刘家道口枢纽工程建设与管理创新实践探讨

董超，任伟伟

（1.沂沭河水利管理局河东河道管理局，山东 临沂 276000；2.临沂市第三十四中学，山东临沂 276000）

刘家道口枢纽是沂沭泗河洪水东调南下续建工程的重点项目，是实现沂河洪水东调入海的关键性控制工程。其主要作用是控制沂河上游来水，在沭河大官庄枢纽工程的配合下，使80%的洪水经石梁河水库、新沭河东调入海，腾出骆马湖、新沂河部分蓄洪泄洪能力以接纳南四湖南下洪水，同时兼有蓄水、灌溉、排沙和交通等综合效益。该工程于2005 年12 月开工建设，2010 年4 月竣工验收并移交运行管理。刘家道口枢纽工程的建成和有效管理，进一步完善了沂沭泗地区防洪体系，提高了沂沭泗河中下游地区的防洪标准，对保障鲁南苏北地区经济社会又好又快发展具有十分重要作用。

1 工程设计与建设

作为东调南下工程的重要组成部分，刘家道口枢纽曾于上世纪70 年代初规划兴建，建成了枢纽工程中的彭家道口分洪闸。由于当时经济困难等原因而停缓建，致使统筹解决沂沭泗地区防洪问题的东调南下工程搁置多年。1991 年国务院《关于进一步治理淮河和太湖的决定》和此后的国务院治淮治太会议，将刘家道口枢纽作为治淮重要项目，要求加快建设。为协调推动工程上马，2003 年1 月水利部召开东调南下及南水北调东线工程省部联席会议，确定了治淮19 项骨干工程并对相关工程统筹做出一揽子安排。

刘家道口节制闸是我国平原河道上规模最大的节制闸，闸门净宽大，挡水高，地处郯庐大断裂带上，工程所在地曾于公元1668 年发生了相当于里氏8.5 级大地震。为解决刘家道口节制闸设计和施工中的技术难题，研究创新了多项新技术、新工艺，积累了丰富的经验，取得了良好的成效。

1.1 国内宽高比最大的弧形闸门

刘家道口节制闸弧形闸孔的尺寸16m×8.5m，弧门半径11m，支铰高度8.2m，闸门设计水头8.2m。由液压启闭机启闭，是9 度强地震区目前最大的弧形闸门，也是国内高宽比最大的弧形闸门。为确保闸门结构技术先进、经济合理、安全可靠，工程建设部门深入研究该种门型的整体受力和变形特点，确定弧门支撑采用了“A”型斜支臂箱型结构，为验证这一结构的稳定性，进行了空间三维有限元计算分析，结果表明刘家道口节制闸大跨度表孔弧形闸门的结构布置合理，门叶结构和“A”型斜支臂箱型结构安全可靠。

1.2 闸门及启闭机润滑技术

自润滑球面轴承自动调整能力强，对闸门的偏移和位移不敏感，能在一定范围内调节偏斜和位移，而不影响轴承中的压力分布；由于球面滑动轴承的滑动面为球形，能承受径向与轴向两个方面的力；球面轴承具有很好的自润滑性能，可避免圆柱轴瓦滑动轴承常见的“抱轴”现象发生；球面轴承避免了圆柱轴承边缘产生的较大边缘应力。实现了闸门计算理论模型（铰接点）与实际的统一，切实提高了闸门运行的可靠性，同时解决了工程管理、维护等问题。

1.3 预应力混凝土闸墩新技术

刘家道口节制闸共36 孔，每孔净宽16.0m，为国内平原河道跨度最大的弧形闸门，最高挡水高度8.2m，且位于临沂郯城县8 度强地震区，鉴于工程的重要性，设计地震烈度按9 度设防。由于闸门水推力较大，利用普通钢筋混凝土结构难以解决弧门支座与闸墩的连接部位及闸墩局部受拉区混凝土抗裂或限裂问题。工程设计中采用预应力混凝土闸墩新技术，预应力锚索布置在锚体支座与支座连接部位及闸墩局部受拉区，并施加预应力，以抵消弧门推力所产生的拉应力，从而保证了结构承载能力及正常使用要求。经监测，锚体支座与支座连接部位及闸墩局部受拉区在正常使用情况下均处于受压状态，目前工程运行正常。

1.4 弧形闸门液压启闭机总体布置优化技术

在国内首次研究提出了弧形闸门液压启闭机总体布置优化技术，采用总造价为目标函数，研究了液压启闭机总体布置优化设计方法，该方法适用于端部和中部支承型式液压启闭机的各种布置尺寸和开度工况，能够最大范围地获得弧门液压启闭机的整体布置最优，确定启闭机容量和工作行程的最佳组合值，为提高水闸设计水平建立了参考模式。此外，该优化方法可显著降低工程造价。

