王楊潔

（連云港市鹽東水利工程管理處,江蘇 連云港 222500）

1 工程概況

灌南縣武障河閘位于武障河與鹽河交匯處東側(cè),是一座集防洪、排澇、擋潮、蓄水灌溉等為一體的綜合性水閘,河閘共14 孔88 m,12 中孔寬6 m,2 邊孔寬8 m,閘底采用混凝土反拱式,閘身長14 m,邊孔底板寬9.6 m,閘頂高程5.0 m,底板高程-2.5 m,閘墩采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。武障河閘建于20世紀70年代,由于受當時技術(shù)、經(jīng)濟、以及工期等因素的影響和限制,原水閘在設計、施工方面不滿足標準要求,從1976 年運行至今,水閘已經(jīng)過多次除險加固,但水下部分基本沒有加固處理［1］。2015 年,武障河閘經(jīng)安全鑒定被評定為三類閘,安全鑒定后一直沒有采取除險加固措施,但經(jīng)近幾年運行發(fā)現(xiàn),工程存在問題進一步加劇,特別是閘室底板縱向通縫進一步增多,存在重大安全隱患,閘門、啟閉機長期頻繁高負荷運行、部分電氣設備老化,給運行管理帶來很大的不便。經(jīng)安全鑒定,需對武障河閘老閘進行拆除,在原址下移約960 m位置新擴建節(jié)制閘1座,并對上、下游引河及老河槽進行拓潑,上游北岸及下游兩岸新建堤防等,新閘及武障河南北橋平面位置見圖1。

圖1 新閘及武障河南北橋平面位置圖

2 擴建方案比選

初擬三個比選方案見表1［2］,閘上下游引河設計范圍為鹽河口至鹽灌船閘口門位置,長度約2.06 km。

表1 武障河閘比選設計方案

2.1 擴建方案

（1）方案一：擴孔加固方案

擴孔加固措施如下：①上下游引河河底寬度需拓寬至145 m~135 m,閘上游河底高程-2.50 m~-3.00 m,閘下游河底高程-2.50 m~-3.50 m（鹽灌船閘口門）；②向南側(cè)共增加9孔閘孔,其中8 孔凈寬6 m,1 孔凈寬8 m；中墩、縫墩厚1.0 m,邊墩厚1.2 m,增加總寬度72.5 m；③拆建南側(cè)上下游翼墻；④反拱底板面層填平,布設鋼筋；⑤更換閘門、啟閉機14臺套,新增閘門、啟閉機9 臺套；⑥拆建閘墩、排架、工作橋、啟閉機房；⑦新建自動控制系統(tǒng)；⑧增加消力池、海漫長度及拆建防沖槽；⑨北側(cè)保留的上下游翼墻,護坡、護底修繕；⑩為確保兩側(cè)景區(qū)、建筑物安全,擬采用鋼板樁鞍Ⅳ型支護,鋼板樁樁長 20 m,南北側(cè)支護長度為200 m,總支護長度為300 m。

經(jīng)初步估算,工程永久征地341.03 畝（其中大魚島國有土地為255.91 畝）,工程臨時占地815.34 畝,需拆遷各類居民房屋11161.65 m2,征遷移民征遷費用為3162.56 萬元,工程總投資25991.42 萬元。

方案一優(yōu)缺點：方案一擴孔加固方案優(yōu)點：利用閘上交通橋作為省道道路交通橋,節(jié)省交通橋一座。方案一擴孔加固方案缺點：①上下游引河需拓浚,北側(cè)大魚島征占地較多,工程投資較高；②只能對反拱底板面層進行加固,無法徹底解決素砼反拱底板閘墩位置底板底層受力問題；③受底板拱腳處高程限制,閘底板高程只能定為-2.50 m,閘身總凈寬較大,拆遷量較大；④北側(cè)民宅集中,南側(cè)為景區(qū),需采用臨時支護和防滲措施,確保鄰近建筑物安全；⑤外部交通橋仍布置于閘上,車輛較多,對該閘運行管理、維修帶來諸多不便,不能實現(xiàn)封閉式管理。

（2）方案二：原址拆建方案

1）建筑物總體布置

原址拆建武障河閘,設計流量848 m3/s,經(jīng)計算原址拆建閘孔總凈寬132 m,閘孔采用11孔,每孔凈寬12 m,底板面高程為-3.00 m,閘頂高程6.50 m,閘底板長18.0 m,為確保兩側(cè)景區(qū)、建筑物安全,基坑支護擬采用鋼板樁鞍Ⅳ型,鋼板樁樁長20 m,南北兩側(cè)各考慮150 m。

2）上下游引河拓浚

本方案上下游引河底寬需拓浚至135 m~130 m,上游河底高程為-3.00 m,下游河底高程為-3.00~-3.50 m（鹽灌船閘口門）,河坡為1∶4。為減少占地,打造周邊生態(tài)水環(huán)境,在閘下游河坡高程1.60 m處設直立擋墻,墻高3.0 m,擋墻底板面高程為1.00 m。上下游引河典型設計斷面圖與方案一基本一致,上游引河拓浚長度為380 m,下游引河拓浚長度為1430 m。

3）閘下堤防填筑工程

方案二與方案一堤防填筑標準相同,即右堤堤頂高程5.70 m,右堤堤頂高程5.50 m,堤頂寬度6 m,迎水側(cè)坡比1∶2,背水側(cè)坡比1∶2。閘下堤防填筑長度為1.3 km×2=2.6 km。

