南排工程運行管理在后續(xù)工程建設中的應用

曹明建

（嘉興市南排工程管理局 314001）

朱小焰

（嘉興市中立水利工程物業(yè)管理中心 314001）

章忠標

（嘉興市南排工程管理局 314001）

1 引言

杭嘉湖南排工程是杭嘉湖地區(qū)主要泄洪排澇通道，是太湖流域綜合治理的十項骨干工程之一。工程由鹽官下河閘、鹽官上河閘、南臺頭閘、長山閘四個出?？陂T，鹽官下河、鹽官上河、南臺頭干河、長山河四條排水骨干河道配套建筑物及其補償河道組成。排澇閘共18孔，每孔凈寬8m，總凈寬144m，排澇泵站選用4臺斜15°軸流泵，轉輪直徑3.8m，設計流量每臺200m3/s，設計總流量800m3/s。工程主要任務是防汛為主，兼灌溉供水、河道航運、改善水環(huán)境及綜合效益，于1998年工程完工并投入使用。

杭嘉湖南排平湖塘延伸拓浚獨山排澇應急工程是浙江省政府批準的《杭嘉湖地區(qū)防洪規(guī)劃》中一項重要內(nèi)容，也是《太湖流域防洪規(guī)劃重點工程布局》的重要工程。根據(jù)國務院《關于加強太湖流域2001－2010年防洪建設若干意見的通知》（國發(fā)〔2001〕89號）精神，建設杭嘉湖南排獨山排澇工程。獨山排澇應急工程由獨山排澇閘、獨山干河（郭村至獨山段）組成。獨山排澇閘規(guī)模為凈寬40m，設2孔，每孔20m，節(jié)制閘5座。河底寬48m，河底高程-3.8m，河面寬89.4m，工程總投資3.86億元。

2 現(xiàn)南排工程運行中存在的問題

經(jīng)過12年的南排工程安全運行，在杭嘉湖地區(qū)防汛抗旱中起到了舉足輕重的作用，但在工程的運行管理中，也逐漸暴露出了一些在日常維修保養(yǎng)中難以改變、難以克服的工程缺陷，主要表現(xiàn)如下。

2.1 預應力混凝土閘門及啟閉機部分

由于南排工程處于錢塘江北側，以下因素影響著閘門的安全經(jīng)濟運行：

a.閘門的自重大，安裝、維修和運行均具有一定的危險。b.閘門前由于錢塘江漲潮退潮而引起泥沙沉積。c.錢塘江邊海風較大，對閘門的橫向壓力較大，影響閘門的提升。

d.由于漲潮過程中海水具有強鹽蝕作用，各種預埋金屬構件均失去原有的功能，而預應力閘門上重新安裝相當困難。

e.開閘時由于放水流速較快，時有硬物被卷入流道在底坎上停留，關閘時對閘門底部有磕破損傷，導致閘門滲漏。

f.液壓啟閉機壓力管室外部分，受鹽霧腐蝕的影響要比室內(nèi)的大很多，其安全性難以檢測和保障，部分壓力管段埋設于墻體內(nèi)，更換難度大。

2.2 排澇閘上下游沖刷

絕大部分閘前上游河道，因設計中采用干砌塊石進行護坡，河床過流斷面局部偏窄，運行中實際流速超出設計流速，再加上日常船只的航行與停泊擾動護坦底而導致閘前河道護坦板松動、河床沖刷嚴重、大面積掏空及塌陷，嚴重影響著兩岸堤防的穩(wěn)定，進一步影響到大閘基礎的安全。以南臺閘為例，經(jīng)過10多年的運行，閘前河床損毀嚴重、橋梁基礎沉陷錯位，連續(xù)數(shù)年來雖一直拋石加固河床也無法從根本上加以解決。部分河段護岸維修成本甚至超過按現(xiàn)行標準新建護岸的成本。

2.3 河道節(jié)制閘用電

現(xiàn)運行中南排工程河道節(jié)制閘分布在干河與支河交叉處，由排澇閘引專線到節(jié)制閘附近，再通過變壓，為卷揚機提供電力。因節(jié)制閘在放水期間是常閉狀態(tài)，非汛期為常開狀態(tài)，故節(jié)制閘閘門的啟次數(shù)較少。為了節(jié)約成本，節(jié)制閘多數(shù)設備安裝在室外，由于近幾年來金屬價格暴漲，置于室外的變壓器、電纜經(jīng)常被盜，給防洪排澇工作帶來很大的麻煩。以鹽官為例，近幾年內(nèi)節(jié)制閘變壓器全部被盜，補配后也均再次被盜，高壓電線也被破壞殆盡，導致開閘時需臨時布電纜。

