汾河流域生态修复汾河新二坝工程简述

孙冬艳

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 工程概况

汾河新二坝工程为汾河流域生态修复项目的一部分，项目区位于太原市小店区刘家堡乡刘家堡村汾河大桥下游1.7 km处，汾河太原段综合治理三期工程与汾河二坝之间的汾河河道上。

工程建设内容，主要包括汾河干流大堤内修建1座壅水闸坝建筑物、1座通航建筑物以及近闸坝区主槽防护等。工程建设任务是通过在河道内设置壅水闸坝，抬高河道内水位，形成壅水水面并增补地下水，同时增加河道水域面积，改善河道及周边生态环境，兼顾游船通航需求。项目实施后将实现太原汾河公园至汾河二坝之间汾河河道通航，并形成湿地水面2.339 km2，总壅水量700.8万m3。

2 工程总布置

本工程有游船通行要求，两岸未设排污涵，太原城市污水排放进入蓄水区，为满足河道行洪、通航、排沙、壅水更新置换及日常污水排放等需要，在主槽内布置通航建筑物和弧形门闸挡水，两侧滩地布置溢流式建筑物壅水。因此，工程布置采用主槽排沙、排污、通航，两侧滩地壅水的方案。

坝址区现状汾河主槽偏左岸，为实现工程主要功能，结合施工导流布置，将主槽位置移至偏右岸。主槽中部布置船闸和弧形门挡水闸，左右滩地布置钢坝闸。

闸坝全河床布置，壅水闸坝和通航建筑物总长291.0 m，其中壅水闸坝总长272.0 m，通航建筑物总长19.0 m。壅水闸坝包括主槽段弧形门闸和两岸滩地钢坝闸，其中主槽段弧形门闸共4孔，总长44 m，单跨宽度8.0 m，挡水高度6.0 m；左右两岸滩地段共6孔钢坝闸，总长228 m，单跨宽度30 m，坝高4.5 m。通航建筑物（船闸）为主槽段内1座宽19 m的单线单级船闸。闸坝控制房布置于东、西两侧堤坡平台上，船闸控制房与闸坝控制房统一集中布置。

为使游人观景和交通方便，闸坝下游侧设人行桥，人行桥采用悬索吊桥，与闸坝闸墩之间用钢梯连接。近坝区两岸，东大堤堤顶布置行车道，行车道两侧布置人行道和自行车道及绿化带，总宽度16 m；西大堤只留抢险道路、自行车道、人行道及绿化带，总宽度11 m。

3 主要建筑物设计

3.1 壅水建筑物设计

钢坝闸设计。钢坝闸由上游连接段、闸室以及下游连接段组成。

上游连接段包括上游护底、铺盖、上游翼墙。上游护底采用格网石笼，厚度0.5 m，下设0.3 m厚的碎石垫层；铺盖采用0.5 m厚C 25钢筋混凝土结构，下设0.3 m厚的碎石垫层。上游翼墙采用C 25钢筋混凝土悬臂式挡土墙结构，临水侧为直立面，背水侧边坡1∶0.1，边墙高8.3 m。

闸室采用C 25钢筋混凝土结构，包括闸室底板、中墩、边墩。闸孔宽30.0 m，闸室底板厚2.0 m，长16.5 m，呈台阶式布置，其中上游侧顶面高程763.5 m，与河床齐平，长度7.7 m；下游侧底板顶面高程762.5 m，长度8.8 m。闸室中、边墩均为钢筋混凝土空箱结构，内置液压启闭机设备，闸墩长度21 m，顶板设有检修进人孔。

下游连接段，包括消力池、海漫、下游翼墙。消力池紧邻闸室下游布置，池长24.5m，深1.0m，底板厚1.8m，采用C 25钢筋混凝土结构。底板上设有排水孔，底板底部自上往下铺设碎石垫层和反滤层。消力池下游设长度为55 m的格网石笼海漫，厚度0.5 m，石笼下设0.3 m厚反滤层。海漫末端设置防冲槽，槽内抛块石。下游翼墙采用C 25钢筋混凝土悬臂式挡土墙结构，临水侧为直立面，背水侧边坡1∶0.1，边墙高7.3 m。

弧形门挡水闸设计。弧形门挡水闸布置在主槽内船闸两侧，共4孔，单孔净宽为8.0 m。闸门均采用集成式液压启闭机起闭。为满足弧形门闸门的检修维护，在工作门上游设叠梁检修门，电动葫芦起吊。

弧形门挡水闸由上游连接段、闸室、下游连接段组成。闸室为开敞式整体结构，顺水流方向长21 m，采用C 25钢筋混凝土浇筑，底板厚度2.2 m，边墩宽2.0 m，闸墩高10.0 m，闸墩顶高程772.0 m。上游连接段包括护底和铺盖段，下游连接段包括消力池和海漫，设计与钢坝闸上下游连接段基本相同。

