骆驼湾水闸除险加固工程设计分析

孙文萍

（江西省水利规划设计院，江西南昌 330029）

萍乡市骆驼湾水闸位于江西省萍乡市湘东区荷尧、老关两镇交界的荷尧前进村，离金鱼石2km，坐落于湘江水系萍水河上。骆驼湾水闸 1974年开始建造，1979年完工并发挥效益。枢纽工程主要由翻板闸、左右岸灌溉发电进水闸、船闸、水轮泵站及灌溉渠系等建筑物组成[1]。水闸建成后主要功能是拦蓄水量，提供农业灌溉用水，闸址控制流域面积为1300km2，工程设计灌溉面积0.52万亩，发电装机400kW，水闸最大下泄流量2790m3/s，是一座以灌溉为主、兼有发电、供水等综合效益的大（2）型水闸工程。

现状水闸的闸坝坝轴线长128.2m，闸顶高程为65.50m，主要由翻板闸、船闸兼冲砂闸、左右岸灌溉发电进水闸、公路桥等建筑物组成，主要建筑物呈“一”字型布置，从左至右分别为：左岸灌溉发电进水闸（开敞式，长5.0m）、翻板闸(长118.2m，含船闸兼冲砂闸)、右岸灌溉发电进水闸(开敞式，长5.0m)。

骆驼湾水闸投入运行后，基本达到设计目的，但因受兴建时经济条件、技术水平等限制，在设计上有不合理之处。对上游泄洪、排砂等问题考虑不周，上游河床逐年淤塞抬高，使得萍乡河上游泄洪排砂和下游灌溉产生了矛盾[2]，给左右两岸农民带来了困扰。

1 工程存在的问题

2008年12月对工程进行了全面安全鉴定，鉴定确认骆驼湾水闸为三类闸，属病险水闸，骆驼湾水闸主要存在如下工程问题。

（1）工程按50年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核，水闸过流能力满足设计要求。但翻板闸支铰锈蚀，启闭不灵，影响泄洪安全。

（2）闸坝均坐落于岩基上，闸基承载力满足要求，闸基扬压力呈无折减的线性分布。经复核，翻板闸溢流堰抗滑稳定满足要求，闸基抗渗稳定满足规范要求。下游岸坡挡墙抗滑稳定满足要求，但挡墙抗倾稳定不满足规范要求，现状浆砌石边墙存在多处裂缝、错位，挡墙基础局部已淘空。

（3）下游未设消能设施，现已冲刷成坑，任其发展，易淘刷闸基，影响闸坝稳定。

（4）进水闸钢闸门锈蚀严重，泄洪闸及进水闸因闸门槽变形，启闭困难，且采用临时架设葫芦启闭，泄洪安全难以得到保证；翻板闸支铰锈蚀，启闭不灵。

（5）工程无排漂排污设施，闸前杂物、垃圾、藻类密布。

上述表明，现状的骆驼湾水闸存在诸多的安全隐患，及时对骆驼湾水闸建筑物进行除险加固处理是当务之急之事。

2 工程地质

骆驼湾水闸建筑物及其上游河床宽 100～130m，两岸发育一级阶地，阶面高程一般为 64～67m，宽百余米。闸下游河床略窄，两岸为岩质岸坡，坡度较陡，岸坡稳定性尚好。闸址区出露地层主要为三叠系灰岩及第四系全新统冲积粘土、砂、砾(卵)石。三叠系灰岩(T)一般弱～微风化，岩石致密坚硬，物理力学性质较好，弱透水性，闸址两岸及河床均有出露，岩层产状为 NE30°～40°/NW∠45°～55°。第四系全新统冲积层(alQ4)广泛分布于河床及两岸阶地。阶地冲积层具二元结构，一般上部为低液限粘性土，弱透水性，下部为砂、砾(卵)石，厚度 5～7m，透水性强。河床基本分布为砂、砾(卵)石，厚度1～3m，含透水性好。

闸址区未见较大断层构造。弱风化以上岩体节理裂隙较发育，主要发育两组 NE40°/SE∠40°及NW30°/NE∠80°两组，一组闭合，面平直，延伸3～5m；闸址区水文地质条件较简单。地表水主要为河水，地下水以基岩裂隙水和孔隙潜水为主。

