水渡河水闸闸址的确定

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

1.1 水闸位置

水渡河水闸工程位于捞刀河的下游裁弯取直段，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。

1.2 水闸任务

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[1]。

1.3 水闸规模

水渡河水闸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(2)型。

2 闸址比选

初步拟定2个闸址，上闸址:位于水渡河橡胶坝上游2 300 m，下闸址:位于水渡河橡胶坝上游1 800 m。

2.1 闸前水流条件

2.1.1 上闸址水流条件

上闸址位于现状水渡河闸坝上游2 300 m处，距上游河道转弯处174 m，闸前直线段较短，不足500 m，水流进水条件较差[2]。

2.1.2 下闸址水流条件

下闸址位于现状水渡河闸坝上游1 800 m处，距上游河道转弯处630 m，水流进水条件较好。

2.2 地形条件

2.2.1 上闸址地形条件

上闸址河道左侧为堤防，右侧为山丘，河槽呈对称“U”字型，河槽宽约123 m。

2.2.2 下闸址地形条件

下闸址河道左侧为堤防，右侧为阶地，河槽右岸与阶地之间为漫滩。河槽呈对称“U”字型，河槽宽约112 m，漫滩宽度为181 m。

从地形条件上看，下闸址比上闸址建设场地宽阔，方便工程布置，地形有利于施工导流的布设，施工条件较好[3]。

2.3 地质条件

上、下闸址地层岩性类似，第四系覆盖层主要为粉质黏土、粉细砂、圆砾层，下部为强风化、弱风化砾岩。

上闸址工程地质问题较为突出，主要表现在:河床右岸存在较厚的覆盖层，不能作为建闸基础，挖除方量大;河床存在风化深槽，全风化砂砾岩最厚达37.4 m，为该地区较突出的不良地质现象，闸基础处理工程费用高。

结合地质条件及水工建筑物布置的方便性，下闸址明显优于上闸址[4]。

2.4 主体工程及施工导流

2.4.1 上闸址

2.4.1.1 闸孔数及尺寸

经过计算，水闸总净宽126 m，共设闸门9孔，其中泄洪闸6孔，单孔净宽16 m，冲沙闸3孔，单孔净宽10 m。

2.4.1.2 水闸布置

水闸由上游护砌段、进口段、闸室段、消力池段、海漫段组成。

上游护砌段长20 m，宽度由147.8 m渐扩为153.6 m。进口段长15 m，宽度为153.36 m。水闸闸型采用开敞式，共设闸门9孔，总净宽126 m，其中冲沙闸3孔，单孔净宽10 m，泄洪闸6孔，单孔净宽16 m，闸室垂直水流向长157.36 m，顺水流向宽21 m。

闸室两侧与堤防衔接。消力池长39.52 m，净宽153.6 m。出口水平段长10 m。海漫长45 m，底宽为153.6 m。

2.4.1.3 主体工程量及投资

上闸址主体工程量及投资见表1。

表1 上闸址主体工程量及投资表

2.4.1.4 施工导流

施工工期为两个枯水期，即第一年10月—第三年3月，导流采用二次导流，一期施工3孔泄洪闸和1孔冲沙闸，其余为二期施工。

围堰高度为8.5 m，顶部宽8 m并设有泥结石路面供车辆通行，围堰坡度为1∶2，围堰土体采用河滩地碎石土，堰体表面布置黏土编织袋压实，临水侧埋设土工防渗膜，考虑到河床以下有沙层分布，故采用止水旋喷桩进行围堰地基的防渗处理，围堰临水侧坡脚采用抛石措施以防止水流的冲刷破坏，背水侧坡脚设置排水沟。

