德州市大道王節(jié)制閘除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

李鐵軍，張德寧，付均惠

（德州市水利局河道工程管理處，山東 德州 253014）

德州市大道王節(jié)制閘除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

李鐵軍，張德寧，付均惠

（德州市水利局河道工程管理處，山東 德州 253014）

德州市大道王節(jié)制閘是一座集防洪、排澇、灌溉為一體的綜合性水利樞紐工程，經(jīng)過(guò)40多年的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)多處安全隱患。通過(guò)分析這些問(wèn)題，闡述了對(duì)該節(jié)制閘進(jìn)行除險(xiǎn)加固的工程措施，并總結(jié)了其工程效益。

水閘；除險(xiǎn)加固；工程措施

大道王節(jié)制閘位于山東省慶云縣常家鎮(zhèn)大道王村東馬頰河干流280+074里程處。該閘于1968年11月開(kāi)工，1969年9月竣工，現(xiàn)管理單位為德州市水利局大道王閘管理所。該閘為鋼筋混凝土開(kāi)敞式，平板鋼閘門，閘門尺寸10.0m×7.0m，共9孔，閘室總長(zhǎng)100.4m，閘底板高程-0.20m（黃海，下同）。閘室為大小底板結(jié)構(gòu)，大底板采用鋼筋混凝土灌注樁基礎(chǔ)，閘墩、承臺(tái)均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。機(jī)架橋柱為鋼筋混凝土排架式結(jié)構(gòu)，機(jī)架橋采用T型梁型式，橋面寬4.5m。配有手搖電動(dòng)兩用卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)9臺(tái)，啟閉力均為2×25kN。并附設(shè)交通橋一座，橋面寬4.5m?，F(xiàn)與農(nóng)用高壓電源線路相連接，并自備50kW柴油發(fā)電機(jī)組一臺(tái)。

大道王閘設(shè)計(jì)防洪流量1004.0m3/s，相應(yīng)閘上水位7.56m，排澇流量658.0m3/s，相應(yīng)閘上水位6.07m，現(xiàn)狀蓄水量606萬(wàn)m3。該閘主要用途是防洪、排澇兼顧農(nóng)業(yè)灌溉，灌溉面積約為3330hm2。

1 存在的主要問(wèn)題

大道王閘建成運(yùn)行至今，在防洪、排澇、灌溉等方面均發(fā)揮了很大作用，同時(shí)也存在著諸多安全隱患。根據(jù)《馬頰河大道王節(jié)制閘安全檢測(cè)評(píng)估報(bào)告》，該閘目前主要存在以下幾方面的問(wèn)題：

1）消能防沖：消力池地板厚度滿足抗沖要求，但在排水失效情況下，厚度不滿足抗浮要求。

2）混凝土結(jié)構(gòu)：混凝土碳化嚴(yán)重，測(cè)點(diǎn)最大碳化深度43.0mm，凍融、空蝕、沖磨等對(duì)其耐久性產(chǎn)生較大影響，混凝土最大裂縫達(dá)5.0mm。

3）閘門與啟閉機(jī)：經(jīng)多年運(yùn)行，閘門銹蝕、變形嚴(yán)重，止水橡皮老化，銹蝕嚴(yán)重。啟閉機(jī)不靈活，超期使用，屬淘汰類型，存在安全隱患。

4）機(jī)電設(shè)備：機(jī)電設(shè)備老化、失修嚴(yán)重，存在諸多質(zhì)量和安全隱患，嚴(yán)重影響水閘安全運(yùn)行。

5）觀測(cè)設(shè)施：設(shè)施損壞嚴(yán)重，位移觀測(cè)點(diǎn)破壞，測(cè)壓管未安裝，無(wú)觀測(cè)資料。

6）其他：兩岸護(hù)坡破壞較嚴(yán)重，上游排放污水對(duì)混凝土有侵蝕性。

2 除險(xiǎn)加固設(shè)計(jì)

