石拉淵攔河建筑物方案比選

王曉峰 徐燕

摘 要：本文結合石拉淵攔河閘的具體工程實踐，通過對攔河建筑物型式的比選分析，證明了橡膠壩結合調節閘方案投資低及擁有較好的景觀效果，為新建攔河閘提供可借鑒的實際資料。

關鍵詞：攔河建筑物；方案比選

1 工程簡介

石拉淵攔河閘位于臨沂市河東區劉店子鄉境內沭河干流上，工程始建于1958年，灌區設計灌溉面積 16萬畝。攔河閘主要由溢流堰、泄洪閘、沖砂閘、引水閘四部分組成，全長238m。溢流堰位于左岸，系潛堰砌石壩結構，長144m，堰頂設疊梁閘70孔，單孔凈寬1.5m，高0.7m，混凝土中墩寬0.35m，堰頂高程74.80m。泄洪閘共34孔，單孔凈寬2.0m，閘門為鋼筋混凝土翻板式，閘底高程72.8m。沖砂閘7孔，5孔翻板式，2孔直升式，其中，直升式的單孔凈寬2.0m，閘門為鋼筋混凝土提升式，配有2×5t螺桿式啟閉機，閘底高程72.05m。渠首引水閘5孔，單孔凈寬2.0m，閘底高程72.08m，設計引水量16m3/s，并配備5t固定螺桿式啟閉機5臺。

2 攔河閘存在問題

（1）防洪標準偏低。河道淤積嚴重，河床逐年抬高，攔河閘的過流能力不足；下游的一些主要交通干線，如兗石鐵路、嵐兗公路、327國道等也對工程的防洪標準提出更高要求。（2）閘門破損嚴重。堰頂70孔疊梁閘閘門已全部破壞，其中10孔已用漿砌石封堵，其余60孔均以水泥板代替；34孔泄洪閘閘門破損變形嚴重，均不能自由開啟和關閉。（3）閘前淤積嚴重。由于逐年淤積，閘上游形成一個小島，泥沙幾乎與堰頂持平，上游河床亦隨之抬高，汛期雍高水位，影響過水泄洪，灌溉期難以蓄水，灌溉效益急劇下降。（4）工程處于8度地震烈度區，原設計未考慮抗震要求。（5）穿堤砌石拱砌筑砂漿強度偏低，砂漿脫落，砌石體裂縫，漏水嚴重，不能保證正常引水。

3 攔蓄建筑物型式比選

本工程擋水較高（設計擋水5.0m），適合本工程的攔蓄建筑物主要有閘、溢流壩、橡膠壩等。經計算，溢流壩方案不滿足汛期設計洪水及校核洪水的過流要求，因此不推薦該方案。設計擬定以下兩個方案進行經濟技術等方面的比選，擇優推薦。推薦的兩個方案均滿足設計洪水及校核洪水的過流要求。

方案一：橡膠壩結合調節閘方案。本工程發生非汛期10年一遇洪水時，利用調節閘調控，從而達到不塌壩、方便管理的目的；發生20年一遇及50年一遇洪水時，橡膠壩完全塌壩，調節閘敞泄進行泄洪。

3.1 橡膠壩

橡膠壩布置在主河槽與部分灘地內，共設3孔，單孔凈寬75m，總凈寬225m，壩底板順水流方向長15.0m，由壩袋、底板、錨固系統、中邊墩及供排水系統等組成。壩袋采用單袋充水式膠布結構，最大擋水高度為5.0m，橡膠壩壩頂高程77.2m。壩袋通過壓板錨固在鋼筋混凝土底板上，底板頂高程72.2m，厚0.7m，采用C25鋼筋混凝土，上下游設置齒坎。錨固系統采用雙線螺栓壓板結構。橡膠壩左岸邊墩采用C25鋼筋混凝土扶臂式擋土墻結構，墩頂高程78.0m，右岸邊墩與調節閘的左邊墩相結合為一整體，采用C25鋼筋混凝土結構，墩頂高程77.7m。中墩厚1.2m，墩頂高程77.7m。上游連接段由護坦、鋪蓋、上游左岸翼墻組成。壩前素混凝土護坦、鋼筋混凝土鋪蓋各長8.0m，頂高程72.0，厚0.3m。左側翼墻為C25鋼筋混凝土懸臂式擋土墻組成，墻頂高程為78.0m。下游連接段由消力池、海漫、拋石防沖槽及下游左岸翼墻組成。消力池為C25鋼筋混凝土結構，長14.5m，厚0.7m，池底高程71.2m。海漫為M10漿砌塊石結構，長21.0m，厚0.4m，頂高程72.0m。拋石防沖槽底寬為1.5m，頂寬為3.3m。左側翼墻為C25鋼筋混凝土懸臂式擋土墻組成，墻頂高程為78.0m。

