金永強(qiáng)

(安徽省水利水電勘測設(shè)計院，安徽 合肥　230088)

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霍邱縣城東湖閘加固方案設(shè)計

金永強(qiáng)

(安徽省水利水電勘測設(shè)計院，安徽 合肥230088)

摘要：文章對安徽省霍邱縣城東湖水閘存在的安全隱患進(jìn)行分析，并根據(jù)規(guī)范要求結(jié)合工程實(shí)際情況，對城東湖水閘加固方案進(jìn)行了探討，提出老閘加固同時擴(kuò)建新閘的加固方案，較好地解決了工程所存在的各項問題，為同等類型的水閘除險加固方案設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：水閘；安全；加固方案；擴(kuò)建

1工程概況

城東湖位于安徽霍邱境內(nèi)，是淮河南岸支流汲河下游的天然湖泊，也是淮河中游的蓄洪洼地。城東湖閘位于城東湖入淮口，于1952年11月興建，1953年7月竣工。城東湖閘設(shè)計流量為1 800 m3/s，是淮河中游重要的蓄洪控制工程，其主要作用是保證城東湖蓄洪區(qū)能夠按照防汛調(diào)度的要求，及時有效蓄洪，控制正陽關(guān)水位，以減輕淮北大堤以及重要城市防洪圈堤的防洪壓力。同時該水閘也是城東湖蓄洪區(qū)的退水閘，節(jié)制湖水位維持湖區(qū)通航，其次可盡量排空湖水，防止小洪水倒灌入湖。

2水閘存在的安全隱患

根據(jù)《安徽省東湖閘安全鑒定報告書》的結(jié)論，該水閘安全鑒定類別為III類，主要存在以下安全隱患：

(1) 該水閘過流能力低于設(shè)計要求，閘室抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)和地基應(yīng)力不均勻系數(shù)均不滿足規(guī)范要求；進(jìn)退洪消能防沖海漫長度及沖刷坑深度均不滿足規(guī)范要求。

(2) 閘室底板、閘墩、岸墻等混凝土強(qiáng)度等級低，一般不足C15，不滿足要求。

(3) 工作閘門結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度不滿足規(guī)范要求，檢修閘門變形損壞嚴(yán)重，工作閘門啟閉機(jī)除中孔外，啟閉容量不滿足要求。

(4) 供電電源為10 kV農(nóng)用線路，無備用電源，電器設(shè)備老化，閘門監(jiān)控主要設(shè)備損壞，無法自動控制。

(5) 安全監(jiān)測設(shè)施不完善，管理設(shè)施簡陋，通航過閘條件差。

3除險加固方案設(shè)計

3.1加固方案的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

城東湖閘設(shè)計流量為1 800 m3/s，根據(jù)文獻(xiàn)[1-3]的規(guī)定，該水閘為Ⅱ等大(2)型工程，其主要建筑物級別為2級，次要建筑物級別為3級，臨時性建筑物級別為4級。閘上公路橋設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)同省道S310荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路Ⅱ級。

根據(jù)施工設(shè)計要求，施工分期洪水位系列根據(jù)1956～2007年實(shí)測水位資料統(tǒng)計，利用頻率法計算，城東湖閘施工期11月～次年4月期間10年一遇設(shè)計洪水位城東湖側(cè)20.74 m、淮河側(cè)20.94 m，10年一遇設(shè)計流量264 m3/s。

3.2加固方案的設(shè)計思路

此次城東湖閘加固方案的制定，應(yīng)結(jié)合《安徽省東湖閘安全鑒定報告書》的鑒定結(jié)論和水閘實(shí)際情況，并充分考慮各方面因素，同時借鑒類似工程設(shè)計成果[4-10]。不僅要考慮工程本身存在的問題，還要結(jié)合整個淮河干流中游汛期度汛，將水閘存在的問題徹底解決，為當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展做好保障。