2.1 原址改建閘室

保留閘底鋼筋砼灌注樁，拆除改建閘底板及以上結(jié)構(gòu)。拆除改建上下游部分漿砌石護(hù)坡，新建上下游翼墻。

2.2 重建排架和機(jī)架橋

由閘門高7.0m，排架總高8.1m，立柱、頂橫梁和橫梁斷面尺寸均為0.6m×0.6m，橫梁高程為12.05m，鋼筋混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。機(jī)架橋面板厚度0.15m，尺寸：長(zhǎng)×寬為11.28m×4.6m，主梁尺寸為11.28m×0.5m×0.65m，墻梁分布在面板四周，橫斷面尺寸為0.3m×0.65m，次梁垂直主梁布置，斷面尺寸為1.0m×0.25m×0.65m。

2.3 重建啟閉機(jī)房及橋頭堡

為改善啟閉機(jī)運(yùn)行環(huán)境，便于集中對(duì)啟閉機(jī)設(shè)備進(jìn)行控制，需重新建設(shè)啟閉機(jī)房及橋頭堡。閘室左側(cè)設(shè)橋頭堡，平面尺寸6.5m×4.6m，共三層，啟閉機(jī)房長(zhǎng)102.0m，寬4.5m，左側(cè)橋頭堡作為啟閉機(jī)集中控制室、滲壓集中觀測(cè)室。

2.4 上下游護(hù)坡維修

該閘上游漿砌石護(hù)坡長(zhǎng)30.0m，下游漿砌石護(hù)坡長(zhǎng)53.0m，由于多年的運(yùn)行，部分護(hù)坡坍塌損壞嚴(yán)重，本次除險(xiǎn)加固擬對(duì)其按原設(shè)計(jì)進(jìn)行重新維修。同時(shí)，對(duì)閘室及上游段河底進(jìn)行清淤。

2.5 更換閘門與啟閉機(jī)

更新閘門為10.0m×7.0m平面鋼閘門，9扇，設(shè)計(jì)水頭6.0m，運(yùn)行方式為動(dòng)水啟閉。更新啟閉機(jī)采用2×25kN卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)。該啟閉機(jī)具有對(duì)閘門啟閉高度的現(xiàn)場(chǎng)顯示及遠(yuǎn)傳數(shù)字顯示和自動(dòng)控制功能，并能預(yù)定閘門開(kāi)度上下限和開(kāi)度值。

2.6 觀測(cè)設(shè)備配備

擬重新埋設(shè)滲壓計(jì)、重新恢復(fù)沉降觀測(cè)點(diǎn)，位移標(biāo)點(diǎn)，以確保該閘沉降、位移及滲透壓力的正常觀測(cè)。

2.7 配電控制布置

大道王節(jié)制閘工程規(guī)模為大（二）型水閘，建筑物等別為2級(jí)。根據(jù)本工程的重要性，確定用電負(fù)荷為三級(jí)，設(shè)置主、備兩個(gè)電源供電。主電源采用專用10kV架空輸電線路供電，備用電源采用柴油發(fā)電機(jī)組。

3 工程效益及評(píng)價(jià)

3.1 工程效益

大道王閘除險(xiǎn)加固工程完成后，可改善灌溉面積3.3萬(wàn)hm2，緩解周邊地區(qū)水資源緊缺矛盾。工程實(shí)施后，直接效益為灌溉增產(chǎn)效益，間接效益包括農(nóng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、農(nóng)民增收等。

3.2 綜合評(píng)價(jià)

大道王節(jié)制閘除險(xiǎn)加固工程實(shí)施后，可排除安全引患，提高工程生產(chǎn)效率，為該閘上下游地區(qū)的人民生命財(cái)產(chǎn)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供可靠的保障，可為防洪保護(hù)區(qū)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造有利條件，具有良好的社會(huì)效益。

（責(zé)任編輯遲明春）

F426.91

B

1009-6159（2017）-01-0017-02

2016-06-15

李鐵軍（1983—），男，工程師