人行桥设计。考虑船闸和弧形门闸的日常维护及两岸交通需要，在壅水闸坝下游侧修建一座人行桥，两端分别与东、西岸大堤连接，主要用于闸坝的检修、维护及游人休闲游览等。人行桥采用悬索吊桥，主要由承重索、抗风索、桥面系统、和锚定系统组成。桥面高程772.0 m，桥长286 m，分7跨，最大跨度68.0 m，桥面净宽3.0 m，桥面铺装5 cm厚生态木板，桥墩处设钢梯与闸墩连接。

3.2 通航建筑物设计

通航建筑物采用单线单级船闸，船闸位于主槽的中部，上闸首与挡水弧门布置在同一条线上。船闸采取直线进闸、直线出闸的方式进行布置，由上、下游引航道和主体建筑物组成。

上游引航道隔流墙长25.0 m，墙顶高程768.5 m。隔流墙采用钢筋混凝土悬臂式挡墙，墙高8.0 m，底宽4.8 m，厚0.5 m，底板厚1.0 m，墙顶设置航标柱，柱高1.2 m。该段设有25 m长格网石笼护底，厚度0.5 m，下设0.3 m厚的碎石垫层。

船闸主体建筑物由闸室和上、下闸首共三部分组成，总长43.5 m。上闸首全长7.9 m，净宽为9.0 m，工作闸门和检修门分别采用卧倒门和一字门的形式。闸室全长21.0 m，净宽为9.0 m，为了便于排沙，闸室底板稍微向下游倾斜。下闸首全长14.6 m，净宽为9.0 m，工作闸门和检修门分别采用人字门和一字门的形式；为了汛期时能将闸门安全锁定，防止门体振动造成破坏，人字门设有锁定装置。

船闸主体建筑横剖面为整体式“U”字形钢筋混凝土结构，船闸总宽19 m，其中闸室净宽9 m，左、右边墩宽均为5 m。为满足建筑物结构要求，主体建筑物沿水流方向设置一道变形缝，从上游至下游依次划分为22.3 m和21.2 m两段。船闸左侧边墩内布置有充泄水廊道、廊道工作闸门及其液压启闭机室、廊道检修门室、一字门启闭机室、楼梯间等。右侧边墩内设有油路及电缆廊道、人字门启闭机室等。

下游引航道隔流墙长25 m，墙顶高程764.5 m。隔流墙采用钢筋混凝土悬臂式挡墙，墙高4.0 m，底宽4.8 m，厚0.5 m，底板厚1.0 m，墙顶设置航标柱，柱高1.2 m。该段设有25 m长格网石笼护底，厚0.5 m，下设0.3 m厚的碎石垫层。

3.3 主槽及近坝区堤防防护设计

主槽防护。河道设坝壅水后，在近坝区100 m的范围内对河道主槽进行整理和防护，以防止河道主槽出现紊乱对闸坝产生影响。对河道主槽进行整理的宽度至少达到60 m，边坡采用1∶2，采用0.3 m厚的格网石笼进行防护。顶部水平铺设宽6.0 m的笼网护顶，基础采用松木桩，桩长4.0 m，桩径不小于20 cm，间距0.5 m，桩侧抛填片石处理。

近坝区两岸堤防防护。考虑到周围交通和环境因素，近坝区两岸堤防防护整治进行不同设计。

大堤整治防护方案为：西岸紧靠滨河西路，堤顶不再设交通公路，只作为防洪抢险道路。背水侧不动，迎水面设计蓄水位以下采用格网石笼护坡，坡度1∶2，设计蓄水位以上采用加筋挡土墙，坡度1∶0.75。墙面板采用“L”形结构钢筋混凝土预制块，预制块内填土绿化，形成梯形绿化效果，加筋带采用4.5 m长、1 m宽的土工格栅。西岸堤顶加宽改造总宽为11.0 m，从临水侧向外依次为1.0 m宽树池、3 m宽自行车道、1.0 m宽人行道、1.0 m宽绿蓠、5.0 m宽沥青混凝土路面。东岸考虑交通要求，堤顶布设7 m宽双车道公路（兼做抢险路）。堤防整治采用梯形断面，背水侧堤坡采用加筋挡土墙，坡度1∶0.75，迎水侧设计蓄水位以下采用格网石笼护坡，坡度1∶2，设计蓄水位以上采用加筋挡土墙，坡度1∶0.75。堤顶加宽改造总宽度16 m，中间为7 m的双车道公路，临河侧依次为1.0 m宽树池、3.0 m宽自行车道、1.0 m宽人行道和1.0 m宽绿蓠，背水侧依次为1.0 m宽树池、1.0 m宽人行道和1.0 m宽绿蓠。近坝区两岸堤防边坡整治可结合汾河两岸堤防整治内容并与之有效衔接，工程可在以后汾河两岸堤防整治工程中实施。

4 结语

汾河新二坝建成后，可抬高河道水位，在河道内形成壅水水面，实现汾河三期与汾河二坝之间水面连续、汾河公园至汾河二坝之间游船通行，同时可增补地下水，改善河道及周边生态环境，进一步改善省城的生态环境、人居环境和旅游环境，提升城市品位和对外形象，更有利于将汾河流域建设成为全省的生态长廊、宜居长廊、富民长廊。