汕头市海门湾桥闸重建工程设计特点

郑仲园

(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司，广东 广州 510635)

1 工程概况

练江是粤东沿海一条独流入海的中小河流，发源于普宁市大南山五峰尖西南麓杨梅坪的白水砾，自北流经流沙镇折东，经贵屿、马浦、铜盂、峡山、和平至海门港口注入南海。汕头市海门湾桥闸重建工程位于汕头市潮阳区练江出海口的海门镇附近，南距出海口2km，北离市区4km，东连城南街道凤南乡白土，西接井都镇古埕村。海门湾桥闸以上练江干流全长72.41km，闸坝上游控制集雨面积1302km2，平均坡降0.42‰，流域平均宽24.85km。原海门湾桥闸闸身结构采用50号水泥砂浆浆砌石，于1970年竣工投入使用，在减轻台风咸潮灾害、围垦滩涂、扩大灌溉面积、改善练江中下游人民的生产生活用水、方便两岸陆路交通方面发挥了巨大的工程效益。由于工程在特定时期上马，当时受资金、材料、技术力量等条件制约，且经过48年的运行，桥闸不断老化，重新评定存在过流及挡潮能力不满足要求、配套不全、工作台及交通桥破损严重、混凝土强度不足、抗震性能差等安全问题，该闸评定为四类闸，建议报废重建。工程于2018年9月开工，至今主体工程已经全部完工。

海门湾桥闸重建工程的闸线维持原闸线不变，工程任务是以防潮为主、御咸蓄淡、兼具交通和航运等综合利用，规模为Ⅱ等大(2)型工程。枢纽总体布置方案从左岸至右岸依次为：左岸连接路堤75m、东排水闸(结合船闸下闸首检修门库)24.6m、船闸下闸首27m、拦河水闸310.2m、西排水闸14.4m、拦河水闸检修门库17m、右岸连接堤段1100m，重建桥闸管理楼、仓库、配电房布置在左岸，本工程枢纽布置如图1所示。建筑物级别与洪水标准见表1。

表1 工程建筑物级别与洪水标准

图1 工程枢纽布置图

2 水工结构设计

海门湾桥闸地处亚热带季风区，常年受台风侵袭，基本风压为0.95kPa。工程场地类别为Ⅱ类，地震动峰值加速度为0.20g，相应地震基本烈度为Ⅷ度，设计烈度为8度，设计地震分组为第二组。闸基地层主要为第四系海相沉积的淤泥层及海陆交互相沉积的砂层，基岩为全风化花岗岩层，局部地段见有弱风化花岗岩，基岩面起伏较大。桥闸左侧基础为全风化花岗岩层，上部为软可塑状，下部为硬塑-坚硬状；闸右侧基础为为稍密-中密的中粗砂层，局部存在软弱的淤泥夹层，地基不均匀，通过换填碎石以及施工CFG桩解决不均匀沉降问题。

闸址航段为内河Ⅴ级航道，最大通航船舶吨位300t。拦河水闸共布置22孔开敞式泄水闸，每孔净宽12m，总净宽264m。拦河水闸采用宽顶堰的型式，堰顶高程-5.50m。闸室结构为两孔一联，边墩厚1.2m，中墩厚1.8m，缝墩2.4m(含缝宽)。东排水闸1孔，过流净宽8m，西排水闸1孔，过流净宽12m，上、下闸首宽27m。

拦河水闸闸室内设有上游检修门槽、工作闸门槽和下游检修门槽各1道，上游检修门槽中心线与工作门槽中心线相距3m，下游检修门槽中心线与工作门槽中心线相距3.65m。通过技术和经济对比，以及考虑建筑物抗震需求，工作闸门确定为露顶式平板钢闸门，每孔1扇，由设在拦河闸上部的固定卷扬机进行启闭。上游检修门槽预留临时应急用，不设专门的检修门。下游检修闸门为叠梁式结构，闸门高度与工作闸门相同，22孔共用3扇检修闸门(15段叠梁体)，采用移动式电动葫芦启闭，检修闸门平时安放于右岸检修门库内。

桥闸闸顶高程4.5m，检修交通桥位于启闭机室上游，净宽7m，上游侧设3m宽人行道(结合供水管与电缆沟)、下游侧设1m宽人行道，总宽度11m，与左右岸相接，形成贯穿整个桥闸的交通道路，连接海门镇和井都镇，很大程度上方便了两岸村民的交通，拦河水闸剖面如图2所示。

3 水闸上部建筑设计

随着社会的发展，人民对美好生活需要的日益增长，水利事业的蓬勃发展也让水利部门越来越重视水工建筑物的造型设计。建筑造型设计要结合外部环境条件、使用功能、结构形式等因素的制约及影响[1-2]。与通常的民用建筑工程不同，水利工程设计以功能性为主，工艺流程及设备布置等使用功能要求对主体建筑物的结构选型、平面布置及剖面设计起决定性的作用，要使水利建筑造型可以引人注目，并能够融入周边环境，结合当地历史文化进行设计是一种可行的办法[3-4]。

骑楼是一种近代商住建筑，楼体以2～3层为主，建筑物底层沿街面后退且留出公共人行空间，普遍存在于东南亚各国以及我国的海南、福建、广东、广西等沿海侨乡地区。潮汕地区的侨胞从国外带回了极具西方建筑特色又具备商住结合的骑楼，体现了独特的南洋建筑风格[5-6]。汕头骑楼始建于19世纪20年代，建筑形式受到欧陆风格的影响，是在特定地理环境、传统文化及外来因素等影响下而逐渐形成的一种建筑类型，具有“外洋内中”的独特风格，其典型代表是小公园及周边的安平路、升平路、国平路等街道形成放射状分布的沿街骑楼。

