滦下灌区续建配套与节水改造工程节制闸设计

孟郓

【摘要】节制闸设计在农业节水改造中发挥着重要作用，本文结合滦下灌区2014年度续建配套与节水改造工程在设计中的实际情况，对节制闸设计进行了简要探讨。

【关键词】灌区；节制闸；设计

1、工程概况

滦下灌区是华北最大的水稻灌区，渠首设在滦县城南滦河右岸，设计引水流量117.4m?/s，加大流量140 m?/s。灌区从潘家口、大黑汀、桃林口三大水库引水，水源保证率高，多年平均水库供水6.84亿m?，渠首引水7.68亿m?。滦下灌区是为开发滨海盐碱荒地，经国家建委、水利部、农业部批准，于1956年动工，1958年建成的。灌区主要包括柏各庄灌区、群众灌区和滦乐灌区等三个分灌区，受益范围涉及唐海（柏各庄农场）、滦南、乐亭三县和两个军垦农场，当时设计灌溉面积38.74万亩，其中水稻13.05万亩。以后经多年不断扩建，特别是1976年震后恢复建设和滦河上游水库的建成兴利，灌区规模不断扩大，1982年灌区设计灌溉面积95.8万亩，灌区控制面积达到168.8万亩。

2、节制闸设计

2.1 工程选址

节制闸宜选择在河道顺直、河势相对稳定的河段。需结合工程地质情况来确定。

本工程位于滦南县地处燕山山脉南麓，滦河下游，渤海湾北岸，华北平原东部边缘。境内无山，地势平坦，北高南低，地貌类型简单，属于平原地貌。拟建场地均被第四系沉积物覆盖，未发现明显的地质构造，地质结构属土层结构，根据地层时代、空间分布特征，勘察深度范围内地层自上而下为：第①层 素填土（Q4ml），第②层 粉细砂（Q4al），第③层 粉质粘土（Q4al），第④层 细砂（Q4al）。根据区域地质及场区工程地质条件分析，场区地层以砂土和粘性土为主，未见其它不良地质作用及深大活动断裂通过，因此判定场地属稳定场地。刘庄节制闸闸底板座落在第②层粉细砂层上，渗透性等级为中等透水，H=3.8m，L=32.7m。根据《水利水电工程地质勘察规范 》（GB 50487-2008），J允许经验值为0.25～0.35，经计算不会产生流土，渗透稳定。

2.2 水闸结构形式方案比较

结合本工程实际对常规闸和橡胶坝两个方案进行了比较论证。

2.2.1 常规闸方案

1）钢筋混凝土蓄水闸，便于管理运用，不易人为破坏。

2）此闸型坚固耐用，并相应减少管理维修费。

3）该闸型雄伟壮观 ， 施工技术易于掌握，方便施工。

4）可调节水位、控制流量，运用灵活、操作方便。

5）闸门维修是一个长期工作。

2.2.2 橡胶坝方案

橡胶坝是本世纪出现的一种新型水工建筑物 ，在我国有 30年的历史。随

着高分子合成纤维和橡校工业的发展 ，我国的橡胶坝经过近 30年的科学研究和工程实践 ，已经积累了较丰富的经验 ，橡胶坝技术已日趋成熟。

橡胶坝的特点：

1）结构简单，工期短，当年施工、当年受益。

2）自重轻、抗震性能好。

3）输水干渠常年有水，检修需干场进行，检修期间需要施工导流。

4）坝袋受河中漂浮物划伤及人为破坏，影响发挥正常效益 。

5）坝袋使用寿命仅相当于常规闸的1/3～1/2， 更换坝袋需要投资。

6）运行管理难度大。

2.3 闸室结构尺寸方案选择

根据计算，闸孔总净宽确定为35m，拟定两个闸室尺寸方案。

方案Ⅰ（5孔×8m平底板方案）：根据运行条件新建一座5孔、单孔净宽为8m的水闸，闸室结构为开敞式，闸室底板采用混凝土整体式平底板，闸室两岸的连接采用圆弧翼墙式。

方案Ⅱ（7孔×6m平底板方案）：根据运行条件新建一座7孔、单孔净宽为6m的水闸，闸室结构为开敞式，闸室底板采用混凝土整体式平底板，闸室两岸的连接采用圆弧翼墙式。

3、節制闸总体布置

1）上游连接段

上游渠道与闸室段两侧采用直立式挡墙和圆弧翼墙连接，挡墙型式为悬壁式钢筋混凝土挡土墙，挡土墙上设置不锈钢栏杆。上游连接段包括浆砌石铺盖和钢筋混凝土铺盖两部分。浆砌石铺盖长10m，厚0.4m，上下游端部设齿脚，铺盖两侧用1：4浆砌石边坡与原地面连接。浆砌石铺盖后接混凝土铺盖，混凝土铺盖长15米，厚0.5m，下设0.1m厚素混凝土垫层，上下游端部设齿脚。

2）闸室段

该闸闸室采用C30F200W6钢筋砼结构。中墩厚1.1m，缝墩厚1.8m，边墩厚0.9m，墩顶高程均为7.9m。底板长9m，总宽46.9m，共5孔，单孔净宽为8m；闸底板高程3.1m，厚1米，闸门采用钢制滑轮闸门，尺寸为8m×4.1m。水闸下游闸墩上设1.5m宽人行便桥，桥面高程为8.1m。

3）下游连接段

闸室下游为消力池，二者采用651橡胶止水连接。闸室出口处以1：4斜坡段与消力池水平段相连，消力池底板采用C30F200W6钢筋砼结构，池深0.8m，池长13m，包括3.2m斜坡段和9.8m水平段（坎厚0.5m），消力池底板厚度为0.5m，末端设3排直径10mm塑料排水管，间距1.5m，梅花形布置，排水孔下设反滤层。消力池两侧边墙为悬壁式钢筋混凝土挡土墙，部分挡土墙上设置不锈钢栏杆。消力池后接浆砌石海漫段，长度为5m；其后接坡度为1：10的干砌石海漫，长10m；两段海漫厚度均为0.4m，下设0.1m厚碎石垫层。海漫段后接抛石防冲槽，防冲槽底宽2.5m、槽深1m，上游侧边坡为1：2；下游侧边坡为1：3，防冲槽下游与下游河道相接。海漫两侧用1：4浆砌石边坡与原地面连接。

该工程完成后，通过工程设施的改善和管理措施的完善，渠道利用率可提高1个百分点，从71%提高到72%，年可节水800万立方米，使滦下灌区改善稻田面积10万亩，减少沿渠冲地面积200亩。另一方面，该工程的环境和社会效益也极为显著，它不仅可美化自然环境，树立灌区良好形象，且对加快灌区水利骨干工程改造建设，促进灌区国民经济的稳步发展都将起到十分重要的作用。

参考文献：

[1]韩桂书 .三河县河错桥蓄水闸工程设计特点总结[J].河北水利水电技术，1994，（02）：62-64.

[2]俞福来.我国橡胶坝的应用与发展前景[J].海河水利，1997，（06）：36-37.