1.5 连续抗滑齿墙技术

刘家道口节制闸闸墩位于中等风化的泥质砂岩上，基岩抗剪强度较低，设计中闸墩底板采用两道抗滑连续齿墙，一道设在闸底板前端，另一道设在弧形闸门底砍下部，根据闸墩稳定及抗滑齿墙的强度和刚度要求，连续齿墙底板以下深度需要4.5m，解决了风化泥岩地基闸墩抗滑稳定问题，施工方便，大大缩短了施工工期。

1.6 桥头堡及调度中心建筑造型设计

在综合临沂市建筑规划、道路交通、开放空间配置、景观系统构架等多方面要求后，提出的刘家道口节制闸桥头堡建筑设计方案，造型新颖美观，设计层次丰富，富有文化底蕴，符合当地城市规划要求，并形成独具特色的滨水区景观。

1.7 电气及自动化设计技术

电气设计采用计算机网络技术、信息采集技术、自动监控技术、通讯技术，网络采用100Mbps 全双工交换式光纤网，实现了工程现代化管理。计算机监控系统采用分布开放式结构，具有高度的分散性、实时性、可靠性、开放性和互操作性等优点，正逐步成为水利系统自动化控制的主流；电视监视系统利用先进的以太网技术、光纤通信技术、动态图像压缩与传输技术等，实现远方监控闸室的运行、闸上下游及公路桥全景和泵房、配电室、中控室、发电机室内全貌的闭路电视系统。该套系统先进实用，自动化水平高，为枢纽工程的调度管理和安全运行提供科学依据和技术支持。

2 工程管理与运行

为提高刘家道口枢纽工程管理运行水平，水利部批复成立刘家道口水利枢纽管理局隶属沂沭河水利管理局，是在原有管理单位的基础上升格为具有行政职能的副处级事业单位。主要任务为负责管理刘家道口节制闸、彭家道口分洪闸、刘家道口灌溉放水洞，枢纽以上沂河13.01km 河道及两岸堤防，枢纽以东分沂入沭6.28km 水道及两岸堤防的工程管理运行、防汛、维护等工作。

多年来，工程管理单位始终坚持以工程管理的制度化、法制化和现代化为目标，加强领导，完善措施，全面推行水利工程的组织管理、安全管理、运行管理和经济管理，保障了枢纽工程的安全运行。

2.1 制度建设促规范

在建章立制方面，制定完善了工程检查、观测、维修养护、档案管理等涵盖各个方面的100 多项规章制度，让管理工作有章可循，给管理工作提供了强有力的规范化保障。同时，加强监督和检查，切实提高制度执行力，使管理工作向“规范化、精细化、科学化”扎实推进。

2.2 先进科技是保证

先进科技的利用是枢纽现代化管理的保证。刘家道口水利枢纽利用水情信息系统，及时掌握上游来水，根据上级调度指令启闭闸门，合理调配水资源。通过122 路监测监控系统，对枢纽、河道进行24 小时全天候实时监控，实现了科学调度洪水和科学管理洪水的目标。

2.3 精细管理夯基础

刘家道口枢纽在工程管理和维修养护中进一步坚持“管养分离”“养重于修，修重于抢”原则，将工程检查、观测、维护、考核等日常管理工作落实到每一天，坚持水闸经常性试车，有效保证了工程的安全可靠、启闭灵活、运用自如。

2.4 依法行政作保障

枢纽工程安全管理工作责任重大。为落实责任，依法管理，刘家道口枢纽积极开展流域水行政管理工作，涉河建设项目监管规范有序，为沿河人民生命财产铸就了一条水事平安线，为依法治水、依法管水提供了安全保障。

3 结语

刘家道口枢纽工程投入运行以来，蓄水曾达到设计最高蓄水位60.0m，泄洪流量已超过设计流量的50%以上，安全运行良好。枢纽2010 年泄洪8.9 亿m3，2011 年泄洪20 亿m3，2012 年泄洪32.3 亿m3。特别是2012 年7 月7 日至10 日，流域出现强降雨并造成沭河干支流发生近二十年最大洪水，本次暴雨洪水降雨历时长、强度大、洪水暴涨暴落、旱涝急转、支流来水量大、城市内涝严重，刘家道口水利枢纽泄洪流量达到7270m3/s，工程经受了洪水考验，为下游山东、江苏两省二十多个县区、4638 万人口及5412 万亩耕地提供了防洪安全保障■