李大銀

一、工程概況

灌口集泄水閘閘室結(jié)構(gòu)為開敞式，位于汲東干渠7+255.6，集水面積72km2，閘室總寬25.80m，單孔凈寬3.00m，共7孔。閘上灌溉渠底高程52.48m，灌溉設(shè)計效益91.45萬畝，灌溉渠道設(shè)計流量45.70m3/s。閘室順水流方向長度為10.00m，底板高程為52.48m，上游設(shè)計水位56.75m，校核水位56.90m，下游設(shè)計水位56.55m，校核水位56.60m，設(shè)計流量265.0m3/s，校核流量291.0m3/s，開關(guān)橋面高程59.78m。閘門型式為鋼筋混凝土平板門，啟閉機為雙螺桿式啟閉機。2009年4月被安徽省水利廳評定為三類閘，對其進行拆除重建處理。

二、工程現(xiàn)狀

泄水閘下游行洪通道淤積，實際泄洪能力達不到理論計算流量。灌口集泄水閘設(shè)計排洪流量為265m3/s，現(xiàn)狀最大排泄230m3/s左右，閘下游受洪水頂托。特別是1968年以后，左、右岸河灘被鄉(xiāng)鎮(zhèn)圍墾造田，閘下河床變窄，曾多次出現(xiàn)河水淹沒農(nóng)田，灌口集泄水閘不能排洪的現(xiàn)象。

2010年7月16日，灌口集泄水閘閘上最高水位58.46m，超設(shè)計水位1.71m，7孔閘門全開，最大泄量230m3/s，仍不能滿足泄洪需要，閘下渠堤漫堤。工程建設(shè)年代久遠，存在過流能力嚴重不滿足防洪要求等多方面的問題。

三、工程地質(zhì)

1.地層巖性

0層：人工填土（Qml4）：以素填土為主，其成分主要為重、中粉質(zhì)壤土，局部夾砂礫石，灰黃色、黃褐色，可塑，稍濕，土體結(jié)構(gòu)較松散。主要分布于泄水閘兩側(cè)，最大厚度2.30m，層底高程55.00～56.80m。

①層（Qal3）：重、中粉質(zhì)壤土，局部為粉質(zhì)粘土，灰黃、褐黃色，硬可塑，含鐵錳質(zhì)結(jié)核，中等壓縮性。層厚3.00～3.70m，層底高程52.00～53.10m，普遍分布。

②層（Qal3）：砂礫石夾粉質(zhì)壤土，灰～灰黃色，松散～稍密，飽和，礫石粒徑0.2～2cm，次圓狀，中等壓縮性。層厚0.90～1.90m，層底高程51.10～51.20m，普遍分布。

④1層（Eq）：砂 礫 巖，全 風化～強風化，棕紅、紫紅色，巖芯呈碎塊，厚2.00～3.10m，相應(yīng)高程48.10～49.10m。

④2層（Eq）：砂礫巖，弱風化～微風化，棕紅、紫紅色，巖芯呈柱狀，完整，堅硬，JD6孔揭露最大厚度6.80m，相應(yīng)高程42.30m。

2.閘基土層穩(wěn)定性評價

該閘址工程地質(zhì)條件較好，閘址建基面位于④1層全風化～強風化砂礫巖上，該層承載力較高，滲透性能弱，巖性穩(wěn)定，能夠滿足閘基礎(chǔ)對地基承載力的要求。下伏為弱風化～微風化砂礫巖，巖性穩(wěn)定，厚度大，對閘基穩(wěn)定有利。

四、水閘設(shè)計

1.防洪標準設(shè)計

原泄水閘按50年一遇洪水設(shè)計，200年一遇洪水校核，1985年汲東干渠初步設(shè)計按渠道控制的灌溉面積，將泄水閘設(shè)計與校核的防洪標準分別改為20年和50年一遇。由于泄水閘、渠下涵位于鄉(xiāng)村防護區(qū)，根據(jù)《防洪標準》（GB502001-94），防洪標準為50年一遇洪水設(shè)計，此次泄水閘的防洪標準按50年一遇洪水設(shè)計、100年一遇洪水校核。

表1 灌口集泄水閘水位庫容曲線表

2.查《84辦法》計算設(shè)計暴雨

根據(jù)《84辦法》附圖1～圖4分別查得設(shè)計流域中心處的年最大24h點雨量均值年最大1h點暴雨量均值和最大24h點雨量的變差系數(shù)CV24及年最大1h點雨量的變差系數(shù)CV1各參數(shù)值如下：

3.計算參數(shù)的確定

根據(jù)《史河灌區(qū)分干渠以上交叉河道洪水計算》中灌口集泄水閘水位庫容關(guān)系曲線，對流域面積、河長、比降等流域特征值進行了復(fù)核。經(jīng)過復(fù)核，灌口集泄水閘流域特征參數(shù)如下：

控制流域面積F=72km2，流域平均寬度B=4.11km，

河道長度L=17.52km，主河道比降J=9.51‰。

其水位～庫容關(guān)系見表1。水位～庫容關(guān)系曲線見圖1。

4.調(diào)洪演算成果

經(jīng)調(diào)洪演算，現(xiàn)狀調(diào)洪20年一遇洪峰流量401.48m3/s，最大下泄流量256.76m3/s，設(shè)計水位58.74m，設(shè)計庫容228.37萬m3；50年一遇洪峰流量694.52m3/s，最大下泄流量538.60m3/s，設(shè)計水位64.39m，設(shè)計庫容354.07萬m3。

