水渡河水閘閘孔尺寸及閘室分段的探討

韓金超

(黑龍江農(nóng)墾勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱150090)

1 水閘工程概況

長(zhǎng)沙縣水渡河水閘工程位于湘江一段支流的撈刀河下游裁彎取直段，下游距湘江入口14.9 km，上游距赤石河壩13.80 km，閘址左岸為團(tuán)結(jié)垸，右岸為三合垸。修建水渡河水閘工程，攔蓄上游河道水量，抬高閘址上游河道水位，為星沙自來(lái)水廠的供水提供保障。水閘100 a一遇的最大過(guò)閘流量為4 326.7 m3/s，工程等別為Ⅱ等，規(guī)模為大⑵型。

2 水閘凈寬及孔口尺寸的確定

閘孔凈寬根據(jù)泄流特點(diǎn)、下游河床地質(zhì)條件和安全泄流的要求等綜合考慮確定，通過(guò)水閘過(guò)流計(jì)算及綜合分析，攔河閘總凈寬96 m，其中沖沙閘凈寬16 m，泄洪閘總凈寬80 m。

根據(jù)閘的地基條件、運(yùn)用要求、閘門(mén)結(jié)構(gòu)型式等綜合分析確定閘孔孔徑，設(shè)計(jì)通過(guò)以下4個(gè)方案比選，最終確定閘孔尺寸。

2.1 沖沙閘

考慮到?jīng)_沙的效果，沖沙閘采用對(duì)稱(chēng)布置，水閘每側(cè)1孔，即沖砂閘2孔、單孔寬8 m。

2.2 泄洪閘

泄洪閘總凈寬80 m，根據(jù)水閘地勘成果，閘底板坐落在巖基上，故閘室的單塊長(zhǎng)度≤20 m，為方便水閘的運(yùn)行管理，閘孔數(shù)不宜過(guò)多。

依據(jù)選用的閘門(mén)結(jié)構(gòu)型式及閘門(mén)孔口尺寸標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)范規(guī)定閘孔數(shù)8孔，宜采用單數(shù)孔，當(dāng)閘孔數(shù)超過(guò)8孔時(shí)，在一般情況下采用單數(shù)孔或雙數(shù)孔都可以，水閘設(shè)計(jì)初擬5孔、7孔、9孔、10孔4種孔數(shù)方案進(jìn)行比選[1－2]。

各方案閘孔數(shù)及單孔尺寸見(jiàn)表1，各方案工程量及投資見(jiàn)表2。

表1 各方案的閘孔尺寸表

表2 各個(gè)方案工程量及工程投資表

通過(guò)4個(gè)方案的比選，方案Ⅰ5孔閘孔，單孔凈寬16 m，總凈寬80 m的布置方案工程投資最省，故泄洪閘閘孔布設(shè)選擇方案Ⅰ，閘室總凈寬為80 m，共布置水閘7孔，其中泄洪閘5孔、單孔寬16 m，沖砂閘2孔、單孔寬8 m[3－5]。

3 閘孔分縫型式的確定

攔河閘段共布置水閘7孔，其中泄洪閘5孔、單孔寬16 m，沖砂閘2孔、單孔寬8 m?？紤]水閘底板坐落在巖基上，故閘室的分縫長(zhǎng)度不超過(guò)20 m，通過(guò)方案比選確定順?biāo)飨蛴谰每p的位置，初擬2種分縫方案:

3.1 方案Ⅰ

永久縫設(shè)在閘墩上，閘墩與底板固結(jié)在一起形成Π型結(jié)構(gòu)，水閘的中墩均為縫墩，每一孔閘作為獨(dú)立整體，邊墩厚2.0 m，各縫墩厚度均為1.70 m，計(jì)入逢寬20 mm，攔河閘總長(zhǎng)度120.52 m。

3.2 方案Ⅱ

永久縫設(shè)在每孔閘閘底板中間，閘墩與底板形成T型或L型結(jié)構(gòu)，邊墩厚1.8 m，中墩厚為2.2 m，攔河閘總長(zhǎng)度112.8 m[6－7]。

3.3 兩種方案比選

適用條件、優(yōu)、缺點(diǎn)見(jiàn)表3、工程量及投資見(jiàn)表4。

擬建閘基坐落在強(qiáng)風(fēng)化礫巖上，下部為弱風(fēng)化礫巖，地基承載力較好，通過(guò)比較方案Ⅱ較方案Ⅰ節(jié)省投資453.3萬(wàn)元，選擇方案Ⅱ布置水閘順?biāo)飨蛴谰每p，永久縫設(shè)在每孔閘閘底板中間，閘墩與底板形成 T型或 L型結(jié)構(gòu)，邊墩厚1.8 m，中墩厚為2.2 m，攔河閘總長(zhǎng)度112.8 m。同時(shí)做好閘基處理，使各閘塊基底彈性模量相近、地基沉降量相同[8－9]。

表3 兩方案適用條件、優(yōu)、缺點(diǎn)

表4 兩方案主體工程量及投資表

[1]江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.SL265—2001水閘設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)水利水電出版社，2001.

[2]水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.SL191—2008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)水利水電出版社，2008.

[3]江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院.SL379—2007水工擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)水利水電出版社，2007.

[4]水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.GB50286—2013堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)水利水電出版社，2013.

[5]梁一飛，劉成有，李國(guó)寧.國(guó)內(nèi)外新型水閘的設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀綜述[J].內(nèi)蒙古水利，2010(01):13－14.

[6]趙青，王索成，張萬(wàn)瑞.芻議平原水庫(kù)水閘的管理[J].黑龍江水利科技，2008(05):197.

[7]郭中瓊.水閘設(shè)計(jì)問(wèn)題的分析[J].中國(guó)水運(yùn):下半月，2009(11):163－164.

[8]劉斌.水閘閘室穩(wěn)定計(jì)算分析[J].中國(guó)水運(yùn):下半月刊，2010(08):185－186.

[9]劉筠，王昊，張峰.黃河下游引黃涵閘設(shè)計(jì)特征水位探討[J].人民黃河，2012(11):94－96.