南排工程运行管理在后续工程建设中的应用

曹明建

（嘉兴市南排工程管理局 314001）

朱小焰

（嘉兴市中立水利工程物业管理中心 314001）

章忠标

（嘉兴市南排工程管理局 314001）

1 引言

杭嘉湖南排工程是杭嘉湖地区主要泄洪排涝通道，是太湖流域综合治理的十项骨干工程之一。工程由盐官下河闸、盐官上河闸、南台头闸、长山闸四个出海口门，盐官下河、盐官上河、南台头干河、长山河四条排水骨干河道配套建筑物及其补偿河道组成。排涝闸共18孔，每孔净宽8m，总净宽144m，排涝泵站选用4台斜15°轴流泵，转轮直径3.8m，设计流量每台200m3/s，设计总流量800m3/s。工程主要任务是防汛为主，兼灌溉供水、河道航运、改善水环境及综合效益，于1998年工程完工并投入使用。

杭嘉湖南排平湖塘延伸拓浚独山排涝应急工程是浙江省政府批准的《杭嘉湖地区防洪规划》中一项重要内容，也是《太湖流域防洪规划重点工程布局》的重要工程。根据国务院《关于加强太湖流域2001－2010年防洪建设若干意见的通知》（国发〔2001〕89号）精神，建设杭嘉湖南排独山排涝工程。独山排涝应急工程由独山排涝闸、独山干河（郭村至独山段）组成。独山排涝闸规模为净宽40m，设2孔，每孔20m，节制闸5座。河底宽48m，河底高程-3.8m，河面宽89.4m，工程总投资3.86亿元。

2 现南排工程运行中存在的问题

经过12年的南排工程安全运行，在杭嘉湖地区防汛抗旱中起到了举足轻重的作用，但在工程的运行管理中，也逐渐暴露出了一些在日常维修保养中难以改变、难以克服的工程缺陷，主要表现如下。

2.1 预应力混凝土闸门及启闭机部分

由于南排工程处于钱塘江北侧，以下因素影响着闸门的安全经济运行：

a.闸门的自重大，安装、维修和运行均具有一定的危险。b.闸门前由于钱塘江涨潮退潮而引起泥沙沉积。c.钱塘江边海风较大，对闸门的横向压力较大，影响闸门的提升。

d.由于涨潮过程中海水具有强盐蚀作用，各种预埋金属构件均失去原有的功能，而预应力闸门上重新安装相当困难。

e.开闸时由于放水流速较快，时有硬物被卷入流道在底坎上停留，关闸时对闸门底部有磕破损伤，导致闸门渗漏。

f.液压启闭机压力管室外部分，受盐雾腐蚀的影响要比室内的大很多，其安全性难以检测和保障，部分压力管段埋设于墙体内，更换难度大。

2.2 排涝闸上下游冲刷

绝大部分闸前上游河道，因设计中采用干砌块石进行护坡，河床过流断面局部偏窄，运行中实际流速超出设计流速，再加上日常船只的航行与停泊扰动护坦底而导致闸前河道护坦板松动、河床冲刷严重、大面积掏空及塌陷，严重影响着两岸堤防的稳定，进一步影响到大闸基础的安全。以南台闸为例，经过10多年的运行，闸前河床损毁严重、桥梁基础沉陷错位，连续数年来虽一直抛石加固河床也无法从根本上加以解决。部分河段护岸维修成本甚至超过按现行标准新建护岸的成本。

2.3 河道节制闸用电

现运行中南排工程河道节制闸分布在干河与支河交叉处，由排涝闸引专线到节制闸附近，再通过变压，为卷扬机提供电力。因节制闸在放水期间是常闭状态，非汛期为常开状态，故节制闸闸门的启次数较少。为了节约成本，节制闸多数设备安装在室外，由于近几年来金属价格暴涨，置于室外的变压器、电缆经常被盗，给防洪排涝工作带来很大的麻烦。以盐官为例，近几年内节制闸变压器全部被盗，补配后也均再次被盗，高压电线也被破坏殆尽，导致开闸时需临时布电缆。

