不受河道水流沖刷,故內(nèi)外坡面均采用草皮護(hù)坡,可較好配合工業(yè)園區(qū)的生態(tài)環(huán)境、景觀綠化;內(nèi)堤坡坡腳為防止?jié)B透破壞采用厚500mm干砌石護(hù)腳及厚300mm的反濾層進(jìn)行保護(hù),外堤坡坡腳為防止牲畜踐踏破壞及便于管理采用厚500mm的干砌石護(hù)腳。根據(jù)防洪搶險(xiǎn)交通需要其中1#、2#、6#、7#于防洪堤中部設(shè)有上堤道路,路基寬4.5m,坡度為8%,與防洪搶險(xiǎn)道路相連接形成完整的交通道路系統(tǒng)。3.2.3堤基防滲處理。為確保堤段土基和兩岸堤肩防滲,在堤底軸線設(shè)置寬2m、深2.5m防滲粘土齒墻,防滲粘土齒墻土料及填筑要求與防洪堤工程一致,并根據(jù)防洪堤工業(yè)區(qū)外部洪水可能通過溶蝕裂隙滲進(jìn)防護(hù)區(qū)內(nèi),因此還對防洪堤基礎(chǔ)及堤肩進(jìn)行防滲帷幕灌漿處理,堤基礎(chǔ)及堤肩防滲帷幕灌漿沿堤基布置兩排,排距1.2m,孔距為2m,灌漿范圍根據(jù)地質(zhì)專業(yè)建議,堤基帷幕灌漿灌至10Lu線以下3~5m,左右堤肩帷幕范圍深入山體20m,防滲下限與堤基防滲下限一致,灌漿深度大部分在20m左右,局部達(dá)40m[4-6]。

3.3南部山體巖溶裂隙處理

地質(zhì)勘察表明,防護(hù)區(qū)南部橫山一帶(即2#~5#防洪堤之間山體)山腳,溶洞及巖溶裂隙發(fā)育,因此需對南部山體山腳的巖溶裂隙進(jìn)行防滲帷幕或封堵。帷幕灌漿沿2#~5#防洪堤之間,帷幕灌漿沿防洪搶險(xiǎn)道路布置,雙排布置,排距1.2m,孔距2m,帷幕頂高程約92m,下限高程為地表以下10~20m。對防洪山體95m高程以下出露的垂直溶洞,對洞口進(jìn)行削整,先填塊石和碎石,后澆筑1.5倍洞徑深度混凝土,洞頂鋪粘土鋪蓋封堵。對水平溶洞則削整洞口,再用1.5倍洞徑長度的混凝土塞,混凝土洞塞與洞周接觸部分采用接觸灌漿進(jìn)行堵塞。

4排澇工程設(shè)計(jì)

排澇泵站布置于本工程防護(hù)區(qū)北側(cè)1#防洪堤段內(nèi)側(cè),左側(cè)緊鄰排澇閘。站址地面高程84~86m,地形平坦,工程地質(zhì)條件和排澇閘基本相同,場地覆蓋土層為紅粘土,褐黃色,可塑~硬塑狀態(tài),稍濕,層厚約4m。下伏基巖為石炭系上統(tǒng)白云質(zhì)灰?guī)r,弱風(fēng)化,巖石堅(jiān)硬。抽排設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為雨洪同期P=2%,設(shè)計(jì)抽排流量為3.3m3/s,泵站內(nèi)安裝4臺立式軸流泵,總裝機(jī)4×160kW。

4.1排澇泵站設(shè)計(jì)

