旺苍县城区河道综合整治工程旺月闸设计综述

(四川沃土项目投资管理有限公司，成都，611732)

1 工程概况

旺苍县位于四川盆地北部盆缘山区，米仓山南麓，幅员面积2986km2，总人口45.68万人，是川北重镇广元市的副中心。嘉陵江支流东河由北向南流经城区，东河城区河段历来洪灾频发，近年来已建成堤防13km，对防洪起到了重要作用，但未形成完整的防洪体系；河道冲刷严重，危及部分已建堤防的安全；枯季河段内流量小，河床裸露，生态环境差。

旺苍县城区河段综合整治工程属于《四川省广元市东河旺苍城区河段防洪综合整治规划》的一期工程，拟在旺苍县城区东河干流上建设两级拦河闸坝(旺月闸、石龙闸)，抬高枯水期城区河段水位，使工程河段河道水面连接，在维护城区河势河床稳定、保护堤防工程安全的同时，改善城区河道水环境，使旺苍城区河道成为生态河道、景观河道，基本形成“城在水中、水在城中”的人水和谐的现代水城，提升旺苍城市品质。

旺月闸位于旺苍县城区东河河道内，工程为Ⅰ等工程，工程规模为大(1)型，主要建筑物级别经批准降低一级为2级，次要建筑物为3级。闸坝设计洪水标准为30年一遇，洪峰流量为7960m3/s。校核洪水标准为100年一遇，洪峰流量为10200m3/s。

2 工程布置

旺月闸闸址位于旺苍县城区旺月橡胶坝下游86m。水闸正常蓄水位为466.00m，设计洪水位为469.75m，校核洪水位为471.60m，下游正常尾水位为458.40m。水闸建筑物主要由拦河闸、翼墙、护岸、鱼道、廊桥等组成。

拦河闸室宽184.0m，过流总净宽140.0m，共布置10孔泄水闸孔，单孔净宽14.0m，结构型式采用开敞式平底堰，闸门采用平面钢闸门，闸门尺寸为14m×8.6m(B×H)，启闭方式采用顶推式、倒挂式液压启闭机两级提升。闸室顺水流方向长度41.0m，底板高程457.40m，底板厚度3.5m，其中底部采用C30钢筋混凝土，厚3.1m，顶部设置C40HF钢筋混凝土，厚0.4m，基础置于基岩上。闸室段采用闸孔底板中间分缝，间距18.0m。闸墩采用C30钢筋混凝土，中墩厚度4.0m，边墩顶宽4.0m，闸顶高程473.50m，最大闸高19.60m。闸顶自上游往下游依次布置3.0m宽人行桥、21.0m宽廊桥、6.0m宽人行兼消防通道、1.6m宽油管沟和1.2m宽人行检修桥。闸底设置固结灌浆，上游5排，孔深6m；中间4排，孔深4m；下游5排，孔深6m；间、排距均为3m，梅花型布置。右岸边墩设置生态放水管，进口高程为457.40m，长41.0m，采用DN1100焊接钢管，末端设置偏心半球阀控制下泄流量。

平面钢闸门后1.8m接下挖式消力池，总长36.0m，池深2.0m。消力池斜坡坡比为1∶4，水平投影长8.0m；消力池水平段长27m，末端采用坡比1∶0.5与尾坎连接，尾坎顶宽1.5m。消力池底板下部采用C25钢筋混凝土浇筑，厚1.9m，上部设置C40HF钢筋混凝土，厚0.4m。消力池两侧、6#闸门与7#闸门、3#闸门与4#闸门中间设置导墙，墙高8.0m，宽2m。

水闸左岸布置上、下游翼墙及护岸工程。翼墙均采用C30钢筋混凝土扶壁式挡墙，上游翼墙长204.51m，下游翼墙长118.90m。水闸左岸为预留船闸，本设计阶段翼墙墙后采用土石回填，后期航道建设时可直接挖除。

水闸右岸布置上、下游翼墙及护岸工程。上游翼墙采用C20混凝土衡重式挡墙，总长度为96.42m，翼墙顶高程467.00m～473.00m。下游翼墙采用C30钢筋混凝土扶壁式挡墙，总长为31.0m。翼墙下游侧设置有598.60m长护岸。

