石拉渊拦河建筑物方案比选

王晓峰 徐燕

摘 要：本文结合石拉渊拦河闸的具体工程实践，通过对拦河建筑物型式的比选分析，证明了橡胶坝结合调节闸方案投资低及拥有较好的景观效果，为新建拦河闸提供可借鉴的实际资料。

关键词：拦河建筑物；方案比选

1 工程简介

石拉渊拦河闸位于临沂市河东区刘店子乡境内沭河干流上，工程始建于1958年，灌区设计灌溉面积 16万亩。拦河闸主要由溢流堰、泄洪闸、冲砂闸、引水闸四部分组成，全长238m。溢流堰位于左岸，系潜堰砌石坝结构，长144m，堰顶设叠梁闸70孔，单孔净宽1.5m，高0.7m，混凝土中墩宽0.35m，堰顶高程74.80m。泄洪闸共34孔，单孔净宽2.0m，闸门为钢筋混凝土翻板式，闸底高程72.8m。冲砂闸7孔，5孔翻板式，2孔直升式，其中，直升式的单孔净宽2.0m，闸门为钢筋混凝土提升式，配有2×5t螺杆式启闭机，闸底高程72.05m。渠首引水闸5孔，单孔净宽2.0m，闸底高程72.08m，设计引水量16m3/s，并配备5t固定螺杆式启闭机5台。

2 拦河闸存在问题

（1）防洪标准偏低。河道淤积严重，河床逐年抬高，拦河闸的过流能力不足；下游的一些主要交通干线，如兖石铁路、岚兖公路、327国道等也对工程的防洪标准提出更高要求。（2）闸门破损严重。堰顶70孔叠梁闸闸门已全部破坏，其中10孔已用浆砌石封堵，其余60孔均以水泥板代替；34孔泄洪闸闸门破损变形严重，均不能自由开启和关闭。（3）闸前淤积严重。由于逐年淤积，闸上游形成一个小岛，泥沙几乎与堰顶持平，上游河床亦随之抬高，汛期雍高水位，影响过水泄洪，灌溉期难以蓄水，灌溉效益急剧下降。（4）工程处于8度地震烈度区，原设计未考虑抗震要求。（5）穿堤砌石拱砌筑砂浆强度偏低，砂浆脱落，砌石体裂缝，漏水严重，不能保证正常引水。

3 拦蓄建筑物型式比选

本工程挡水较高（设计挡水5.0m），适合本工程的拦蓄建筑物主要有闸、溢流坝、橡胶坝等。经计算，溢流坝方案不满足汛期设计洪水及校核洪水的过流要求，因此不推荐该方案。设计拟定以下两个方案进行经济技术等方面的比选，择优推荐。推荐的两个方案均满足设计洪水及校核洪水的过流要求。

方案一：橡胶坝结合调节闸方案。本工程发生非汛期10年一遇洪水时，利用调节闸调控，从而达到不塌坝、方便管理的目的；发生20年一遇及50年一遇洪水时，橡胶坝完全塌坝，调节闸敞泄进行泄洪。

3.1 橡胶坝

橡胶坝布置在主河槽与部分滩地内，共设3孔，单孔净宽75m，总净宽225m，坝底板顺水流方向长15.0m，由坝袋、底板、锚固系统、中边墩及供排水系统等组成。坝袋采用单袋充水式胶布结构，最大挡水高度为5.0m，橡胶坝坝顶高程77.2m。坝袋通过压板锚固在钢筋混凝土底板上，底板顶高程72.2m，厚0.7m，采用C25钢筋混凝土，上下游设置齿坎。锚固系统采用双线螺栓压板结构。橡胶坝左岸边墩采用C25钢筋混凝土扶臂式挡土墙结构，墩顶高程78.0m，右岸边墩与调节闸的左边墩相结合为一整体，采用C25钢筋混凝土结构，墩顶高程77.7m。中墩厚1.2m，墩顶高程77.7m。上游连接段由护坦、铺盖、上游左岸翼墙组成。坝前素混凝土护坦、钢筋混凝土铺盖各长8.0m，顶高程72.0，厚0.3m。左侧翼墙为C25钢筋混凝土悬臂式挡土墙组成，墙顶高程为78.0m。下游连接段由消力池、海漫、抛石防冲槽及下游左岸翼墙组成。消力池为C25钢筋混凝土结构，长14.5m，厚0.7m，池底高程71.2m。海漫为M10浆砌块石结构，长21.0m，厚0.4m，顶高程72.0m。抛石防冲槽底宽为1.5m，顶宽为3.3m。左侧翼墙为C25钢筋混凝土悬臂式挡土墙组成，墙顶高程为78.0m。

