王 燕

（煙臺(tái)市城市水源工程運(yùn)行維護(hù)中心，山東 煙臺(tái) 264000）

煙臺(tái)市大沽夾河珠巖攔河閘修建于1998年。工程設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇，設(shè)計(jì)流量2 020 m3/s；校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇，校核流量2 808.4 m3/s。閘門高3.5 m，分12 孔，其中中間4 孔液壓翻板閘門，每孔凈寬8 m；左右各4 孔水力自動(dòng)翻板閘門，每孔凈寬15.96 m。攔河閘一次性最大蓄水量124 萬m3，年調(diào)節(jié)水量800 萬m3。主體工程由鋪蓋、底板、消力池、海漫和防沖槽等組成。工程與上下游橡膠壩聯(lián)合調(diào)度運(yùn)用，可向市區(qū)供水5 萬m3/d，灌溉農(nóng)田33 hm2。

1 攔河閘存在的問題

1.1 運(yùn)行維護(hù)費(fèi)高

珠巖攔河閘所處的大沽夾河屬于山洪河道，洪水來臨，大水挾雜著樹木，對(duì)閘板、閘墩、軌道、液壓啟閉系統(tǒng)等工程造成不同程度的破壞。每次洪水過后，需采取機(jī)械設(shè)備對(duì)閘址處河道進(jìn)行清障、一系列的維修工程，耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)逐年遞增。2012 年對(duì)珠巖攔河閘液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，對(duì)閘門及支墩進(jìn)行加強(qiáng)處理。2014 年初對(duì)閘門支承板、軸擋板等部分鐵件進(jìn)行了更換，對(duì)閘墩的部分裂縫采取環(huán)氧砂漿處理，對(duì)所有閘門板支墩進(jìn)行了清理并噴刷環(huán)氧樹脂進(jìn)行防碳化處理。一年需多次對(duì)液壓系統(tǒng)調(diào)試，才能保證液壓系統(tǒng)的正常工作。

1.2 工程安全隱患突出

1）水閘設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)不滿足河道的防洪標(biāo)準(zhǔn)。水閘原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20 年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇。而外夾河規(guī)劃防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

2）水閘為12 孔自動(dòng)翻版閘（其中4 孔液壓啟閉閘門），汛期受樹木等漂浮物堵塞，啟閉困難，嚴(yán)重影響防洪安全。

3）水閘底板抗裂不滿足規(guī)范要求。鋼筋混凝土支墩剝落、露筋銹蝕，強(qiáng)度和抗裂不滿足要求。

4）鋼筋混凝土閘門混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，面板存在孔洞、溶蝕、露筋，止水設(shè)施老化，漏水嚴(yán)重，影響安全運(yùn)行。

5）液壓啟閉系統(tǒng)及電氣設(shè)備老化、損壞嚴(yán)重，壓力不足，啟閉困難；閘門軌道、連桿等金屬結(jié)構(gòu)銹蝕嚴(yán)重，影響閘門的正常運(yùn)行。

2 原因分析

一是當(dāng)年建設(shè)珠巖攔河閘時(shí)大沽夾河還沒有防洪治理規(guī)劃。二是經(jīng)過多年洪水沖刷破壞，液壓啟閉系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活。三是洪水期間，閘前水位迅速壅高，超出了翻板泄水閘的設(shè)計(jì)荷載，使閘門扭曲變形，止水橡膠破壞。四是近幾年來連續(xù)干旱，上游河道挖砂嚴(yán)重，河床凹凸不平，植被破壞，當(dāng)洪水來臨時(shí)，上游的漂浮物堆積在閘前及支墩上，影響了翻板閘的正常翻轉(zhuǎn)。五是洪水過后，樹木、雜草及生活垃圾盤踞閘址處，人工無法清理干凈，再采用挖掘機(jī)清除，費(fèi)用高，并且機(jī)械作業(yè)對(duì)閘板、啟閉系統(tǒng)及止水橡膠等都有破壞。由此確定對(duì)珠巖攔河閘進(jìn)行除險(xiǎn)加固。

3 除險(xiǎn)加固方案選擇

結(jié)合河道和工程的實(shí)際情況，在基本保留原消能防沖工程的情況下，珠巖攔河閘除險(xiǎn)加固工程擬定了兩種方案進(jìn)行比較。

3.1 方案一：橡膠壩壩高3.5 m

設(shè)計(jì)2 孔長170.3 m，壩高3.5 m 的橡膠壩，設(shè)計(jì)蓄水量124 m3，工程投資818.4 萬元。

3.2 方案二：橡膠壩壩高3.7 m

設(shè)計(jì)2 孔170.3 m，壩高3.7 m 的橡膠壩，設(shè)計(jì)蓄水量144 m3，工程投資958.2 萬元。

兩種方案優(yōu)點(diǎn)是都能從根本上徹底解除工程隱患，泄水能力強(qiáng)，操作靈活，管理方便。缺點(diǎn)是新舊混凝土不易結(jié)合，新老止水可能銜接不好。方案一設(shè)計(jì)蓄水量保持原狀，方案二設(shè)計(jì)蓄水量增大。

