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1、高摩贊大壩疊梁閘門浮起分析及其處理方案摘要：介紹了巴基斯坦高摩贊大壩下閘蓄水過(guò)程中遇到的施工難題及其解決方案，并對(duì)其中的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。 關(guān)鍵詞：高摩贊大壩疊梁門大洪水急流沉箱 1、工程概況 高摩贊大壩樞紐工程位于巴基斯坦西北邊境省境內(nèi)的印度河支流高摩河上（GomalZam），工程以灌溉為主，兼顧防洪和發(fā)電。工程主要由133m高RCC拱形重力壩、引水發(fā)電廠房、開關(guān)站、分水堰及6.6萬(wàn)公頃灌區(qū)組成。 項(xiàng)目采用導(dǎo)流洞進(jìn)行分流。導(dǎo)流洞進(jìn)口位于河床最低處，底坎高程EL.638，出口高程EL.634
2、.9，全長(zhǎng)392m，縱坡8‰。進(jìn)口采用圓弧導(dǎo)墻引流，過(guò)門槽后經(jīng)6.8m方變圓后進(jìn)入φ6.8m洞身段。為適應(yīng)當(dāng)?shù)氐缆窏l件和節(jié)省造價(jià)，設(shè)計(jì)放棄了配重平板閘門配合啟閉機(jī)或大型吊車安裝的傳統(tǒng)封堵方式，而采用平底坎，5節(jié)疊梁門封堵?！ 」こ套畛蹰_工于2003年7月，在2004年10月9日發(fā)生塔利班綁架中國(guó)工程師的人質(zhì)事件后項(xiàng)目終止。2007年與業(yè)主，重達(dá)6.5t）的安裝。但由于巴基斯坦在08年開始的席卷全球的金融危機(jī)中一度面臨國(guó)家破產(chǎn)的危機(jī)中，項(xiàng)目資金幾乎完全中斷，項(xiàng)目部不得不推遲下閘。在2010年8月巴基斯坦發(fā)生80
3、年一遇大洪水，近1/3的國(guó)土面積過(guò)水，高摩贊項(xiàng)目也遭遇了50年一遇的洪水。壩前水位達(dá)EL.685，導(dǎo)流洞水頭達(dá)47m，流量近700m3/s。由于資金匱乏項(xiàng)目在停工2個(gè)月后于2011年3月復(fù)工，首要任務(wù)就是下閘蓄水。3月12日道路修通至導(dǎo)流洞頂，13日經(jīng)過(guò)多次檢查左、右兩側(cè)分別比設(shè)計(jì)高了56cm、48cm，成略傾斜狀卡在門槽中。最后確認(rèn)去年下放的第一節(jié)疊梁門在大洪水中浮起來(lái)了。計(jì)算如下： 根據(jù)推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，河道中的砂石存在跳躍啟動(dòng)的現(xiàn)象，同樣在作為急流中的門體也可能在某種條件下表現(xiàn)為突然抬起。為使問(wèn)題簡(jiǎn)單化
4、，取砂石混合料密度為2000kg/m3，假定門體空腔內(nèi)塞滿砂石將疊梁門擬化為等質(zhì)量和等體積的球體： 總質(zhì)量G=G門+G砂石=6500+1.26×7.4×0.791×2000=21250kg 等容粒徑d=（6V/π）1/3=(6×1.26×7.4×0.791/3.14)1/3=2.42m 等效密度ρs=G/V=21250/（1.26×7.4×0.791）=2881kg/m3 根據(jù)沙莫夫啟動(dòng)流速公式 V0=1.141/6 =1.141/6 =12.48m/s 閘門槽處水流流速粗算為 V=Q/S=
5、700÷6.82=15.14m/s 門槽處流速大于門體所需啟動(dòng)流速，如果考慮門體外形尺寸，其啟動(dòng)流速僅為6.44m/s，由此可見在某種隨機(jī)條件下門體被高速水流抬動(dòng)是完全有可能的。 3、處理方案 3、4月屬高摩河亞汛期，經(jīng)過(guò)測(cè)量上游來(lái)水量為35m3/s，門上水深達(dá)1.8m，流速3.5m/s?！ ?duì)這種在水電建設(shè)史上極為少見的情況，如何盡快在激流中將閘門（7.62×1.37×1.425m，重達(dá)6.5t）提出水面并修復(fù)，同時(shí)清除底坎上的砂石，以便再次放下時(shí)能達(dá)到止水效果成了急需解決的問(wèn)題。以下兩種方案可供選擇
6、 方案1： 在距閘門上游約150m一埡口處將河流截流，將堆填頂長(zhǎng)50m、頂寬6m、15m高、底長(zhǎng)38m、底寬24m的小土壩，填筑方量約12000m3，成本估算25萬(wàn)元；待水流減小后人員下水進(jìn)行清理和穿繩等工作。 方案2： 利用廢舊材料制作一下水沉箱，通過(guò)增加配重和前面牽拉，吊車起吊放入水中。人員在沉箱中進(jìn)行穿繩，通過(guò)桁架用千斤頂提升出水面再行清理?！ ⊥ㄟ^(guò)分析，方案1存在工程量大，成本高，工期長(zhǎng)且有潰壩風(fēng)險(xiǎn)；方案2中的沉箱和桁架均可利用現(xiàn)場(chǎng)的廢舊材料進(jìn)行制作，加工快捷，成本低廉，人員安全有保障；于是方
7、案2被優(yōu)先采用。方案實(shí)施如下： 沉箱制作見圖1，通過(guò)前部尖端分流，整體壓重（5120kg）和前端反鏟牽拉，人員操作孔底部擋水及后部擋水，4個(gè)定位撐桿根據(jù)吊耳及門槽的尺寸加工，沉箱通過(guò)撐桿沿門槽壁放下時(shí)底部操作孔正好對(duì)位于吊耳位置，便可執(zhí)行穿鋼絲繩作業(yè)?！ ⊥ㄟ^(guò)實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)，門體上設(shè)計(jì)吊耳在洪水中被沖磨掉了，后通過(guò)改變撐桿長(zhǎng)度重新對(duì)位于門體腹板上的預(yù)留孔（φ200mm），通過(guò)清理砂石將銷子和繩卡穿在孔內(nèi)。通過(guò)4個(gè)32T千斤頂抬升橫跨在洞頂EL.650平臺(tái)的桁架，最終將門體提出了水面，再利用25T吊車吊出門槽進(jìn)
8、行了修理。隨后在喇叭口前放置一鋼絲篩X并壓重阻擋砂石繼續(xù)進(jìn)入門槽內(nèi)，利用門槽急流沖刷底部砂石，同時(shí)配合高壓風(fēng)對(duì)水底的砂石進(jìn)行清理，并于3月29日順利實(shí)現(xiàn)了下閘目標(biāo)，門體就位情況非常良好，上緣P型止水與門楣結(jié)合非常嚴(yán)密。此過(guò)程中，沉箱內(nèi)水深只有70cm左右，流速降低只有1m/s左右，而箱體外水深近3m，流速高達(dá)4.5m/s。以上數(shù)據(jù)表明沉箱的設(shè)計(jì)非常合理，達(dá)到了預(yù)期目的?！ ?、結(jié)語(yǔ) (1)高摩贊項(xiàng)
