江西省贛撫平原灌區(qū)“十四五”續(xù)建配套節(jié)制閘方案分析

孫 容

（江西省建洪工程監(jiān)理咨詢有限公司,江西 南昌 330000）

1 引言

節(jié)制閘工程是灌區(qū)工程續(xù)建配套工程建設(shè)的重要組成部分。節(jié)制閘工程閘址選取需要同整個(gè)工程規(guī)劃建設(shè)、功能需求相結(jié)合,合適的閘址位置對(duì)工程投資、施工建設(shè)、后期維護(hù)等影響較大,在工程實(shí)施前期需要提高重視程度。節(jié)制閘閘型是影響工程建設(shè)的另一個(gè)重要因素,目前,節(jié)制閘閘型較多,且均應(yīng)用廣泛,在工程實(shí)施過程中需要結(jié)合工程實(shí)際情況,選取合適的節(jié)制閘閘型以滿足工程要求[1-3]。

2 工程概況

贛撫平原灌區(qū)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(qū),灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積119.30 萬畝,現(xiàn)狀有效灌溉面積117.36 萬畝,實(shí)際灌溉面積為116.4 萬畝,根據(jù)規(guī)定,贛撫平原灌區(qū)工程等別為Ⅱ等,工程規(guī)模為大（2）型。

3 節(jié)制閘閘址選擇

3.1 進(jìn)口節(jié)制閘閘址

渡槽進(jìn)口節(jié)制閘位于西總干渠崗前渡槽進(jìn)口上游,閘址距離崗前渡槽進(jìn)口約208.0 m。渡槽進(jìn)口節(jié)制閘的功能為調(diào)節(jié)渡槽內(nèi)水位。渡槽進(jìn)口節(jié)制閘軸線選擇主要考慮進(jìn)水條件和與現(xiàn)狀西總干渠兩岸的銜接。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查勘情況,結(jié)合現(xiàn)狀管理站,考慮整體規(guī)劃建筑景觀風(fēng)格,水閘集控房、倒虹吸進(jìn)水閘、渡槽進(jìn)口節(jié)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(jìn)口節(jié)制閘閘址主要根據(jù)倒虹吸進(jìn)水閘閘址確定。

3.2 出口節(jié)制閘閘址

渡槽出口節(jié)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(jié)制閘的功能為調(diào)節(jié)渡槽內(nèi)水位。渡槽進(jìn)口節(jié)制閘軸線選擇主要考慮進(jìn)水條件、總干一支渠取水、三干渠取水和與現(xiàn)狀西總干渠兩岸的銜接。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查勘情況,崗前渡槽出口節(jié)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(kuò)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(nèi)的水,當(dāng)渡槽檢修時(shí),在渡槽出口擴(kuò)散段臨時(shí)堆放沙袋,開啟渡槽出口節(jié)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(shí),能保證總干一支渠不斷流,但節(jié)制閘的施工會(huì)破壞渡槽出口擴(kuò)散段邊墻,甚至可能危及渡槽結(jié)構(gòu)安全；另外,方案二閘址緊鄰整個(gè)施工場(chǎng)區(qū)的主入口,設(shè)計(jì)擬在該處架設(shè)臨時(shí)施工便橋,保證整個(gè)施工期間的交通暢通,如節(jié)制閘閘址選在該處,臨時(shí)施工便橋只能往下游架設(shè),施工交通布置不便于車輛通行。因此,出口節(jié)制閘閘址推薦方案一。

4 渡槽進(jìn)、出口節(jié)制閘閘型方案設(shè)計(jì)比選

方案一：平面垂直提升門閘型

常規(guī)閘型,利用啟閉機(jī)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(jià)低,閘門和啟閉機(jī)運(yùn)行維護(hù)方便,對(duì)基礎(chǔ)沉降要求低,底檻與渡槽底齊平,基本無淤積,但需設(shè)一排啟閉機(jī)房橫跨西總干渠。

方案二：氣盾閘

氣動(dòng)盾閘是在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,成功研發(fā)的一種新型的水利設(shè)施,其兼具橡膠壩和鋼閘門的優(yōu)點(diǎn),剛?cè)岵?jì),同時(shí)集生態(tài)、環(huán)保、節(jié)能于一身,氣動(dòng)盾形閘門系統(tǒng)主要由鋼閘門、氣袋、埋件、空氣壓縮系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理是：利用空氣壓縮的原理,通過對(duì)氣袋的充氣或排氣,使閘門升起或倒伏?？删S持特定的水位高度,設(shè)計(jì)水位內(nèi)實(shí)現(xiàn)任意水位高度的調(diào)節(jié)。氣盾壩后期管理較復(fù)雜,維修費(fèi)用較高。

方案三：升臥門閘型

常規(guī)門型,利用啟閉機(jī)垂直提升啟閉,由鉛直提升逐漸轉(zhuǎn)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(jié)造價(jià)低,閘門和啟閉機(jī)運(yùn)行維護(hù)方便,對(duì)基礎(chǔ)沉降要求低,底檻與渡槽底齊平,基本無淤積,閘門鎖定時(shí)處于平臥狀態(tài),可降低閘門啟閉機(jī)排架的高度,減少門葉受風(fēng)面積和提高抗震性能,同樣需設(shè)一排啟閉機(jī)房橫跨渠道,本工程可結(jié)合崗前渡槽建筑物的特點(diǎn)對(duì)啟閉機(jī)排架及機(jī)房進(jìn)行景觀布置設(shè)計(jì),同時(shí)與倒虹吸進(jìn)出口閘建筑物保持一致,使整個(gè)工程的景觀效果協(xié)調(diào)。

方案四：液壓升降壩

液壓升降壩采用液壓系統(tǒng)推動(dòng)升降桿控制壩體啟閉,壩體采用鋼結(jié)構(gòu),壩面升起后由液壓杠支撐,受力良好,壩面抗沖擊能力強(qiáng),事故率低,可人工控制或自動(dòng)感應(yīng)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(jià)經(jīng)濟(jì)。管理房占地較少,可通過遠(yuǎn)程控制及自動(dòng)控制兩種方式進(jìn)行,運(yùn)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(zhuǎn)下臥門閘型

由弧形擋水門葉結(jié)構(gòu)、兩側(cè)支臂,穿墻軸等組成,由布置在閘頂?shù)囊簤簡㈤]機(jī)通過驅(qū)動(dòng)兩側(cè)支臂旋轉(zhuǎn)完成弧形閘門的旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)及啟閉機(jī)檢修維護(hù)均可在閘墩頂完成,維護(hù)方便,但底部需設(shè)較深的弧形門庫,易淤積,且兩側(cè)支臂及穿墻軸檢修維護(hù)不便,整個(gè)閘室要求較長,造價(jià)較高。

表1 渡槽進(jìn)、出口節(jié)制閘建筑物方案比選表

4 結(jié)語

通過對(duì)上述五種閘型的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)合本工程的特點(diǎn)從安全性、經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)行管理、施工難易性、景觀效果、投資等多個(gè)方面綜合考慮,并結(jié)合倒虹吸進(jìn)口控制閘、出口檢修閘、水閘集控房等建筑物的特點(diǎn),使整個(gè)工程的景觀效果協(xié)調(diào)一致。渡槽進(jìn)、出口節(jié)制閘閘型推薦采用平面垂直提升門閘型。