陳春梅，陳敢峰，畢 超，鞠 俊，張潔明

（1.泰州市水工程管理處，江蘇泰州 225300；2.泰州市水利工程建設(shè)處，江蘇 泰州 225300；3.江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225200；4.泰州瑞榮建設(shè)工程服務(wù)有限公司，江蘇 泰州 225300）

1 工程概況

新通揚(yáng)運(yùn)河以南的328國(guó)道是里下河水系與長(zhǎng)江通南水系的分隔線(xiàn)，通南水系屬高沙土地區(qū)，與里下河地區(qū)相比，兩側(cè)地面高程相差2.0 m左右，水位長(zhǎng)期高于里下河水系1～2 m，對(duì)里下河腹部地區(qū)形成威脅。沿線(xiàn)建筑物的主要作用是擋長(zhǎng)江流域通南高地的高水位，在一定條件下還可利用自然水位落差調(diào)節(jié)里下河地區(qū)水質(zhì)水環(huán)境。此外，由于通南地區(qū)面向長(zhǎng)江，排水較快，在里下河地區(qū)出現(xiàn)超標(biāo)準(zhǔn)洪水時(shí)，存在借道通南排泄里下河地區(qū)高水的機(jī)遇。

姜堰套閘位于328國(guó)道沿線(xiàn)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)閘室長(zhǎng)140 m，寬16 m，底板高程-2.0 m。根據(jù)檢測(cè)復(fù)核結(jié)果以及運(yùn)行中存在的問(wèn)題，需對(duì)其進(jìn)行加固。

江蘇淮河流域已建成比較完善的防洪、除澇、調(diào)水、擋潮、降漬水利工程體系，能有效促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展［1］。姜堰套閘加固改造工程為江蘇省淮河流域重點(diǎn)平原洼地治理工程泰州市姜堰區(qū)境內(nèi)工程。該工程緊鄰328國(guó)道，位于新老通揚(yáng)運(yùn)河之間，姜堰西郊中干河上，是姜堰區(qū)的一座流域控制性建筑物，作為上、下河的水運(yùn)要塞，集水系調(diào)節(jié)、防洪擋排、灌溉引水、交通運(yùn)輸、生態(tài)屏障等諸多功能于一體，為保障地區(qū)防汛安全、促進(jìn)全區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了巨大效益。

姜堰套閘建于20世紀(jì)70年代，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，主體結(jié)構(gòu)混凝土老化、設(shè)備老化。雖在20世紀(jì)90年代經(jīng)過(guò)大修，但迄今已運(yùn)行40多年，由于結(jié)構(gòu)老化、銹蝕嚴(yán)重等問(wèn)題危及運(yùn)行安全和工程效益發(fā)揮，為此需對(duì)工程進(jìn)行加固改造。

根據(jù)工程檢測(cè)資料和安全復(fù)核成果，套閘加固存在較多的安全隱患，具體表現(xiàn)在以下問(wèn)題：混凝土強(qiáng)度等級(jí)偏低、碳化嚴(yán)重；工程病害較多；上下閘首為人字門(mén)，無(wú)法承受雙向水頭；閘門(mén)外觀總體不符合設(shè)計(jì)要求；啟閉機(jī)外觀性能狀態(tài)不符合設(shè)計(jì)要求。針對(duì)上述問(wèn)題，提出如下加固措施：

（1）土建部分：拆建上閘首及啟閉機(jī)房、上游翼墻、上閘首第一節(jié)閘室墻；下閘首為加固改造工程，老閘首空箱基礎(chǔ)仍然保留，新建排架及啟閉機(jī)房。

（2）金結(jié)部分：上、下閘首閘門(mén)均改造為升臥門(mén)，更換啟閉設(shè)備。

（3）電氣部分：更換變壓器、配電房低壓開(kāi)關(guān)柜；增加套閘自動(dòng)控制及視頻監(jiān)視系統(tǒng)。

2 加固改造方案比選及施工

2.1 施工工藝及質(zhì)量控制

2.1.1 截滲方案比選

本工程閘室地基土質(zhì)比較復(fù)雜，地下水豐富，承壓水頭較高，且閘區(qū)兩側(cè)居民樓林立，因此，保證施工降水滿(mǎn)足既施工要求，又防止周邊建筑物產(chǎn)生不利影響，是本工程施工降排水難點(diǎn)。常用的基坑截滲方式有水泥攪拌樁、鋼板樁等，就本工程實(shí)際情況對(duì)以上兩種截滲方式進(jìn)行比選，見(jiàn)表1。

表1 截滲方式比選

考慮本工程工期緊，任務(wù)重，最終選定方案二鋼板樁作為截滲樁，同時(shí)兼顧支護(hù)作用。通過(guò)制定周邊建筑物監(jiān)測(cè)專(zhuān)項(xiàng)方案，對(duì)建筑物位移沉降及地下水位的變化等進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)成果進(jìn)行分析，結(jié)果表明在施工期間，鋼板樁截滲效果較好，確保了周邊建筑物的安全，節(jié)省了工期。