3 工程布置及主要建筑物

骆驼湾水闸是一座以灌溉为主、兼有发电、供水等综合效益的水闸工程。工程灌溉农田 0.52万亩，发电装机 400kW，水闸最大下泄流量为 2790 m3/s。根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《防洪标准》（GB50201-94）及《水闸设计规范》（SL265-2001）确定，本工程等别为Ⅱ等大（2）型工程。根据本工程等别，确定泄水闸、左右岸灌溉闸为2级建筑物，次要建筑物级别为3级，临时建筑物为4级。校核洪水位（P =1%）为69.26m；设计洪水位（P =3.3%）为67.76m；正常蓄水位为64.00m；校核洪水位时最大下泄流量（P=1%）为2790m3/s；设计洪水位时最大下泄流量（P=3.3%）为2170m3/s。

工程主要建筑物布置从左至右依次为：左岸灌溉发电进水闸（胸墙式，单孔，净宽4m，总长6.4m）、8孔泄水闸（驼峰堰堰型，每孔净宽12.0m，共8孔，总长113.0m）、右岸灌溉发电进水闸（胸墙式，单孔，净宽4m，总长6.4m）等，设计闸顶高程71.0m。

3.1 泄水闸加固设计

泄水闸布置在原公路桥上游侧，按原桥孔对应布置水闸，每桥孔上游布置水闸两孔，从右岸至左岸分别为1号～8号孔，其中4号孔对应原船闸位置。考虑到水闸两岸均有灌溉发电进水闸，通航船闸仍按原船闸位置布置比较合适，并结合施工导流的布置，确定4号孔为预留船闸孔。

船闸上游闸室布置与水闸部分相同，下闸室布置由交通部门自行建设，水利部门仅负责完成至水闸消力池末端部分。船闸闸室下游底板高程为60.0m，顺水流长14.30m，闸室净宽12.0m。4号孔两侧闸墩延长至消力池末端，延长部分闸墩顶高程65.50m，右边墩厚2.0m，左边墩沿原桥墩面加浇混凝土，厚0.5m，并在下游末端预留止水铜片。

水闸闸室布置采用开敞式水闸，共8孔，其中4号孔为预留船闸孔，闸室结构布置均相同。闸室每孔净宽12m，中墩厚2.0m，边墩厚1.5m，闸墩顶高程 71.00m，闸室总宽度 113m，顺水流方向长度18m，闸室基础高程58.50m。

水闸堰体采用驼峰堰，堰顶高程61.50m，堰顶堰面曲线半径为 3.0m，上游堰面边坡 1∶1，驼峰堰上游底板高程 60.00m，下游堰面边坡 1∶3，底板高程60.00m，兼作消力池部分。工作闸门采用平板钢闸门垂直起吊，门顶允许过水方式，闸门顶高程64.0m，闸门底高程61.50m，布置在堰顶最高处，启闭机排架顶高程76.5m，启闭机房建筑面积580m2。检修闸门槽距工作闸门上游6.30m，采用门机起吊方式。交通桥布置在工作闸门下游侧，桥面高程71.0m，考虑到两岸交通要求，桥面宽采用7.0m。

水闸上游进口段护底高程 60.0m，护底顺水流方向长 25m。闸室下游设消力池，消力池底板高程60.0m，消力池段长度 9.30m，闸室段长度 4.0m，总长度13.30m，原堰体61.0m高程以上部分拆除，剩余部分用作消力坎，消力池深1m。

消力池下游海漫主要依据河道各种工况下的河道流速所确定。工程河道设计洪峰流量为2170m3/s，流速为 2.52m/s，相应下游水位 67.50m；校核洪峰流量为 2790m3/s，流速为 2.74m/s，相应下游水位68.97m；干砌块石海漫抗冲流速为 3～4 m/s，设计采用格宾块石笼海漫，抗冲流速可达到7 m/s左右，海漫末端坐落在原基岩上，故不设防冲槽。海漫长20m，厚度1.0m，下部设0.2m厚的反滤层。

原水闸左岸引水渠基础部分被淘空，为避免边墙倒塌，沿原墙基采用抛石固脚[3]，抛石顶高程61.0m，顶宽2.0m，外边坡1∶2，长度64.35m。

3.2 灌溉进水闸加固设计

左右两岸灌溉发电进水闸，均分别易址改建在其所在地的公路桥上游侧，进水闸结构尺寸相同，故不分别阐述。进水闸均采用单孔胸墙式水闸布置[4]，进水闸孔净宽4m，孔底高程61.50m，胸墙底高程 64.50m，边墩厚 1.2m。工作闸门布置在胸墙上游，采用平板钢闸门卷扬机启闭，启闭机安装高程76.50m，启闭机房建筑面积31m2。