泵站由進(jìn)水渠、前池、安裝場、泵房、副廠房、出水管及出水池組成。4.1.1進(jìn)水渠及前池。根據(jù)泵房機(jī)組布置,設(shè)有進(jìn)水渠與電解鋁廠蓄水池相通,進(jìn)口高程為83.20m,渠長197.058m,渠底寬12m,渠道邊坡1∶1,渠道縱坡為1/1000,渠道采用C20混凝土護(hù)底,邊坡采用M7.5漿砌石襯砌。泵站前池與排澇閘進(jìn)口相連,前池尺寸(寬×長)為15m×38.23m,底板高程為82.0m,靠近排澇閘一側(cè)作為堤內(nèi)排水溝的沉沙池用,于泵站端部采用一道頂部高程為83.5m的混凝土坎進(jìn)行隔斷。4.1.2泵房。泵房軸線與1#防洪堤段平行布置,泵房尺寸為(長×寬×高)為18.8m×11.0m×16.3m,其中主泵房長15.46m,安裝場布置在泵房右側(cè),長3.24m,寬為7.86m。泵房內(nèi)設(shè)有一臺5t電動橋式起重機(jī)。4.1.3副廠房。副廠房布置在泵房的后側(cè),尺寸為(長×寬×高)為22.80m×6.35m×6.05m,副廠房地面高程為88.8m。布置有高壓配電室、低壓配電室、值班室及交接班室。4.1.4出水管及出水池。泵站出水管采用單機(jī)單管形式。為減少與1#堤的交叉施工,保證防洪堤碾壓質(zhì)量,減少穿堤埋管造成的隱患,4條出水管出泵房后采用正虹吸方式越過1#堤,其出口位于1#防洪堤外側(cè)。管泵房處中心線高程為87.5m,虹吸式出水管中心線頂部高程為92.8m,管出口中心高程為84.5m。出水管采用鋼管,管徑為0.8m,壁厚10mm。單條管長約69m。在出水管彎管處均設(shè)有鎮(zhèn)墩,管底設(shè)有300mm厚的混凝土管座。出水池底板高程為83.9m,出水池尺寸為(長×寬)12.92m×5.0m,每個(gè)出水管管口設(shè)置一個(gè)消力墩,消力池出口設(shè)置消力坎,并與下游排水渠相連。4.1.5廠區(qū)布置。安裝間右端及副廠房右端設(shè)有回車場,回車場高程分別為86.5m、88.5m,通過進(jìn)廠道路與電解鋁廠廠內(nèi)道路相連。

4.2排澇閘設(shè)計(jì)

排澇閘采用堤閘結(jié)合,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇洪水,設(shè)計(jì)流量為17.8m3/s[1,7]。為了減少與1#堤交叉施工的工程量以加快施工進(jìn)度,排澇閘暗涵采用預(yù)制鋼筋混凝土排水管,管徑2.8m,相應(yīng)排澇閘孔尺寸為2.8m×2.8m(寬×高)。

4.3南部排澇區(qū)連通渠的布置及設(shè)計(jì)

在本工程防洪保護(hù)區(qū)外的南~西南側(cè)區(qū)域,地勢是南高北低,天然排水由南往北經(jīng)防洪保護(hù)區(qū)內(nèi)流向龍降河。當(dāng)本工程修建后,7#堤、4#堤及1#堤截?cái)嗔嗽烊慌潘ǖ?,故需對該區(qū)域進(jìn)行排水設(shè)計(jì)。由于防洪保護(hù)區(qū)外的南~西南側(cè)區(qū)域并不天然連通,因此需開挖兩條長分別為1.6km、250m的南部排澇區(qū)連通渠將南~西南側(cè)兩個(gè)排澇區(qū)連接,將南部排澇區(qū)的水引至6#堤外側(cè)洼地,再通過連通渠將水引至7#堤外側(cè),最后通過排水暗管排至龍降河。整個(gè)南部排澇區(qū)的設(shè)計(jì)流量為5.5m3/s,連通渠縱坡采用1/2000,連通渠斷面底寬1m,邊坡為1∶1.25,渠深約1.5~2m,為無襯砌的土渠。

4.4排水暗管設(shè)計(jì)

排水暗管進(jìn)口位于7#堤外側(cè),由7#堤底進(jìn)入防洪保護(hù)區(qū),經(jīng)電解鋁廠蓄水池邊后從1#堤底出防洪保護(hù)區(qū),出口位于1#堤外側(cè)。排水暗管按壓力管設(shè)計(jì),采用溝埋式。兩管中心線間距為2m。排水暗管管座采用180°包裹混凝土管座,管上覆土夯實(shí)。

4.5堤內(nèi)排水溝設(shè)計(jì)

堤內(nèi)排水溝的布置采用支溝+干溝的組合方式,并盡量與防洪搶險(xiǎn)道路排水溝結(jié)合以節(jié)省工程量。

4.6排水渠設(shè)計(jì)

