吳燕瑩

（廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣東 廣州 510635）

1 項(xiàng)目基本情況

炮臺排水閘位于榕江下游,揭陽市空港經(jīng)濟(jì)區(qū)炮臺鎮(zhèn)境內(nèi)。水閘始建于1956 年,原建3 孔（即原中座3 孔）1961 年和1973 年分別擴(kuò)建北座、南座各3 孔；為了提高排澇的標(biāo)準(zhǔn),1976 年又將原中座3 孔拆除,建成11 孔；現(xiàn)水閘總17 孔。由于水閘運(yùn)行多年,存在諸多安全隱患,1996 年對水閘進(jìn)行除險(xiǎn)加固,2010 年對水閘進(jìn)行維修除險(xiǎn),2014 年對水閘進(jìn)行修復(fù)除險(xiǎn)。2016 年安全鑒定時(shí),鑒定結(jié)論確定炮臺排水閘為四類閘,需盡快拆除重建。

2 工程任務(wù)及規(guī)模

炮臺排水閘是內(nèi)洋西總干渠排水的主要出水口,擔(dān)負(fù)著潮州市潮安區(qū)的龍湖、金石、沙溪和揭陽市空港經(jīng)濟(jì)區(qū)的登崗、炮臺等鎮(zhèn)11.02 萬畝農(nóng)田的排澇和4 萬畝農(nóng)田的灌溉任務(wù),工程的主要任務(wù)是以排澇、蓄淡灌溉、御堿、防潮為主兼顧兩岸交通。

炮臺排水閘規(guī)模為中型,工程等別為Ⅲ等,主要建筑為2 級,次要建筑物為3 級。設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)采用20 年一遇24 小時(shí)暴雨1 天排干,外江設(shè)計(jì)擋洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)為50 年一遇。

3 主要設(shè)計(jì)方案比較分析

3.1 連接段翼墻方案

常用的水工擋土墻結(jié)構(gòu)型式有重力式、懸臂式和扶臂式等。但由于本項(xiàng)目下河施工道路支護(hù)及兩岸工程周圍均為居民樓、廠房,翼墻施工范圍有限,結(jié)合工程現(xiàn)狀以及工程造價(jià),同時(shí)考慮施工的難度、兩岸現(xiàn)狀建筑物的安全以及施工工期的控制,本工程采用雙排聯(lián)體灌注樁支護(hù)翼墻的方案。比選方案見表1[1]。

表1 翼墻方案比較表

續(xù)表1

炮臺排水閘上下游連接段翼墻墻高為5.7 m,具體方案為灌注樁樁徑1 m,前排樁間距1 m,后排樁間距2 m,樁頂高程以上設(shè)置頂板（寬4.3 m、高1 m）,樁底深入③-6 層含礫中粗砂層,水閘左岸樁長為27 m,右岸樁長為31 m。樁頂高程-0.3 m,墻頂高程3.2 m。灌注樁迎水面設(shè)置厚度為200 mm的C30鋼筋混凝土護(hù)面,護(hù)面上與擋墻底板相連接,下至海漫底高程。

圖1 翼墻斷面圖

計(jì)算結(jié)果表明,雙排聯(lián)體灌注樁支護(hù)翼墻方案的抗滑、抗傾覆及整體穩(wěn)定性計(jì)算均滿足《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120-2012）的要求[2]。

3.2 閘門啟閉方案

閘門啟閉設(shè)備可選用液壓啟閉機(jī)和固定式卷揚(yáng)機(jī),固定卷揚(yáng)啟閉機(jī)應(yīng)用廣泛、制造容易、運(yùn)行可靠、安裝方便、維護(hù)簡單、造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn),但需設(shè)置閘上啟閉機(jī)排架,增加了土建工程的投資；液壓啟閉機(jī)制造工藝精細(xì),造價(jià)高,但其運(yùn)行精準(zhǔn),無需設(shè)置啟閉機(jī)房,可減少土建部分的投資,為水利工程發(fā)展的趨勢。

閘門啟閉設(shè)備一般分為傳統(tǒng)卷揚(yáng)啟閉機(jī)與液壓啟閉機(jī)。啟閉設(shè)備的比選見表2。

表2 翼墻穩(wěn)定計(jì)算成果

表3 排架卷揚(yáng)機(jī)啟閉與液壓啟閉方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表

在工程所在地潮州,啟閉設(shè)備一般都選用固定卷揚(yáng)啟閉機(jī),但本工程考慮到液壓啟閉方案技術(shù)先進(jìn),且對城市景觀影響小,符合現(xiàn)代水利工程發(fā)展的需求,故啟閉設(shè)備采用液壓啟閉。