城東湖閘建成60年來，共6次開閘蓄洪。實(shí)際運(yùn)行中最大進(jìn)洪流量達(dá)1 800 m3/s，進(jìn)洪期設(shè)計過閘單寬流量達(dá)到45 m3/s，進(jìn)洪水位差也大大超過原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，城東湖側(cè)的消能防沖設(shè)施都受到了不同程度的破壞。因此，此次加固設(shè)計擬對城東湖閘進(jìn)行擴(kuò)孔，既解決閘室過流能力不足，也降低了過閘單寬流量，有利于閘室及下游消能防沖設(shè)施的安全。同時，加大退洪流量，縮短退洪時間，能有效地減輕蓄洪區(qū)群眾的生產(chǎn)生活壓力[11]。

3.3加固方案設(shè)計

安全鑒定意見中確定城東湖閘為三類閘，故本次加固設(shè)計中盡可能利用原有結(jié)構(gòu)。綜合考慮老閘結(jié)構(gòu)、閘室規(guī)模、度汛要求、公路橋、運(yùn)行管理等因素，本次加固對老閘進(jìn)行維修加固的同時擴(kuò)建新閘。

(1) 保留老閘閘室、兩側(cè)岸墻及右岸上下游翼墻；對閘底板、閘墩、上下游翼墻以及公路橋排架局部混凝土表面采用聚合物砂漿修補(bǔ)；拆除重建老公路橋兩橋頭下游側(cè)(東湖側(cè))擋墻，新建閘門鋼筋混凝土檢修平臺，拆除重建排架、啟閉機(jī)房及兩側(cè)橋頭堡；對上、下游消能防沖設(shè)施及護(hù)坡進(jìn)行維修加固。

(2) 原閘址西側(cè)擴(kuò)建新閘，新閘閘址中心線與老閘平行，新閘5孔，中孔為通航孔，不設(shè)胸墻，凈寬12.0 m，閘底板高程14.9 m；城東湖側(cè)設(shè)下閘首，下閘首順?biāo)鞣较蜷L13.0 m，上閘首位于閘室控制段，上下閘首間通航閘室順?biāo)鞣较蜷L60.0 m；非通航孔閘室控制段設(shè)胸墻，閘孔高6.0 m，凈寬8.0 m，閘底板頂高程為17.04 m。閘室總凈寬44.0 m，閘室順?biāo)鞣较蜷L度為18.0 m；閘墩上部設(shè)檢修橋及公路橋，公路橋布置在城東湖側(cè)，與老閘公路橋正對。老閘與新閘之間設(shè)分流島，寬28.0 m(圖1)。

圖1　城東湖閘加固工程平面布置圖

(3) 更換老閘工作閘門、門槽埋件及啟閉設(shè)備。

(4) 根據(jù)閘室布置情況，結(jié)合水閘運(yùn)行需要，補(bǔ)充必要監(jiān)控、監(jiān)測設(shè)施，新建必要管理設(shè)施、完善管理區(qū)交通及綠化。

(5) 考慮到進(jìn)退洪及通航安全，擬對淮河側(cè)鄰近水閘長約3.0 km引河進(jìn)行疏浚。

4結(jié)束語

城東湖閘是城東湖蓄洪區(qū)唯一的進(jìn)退洪控制工程。由于歷史原因，城東湖閘存在安全隱患。一旦城東湖閘不能正常運(yùn)行或發(fā)生事故，城東湖蓄洪區(qū)將失去進(jìn)退洪功能，這不僅使城東湖本身遭受洪災(zāi)損失，同時將嚴(yán)重影響到淮河中游洪水的調(diào)度，威脅到淮北大堤和沿淮城市工礦圈堤的防洪安全。城東湖閘加固工程完成后，可以改善工程運(yùn)行條件，確保工程在設(shè)計條件下的防洪安全，保證其安全、有效控制運(yùn)用。對于類似水閘除險加固項目，必須充分考慮各方面因素，才能制定出合理的加固方案。

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收稿日期：2015-11-20

作者簡介：金永強(qiáng)(1980-)，男，安徽巢湖人，博士，安徽省水利水電勘測設(shè)計院高級工程師．

中圖分類號：TV653;TV66

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)01-0042-02