拉薩市拉薩河（城區段）綜合整治工程（4#閘）設計概述

陳浩，高誠，于野

（中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津300222）

拉薩市拉薩河（城區段）綜合整治工程（4#閘）設計概述

陳浩，高誠，于野

（中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津300222）

拉薩市拉薩河（城區段）綜合整治工程，位于西藏自治區拉薩市區境內的拉薩河干流，上起拉薩市獻多電站尾水出口，下至青藏鐵路拉薩河大橋，全長約18.36 km。工程目的是通過挖河心、固河岸、引水歸槽、消除倒灘水、穩定河勢，同時保證枯水期或平水期在攔河建筑物上游庫區形成較大的水體水面，改善拉薩城區環境條件，提高拉薩市城市綜合能力。該工程主要建筑物由橡膠壩、調節閘、充排水泵房和翼墻等組成。

拉薩河；綜合整治；調節閘；橡膠壩；翼墻

1 工程概況

拉薩河流域是西藏自治區經濟最發達、人口最密集的核心地區。拉薩市位于拉薩河下游右岸，海拔3650 m，是西藏自治區首府，是西藏政治、經濟、文化和宗教中心，是藏傳佛教圣地，是擁有1 300 a歷史的文化名城。

拉薩市拉薩河中心城區段緊鄰拉薩市區，上起拉薩市獻多電站尾水出口，地面高程3657 m，下至柳吾區青藏鐵路拉薩大橋上游990 m，地面高程3630 m。工程控制河道總長18.36 km，落差27.1 m。境內河谷地帶地勢低洼，地形平坦，由東向西緩傾，河谷兩側為高山，海拔3700～4 500 m，沿河兩岸階地發育，洪積、沖積扇廣布?？辈靺^場地內河谷寬闊，一般為3～5 km，寬處有7～8 km，谷內地形平緩，階地完整，牛軛湖和蛇曲發育，東高西低，河床地形坡度1.5‰。4#閘閘址位于新建的次角林大橋下游，緊鄰次角林大橋，左岸為318國道，右岸為仙足島環島路，上游距離拉薩大橋約2.03km，下游距離已建成的3#閘約3.35 km。

2 工程地質

壩址區附近巖土層主要由第四系人工堆積（Q4ml）層、第四系沖洪積（Q4al+pl）層構成。其中，灘地土均為沖洪積（Q4al+pl）的卵礫石土，河床段地表局部為沖洪積（Q4al+pl）的粗細砂層。下伏基巖深度根據區域資料在80 m以上。

勘察區內河水、地下水為HCO3-Ca型水，對混凝土無腐蝕性，對混凝土結構中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結構具弱腐蝕性；卵石層透水和富水性強，滲透系數為0.116 1～0.127 2 cm/s，土體滲透性好，屬強透水層。

場地內粗砂層在8度地震條件下會產生輕微液化。但場區內飽和少黏性土多分布于表部，或以透鏡體形式出現；由于表層的粗砂均要清除，可不考慮其液化對工程的影響；呈透鏡體分布于卵石層中的粗砂層，遇水在卵石層中具有消散作用，且粗砂層中黏粒含量為15%～18%，并且含有少量的卵石，則可不考慮液化現象；綜合評價擬建場地無飽和粉土及砂土，可不考慮擬建場地地基土液化現象。

3 工程總體設計

4#閘（壩）的主體建筑物為橡膠壩，壩體左側布置有調節閘，橡膠壩與調節閘之間以中隔墻連接，建筑物兩側上、下游以翼墻或護坡工程與兩岸邊坡相連。本工程閘壩線位于次角林大橋下游136 m。工程主要建設內容包括橡膠壩、左岸調節閘、上下游翼墻、充排水泵房、蓄水池、管理用房、上下游碼頭、河道疏浚及庫區防浸沒工程等組成。

