江西省贛撫平原灌區“十四五”續建配套節制閘方案分析

孫 容

（江西省建洪工程監理咨詢有限公司,江西 南昌 330000）

1 引言

節制閘工程是灌區工程續建配套工程建設的重要組成部分。節制閘工程閘址選取需要同整個工程規劃建設、功能需求相結合,合適的閘址位置對工程投資、施工建設、后期維護等影響較大,在工程實施前期需要提高重視程度。節制閘閘型是影響工程建設的另一個重要因素,目前,節制閘閘型較多,且均應用廣泛,在工程實施過程中需要結合工程實際情況,選取合適的節制閘閘型以滿足工程要求[1-3]。

2 工程概況

贛撫平原灌區是一座以撫河為水源、通過焦石、柴埠口引水樞紐引水的大型灌區,灌區設計灌溉面積119.30 萬畝,現狀有效灌溉面積117.36 萬畝,實際灌溉面積為116.4 萬畝,根據規定,贛撫平原灌區工程等別為Ⅱ等,工程規模為大（2）型。

3 節制閘閘址選擇

3.1 進口節制閘閘址

渡槽進口節制閘位于西總干渠崗前渡槽進口上游,閘址距離崗前渡槽進口約208.0 m。渡槽進口節制閘的功能為調節渡槽內水位。渡槽進口節制閘軸線選擇主要考慮進水條件和與現狀西總干渠兩岸的銜接。根據現場查勘情況,結合現狀管理站,考慮整體規劃建筑景觀風格,水閘集控房、倒虹吸進水閘、渡槽進口節制閘,盡量保持在一條軸線上,軸線與西總干渠中心線正交。因此,渡槽進口節制閘閘址主要根據倒虹吸進水閘閘址確定。

3.2 出口節制閘閘址

渡槽出口節制閘位于西總干渠崗前渡槽出口下游,閘址距離崗前渡槽出口約136.0 m。渡槽出口節制閘的功能為調節渡槽內水位。渡槽進口節制閘軸線選擇主要考慮進水條件、總干一支渠取水、三干渠取水和與現狀西總干渠兩岸的銜接。根據現場查勘情況,崗前渡槽出口節制閘可布置在三干灌溉閘至總干一支灌溉閘之間或總干一支灌溉閘至渡槽出口擴散段之間。工程投資較為緊張,方案一和方案二均可避免拆除重建三干灌溉閘。

方案一：三干灌溉閘取倒虹吸出口回水、總干一支灌溉閘取渡槽內的水,當渡槽檢修時,在渡槽出口擴散段臨時堆放沙袋,開啟渡槽出口節制閘,使總干一支灌溉閘取倒虹吸出口回水。

方案二：三干灌溉閘及總干一支灌溉閘均取倒虹吸出口回水,雖然渡槽檢修時,能保證總干一支渠不斷流,但節制閘的施工會破壞渡槽出口擴散段邊墻,甚至可能危及渡槽結構安全；另外,方案二閘址緊鄰整個施工場區的主入口,設計擬在該處架設臨時施工便橋,保證整個施工期間的交通暢通,如節制閘閘址選在該處,臨時施工便橋只能往下游架設,施工交通布置不便于車輛通行。因此,出口節制閘閘址推薦方案一。

4 渡槽進、出口節制閘閘型方案設計比選

方案一：平面垂直提升門閘型

常規閘型,利用啟閉機垂直提升啟閉閘門,采用滑塊或定輪支承。閘門寬度、高度及通航要求均滿足,采用垂直提升可靠性高、造價低,閘門和啟閉機運行維護方便,對基礎沉降要求低,底檻與渡槽底齊平,基本無淤積,但需設一排啟閉機房橫跨西總干渠。

方案二：氣盾閘

氣動盾閘是在引進國外先進技術的基礎上,成功研發的一種新型的水利設施,其兼具橡膠壩和鋼閘門的優點,剛柔并濟,同時集生態、環保、節能于一身,氣動盾形閘門系統主要由鋼閘門、氣袋、埋件、空氣壓縮系統和控制系統組成。系統結構原理是：利用空氣壓縮的原理,通過對氣袋的充氣或排氣,使閘門升起或倒伏。可維持特定的水位高度,設計水位內實現任意水位高度的調節。氣盾壩后期管理較復雜,維修費用較高。

方案三：升臥門閘型

常規門型,利用啟閉機垂直提升啟閉,由鉛直提升逐漸轉向水平臥倒,采用懸臂輪支承。閘門寬度、高度及通航要求均滿足,采用垂直提升后臥倒的方式啟閉可靠性高,水工及金結造價低,閘門和啟閉機運行維護方便,對基礎沉降要求低,底檻與渡槽底齊平,基本無淤積,閘門鎖定時處于平臥狀態,可降低閘門啟閉機排架的高度,減少門葉受風面積和提高抗震性能,同樣需設一排啟閉機房橫跨渠道,本工程可結合崗前渡槽建筑物的特點對啟閉機排架及機房進行景觀布置設計,同時與倒虹吸進出口閘建筑物保持一致,使整個工程的景觀效果協調。

方案四：液壓升降壩

液壓升降壩采用液壓系統推動升降桿控制壩體啟閉,壩體采用鋼結構,壩面升起后由液壓杠支撐,受力良好,壩面抗沖擊能力強,事故率低,可人工控制或自動感應水位控制。壩面放倒后僅高出底板20 cm,行洪過水、沖砂、排雜效果均較好,造價經濟。管理房占地較少,可通過遠程控制及自動控制兩種方式進行,運行管理方便。液壓升降壩壩面升起以后可形成低水瀑布（水簾）,水體景觀效果較好。

方案五：弧形旋轉下臥門閘型

由弧形擋水門葉結構、兩側支臂,穿墻軸等組成,由布置在閘頂的液壓啟閉機通過驅動兩側支臂旋轉完成弧形閘門的旋轉啟閉。閘門寬度、高度及通航要求均滿足,輸水渠道無建筑物橫跨,景觀性好,門葉結構及啟閉機檢修維護均可在閘墩頂完成,維護方便,但底部需設較深的弧形門庫,易淤積,且兩側支臂及穿墻軸檢修維護不便,整個閘室要求較長,造價較高。

表1 渡槽進、出口節制閘建筑物方案比選表

4 結語

通過對上述五種閘型的優缺點進行對比分析,結合本工程的特點從安全性、經濟性、運行管理、施工難易性、景觀效果、投資等多個方面綜合考慮,并結合倒虹吸進口控制閘、出口檢修閘、水閘集控房等建筑物的特點,使整個工程的景觀效果協調一致。渡槽進、出口節制閘閘型推薦采用平面垂直提升門閘型。