水渡河水閘閘址的確定

韓金超

(黑龍江農(nóng)墾勘測設(shè)計研究院，哈爾濱150090)

1 水閘工程概況

1.1 水閘位置

水渡河水閘工程位于撈刀河的下游裁彎取直段，下游距湘江入口14.9 km，上游距赤石河壩13.80 km，閘址左岸為團結(jié)垸，右岸為三合垸。

1.2 水閘任務(wù)

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，為星沙自來水廠的供水提供保障[1]。

1.3 水閘規(guī)模

水渡河水閘100 a一遇的最大過閘流量為4 326.7 m3/s，工程等別為Ⅱ等，規(guī)模為大(2)型。

2 閘址比選

初步擬定2個閘址，上閘址:位于水渡河橡膠壩上游2 300 m，下閘址:位于水渡河橡膠壩上游1 800 m。

2.1 閘前水流條件

2.1.1 上閘址水流條件

上閘址位于現(xiàn)狀水渡河閘壩上游2 300 m處，距上游河道轉(zhuǎn)彎處174 m，閘前直線段較短，不足500 m，水流進水條件較差[2]。

2.1.2 下閘址水流條件

下閘址位于現(xiàn)狀水渡河閘壩上游1 800 m處，距上游河道轉(zhuǎn)彎處630 m，水流進水條件較好。

2.2 地形條件

2.2.1 上閘址地形條件

上閘址河道左側(cè)為堤防，右側(cè)為山丘，河槽呈對稱“U”字型，河槽寬約123 m。

2.2.2 下閘址地形條件

下閘址河道左側(cè)為堤防，右側(cè)為階地，河槽右岸與階地之間為漫灘。河槽呈對稱“U”字型，河槽寬約112 m，漫灘寬度為181 m。

從地形條件上看，下閘址比上閘址建設(shè)場地寬闊，方便工程布置，地形有利于施工導(dǎo)流的布設(shè)，施工條件較好[3]。

2.3 地質(zhì)條件

上、下閘址地層巖性類似，第四系覆蓋層主要為粉質(zhì)黏土、粉細砂、圓礫層，下部為強風(fēng)化、弱風(fēng)化礫巖。

上閘址工程地質(zhì)問題較為突出，主要表現(xiàn)在:河床右岸存在較厚的覆蓋層，不能作為建閘基礎(chǔ)，挖除方量大;河床存在風(fēng)化深槽，全風(fēng)化砂礫巖最厚達37.4 m，為該地區(qū)較突出的不良地質(zhì)現(xiàn)象，閘基礎(chǔ)處理工程費用高。

結(jié)合地質(zhì)條件及水工建筑物布置的方便性，下閘址明顯優(yōu)于上閘址[4]。

2.4 主體工程及施工導(dǎo)流

2.4.1 上閘址

2.4.1.1 閘孔數(shù)及尺寸

經(jīng)過計算，水閘總凈寬126 m，共設(shè)閘門9孔，其中泄洪閘6孔，單孔凈寬16 m，沖沙閘3孔，單孔凈寬10 m。

2.4.1.2 水閘布置

水閘由上游護砌段、進口段、閘室段、消力池段、海漫段組成。

上游護砌段長20 m，寬度由147.8 m漸擴為153.6 m。進口段長15 m，寬度為153.36 m。水閘閘型采用開敞式，共設(shè)閘門9孔，總凈寬126 m，其中沖沙閘3孔，單孔凈寬10 m，泄洪閘6孔，單孔凈寬16 m，閘室垂直水流向長157.36 m，順?biāo)飨驅(qū)?1 m。

閘室兩側(cè)與堤防銜接。消力池長39.52 m，凈寬153.6 m。出口水平段長10 m。海漫長45 m，底寬為153.6 m。

2.4.1.3 主體工程量及投資

上閘址主體工程量及投資見表1。

表1 上閘址主體工程量及投資表

2.4.1.4 施工導(dǎo)流

施工工期為兩個枯水期，即第一年10月—第三年3月，導(dǎo)流采用二次導(dǎo)流，一期施工3孔泄洪閘和1孔沖沙閘，其余為二期施工。

圍堰高度為8.5 m，頂部寬8 m并設(shè)有泥結(jié)石路面供車輛通行，圍堰坡度為1∶2，圍堰土體采用河灘地碎石土，堰體表面布置黏土編織袋壓實，臨水側(cè)埋設(shè)土工防滲膜，考慮到河床以下有沙層分布，故采用止水旋噴樁進行圍堰地基的防滲處理，圍堰臨水側(cè)坡腳采用拋石措施以防止水流的沖刷破壞，背水側(cè)坡腳設(shè)置排水溝。

