灤下灌區續建配套與節水改造工程節制閘設計

孟鄆

【摘要】節制閘設計在農業節水改造中發揮著重要作用，本文結合灤下灌區2014年度續建配套與節水改造工程在設計中的實際情況，對節制閘設計進行了簡要探討。

【關鍵詞】灌區；節制閘；設計

1、工程概況

灤下灌區是華北最大的水稻灌區，渠首設在灤縣城南灤河右岸，設計引水流量117.4m?/s，加大流量140 m?/s。灌區從潘家口、大黑汀、桃林口三大水庫引水，水源保證率高，多年平均水庫供水6.84億m?，渠首引水7.68億m?。灤下灌區是為開發濱海鹽堿荒地，經國家建委、水利部、農業部批準，于1956年動工，1958年建成的。灌區主要包括柏各莊灌區、群眾灌區和灤樂灌區等三個分灌區，受益范圍涉及唐海（柏各莊農場）、灤南、樂亭三縣和兩個軍墾農場，當時設計灌溉面積38.74萬畝，其中水稻13.05萬畝。以后經多年不斷擴建，特別是1976年震后恢復建設和灤河上游水庫的建成興利，灌區規模不斷擴大，1982年灌區設計灌溉面積95.8萬畝，灌區控制面積達到168.8萬畝。

2、節制閘設計

2.1 工程選址

節制閘宜選擇在河道順直、河勢相對穩定的河段。需結合工程地質情況來確定。

本工程位于灤南縣地處燕山山脈南麓，灤河下游，渤海灣北岸，華北平原東部邊緣。境內無山，地勢平坦，北高南低，地貌類型簡單，屬于平原地貌。擬建場地均被第四系沉積物覆蓋，未發現明顯的地質構造，地質結構屬土層結構，根據地層時代、空間分布特征，勘察深度范圍內地層自上而下為：第①層 素填土（Q4ml），第②層 粉細砂（Q4al），第③層 粉質粘土（Q4al），第④層 細砂（Q4al）。根據區域地質及場區工程地質條件分析，場區地層以砂土和粘性土為主，未見其它不良地質作用及深大活動斷裂通過，因此判定場地屬穩定場地。劉莊節制閘閘底板座落在第②層粉細砂層上，滲透性等級為中等透水，H=3.8m，L=32.7m。根據《水利水電工程地質勘察規范 》（GB 50487-2008），J允許經驗值為0.25～0.35，經計算不會產生流土，滲透穩定。

2.2 水閘結構形式方案比較

結合本工程實際對常規閘和橡膠壩兩個方案進行了比較論證。

2.2.1 常規閘方案

1）鋼筋混凝土蓄水閘，便于管理運用，不易人為破壞。

2）此閘型堅固耐用，并相應減少管理維修費。

3）該閘型雄偉壯觀 ， 施工技術易于掌握，方便施工。

4）可調節水位、控制流量，運用靈活、操作方便。

5）閘門維修是一個長期工作。

2.2.2 橡膠壩方案

橡膠壩是本世紀出現的一種新型水工建筑物 ，在我國有 30年的歷史。隨

著高分子合成纖維和橡校工業的發展 ，我國的橡膠壩經過近 30年的科學研究和工程實踐 ，已經積累了較豐富的經驗 ，橡膠壩技術已日趨成熟。

橡膠壩的特點：

1）結構簡單，工期短，當年施工、當年受益。

2）自重輕、抗震性能好。

3）輸水干渠常年有水，檢修需干場進行，檢修期間需要施工導流。

4）壩袋受河中漂浮物劃傷及人為破壞，影響發揮正常效益 。

5）壩袋使用壽命僅相當于常規閘的1/3～1/2， 更換壩袋需要投資。

6）運行管理難度大。

2.3 閘室結構尺寸方案選擇

根據計算，閘孔總凈寬確定為35m，擬定兩個閘室尺寸方案。

方案Ⅰ（5孔×8m平底板方案）：根據運行條件新建一座5孔、單孔凈寬為8m的水閘，閘室結構為開敞式，閘室底板采用混凝土整體式平底板，閘室兩岸的連接采用圓弧翼墻式。

方案Ⅱ（7孔×6m平底板方案）：根據運行條件新建一座7孔、單孔凈寬為6m的水閘，閘室結構為開敞式，閘室底板采用混凝土整體式平底板，閘室兩岸的連接采用圓弧翼墻式。

3、節制閘總體布置

1）上游連接段

上游渠道與閘室段兩側采用直立式擋墻和圓弧翼墻連接，擋墻型式為懸壁式鋼筋混凝土擋土墻，擋土墻上設置不銹鋼欄桿。上游連接段包括漿砌石鋪蓋和鋼筋混凝土鋪蓋兩部分。漿砌石鋪蓋長10m，厚0.4m，上下游端部設齒腳，鋪蓋兩側用1：4漿砌石邊坡與原地面連接。漿砌石鋪蓋后接混凝土鋪蓋，混凝土鋪蓋長15米，厚0.5m，下設0.1m厚素混凝土墊層，上下游端部設齒腳。

2）閘室段

該閘閘室采用C30F200W6鋼筋砼結構。中墩厚1.1m，縫墩厚1.8m，邊墩厚0.9m，墩頂高程均為7.9m。底板長9m，總寬46.9m，共5孔，單孔凈寬為8m；閘底板高程3.1m，厚1米，閘門采用鋼制滑輪閘門，尺寸為8m×4.1m。水閘下游閘墩上設1.5m寬人行便橋，橋面高程為8.1m。

3）下游連接段

閘室下游為消力池，二者采用651橡膠止水連接。閘室出口處以1：4斜坡段與消力池水平段相連，消力池底板采用C30F200W6鋼筋砼結構，池深0.8m，池長13m，包括3.2m斜坡段和9.8m水平段（坎厚0.5m），消力池底板厚度為0.5m，末端設3排直徑10mm塑料排水管，間距1.5m，梅花形布置，排水孔下設反濾層。消力池兩側邊墻為懸壁式鋼筋混凝土擋土墻，部分擋土墻上設置不銹鋼欄桿。消力池后接漿砌石海漫段，長度為5m；其后接坡度為1：10的干砌石海漫，長10m；兩段海漫厚度均為0.4m，下設0.1m厚碎石墊層。海漫段后接拋石防沖槽，防沖槽底寬2.5m、槽深1m，上游側邊坡為1：2；下游側邊坡為1：3，防沖槽下游與下游河道相接。海漫兩側用1：4漿砌石邊坡與原地面連接。

該工程完成后，通過工程設施的改善和管理措施的完善，渠道利用率可提高1個百分點，從71%提高到72%，年可節水800萬立方米，使灤下灌區改善稻田面積10萬畝，減少沿渠沖地面積200畝。另一方面，該工程的環境和社會效益也極為顯著，它不僅可美化自然環境，樹立灌區良好形象，且對加快灌區水利骨干工程改造建設，促進灌區國民經濟的穩步發展都將起到十分重要的作用。

參考文獻：

[1]韓桂書 .三河縣河錯橋蓄水閘工程設計特點總結[J].河北水利水電技術，1994，（02）：62-64.

[2]俞福來.我國橡膠壩的應用與發展前景[J].海河水利，1997，（06）：36-37.