旱閘在安徽省淮河流域重要行蓄洪區工程中的應用

黃 舉

（中水淮河規劃設計研究有限公司，安徽 合肥 230601）

0 引言

保莊圩堤防與交通道路的交叉之處，大部分采用道路加高的方式滿足堤防防洪要求。不具備道路加高條件的，均采用橫向閘門的方式滿足堤防封閉的要求，其結構形式單一，止水困難，布置不對稱，缺乏創新之處。安徽省淮河流域重要行蓄洪區建設工程（六安市裕安段）中放棄了傳統的橫向推拉式閘門，采用新穎的下沉式旱閘，不但能夠滿足水利和交通部門的功能性需求，還為橋頭堡等附屬性建筑物的布局優化保留了更大的空間，為類似工程提供了一種全新的思路。

1 工程概況

安徽省淮河流域重要行蓄洪區建設工程是國家150 項重大水利項目之一、38 項進一步治淮項目之一，工程治理范圍為淮河干流的9 處重要行蓄洪區。

安徽省淮河流域重要行蓄洪區建設工程（六安市裕安段）屬于城東湖蓄洪區的一部分，主要任務是保護該區域內人民的生命和財產安全。工程建設地點位于六安市裕安區固鎮鎮、佛庵、彭橋、陳圩，工程主要建設內容包括：堤防加固10569m、護坡5752m、防浪墻7169m，堤頂道路5360m、泵站3 座，旱閘3 座，穿堤涵洞（閘）30 座。保莊圩堤防防洪標準2 級，穿堤建筑物排澇標準10 年一遇，施工合同額1.37 億元，工期兩年。

2 兩種類型閘門的對比選擇

因該工程中的3 處旱閘均位于交通道路上，若直接加高圩堤至設計水位高程，需將該處交通道路的路面抬高3m 左右，有較大安全隱患，對周邊建筑影響較大，拆遷成本過高。加高道路的方案在可研階段方案對比時就被排除，在施工圖階段，主要是對橫拉式閘門和下沉式閘門進行對比，具體情況如表1。

表1 橫拉式閘門和下沉式閘門優缺點對比表

通過對比得出，采用下沉式設計更符合現場實際。經各方會商，該工程中的旱閘采用下沉式進行設計施工。

3 旱閘水工建筑

3.1 閘門介紹

下沉式閘門可視為普通閘門的一種變形，是適應于特殊用途的新型擋水閘門，其特點是在水閘底檻以下設閘門門庫，需要關閉閘門時，閘門從門庫中升起達到擋水效果；需開啟閘門時，閘門則沉入門庫內，僅留門頂蓋板露出底檻。

3.2 工作過程

該工程中采用的下沉式閘門與普通閘門設計原理類似，工作過程正好相反。普通閘門是向上提起放水，放下擋水，當閘門提升放水時，啟閉機處于工作狀態；而下沉式閘門是下降打開，提起擋水，啟閉機只有在提升過程中處在工作狀態，閘門在門庫和提起至門槽底檻位置時，均處于放松狀態。

3.3 主要技術參數

該工程中3 處旱閘主要功能防洪擋水，閘室采用鋼筋混凝土開敞式結構，閘門采用平面鋼閘門，凈尺寸18.0m×2.8m。以固鎮北旱閘為例：門庫底高程20.0m，為1.2m 厚的鋼筋混凝土結構，安裝底檻后底高程21.6m，門庫兩側設置閘門槽，外側回填10%水泥土，閘底板頂高程24.8m，閘門升起后頂高程27.6m，擋水高度2.8m，圩外設計水位26.99m，總水壓力384kN，單扇閘門重量33t，兩側配螺桿式啟閉機，啟閉機安裝在兩側的橋頭堡內，橋頭堡尺寸7.0m×7.0m，為獨立筏板基礎，筏板板底標高24.7m，建筑物兩層，室內地面標高28.75m，屋頂高程37.25m。旱閘剖面示意圖見圖1。

