玉林市云良水闸除险加固工程设计浅析

2019-02-15黎学锋

陕西水利 2019年4期

黎学锋

（广西玉林水利电力勘测设计研究院，广西玉林 537000）

《玉林市百里景观长廊总体规划与控制性详细规划》提出“玉链林城、休闲天堂、宜居福祉、康体水都”的目标，将重点开发玉东宜居湖区项目。考虑到玉林市城市和社会经济发展，旧闸址已经满足不了城市景观和社会发展的需求，且由于2016年广西园博园已确定由玉林市承办，园址设在玉东湖周边区域，正在进行前期工作。为了加快审批进度，本次设计将云良水闸除险加固与玉东湖新建水坝统筹考虑，将云良水闸闸址下移至二环东路南流江大桥上游约400 m处。

1 工程概况

玉东湖宜居湖区项目是在二环东路南流江大桥上游约400 m处新建一水坝，为形成玉东湖提供水载体。水坝距离原云良水闸位置4.6 km，水坝建成后，原云良水闸将被淹没。

原云良水闸位于玉林市玉州区名山街道办事处与南江街道办事处交界处的长望村附近，是一座以灌溉为主的中型水闸，水闸闸址以上集雨面积321 km2，闸上正常水位76.0 m。设计灌溉面积6200亩。根据桂水水管［2011］170号文“关于印发玉林市云良等四座中型水闸安全鉴定成果核查意见的通知”，云良水闸安全类别评定为三类水闸。

2 工程设计

2.1 工程任务

原云良水闸是一座以灌溉为主，兼顾供水的水利工程，水闸正常水位为76.0 m，设计灌溉流量为1.17 m3/s，原设计灌溉面积0.62万亩，近年实际灌溉面积0.62万亩。

云良水闸除险加固工程现拟定水闸布置在二环东路南流江大桥上游约400 m处，距离原水闸位置4.6 km。改建后的云良水闸是一座以灌溉、城市景观为主的大（2）型水闸，其主要任务是通过闸前蓄水，使上游形成玉东湖，起到美化玉林城区水环境的作用。旧云良水闸承担灌溉任务仍由新云良水闸继续承担。

2.2 挡水型式选择

参考目前国内类似工程的案例，一般挡水方案采取溢流坝、橡胶坝、自动翻板闸、平板闸、钢坝、气动钢盾闸门、弧形闸门、中铰上翻式钢闸门及卧倒门等型式[1]。根据本工程的具体情况，本次设计不考虑溢流坝、橡胶坝、气动钢盾闸门、弧形闸门及中铰上翻式钢闸门，选择以下几种挡水方式比选：

（1）自动翻板闸。采用自动翻板闸进行挡水，工程投资比较节省，但也存在因较多的树枝、生活垃圾等物体卡住翻板闸而导致其无法翻转的可能，挡水不可靠。

（2）平板闸。平板钢闸门目前在各地运用广泛，技术条件非常成熟。闸门启门不受泥沙和杂物影响，可单独检修运行可靠，维护相对简单、成本较低，但需设计较大的启闭管理房，对于城区景观不利。

（3）钢坝闸。钢坝是一种可调控溢流闸门，由砼坝（堰）基础、带固定轴的钢性坝体、两岸的驱动装置设备房组成，一般单孔孔口宽度为20 m～50 m。钢坝闸既可以通过大流量洪水，也可以形成较好的城市景观。

（4）卧倒门。该挡水型式适用于挡水或调节水位景观水利工程，结构简单、有过载保护及报警功能。

综上所述，比较多种挡水型式的优缺点，本次选择两个方案进行比较，方案1为钢坝闸，方案2为卧倒门。

两个方案闸门开启时均为向下游卧倒，开启过程中可以在门顶形成人工瀑布，但是由于方案1为大孔口尺寸，瀑布效果更好，而方案2仅为门顶跌水，不具备较好的景观。方案1减少了大量的闸墩，结构整齐美观，方案2需要大量的闸墩，不具备景观效果。

