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［摘要］結合遼寧省下寨子攔河閘水毀破壞現狀，分析病險水閘工程特點及加固設計布局，對加固方案進行閘型比選，供同類工程參考。

［關鍵詞］病險水閘；除險加固；方案比選

1引言

2013年8月16日，渾河干流發生了嚴重的洪水災害，造成下寨子攔河閘所處河段兩岸防護堤以及水閘大部分沖毀，其殘余部分已無法利用，因此，需要除險加固，推倒重建。

2設計方案與比選

2.1設計方案。下寨子攔河閘是一座具有泄洪和灌溉效益的綜合利用功能的水閘，屬渾河防洪工程的一部分，本次除險加固后灌溉面積為4500畝。下寨子攔河閘所在河道防洪標準為20年一遇，最大過閘流量1797m3/s，水閘過流能力按此標準和流量復核。本次除險加固工程規模確定為Ⅱ等大（2）型，泄水閘、沖砂閘、進水閘和兩岸邊墻等主要建筑物級別降為3級，次要建筑物級別為3級，臨時建筑物為4級。因本工程下游緊鄰國道202線及跨河公路橋，如被沖毀影響巨大，所以下游消能防沖建筑物設計洪水重現期為20年，用校核洪水重現期50年進行復核。下寨子攔河閘所在河道為典型山區多泥砂河道，汛期洪水陡漲陡落、迅疾兇猛，挾帶大量泥砂及漂浮物。因此，除險加固設計擬采用平板閘和液壓壩兩種方案供分析選擇。2.1.1平板閘設計方案平板閘方案是將翻板閘和一孔沖砂閘改為泄水閘結構布置。拆除翻板閘底部漿砌石及一個沖砂閘閘墩混凝土，僅保留下部漿砌石作為閘底板基礎，布置平板閘加平板門的泄水閘結構。在全河斷面布置平板門泄水閘，為加大泄流能力，應盡可能加大泄水閘孔口尺寸。參考同類工程，攔河閘總長為132m，由泄水閘、沖砂閘、進水閘和擋水壩段組成。泄水閘共設8孔，每孔凈寬10m，閘室底板頂高程略高于上游河床開挖后地面高程。泄洪沖砂閘單孔凈寬8m，邊墩寬1m，中墩寬1.5m，2孔沖砂閘總長19.5m；閘室沿水流方向長度8.5m，閘底板厚度2.25m；泄洪沖砂閘為不設胸墻開敞式閘孔，閘孔凈高8.45m，閘門為平板鋼閘門，采用手動和電動兩用啟閉操作方式，閘頂以上布置排架結構，用于布置閘門啟閉機房。進水閘長3.5m，左岸擋水壩段長15m。閘室底板保留部分老漿砌石作為水閘基礎，并新建下游消力池。消力池采用底流消能方式，消力池長度39.3m（含斜坡段11m），斜坡段底板厚度0.5m，水平段底板厚度0.5m。2.1.2液壓壩設計方案由右岸到左岸一次布置19扇合頁式鋼閘門泄水閘、1孔進水閘及左岸擋水壩段，攔河閘總長126.62m，其中合頁式鋼閘門總長114m，進水閘長3.5m，左岸擋水壩段長9.12m。19扇合頁式鋼閘門泄水閘總長114m，分為7個壩段，其中5個壩段為3扇一聯布置，單個壩段長度18m，2個壩段為2扇一聯布置，單個壩段長度12m。每扇合頁式鋼閘門凈寬6m，閘室底板沿水流方向長度7m，閘底板頂部為臺階式，上游閘底板厚度3.5m，下游閘底板厚度3.13m。2.2方案比選。本工程的平板閘和液壓壩方案分別從防止泥砂淤積、過流能力、運行管理、景觀等4方面進行經濟技術比選。（1）防止泥砂淤積方面平板閘方案緊靠進水閘布置有2孔泄洪沖砂閘，閘孔總凈寬16m，泄洪沖砂閘底板高程低于進水閘底板高程1.35m，能夠很好的解決進水閘附近的泥砂淤積問題，另外，8孔泄洪閘也為平板閘，閘孔總凈寬80m，泄洪閘底板高程低于進水閘底板高程1.10m，泄洪期間也能夠起到沖砂作用；液壓壩方案在主河床布置有19孔合頁式鋼閘門，閘孔總凈寬114m，閘底板高程低于進水閘底板高程1.10m，攔河閘泄洪期間，鋼閘門放倒，同樣能夠將上游淤積的泥砂排向下游，起到很好的沖砂效果?？梢?，兩方案均能夠解決攔河閘上游的泥砂淤積問題。（2）過流能力方面平板閘方案在宣泄設計洪水時上游水位高于液壓壩方案0.58m，宣泄校核洪水時上游水位高于液壓壩方案0.79m，造成兩方案的過流能力差別的原因主要在于，平板閘方案在主河床布置有閘墩，占用了部分主河床過流寬度?？梢姡谶^流能力方面，液壓壩方案優于平板閘方案。（3）運行管理方面平板閘方案布置有10孔平板鋼閘門，閘門孔數較多，需要電動啟閉設備對閘門進行控制，從而消耗一定的電能，造成一定的日常運行費用。液壓壩的控制系統靈活多樣，可針對不同客戶的需求，配備手動搖桿式操作、PLC自控操作、電腦遠程監控等控制系統；還可以采用角度傳感器等檢測裝置，配套電控液壓操作系統，達到自動升降操作?？膳鋫淙我庹{節壩高功能，控制上游水位和下泄流量。還可實現任意壩扇同步升降，實現面板的精準控制。液壓壩體水力性能優越，面板倒伏后緊貼壩基面板，可暢泄洪水、上游堆積泥沙和漂浮物，特別適用于多砂、多石、多樹、寒冷地區的河流和洪水漲落快速的山區及城市河道，以及有較高溢流要求的工程。可見，在運行管理方面，液壓壩方案優于平板閘方案。（4）景觀方面液壓壩方案由于僅需閘門作為擋水結構，無需布置閘墩及用于布置啟閉設備的上部結構，其采用暗藏式支撐，低重心，支撐機械隱藏于高強度外形美觀的保護套中，能有效防止大型漂浮物、泥砂、雜物、銹蝕等不利因素對各部件造成的影響。壩面整齊干凈，可根據業主需要，噴繪不同色彩、圖案、標語等。液壓壩可根據河道蓄水能力，實現液壓壩閘頂超過0.50m高度擋水，壩面可在任意角度范圍內停留支撐，同時還可實現單扇或多個壩扇任意組合或同步調節，減少水流對下游的沖刷?？梢?，在景觀方面，液壓壩方案優于平板閘方案。通過以上四方面比較得知，在防止泥沙淤積方面兩個方案均有同樣的效果，在過流能力方面，液壓壩方案因無中墩阻水明顯優于平板閘方案，在運行管理和景觀方面，液壓壩方案優于平板閘方案。對于建在城鎮的擋水建筑物，其過流能力較大、上游淹沒少的樞紐尤為重要。綜合考慮水閘安全運行及防洪影響因素推薦選用液壓壩方案。