3.1 橡膠壩布置

橡膠壩樞紐的布置應不減少原河道過水斷面，既要滿足功能要求，也要安全可靠。根據壩址處的河道情況及其與次角林大橋銜接的和諧美觀要求，橡膠壩布置總長為526.5 m，分為6跨，采用枕式結構，單跨長度為86.50 m。橡膠壩采用分離式平底板，由墩下底板及小底板組成，墩底板和小底板分別寬10.5和15.50 m。底板高程3644.90 m，厚1.5 m，順水流向長11.00 m。隔墩長11.0 m，厚1.5 m，兩端采用半徑為0.75 m的半圓形墩頭，墩頂考慮布置的觀測設施在多數情況下可以實現觀測的目的，取頂高程為3649.00 m。為避免橡膠壩袋兩端與墩墻結合部位出現塌肩現象，引起局部溢流，影響橡膠壩的正常運行，將墩底板頂面按1∶10抬高0.3m，用水泥砂漿抹平壓光堵頭與墩墻之間的縫隙，壩袋端部與隔墻接觸部位采用復合不銹鋼板襯砌，以確保壩袋端部接觸密實。

橡膠壩壩袋結構采用單袋雙錨線充水式橡膠壩，內壓比為1.35，強度安全系數不小于8.0，型號選用JBD2.2-180180-2型，為兩布三膠結構。壩袋要求采用無搭接縫的橡膠壩袋，以保證整體美觀，同時需滿足“同膠同色工藝”要求，保證彩色壩袋的夾層膠和內、外層膠同色。橡膠壩由壩袋、底墊片、錨固系統及進排氣孔等組成。

橡膠壩順水流向自上而下布置依次為：上游沉砂池、次角林大橋至橡膠壩之間的平整河道、混凝土鋪蓋、橡膠壩底板、下游護坦、下游海漫及防沖槽等。

沉砂池順水流向長80.0 m，底高程3643.10 m，其上游與治理后河道采用1∶10的底坡平順連接，其后采用埋石混凝土擋砂坎擋砂。埋石混凝土后為次角林大橋至上游鋪蓋之間的河床，為與上游鋪蓋平順相接，對該部位河床進行整平處理，處理后河床高程為3644.60 m?；炷龄伾w長20.0 m、厚1.0 m、頂面高程3644.60 m，為防止細小的沙礫對橡膠壩袋的磨損，其上設有0.3m的擋砂坎，并與橡膠壩底板順接。為避免塌袋泄洪后砂石淤積，并考慮消能防沖的要求，橡膠壩底板壩袋坍落線與錨固線之間增設2 cm厚水磨石層，以保證該部位的光滑度，同時在下游末端設有1∶5的斜坡段與下游護坦連接?；炷磷o坦總長15.0 m、厚1.5 m，分為2段，即斜坡段和平直段，其中斜坡段4.0 m、坡比1∶5。護坦后為混凝土海漫，長15 m，厚1.5 m，頂面高程3643.70 m。護坦及海漫下鋪設橫、縱排水管網，排入海漫下游側的防沖槽內。防沖槽底高程3639.20 m、深4.5 m、底寬6.2 m，槽內為大塊拋石，頂面為0.5 m厚格賓石籠，并以1∶10的坡度與整治后的下游河道平順銜接。

壩址處的河床、漫灘組成物質主要為強透水的松散—密實卵石層，為水庫的強透水層，是主要滲漏通道，因此采用防滲鋪蓋結合豎向防滲墻進行防滲。在混凝土鋪蓋的上游齒槽下設有防滲墻，厚0.6 m，根據滲流穩定計算確定墻深8.0 m、底高程3634.00 m。同時，根據消能防沖計算，在海漫下游齒槽下設防沖墻，厚0.6 m，深7.2 m，底高程3634.00 m?？紤]到施工期基坑排水的需要，防滲墻采取圍封的形式，即上游防滲墻及下游防沖墻均延伸至兩岸翼墻底板，并與翼墻底板防滲墻連接在一起。同時，為延長繞壩滲漏滲徑、避免繞壩滲流破壞，防滲墻沿上游翼墻底部向上游延伸66 m。

