帶防滑木塑板的液控翻板閘門防洪系統(tǒng)應(yīng)用

劉天祥，黃海楊，鄔海軍

（浙江省水利水電勘測設(shè)計院有限責(zé)任公司，浙江 杭州 310002）

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的不斷加快，人民在生活水平提高和物質(zhì)生活充裕的情況下逐漸追求高品質(zhì)生活環(huán)境，生態(tài)城市建設(shè)的理念應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)水利行業(yè)城市防洪工程往往僅注重功能實現(xiàn)和造價經(jīng)濟(jì)，忽視城市生態(tài)及景觀要求，不符合城市經(jīng)濟(jì)、社會、自然協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)建設(shè)理念，因此既能滿足防洪目標(biāo)，又能與城市水環(huán)境功能、景觀效果相結(jié)合的新型城市防洪系統(tǒng)顯得尤為需要；另一方面，城市人口密集，財富集中，對城市防洪閘門控制的時效性、安全性和可靠性要求較高，目前應(yīng)用較多的傳統(tǒng)防洪砂袋、移動式防洪墻汛前需人工堆填或組裝拆卸，管理難度大，不能有效保證防洪、抗汛效率。

本文所介紹的帶防滑木塑板的液控翻板閘門防洪系統(tǒng)一定程度上充分考慮了上述情況或弊端，汛期可快速響應(yīng)形成封閉防洪圈，平常臥倒作為濱水景觀平臺或步道，不影響內(nèi)側(cè)交通，滿足城市生態(tài)及景觀要求。

1 工程概況

苕溪清水入湖河道整治工程(余杭區(qū)段)[1]為東苕溪整治余杭區(qū)境內(nèi)部分，包含東苕溪汪家埠—余杭鎮(zhèn)段河道生態(tài)保護(hù)工程、羊山灣段整治工程和北湖水生態(tài)治理項目3 部分。

其中，羊山灣段整治工程河長約2.17 km，一方面，本段河道左岸沿河居民眾多，地勢較低，梅汛期和臺汛期易受洪水災(zāi)害，且防洪標(biāo)準(zhǔn)不滿足規(guī)范要求，對流域防洪工程青山水庫、北湖滯洪區(qū)和德清大閘的調(diào)度運(yùn)行造成嚴(yán)重制約，歷來為東苕溪流域防洪調(diào)度重點關(guān)注節(jié)點；另一方面，本段沿河房屋密集、商鋪林立，河道整治應(yīng)盡量節(jié)約土地，避免占用耕地或拆遷，且需響應(yīng)及時，在既保證操控效率，又安全可靠的前提下充分考慮居民的親水意愿，避免親水性不夠、濱水空間利用不充分造成人水阻斷，影響城市景觀等問題。

綜上，羊山灣段整治既要使沿河防洪措施形成高效封閉防洪圈來提高區(qū)域防洪能力，又要滿足城市生態(tài)及景觀要求。

2 防洪系統(tǒng)設(shè)計

2.1 羊山灣堤防段

羊山灣段整治中左岸澄清港口至夢溪大橋長約0.96 km，現(xiàn)狀地面高程5.80～6.50 m，規(guī)劃地面高程6.50～7.00 m，設(shè)計20 a 一遇洪水位為8.11 m。根據(jù)GB 50286—2013《堤防工程設(shè)計規(guī)范》[2]，按允許越浪的超高堤防取0.30 m，并參照SL 74—2019《水利水電工程鋼閘門設(shè)計規(guī)范》[3]第3.1.8 條“露頂式閘門頂部應(yīng)在可能出現(xiàn)的最高擋水位以上有0.30～0.50 m 的安全超高”，考慮東苕溪防洪規(guī)劃整體協(xié)調(diào)及統(tǒng)籌考慮左右岸、上下游，本段防洪堤超高取下限0.30 m，即堤頂（防洪墻頂）高程設(shè)計為8.41 m，本段堤防下部土建結(jié)構(gòu)采用雙排樁支護(hù)作為基礎(chǔ)，本段閘孔及墩墻平面布置見圖1。

圖1 防洪系統(tǒng)閘孔及墩墻布置平面圖

2.2 防洪系統(tǒng)

目前應(yīng)用較多的防洪系統(tǒng)主要有直升式平面閘門型式、回轉(zhuǎn)式翻板閘門型式、固定式玻璃防洪墻型式和組合式鋁合金擋板型式，各方案優(yōu)缺點及方案比選本文不再贅述[4-5]。結(jié)合本工程特點和應(yīng)用實際，提出一種帶防滑木塑板的液控翻板閘門防洪系統(tǒng)，既能保障未封閉防洪圈的防洪安全，又能滿足生態(tài)景觀要求的活動防洪系統(tǒng)。

2.2.1 設(shè)計方案

翻板閘門（一）孔口尺寸（寬×高-設(shè)計水頭，m；下同）為：8.20×1.76-1.76，底檻高程為6.65 m，共設(shè)29 扇。門葉主材為Q235B，門槽主材為Q235B，門葉自重約4.56 t/扇，門槽重約1.63 t/孔。翻板閘門（二）孔口尺寸為：8.20×1.26-1.26，底檻高程為7.15 m，共設(shè)27 扇。門葉主材為Q235B，門槽主材為Q235B，門葉自重約4.56 t/扇，門槽重約1.51 t/孔。

