大灣水利樞紐工程攔河閘總體布置

蘇長剛，趙 巖，李冬升

(1.牡丹江市水務(wù)科學(xué)研究院，黑龍江牡丹江157000;2.牡丹江市市政設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，黑龍江牡丹江157000)

1 工程概況

1.1 工程地理位置及目的

牡丹江市大灣攔河閘工程工程是原橡膠壩改擴(kuò)建工程。工程地點(diǎn)位于牡丹江堤防左岸樁號(hào)10+375 km處，距江濱公園3 km，座落在牡丹江干流上，控制流域面積22 720 km2，占全流域面積的60%。修建攔河閘的主要任務(wù)是在牡丹江枯水期下閘蓄水，抬高江道水位，擴(kuò)大水域，改善牡丹江水景觀，保障牡丹江城市用水，同時(shí)也更加改善了大牡丹江建設(shè)的投資環(huán)境。

1.2 工程等級(jí)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252－2000)的規(guī)定，按水庫分等指標(biāo)確定牡丹江市大灣攔河閘工程等別為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型。按攔河水閘分等指標(biāo)確定工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大(2)型，主要建筑物為2級(jí)。綜合分析后，確定工程等別為Ⅱ等，工程規(guī)模為大(2)型，主要建筑物為2級(jí)，次要建筑物為3級(jí)，臨時(shí)建筑物為4級(jí)。

1.3 工程相關(guān)數(shù)據(jù)

工程正常蓄水位為231.20 m，相應(yīng)庫容1 194萬m3，設(shè)計(jì)洪水位為234.75 m，相應(yīng)庫容為3 065萬m3，校核洪水位為236.37 m，相應(yīng)庫容為4 161萬m3。大灣攔河閘共設(shè)17孔閘，孔口尺寸為:凈寬12.5 m，高度13 m，中墩厚度2.5 m，兩邊墩厚度為1.25 m。兩岸以圓弧翼墻與岸坡連接。17孔閘全長255 m，是一座閘橋相結(jié)合的多功能性建筑物。此次閘門采用平板鋼閘門，尺寸為:寬度13.3 m，高度6 m。啟吊裝置采用17臺(tái)雙吊點(diǎn)、集中驅(qū)動(dòng)，啟門力F=2×400 kN單臺(tái)功率W=22 kW卷揚(yáng)機(jī)。

工程始建于2009年4月份，工程分兩期，計(jì)劃于2011年一期竣工。

2 壩址地質(zhì)分析與閘底板高程確定

2.1 區(qū)域地質(zhì)概況

牡丹江市在大地構(gòu)造上隸屬新華夏系構(gòu)造體系第二隆起帶，張廣才嶺和老爺嶺的相間部位。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，主要受敦密、依舒二大斷裂帶的復(fù)合控制。牡丹江低次序斷裂構(gòu)造從本區(qū)通過。

本區(qū)晚近期有玄武巖噴發(fā)，臨近區(qū)地震活動(dòng)較為頻繁，從1933～1973年發(fā)生過5次地震，屬延邊——雞西深震區(qū)，從未發(fā)生過破壞性地震。

根據(jù)《中國地震裂度區(qū)劃分圖(1990)》，牡丹江流域地震裂度小于Ⅵ度，區(qū)域穩(wěn)定性較好。

2.2 庫區(qū)地質(zhì)情況

護(hù)岸基礎(chǔ)為河漫灘及河床相，局部有古河道，組成物質(zhì)以砂礫石為主，黃褐色、中密，水位以下飽水。礫卵石磨圓度較好，分選性差，成份以花崗巖及玄武巖類巖石為主，下未見底，砂礫石厚度約4～6 m，地基透水性強(qiáng)。

整個(gè)護(hù)岸以砂礫石體為主，基礎(chǔ)為砂礫石地基。具有較強(qiáng)透水性，要做好防滲處理和滲透穩(wěn)定計(jì)算及相應(yīng)措施。

2.3 江道清灘工程地質(zhì)情況

牡丹江江道分布在河谷漫灘地上，兩岸局部段河岸與高漫灘和山麓相接。江道呈蛇狀彎曲，牡—寧新公路橋與鐵嶺公路橋之間彎曲較大，江心洲與汊河較發(fā)育，主槽寬窄不同，呈竹節(jié)狀。江岸為沖積粉質(zhì)粘土或粉質(zhì)壤土，江底為黃褐色砂卵石或道臺(tái)橋組灰白砂巖。由于近些年主槽采砂大部分段形成了魚鱗式江底，搞沖刷能力非常強(qiáng)。

