水渡河水閘閘孔尺寸及閘室分段的探討

韓金超

(黑龍江農墾勘測設計研究院，哈爾濱150090)

1 水閘工程概況

長沙縣水渡河水閘工程位于湘江一段支流的撈刀河下游裁彎取直段，下游距湘江入口14.9 km，上游距赤石河壩13.80 km，閘址左岸為團結垸，右岸為三合垸。修建水渡河水閘工程，攔蓄上游河道水量，抬高閘址上游河道水位，為星沙自來水廠的供水提供保障。水閘100 a一遇的最大過閘流量為4 326.7 m3/s，工程等別為Ⅱ等，規模為大⑵型。

2 水閘凈寬及孔口尺寸的確定

閘孔凈寬根據泄流特點、下游河床地質條件和安全泄流的要求等綜合考慮確定，通過水閘過流計算及綜合分析，攔河閘總凈寬96 m，其中沖沙閘凈寬16 m，泄洪閘總凈寬80 m。

根據閘的地基條件、運用要求、閘門結構型式等綜合分析確定閘孔孔徑，設計通過以下4個方案比選，最終確定閘孔尺寸。

2.1 沖沙閘

考慮到沖沙的效果，沖沙閘采用對稱布置，水閘每側1孔，即沖砂閘2孔、單孔寬8 m。

2.2 泄洪閘

泄洪閘總凈寬80 m，根據水閘地勘成果，閘底板坐落在巖基上，故閘室的單塊長度≤20 m，為方便水閘的運行管理，閘孔數不宜過多。

依據選用的閘門結構型式及閘門孔口尺寸標準，按照規范規定閘孔數8孔，宜采用單數孔，當閘孔數超過8孔時，在一般情況下采用單數孔或雙數孔都可以，水閘設計初擬5孔、7孔、9孔、10孔4種孔數方案進行比選[1－2]。

各方案閘孔數及單孔尺寸見表1，各方案工程量及投資見表2。

表1 各方案的閘孔尺寸表

表2 各個方案工程量及工程投資表

通過4個方案的比選，方案Ⅰ5孔閘孔，單孔凈寬16 m，總凈寬80 m的布置方案工程投資最省，故泄洪閘閘孔布設選擇方案Ⅰ，閘室總凈寬為80 m，共布置水閘7孔，其中泄洪閘5孔、單孔寬16 m，沖砂閘2孔、單孔寬8 m[3－5]。

3 閘孔分縫型式的確定

攔河閘段共布置水閘7孔，其中泄洪閘5孔、單孔寬16 m，沖砂閘2孔、單孔寬8 m。考慮水閘底板坐落在巖基上，故閘室的分縫長度不超過20 m，通過方案比選確定順水流向永久縫的位置，初擬2種分縫方案:

3.1 方案Ⅰ

永久縫設在閘墩上，閘墩與底板固結在一起形成Π型結構，水閘的中墩均為縫墩，每一孔閘作為獨立整體，邊墩厚2.0 m，各縫墩厚度均為1.70 m，計入逢寬20 mm，攔河閘總長度120.52 m。

3.2 方案Ⅱ

永久縫設在每孔閘閘底板中間，閘墩與底板形成T型或L型結構，邊墩厚1.8 m，中墩厚為2.2 m，攔河閘總長度112.8 m[6－7]。

3.3 兩種方案比選

適用條件、優、缺點見表3、工程量及投資見表4。

擬建閘基坐落在強風化礫巖上，下部為弱風化礫巖，地基承載力較好，通過比較方案Ⅱ較方案Ⅰ節省投資453.3萬元，選擇方案Ⅱ布置水閘順水流向永久縫，永久縫設在每孔閘閘底板中間，閘墩與底板形成 T型或 L型結構，邊墩厚1.8 m，中墩厚為2.2 m，攔河閘總長度112.8 m。同時做好閘基處理，使各閘塊基底彈性模量相近、地基沉降量相同[8－9]。

表3 兩方案適用條件、優、缺點

表4 兩方案主體工程量及投資表

[1]江蘇省水利勘測設計研究院.SL265—2001水閘設計規范[S].北京:中國水利水電出版社，2001.

[2]水利部長江水利委員會長江勘測規劃設計研究院.SL191—2008水工混凝土結構設計規范[S].北京:中國水利水電出版社，2008.

[3]江蘇省水利勘測設計研究院.SL379—2007水工擋土墻設計規范[S].北京:中國水利水電出版社，2007.

[4]水利部水利水電規劃設計總院.GB50286—2013堤防工程設計規范[S].北京:中國水利水電出版社，2013.

[5]梁一飛，劉成有，李國寧.國內外新型水閘的設計研究現狀綜述[J].內蒙古水利，2010(01):13－14.

[6]趙青，王索成，張萬瑞.芻議平原水庫水閘的管理[J].黑龍江水利科技，2008(05):197.

[7]郭中瓊.水閘設計問題的分析[J].中國水運:下半月，2009(11):163－164.

[8]劉斌.水閘閘室穩定計算分析[J].中國水運:下半月刊，2010(08):185－186.

[9]劉筠，王昊，張峰.黃河下游引黃涵閘設計特征水位探討[J].人民黃河，2012(11):94－96.