鄭閣水庫泄洪閘方案比選

□蘇 焱 □張志業 □徐紅利（商丘市水利建筑勘測設計院）

1 鄭閣水庫泄洪閘現狀

泄洪閘位于大壩右壩肩，水庫管理所以南，同大壩一起修建。設計洪水標準為20 a一遇，設計水位60.22m，設計下泄量138m3/s；校核標準為50a一遇，校核水位60.77m，校核下泄量173m3/s。該閘共6孔，每孔凈寬2.50m，為開敞式砌石閘室結構，閘總長65.50m。

泄洪閘經過50多年的運行，其主要部位損害已特別嚴重。①閘底板為110#混凝土埋塊石，且多處出現裂縫；②閘墩為砌石墩，其墩頭圓弧處則采用磚砌混凝土抹面，運行多年，強度已降低，存在安全隱患；③止水設施損壞嚴重；④現有排架柱高度太低，以致閘門不易提出來，不能對閘門進行檢修更換處理；現狀泄洪閘存在多處安全隱患，經復核多處不滿足規范要求，不能滿足大壩加固后的泄洪需要，急需重建。

2 鄭閣水庫泄洪閘方案比選

2.1 閘孔單孔尺寸方案比選

2.1.1 閘孔布置形式

根據水庫的調洪演算，除險加固后泄洪閘閘孔總凈寬35m，比選擬采用兩種閘孔孔徑進行方案比選，第一種布置5孔，單孔凈寬7m；第二種布置7孔，單孔凈寬5m。兩種閘孔孔徑布置見圖1、圖2。

2.1.2 兩種方案的閘室布置

2.1.2.1 方案一，布置5孔，單孔凈寬7m

閘室段長19.60m，閘底板高程為56.85m。閘室共5孔，單孔凈寬7m，結構形式為開敞式。閘頂高程為62.00m。共2聯，分別為2孔一聯，1孔一聯。中墩厚1.20m，縫墩厚0.90m，邊墩厚1.00m，邊墩外設扶壁式岸墻。閘墩上游采用圓弧形墩頭，下游采用齊墩頭。中墩上游墩頭圓弧半徑0.60m，縫墩上游墩頭圓弧半徑0.90m。閘底板厚度為1.40m。

2.1.2.2 方案二，布置7孔，單孔凈寬5m

閘室段長19.60m，閘底板高程為56.85m。閘室共7孔，單孔凈寬5m，結構形式為開敞式。閘頂高程為62.00m。共3聯，邊聯2孔一聯，2聯，中聯3孔一聯，1聯。中墩厚1.00m，縫墩厚0.80m，邊墩厚0.90m，邊墩外設扶壁式岸墻。閘墩上、下游均采用圓弧形墩頭。中墩上、下游墩頭圓弧半徑0.50m，縫墩上、下游墩頭圓弧半徑0.40m。閘底板厚度為1.30m。

2.1.3 兩種方案的投資比較

通過工程量計算對兩種閘孔布置方案進行經濟比較：方案一，5孔，單孔孔徑7m：總投資701.11萬元。②方案二，7孔，單孔孔徑5m：總投資665.53萬元。

2.1.4 兩種方案的優缺點

圖1 5孔7m閘孔孔徑布置圖

圖2 7孔5m閘孔孔徑布置圖

①方案一，5孔，單孔孔徑7m。優點是土建工程量小，占地少，工期短，外觀大氣，缺點是泄洪閘閘門重量大，啟閉機噸位大，變壓器負荷大，投資稍高，不易調度和管理。

②方案二，7孔，單孔孔徑5m。優點是泄洪閘閘門重量輕，啟閉機噸位小，變壓器負荷小，投資略小。另外，對8孔以下的小孔徑閘，易于調度，運行管理方便。缺點是土建工程量大，占地多，工期長。

經兩種方案的綜合指標比較，選用5孔孔徑7m的閘孔形式。

2.2 閘室結構型式比選

2.2.1 結構形式

閘室結構擬采用兩種型式進行方案比選，方案一為整體式閘室結構，方案二為分離式閘室結構。閘孔結構型式見圖3、圖4。

圖3 整體式閘室結構圖

圖4 分離式閘室結構圖

2.2.2 兩種方案的布置

2.2.2.1 整體式閘室結構

閘室段長19.60m，閘底板高程為56.85m。閘室共5孔，單孔凈寬7m，結構形式為開敞式。閘頂高程為62.00m。共3聯，邊聯2孔一聯，2聯，中聯1孔一聯，1聯。中墩厚1.20m，縫墩厚0.90m，邊墩厚1.00m。閘墩上游采用圓弧形墩頭，下游采用齊墩頭。中墩上游墩頭圓弧半徑0.60m，縫墩上游墩頭圓弧半徑0.90m。閘底板厚度為1.40m，下鋪C15混凝土墊層厚0.10m，前后兩端均設齒墻，齒墻底高程54.45m。兩岸邊墩外設扶壁式岸墻，岸墻底高程為56.85m，頂高程為62.00m，墻高5.15m，底板寬度5.88m，底板厚0.80m，直墻厚0.50m，扶壁間距3.50m，扶壁厚0.40m。

2.2.2.2 離式閘室結構

閘室段長19.60m，閘底板高程為56.85m。閘室共5孔，單孔凈寬7m，結構形式為開敞式。閘頂高程為62.00m。中墩厚1.20m，邊墩厚1.00m。閘墩上游采用圓弧形墩頭，下游采用齊墩頭。中墩上游墩頭圓弧半徑0.60m。底板采用分離式楔形大、小底板結構，大底板下設灌注樁，小底板厚1.00m，寬5.60m，大底板厚1.80m，寬2.60m，灌注樁直徑1m，樁長12m，樁頂高程55.05m，樁底高程43.05m，沿閘室順水流方向布置6排樁，樁距3m。閘室兩岸采用空箱式岸墻，岸墻底高程為56.85m，頂高程為62.00m，隔墻高4.66m，隔墻厚0.50m，間距2.00m，岸墻拱厚0.12m，矢跨比1/4，矢高0.38m，跨度1.50m，底板和閘邊墩大底板連成一體寬度為8.70m，底板厚1.00m。閘底板、閘墩、灌注樁為C30鋼筋混凝土，岸墻為C25鋼筋混凝土，墊層為C15混凝土。

2.2.3 兩種方案的投資比較

通過工程量計算對兩種閘室結構型式進行經濟比較：①整體式閘室結構，總投資444.60萬元。②分離式閘室結構，總投資445.99萬元。

2.2.4 兩種方案的優缺點

2.2.4.1 整體式閘室結構

優點是閘室結構整體性能好，縫間閘段各自獨立，適應地基變形條件好，具有較好的抗震性能；這種底板適用于地質條件較差的地基和地震區，且土建工程量小，投資小。缺點是增加工程量和施工難度。

2.2.4.2 分離式閘室結構

優點是分離式灌注樁閘室結構可以增加地基承載力，減少沉降量，提高抗滑穩定性。缺點是土建工程量大，投資大，工期長。灌注樁增加施工難度，底板接縫較多，施工質量不易保證。經兩種方案的綜合指標比較，選用整體式閘室結構型式。