3.2 調節閘布置

調節閘位于河床左岸主河槽位置，主要功能為沖沙、調節壩前水位減免橡膠壩頻繁操作、為橡膠壩創造便利的檢修條件等。

為降低建筑物高度和避免影響大橋景觀，考慮到平板鋼閘門局部開啟時產生的振動問題，本工程調節閘不采用平板鋼閘門，而選擇弧形閘門。

調節閘共5孔，總寬度56.4 m，單孔凈寬8.6 m；為開敞式結構，底板為寬頂堰筏式底板。閘室采用整體式結構，分別為2孔一聯、3孔一聯。

閘室順水流向長23.5 m，底板厚1.9 m。為防止閘底板上泥沙淤積，弧門前底板高程定為3644.0 m，弧門后以1∶4的斜坡降至3643.00 m。閘墩分為中墩、縫墩及邊墩，中墩厚2.2 m，縫墩及邊墩厚1.7 m，墩頂高程為3651.70 m。閘頂布置有交通橋（兼檢修橋），交通橋總寬7.5 m、頂高程3651.00 m，為預制T形梁結構。工作閘門為弧形鋼閘門，以液壓式啟閉機啟閉。啟閉機房布置在左岸岸邊充排水泵房內。檢修門槽設在閘室上游側，并設有1套鋼疊梁門。檢修門庫設在泵房蓄水池的左側，充排水泵房的上游側。檢修時，由汽車吊運至調節閘。

順水流向，調節閘的布置自上而下依次為：沉砂池、格賓石籠護底、上游混凝土鋪蓋、調節閘閘室、下游混凝土海漫、防沖槽及下游格賓石籠護底。

上游沉砂池順水流向長80 m，與其后的格賓石籠相接，格賓石籠護底厚0.5 m，其下鋪有反濾土工布，頂面高程3644.0 m。其下游為混凝土鋪蓋，鋪蓋長20.0 m、厚1.0 m；其上游端部齒槽下設防滲墻，右側接到橡膠壩下，左側伸入左岸上游翼墻（空箱式結構——泵房蓄水池）底板下并向上游延伸66 m，以延長繞閘滲徑、避免繞閘的滲透破壞，墻底高程3632.00 m。鋪蓋后為閘室底板。閘室底板后接混凝土海漫和防沖槽，海漫總長39.0 m，分3段，第1段底板厚1.5 m，其余2段底板均厚1.2 m。海漫下游端部齒槽下設防沖墻，墻底高程3634.00 m、厚0.6 m，左側延至翼墻底板下，上游防滲墻與下游防沖墻之間通過順河向布置的防滲墻形成圍封結構。防沖墻右側伸入下游中隔墻下，并與橡膠壩下游防沖墻連接。防沖槽長18.0 m，深6 m。其上為0.8 m厚格賓石籠護底。

3.3 充排水泵房及蓄水池布置

為方便管理及調度運用、節省占地，同時兼顧與周邊景觀相協調，將橡膠壩的充排水泵房與調節閘的液壓啟閉機房結合布置。充排水泵房分為3層，地上1層，地下2層。地下2層為水機設備層，地下1層為調節閘的啟閉設備及配電層，分別布置一次及二次盤柜等。地上1層為管理運行層，設有中控室、值班室等。

充排水泵房采用半地下式結構，分2層布置。其順水流向長23.5 m，垂直水流向長18.0 m。充排水泵房右側為調節閘，上游側為泵房蓄水池，兩側邊墻厚1.0 m。其下游側及左側為擋土側，下游側墻厚1.5 m，左側采用變截面結構，墻厚1.0～2.0 m。根據橡膠壩袋的充排水系統的設計要求，確定泵房底板高程為3640.90 m、厚2.0 m。地下1層底板高程為3646.10 m。泵房地面高程與調節閘頂交通橋連接，高程統一取3651.00 m。