通过分析，并根据实际情况，玉林市云良水闸除险加固工程的挡水型式拟选择钢坝闸。

2.3 工程布置

根据选定的坝型，玉林市云良水闸除险加固工程主要建筑物有钢坝闸室、消能防冲设施、上下游两岸翼墙、左岸放空涵管及上游交通桥等。

2.3.1 钢坝闸室

根据工程运行特点，闸室堰体选用有坎宽顶堰，为了使库区随时有一定水域面积形成景观，应将堰体的堰顶高程提高，设计将堰顶高程定为72.50 m，比清淤之后河底高出3.5 m，形成有坎宽顶堰。结合钢坝特点，闸室净宽布置为45.0 m，共设2孔和3个钢坝驱动室，钢坝闸室总净宽125.0 m。堰体内部布置交通廊道贯穿左右岸，廊道采用城门洞型，尺寸为3.0 m×3.5 m（b×h）。

2.3.2 消能防冲设施

钢坝闸是一种可调控溢流闸门，由砼堰体、带固定轴的钢性坝体、两岸的驱动装置设备房组成，具有很大的运行优

势[2]。

（1）钢坝全部降下时，钢坝面行洪为开敞式宽顶堰过流，水流平稳，流速与原河床流速相近。

（2）钢坝全部竖起时，顶部类似薄壁堰。当坝顶开始溢流时，下游水深为多年平均73.00 m（下游沙牛江坝排洪闸正常蓄水位），随着溢流量的增加，下游水深逐渐提高。

（3）钢坝是一种可调控溢流闸门，钢坝门开启和关闭过程是薄壁堰与宽顶堰相互转换的过程。

（4）钢坝运行中，应严格遵守相关规定：①检修期间必须全部开启，禁止竖起蓄水；②钢坝全部竖起后，上游水位限制在76.50 m以下运行，超过后须开闸泄水，调整闸前水位[3]。

本次设计在钢坝闸室末端设置消能防冲设施，消能防冲设施由消力池、海漫及防冲槽组成。新建消力池采用钢筋混凝土结构，底板厚80 cm，池长27.0 m，净宽101.0 m，深1.3 m。在消力池出口新建海漫，海漫水平段采用M7.5浆砌石砌筑，厚80 cm，斜坡段采用格宾石笼网，厚80 cm，海漫总长30.0 m，净宽101.0 m。海漫末端设置防冲槽，防冲槽采用干砌石堆砌，槽长10.0 m，净宽101.0 m，深3.0 m。

2.3.3 上下游两岸翼墙

上游左岸翼墙连接左驱动室，沿岸坡往上游延伸，长118.0 m，墙顶高程76.50 m，翼墙采用C20埋石砼重力式结构，墙顶布置3.0 m宽亲水平台，内侧布置C20砼排水沟。上游右岸翼墙连接右驱动室，沿岸坡往上游延伸至右侧山肩，长193.3 m，墙顶高程76.50 m，翼墙采用C20埋石砼重力式结构，墙顶布置3.0 m宽亲水平台，内侧布置C20砼排水沟。从亲水平台内侧按1∶2起坡至观景平台（高程81.00 m），坡面植草皮护坡。墙顶布置C20砼路肩。

下游左岸翼墙连接左驱动室，沿岸坡往下游延伸至二环东路南流江桥，长190.5 m，墙顶高程74.00 m，翼墙采用C20埋石砼重力式结构，墙顶布置3.0 m宽亲水平台，内侧布置C20砼排水沟。下游右岸翼墙连接右驱动室，沿岸坡往下游延伸至二环东路南流江桥，长402.5 m，墙顶高程74.00 m，翼墙采用C20埋石砼衡重式结构，墙顶布置3.0 m宽亲水平台，内侧布置C20砼排水沟。从排水沟内侧按1∶2起坡至观景平台（高程81.00 m），坡面植草皮护坡。墙顶布置C20砼路肩。

2.3.4 左岸放空涵管

放空涵管布置在钢坝闸室左端，放空涵管进口高程拟定为69.50 m，出口高程为69.50 m。放空涵管总长84.0 m，采用φ=1600 mm钢管，外包C20砼保护钢管。放空涵管进口处采用铸铁闸门控制。

2.3.5 上游交通桥

上游交通桥布置在闸室上游，与闸室上游边缘净距20.0 m。交通桥上部结构采用装配式预应力C30砼空心板桥，桥面高程81.00 m，桥宽总宽9.24 m，总跨109.06 m。在桥头两侧各有重力式“U”型桥台与两岸平台相连接。