此次設(shè)計50年一遇洪峰流量694.52m3/s，最大下泄流量592.86m3/s，設(shè)計水位57.32m，設(shè)計庫容124.84萬m3；100年一遇洪峰流量862.20m3/s，最大下泄流量755.56m3/s，設(shè)計水位58.12m，設(shè)計庫容192.86萬m3。

5.調(diào)洪演算成果分析

現(xiàn)狀調(diào)洪結(jié)果表明，泄水閘維持原規(guī)模21m及下游行洪通道疏浚后，50年一遇設(shè)計水位58.87m，比設(shè)計堤頂高程58.50m高0.37m，最大下泄流量554.36m3/s，閘孔規(guī)模可以適當增大，現(xiàn)狀20年一遇洪水設(shè)計流量的方案是合理可行的。

泄水閘擴建至35m及下游行洪通道疏浚后，50年一遇設(shè)計水位57.32m，比設(shè)計堤頂高程58.50m低1.18m，比堤頂混凝土路面高程59.00低1.68m，最大下泄流量592.86m3/s，對應(yīng)的下游河道水位56.23m，閘上下游水位差1.09m；100年一遇設(shè)計水位58.12m，比設(shè)計堤頂高程58.50m低0.38m，比堤頂混凝土路面高程59.00低0.88m，最大下泄流量755.56m3/s，對應(yīng)的下游河道水位57.02m，閘上下游水位差1.10m，符合堰流低淹沒度公式計算成果。

6.閘址選擇

根據(jù)灌口集泄水閘工程地質(zhì)勘探報告所述：該閘址工程地質(zhì)條件較好，閘址建基面位于④1層全風化～強風化砂礫巖上，該層承載力較高，滲透性能弱，巖性穩(wěn)定，能夠滿足閘基礎(chǔ)對地基承載力的要求。下伏為弱風化～微風化砂礫巖，巖性穩(wěn)定，厚度大，對閘基穩(wěn)定有利。故此次拆除重建設(shè)計不改變原閘址位置，選擇勘探處（樁號：7+255.6）作為閘址位置。

7.結(jié)構(gòu)布置

在原閘址拆除灌口集泄水閘，采用鋼筋混凝土開敞式閘室結(jié)構(gòu)，5孔，單孔凈寬7m，總凈寬35m。閘室采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、整體式底板結(jié)構(gòu)，閘底板高程52.48m，閘頂高程57.08m，閘室順水流方向長10m，中墩厚1.0m，邊墩厚0.9m，閘室總寬度為40.8m。設(shè)計將閘室底板墊層加厚至400mm，使其坐落在砂礫巖上。閘室兩端設(shè)置橋頭堡，基礎(chǔ)采用空箱式結(jié)構(gòu)型式，緊鄰閘邊墩，橋頭堡為三層框架結(jié)構(gòu)，橋頭堡內(nèi)布置上下啟閉臺的樓梯間和工作人員的辦公及休息室。

圖1 灌口集泄水閘水位庫容曲線圖

上游側(cè)設(shè)鋼筋混凝土鋪蓋，長10m。上游翼墻平面布置采用圓弧式，順水流方向的投影長度等于鋪蓋長度，圓弧半徑為10.0m，采用重力式毛石混凝土結(jié)構(gòu)，翼墻頂高程58.60m；下游翼墻平面布置采用折線式，擴散角8°，順水流方向的投影長度等于消力池長度，水平投影長度23m，采用鋼筋混凝土懸臂式結(jié)構(gòu)，翼墻頂高程為56.80～58.80m。

下游消力池采用突坎式消力池，長23m，池深1.5m。下游消力池底板后接15m長漿砌石、干砌石海漫，海漫末端設(shè)拋石防沖槽，槽深2.0m。

8.施工導(dǎo)流

灌口集泄水閘除險加固工程施工期洪水是利用汲東干渠導(dǎo)流，上游約800m處看花樓節(jié)制閘控制汲東干渠來水，無其他導(dǎo)流設(shè)施。因此，施工期洪水實際是計算施工期內(nèi)設(shè)計條件下水閘上游可能的總來水量，以便采取相應(yīng)的措施。

經(jīng)調(diào)洪計算，灌口集施工期遭遇5年一遇來水量時的水位為53.88m，洪峰流量14.56m3/s，考慮此時泄水閘沒有進行控制泄流，水位較高，因此在施工期為保證施工的正常進行，施工期圍堰設(shè)計水位按照灌口集5年一遇的設(shè)計洪水加0.5m超高確定。

五、結(jié)語

水閘拆除重建后，原來的安全隱患已全部消除，面貌煥然一新，可以滿足灌溉、供水、排水等方面的要求。主體工程經(jīng)過幾個汛期的檢驗，質(zhì)量可靠，發(fā)揮了防洪、灌溉效益，確保了群眾的生產(chǎn)生活，改善了堤上交通狀況，特別是對當?shù)剞r(nóng)業(yè)灌溉有著重要意義■