按照經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行、運(yùn)行可靠、管理方便的原則，經(jīng)綜合比較，確定選用方案二。

4 除險(xiǎn)加固處理措施

4.1 下游消能防沖工程

根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL 265-2016），對(duì)下游消能防沖重新計(jì)算。通過計(jì)算，現(xiàn)有消力池池深、海漫長度、防沖槽長度滿足設(shè)計(jì)要求。因此保留下游原有消力池、海漫、防沖槽等工程。

4.2 橡膠壩主體工程

1）底板。底板采用C25 鋼筋混凝土平底板。根據(jù)壩袋塌落的尺寸確定底板12.6 m，其中壩袋上游1.55 m，下游3.73 m，壩袋上下游錨固點(diǎn)凈距6.87 m。底板頂面高程為8.5 m，厚0.6 m，下設(shè)0.1 m 厚C15 素混凝土墊層，底板首末端設(shè)有2 m深的齒墻，原翻板閘底板下游2.1 m 予以保留。

2）壩袋。橡膠壩壩袋設(shè)計(jì)高度3.7 m，為充水式壩袋，充水量為3 752 m3。

3）錨固。錨固形式為雙錨固螺栓壓板式，壩袋上、下游側(cè)及兩側(cè)均采用外錨固。壩袋固定在底板上，形成一個(gè)封閉的水袋。

4）超壓溢流管。溢流管采用DN300 鋼管。在橡膠壩兩端設(shè)置超壓溢流管與壩袋相聯(lián)通，管出口高程與設(shè)計(jì)內(nèi)壓高度齊平。當(dāng)充水高度超過設(shè)計(jì)內(nèi)壓值時(shí)，水就從溢流管流出，可保證壩袋不致超壓而破壞。

4.3 上游進(jìn)水工程

上游設(shè)10 m 長C25 鋼筋混凝土鋪蓋，厚0.3 m，下設(shè)厚0.1 的C15 素混凝土墊層，首端設(shè)1.0 m 深的齒墻，末端設(shè)1.0 m 深齒墻。原翻板閘鋪蓋拆除5.9 m，未拆除部分作為墊層置于新鋪蓋之下，重新再澆筑鋪蓋混凝土。

4.4 電氣設(shè)計(jì)

1）用電負(fù)荷的計(jì)算。18.5 kW 充水水泵2 臺(tái)，30 kW 強(qiáng)排管道泵2 臺(tái)，日常用電25 kW?？紤]用電負(fù)荷主要是水泵電機(jī)，充水水泵與強(qiáng)排管道泵不同時(shí)工作的情況。

2）變壓器容量。根據(jù)《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，結(jié)合工程的用電負(fù)荷計(jì)算變壓器的額定容量，最后選擇一座箱變額定容量100 kVA 的變壓器，電壓等級(jí)380/220 V。

4.5 充排水系統(tǒng)

1）控制房及水源。控制房設(shè)計(jì)兩層，每層10 m2左右。地面下層布設(shè)充水水泵，強(qiáng)排管道泵、電機(jī)、控制閥門等；地面上層布設(shè)操作平臺(tái)。

2）水泵的選擇及充水方式。充水水泵采用同型號(hào)2 臺(tái)潛水泵，均為工作水泵，流量400 m3/s，揚(yáng)程10.5 m，功率18.5 kW；排水水泵2 臺(tái)，采用單泵流量650 m3/s，揚(yáng)程10.0 m，功率30 kW，一用一備。壩袋充水采用機(jī)充方式。一臺(tái)泵工作或者兩臺(tái)泵工作。兩臺(tái)泵工作，大大縮短充水時(shí)間。壩袋在無水的情況下，將其充水至設(shè)計(jì)壩高，實(shí)際充水時(shí)間小于5 h。

3）排水方式。壩袋排空采取自排、強(qiáng)排和強(qiáng)排自排結(jié)合三種方式。正常情況下，采用壩袋自排，節(jié)省費(fèi)用，排水時(shí)間1.6 h；洪水來臨或上游橡膠壩放水，需要壩袋強(qiáng)排放水，強(qiáng)排時(shí)間4.0 h；緊急情況下，采取強(qiáng)排自排結(jié)合，排水時(shí)間1.0 h。

4.6 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制運(yùn)用主要采用自動(dòng)控制方式。包括現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備、傳輸設(shè)備、中央控制室設(shè)備。在停電或特殊情況下采用手動(dòng)控制閥門。水泵及閘閥的運(yùn)行均在操作臺(tái)上操作，對(duì)壩袋內(nèi)水位、水壓以及閘閥的開啟度進(jìn)行監(jiān)視和控制。

2019 年珠巖攔河閘改建成橡膠壩順利竣工，經(jīng)過2 個(gè)汛期洪水考驗(yàn)，及時(shí)化解工程風(fēng)險(xiǎn)隱患，取得了明顯效果。