沭新退水閘拆建工程閘室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及閘門選型

摘要：沭新退水閘始建成于1975年12月，原設(shè)計標準低，施工質(zhì)量差，經(jīng)近40年的運行，病害普遍，存在較嚴重的安全隱患。經(jīng)安全鑒定為四類水閘，須拆除重建。本主要介紹了該閘室結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和閘門的選型，以資借鑒。

關(guān)鍵詞：沭新退水閘；閘室結(jié)構(gòu)優(yōu)化；閘門選型

一、原工程概況

沭新退水閘位于沭陽縣桑墟鎮(zhèn)，該閘始建成于1975年12月，設(shè)計流量為78.00 m3/s，閘身采用砼反拱底板、漿砌塊石側(cè)墻、砼半圓形拱頂?shù)暮词浇Y(jié)構(gòu)，單孔凈寬3.00 m、凈高460m，共2孔。工作閘門采用2扇3.10 m×4.85 m（寬×高）平面鋼閘門，配備2臺10 t螺桿式啟閉機，電機容量為2.2 kW。沭新退水閘主要功能是調(diào)節(jié)上游沭新河水位、排除沭新河澇水，當連云港工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水時，按計劃及時供水。

二、拆建工程主要內(nèi)容

拆建后沭新退水閘共1孔，閘孔凈寬8.0 m，設(shè)計流量9270 m3/s。沭新退水閘由上游連接段、閘室控制段、下游消力池及海漫段組成，工程全長128.01 m。工作閘門采用1扇平面鋼閘門8.06 m×5.30 m（寬×高），配備1套臺2×160 kN卷揚式雙吊點啟閉機，電機容量為11 kW。在閘室左側(cè)新建橋頭堡，采用三層框架結(jié)構(gòu)，建筑面積111 m2。新建上游引河右岸護岸，長約235 m。新增水土保持項目和自動化系統(tǒng)。沭新退水閘拆建工程設(shè)計防洪標準為20年一遇，排澇標準為10年一遇。設(shè)計流量由原工程的78 m3/s增加為92.70 m3/s，上游設(shè)計排澇水位為7.10 m，下游設(shè)計排澇水位為5.64 m；閘上防洪水位為7.50 m，閘下防洪水位為6.04 m。沭新退水閘拆建后能徹底解決沭新退水閘的安全隱患，確保沭新河的排澇不受影響，改善了該閘的現(xiàn)有功能，能及時調(diào)節(jié)上游沭新河水位、排除上游澇水。

三、閘室結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及閘門選型

（一）閘室結(jié)構(gòu)方案比較

沭新退水閘拆建工程結(jié)合現(xiàn)狀地形對閘室結(jié)構(gòu)進行布置，初步擬定以下2種方案進行比選：

方案一：采用平底板寬頂堰結(jié)構(gòu)型式，閘室單孔凈寬800m，共1孔。閘底板面高程2.00 m，底板厚1.20 m，邊墩厚0.90 m。工作閘門選用1扇8.06 m×5.30 m（寬×高）平面鋼閘門，配套1臺QP2×160kN雙吊點卷揚式啟閉機。閘室結(jié)構(gòu)布置圖見圖1、2。

方案二：采用平底板寬頂堰結(jié)構(gòu)型式，閘室分2孔，每孔凈寬4.00 m，總凈寬8.00 m。閘底板面高程2.00 m，底板厚070m；中墩厚1.00 m，邊墩厚0.80 m，閘總寬10.60 m。工作閘門選用2扇4.06 m×5.30 m（寬×高）平面鋼閘門，配套2臺120kN單吊點直聯(lián)螺桿式啟閉機。閘室結(jié)構(gòu)布置圖見圖3、4。

兩種方案主要工程量比較見表1。

方案比較：在過流能力方面，方案一與方案二均能滿足過流能力要求，且都高于舊工程的設(shè)計流量；工程造價方面，兩種方案的造價基本相當，方案二略高于方案一；在結(jié)構(gòu)布置方面，方案一較方案二結(jié)構(gòu)布置簡單、緊湊，便于施工；在安全方面，方案一的抗滑穩(wěn)定性要優(yōu)于方案二，方案二為2孔，方案二為1孔，方案二可靠性和保證率方面要優(yōu)于方案一。綜合上述因素進行比較，方案一優(yōu)于方案二，采用方案一單孔閘室凈寬8.0 m作為設(shè)計方案。

（二）閘門門型確定

沭新退水閘單孔凈寬8.00 m，共1孔。閘的主要功能為調(diào)節(jié)上游沭新河水位、排除沭新河澇水，以及向下游補水。與該閘功能相適應(yīng)，主要以直升門、升臥門型式為最佳選擇，而且這兩種門型技術(shù)成熟，操作運行方便可靠。

從適用性方面考慮：直升門和升臥門均能滿足該閘的主要功能要求。升臥門優(yōu)點是可以適當降低排架高度，有利于閘室結(jié)構(gòu)整體抗震穩(wěn)定性；缺點是在開啟過程中底緣流態(tài)不太好，吊耳及鋼絲繩長期位于水下磨損都比較大。直升門的缺點是如果單靠閘門擋水，則排架較高，不利于閘室整體抗震穩(wěn)定；但土建上可通過增設(shè)胸墻降低閘門高度，從而達到降低排架高度的目的，提高閘室結(jié)構(gòu)整體抗震穩(wěn)定性。

從施工方面考慮：升臥門制作、安裝相對復(fù)雜，土建上對閘門的軌道制作、安裝要求也較高，而直升門常有定型產(chǎn)品，制作、安裝較為方便。

從檢修方面考慮：本工程采用直升門方案可利用上游側(cè)懸掛的電動葫蘆及檢修閘門對工作閘門進行檢修，都很方便、省時。

綜上所述，故本設(shè)計采用直升門方案。

四、結(jié)語

沭新退水閘拆建工程閘室結(jié)構(gòu)方案比選和閘門門型的選擇，作為小型工程設(shè)計的參考，提供借鑒。

參考文獻：

[1]江蘇省淮沭新河管理處.沭新退水閘工程安全鑒定材料匯編[R].2012.

[2]淮安市水利勘測設(shè)計研究院有限公司.江蘇省薔薇河地涵拆建工程初步設(shè)計報告[R].2015.

[3]江蘇省沭新退水閘拆建工程建設(shè)處.沭新退水閘拆建工程土建施工及安裝工程招標文件[R].2015.

作者簡介：馮良隊（1975），男，工程師，主要從事水利工程建設(shè)、運行管理工作。