沭新退水閘拆建工程閘室結構優化設計及閘門選型

摘要：沭新退水閘始建成于1975年12月，原設計標準低，施工質量差，經近40年的運行，病害普遍，存在較嚴重的安全隱患。經安全鑒定為四類水閘，須拆除重建。本主要介紹了該閘室結構的優化設計和閘門的選型，以資借鑒。

關鍵詞：沭新退水閘；閘室結構優化；閘門選型

一、原工程概況

沭新退水閘位于沭陽縣桑墟鎮，該閘始建成于1975年12月，設計流量為78.00 m3/s，閘身采用砼反拱底板、漿砌塊石側墻、砼半圓形拱頂的涵洞式結構，單孔凈寬3.00 m、凈高460m，共2孔。工作閘門采用2扇3.10 m×4.85 m（寬×高）平面鋼閘門，配備2臺10 t螺桿式啟閉機，電機容量為2.2 kW。沭新退水閘主要功能是調節上游沭新河水位、排除沭新河澇水，當連云港工、農業生產需水時，按計劃及時供水。

二、拆建工程主要內容

拆建后沭新退水閘共1孔，閘孔凈寬8.0 m，設計流量9270 m3/s。沭新退水閘由上游連接段、閘室控制段、下游消力池及海漫段組成，工程全長128.01 m。工作閘門采用1扇平面鋼閘門8.06 m×5.30 m（寬×高），配備1套臺2×160 kN卷揚式雙吊點啟閉機，電機容量為11 kW。在閘室左側新建橋頭堡，采用三層框架結構，建筑面積111 m2。新建上游引河右岸護岸，長約235 m。新增水土保持項目和自動化系統。沭新退水閘拆建工程設計防洪標準為20年一遇，排澇標準為10年一遇。設計流量由原工程的78 m3/s增加為92.70 m3/s，上游設計排澇水位為7.10 m，下游設計排澇水位為5.64 m；閘上防洪水位為7.50 m，閘下防洪水位為6.04 m。沭新退水閘拆建后能徹底解決沭新退水閘的安全隱患，確保沭新河的排澇不受影響，改善了該閘的現有功能，能及時調節上游沭新河水位、排除上游澇水。

三、閘室結構優化設計及閘門選型

（一）閘室結構方案比較

沭新退水閘拆建工程結合現狀地形對閘室結構進行布置，初步擬定以下2種方案進行比選：

方案一：采用平底板寬頂堰結構型式，閘室單孔凈寬800m，共1孔。閘底板面高程2.00 m，底板厚1.20 m，邊墩厚0.90 m。工作閘門選用1扇8.06 m×5.30 m（寬×高）平面鋼閘門，配套1臺QP2×160kN雙吊點卷揚式啟閉機。閘室結構布置圖見圖1、2。

方案二：采用平底板寬頂堰結構型式，閘室分2孔，每孔凈寬4.00 m，總凈寬8.00 m。閘底板面高程2.00 m，底板厚070m；中墩厚1.00 m，邊墩厚0.80 m，閘總寬10.60 m。工作閘門選用2扇4.06 m×5.30 m（寬×高）平面鋼閘門，配套2臺120kN單吊點直聯螺桿式啟閉機。閘室結構布置圖見圖3、4。

兩種方案主要工程量比較見表1。

方案比較：在過流能力方面，方案一與方案二均能滿足過流能力要求，且都高于舊工程的設計流量；工程造價方面，兩種方案的造價基本相當，方案二略高于方案一；在結構布置方面，方案一較方案二結構布置簡單、緊湊，便于施工；在安全方面，方案一的抗滑穩定性要優于方案二，方案二為2孔，方案二為1孔，方案二可靠性和保證率方面要優于方案一。綜合上述因素進行比較，方案一優于方案二，采用方案一單孔閘室凈寬8.0 m作為設計方案。

（二）閘門門型確定

沭新退水閘單孔凈寬8.00 m，共1孔。閘的主要功能為調節上游沭新河水位、排除沭新河澇水，以及向下游補水。與該閘功能相適應，主要以直升門、升臥門型式為最佳選擇，而且這兩種門型技術成熟，操作運行方便可靠。

從適用性方面考慮：直升門和升臥門均能滿足該閘的主要功能要求。升臥門優點是可以適當降低排架高度，有利于閘室結構整體抗震穩定性；缺點是在開啟過程中底緣流態不太好，吊耳及鋼絲繩長期位于水下磨損都比較大。直升門的缺點是如果單靠閘門擋水，則排架較高，不利于閘室整體抗震穩定；但土建上可通過增設胸墻降低閘門高度，從而達到降低排架高度的目的，提高閘室結構整體抗震穩定性。

從施工方面考慮：升臥門制作、安裝相對復雜，土建上對閘門的軌道制作、安裝要求也較高，而直升門常有定型產品，制作、安裝較為方便。

從檢修方面考慮：本工程采用直升門方案可利用上游側懸掛的電動葫蘆及檢修閘門對工作閘門進行檢修，都很方便、省時。

綜上所述，故本設計采用直升門方案。

四、結語

沭新退水閘拆建工程閘室結構方案比選和閘門門型的選擇，作為小型工程設計的參考，提供借鑒。

參考文獻：

[1]江蘇省淮沭新河管理處.沭新退水閘工程安全鑒定材料匯編[R].2012.

[2]淮安市水利勘測設計研究院有限公司.江蘇省薔薇河地涵拆建工程初步設計報告[R].2015.

[3]江蘇省沭新退水閘拆建工程建設處.沭新退水閘拆建工程土建施工及安裝工程招標文件[R].2015.

作者簡介：馮良隊（1975），男，工程師，主要從事水利工程建設、運行管理工作。