圖1 旱閘剖面示意圖

4 旱閘閘門及啟閉機

4.1 閘門及防腐

閘門為平面鋼閘門，主要由面板、主梁、次梁、腹板、翼板、加勁板、吊耳、止水等部件組成，總重33t。閘門防腐共六道工序，第一道工序進行表面噴砂除銹清潔，保證清潔度達Sa2.5，粗糙度達Rz60～100μm；第二和第三道工序為噴鋅，總厚度不小于120μm；第四道工序為噴涂環氧富鋅底漆，厚80μm；第五道工序為噴涂環氧云鐵防銹漆，厚80μm；第六道工序為噴涂改性環氧面漆，總厚120μm。

4.2 啟閉機

每扇閘門采用2 臺手電兩用螺桿式啟閉機（QL-320kN-4.0m）啟閉機，靜水啟閉，啟閉力502kN，啟閉機采用變頻電機，每臺啟閉機配置1 只靜磁柵絕對型開度傳感器，共計2 只。兩臺啟閉機采用電氣措施實現同步運行。啟閉機工作行程3.2m，最大行程4.0m。

4.3 啟閉過程

閘門平時存放在門庫中，門底支承在門庫底板21.6 高程上，門庫頂部路面高程25.2m 處設置鋼蓋板，需防汛擋水時啟升閘門，閘門啟升過程中，頂部托頂鋼蓋板同時上升運行，閘門頂部設置定位銷與鋼蓋板定位連接。閘門采用上游止水，當閘門運行到止水位時，通過在主軌上增設的4 塊頂緊板將閘門向上游側平移8mm，此時止水橡皮與座板壓縮3mm，以保證止水效果。

5 旱閘施工

安徽省淮河流域重要行蓄洪區建設工程（六安市裕安段）3 座旱閘位于X009 道路上，于2022 年9 月15 日開始對道路全封閉施工，2023 年1 月1 日道路恢復通車，歷時107 天。旱閘的主要施工流程為：技術（安全）交底→人料機進場→基礎開挖→隱蔽工程驗收→門庫基礎墊層→門庫底板→門庫墻身及邊墻→兩側水泥土換填→閘室底板→上下游鋪蓋→翼墻擋墻→閘門安裝→橋頭堡筏板→上部建筑結構→屋面工程→金屬結構及機電設備→電氣照明工程→內外墻裝飾→工程驗收。

5.1 技術（安全）交底

開始實施前，由項目部組織，對旱閘的主要技術指標、工程實施過程中的重難點、應注意事項、對周邊環境的影響、風險隱患因素、各類防范措施等，對相關人員進行交底，以確保工作人員可以理解設計意圖，工程能夠按圖施工。

5.2 基礎開挖

基礎開挖主要采用機械開挖和人工開挖相配合的方式進行。該旱閘位于公路上，場地相對開闊，開挖的土料就近集中堆放于兩側道路上用于后期回填使用，多余的土料直接運輸至堤防回填區域，以達到土料的合理利用。本旱閘基坑深度4m 左右，開挖至建基面后未見地下水，考慮到施工的安全性，在基坑四周開挖深約20cm 的排水溝，兩側設置深度約50cm 的集水井，以確保工程在干地實施。

5.3 水泥土換填

基礎底板有高差的擋土墻接觸部位回填水泥土，水泥摻量10%，壓實度不低于93%，由于作業面較狹窄，采用人工振動碾壓實，檢測后，可以達到設計要求。

5.4 模板施工

模板由底模和側模等組成，該工程中采用1.8cm厚的高強度覆竹膠板。模板的支撐楞木采用尺寸為6cm×9cm 的松木，布置間距控制在30cm 左右，中間采用PVC 套管鋼筋對拉，拉筋間距控制在50cm左右。模板在加工廠按施工圖制作，加工后按圖紙先行試拼裝檢查其加工的精度。模板和支架確保有足夠的強度、剛度和穩定性，以確保混凝土澆筑和振搗時不發生明顯的撓曲變形，并能承受混凝土澆筑和振搗的側向壓力和振動力，防止產生移位，確保混凝土結構外形尺寸準確。模板拼裝時，板邊找平，接縫嚴密，拼接縫內嵌專用膠帶嵌縫條，確保接縫無漏漿，表面光滑，無凹坑、皺折等。模板在每次使用前均清洗干凈，所有模板與混凝土接觸面涂刷專用脫模劑。