3.3 施工導(dǎo)流方案

本工程河道過流總寬度約60 m～70 m,河道及水閘本身不寬,加之周圍建筑物密集,根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查水閘施工僅可左岸單邊進(jìn)占填筑圍堰及下基坑,故無分期導(dǎo)流條件。本工程區(qū)內(nèi)支流繁多,河網(wǎng)密布,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況水閘上下游設(shè)圍堰,一次攔斷,利用上游左岸與青溪水閘連通渠導(dǎo)流,施工期上游來水通過連通渠從青溪水閘排入榕江[3]。

連通渠原屬內(nèi)洋西總干澇區(qū)排澇體系,西總干澇區(qū)擔(dān)負(fù)著沙溪鎮(zhèn)、金石鎮(zhèn)、浮洋鎮(zhèn)、龍湖鎮(zhèn)、鳳塘鎮(zhèn)及揭陽市登崗鎮(zhèn)、炮臺鎮(zhèn)部分面積的排澇任務(wù),治澇面積14.8 萬畝,西總干澇區(qū)工程等別為Ⅳ等,主要建筑物級別為4～5 級,西總干澇區(qū)導(dǎo)流建筑物的級別為5 級,相應(yīng)土石導(dǎo)流建筑物的洪水重現(xiàn)期為5 年。故本工程利用連通渠進(jìn)行導(dǎo)流,維持原渠道所屬排澇體系導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn),連通渠相應(yīng)導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇,相應(yīng)導(dǎo)流流量為39 m3/s。

連通渠部分河段常年淤積嚴(yán)重,且多有凹段受沖位置,為保證連通渠在施工期的過流能力且避免凹段受沖刷嚴(yán)重,需對該河段進(jìn)行整治,整治長度約500 m。主要對淤積河段進(jìn)行清淤疏浚,對受沖河段的護(hù)岸進(jìn)行加固,采用尾徑100 mm的松木樁+拋石護(hù)腳進(jìn)行加固。

3.4 交通橋設(shè)計(jì)方案

由于原水閘交通橋?yàn)閮砂兜闹饕鲂型ǖ?且水閘左岸連接道路已擴(kuò)建為16 m四車道。故結(jié)合當(dāng)?shù)匕l(fā)展需求,本次重建水閘設(shè)總寬為16.9 m的交通橋,其中行車道凈寬14.0 m,兩側(cè)各為1.2 m寬人行道,中間為0.5 m寬隔離墩,橋梁結(jié)構(gòu)采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板。

以往項(xiàng)目交通橋與閘室通常采用橋閘合建的方式,但本項(xiàng)目考慮到建筑物基礎(chǔ)直接位于淤泥質(zhì)砂層,該土層較深厚且承載力特征值僅為40 kPa ～50 kPa,低于建筑物基底計(jì)算所需的地基承載力,需進(jìn)行處理。橋墩采用灌注樁處理,閘室底板為水泥攪拌樁處理,若橋閘合建,易產(chǎn)生不均勻沉降,對主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成比較大的影響。所以本次設(shè)計(jì)交通橋與閘室采用“橋閘分離方式”,行車道凈寬為14 m,兩側(cè)各設(shè)1.2 m寬人行道,橋梁的橋臺為懸臂式擋墻加灌注樁支護(hù)永久結(jié)構(gòu)墩臺,橋墩為樁柱式橋墩結(jié)構(gòu)。交通橋設(shè)計(jì)安全等級為二級,荷載等級為公路-Ⅱ級[4]。

4 結(jié)語

2011 年中央一號文件《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》將水利改革發(fā)展提高到前所未有的高度,文件中明確指出要突出加強(qiáng)農(nóng)田水利等薄弱環(huán)節(jié)建設(shè),要推進(jìn)大中型病險(xiǎn)水閘除險(xiǎn)加固。而炮臺排水閘的重建工程,對于繁榮地區(qū)經(jīng)濟(jì),提高人民生活水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,能有力地促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。本工程設(shè)計(jì)方案結(jié)合工程現(xiàn)狀以及相關(guān)條件,選擇技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備,采用經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)的方案,更好地加快工程的推進(jìn)。