閘門均通過設(shè)在閘門后牛腿上的2×50 kN 液壓啟閉機(jī)進(jìn)行啟閉。閘門平常均臥倒，作為行人通道，接到洪水警報時，提前將閘門關(guān)閉用于擋水，河道常水位為1.20 m，接到洪水警報并在水位到達(dá)5.00 m 之前閉門擋水，閘門操作方式為無水啟閉。閘門關(guān)閉后，通過設(shè)置在柱墩上的自動鎖定裝置鎖定，并通過預(yù)留鎖定孔用螺栓進(jìn)一步鎖定。閘門在啟閉時必須先將鎖定調(diào)整到解鎖狀態(tài)，確認(rèn)無誤后方能進(jìn)行啟閉操作。

閘門選用的2×50 kN 液壓啟閉機(jī)為固定式啟閉機(jī)，一門一機(jī)布置，每扇閘門均配置1 套液壓站，啟閉機(jī)可現(xiàn)地操作，也可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。閘門和啟閉機(jī)支鉸聯(lián)接部位應(yīng)潤滑注油，并定期維護(hù)保養(yǎng)使部件轉(zhuǎn)動靈活，門體梁格和支鉸處應(yīng)定期清污，確保閘門和啟閉機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。閘門和啟閉機(jī)在汛前應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)行，確保能正常投入使用，且在使用時加強(qiáng)觀測，并制定相應(yīng)突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，確保防汛安全。

閘門另配置備用移動啟閉車，要求到達(dá)指定位置后能快速進(jìn)行啟閉，啟閉車鋼絲繩端部采用配套的吊鉤與閘門吊頭連接。備用啟閉車平常停放在指定地點，并定期維護(hù)保養(yǎng)。

帶防滑木塑板的液控翻板閘門防洪系統(tǒng)[6]主要由翻板閘門、液控啟閉裝置、支鉸裝置、鎖定裝置、立柱、止水裝置、擋墻、牛腿、鋼支墩、護(hù)欄等組成，擋墻上部沿岸線間隔設(shè)有立柱，立柱下方及2 根立柱中間的擋墻迎水側(cè)對應(yīng)設(shè)有牛腿，牛腿與擋墻交接處設(shè)有支鉸裝置，與翻板閘門的底端鉸接，牛腿與支鉸裝置交接處設(shè)有液控啟閉裝置，與翻板閘門的上部鉸接，牛腿設(shè)有鋼支墩，平常狀態(tài)時支承翻板閘門，止水裝置設(shè)于相鄰兩立柱近閘門孔口側(cè)及擋墻頂端的迎水側(cè)，形成U 形止水圈，鎖定裝置設(shè)于立柱頂部迎水側(cè)。

平常狀態(tài)時，翻板閘門通過支鉸裝置平臥在相鄰三牛腿上部的鋼支墩上，其上鋪設(shè)有防滑木塑板裝置，作為濱水景觀平臺或步道，見圖2～3。

圖2 防洪系統(tǒng)平常狀態(tài)剖視圖

圖3 防洪系統(tǒng)平常狀態(tài)三維示意圖

擋洪狀態(tài)時，翻板閘門通過液控啟閉裝置在洪水來臨前上翻關(guān)閉，與鎖定裝置自動勾連鎖定，翻板閘門設(shè)吊鉤以備其他機(jī)械設(shè)備臨時起吊，止水裝置與翻板閘門的底部和兩側(cè)壓緊形成封閉止水圈，見圖4～6。

圖4 防洪系統(tǒng)擋洪狀態(tài)剖視圖

圖6 投入使用的“以閘代堤”防洪系統(tǒng)圖

牛腿迎水端上部設(shè)置有護(hù)欄，可提供平常狀態(tài)時行人安全防護(hù)或擋洪狀態(tài)時閘門、油缸的防撞保護(hù)，牛腿中間設(shè)連接板并間隔設(shè)置排水孔，可作為施工期設(shè)備安裝、運(yùn)行期檢修維護(hù)平臺。

2.2.2 主要優(yōu)勢

本防洪系統(tǒng)主要優(yōu)勢有：

1）翻板閘門平臥在牛腿上部的鋼支墩上，閘門面板上鋪設(shè)有防滑木塑板，通過緊固件連接，可作為濱水景觀平臺或步道；

2）洪水來臨前可通過液控啟閉裝置將閘門上翻關(guān)閉，可現(xiàn)場人工控制或自動控制，操控性強(qiáng)，方便工程運(yùn)行管理；

3）翻板閘門上翻關(guān)閉至豎直時可與立柱頂部鎖定裝置自動勾連鎖定，縮短人工操作時間，在接到防洪指令后能快速形成封閉防洪圈；

4）牛腿中間設(shè)混凝土連接板，連接板間隔設(shè)置排水孔，可作為閘門、油缸、鋼支墩等部件施工期安裝、運(yùn)行期檢修維護(hù)平臺。

3 結(jié) 語

羊山灣段液控翻板閘門防洪系統(tǒng)以閘代堤，全長960 m，共55 扇閘門，目前均已正式投入使用，且運(yùn)行以來已經(jīng)歷幾個汛期的考驗，有效阻擋了苕溪洪水倒灌，保障了瓶窯老街汛期安全，顯著解決了過去每逢暴雨老街因地勢低受淹的難題。

城市建設(shè)的快速發(fā)展以及人與自然和諧相處理念越來越多地要求城市防洪工程應(yīng)考慮生態(tài)景觀需要，本文所介紹的帶防滑木塑板的液控翻板閘門防洪系統(tǒng)有效利用翻板閘門特點，克服傳統(tǒng)防洪措施與城市景觀要求的矛盾，既滿足防洪要求，又滿足城市景觀和市民親水要求，為新型城市防洪提供一種新的設(shè)計思路和行之有效的解決方案。