蓄水池布置在充排水泵房的上游側，直接利用空箱式翼墻作為蓄水池，根據充水容積的要求，蓄水池平面尺寸為20.0 m×19.7 m（順水流向×垂直水流向）。根據結構要求，蓄水池分隔成9個空箱。在翼墻擋水側設置3個1.5 m×2.0 m（寬×高）的進水孔，進水側設置攔污柵格，底板高程與調節閘鋪蓋頂高程一致，為3644.00 m，頂板高程為3649.00 m。蓄水池上下游側邊墻厚分別為1.2及1.0 m，左右兩側邊墻厚分別為1.2及1.5 m，中間順河向隔墻厚0.80 m、垂直河向隔墻厚0.65 m。

3.4 兩岸翼墻及中隔墻布置

4#閘（壩）的主體建筑物為橡膠壩，壩體左側布置有調節閘，橡膠壩與調節閘之間以中隔墻連接，建筑物兩側上、下游以翼墻或護坡工程與兩岸邊坡相連。

3.4.1 右岸上游翼墻

橡膠壩右側上游采用扶壁式擋墻與次角林大橋-1#橋墩相接，大橋橋墩斷面為梯形，為保證水流平順，與橋墩連接的擋墻采用扭墻，擋墻平面布置為直線，總長度118.0 m，頂高程3650.00 m。與橡膠壩邊墩連接的20.0 m長扶壁擋墻高6.4 m、厚0.8 m、底板厚1.0 m、寬5.7 m，扶壁板間距3.3m、厚0.5 m；其余扶壁擋墻高7.3m、厚0.8 m、底板厚1.0 m、寬6.5 m，扶壁板間距3.3m、厚0.5 m；扭墻高7.3m，墻體斷面由矩形斷面漸變至直角梯形斷面。擋墻每隔12.0或13.0 m設1道伸縮縫，縫內設止水，填閉孔泡沫板。

3.4.2 右岸下游翼墻

4#閘（壩）下游翼墻根據墻高及部位的不同，分別采用3種不同形式的擋墻，迎水面翼墻采用半重力式與扶壁式，平面布置由2段圓弧擋墻與1段直線組成。為節省投資，臨引橋側的背水面翼墻采用格賓石籠擋墻，直線布置，頂高程均為3648.50 m。

半重力式擋墻總長30.0 m、頂寬0.5 m，墻體背坡坡度1∶0.186，墻趾懸挑長度1.2 m、厚1.0 m，墻踵懸挑長度2.6 m、端部厚0.5 m、根部厚1.5 m。扶壁式擋墻總長223.41 m、高7.5 m，墻體厚0.8 m，底板厚1.0 m、寬6.5 m，扶壁板間距3.25 m、厚0.5 m；墻體每隔15.0 m左右設1道伸縮縫，縫內設止水，填閉孔泡沫板。引橋側擋墻采用格賓石籠擋墻，總長175.00 m，高4.5 m。

3.4.3 中隔墻

橡膠壩壩體左側設有調節閘，為改善過閘水流流態，在調節閘閘室上、下游設中隔墻，將過閘水流與過壩水流隔開。中隔墻墻體斷面呈倒T形，上游墻頂高程3649.50 m，為鋼筋混凝土結構，平面布置形式為直線。上游側中隔墻由調節閘閘室延伸至次角林大橋橋墩，總長118.0 m，高7.0 m，底板厚1.5 m，墻體頂部厚度0.8 m、下部厚度1.7 m，閘室連接段墻體頂部由0.8 m漸變至1.7 m并與閘墩同寬，橋墩連接段墻體厚由0.8 m漸變至3.5 m并與橋墩同寬。下游中隔墻頂高程3649.00 m，自調節閘閘室至調節閘防沖槽末端總長57.0 m，樁號壩縱0+011.00—0+034.00中隔墻高7.5 m、底板厚1.5 m，墻體頂部厚0.8 m、底部厚1.7 m，閘室連接段墻體厚由0.8 m漸變至1.7 m并與閘墩同寬；樁號壩縱0+034.00—0+078.00中隔墻墻高8.3m、底板厚1.5 m，墻體厚度由0.8 m漸變至1.7 m。中隔墻每隔10～15 m設1道伸縮縫，縫內設止水，填閉孔泡沫板。

