五、協(xié)合拉引水樞紐工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　目前我區(qū)引水樞紐普遍存在著引水與沖沙的矛盾，樞紐上下游淤積的問題、閘室抗磨問題、下游消能問題等，以往人們往往從整體上考慮的多，從局部上考慮的少，因此防沙引水效果不夠理想。而協(xié)合拉引水樞紐借助于模型試驗(yàn)大膽嘗試，通過局部結(jié)構(gòu)改變，取得了較好的成效。以下從幾個(gè)方面簡要說明。

　　1、引水與沖沙

　　充分利用懸板分層式引水的優(yōu)點(diǎn)，為減少閘前淤積問題，在廊道設(shè)計(jì)時(shí)，增加了廊道的長度，廊道長度達(dá)50m，將淤積區(qū)控制在遠(yuǎn)離進(jìn)水閘區(qū)域，同時(shí)為達(dá)到廊道用少量水排走大量沙的目的，縮小了廊道的斷面尺寸，改為四孔。經(jīng)試驗(yàn)和計(jì)算，廊道內(nèi)流速比上游整治段流速大1.31～1.37倍。通過這些措施達(dá)到了預(yù)期的效果，避免了閘前淤積面抬高，又有泥沙躍上懸板引入進(jìn)水閘的危險(xiǎn)。

　　2、樞紐上、下游淤積的防治

　　由于懸板分層式引水，造成閘前水位壅高，而壅水運(yùn)行的時(shí)間越短，其閘前淤積量越少，越利于敞泄沖刷達(dá)到?jīng)_淤平衡。換言之，在滿足引水時(shí)可敞泄排沙的流量出現(xiàn)頻率越大或時(shí)間越長，越利于防沙減淤。在利用現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算時(shí)，充分考慮閘前蓄冰庫而堤防加高的有利條件，采用P=99%作為造床流量計(jì)算。利用“束水攻沙”的原理，在防洪安全的前提下，縮窄上下游整治段的寬度。經(jīng)模型試驗(yàn)，確定合理的穩(wěn)定河寬為104.4m，同時(shí)為保證輸沙順暢，上游整治段長400m，下游整治段300m.從工程近幾年的運(yùn)行情況看，樞紐沖沙效果較好。

　　3、建筑物抗磨問題

　　由于河道推移質(zhì)粒大量多，樞紐抗磨問題至關(guān)重要，否則影響樞紐安全運(yùn)行。在設(shè)計(jì)初期，曾考慮采用花崗巖條石、鑄鐵、塑料磚、砌石等作為抗磨材料，但均不理想。在考察中，武漢水利水電大學(xué)提供了新型抗磨抗砸的建筑材料，即耐磨砼，而且已成功運(yùn)用，效果較好，施工簡單。經(jīng)多方考察，決定將該先進(jìn)科技材料應(yīng)用到協(xié)合拉工程中，并在泄洪閘底板護(hù)堤及沖刷廊道底板大規(guī)模運(yùn)用。而對(duì)墩兩側(cè)1.2m磨損部分，采用10cm厚鋼板防護(hù)，并將鋼板直接和墩體澆筑，解決抗磨問題。工程已運(yùn)行三年，并經(jīng)歷了設(shè)計(jì)洪水的運(yùn)行，只有部分區(qū)域出現(xiàn)損壞，經(jīng)分析主要是施工過程中的問題。由于采用新材料，保證了工程安全，減少了維護(hù)費(fèi)用。

　　4、消能防沖設(shè)計(jì)

　　由于泄洪閘校核洪水時(shí)，單寬流量達(dá)到32.4m3/s，而閘室處地質(zhì)條件差，抗沖能力弱，水工模型試驗(yàn)時(shí)，最大沖刷深度達(dá)到10m.解決好消能事關(guān)閘室安危，而采用裙板消能裝置，較好地解決消能防沖問題。裙板設(shè)置要求裙板與護(hù)堤連接處預(yù)留20cm左右的間隙，裙板鋼軌長短相間并列布置，鋼軌長度為4.5m和6m，并每10片鋼軌組成一組，并列排列，要求不留間隙，裙板下要有一定的空間，不能全填。在裙板設(shè)計(jì)方面，我們有成功的經(jīng)驗(yàn)，所以協(xié)合拉消能防沖采用裙板設(shè)計(jì)是成功的。

　　5、融冰電熱系統(tǒng)

　　協(xié)合拉引水樞紐冬季極端氣溫達(dá)-27.6℃，泄洪閘有2扇工作閘門運(yùn)行，東、西岸進(jìn)水閘工作閘門冬季均運(yùn)行。門槽均設(shè)置電熱系統(tǒng)冬季融冰。門楣、側(cè)軌及底檻均設(shè)置電熱器。電熱器規(guī)格為側(cè)軌電熱器GYQ01-220/0.8，門楣電熱器GYQ03-220/0.8，底檻電熱器GYQ01-220/0.8.共有6扇門槽設(shè)置了電熱融冰裝置，以保證工作閘門在冬季能正常運(yùn)行。

　　6、水閘自動(dòng)化系統(tǒng)

　　本閘樞紐自動(dòng)化系統(tǒng)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控及遠(yuǎn)動(dòng)的目的，同時(shí)保留手動(dòng)系統(tǒng)，提高管理水平和質(zhì)量，減輕勞務(wù)強(qiáng)度。

　　樞紐自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能：

　　（1）監(jiān)測(cè)記錄過閘流量、閘門開度及上、下游水位。

　　（2）數(shù)字顯示水位、閘門開度及流量。

　　（3）根據(jù)河道來水及水位和給定引水流量自動(dòng)調(diào)節(jié)閘門開序。

　　（4）計(jì)算日平均流量及累積水量。

　　（5）具有定時(shí)打印及召喚打印各種報(bào)表。

　　（6）實(shí)現(xiàn)事故自動(dòng)處理功能。

　　（7）實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)停機(jī)控制。

　　（8）實(shí)現(xiàn)緊急狀態(tài)下自動(dòng)聲光報(bào)警。

　　該系統(tǒng)由河海大學(xué)水利水電科學(xué)研究院負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、研制、安裝和調(diào)試。

　　7、上游導(dǎo)流堤護(hù)面設(shè)計(jì)

　　由于上游導(dǎo)流堤又是蓄冰庫的壩體，壩體高10m.壩體設(shè)計(jì)事關(guān)工程安危，故在壩體設(shè)計(jì)中，首次成功地引進(jìn)了面板壩設(shè)計(jì)，較好地解決了壩體防沖、防滲及安全穩(wěn)定問題。

　　8、閘體的建筑設(shè)計(jì)

　　以前工程不重視外觀設(shè)計(jì)，而協(xié)合拉引水樞紐主體工程外觀建筑設(shè)計(jì)新穎，造型美觀大方，將水利工程設(shè)計(jì)與工民建的建筑設(shè)計(jì)有機(jī)地結(jié)合在一起，為地區(qū)的旅游業(yè)增添了一道亮麗的風(fēng)景線。

　　結(jié)束語

　　通過該樞紐設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為，首先要因地制宜，不迷信某一種型式，不拘泥于固定的經(jīng)驗(yàn)，在繼承中發(fā)展，在發(fā)展中創(chuàng)新，敢于負(fù)責(zé)，大膽創(chuàng)新，提出合理的方案，最后在水工模型試驗(yàn)中進(jìn)一步優(yōu)化，一定能創(chuàng)造出適合當(dāng)?shù)睾恿魉程匦缘囊畼屑~型式。