3案例

除險加固后的下寨子攔河閘由泄水閘、進水閘及左岸擋水壩段三部分組成。建筑物從左至右依次為左岸擋水壩段、進水閘、泄水閘，其中擋水壩段長9.12m，進水閘段長3.50m，泄水閘段長114.00m。加固后的泄水閘，由原來的自動翻板門改為合頁式鋼閘門形式。原有基礎底部老漿砌石全部拆除，加固后水閘閘室底板建基面坐落至強風化巖基上，下游重新設置底流式消力池。泄水閘閘室順水流方向長7m。共設19孔，每孔凈寬6m，其中5個壩段為3孔一聯布置，單個壩段長度18m，2個壩段為2孔一聯布置，壩段長度12m。泄水閘下游采用消力池底流消能，消力池深均為1.80m，消力池池長35.05m（包括斜坡過渡段），消力池底板厚度均為0.5m，為了抵消消力池底板揚壓力，底板水平段設Φ25錨筋深入基巖4.5m與基巖相接，間排距2m，呈梅花形布置。加固后進水閘孔口凈寬1.5m，共1孔，順水流方向總長16.5m，其中閘室段長6.5m，下設消力池，消力池長為10.00m。泄水閘采用電動液壓缸啟閉，于右岸上游側設一泵房，內設液壓站、操控臺、電控柜等操控設施。進水閘采用手電兩用螺桿式啟閉機操縱平板閘門。

4結語

下寨子攔河閘現狀已不滿足該地區的灌溉要求，加之河道淤積嚴重，應盡快進行除險加固，以保證該地區農作物的灌溉要求。此次加固方案的泄流能力比原建筑物泄流能力增大，并且液壓壩是近年來一項水利科技的創新成果，是國內領先的活動水壩技術，可廣泛應用于農業灌溉、水力發電、城市河湖美化等方面。

參考文獻：

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[3]關紅俊.晉城市沁河河道蓄水工程液壓壩水工設計[J].山西水利科技，2015，No.195（01）：111-113.

作者:張仲 于月鵬 單位:中水東北勘測設計研究有限責任公司