旺蒼縣城區(qū)河道綜合整治工程旺月閘設計綜述

(四川沃土項目投資管理有限公司，成都，611732)

1 工程概況

旺蒼縣位于四川盆地北部盆緣山區(qū)，米倉山南麓，幅員面積2986km2，總人口45.68萬人，是川北重鎮(zhèn)廣元市的副中心。嘉陵江支流東河由北向南流經(jīng)城區(qū)，東河城區(qū)河段歷來洪災頻發(fā)，近年來已建成堤防13km，對防洪起到了重要作用，但未形成完整的防洪體系；河道沖刷嚴重，危及部分已建堤防的安全；枯季河段內(nèi)流量小，河床裸露，生態(tài)環(huán)境差。

旺蒼縣城區(qū)河段綜合整治工程屬于《四川省廣元市東河旺蒼城區(qū)河段防洪綜合整治規(guī)劃》的一期工程，擬在旺蒼縣城區(qū)東河干流上建設兩級攔河閘壩(旺月閘、石龍閘)，抬高枯水期城區(qū)河段水位，使工程河段河道水面連接，在維護城區(qū)河勢河床穩(wěn)定、保護堤防工程安全的同時，改善城區(qū)河道水環(huán)境，使旺蒼城區(qū)河道成為生態(tài)河道、景觀河道，基本形成“城在水中、水在城中”的人水和諧的現(xiàn)代水城，提升旺蒼城市品質(zhì)。

旺月閘位于旺蒼縣城區(qū)東河河道內(nèi)，工程為Ⅰ等工程，工程規(guī)模為大(1)型，主要建筑物級別經(jīng)批準降低一級為2級，次要建筑物為3級。閘壩設計洪水標準為30年一遇，洪峰流量為7960m3/s。校核洪水標準為100年一遇，洪峰流量為10200m3/s。

2 工程布置

旺月閘閘址位于旺蒼縣城區(qū)旺月橡膠壩下游86m。水閘正常蓄水位為466.00m，設計洪水位為469.75m，校核洪水位為471.60m，下游正常尾水位為458.40m。水閘建筑物主要由攔河閘、翼墻、護岸、魚道、廊橋等組成。

攔河閘室寬184.0m，過流總凈寬140.0m，共布置10孔泄水閘孔，單孔凈寬14.0m，結構型式采用開敞式平底堰，閘門采用平面鋼閘門，閘門尺寸為14m×8.6m(B×H)，啟閉方式采用頂推式、倒掛式液壓啟閉機兩級提升。閘室順水流方向長度41.0m，底板高程457.40m，底板厚度3.5m，其中底部采用C30鋼筋混凝土，厚3.1m，頂部設置C40HF鋼筋混凝土，厚0.4m，基礎置于基巖上。閘室段采用閘孔底板中間分縫，間距18.0m。閘墩采用C30鋼筋混凝土，中墩厚度4.0m，邊墩頂寬4.0m，閘頂高程473.50m，最大閘高19.60m。閘頂自上游往下游依次布置3.0m寬人行橋、21.0m寬廊橋、6.0m寬人行兼消防通道、1.6m寬油管溝和1.2m寬人行檢修橋。閘底設置固結灌漿，上游5排，孔深6m；中間4排，孔深4m；下游5排，孔深6m；間、排距均為3m，梅花型布置。右岸邊墩設置生態(tài)放水管，進口高程為457.40m，長41.0m，采用DN1100焊接鋼管，末端設置偏心半球閥控制下泄流量。

平面鋼閘門后1.8m接下挖式消力池，總長36.0m，池深2.0m。消力池斜坡坡比為1∶4，水平投影長8.0m；消力池水平段長27m，末端采用坡比1∶0.5與尾坎連接，尾坎頂寬1.5m。消力池底板下部采用C25鋼筋混凝土澆筑，厚1.9m，上部設置C40HF鋼筋混凝土，厚0.4m。消力池兩側、6#閘門與7#閘門、3#閘門與4#閘門中間設置導墻，墻高8.0m，寬2m。

水閘左岸布置上、下游翼墻及護岸工程。翼墻均采用C30鋼筋混凝土扶壁式擋墻，上游翼墻長204.51m，下游翼墻長118.90m。水閘左岸為預留船閘，本設計階段翼墻墻后采用土石回填，后期航道建設時可直接挖除。

水閘右岸布置上、下游翼墻及護岸工程。上游翼墻采用C20混凝土衡重式擋墻，總長度為96.42m，翼墻頂高程467.00m～473.00m。下游翼墻采用C30鋼筋混凝土扶壁式擋墻，總長為31.0m。翼墻下游側設置有598.60m長護岸。

