汕頭市海門灣橋閘重建工程設計特點

鄭仲園

(廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司，廣東 廣州 510635)

1 工程概況

練江是粵東沿海一條獨流入海的中小河流，發(fā)源于普寧市大南山五峰尖西南麓楊梅坪的白水礫，自北流經流沙鎮(zhèn)折東，經貴嶼、馬浦、銅盂、峽山、和平至海門港口注入南海。汕頭市海門灣橋閘重建工程位于汕頭市潮陽區(qū)練江出?？诘暮ｉT鎮(zhèn)附近，南距出?？?km，北離市區(qū)4km，東連城南街道鳳南鄉(xiāng)白土，西接井都鎮(zhèn)古埕村。海門灣橋閘以上練江干流全長72.41km，閘壩上游控制集雨面積1302km2，平均坡降0.42‰，流域平均寬24.85km。原海門灣橋閘閘身結構采用50號水泥砂漿漿砌石，于1970年竣工投入使用，在減輕臺風咸潮災害、圍墾灘涂、擴大灌溉面積、改善練江中下游人民的生產生活用水、方便兩岸陸路交通方面發(fā)揮了巨大的工程效益。由于工程在特定時期上馬，當時受資金、材料、技術力量等條件制約，且經過48年的運行，橋閘不斷老化，重新評定存在過流及擋潮能力不滿足要求、配套不全、工作臺及交通橋破損嚴重、混凝土強度不足、抗震性能差等安全問題，該閘評定為四類閘，建議報廢重建。工程于2018年9月開工，至今主體工程已經全部完工。

海門灣橋閘重建工程的閘線維持原閘線不變，工程任務是以防潮為主、御咸蓄淡、兼具交通和航運等綜合利用，規(guī)模為Ⅱ等大(2)型工程。樞紐總體布置方案從左岸至右岸依次為：左岸連接路堤75m、東排水閘(結合船閘下閘首檢修門庫)24.6m、船閘下閘首27m、攔河水閘310.2m、西排水閘14.4m、攔河水閘檢修門庫17m、右岸連接堤段1100m，重建橋閘管理樓、倉庫、配電房布置在左岸，本工程樞紐布置如圖1所示。建筑物級別與洪水標準見表1。

表1 工程建筑物級別與洪水標準

圖1 工程樞紐布置圖

2 水工結構設計

海門灣橋閘地處亞熱帶季風區(qū)，常年受臺風侵襲，基本風壓為0.95kPa。工程場地類別為Ⅱ類，地震動峰值加速度為0.20g，相應地震基本烈度為Ⅷ度，設計烈度為8度，設計地震分組為第二組。閘基地層主要為第四系海相沉積的淤泥層及海陸交互相沉積的砂層，基巖為全風化花崗巖層，局部地段見有弱風化花崗巖，基巖面起伏較大。橋閘左側基礎為全風化花崗巖層，上部為軟可塑狀，下部為硬塑-堅硬狀；閘右側基礎為為稍密-中密的中粗砂層，局部存在軟弱的淤泥夾層，地基不均勻，通過換填碎石以及施工CFG樁解決不均勻沉降問題。

閘址航段為內河Ⅴ級航道，最大通航船舶噸位300t。攔河水閘共布置22孔開敞式泄水閘，每孔凈寬12m，總凈寬264m。攔河水閘采用寬頂堰的型式，堰頂高程-5.50m。閘室結構為兩孔一聯(lián)，邊墩厚1.2m，中墩厚1.8m，縫墩2.4m(含縫寬)。東排水閘1孔，過流凈寬8m，西排水閘1孔，過流凈寬12m，上、下閘首寬27m。

攔河水閘閘室內設有上游檢修門槽、工作閘門槽和下游檢修門槽各1道，上游檢修門槽中心線與工作門槽中心線相距3m，下游檢修門槽中心線與工作門槽中心線相距3.65m。通過技術和經濟對比，以及考慮建筑物抗震需求，工作閘門確定為露頂式平板鋼閘門，每孔1扇，由設在攔河閘上部的固定卷揚機進行啟閉。上游檢修門槽預留臨時應急用，不設專門的檢修門。下游檢修閘門為疊梁式結構，閘門高度與工作閘門相同，22孔共用3扇檢修閘門(15段疊梁體)，采用移動式電動葫蘆啟閉，檢修閘門平時安放于右岸檢修門庫內。