在閘址右岸開挖導(dǎo)流明渠，明渠斷面采用梯形復(fù)式斷面，明渠底高程為24.5 m，渠底寬度為32 m，兩邊放坡坡度為1∶1.5。

2.4.1.5 導(dǎo)流工程量及投資

上閘址施工導(dǎo)流各方案工程量及投資見表2。

表2 上閘址施工導(dǎo)流工程量及投資比較表

上閘址工程總投資為7 444.45萬元，其中工程主體投資為6 088.05萬元，臨時工程投資為1 356.4萬元。

2.4.2 下閘址

2.4.2.1 閘孔數(shù)及尺寸

下閘址河槽右側(cè)為181m漫灘，水閘采用閘堰結(jié)合方案，用水閘、溢流堰共同泄洪，在主河槽修建水閘，閘上設(shè)交通橋，右側(cè)灘地采用溢流堰與河道右岸相接，在溢流堰前方修建交通橋。經(jīng)過計算，水閘總凈寬96 m，共設(shè)閘門7孔，其中泄洪閘5孔，單孔凈寬16 m，沖沙閘2孔，單孔凈寬8 m。溢流堰長160 m。

2.4.2.2 水閘布置

水閘由上游護砌段、進口段、閘室段、消力池段、海漫段組成。上游護砌段長20 m，寬度由114.2 m漸擴為 116.52 m。進口段長 15 m，寬度為116.52 m。

水閘閘型采用開敞式，共設(shè)閘門7孔，總凈寬96 m，其中沖沙閘2孔，單孔凈寬8 m，泄洪閘5孔，單孔凈寬16 m，閘室垂直水流向長120.52 m，順?biāo)飨驅(qū)?1 m。

閘室左側(cè)與河道堤防銜接，閘室右側(cè)與魚道相鄰。消力池長38.5 m，凈寬116.52 m，底板頂高程為23.5 m。

出口水平段長10 m，底高程為24.5 m。海漫長40 m，底寬為116.52 m，底高程為24.5 m。

溢流堰垂直水流方向長160 m，順?biāo)鞣较蛴缮嫌巫o砌段、溢流堰段、消力池段、出口水平段、海漫段、防沖槽組成。

上游護砌段長15 m，寬度160 m。溢流堰段長8.5 m，其中水平段長3.5 m，斜坡段長4 m，坡比為1∶4，下游水平段1 m。消力池長19 m，凈寬160 m。出口水平段長10 m。海漫長25 m，底寬為160 m。防沖槽長4.1 m，寬為160 m。

2.4.2.3 主體工程量及投資

下閘址主體工程量及投資見表3。

閘堰結(jié)合方案，主體工程投資5788.57萬元。

表3 下閘址主體工程量及投資表

2.4.2.4 施工導(dǎo)流

施工工期為兩個枯水期，即第一年10月—第三年3月，導(dǎo)流采用兩次導(dǎo)流，圍堰高度為6.4 m，頂部寬8 m并設(shè)有泥結(jié)石路面供車輛通行，圍堰坡度為1∶2，圍堰土體采用河灘地碎石土，堰體表面布置黏土編織袋壓實，臨水側(cè)埋設(shè)土工防滲膜，考慮到河床以下有沙層分布，故采用止水旋噴樁進行圍堰地基的防滲處理，圍堰臨水側(cè)坡腳采用拋石措施以防止水流的沖刷破壞，背水側(cè)坡腳從用松木樁以加強堰體的坡腳穩(wěn)定。

二期導(dǎo)流為第二年枯水期，圍堰高度為6.878 m，頂部寬4 m并設(shè)有泥結(jié)石路面供車輛通行，圍堰坡度為1∶2，圍堰土體采用河灘地碎石土。在閘址右岸開挖導(dǎo)流明渠，明渠斷面采用梯形復(fù)式斷面，明渠底高程為26.02 m，渠底寬度為50 m，兩邊放坡坡度為1∶2。

下閘址施工導(dǎo)流工程量及投資見表4。

下閘址工程總投資為7 095.54萬元，其中工程主體投資為5 788.57萬元，臨時工程投資為1 306.97萬元。

3 閘址確定

綜合上、下閘址方案比較成果見表5。

通過對上、下閘址從閘前水流條件、地形條件、地質(zhì)條件、工程投資比較，上、下閘址地質(zhì)條件都比較好，適宜修建水閘，考慮汛期安全、堤防穩(wěn)定、合理布置閘址，盡量避開彎道，下閘址在閘前水流條件、地形條件方面勢明顯，況且下閘址較上閘址節(jié)省投資348.91萬元，所以經(jīng)過閘址的方案比選，下閘址方案經(jīng)濟可行，確定下閘址為擬建閘址。

表4 下閘址施工導(dǎo)流工程量及投資比較表

表5 上、下閘址方案比選匯總表

[1]江蘇省水利勘測設(shè)計研究院.SL265—2001水閘設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，2001.

[2]水利部長江水利委員會長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院.SL191—2008水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，2008.

[3]江蘇省水利勘測設(shè)計研究院.SL379—2007水工擋土墻設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，2007.

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