3 对后续类似工程的建议

针对以上列举的种种工程缺陷，在后续的南排独山排涝应急工程设计与建设过程中，以下几点改进意见在后续工程建设应用中有重要的现实意义。

3.1 独山排涝应急工程概括及闸门设计改进

独山排涝应急工程是以防洪排涝为主，兼顾航运，作为嘉兴市海河联运的一个出入口，是平湖塘延伸拓浚工程的先行部分，也是南排的第一个后续工程。独山工程建成后将加大杭嘉湖地区向杭州湾的泄洪能力，改善水环境综合治理环境，提高地方水动能力，弥补由于黄浦江的淤积而导致杭嘉湖地区向北排减少的排涝能力。独山干河设计规模为四级航道，原闸门设计方案为2孔，单孔宽20m。针对闸门原设计方案，依照多年的运行管理经验提出以下几点疑问：

a.独山干河为四级航道，按航管部门规定最大通行吨级为500t，考虑航道以后升级的可能，按三级航道标准计算，最大通航吨级为1000t。现行1000t级货运船只宽度为8～10m，闸门没有设置20m宽度的必要。

b.按照通航闸的要求，设计方案的闸门高度为9m，宽度为20m，总重量约200t，正常提升时间为30min，影响通航和排涝效率。

c.随着闸门宽度的增加，需调整闸门的厚度，提高液压设备能力，这势必大幅增加投资。由于闸门过大，安全隐患也相应增大，操作、维修的难度增加。

d.闸门设计为2孔，单孔开闸排涝时，闸室的受力不均衡，强大的水压容易引起闸室的不稳定。

基于以上几点的考虑，设计部门最终将闸门设计方案变更为2孔×13m+1孔×14m，这样更有效地保障了工程的安全运行，降低了对压力管、液压泵的要求，节约投资、提高运作效率，便于日常维修养护。同时通过采取安装防盐蚀不锈钢压力管和加防盐雾套等措施提高压力管的使用寿命，增加预应力闸门底坎与肋梁的金属包边，减少水流中硬物对底板的损害。闸门上的预埋件均采用抗盐蚀不锈钢制品，延长其使用时间，无需考虑更换与维修。

3.2 变更独山干河护底护坡设计方案，避免重蹈现运行中排涝闸上游干河冲刷塌损事故

独山干河河底高程为-3.8m（黄海高程），为淤泥质粘土夹粉土层，该土层为高压缩性、低强度软土，性质差。工程原设计采用干砌块石护底护坡，砌石厚度为30cm，垫层底铺设400g/m2无纺土工布一层，并采用C15混凝土地梁将干砌块石护底、护坡分隔，框格纵横向间距为5m。

根据该设计方案与近年来一直对南台头闸前河道抛石大修的比照分析：独山干河为防洪排涝与通航多功能河道，海河联运中大量载重船只的通行将扰动河道护底护坡砌石，导致其发生位移，在水流的冲刷作用下会导致水土流失而产生塌陷。船只停泊时对护坡的碰撞和抛锚固定对护底、护坡块石的不当拖拽也会造成其松动，导致河床土壤流失而产生塌损。一旦出现掏空现象，就会改变此处的水流方向，产生漩涡进而加速冲刷，并向周边扩展，整个护坡、护底基础将逐渐破坏。

基于建设上的要求，为减少日后管理的难度，将设计方案变更为：垫层底铺设400g/m2无纺土工布一层，上铺5cm碎石，护底、护坡均采用30cm厚C15混凝土灌注砌石（块石含量60%）。如此工程投资相当，既可防止船只在低水位通行时对底板的扰动，又可防止停泊时的抛锚损伤，更有利于阻止放水时对底板的冲刷，延长了护坦的使用时间，减少了维修成本。

3.3 调整电力接入方式

针对历年来南排工程运行中节制闸的电力线路和电力设备损坏和被盗事件，在独山排涝工程建设过程中，与当地供电所商量，从农电中接入，不直接设变压器，架空电线直接接入闸顶，控制开关引到适当的位置。另与供电所协议，排涝期间电力安排提前通知。此举在保证节制闸正常运行的情况下，大大节约了建设成本，也减少了今后运行管理中的维护难度，从源头了解决了变压器和电缆被盗问题。

4 结语

通过对南排工程运行管理中发现问题的总结，并在后续工程的设计和建设中有针对性的改进，避免了在后续管理中难以克服的工程缺陷，在保证工程安全运行的前提下大大节约了维护成本、减少了维修难度、提高了工作效率。以上建议和改进意见都已在独山排涝应急工程的建设过程中逐步得到改进和落实，可为今后相类似工程所借鉴和参考。■