在闸址右岸开挖导流明渠，明渠断面采用梯形复式断面，明渠底高程为24.5 m，渠底宽度为32 m，两边放坡坡度为1∶1.5。

2.4.1.5 导流工程量及投资

上闸址施工导流各方案工程量及投资见表2。

表2 上闸址施工导流工程量及投资比较表

上闸址工程总投资为7 444.45万元，其中工程主体投资为6 088.05万元，临时工程投资为1 356.4万元。

2.4.2 下闸址

2.4.2.1 闸孔数及尺寸

下闸址河槽右侧为181m漫滩，水闸采用闸堰结合方案，用水闸、溢流堰共同泄洪，在主河槽修建水闸，闸上设交通桥，右侧滩地采用溢流堰与河道右岸相接，在溢流堰前方修建交通桥。经过计算，水闸总净宽96 m，共设闸门7孔，其中泄洪闸5孔，单孔净宽16 m，冲沙闸2孔，单孔净宽8 m。溢流堰长160 m。

2.4.2.2 水闸布置

水闸由上游护砌段、进口段、闸室段、消力池段、海漫段组成。上游护砌段长20 m，宽度由114.2 m渐扩为 116.52 m。进口段长 15 m，宽度为116.52 m。

水闸闸型采用开敞式，共设闸门7孔，总净宽96 m，其中冲沙闸2孔，单孔净宽8 m，泄洪闸5孔，单孔净宽16 m，闸室垂直水流向长120.52 m，顺水流向宽21 m。

闸室左侧与河道堤防衔接，闸室右侧与鱼道相邻。消力池长38.5 m，净宽116.52 m，底板顶高程为23.5 m。

出口水平段长10 m，底高程为24.5 m。海漫长40 m，底宽为116.52 m，底高程为24.5 m。

溢流堰垂直水流方向长160 m，顺水流方向由上游护砌段、溢流堰段、消力池段、出口水平段、海漫段、防冲槽组成。

上游护砌段长15 m，宽度160 m。溢流堰段长8.5 m，其中水平段长3.5 m，斜坡段长4 m，坡比为1∶4，下游水平段1 m。消力池长19 m，净宽160 m。出口水平段长10 m。海漫长25 m，底宽为160 m。防冲槽长4.1 m，宽为160 m。

2.4.2.3 主体工程量及投资

下闸址主体工程量及投资见表3。

闸堰结合方案，主体工程投资5788.57万元。

表3 下闸址主体工程量及投资表

2.4.2.4 施工导流

施工工期为两个枯水期，即第一年10月—第三年3月，导流采用两次导流，围堰高度为6.4 m，顶部宽8 m并设有泥结石路面供车辆通行，围堰坡度为1∶2，围堰土体采用河滩地碎石土，堰体表面布置黏土编织袋压实，临水侧埋设土工防渗膜，考虑到河床以下有沙层分布，故采用止水旋喷桩进行围堰地基的防渗处理，围堰临水侧坡脚采用抛石措施以防止水流的冲刷破坏，背水侧坡脚从用松木桩以加强堰体的坡脚稳定。

二期导流为第二年枯水期，围堰高度为6.878 m，顶部宽4 m并设有泥结石路面供车辆通行，围堰坡度为1∶2，围堰土体采用河滩地碎石土。在闸址右岸开挖导流明渠，明渠断面采用梯形复式断面，明渠底高程为26.02 m，渠底宽度为50 m，两边放坡坡度为1∶2。

下闸址施工导流工程量及投资见表4。

下闸址工程总投资为7 095.54万元，其中工程主体投资为5 788.57万元，临时工程投资为1 306.97万元。

3 闸址确定

综合上、下闸址方案比较成果见表5。

通过对上、下闸址从闸前水流条件、地形条件、地质条件、工程投资比较，上、下闸址地质条件都比较好，适宜修建水闸，考虑汛期安全、堤防稳定、合理布置闸址，尽量避开弯道，下闸址在闸前水流条件、地形条件方面势明显，况且下闸址较上闸址节省投资348.91万元，所以经过闸址的方案比选，下闸址方案经济可行，确定下闸址为拟建闸址。

表4 下闸址施工导流工程量及投资比较表

表5 上、下闸址方案比选汇总表

[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.