郑阁水库泄洪闸方案比选

□苏 焱 □张志业 □徐红利（商丘市水利建筑勘测设计院）

1 郑阁水库泄洪闸现状

泄洪闸位于大坝右坝肩，水库管理所以南，同大坝一起修建。设计洪水标准为20 a一遇，设计水位60.22m，设计下泄量138m3/s；校核标准为50a一遇，校核水位60.77m，校核下泄量173m3/s。该闸共6孔，每孔净宽2.50m，为开敞式砌石闸室结构，闸总长65.50m。

泄洪闸经过50多年的运行，其主要部位损害已特别严重。①闸底板为110#混凝土埋块石，且多处出现裂缝；②闸墩为砌石墩，其墩头圆弧处则采用砖砌混凝土抹面，运行多年，强度已降低，存在安全隐患；③止水设施损坏严重；④现有排架柱高度太低，以致闸门不易提出来，不能对闸门进行检修更换处理；现状泄洪闸存在多处安全隐患，经复核多处不满足规范要求，不能满足大坝加固后的泄洪需要，急需重建。

2 郑阁水库泄洪闸方案比选

2.1 闸孔单孔尺寸方案比选

2.1.1 闸孔布置形式

根据水库的调洪演算，除险加固后泄洪闸闸孔总净宽35m，比选拟采用两种闸孔孔径进行方案比选，第一种布置5孔，单孔净宽7m；第二种布置7孔，单孔净宽5m。两种闸孔孔径布置见图1、图2。

2.1.2 两种方案的闸室布置

2.1.2.1 方案一，布置5孔，单孔净宽7m

闸室段长19.60m，闸底板高程为56.85m。闸室共5孔，单孔净宽7m，结构形式为开敞式。闸顶高程为62.00m。共2联，分别为2孔一联，1孔一联。中墩厚1.20m，缝墩厚0.90m，边墩厚1.00m，边墩外设扶壁式岸墙。闸墩上游采用圆弧形墩头，下游采用齐墩头。中墩上游墩头圆弧半径0.60m，缝墩上游墩头圆弧半径0.90m。闸底板厚度为1.40m。

2.1.2.2 方案二，布置7孔，单孔净宽5m

闸室段长19.60m，闸底板高程为56.85m。闸室共7孔，单孔净宽5m，结构形式为开敞式。闸顶高程为62.00m。共3联，边联2孔一联，2联，中联3孔一联，1联。中墩厚1.00m，缝墩厚0.80m，边墩厚0.90m，边墩外设扶壁式岸墙。闸墩上、下游均采用圆弧形墩头。中墩上、下游墩头圆弧半径0.50m，缝墩上、下游墩头圆弧半径0.40m。闸底板厚度为1.30m。

2.1.3 两种方案的投资比较

通过工程量计算对两种闸孔布置方案进行经济比较：方案一，5孔，单孔孔径7m：总投资701.11万元。②方案二，7孔，单孔孔径5m：总投资665.53万元。

2.1.4 两种方案的优缺点

图1 5孔7m闸孔孔径布置图

图2 7孔5m闸孔孔径布置图

①方案一，5孔，单孔孔径7m。优点是土建工程量小，占地少，工期短，外观大气，缺点是泄洪闸闸门重量大，启闭机吨位大，变压器负荷大，投资稍高，不易调度和管理。

②方案二，7孔，单孔孔径5m。优点是泄洪闸闸门重量轻，启闭机吨位小，变压器负荷小，投资略小。另外，对8孔以下的小孔径闸，易于调度，运行管理方便。缺点是土建工程量大，占地多，工期长。

经两种方案的综合指标比较，选用5孔孔径7m的闸孔形式。

2.2 闸室结构型式比选

2.2.1 结构形式

闸室结构拟采用两种型式进行方案比选，方案一为整体式闸室结构，方案二为分离式闸室结构。闸孔结构型式见图3、图4。

图3 整体式闸室结构图

图4 分离式闸室结构图

2.2.2 两种方案的布置

2.2.2.1 整体式闸室结构

闸室段长19.60m，闸底板高程为56.85m。闸室共5孔，单孔净宽7m，结构形式为开敞式。闸顶高程为62.00m。共3联，边联2孔一联，2联，中联1孔一联，1联。中墩厚1.20m，缝墩厚0.90m，边墩厚1.00m。闸墩上游采用圆弧形墩头，下游采用齐墩头。中墩上游墩头圆弧半径0.60m，缝墩上游墩头圆弧半径0.90m。闸底板厚度为1.40m，下铺C15混凝土垫层厚0.10m，前后两端均设齿墙，齿墙底高程54.45m。两岸边墩外设扶壁式岸墙，岸墙底高程为56.85m，顶高程为62.00m，墙高5.15m，底板宽度5.88m，底板厚0.80m，直墙厚0.50m，扶壁间距3.50m，扶壁厚0.40m。

2.2.2.2 离式闸室结构

闸室段长19.60m，闸底板高程为56.85m。闸室共5孔，单孔净宽7m，结构形式为开敞式。闸顶高程为62.00m。中墩厚1.20m，边墩厚1.00m。闸墩上游采用圆弧形墩头，下游采用齐墩头。中墩上游墩头圆弧半径0.60m。底板采用分离式楔形大、小底板结构，大底板下设灌注桩，小底板厚1.00m，宽5.60m，大底板厚1.80m，宽2.60m，灌注桩直径1m，桩长12m，桩顶高程55.05m，桩底高程43.05m，沿闸室顺水流方向布置6排桩，桩距3m。闸室两岸采用空箱式岸墙，岸墙底高程为56.85m，顶高程为62.00m，隔墙高4.66m，隔墙厚0.50m，间距2.00m，岸墙拱厚0.12m，矢跨比1/4，矢高0.38m，跨度1.50m，底板和闸边墩大底板连成一体宽度为8.70m，底板厚1.00m。闸底板、闸墩、灌注桩为C30钢筋混凝土，岸墙为C25钢筋混凝土，垫层为C15混凝土。

2.2.3 两种方案的投资比较

通过工程量计算对两种闸室结构型式进行经济比较：①整体式闸室结构，总投资444.60万元。②分离式闸室结构，总投资445.99万元。

2.2.4 两种方案的优缺点

2.2.4.1 整体式闸室结构

优点是闸室结构整体性能好，缝间闸段各自独立，适应地基变形条件好，具有较好的抗震性能；这种底板适用于地质条件较差的地基和地震区，且土建工程量小，投资小。缺点是增加工程量和施工难度。

2.2.4.2 分离式闸室结构

优点是分离式灌注桩闸室结构可以增加地基承载力，减少沉降量，提高抗滑稳定性。缺点是土建工程量大，投资大，工期长。灌注桩增加施工难度，底板接缝较多，施工质量不易保证。经两种方案的综合指标比较，选用整体式闸室结构型式。