水渡河水闸闸孔尺寸及闸室分段的探讨

韩金超

(黑龙江农垦勘测设计研究院，哈尔滨150090)

1 水闸工程概况

长沙县水渡河水闸工程位于湘江一段支流的捞刀河下游裁弯取直段，下游距湘江入口14.9 km，上游距赤石河坝13.80 km，闸址左岸为团结垸，右岸为三合垸。修建水渡河水闸工程，拦蓄上游河道水量，抬高闸址上游河道水位，为星沙自来水厂的供水提供保障。水闸100 a一遇的最大过闸流量为4 326.7 m3/s，工程等别为Ⅱ等，规模为大⑵型。

2 水闸净宽及孔口尺寸的确定

闸孔净宽根据泄流特点、下游河床地质条件和安全泄流的要求等综合考虑确定，通过水闸过流计算及综合分析，拦河闸总净宽96 m，其中冲沙闸净宽16 m，泄洪闸总净宽80 m。

根据闸的地基条件、运用要求、闸门结构型式等综合分析确定闸孔孔径，设计通过以下4个方案比选，最终确定闸孔尺寸。

2.1 冲沙闸

考虑到冲沙的效果，冲沙闸采用对称布置，水闸每侧1孔，即冲砂闸2孔、单孔宽8 m。

2.2 泄洪闸

泄洪闸总净宽80 m，根据水闸地勘成果，闸底板坐落在岩基上，故闸室的单块长度≤20 m，为方便水闸的运行管理，闸孔数不宜过多。

依据选用的闸门结构型式及闸门孔口尺寸标准，按照规范规定闸孔数8孔，宜采用单数孔，当闸孔数超过8孔时，在一般情况下采用单数孔或双数孔都可以，水闸设计初拟5孔、7孔、9孔、10孔4种孔数方案进行比选[1－2]。

各方案闸孔数及单孔尺寸见表1，各方案工程量及投资见表2。

表1 各方案的闸孔尺寸表

表2 各个方案工程量及工程投资表

通过4个方案的比选，方案Ⅰ5孔闸孔，单孔净宽16 m，总净宽80 m的布置方案工程投资最省，故泄洪闸闸孔布设选择方案Ⅰ，闸室总净宽为80 m，共布置水闸7孔，其中泄洪闸5孔、单孔宽16 m，冲砂闸2孔、单孔宽8 m[3－5]。

3 闸孔分缝型式的确定

拦河闸段共布置水闸7孔，其中泄洪闸5孔、单孔宽16 m，冲砂闸2孔、单孔宽8 m。考虑水闸底板坐落在岩基上，故闸室的分缝长度不超过20 m，通过方案比选确定顺水流向永久缝的位置，初拟2种分缝方案:

3.1 方案Ⅰ

永久缝设在闸墩上，闸墩与底板固结在一起形成Π型结构，水闸的中墩均为缝墩，每一孔闸作为独立整体，边墩厚2.0 m，各缝墩厚度均为1.70 m，计入逢宽20 mm，拦河闸总长度120.52 m。

3.2 方案Ⅱ

永久缝设在每孔闸闸底板中间，闸墩与底板形成T型或L型结构，边墩厚1.8 m，中墩厚为2.2 m，拦河闸总长度112.8 m[6－7]。

3.3 两种方案比选

适用条件、优、缺点见表3、工程量及投资见表4。

拟建闸基坐落在强风化砾岩上，下部为弱风化砾岩，地基承载力较好，通过比较方案Ⅱ较方案Ⅰ节省投资453.3万元，选择方案Ⅱ布置水闸顺水流向永久缝，永久缝设在每孔闸闸底板中间，闸墩与底板形成 T型或 L型结构，边墩厚1.8 m，中墩厚为2.2 m，拦河闸总长度112.8 m。同时做好闸基处理，使各闸块基底弹性模量相近、地基沉降量相同[8－9]。

表3 两方案适用条件、优、缺点

表4 两方案主体工程量及投资表

[1]江苏省水利勘测设计研究院.SL265—2001水闸设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2001.

[2]水利部长江水利委员会长江勘测规划设计研究院.SL191—2008水工混凝土结构设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2008.

[3]江苏省水利勘测设计研究院.SL379—2007水工挡土墙设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2007.

[4]水利部水利水电规划设计总院.GB50286—2013堤防工程设计规范[S].北京:中国水利水电出版社，2013.

[5]梁一飞，刘成有，李国宁.国内外新型水闸的设计研究现状综述[J].内蒙古水利，2010(01):13－14.

[6]赵青，王索成，张万瑞.刍议平原水库水闸的管理[J].黑龙江水利科技，2008(05):197.

[7]郭中琼.水闸设计问题的分析[J].中国水运:下半月，2009(11):163－164.

[8]刘斌.水闸闸室稳定计算分析[J].中国水运:下半月刊，2010(08):185－186.

[9]刘筠，王昊，张峰.黄河下游引黄涵闸设计特征水位探讨[J].人民黄河，2012(11):94－96.