2.4 壩址處河床內(nèi)地質(zhì)情況

頂部分:為第四系松散沖積堆積砂礫石層，呈黃褐色、中密，個(gè)別位置含有泥質(zhì)，礫卵石磨圓度好、分選性差，成分以母巖花崗巖及玄武巖石類為主。砂礫石顆粒的組成、分布規(guī)律稍差。地基承載力基本值fo=280 kPa。地基摩擦系數(shù)為0.4。

底部分:為白堊海浪組砂巖。漫灘區(qū)主要分布在壩址兩側(cè)壩肩。壩址及壩肩的基底白堊系海浪組砂巖巖性一致，均有分布，基巖埋深較穩(wěn)定，基巖面埋深高程在223.50～224.00 m。巖石透水性弱，砂巖地基可按不透水地基考慮。考慮基底承載力要求，經(jīng)綜合分析后，確定閘底板前后齒墻高程為223.20 m，底板高程確定為223.90 m。

3 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)構(gòu)布置

3.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》(SL252－2000)的規(guī)定，本工程永久性水工建筑物攔河閘的洪水標(biāo)準(zhǔn)為:30 a一遇洪水設(shè)計(jì)，100 a一遇洪水校核。施工導(dǎo)流建筑物為Ⅳ級(jí)，導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇洪水設(shè)計(jì)，消能防沖為30 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

表1 建筑物級(jí)別與洪水標(biāo)準(zhǔn)一覽表

3.2 結(jié)構(gòu)布置

17孔攔河閘軸線布置在原橡膠壩軸線上游10 m處，攔河閘由閘室上游鋪蓋段、閘室段、消力池段、海漫段4個(gè)部分組成。

1)上游鋪蓋段:根據(jù)擋水正常高度5.5 m及地質(zhì)情況，擬定出上游鋪蓋長度12 m，經(jīng)計(jì)算論證，合理。鋪蓋為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總寬度255 m，厚度范圍100～150 cm，頂高程由225.20 m漸變至225.70 m。

2)閘室段:閘底板高程為225.70 m，底板厚度為1.8 m，閘室長度為10 m，閘室伸縮縫設(shè)在底板中間處，每孔一縫。交通橋下閘墩向上游懸臂5.44 m，閘室上部接有交通橋、檢修平臺(tái)、啟閉房。啟閉臺(tái)頂高程為247.80 m，寬度為8 m，啟閉室內(nèi)凈寬6.2 m。檢修平臺(tái)布置在下游側(cè)，臺(tái)面高程為238.78 m，每孔由兩根空心板梁組成。交通橋總寬10 m，車行道寬7 m，人行道每側(cè)1.5 m。橋面采用空心板梁結(jié)構(gòu)。

3)消力池段:消力池利用原橡膠壩底板做連接段，在原消力池基礎(chǔ)上加高尾坎0.30 m，池底高程為224.70 m，底板厚度為0.80 m，消力池尾坎頂高程226.00 m，邊坡為1∶0.5，坎頂寬度為0.40 m。

4)海漫段:海漫段利用原有結(jié)構(gòu)，即長度為21.5 m，總寬度255 m，按1∶40坡度向下游傾斜。海漫首端部分采用鉛絲石籠結(jié)構(gòu)，尾端部分采用干砌石結(jié)構(gòu)，厚 度為0.50 m，海漫首、尾各設(shè)一道齒墻。

5)圓弧翼墻:7孔攔河閘兩岸利用圓弧翼墻與岸坡相接，原來圓弧翼墻為扶臂式鋼筋混凝土擋土墻，改建中，將原墻頂鑿毛后鉆孔，加設(shè)φ16螺紋鋼做為錨筋，右岸原擋墻頂加高一段2.60 m高的“L”形擋土墻，左岸加高2.84 m，加高后墻頂高程為238.64 m。以滿足100 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

綜上所述，筆者認(rèn)為此次攔河閘工程的設(shè)計(jì)理念前瞻、結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì)科學(xué)合理。工程在設(shè)計(jì)理念上考慮到城市建設(shè)、旅游開發(fā)、水能開發(fā)、二期工程的電能開發(fā)，在結(jié)構(gòu)布置上采用一閘多能―閘橋結(jié)合形式。牡丹江大灣水利樞紐工程不但可以改善牡丹江的水域景觀，更重要的是帶動(dòng)了牡丹江兩岸的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，創(chuàng)建了良好的投資環(huán)境。工程的建成，還將為牡丹江百姓創(chuàng)建美好的休閑、娛樂的之地。

［1］華東水利學(xué)院.水工設(shè)計(jì)手冊(cè)［R］.北京:水利電力出版社，1982.

［2］牡丹江市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.黑龍江省牡丹江市橡膠壩改建工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告［R］.牡丹江:牡丹江市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2008.