2.1.2 混凝土裂縫質(zhì)量控制與植筋工藝

本工程上閘首結(jié)構(gòu)為塢室結(jié)構(gòu)，混凝土用量大，為大體積混凝土工程，混凝土澆筑過(guò)程中的裂縫控制是施工的重點(diǎn)。除常用的裂縫控制措施如加強(qiáng)溫控、埋設(shè)冷卻水管、增設(shè)溫度分布鋼筋、降低泵送混凝土塌落度（＜16 cm）等，同時(shí)參考類(lèi)似成功的裂縫工程案例，本工程實(shí)施過(guò)程中還添加了抗裂纖維措施，施工期間未出現(xiàn)裂縫大于0.2 mm的有害裂縫［2］，有效保證了工程質(zhì)量。

大量植筋錨固施工也是本次加固改造工程一大特點(diǎn)，主要包括以下幾種情況：①二期混凝土與老混凝土之間植筋錨固連接；②拆建鋼筋排架在老閘墩上生根的錨筋；③門(mén)槽豎向鋼筋錨固連接。以下閘首閘室墻部位植筋設(shè)計(jì)為例，植筋布置見(jiàn)圖1，植筋工藝見(jiàn)圖2。

圖1 植筋布置（單位：mm）

圖2 植筋工藝

在施工期間，對(duì)植筋施工工藝進(jìn)行專(zhuān)題方案，對(duì)施工中對(duì)原材料質(zhì)量的控制、鉆孔質(zhì)量控制、清孔質(zhì)量控制、植筋質(zhì)量控制、溫度要求等都按規(guī)范設(shè)計(jì)要求層層把關(guān)，保證了植筋施工質(zhì)量，確保下閘首主體工程結(jié)構(gòu)安全。

2.2 升臥門(mén)應(yīng)用

本工程加固改造中，上下閘首閘門(mén)更換為升臥門(mén)型式，與直升式閘門(mén)相比，升臥式閘門(mén)能顯著降低啟閉機(jī)臺(tái)排架高度，提高水工建筑物的抗震能力。同時(shí)，其側(cè)封水不伸入門(mén)槽內(nèi)，門(mén)葉的寬度比直升式閘門(mén)要小、閘墩厚度較薄，減少工程量，降低了工程造價(jià)。升臥式閘門(mén)相對(duì)與船閘用人字門(mén)，升臥門(mén)結(jié)構(gòu)為平面板梁結(jié)構(gòu)，制作工藝簡(jiǎn)單可靠，閘門(mén)采用卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)啟閉，是傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)方式，操作簡(jiǎn)單方便管理。結(jié)合臨近類(lèi)似工程，升臥門(mén)運(yùn)行均安全可靠，可保障船只通航要求。

2.3 管理自動(dòng)化、信息化提升

水利工程和民生息息相關(guān)，服務(wù)于大眾，信息自動(dòng)化應(yīng)用于水利行業(yè)也是大趨勢(shì)，滿(mǎn)足水利工程安全高效運(yùn)行［3］。本工程配置計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)套閘實(shí)時(shí)監(jiān)控和信息管理。本工程自動(dòng)控制系統(tǒng)采用分層分布開(kāi)放式星形結(jié)構(gòu)，分為三級(jí)，即遠(yuǎn)控級(jí)、主控級(jí)和現(xiàn)地控制級(jí)，操作方式相互閉鎖，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值班，少人值守”的目標(biāo)。

自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)有套閘運(yùn)行狀況模擬顯示和閘門(mén)、閥門(mén)的啟閉機(jī)工作指示。通過(guò)工況模擬顯示，值班人員在控制室可了解閘門(mén)啟閉機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，便于管理人員操作管理，節(jié)省人工和時(shí)間成本，滿(mǎn)足船只快速過(guò)閘要求，實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化、信息化提升。

2.4 注重建筑與周邊環(huán)境相融合

城市的水文化景觀與當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境不可分割，傳統(tǒng)文化和地域文化滋潤(rùn)水文化，新時(shí)代水利工程旨在打造人水和諧新畫(huà)卷［4］。姜堰套閘作為水運(yùn)要塞，又位于城區(qū)之中，本次加固改造中對(duì)其進(jìn)行具體設(shè)計(jì)時(shí)，將姜堰民居中屋頂這一要素作為切入點(diǎn)，提取解析并加以抽象,將傳統(tǒng)的瓦屋面雙坡屋頂重構(gòu)成金屬桿件的坡屋頂形式,形成完整輕盈的屋面線(xiàn)條輪廓。深灰色的屋頂線(xiàn)條與白色實(shí)墻面形成了強(qiáng)烈的灰與白、線(xiàn)與面的色調(diào)和構(gòu)圖關(guān)系，形成獨(dú)特的肌理效果，營(yíng)造出姜堰特有的水鄉(xiāng)風(fēng)情。讓環(huán)境影響建筑,使二者在尊重文化、尊重藝術(shù)、尊重自然的基礎(chǔ)上和諧地融為一體,最終達(dá)到自然與人水和諧共生的境界。

3 結(jié)語(yǔ)

姜堰套閘加固改造工程目前已通過(guò)竣工驗(yàn)收，運(yùn)行情況較好。通過(guò)實(shí)施加固改造，消除了該工程安全隱患，提高了船閘防洪、通航能力，對(duì)促進(jìn)地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定發(fā)展，保障下游地區(qū)防洪安全，具有十分重要的意義。對(duì)今后同類(lèi)工程的實(shí)施，有一定的借鑒作用。