5.5 混凝土施工

底板和邊墻下部50cm 高度范圍內的混凝土一次整體澆筑完成，超過50cm 高度的邊墻等部位混凝土分多次完成，其中墻身混凝土分層澆筑，分層振搗，每層厚度50cm。混凝土開倉澆筑前，將倉面清理干凈，該工程的混凝土采用商品混凝土，根據工序安排由罐車運至施工現場，泵車直接入倉，邊平倉邊振搗，振搗采用行列式振搗法，每一插點振搗時間為20～30s，直至混凝土表面呈水平并出現均勻的水泥漿和不再冒氣泡為止，并盡量避免碰撞鋼筋、芯管、吊環、預埋件等。同時，安排木工隨時檢查模板的穩定情況，施工過程中，不出現施工冷縫。待混凝土初凝后，開始進行表面覆蓋養護，保證混凝土表面濕潤，養護時間控制在28d 左右。

5.6 預埋件安裝

底檻安裝，安裝前清理干凈槽內的雜物，以引下的兩側閘門槽中心線的連線為參考基準線，以此基準線為底檻中心距門槽中心距離的控制線，同時用水準儀進行高程控制，使其高程、位置、與孔口中心距和門槽口中心距離均符合圖紙尺寸并規范要求。主反軌安裝，首先對一期錨筋進行清理，工作閘門主、反軌距孔口中心線的距離利用事先放好的點在門槽頂部設垂球控制，垂線即為參考基準線，以此來調整軌道垂直度、與孔口中心距離、與閘孔中心距離，使其符合圖紙尺寸和規范的要求。

5.7 閘門的吊裝

吊裝前將門庫、門槽雜物及軌道表面清理干凈，清理騰空吊裝場地，作好交通管制，并設置警戒線，閘門運至現場后，用一臺130t 汽車吊機將閘門在卸車位平吊起離車約300mm，移去運輸車，然后將閘門平放至地面，轉換吊點，將閘門緩緩立起，移至門槽正上方，使閘門落入門槽，用事先準備的馬腿及調節工裝將閘門調整到工作位置。

6 存在問題

6.1 積水問題

閘門在非使用時期一直位于地下的門庫當中，而門庫又無法做到全封閉，雨水及細小的灰塵顆粒很容易進入門庫之中，對閘門、埋件及止水材料的防腐提出了較高要求。該問題可在設計時在門庫一側增加一個集水井，并配置一臺水泵進行解決。

6.2 維護問題

該項目中的閘門門庫凈寬760mm，閘門凈寬620mm，由于門庫較小，維修人員無法進入門庫，如出現閘門需要維護或者更換止水的情況，則需要將閘門提起，而不得不對交通道路進行臨時封堵，給交通帶來諸多不便。該問題可以在設計時考慮加大門庫尺寸，保證閘門在門庫內存放時人員可以進入門庫工作為宜，工程量不會增加太多，而又能解決閘門的日常維護工作。

7 結語

隨著社會經濟的發展，國家和社會對水利工程的要求越來越高，不但要求其滿足防洪等功能性要求，同時還要滿足國家土地節約、資金節省的大政方針，滿足人們的審美需求，符合當地的人文地理。該工程中3 座旱閘的順利實施，為堤防工程與交通道路工程的交叉存在提供了一種新的解決思路，實現了堤防工程與交通道路工程的有效結合和相統一，在滿足各自使用功能的同時還能形成地方的特色建筑，對類似的項目具有借鑒意義■