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摘要：水利工程的渠首改造设计主要是为了减少渠首改造工程的投资，便于管理的需要，需要在具体设计时需要考虑渠道数量的问题，并尽可能将渠道合并。而对于一些小的渠首改造设计，则应以不破坏主体工程，不改变水流，不影响正常供水的情况下进行。基于此，本文阐述了水利工程渠首改造设计前的检查工作及其要求，对水利工程中的渠首改造设计要点及其注意事项进行了探讨分析。
关键词：水利工程；渠首改造设计；检查工作；要求；设计要点；注意事项
水利工程渠首主要是为灌区灌溉引水服务，其不仅水头低，而且流量较大，其通常由拦河闸、溢流坝、排水闸、固滩、导流堤及上下流的江道整治等工程组成。渠首工程有效满足了农田灌溉的需要，同时也为水力发电、工业及生活用水起到了积极的作用。因此为了充分发挥其功能，必须加强对其改造设计进行分析。
一、水利工程渠首改造设计前的检查工作分析
水利工程渠首改造设计前，需要对其进行严格检查，其检查内容主要包括：（1）土工构筑物的检查工作分析。在渠首工程中其土工构筑物主要是指渠堤，因此需要对渠堤进行仔细的检查。在检查时需要对看渠堤是否有塌陷、淋沟、滑坡、裂缝及渗漏等情况出现，同时还要对洞穴等隐患进行观察，还要对排水系统和减压设施的堵塞、损坏和失效等情况进行检查，还要观察堤闸接头处有无渗漏及管涌等情况。（2）圬工构筑物的检查工作分析。该项检查主要对护坡护坝的砌石和浆砌石有无松动、裂缝、滑动、隆起及人为破坏的情况进行检查。（3）混凝土和钢筋混凝土构筑物的检查工作分析。混凝土和钢筋混凝土构筑物需要注意有无裂缝、渗漏、剥落、冲刷、磨损和气蚀；伸缩缝止水有无损坏，填充物有无流失；墩墙、基座是否稳固；坝身、闸身、泵站有无集中渗漏等。（4）闸门和启闭机的检查工作分析。闸门和启闭机检查需要注意金属结构有无变形、裂纹、锈蚀、油漆剥落、焊缝开裂、铆钉或螺栓松动；闸门框架及面板有无变形；闸门有无歪扭，闸槽是否堵塞；止水是否完整；启闭机运转是否灵活；钢丝绳有无断丝；转动部分润滑油是否充足；机电及安全保护设施是否完好；钢丝网水泥闸门与钢筋混凝土闸门有无露筋、露网、裂缝、脱壳、漏水和其他损坏等。
二、水利工程中的渠首改造设计要求分析
水利工程建设中的渠首改造过程中，为了保障其改造设计的有效性，必须按照相关要求进行，主要表现为：（1）改造方案要求。水利工程的渠首改造过程中，需要综合各方面因素进行全方位的考虑，经过反复多次论证后选择最优化的改造方案，而且在对进行推石坝砼护面改造时还要保证泄洪冲砂闸的位置，这样不能能够有效的降低渠首上、下游的水位差，也可以提高下流的防冲设施的安全系数，有效的解决淤积和过冰的问题。（2）应用原坝砼护面对推石坝进行改造。基于推石坝本身的稳定性特征，只是其坝面的强度不够，强度水准不高，这样通过原坝的砼护面来对其进行改造，可以有效的增强推石坝坝面的强度，使推石坝整体的稳定性处于更高的水平，使得变得更加牢固。（3）控制坝高，保持滩地植被。渠首项目在确保浇灌区域水位的条件下，必须对溢流坝的高度进行适当的减小，并且对留存在滩地的植物进行必要保护。这是渠道得以保证安全性的最基本要求。因为有效的控制坝身的高度，可以有效的保证坝身的稳定性，而且坝身在逐年沉实后其稳定性能则会更好，可以有效的保证渠首整体工程的安全性。而且滩地上的植被在洪水来临之时，其可以起到稳固滩地土壤的作用，保证滩地的稳定性，因此对于渠首整体安全性而言，这二项措施时保证渠首工程安全性的最基本条件。
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三、水利工程中的渠首改造设计要点及其注意事项分析