3.4.4 左側上游翼墻

調節閘閘室左側上游與迎親大橋下游橋墩以扶壁式擋墻連接，為鋼筋混凝土結構。擋墻平面布置為直線，總長度96.0 m，高7.5 m，頂高程3650.00 m，厚1.0 m，底板厚1.0 m，扶壁板間距3.25 m、厚0.5 m，每隔15 m設1道伸縮縫，縫內設止水，填閉孔泡沫板。

次角林大橋上游橋墩至上游碼頭的護岸為扶壁式擋墻，平面為2段圓弧擋墻與2段直線擋墻組成，總長度113.19 m。擋墻高8.9 m，頂高程3650.00 m，厚1.0 m，底板厚1.0 m，扶壁板間距3.2 m、厚0.5 m，每隔10～15 m設1道伸縮縫，縫內設止水，填閉孔泡沫板。

3.4.5 左側下游翼墻

調節閘閘室下游左側護岸根據地形、地質條件不同而采用不同的防護方式，調節閘閘室下游側砂礫石地基部位采用扶壁式擋墻防護，巖石地基部位采用衡重式擋墻防護，與河道連接段采用護坡與原有岸坡平順相連，翼墻與護坡之間采用扭墻平順連接。為適應地形及平順水流，下游翼墻平面布置為圓弧與直線組合形式。

調節閘下游樁號壩縱0+021.00—0+034.00采用扶壁式擋墻，頂高程由3651.70 m漸變至3649.00 m，厚0.8 m，底板厚1.5 m，扶壁板間距3.65 m、厚0.5 m；樁號壩縱0+034.00—0+060.00扶壁式擋墻高7.2 m，頂高程3649.00 m，厚0.8 m，底板厚1.2 m，扶壁板間距3.65 m、厚0.5 m；樁號壩縱0+060.00—0+078.00扶壁式擋墻高8.5 m，頂高程3649.00 m，厚0.8 m，底板厚1.0 m，扶壁板間距3.4 m、厚0.5 m。樁號壩縱0+078.00下游側衡重式擋墻總長139.33m，高8.5 m，頂高程3649.00 m，頂寬0.8 m，上墻高4.2 m、背坡坡度1∶0.5，下墻高4.3m、背坡坡度1∶0.4。擋墻下游接15.0m長混凝土護坡，混凝土板厚0.3m，坡比1∶2.75，頂高程3649.00 m。擋墻與護坡之間以扭墻連接，扭墻段長15.0 m。護岸擋墻每隔10～15 m均設1道伸縮縫，縫內設止水，填閉孔泡沫板。

3.5 管理用房布置

管理用房同樣位于橡膠壩護堤左岸，臨近5孔節制閘，位于通向交通橋延長道路的東側，新建于蓄水池之上。管理用房為地上1層建筑，建筑面積為223.17 m2，建筑高度5.4 m，主要布置有值班用房、會議室、衛生間、柴油機房和儲油間。地面上管理用房及控制室之間設有通道與閘頂交通橋通行，可以保證汽車吊運檢修閘門至各調節閘孔。

3.6 上下游防護工程布置

為保證上游防護工程與護岸工程的平順銜接，壩上游左岸對成都市水利電力勘測設計院護岸工程的護岸軸線進行局部調整，調整長度約360 m，護岸工程設計型式維持不變，即采用斜坡式護岸、混凝土襯砌。護岸迎水坡坡比1∶2.0，坡面C25混凝土厚0.3m，基礎埋設在河床防沖深度以下，基槽采用砂卵石（下層）和格賓石籠（表層）分層回填。

左岸下游擋墻末端45 m長度采用鋼筋混凝土護坡，護坡型式同左岸上游護坡。

右岸下游擋墻以下一定范圍內，為保證碼頭附近河床水深，需對原有河床進行浚深，浚深底高程3641.00 m、頂高程3645.70 m、寬度約105 m、順水流向長度約300 m。臨次角林大橋引橋側竣深河床邊坡以50 cm厚格賓石籠護砌，格賓石籠下鋪設反濾土工布，邊坡坡比1∶3，坡頂高程3645.70 m。