排水渠為本工程防洪排澇區(qū)泄水總渠,位于1#堤北面,將排澇泵站、排澇閘及排水暗管的排水匯集后引至龍降河,排水渠由原有的排水溝挖深、拓寬擴(kuò)建而成,排水渠總長約530m。排水渠設(shè)計(jì)流量為24m3/s,排水渠斷面為梯形,根據(jù)不同的渠段底寬為3~5m,渠深為2.5~3m,邊坡均采用1∶1.25,底坡為1/500。排水渠采用400mm厚漿砌石護(hù)面,并用M10水泥砂漿抹面。2009年3月,來賓市遷江華僑工業(yè)園防洪排澇一期工程開工建設(shè),至2010年底,防洪堤堤身填筑、防洪堤基礎(chǔ)防滲帷幕、自排閘和排澇泵站已完工;2010年6月工業(yè)園遭遇洪水襲擊,泵站開機(jī)試運(yùn)行,運(yùn)行情況良好,防洪堤也在本次洪水中經(jīng)受了考驗(yàn)。

5結(jié)語

綜上所述,遷江防洪排澇一期工程有如下特點(diǎn):(1)通過新建1#~8#防洪土堤,對防護(hù)區(qū)南部山體的巖溶裂隙進(jìn)行灌漿處理,將整個(gè)鋁廠防護(hù)區(qū)形成一個(gè)按50年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),并考慮具備防御100年一遇洪水能力的封閉區(qū)域。2010年6月,防洪堤初建成即經(jīng)受了當(dāng)?shù)丶s60年一遇洪水的考驗(yàn),保證了鋁廠的正常生產(chǎn);(2)通過新建堤內(nèi)排水溝、堤外排水渠、排水暗管、排澇閘、排澇泵站,使鋁廠區(qū)達(dá)到了50年一遇的自排標(biāo)準(zhǔn),雨洪同期P=2%的24h暴雨洪水的抽排標(biāo)準(zhǔn),使鋁廠免遭內(nèi)澇的破壞。2010年6月,防洪堤初建成即經(jīng)受了當(dāng)?shù)丶s60年一遇洪水的考驗(yàn),排澇泵站成功排除了防護(hù)區(qū)內(nèi)的內(nèi)澇積水,保障了鋁廠的正常生產(chǎn);(3)由于8#防洪堤防洪缺口封堵后,已建的電解鋁廠220kV輸電線與8#堤交叉處電線至堤頂間的安全距離不滿足《110~500kV架空送電線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5092-1999)的要求,建議盡快對輸電線路進(jìn)行改造施工,以使輸電線與防洪堤的安全距離滿足規(guī)范要求;(4)由于本工程修建后,7#堤、4#堤及1#堤截?cái)嗔嗽烊慌潘ǖ?,且防洪保護(hù)區(qū)外的南~西南側(cè)區(qū)域并不天然連通,因此需開挖南部排澇區(qū)連通渠將南~西南側(cè)兩個(gè)排澇區(qū)連接,將南部排澇區(qū)的水引至6#堤外側(cè)洼地,再通過連通渠將水引至7#堤外側(cè),最后通過排水暗管排至龍降河。建議盡快開工建設(shè)南部排澇區(qū)的排洪渠或采取土地整治以回填加高排洪;(5)工程所處位置地形、地貌起伏變化較大,降雨在此區(qū)域即形成坡面匯流,應(yīng)派人經(jīng)常清理散落在排水溝(渠)的碴料或塌方,保持排水溝(渠)的整潔和暢通,確保電解鋁廠安全;(6)根據(jù)本工程處巖溶地區(qū)的特點(diǎn),需加強(qiáng)運(yùn)行期安全監(jiān)測,以便及時(shí)了解堤基礎(chǔ)封堵情況,防范于未然,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)上報(bào)并解決。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50286-98,堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB50265-2010,泵站設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]SL191-2008,水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]SK274-2001,碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[5]SD266-88,土壩壩體灌漿技術(shù)規(guī)范[S].

[6]SL62-94,水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范[S].

[7]SL265-2001,水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者:蒙世仟 單位:廣西水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院