橋閘閘頂高程4.5m，檢修交通橋位于啟閉機室上游，凈寬7m，上游側設3m寬人行道(結合供水管與電纜溝)、下游側設1m寬人行道，總寬度11m，與左右岸相接，形成貫穿整個橋閘的交通道路，連接海門鎮(zhèn)和井都鎮(zhèn)，很大程度上方便了兩岸村民的交通，攔河水閘剖面如圖2所示。

3 水閘上部建筑設計

隨著社會的發(fā)展，人民對美好生活需要的日益增長，水利事業(yè)的蓬勃發(fā)展也讓水利部門越來越重視水工建筑物的造型設計。建筑造型設計要結合外部環(huán)境條件、使用功能、結構形式等因素的制約及影響[1-2]。與通常的民用建筑工程不同，水利工程設計以功能性為主，工藝流程及設備布置等使用功能要求對主體建筑物的結構選型、平面布置及剖面設計起決定性的作用，要使水利建筑造型可以引人注目，并能夠融入周邊環(huán)境，結合當地歷史文化進行設計是一種可行的辦法[3-4]。

騎樓是一種近代商住建筑，樓體以2～3層為主，建筑物底層沿街面后退且留出公共人行空間，普遍存在于東南亞各國以及我國的海南、福建、廣東、廣西等沿海僑鄉(xiāng)地區(qū)。潮汕地區(qū)的僑胞從國外帶回了極具西方建筑特色又具備商住結合的騎樓，體現(xiàn)了獨特的南洋建筑風格[5-6]。汕頭騎樓始建于19世紀20年代，建筑形式受到歐陸風格的影響，是在特定地理環(huán)境、傳統(tǒng)文化及外來因素等影響下而逐漸形成的一種建筑類型，具有“外洋內中”的獨特風格，其典型代表是小公園及周邊的安平路、升平路、國平路等街道形成放射狀分布的沿街騎樓。

汕頭市屬亞熱帶，具有明顯的季風氣候特征，春季潮濕，陰雨日多；夏季高溫酷暑，常有臺風暴雨；秋季涼爽干燥，天氣晴朗，氣溫下降明顯；冬無嚴寒，但有短期寒冷。騎樓是城鎮(zhèn)沿街建筑，上樓下廊，騎樓下廊可以遮陽和防雨，既是店面的外廊，又是室內外的過渡空間，可全天候穿行其間，實現(xiàn)了“南國多雨天，騎樓可避風”，就算春夏雨水較多，也可以滿足行人逛街購物的需求。連廊也比較通風，可以帶走酷暑的高溫和回南天的濕氣，騎樓上樓下廊的建筑格局非常適用于沿海地區(qū)的氣候特征。

騎樓外部通常是富有歐洲風情的巴洛克和洛可可風格，內部則多是精致的潮汕水鳥圖案。騎樓的立柱作為受力構件有強烈的裝飾效果，底層是以仿古希臘愛奧尼柱式為主，然而二層以上混搭了仿多立克柱式或方型的混合柱式，形成了特殊立面的特征[7]。騎樓頂的女兒墻是南洋風最引人注目的特征之一，大致可分為兩種：一為水平護攔，臨街一面常做出掛綠釉的寶瓶欄桿；另一為變形的巴洛克式山墻，造型極豐富，一樓一模樣，墻面上部開有圓形、長圓形等形狀的風洞，在?？谙募撅L速最大可達40m/s以上的氣候條件下，可大大降低風壓對巴洛克山墻造成的破壞。因此在海門灣橋閘的上部結構建筑設計上，采用騎樓風格的立面處理，如圖3所示。

