潘 晨

（溫州市水利投資開發(fā)有限公司，浙江 溫州 325000）

1 工程概況

三甲節(jié)制閘位于海城片與濱海園區(qū)交界處的三甲河連通河段上游，設(shè)計(jì)閘寬3孔×10m，設(shè)計(jì)流量110m3/s，在滿足常規(guī)擋水、泄洪要求下，考慮景觀要求，閘門型式選擇應(yīng)從運(yùn)行管理便利性、耐久性、景觀性等方面綜合考慮。

閘址處現(xiàn)狀為農(nóng)田，田面高程2.8～3.0m，北側(cè)現(xiàn)狀永清河河寬15～17m，西側(cè)有1條鄉(xiāng)間道路，建有1座跨河橋梁，橋?qū)?.8m、 橋梁跨度15m，橋面高程4.5m。 水閘下游為即將開挖的三甲河6#，7#調(diào)蓄湖。

三甲水閘擬建場(chǎng)地地基土主要為軟弱土，基坑邊坡穩(wěn)定能力差，主要為第2-2 層粉質(zhì)黏土及第3 層淤泥夾砂、第4 層淤泥。 地層均為中高壓縮性、易變形、易沉降、抗剪強(qiáng)度較低、排水固結(jié)慢的不良軟土，天然地基承載力較低，抗滑、抗沖穩(wěn)定性差。

泵閘場(chǎng)地天然地基承載力及變形均不能滿足工程要求，故不宜采用天然地基。

2 閘型比選

本工程擬定3種常規(guī)閘門方案，其中常規(guī)直升式水閘由于影響河道景觀，不參與閘型比選。

2.1 下臥式方案（方案1）

下臥式閘門是目前水利設(shè)備領(lǐng)先的活動(dòng)壩技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、船閘、海水擋潮、城市河道景觀和水電站等工程建設(shè)，下臥式閘門具有以下特點(diǎn)。

2.1.1 大跨度布置、節(jié)省投資

臥倒式閘門采用單扇獨(dú)立控制，閘門與閘門之間直接利用止水橡膠連接，無(wú)需隔墩，可實(shí)現(xiàn)閘門在閘體上大跨度布置，與常規(guī)水閘相比，閘墩、樁基等土建投資減少十分明顯。

2.1.2 景觀效果好

與常規(guī)直升式水閘相比，臥倒式閘門無(wú)上部房建結(jié)構(gòu)，視覺上更美觀，與內(nèi)河景觀更協(xié)調(diào)，更適合本工程。

2.1.3 控制簡(jiǎn)單

臥倒式閘門采用集成式液壓系統(tǒng)，操作靈活，可人工控制每個(gè)閘門，也可采用水位儀控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，達(dá)到無(wú)人管理。

2.1.4 施工方便

下臥式翻板閘門土建工程量大大減少，施工期短、施工更方便。

2.1.5 適應(yīng)范圍廣

臥倒式閘門屬于低水頭擋水建筑物，廣泛使用于水利灌溉、水力發(fā)電、城市美化環(huán)境等方面。 特別對(duì)于城市河道治理，可形成寬闊的水面，增加城市風(fēng)光帶，閘門頂部形成的瀑布景觀，可有效改善生態(tài)人文環(huán)境，提高城市的社會(huì)環(huán)境等級(jí)。

東排（龍灣片）中雙岙景觀節(jié)制閘采用下臥式水閘，目前正在施工中，如圖1。

圖1 下臥式水閘

2.2 橡膠式方案（方案2）

橡膠壩利用充排管路，用水將表面特制的壩袋充脹形成擋水壩，壩頂可以自由溢流，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)壩高，控制上游水位，以發(fā)揮灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、防洪、擋潮等效益。

2.2.1 優(yōu)點(diǎn)

橡膠壩主要適用于低水頭、大跨度的閘壩工程，可以減少常規(guī)水閘的啟閉機(jī)房、中墩、工作橋等結(jié)構(gòu)。

2.2.2 缺點(diǎn)

首先內(nèi)河雜物較多，壩袋易被異物刺破，橡膠易老化，壩袋耐久性較差；另外橡膠壩沖水放水時(shí)間均較長(zhǎng)?？紤]三甲節(jié)制閘遠(yuǎn)期有行洪功能，對(duì)行洪安全不利；最后充水和放水都需要開啟大功率水泵，后期運(yùn)行費(fèi)用較高，如圖2。

圖2 橡膠壩式

2.3 合頁(yè)式方案（方案3）

本方案采取合頁(yè)式鋼閘門，建成后工程主要由閘室段、水閘管理房和工作橋等組成。

2.3.1 優(yōu)點(diǎn)

合頁(yè)式閘門運(yùn)行管理方便，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，為新產(chǎn)品、新工藝。

閘門啟閉方式是從河床底部將閘門拉起來(lái)，起吊之后閘門位于水面之上，便于閘門的檢修維護(hù)，水閘形式啟閉機(jī)采用卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)，卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)工藝成熟可靠度高。