3.7 上下游碼頭布置

壩上、下游設駁岸式游船碼頭各1座。上游碼頭布置于壩上游，距壩軸線左岸約240 m，距大橋中心線104 m；下游碼頭布置于壩下游右岸翼墻末端，距壩中心線約100 m。

上游碼頭設計高程為3648.00 m，比正常蓄水位3647.00 m高1.0 m，比橡膠壩最高溢流水位3647.50 m高0.5 m；下游碼頭設計高程為3643.50 m，比3#閘設計擋水位3642.50 m高1.0 m。

碼頭平面尺寸均為54 m×10 m，上游和下游碼頭均為單層，整個碼頭采用圓弧造型，并設置拴船墩，以供游船使用。同時，上游碼頭岸上設置1處售票處并有公共衛生間，為市民提供方便。

3.8 上下游河道疏浚

為維持上游庫區有寬闊水面、提升景觀效果，需對上游河道進行必要的疏浚。疏浚的基本原則為：盡可能保留兩岸現有灘地及河床內部分高程較高的心灘地，使清淤縱坡維持天然河道縱坡。按照以上原則，庫區清淤縱坡為1.9‰，下游從沉砂池上口邊線起算，上游向上延伸1.5 km，疏浚寬度在587～675 m變化。同時，在不改變內河取水條件的基礎上，對內河河口進行了規整和疏浚。

為保證4#閘下游水位與3#閘回水的銜接，4#閘閘下高程高于3643.00 m的部位統一疏浚至3643.00 m，河床高程低于該高程的部位不再進行整治。3#閘正常蓄水位為3642.70 m，考慮其庫尾水面上翹的因素，依據水面線推算成果，下游河道清淤至該高程可以保證與3#閘回水的銜接。另外，由于下游右岸設置了游船碼頭，考慮到游船吃水深度等影響，右岸下游碼頭以下范圍需對河床進行局部深浚，浚深底高程3641.00 m，可保證游船在3#閘庫水位變幅0.5 m范圍內吃水深度不小于1.00 m。

3.9 防浸沒工程布置

根據地質分析成果，水庫蓄水后可能會對壩址以上仙足島及位于次角林文化旅游創意園區內部分灘地地面高程低于3649.50 m的區域造成浸沒影響。依據初判結果，進行了相應的防浸沒工程設計。

本工程防浸沒設計初擬采用截滲溝的方式進行處理。其中，在庫區右岸，由于仙足島整體上東高西低，所以截滲溝布置于仙足島南環島路北側，以高程低于3649.50 m的部位起算直至壩軸線以下；在庫區左岸，截滲溝布置于318國道右側，由上游向下游延伸，并連接至左岸下游翼墻的排水埋涵處。截滲溝為矩形斷面，內口寬0.8 m，壁厚0.2 m，底高程為上游至下游按1‰縱坡設置，高程為3646.80～3648.16 m，頂高程取與路面或地面高程同高，頂面設置預制混凝土蓋板。截滲溝側壁及底面設置Φ100的PVC排水管，梅花形布置，間排距0.5 m。左、右岸截滲溝均為640 m長，總長1 280 m。

4 結語

拉薩市拉薩河（城區段）綜合整治工程（4#閘）于2014年8月設計開始以來，2015年11月開工建設，2017年1月主體工程完工。水庫蓄水后，可能會對壩址以上仙足島及位于次角林文化旅游創意園區內部分灘地地面高程低于3649.50 m的區域造成浸沒影響。依據初判結果進行了相應的防浸沒工程設計。筆者從建筑物的總體布置、體型總結了4#閘設計的經驗，為今后其它類似工程的設計提供參考。

TV85

A

1004-7328（2017）06-0028-05

2017—09—12

陳浩（1988—），男，工程師，主要從事水利工程設計工作。

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.06.007