大汶河琵琶山溢流坝加固设计研究

1.概述

　　琵琶山溢流坝位于济宁、泰安两市交界地带的大汶河上。该工程始建于1966年，在三十多年的运行过程中，形成了系统、完善的农田灌溉和工业引水体系，作为汶上县东部地区的水源，在汶上县东部地区的引、蓄水及两岸农田的地下水回灌中，发挥了巨大的工程效益，被誉为汶上人民的“生命线”。

　　原溢流坝为浆砌石结构，由于河道无序采砂的影响，加上工程维护不当，该坝于2001年汛期被洪水冲毁。2002年重新修复，修复后的工程主要由溢流坝、翻板闸和冲砂闸组成。其中冲砂闸5孔，总宽32.2m；翻板闸88孔，总宽240.0m；溢流坝总长531.0m，位于肥城境内的坝段没有改建。

　　2003年9月4日大汶河出现2000m3/s的洪峰，位于肥城境内未改建的旧坝段及右端新建90m溢流坝坝体被洪水冲毁，其它坝段也遭到不同程度的破坏，冲砂闸、翻板闸和溢流坝的下游消能防冲设施严重损坏，工程已无法正常运行，右岸滩地被淘刷，265亩耕地被洪水冲走，直接威胁右岸大堤。

　　受工程主管部门的委托，山东省水利勘测设计院承担了该工程加固设计的任务，并进行了加固设计方案的深入研究。该工程在2004年汛前已完成主体工程的施工，并经历了汛期的考验。

　　2.加固方案比选

　　2.1设计原则大汶河琵琶山溢流坝工程主要功能，是确保汶上县东部地区的引水，同时要求大汶河行洪期不对上游两岸造成不利影响；按照原坝址不变、功能不变的原则进行设计。

　　从工程水毁的原因来看，工程地基为砂基，易于淘刷。做好地基处理，保证建筑物地基的稳定是设计的重中之重。按照自中皋村到戴村坝之间停止一切采砂活动，坝下冲刷深度与戴村坝顶高程50.20m相同的约束条件，进行工程设计。

　　2.2方案比选根据工程具体情况和目前施工技术能力拟定了七个方案分别从经济合理性、技术可行性、施工工艺等方面进行比较，从中选优。

　　方案一：新建溢流坝、冲砂闸方案；

　　该方案将原有工程全部拆除，新建冲砂闸和溢流坝。冲砂闸位于左岸，其过流能力与原冲砂闸和翻板闸的过流能力相同，总净宽100m；右岸新建钢筋砼溢流坝，总长692m.冲砂闸和溢流坝均直接座于基岩上或采用钢筋砼灌注桩基础深入基岩。

　　方案二：新建溢流坝、橡胶坝方案；

　　该方案用橡胶坝代替方案一的冲砂闸，其他布置型式同方案一。

　　方案三：溢流坝、冲砂闸面流消能加固方案；

　　该方案保留原工程可利用的冲砂闸和部分溢流坝段，将翻板闸拆除，并新建15孔冲砂闸（单孔净宽为5m），结构形式同原冲砂闸。对保留的部分进行加固改造，其它部分新建溢流坝。采用面流消能，在面流消能结构下设钢筋砼防冲墙，墙底插入基岩内。