圖3 上部結構方案圖

原海門灣橋閘工程閘壩為71孔水閘和1孔船閘，為了尊重當地民俗，本次設計保留原有72個門拱元素，結合水工結構設計和金屬結構設計，在方案階段將門拱元素結合騎樓風格布置到下游側。上部結構分為2層，一層與交通橋連接，板面標高為4.500m，層高為10.6m，用于閘門的移動和檢修，四周用欄桿包圍，避免人員進入，由于層高較高，在滿足結構抗震計算安全的前提下，以及未來工作閘門檢修更換的需求，只在9.800m高程橋閘內部布置層間連系梁，不破壞上下游側的門拱造型。二層為啟閉機室，板面標高為15.100m，層高為5.0m，主要布置閘門固定式卷揚機和移動式電動葫蘆啟閉機。根據《水利工程設計防火規(guī)范》[8]，水閘啟閉機室層安全出口不宜少于2個，疏散距離不應超過60m，因此在橋閘左右東排水閘和檢修門庫段布置樓梯，在第6孔和第15孔布置消防應急樓梯。考慮到船閘平時運用較少，船只在臺風期間才進閘避風，而最高通航水位1.98m并非經常出現(xiàn)并時刻保持，為使船閘與兩岸連接順暢，降低對左岸道路兩側民眾的生活影響，同時也降低工程投資，閘頂交通橋采用液壓活動鋼橋型式，橋面高程降至與水閘閘頂同高，即4.500m，當水位較高且需過大船時則提升橋面，短時封閉道路。同時為了便于觀察和操作鋼橋的啟閉，將液壓設備操作房布置在鋼橋下游側。

由于海門灣橋閘跨度較大，結合騎樓風格，在攔河閘9～12孔屋面21.000m高程以上設計8m高，56m寬的拱形屋頂裝飾架，在21～22孔以及船閘下閘首的屋面設計5.5m高，28m寬的拱形屋頂裝飾架，用對稱的拱形屋頂裝飾架調整立面比例關系，使橋閘在視覺上不會過于扁長，顯得更為大氣。門拱內部是長方形的孔洞，降低了風壓對門拱的水平壓力，減少上部結構的風荷載[9]。

考慮到海門灣橋閘位于出?？冢瑯蜷l上部建筑以鋼筋混凝土結構為主體，外墻整體采用貼灰白色兩種顏色的瓷磚增加厚重感，使建筑外觀與海水和天空形成統(tǒng)一、協(xié)調、美觀的整體，海門灣橋閘重建工程效果如圖4所示，工程完工如圖5所示。

圖4 海門灣橋閘重建工程效果圖

圖5 海門灣橋閘重建工程完工圖

4 防腐措施

海門灣橋閘設計使用年限為100年，水下混凝土結構的環(huán)境類別為四類海水環(huán)境，個別結構(如閘墩局部、擋墻面板局部)為5類受人為或自然的侵蝕性物質影響的環(huán)境，上部結構為3a類海風環(huán)境。水下結構一期采用C30混凝土，二期采用C35混凝土，上部結構均采用C35混凝土。

為減小海洋大氣對上部結構混凝土的腐蝕[11]，上部結構采用抗腐蝕混凝土，并將梁柱鋼筋混凝土保護層加厚為55mm，板鋼筋混凝土保護層加厚為45mm，在內外墻、梁板柱的批蕩層滿掛φ1mm×10mm×10mm鍍鋅鋼絲網。內墻刷白色乳膠漆，外墻貼飾面瓷磚，起到了保護和裝飾作用，還滿足防潮、防腐等要求。交通橋及橋閘欄桿采用花崗巖石材，樓梯扶手以及安全護欄采用不銹鋼欄桿，這兩種欄桿整體施工方便，抗腐蝕性好，使用年限長。啟閉機室層上下游側采用T90系列斷橋鋁白色透明玻璃的豎向平開窗，使得空氣可以對流，同時滿足自然通風、采光和抗風防腐。

5 結語

海門灣橋閘改善練江流域水環(huán)境，保護練江流域中下游農田和人民免受風咸潮災害，同時也提高潮陽潮南兩岸的交通通行能力。將潮汕騎樓文化融入到海門灣橋閘重建工程中，不僅保護和傳承了騎樓建筑文化，也見證汕頭“百載商埠”的歷史，使海門灣橋閘體現(xiàn)出一種獨特的風格，成為當地的一個標志建筑物。