汕头市属亚热带，具有明显的季风气候特征，春季潮湿，阴雨日多；夏季高温酷暑，常有台风暴雨；秋季凉爽干燥，天气晴朗，气温下降明显；冬无严寒，但有短期寒冷。骑楼是城镇沿街建筑，上楼下廊，骑楼下廊可以遮阳和防雨，既是店面的外廊，又是室内外的过渡空间，可全天候穿行其间，实现了“南国多雨天，骑楼可避风”，就算春夏雨水较多，也可以满足行人逛街购物的需求。连廊也比较通风，可以带走酷暑的高温和回南天的湿气，骑楼上楼下廊的建筑格局非常适用于沿海地区的气候特征。

骑楼外部通常是富有欧洲风情的巴洛克和洛可可风格，内部则多是精致的潮汕水鸟图案。骑楼的立柱作为受力构件有强烈的装饰效果，底层是以仿古希腊爱奥尼柱式为主，然而二层以上混搭了仿多立克柱式或方型的混合柱式，形成了特殊立面的特征[7]。骑楼顶的女儿墙是南洋风最引人注目的特征之一，大致可分为两种：一为水平护拦，临街一面常做出挂绿釉的宝瓶栏杆；另一为变形的巴洛克式山墙，造型极丰富，一楼一模样，墙面上部开有圆形、长圆形等形状的风洞，在海口夏季风速最大可达40m/s以上的气候条件下，可大大降低风压对巴洛克山墙造成的破坏。因此在海门湾桥闸的上部结构建筑设计上，采用骑楼风格的立面处理，如图3所示。

图3 上部结构方案图

原海门湾桥闸工程闸坝为71孔水闸和1孔船闸，为了尊重当地民俗，本次设计保留原有72个门拱元素，结合水工结构设计和金属结构设计，在方案阶段将门拱元素结合骑楼风格布置到下游侧。上部结构分为2层，一层与交通桥连接，板面标高为4.500m，层高为10.6m，用于闸门的移动和检修，四周用栏杆包围，避免人员进入，由于层高较高，在满足结构抗震计算安全的前提下，以及未来工作闸门检修更换的需求，只在9.800m高程桥闸内部布置层间连系梁，不破坏上下游侧的门拱造型。二层为启闭机室，板面标高为15.100m，层高为5.0m，主要布置闸门固定式卷扬机和移动式电动葫芦启闭机。根据《水利工程设计防火规范》[8]，水闸启闭机室层安全出口不宜少于2个，疏散距离不应超过60m，因此在桥闸左右东排水闸和检修门库段布置楼梯，在第6孔和第15孔布置消防应急楼梯。考虑到船闸平时运用较少，船只在台风期间才进闸避风，而最高通航水位1.98m并非经常出现并时刻保持，为使船闸与两岸连接顺畅，降低对左岸道路两侧民众的生活影响，同时也降低工程投资，闸顶交通桥采用液压活动钢桥型式，桥面高程降至与水闸闸顶同高，即4.500m，当水位较高且需过大船时则提升桥面，短时封闭道路。同时为了便于观察和操作钢桥的启闭，将液压设备操作房布置在钢桥下游侧。

由于海门湾桥闸跨度较大，结合骑楼风格，在拦河闸9～12孔屋面21.000m高程以上设计8m高，56m宽的拱形屋顶装饰架，在21～22孔以及船闸下闸首的屋面设计5.5m高，28m宽的拱形屋顶装饰架，用对称的拱形屋顶装饰架调整立面比例关系，使桥闸在视觉上不会过于扁长，显得更为大气。门拱内部是长方形的孔洞，降低了风压对门拱的水平压力，减少上部结构的风荷载[9]。

考虑到海门湾桥闸位于出海口，桥闸上部建筑以钢筋混凝土结构为主体，外墙整体采用贴灰白色两种颜色的瓷砖增加厚重感，使建筑外观与海水和天空形成统一、协调、美观的整体，海门湾桥闸重建工程效果如图4所示，工程完工如图5所示。

图4 海门湾桥闸重建工程效果图

图5 海门湾桥闸重建工程完工图

4 防腐措施

海门湾桥闸设计使用年限为100年，水下混凝土结构的环境类别为四类海水环境，个别结构(如闸墩局部、挡墙面板局部)为5类受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境，上部结构为3a类海风环境。水下结构一期采用C30混凝土，二期采用C35混凝土，上部结构均采用C35混凝土。

为减小海洋大气对上部结构混凝土的腐蚀[11]，上部结构采用抗腐蚀混凝土，并将梁柱钢筋混凝土保护层加厚为55mm，板钢筋混凝土保护层加厚为45mm，在内外墙、梁板柱的批荡层满挂φ1mm×10mm×10mm镀锌钢丝网。内墙刷白色乳胶漆，外墙贴饰面瓷砖，起到了保护和装饰作用，还满足防潮、防腐等要求。交通桥及桥闸栏杆采用花岗岩石材，楼梯扶手以及安全护栏采用不锈钢栏杆，这两种栏杆整体施工方便，抗腐蚀性好，使用年限长。启闭机室层上下游侧采用T90系列断桥铝白色透明玻璃的竖向平开窗，使得空气可以对流，同时满足自然通风、采光和抗风防腐。

5 结语

海门湾桥闸改善练江流域水环境，保护练江流域中下游农田和人民免受风咸潮灾害，同时也提高潮阳潮南两岸的交通通行能力。将潮汕骑楼文化融入到海门湾桥闸重建工程中，不仅保护和传承了骑楼建筑文化，也见证汕头“百载商埠”的历史，使海门湾桥闸体现出一种独特的风格，成为当地的一个标志建筑物。