乍嘉蘇航道國家塘新建防洪水閘閘孔尺寸設計

朱順　宋偉　黃平　張金花

摘要：乍嘉蘇航道防洪水閘建于1991年，現狀規模無論閘孔寬度還是閘底板高程均無法滿足乍嘉蘇航道V級航道升級為III級航道的要求，加之原閘門防洪期間啟閉麻煩，橋梁已被鑒定為危橋，防洪水閘改建迫在眉睫。在確定閘橋分建的總體方案的前提下，確定水閘閘孔規模既要考慮到百年一遇國家塘的防洪要求，又要滿足III級航道的通航要求，同時又要為將來的發展留有適當的余地，最終在滿足上述條件的基礎上，選取經濟合理，符合周邊實際情況的水閘規模作為最終結論。

關鍵詞：水閘；乍嘉蘇航道；閘孔寬度

引言

嘉興港區乍嘉蘇航道原防洪水閘位于嘉興港區乍嘉蘇航道與老01省道（國家塘）交匯處，現狀水閘規模為2孔12米，與01省道合建為閘橋，于1991年建成投入使用，建成后至今已25年，原防洪水閘工程建成后，根據調度要求，每年臺風期均需運行，但是由于疊梁門建設標準低，滲漏嚴重，吊裝時間長，嚴重影響防洪安全。此外，原防洪水閘現狀底板標高為-2.14米，其處所在航道為乍嘉蘇航道，通航最低水位為0.46米，通航凈深僅2.60米，根據現狀統計資料顯示，乍嘉蘇航道起點嘉興港區海河聯運港池年吞吐量約為1500萬t左右，平均日吞吐量為4萬t，規劃乍嘉蘇航道為III級航道，通航寬度不小于16米，通航凈深要求不小于3.50米。因此，原防洪水閘無論閘寬還是通航深度均已無法滿足浙北杭嘉湖地區III級航道的通航要求，且橋梁現狀已鑒定為危橋，嚴重影響周邊生產生活安全。

該項目引起了浙江省委省政府高度重視，2015年12月21日，副省長孫景淼率省相關部門來嘉興市調研交通工作，要求盡快解決乍嘉蘇線航道閘橋安全及瓶頸問題。2015年12月29日，嘉興市柏衛東副秘書長在港區召開該項目的方案討論會，會上提出加快工作進度，力爭十三五期間完工建設，徹底解決該安全隱患。

新建防洪水閘擬建在原水閘南側40米位置，在根據規范要求確定百年一遇防洪水閘閘頂高程為6.96米的前提下，水閘閘檻的設計高程確定直接影響到通航設計水深、防洪水閘閘門的高度、基坑開挖的深度；水閘閘孔寬度[1]的確定直接影響到航道的通航能力；上述兩項因素又影響到金屬結構[2]的設計、啟閉機的配設、基坑圍護的方案，最終影響工程的投資。因此水閘閘檻高程[3]和水閘閘孔寬度是水閘建設的兩項重要指標，合理地確定此兩項指標對水閘的建設顯得尤為重要。

1、 周邊情況

1.1 周邊航道情況

嘉興港區[4]主要航道有運河、杭申線、乍嘉線、杭平線、湖嘉申線等近十條三級或四級航道，港區內最小通航水深大約為3.6米，現狀運力基本在300～1000t，航道內通航的集裝箱船型多以24TEU和36TEU為主，現階段嘉興港區主要航道基本均可滿足36TEU集裝箱船，部分不能通過的航道也可以通過局部開挖拓寬或疏浚清淤等方式來滿足通航要求。

1.2 周邊通航水閘情況

根據21世紀以來本地區周邊江浙滬地區建成的通航水閘、船閘情況的調查統計，本地區周邊與本水閘規模相同的江蘇省諫壁船閘、上虞大厙船閘、上虞塘角船閘閘孔寬度均在16米以上，設計水深均為3.50米以上。

2、水閘閘孔設計

2.1 設計船型

本水閘位于乍嘉蘇航道起點，隨著近年來我國海洋經濟戰略的不斷發展，海河聯運的不斷深入，浙北內河集裝箱運輸量的不斷增加，船舶向大型化發展的趨勢越來越明顯，嘉興內河集裝箱船舶的設計船型標準也以滿足三級航道要求的36TEU集裝箱船舶[5]作為設計標準。根據《嘉興市海河聯運網航道“十二五”規劃（修編）》乍嘉蘇線航道設計船型主要有1000t機動駁、1拖4×1000t及1頂2×1000t，其設計船型寬度均為10.8米，設計吃水為2.00米～2.30米。