3 對后續(xù)類似工程的建議

針對以上列舉的種種工程缺陷，在后續(xù)的南排獨山排澇應急工程設計與建設過程中，以下幾點改進意見在后續(xù)工程建設應用中有重要的現(xiàn)實意義。

3.1 獨山排澇應急工程概括及閘門設計改進

獨山排澇應急工程是以防洪排澇為主，兼顧航運，作為嘉興市海河聯(lián)運的一個出入口，是平湖塘延伸拓浚工程的先行部分，也是南排的第一個后續(xù)工程。獨山工程建成后將加大杭嘉湖地區(qū)向杭州灣的泄洪能力，改善水環(huán)境綜合治理環(huán)境，提高地方水動能力，彌補由于黃浦江的淤積而導致杭嘉湖地區(qū)向北排減少的排澇能力。獨山干河設計規(guī)模為四級航道，原閘門設計方案為2孔，單孔寬20m。針對閘門原設計方案，依照多年的運行管理經(jīng)驗提出以下幾點疑問：

a.獨山干河為四級航道，按航管部門規(guī)定最大通行噸級為500t，考慮航道以后升級的可能，按三級航道標準計算，最大通航噸級為1000t?，F(xiàn)行1000t級貨運船只寬度為8～10m，閘門沒有設置20m寬度的必要。

b.按照通航閘的要求，設計方案的閘門高度為9m，寬度為20m，總重量約200t，正常提升時間為30min，影響通航和排澇效率。

c.隨著閘門寬度的增加，需調(diào)整閘門的厚度，提高液壓設備能力，這勢必大幅增加投資。由于閘門過大，安全隱患也相應增大，操作、維修的難度增加。

d.閘門設計為2孔，單孔開閘排澇時，閘室的受力不均衡，強大的水壓容易引起閘室的不穩(wěn)定。

基于以上幾點的考慮，設計部門最終將閘門設計方案變更為2孔×13m+1孔×14m，這樣更有效地保障了工程的安全運行，降低了對壓力管、液壓泵的要求，節(jié)約投資、提高運作效率，便于日常維修養(yǎng)護。同時通過采取安裝防鹽蝕不銹鋼壓力管和加防鹽霧套等措施提高壓力管的使用壽命，增加預應力閘門底坎與肋梁的金屬包邊，減少水流中硬物對底板的損害。閘門上的預埋件均采用抗鹽蝕不銹鋼制品，延長其使用時間，無需考慮更換與維修。

3.2 變更獨山干河護底護坡設計方案，避免重蹈現(xiàn)運行中排澇閘上游干河沖刷塌損事故

獨山干河河底高程為-3.8m（黃海高程），為淤泥質粘土夾粉土層，該土層為高壓縮性、低強度軟土，性質差。工程原設計采用干砌塊石護底護坡，砌石厚度為30cm，墊層底鋪設400g/m2無紡土工布一層，并采用C15混凝土地梁將干砌塊石護底、護坡分隔，框格縱橫向間距為5m。

根據(jù)該設計方案與近年來一直對南臺頭閘前河道拋石大修的比照分析：獨山干河為防洪排澇與通航多功能河道，海河聯(lián)運中大量載重船只的通行將擾動河道護底護坡砌石，導致其發(fā)生位移，在水流的沖刷作用下會導致水土流失而產(chǎn)生塌陷。船只停泊時對護坡的碰撞和拋錨固定對護底、護坡塊石的不當拖拽也會造成其松動，導致河床土壤流失而產(chǎn)生塌損。一旦出現(xiàn)掏空現(xiàn)象，就會改變此處的水流方向，產(chǎn)生漩渦進而加速沖刷，并向周邊擴展，整個護坡、護底基礎將逐漸破壞。

基于建設上的要求，為減少日后管理的難度，將設計方案變更為：墊層底鋪設400g/m2無紡土工布一層，上鋪5cm碎石，護底、護坡均采用30cm厚C15混凝土灌注砌石（塊石含量60%）。如此工程投資相當，既可防止船只在低水位通行時對底板的擾動，又可防止停泊時的拋錨損傷，更有利于阻止放水時對底板的沖刷，延長了護坦的使用時間，減少了維修成本。

3.3 調(diào)整電力接入方式

針對歷年來南排工程運行中節(jié)制閘的電力線路和電力設備損壞和被盜事件，在獨山排澇工程建設過程中，與當?shù)毓╇娝塘?，從農(nóng)電中接入，不直接設變壓器，架空電線直接接入閘頂，控制開關引到適當?shù)奈恢?。另與供電所協(xié)議，排澇期間電力安排提前通知。此舉在保證節(jié)制閘正常運行的情況下，大大節(jié)約了建設成本，也減少了今后運行管理中的維護難度，從源頭了解決了變壓器和電纜被盜問題。

4 結語

通過對南排工程運行管理中發(fā)現(xiàn)問題的總結，并在后續(xù)工程的設計和建設中有針對性的改進，避免了在后續(xù)管理中難以克服的工程缺陷，在保證工程安全運行的前提下大大節(jié)約了維護成本、減少了維修難度、提高了工作效率。以上建議和改進意見都已在獨山排澇應急工程的建設過程中逐步得到改進和落實，可為今后相類似工程所借鑒和參考。■