1、水利工程的渠首改造设计要点分析。（1）合理选择坝型。结合实际工程进行合理选择，主要表现为：第一、混凝土护面堆石坝，主要用于原有的堆石坝改造；第二、阶梯式面流消能坝、混凝土结构；第三、上游混凝土护面，下游为钢筋笼堆石坝，敖头渠首副坝为此种坝型；第四、小型渠首建议采用橡胶坝和自动翻板闸门坝。（2）溢流坝尺寸设计要点分析。第一、主坝泄洪段及溢流坝长度，应考虑以下要求：回水淹没上游限制水位、下游防冲要求河床允许的单宽流量、河床稳定宽度要求、按漫滩冲刷最危险流量及平槽流量来确定泄洪长度。第二、溢流坝顶高程。在进行溢流坝顶高程的设计时，主要应考虑到灌区引水高程和过冰的要求，因此对于坝顶高程在设计时城朵以2～5年一遇洪水的标准的来进行设计，而对于坝顶过冰水深则需要达到冰厚度的1.15倍。第三、设计标准。主体工程按20年一遇洪水设计，闸墙及两岸侧墙顶高程均为20年一遇洪水位加上安全超高，主坝为阶梯式面流消能坝，消能防冲亦为20年一遇设计。（3）冲砂排洪闸设计要点分析。第一、型式：开敞式，需满足泄洪要求和滩地冲刷要求。第二、尺寸：满足冲砂、排洪、稳定闸前主河槽深及防止漫滩冲刷要求。第三、冲砂闸宽度计算包括：闸前设计水位，冲砂闸下泄设计流量，溢流坝不溢流时，闸前设计水位与坝顶齐平；设计流量可选择河流主槽时间最长的多年平均流量，频率为75%～80%的洪水流量。而对于滩地上抗冲能力的设计，则应对其冲刷最严重的春季和秋季进行充分的考虑，特别是在春季时，由于滩地表层刚刚融化，这时抗冲能力处于一个较低的水平，这就需要对冲砂闸所能承载的洪峰流量有一定的要求，以保证洪峰能安全一通过，减少滩地上的水头的压力，因为对于防洪标准的设计则需要参照具体构筑物的级别来进行。（4）消能设计要点分析。根据各地的实际特点，对于过冰的坝，应采用面流消能为好，防冲设施应设护坦和海漫等，坝脚和护坦采用深基础效果较好。
2、水利工程建设中的渠首改造设计注意事项。主要体现在：（1）渠首工程改造最好先建闸，后处理坝面、消力池和护岸固滩。（2）加固好坝上游两岸的薄弱部分与泄洪滩地，并且对拦河坝的泄洪滩地要采取植物措施和工程设施，进行加固处理，择定其行洪的单宽流量。（3）在确定和控制拦河坝高程要在水文分析的基础上，按设计灌溉面积要求由引水渠首的水面线推求确定，不能由于渠首淤积和不经过枢纽的重新设计而扩大灌溉面积，提高坝顶高程，造成坝体不安全。（4）完善坝下游消能设施和坝前破冰设施。目前在很多的拦河坝都没有进行消能设施的设置，这就导致洪水过后，坝下流会受到严重的冲刷，必要时还需要进行抛石填坑。而再遇洪水来袭时又重复被冲走，再进行填石，这样年年的往复着相同的工作，消耗了大量的维修费用。而在没有破冰措施的情况下，所有的冰排都要坝面上进行通过，这就会当冰块受阻后坝前的水位升高，从而使坝体的安全受到，坝面受到破坏。所以对于拦河坝对其下游的消能措施和坝前的破冰措施进行完善对坝体及坝面的安全性具有极其重要的作用。
结束语
综上所述，水利工程建设过程中，为了充分发挥渠首作用，需要对有些渠首工程进行改造，并且为了保证渠首工程改造的经济效益，需要对改造措施进行简化，以便于节省投资，这就要求在渠首工程改造设计过程中，加强对渠首坝高的控制，保护好滩地植被，从而保障坝体安全。
参考文献：
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[4]苏彬.灌区渠首工程的设计措施[J].水能经济，2017（10）
论文作者:吴昊
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第29期
论文发表时间:2019/8/28
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