2.2 閘孔寬度

根據《內河通航標準》，Ⅲ級限制性航道船閘有效閘孔寬度≥16米。考慮到本工程地處乍嘉蘇航道首部，距離海河聯運港池僅80米，船只通過水閘即將面臨轉彎至港池，為盡可能保證船只通行速度，同時兼顧海河聯運的船只越來越向集裝箱貨輪發展，設計船型也逐步向更寬的船型發展，閘孔寬度宜盡可能取大值。現狀浙北千噸級航道設計船閘單孔最大凈寬為20米，本水閘設計閘孔寬度在保證現狀通航能力的前提下，不為航道再次造成瓶頸，同時考慮到現狀航道寬度為60米，且航道兩側不具備拓寬條件，2孔水閘中墩寬度約為10米，水閘閘孔寬度確定為2孔20米較為合適。

2.3 閘門高度

本工程屬嘉興港區老01省道3.0km海塘處置工程的延伸段，為國家海塘的一部分，保護的范圍為杭嘉湖東部平原及內陸地區是長三角重要的糧食產地和經濟中心，確定本工程為一等工程，防洪標準與國家海塘標準一致為100年一遇。按照露頂式閘門頂部應在可能出現的最高擋水位以上有0.3～0.5mi的超高，綜合閘頂高程、地面沉降等因素本項目閘門頂高程取值為6.96米。

根據《內河通航標準》，Ⅲ級限制性航道船閘有效門檻水深要求大于等于3.5米，同時需滿足不小于1.6倍設計船舶滿載吃水。乍嘉蘇航道設計船型最大設計吃水深度為2.30米，相應船閘有效門檻水深應大于等于3.68米，考慮到本研究水閘地處乍嘉蘇航道首部，自港池進入乍嘉蘇航道過閘由南向北的船只多為海河聯運的滿載貨船，為避免因船閘底檻高程設置低易造成貨船過閘速度慢，從而影響乍嘉蘇航道通航能力。同時兼顧實際載貨船只超載現象較為普遍的現狀，因此水閘設計水深按保守情況取值為4.0米。根據本地區設計最低通航水位0.46米，設計水閘閘檻高程取值為-3.54米，本研究水閘為降低閘前淤積可能性，減少因開挖深基坑對周邊建筑物的影響，減少工程投資，閘底板頂高程與閘檻高程取值一致為-3.54米。

故閘門高度設計取值為10.5米。

結語

乍嘉蘇航道為長三角地區浙北杭嘉湖平原一條重要的水上運輸線路，隨著長三角地區海洋經濟的不斷發展[6]以及乍嘉蘇航道“五改三”改造工程的加快推進，乍嘉蘇航道的重要性越來越高。本研究水閘屬于國家海塘的一部分，具有重要的防洪作用，并且處于乍嘉蘇航道的源頭，兼具防洪和通航的作用。從防洪而言，水閘的口門越小越易于封堵，發生不利情況下搶險的難度也越小；而從通航的角度來看，通航的口門越大越有利于船舶的通行，通過對現場河道兩側的實際限制情況，國家塘百年一遇的防洪和乍嘉蘇航道III級通航的要求，經綜合論證，防洪水閘口門按照2孔20米規模確定，閘門高度設計取值為10.5米。

【參考文獻】：

[1] 陳秀青. 水閘基本尺寸設計方案比較[J]. 水利技術監督， 2013， 21（4）： 49-52.

[2] 王芳， 王根祥. 沿海地區通航排水閘金屬結構設計[J]. 水利水電技術， 2011， 42（4）： 45-47.

[3] 李春日. 平原地區天然河道節制閘閘檻高程的選擇[J]. 中國科技信息， 2012， （21）： 58-59.

[4] 馬金樑， 孟超. 嘉興港獨山港區概況及進港船舶幾個注意問題[J]. 航海技術， 2011， （2）： 13-14.

[5] 吳一婷， 艾萬政， 淦學甄. 嘉興內河集裝箱標準化船型比選研究[J]. 中國水運月刊， 2014， 14（10）： 19-20.

[6] 王雙. 我國海洋經濟的區域特征分析及其發展對策[J]. 經濟地理， 2012， 32（6）： 80-84.endprint