河北省子牙新河穿运枢纽工程保闸安全应急措施

【摘要】对安全鉴定为四类的子牙新河穿运枢纽工程，在拆除重建前，分析了存在的问题，制定了保闸安全应急措施，并限制运用，确保工程安全。

【关键词】子牙新河；北排河；南运河；保闸；措施

1、概况

子牙新河穿运枢纽工程（以下简称“穿运枢纽”）位于青县城南9km处，是子牙新河、北排河与南运河的交叉枢纽工程。枢纽工程东侧约500m为104国道和京沪铁路。自穿运枢纽沿子牙新河向上游约81km为献县枢纽工程，向下游约62km为海口枢纽。

南运河是我国著名的京杭大运河的一部分，在历史上一直担负航运、供水、灌溉和泄洪任务。

子牙新河是1966～1967年子牙河系新开辟的洪水直接入海通道，是海河流域洪水分区防守、分流入海防洪体系中的重要组成部分。是河北省最主要的骨干防洪工程之一。

北排河是在进行子牙新河修筑过程中，结合填筑子牙新河右堤，在堤外开挖的运东区域直接入海骨干排沥河道。

穿运枢纽始建于1967年，1984年增建引水压槽闸。工程现状由子牙新河穿运渡槽、子牙新河主槽穿运涵洞、北排河穿运渡槽、北排河穿运涵洞、南运河节制闸、引水压槽闸、导流堤和平交埝组成。

穿运枢纽工程是为解决东西走向的子牙新河、北排河与南北走向的南运河的交叉问题而修建的立体交叉工程，在三条河管理运用中处于重要地位。

2、存在问题及分析

2.1南运河节制闸

南运河节制闸在遇到洪水时，存在是否开启闸门向下游泄洪的问题。从天津市和南运河防洪的角度，要求该闸闭门挡水。从该闸安全的角度，应按设计条件在闸前水深近3.0m时开闸放水，以满足水闸上下游水位差小于3.0m，保证水闸安全。

节制闸运用方式改为闭门挡水后，挡水时闸基布置防渗长度不满足最短防渗长度要求。在止水带断裂的情况下，剩余防渗长度更不满足要求。

闸门挡水时，中墩抗滑稳定安全系数和地基应力不均匀系数不满足规范要求，边墩、中墩底板悬臂部分的受弯承载力和裂缝开展宽度均不满足规范要求。

闸门及启闭机结构本身，根据“《水利水电工程金属结构报废标准》2.0.2 技术落后、能耗高、效率低，运行操作人员劳动强度大，经改造仍不能有效改善，应报废；2.0.4 超过折旧年限，经检测不能满足安全运行条件的设备，应报废”。建议对节制闸闸门及启闭机予以报废。

综上，南运河节制闸从安全的角度，不应再挡水运行。否则，可能危及自身安全，并导致子牙新河左堤的安全。

2.2子牙新河主槽穿运涵洞

从安全运行情况分析，“63·8”洪水时上游壅水较高。1996年8月7日10时，上游洪水到达献县枢纽，并于8月12日9时出现最大洪峰流量2020m3/s，8月17日0时13分穿运枢纽出现最大洪峰流量1610 m3/s，涵洞上游水位9.22m，涵洞下游水位8.99m，穿运涵洞和滩地平交埝口门过流分别为1380m3/s和204m3/s，通过引水压槽闸引水26m3/s。

主槽涵洞及上下游淤积严重，减少了涵洞过流。导致上游水位过高，“63·8”洪水时，为保证上部渡槽结构的稳定，提前破除平交埝，下泄上游洪水。

主槽涵洞的上部渡槽墙顶高程为10.42m左右，高于推算的50年一遇的设计洪水位9.42m，但低于“63·8” 校核洪水位10.71m。

2.3滩地平交埝

滩地平交埝从属于子牙新河泄洪，在预测上游洪水大于2450m3/s时，拆除平交埝泄洪。目前平交埝顶高程在8.59～8.90m，低于原设计的10.00m，也低于可研报告推算的50年一遇的设计洪水位9.42m，更低于“63·8” 校核洪水位10.71m。

2.4北排河穿运涵洞

北排河穿运涵洞排涝能力基本满足。上部渡槽槽顶高程为10.48m左右，高于推算的50年一遇的设计洪水位9.46m，但低于“63·8” 校核洪水位10.75m。

2.5引水压槽闸

引水压槽闸运行正常。闸底板等部位高程随地形变化有所降低，与南运河河底、上游引水渠相适应，可以正常发挥引水压槽作用。

3、保闸安全应急措施

鉴于穿运枢纽安全鉴定为四类闸，特提出以下保闸安全应急措施：

3.1对机电设备及闸门进行检修和试运行，发现问题及时维修或更换，确保汛期正常使用。

3.2南运河节制闸，鉴于闸底板发生不均匀沉降、闸前和缝墩等部位的止水断裂，闸门及启闭机报废等因素，可考虑在闸室及其上游采用袋装土堆砌围堰，中间采用土工膜防渗。围堰断面近似左大堤横断面。围堰顶高程，可根据预报洪水流量、闸前水位预测，提前将围堰培厚和加高围堰，确保节制闸闸体和相邻左大堤的安全。

3.3汛前，开引水压槽闸，保证上游洪水高于滩地明渠底高程时，即可引洪水入南运河，为子牙新河渡槽和北排河渡槽压槽，解决两个渡槽的抗浮稳定。

3.4子牙新河右堤与南运河交叉处，可参照南运河节制闸设置围堰，最初留4m缺口向北排河渡槽引水壓槽，在满足压槽水位后，如果子牙新河洪水位继续上涨，可封堵缺口并培厚加高围堰，直至与堤顶齐平。

3.5平交埝，鉴于子牙新河主槽涵洞淤积，泄流能力很小。根据预报和洪水位情况，可提前在平交埝扒开几个缺口，分流泄洪。

就目前堤顶高程和穿运枢纽可行性研究阶段推算洪水位情况，穿运枢纽在采取上述应急措施后，50年一遇设计洪水发生时，穿运枢纽附近洪水位9.42m左右，低于两岸现状堤顶高程（左、右堤顶高程为11.40m、10.60m），穿运枢纽工程是相对安全的。当预测上游来水接近“96·8”校核洪水时，推测穿运枢纽附近洪水位10.71m左右，将高于右堤堤顶高程，左堤堤顶超高仅为0.7m，不满足校核洪水位加2.0m超高的要求。需考虑提前启用上游滞洪区，消减子牙新河下泄洪水流量，确保子牙新河左右大堤安全。

作者简介：吕胜宾，（1978- ），男，汉族，河北元氏人，高级工程师，主要从事水利工程管理工作。