魚道布置于水閘右岸下游，總長579.21m，進口高程457.00m，出口高程464.50m，設計底坡1.5%。魚道凈寬2m，邊墻及底板厚均為30cm，隔板厚25cm，采用C25鋼筋混凝土澆筑。

廊橋布置于閘室上游側，為三層仿古風格廊橋，橋面總寬度為21m，橋面總長為180m。廊橋上游側3.0m寬設計為人行通道，下游設6.0m寬消防通道及檢修通道。

圖1 閘室結構

3 閘門啟閉方式選擇

本工程采用平面鋼閘門，有直升、升臥、下臥等多種啟閉方式。升臥式平面閘門啟閉機吊具長期浸入水中，檢修維護不便，同時啟閉平臺高排架不利于城市景觀，因此不宜采用。下臥式平面閘門采用底軸驅動，常運用于4m以下的低水頭水閘中。直升平面閘門結構簡單、運用廣泛、安全可靠，啟閉設備可選用卷揚式啟閉機、頂推式、倒掛式液壓啟閉機啟閉。卷揚式啟閉機需設置高排架，景觀效果差。頂推式啟閉機檢修維護簡單，水閘頂部可過水，形成瀑布跌水的景觀效果，閘門關閉時無外露設備，景觀效果較好，啟閉高度較大時可與倒掛式結合。

考慮到城區(qū)行洪安全和景觀要求，根據(jù)本工程特點，對頂推式液壓啟閉機和頂推式、倒掛式液壓啟閉機組合兩級提升兩種方案進行方案比選。經(jīng)比較，頂推式、倒掛式液壓啟閉機組合兩級提升可降低頂推啟閉機柱塞桿長度、桿徑，啟閉靈活、風險較小、投資較省，推薦采用頂推式、倒掛式液壓啟閉機組合兩級提升方案。

閘墩埋設頂推式液壓缸，液壓缸柱塞桿頭采用球形軸承操作橫梁鉸接。閘門采用雙吊點，門葉左右兩側主梁分別固定一支倒掛式液壓缸，液壓缸活塞桿頭采用球形軸承與操作橫梁鉸接。啟門時，先由頂推油缸頂推，再由倒掛油缸提升閘門；閉門時，先下放倒掛式油缸，再由頂推油缸下放操作橫梁至閘門全關。頂推式液壓啟閉機容量選用2×1000kN，油缸行程9.0m；倒掛式液壓啟閉機容量選用2×800kN，油缸行程6.0m。

圖2 頂推式與倒掛式液壓啟閉機兩級提升工作原理

4 廊橋設計

根據(jù)旺月閘樞紐布置，閘壩右岸平臺布置廊橋右岸入口廣場，設計部分機動車和非機動車停車場，方便人們上橋觀景、休閑、購物，并布置閘壩的功能用房，如柴油發(fā)電機房等。左岸平臺布置廊橋的左岸入口廣場，其他部分作為景觀綠化與濱河路景觀協(xié)調(diào)連接。

廊橋面寬度為21m，橋面長為180m。廊橋上游面的3m寬設計為人行通道，人們可在行走中感受到上游湖面景色。廊橋采用仿古風格，總共設計為三層，第一層、第二層布置為商業(yè)用房，第三層增設了觀景平臺。在一樓、二樓設有8處上、下連接的交通疏散樓梯間，上、下交通方便。

廊橋采用框架結構，商業(yè)用房可根據(jù)業(yè)態(tài)的需求進行劃分，房間布置靈活。

廊橋建筑面積為9474.18m2，其中一層建筑面積為3788.40m2，層高5.7m；二層建筑面積為3775.24m2，層高為4.5m；三層建筑面積為1910.54m2，層高為4.8m。

5 結語

建設旺蒼縣城區(qū)河段綜合整治工程，對完善城區(qū)防洪排澇體系，保障防洪安全，推進水生態(tài)文明建設，改善城區(qū)水生態(tài)環(huán)境和水景觀，促進城區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在城區(qū)河道內(nèi)新建水閘，形成連續(xù)水面，避免枯期河道干涸。閘門采用頂推式、倒掛式液壓啟閉機組合兩級提升平面鋼閘門方案，既能夠有效解決東河汛期洪水流量大、水位高的防洪安全問題，又能避免柱塞桿工作行程過長、桿缸徑過大、桿件失穩(wěn)等問題，還能兼顧城區(qū)景觀需要，為國內(nèi)首創(chuàng)。閘頂同步建設廊橋，閘左右岸設置廣場，配合景觀綠化，對改善居住環(huán)境、提升城市品質(zhì)具有重要作用。