3.2 調節閘

調節閘設置在右岸灘地內，共3孔，單孔凈寬6m，總凈寬18m，閘底板為鋼筋混凝土結構，頂面高程72.0m。底板順水流方向長11m，總寬23.4m。右邊墩頂端厚1.0m，底端厚2.0m，中墩厚1.2m，左邊墩與橡膠壩的右邊墩相結合，頂端厚1.0m，底端厚1.8m，墩頂高程均為82.10m。閘墩頂上設C30鋼筋混凝土排架，排架上設機架橋及啟閉機房。排架與機架橋為現澆整體式，機架橋頂高程為89.30m，閘室設工作閘門和檢修閘門各一道，工作閘門為鋼質平板門，尺寸（寬×高）6×5.5m，直升卷揚式啟閉機，共3臺，檢修閘門為疊梁式鋼閘門，電動葫蘆啟閉機，設一套。上游連接段由護坦、鋪蓋、上游翼墻組成。壩前素混凝土護坦、鋼筋混凝土鋪蓋各長8.0m，頂高程72.0，厚0.3m。右側翼墻為C25鋼筋混凝土扶壁式擋土墻組成，墻頂高程均為82.10m。下游連接段由消力池、海漫、拋石防沖槽及下游翼墻組成。消力池為C25鋼筋混凝土結構，長18.5m，厚0.7m，池底高程71.2m。海漫為M10漿砌塊石結構，長21.0m，厚0.4m，頂高程72.0m。拋石防沖槽底寬為1.5m，頂寬為3.3m。右側翼墻為C25鋼筋混凝土扶壁式擋土墻組成，墻頂高程為82.10m。為減輕調節閘下泄水流對岸坡的沖蝕破壞，對下游右岸進行修整，新建M10漿砌塊石重力式擋土墻，墻頂高程為75.7m，總長度為41.89m。新建M10漿砌塊石扭面與下游岸坡進行銜接，長度為15.0m。

4 充排水泵房、橋頭堡

充排水泵房與橋頭堡位于沭河右岸灘地內，沭河堤頂高程為80.0m，為20年一遇的洪水治理標準，此次設計的標準按沭河20年一遇的洪水標準，由此確定充排水泵房周圍地面高程81.8m，充排水泵房底高程為72.2m，室內地面高程為82.3m。橋頭堡置于充排水泵房之上。充排水系統包括壩袋充排水管道、引水暗管、充排水泵站等。在右邊墩外新建充排水泵房，泵房長12.5m，寬9.6m，共布置四層，其中地下層為充、排水泵房，布置充、排水泵及充、排水管道及集水井，底高程72.2m，頂層為控制室，布置電氣設備，地面高程81.8m。

方案二：水閘方案。水閘布置在主河槽內，共設18孔，底板跨中分縫，單孔凈寬12.0m，總凈寬216m，中墩及邊墩厚1.5m，閘室順水流向長14.0m，底板頂高程72.0m，厚0.8～1.5m，墩頂高程82.10m。閘頂設機架橋和排架，機架橋頂高程86.96m。閘室段設工作閘門和檢修閘門，分別配備卷揚式啟閉機和電動葫蘆。閘上設交通橋，為預應力矩形橋面板，橋面凈寬4.5m，交通橋基本凈跨13.5m，共23孔，兩側分別由跨度8.33m及11.17m的橋板與大堤連接。消力池長度12.0m，池底高程71.0m，其余上下游連接布置均與橡膠壩方案相同。

5 橡膠壩結合調節閘與提升閘方案投資對比。

6 結束語

由上表可以看出，提升閘方案投資大，且閘址區為8度地震區，該方案閘室高度最高，不利于抗震，而橡膠壩結合調節閘方案總投資4623.09萬元，比提升閘方案總投資8371.89萬元，節省了3748.80萬元，綜合比較推薦橡膠壩結合調節閘方案。

參考文獻：

[1] 山東省水利勘測設計院，石拉淵攔河閘初步設計，2014.

[2] SL 214-98.水閘安全鑒定規定[S].

[3] SL/T 191-2008.水工混凝土結構設計規范[S].

[4] SL 265-2014.水閘設計規范[S].