鱼道布置于水闸右岸下游，总长579.21m，进口高程457.00m，出口高程464.50m，设计底坡1.5%。鱼道净宽2m，边墙及底板厚均为30cm，隔板厚25cm，采用C25钢筋混凝土浇筑。

廊桥布置于闸室上游侧，为三层仿古风格廊桥，桥面总宽度为21m，桥面总长为180m。廊桥上游侧3.0m宽设计为人行通道，下游设6.0m宽消防通道及检修通道。

图1 闸室结构

3 闸门启闭方式选择

本工程采用平面钢闸门，有直升、升卧、下卧等多种启闭方式。升卧式平面闸门启闭机吊具长期浸入水中，检修维护不便，同时启闭平台高排架不利于城市景观，因此不宜采用。下卧式平面闸门采用底轴驱动，常运用于4m以下的低水头水闸中。直升平面闸门结构简单、运用广泛、安全可靠，启闭设备可选用卷扬式启闭机、顶推式、倒挂式液压启闭机启闭。卷扬式启闭机需设置高排架，景观效果差。顶推式启闭机检修维护简单，水闸顶部可过水，形成瀑布跌水的景观效果，闸门关闭时无外露设备，景观效果较好，启闭高度较大时可与倒挂式结合。

考虑到城区行洪安全和景观要求，根据本工程特点，对顶推式液压启闭机和顶推式、倒挂式液压启闭机组合两级提升两种方案进行方案比选。经比较，顶推式、倒挂式液压启闭机组合两级提升可降低顶推启闭机柱塞杆长度、杆径，启闭灵活、风险较小、投资较省，推荐采用顶推式、倒挂式液压启闭机组合两级提升方案。

闸墩埋设顶推式液压缸，液压缸柱塞杆头采用球形轴承操作横梁铰接。闸门采用双吊点，门叶左右两侧主梁分别固定一支倒挂式液压缸，液压缸活塞杆头采用球形轴承与操作横梁铰接。启门时，先由顶推油缸顶推，再由倒挂油缸提升闸门；闭门时，先下放倒挂式油缸，再由顶推油缸下放操作横梁至闸门全关。顶推式液压启闭机容量选用2×1000kN，油缸行程9.0m；倒挂式液压启闭机容量选用2×800kN，油缸行程6.0m。

图2 顶推式与倒挂式液压启闭机两级提升工作原理

4 廊桥设计

根据旺月闸枢纽布置，闸坝右岸平台布置廊桥右岸入口广场，设计部分机动车和非机动车停车场，方便人们上桥观景、休闲、购物，并布置闸坝的功能用房，如柴油发电机房等。左岸平台布置廊桥的左岸入口广场，其他部分作为景观绿化与滨河路景观协调连接。

廊桥面宽度为21m，桥面长为180m。廊桥上游面的3m宽设计为人行通道，人们可在行走中感受到上游湖面景色。廊桥采用仿古风格，总共设计为三层，第一层、第二层布置为商业用房，第三层增设了观景平台。在一楼、二楼设有8处上、下连接的交通疏散楼梯间，上、下交通方便。

廊桥采用框架结构，商业用房可根据业态的需求进行划分，房间布置灵活。

廊桥建筑面积为9474.18m2，其中一层建筑面积为3788.40m2，层高5.7m；二层建筑面积为3775.24m2，层高为4.5m；三层建筑面积为1910.54m2，层高为4.8m。

5 结语

建设旺苍县城区河段综合整治工程，对完善城区防洪排涝体系，保障防洪安全，推进水生态文明建设，改善城区水生态环境和水景观，促进城区经济社会可持续发展具有重要意义。在城区河道内新建水闸，形成连续水面，避免枯期河道干涸。闸门采用顶推式、倒挂式液压启闭机组合两级提升平面钢闸门方案，既能够有效解决东河汛期洪水流量大、水位高的防洪安全问题，又能避免柱塞杆工作行程过长、杆缸径过大、杆件失稳等问题，还能兼顾城区景观需要，为国内首创。闸顶同步建设廊桥，闸左右岸设置广场，配合景观绿化，对改善居住环境、提升城市品质具有重要作用。