2.3.2 缺點(diǎn)

合頁(yè)式閘門目前在浙江地區(qū)應(yīng)用尚不多，其主要缺點(diǎn)有：①三甲節(jié)制閘下游為寬闊湖面，本方案中上部房屋與水景觀不太協(xié)調(diào)； ②運(yùn)行期水閘受淤積影響較大；③閘門拉桿長(zhǎng)期浸泡在水中，易發(fā)生腐蝕破壞。 如圖3。

圖3 合頁(yè)式閘門

3 方案比選

3.1 河道行洪安全

下臥式及合頁(yè)式臥倒門開啟速度較快，而橡膠壩攔水與泄水的過(guò)程是通過(guò)壩袋的充水與放水來(lái)完成的，每次充水或者放水需要較長(zhǎng)時(shí)間，難以實(shí)現(xiàn)迅速的啟閉，存在一定的防洪風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 工程運(yùn)行期維護(hù)

（1）橡膠壩后期運(yùn)行過(guò)程中需要養(yǎng)護(hù)，陽(yáng)光長(zhǎng)期照射容易導(dǎo)致橡膠老化，水流及泥沙的沖刷作用也也會(huì)破壞壩袋表面。

（2）合頁(yè)門采用卷?yè)P(yáng)式啟閉，拉桿長(zhǎng)期位于水中，而河道水質(zhì)現(xiàn)狀及今后較長(zhǎng)時(shí)間均為劣質(zhì)水，拉桿易腐蝕。

（3）下臥式設(shè)置在閘墩內(nèi)部的液壓集成系統(tǒng)啟閉，不受河水影響，運(yùn)行管理相對(duì)維護(hù)便利，其門池可能存在的泥沙淤積可通過(guò)地板預(yù)埋充氣孔解決。

3.3 工程投資

3種閘門水工部分投資相差不大，主要區(qū)別在閘門及啟閉設(shè)備，其中下臥式投資795萬(wàn)元/m，橡膠壩約269萬(wàn)元，合頁(yè)式872萬(wàn)元。 如表1。

表1 各閘門投資比較 單位：萬(wàn)元

綜合比選，本工程推薦下臥式閘門型式。

4 水閘設(shè)計(jì)

三甲節(jié)制閘為3 孔×10m，采用下臥式景觀閘門，閘檻高程0.50m，設(shè)計(jì)流量110m3/s，內(nèi)河50 年一遇設(shè)計(jì)洪水位上游3.86m、下游3.84m，水閘工程等別為Ⅲ等，主要建筑物級(jí)別為3 級(jí)。

節(jié)制閘順?biāo)鞣较蛴缮嫌巫o(hù)底段、閘室段、下游消能防沖段3部分組成，順?biāo)飨蚩傞L(zhǎng)48.2m。 閘室段順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)18.2m，閘室為3孔，每孔凈寬10m。節(jié)制閘采用下臥式景觀閘門，管理房位于閘室右岸，閘室結(jié)構(gòu)為開敞式，閘頂設(shè)交通橋1座，橋面寬4.5m，大梁底高程4.05m，遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)洪水開閘泄洪時(shí)為堰流狀態(tài)。閘室采用整體式結(jié)構(gòu)，由于閘室橫向長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在中間孔設(shè)后澆帶1條，帶寬2.85m，后腳帶比閘底板深0.6m，閘室底板基礎(chǔ)采用φ800 鉆孔灌注樁進(jìn)行處理。

閘室底板為C25 鋼筋混凝土平底板，為減少淤積影響，在閘室寬度滿足行洪前提下，閘檻高程適當(dāng)高于河床高程，一般段高程0.5m，門池段高程-0.5m，集石坑段高程0.0m，門池段底板預(yù)埋PVC 充氣孔，閘底板厚度0.5～1.45m，基礎(chǔ)采用φ800 鉆孔灌注樁進(jìn)行處理。

水閘中墩厚1.0～3.4m，邊墩厚0.8～2.0m，集成式啟閉機(jī)及液壓裝置安裝在邊墩、中墩內(nèi)部，并在閘墩頂部設(shè)檢修蓋板。 水閘上下游各設(shè)檢修門槽1道，采用鋼疊梁檢修門。

閘室右岸布置12.5m×7.5m管理房，內(nèi)設(shè)配電室、發(fā)電機(jī)及電控柜室、值班室及檢修門存放間等。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）本次對(duì)3種閘門通過(guò)分析，從河道行洪安全、工程運(yùn)行期間維護(hù)、 城市景觀及工程投資等綜合比選，推薦下臥式閘門。

（2）工程建設(shè)后，提高了濱海園區(qū)與三甲河區(qū)域內(nèi)的防洪能力，減少了區(qū)域內(nèi)洪澇災(zāi)害帶來(lái)的損失，改善了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，促進(jìn)當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)穩(wěn)定和地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，起到顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。