3.2 调节闸

调节闸设置在右岸滩地内，共3孔，单孔净宽6m，总净宽18m，闸底板为钢筋混凝土结构，顶面高程72.0m。底板顺水流方向长11m，总宽23.4m。右边墩顶端厚1.0m，底端厚2.0m，中墩厚1.2m，左边墩与橡胶坝的右边墩相结合，顶端厚1.0m，底端厚1.8m，墩顶高程均为82.10m。闸墩顶上设C30钢筋混凝土排架，排架上设机架桥及启闭机房。排架与机架桥为现浇整体式，机架桥顶高程为89.30m，闸室设工作闸门和检修闸门各一道，工作闸门为钢质平板门，尺寸（宽×高）6×5.5m，直升卷扬式启闭机，共3台，检修闸门为叠梁式钢闸门，电动葫芦启闭机，设一套。上游连接段由护坦、铺盖、上游翼墙组成。坝前素混凝土护坦、钢筋混凝土铺盖各长8.0m，顶高程72.0，厚0.3m。右侧翼墙为C25钢筋混凝土扶壁式挡土墙组成，墙顶高程均为82.10m。下游连接段由消力池、海漫、抛石防冲槽及下游翼墙组成。消力池为C25钢筋混凝土结构，长18.5m，厚0.7m，池底高程71.2m。海漫为M10浆砌块石结构，长21.0m，厚0.4m，顶高程72.0m。抛石防冲槽底宽为1.5m，顶宽为3.3m。右侧翼墙为C25钢筋混凝土扶壁式挡土墙组成，墙顶高程为82.10m。为减轻调节闸下泄水流对岸坡的冲蚀破坏，对下游右岸进行修整，新建M10浆砌块石重力式挡土墙，墙顶高程为75.7m，总长度为41.89m。新建M10浆砌块石扭面与下游岸坡进行衔接，长度为15.0m。

4 充排水泵房、桥头堡

充排水泵房与桥头堡位于沭河右岸滩地内，沭河堤頂高程为80.0m，为20年一遇的洪水治理标准，此次设计的标准按沭河20年一遇的洪水标准，由此确定充排水泵房周围地面高程81.8m，充排水泵房底高程为72.2m，室内地面高程为82.3m。桥头堡置于充排水泵房之上。充排水系统包括坝袋充排水管道、引水暗管、充排水泵站等。在右边墩外新建充排水泵房，泵房长12.5m，宽9.6m，共布置四层，其中地下层为充、排水泵房，布置充、排水泵及充、排水管道及集水井，底高程72.2m，顶层为控制室，布置电气设备，地面高程81.8m。

方案二：水闸方案。水闸布置在主河槽内，共设18孔，底板跨中分缝，单孔净宽12.0m，总净宽216m，中墩及边墩厚1.5m，闸室顺水流向长14.0m，底板顶高程72.0m，厚0.8～1.5m，墩顶高程82.10m。闸顶设机架桥和排架，机架桥顶高程86.96m。闸室段设工作闸门和检修闸门，分别配备卷扬式启闭机和电动葫芦。闸上设交通桥，为预应力矩形桥面板，桥面净宽4.5m，交通桥基本净跨13.5m，共23孔，两侧分别由跨度8.33m及11.17m的桥板与大堤连接。消力池长度12.0m，池底高程71.0m，其余上下游连接布置均与橡胶坝方案相同。

5 橡胶坝结合调节闸与提升闸方案投资对比。

6 结束语

由上表可以看出，提升闸方案投资大，且闸址区为8度地震区，该方案闸室高度最高，不利于抗震，而橡胶坝结合调节闸方案总投资4623.09万元，比提升闸方案总投资8371.89万元，节省了3748.80万元，综合比较推荐橡胶坝结合调节闸方案。

参考文献：

[1] 山东省水利勘测设计院，石拉渊拦河闸初步设计，2014.

[2] SL 214-98.水闸安全鉴定规定[S].

[3] SL/T 191-2008.水工混凝土结构设计规范[S].

[4] SL 265-2014.水闸设计规范[S].