拦污栅与检修闸门布置在工作闸门上游，清污平台布置拦污栅下游侧，清污平台及胸墙上游挡墙顶高程 65.0m，胸墙下游边墙顶高程 71.0m。进水闸引水渠靠水侧设拦砂坎，坎顶高程61.50m，基础高程 59.0m。引水渠靠岸侧设导水边墙，墙顶高程65.0m，为混凝土重力式挡墙。进水闸下游应拆除原进水闸闸室，并采用混凝土重力式挡墙与原引水渠岸墙连接[5]，墙顶高程 65.0m，底板采用混凝土护底厚0.30m。

3.3 泄水闸的闸门设计和启闭设备

新建泄水闸共 8孔，每孔净宽为 12.0m，闸底板高程61.50m，闸墩顶高程71.0m。泄水闸每孔设一扇工作闸门，结构型式为平面滑动钢闸门。采用工程塑料合金材料滑道支承，下游止水下游面板。闸门挡水高度为3.5m，门高为2.5m，门顶溢流。门体与埋件主要材料为Q235，门体含加重共约18t/扇，埋件重约6t/孔，闸门运行条件为动水启闭。

启闭设备选择 QP-2×250kN固定卷扬式启闭机，扬程12m，共8台，重量为5.4t/台，启闭平台高程为 76.50m。工作闸门上游侧设检修门槽，8孔共用一扇检修闸门，检修闸门静水关门，动水启门。启闭设备为一台单向门机DM2×250kN，门机重约55t/套，轨道重约15t，轨上扬程为6m，轨下扬程为7m。检修闸门平时锁定在闸墩顶。

3.4 灌溉进水闸的闸门设计及启闭设备

灌溉进水闸为拆除重建，布置在泄水闸的两侧，共2孔，顺水流方向依次设置检修闸门、拦污栅、工作闸门。

检修闸门孔口尺寸为 4m×2.8m（宽×高），底板高程 61.50m，闸墩顶高程 65.00m。每孔设一扇检修闸门，结构型式为平面滑动钢闸门，闸门及埋件主要材料为HS型手拉葫芦，门体重3t/扇，埋件重 1.0t/孔。闸门静水关门，动水启门，启闭设备为临时设备。

拦污栅孔口尺寸为 4m×3.5m（宽×高），底板高程61.50m，闸墩顶高程65.00m。每孔设一扇倾斜式拦污栅，拦污栅为平面滑动式钢栅，栅体及埋件主要材料为Q235，栅重3.0t/扇，埋件重1.0t/孔。拦污栅静水启闭，启闭设备为HS型手拉葫芦。

工作闸门孔口尺寸为 4m×2.5m（宽×高），底板高程 61.50m，闸墩顶高程 71.00m。每孔设一扇工作闸门，结构型式为平面滑动钢闸门，闸门及埋件主要材料为Q235，门体重5t/扇，埋件重3.0t/孔。闸门动水启闭，启闭设备为QP-2×100KN固定卷扬式启闭机，容量2×100KN，扬程12.0m，自重2.5t/台，共2台，启闭平台高程为76.50m。

4 结 语

骆驼湾水闸至今已运行了 30多年，取得了一些的经济效益和社会效益。但现状骆驼湾水闸工程存在诸多安全隐患，工程一旦出现大的险情或发生溃坝事件，将直接影响到区域内的人民的生产和生活，造成的经济损失和社会影响之大是难于用数字估量的[6]。由于工程所处的重要作用，为了确保工程的运行安全，发挥其正常的作用，必须对骆驼湾水闸进行了除险加固处理。

骆驼湾水闸除险加固项目施工总工期为 24个月。主要国民经济评价指标为：经济内部收益率9.36%，经济净现值526.52万元，经济效益费用比1.11，经济指标均大于规范的评价标准，各项经济评价指标均较好。敏感性分析也表明工程具有一定的抗风险能力，说明该除险加固项目在经济上是合理可行的。设计方案已通过主管部门的审查。

[1]张李荪,丁维馨,陈静.基于WEBGIS的廖坊灌区信息管理系统设计[J].人民长江.2008,12：90-93

[2]张李荪.基于WEBGIS的山洪灾害预警信息系统的设计[J].人民长江.2009,17∶84-85

[3]张李荪.工程图纸扫描输入及矢量化在水利工程设计中的应用[J].江西水利科技.1997.3∶155－157

[4]张李荪,徐俊.峡江水库移民信息系统设计与实现[J].人民长江.2010,21∶92-95

[5]张李荪,周放平,陶柏强.万安水电站库区赣州市旧城区防护工程设计[J].中国农村水利水电.2006,12∶110-111

[6]张李荪.水东防护区库岸失稳分析与防护措施[J].江西水利科技.2001,(S2)∶49-51