經(jīng)初步估算,原址拆建方案工程永久占地土地325.49畝,工程臨時占地805.00 畝,工程拆遷各類居民房屋9723.74 m2。初步估算,征遷移民征遷費用為2780.08 萬元,工程總投資24886.13 萬元。

4）方案二優(yōu)缺點

方案二優(yōu)點：利用閘上交通橋作為省道道路交通橋,節(jié)省交通橋一座。方案二缺點：①上下游引河需拓浚,北側(cè)大魚島征占地較多,工程投資較高；②南北側(cè)景區(qū)、民宅集中,需采用臨時支護和防滲措施,確保鄰近建筑物安全；③先拆老閘再建新閘,工期較緊；④外部交通橋仍布置于閘上,車輛較多,對該閘運行管理、維修帶來諸多不便,不能實現(xiàn)封閉式管理。

（3）方案三：下移新建

老閘現(xiàn)狀過流能力約為新規(guī)劃設計流量60%~70%,與10 年一遇排澇設計流量849 m3/s不匹配,而老閘北側(cè)為原武障河老河槽,該河道現(xiàn)狀河底高程為1.5m,河底寬 55 m~70 m,河口寬90 m~100 m,考慮聯(lián)合北側(cè)老河槽參與排澇,以擴大閘上引河過水斷面,減少占地,節(jié)省工程投資,同時在老河槽和武障河內(nèi)下游新建閘一座,共同排澇（方案三詳細布置及設計見第三章）。方案三工程總投資為21250.76 萬元（概算按南北橋面總寬8.5 m計算）。

2.2 方案比選

從加固改造徹底性、工程布置合理性、實施難易程度、征地移民、投資估算、運行管理幾個方面對三個方案綜合比較,對比內(nèi)容見表2。

表2 擴建方案比選表

經(jīng)比較分析［3］,三個方案在供電、地質(zhì)條件上基本相同,主要差別體現(xiàn)在：方案一總投資最大,施工較為復雜,占地多,拆遷量大,上下游引河需拓浚斷面大,且存在不能完全消除安全隱患的問題；方案二閘下游河道工程投資多,占地較多,拆遷量較大,但上下游河道順直,水流流態(tài)好；方案三下移新建,上游引河利用武障河老河槽參與排澇,可完全消除工程安全隱患,僅需對上游引河清淤疏浚, 避免了上游引河開挖,減少占地,節(jié)省投資,節(jié)約了土地資源；閘橋分離,減少外部交通對新建節(jié)制閘的影響；閘下游地形開闊,便于工程布置,同時可增加上游河道蓄水面積,減少灘地裸露面積,但閘上河道存在彎道,水流條件略差。

綜上所述,根據(jù)方案對比分析表,考慮工程加固改造徹底性、布置合理性、工程移民占地、工程施工、工程投資等方面,本階段仍推薦采用方案三下移新建。

3 推薦方案布置

（1）節(jié)制閘工程

武障河閘下移新建位于樁號1+460處,距老閘址約960 m處。根據(jù)模型規(guī)模計算成果,武障河新閘工程設計日均最大過閘流量為849 m3/s,總凈寬126 m,為便于閘室布置,閘孔總凈寬擬采用130 m,閘孔采用10 孔,每孔凈寬10 m,底板面高程為-3.50 m,閘頂高程 6.50 m。南北兩側(cè)上下游連接段采用扶壁式翼墻順直連接,后接圓弧翼墻再與河坡相接。

（2）橋梁工程

武障河閘下移后及老河槽連通后,為恢復縣道X207 道路交通,需新建橋梁兩座, 即武障河南橋、武障河北橋,分別位于老閘址處、老河槽與縣道X207交界處,跨河橋梁設計參數(shù)見表3。

表3 跨河橋梁設計參數(shù)表

（3）上下游引河疏（拓）浚工程

根據(jù)工程規(guī)模計算成果,武障河上游河底寬僅需疏浚至80 m,河底高程為-3.00 m~-3.50 m,下游引河河底寬需拓浚至130 m,河底高程為-3.50 m。在閘下游河坡高程1.60 m處設直立擋墻,擋墻底板面高程為1.00 m,墻頂高程5.50 m（5.70 m）,擋墻以下河道坡比為1∶4,北側(cè)老河槽抽槽標準為槽底高程為-3.00 m~-3.50 m,河槽寬32 m,邊坡為1∶4。

武障河上游引河疏浚長度為1360 m,下游引河拓浚長度為450 m,老河槽拓浚長度為 930 m,閘下河坡?lián)鯄Φ装逑聰M采用樁長6 m,φ60@130 攪拌樁進行地基處理。同時,為改善老河槽進口流態(tài),老河槽以喇叭口的型式與鹽河相銜接,為不占用航道,與鹽河航道擋墻連接處90 m范圍內(nèi)采用φ100 cm@105 cm的灌注樁,樁頂設130 cm×90 cm導梁。

（4）閘下堤防填筑工程

閘下堤防填筑標準與方案一、方案二相同,閘下堤筑堤長度約300 m×2=600 m。閘上堤防填筑標準：堤頂高程5.20 m,迎水坡1∶4,背水坡1∶2,長度約950 m。

4 結(jié)論及建議

武障河閘擴建工程中擬選擇三個方案進行比選,通過工程加固改造徹底性、布置合理性、工程移民占地、工程施工、工程投資等方面綜合考慮比選分析后,采用方案三下移新建作為本次河閘擴建的推薦方案,武障河閘工程實施后將提高武障河閘的排澇標準以及區(qū)域的防洪標準,消除了工程安全隱患,保護了該區(qū)域人民的生命財產(chǎn)安全。