王建军

双台子河闸枢纽工程位于盘锦市双台子区东郊，是辽河下游的枢纽建筑物，它的主要作用是抬高闸上水位，防海潮倒灌，改善水质，调蓄水量，保证盘锦地区辽河两岸74万亩水田用水和盘锦市西部近65万亩芦苇的灌溉用水以及盘锦市的部分工业用水和城市居民用水，是辽河下游防洪体系的一个重要组成部分。

水闸是一种既能挡水，又能泄水的水工建筑物，它依靠可以升降的闸门来控制水位调节流量。在防洪、灌溉、排水、航运、发电等水利工程中得到十分广泛的应用。

水闸一般由闸室、防渗排水设施、消能防冲设施及两岸连接建筑物四个部分组成。闸室是水闸挡水和控制过闸水流的主体部分，它包括底板、闸墩、闸门、胸墙和工作桥。水闸的设计是非常复杂的，它不仅有主观的因素，还有客观的因素。水闸的地基处理是水闸设计中的重点和难点。当天然地基不能满足承载力和沉降要求时，在满足水闸抗滑稳定的前提下，设计人员首先考虑采用轻型结构、增加水闸结构刚度等结构措施。如果仍不能保证地基稳定和结构安全时，就必须对水闸地基进行技术处理。水闸地基处理的目的主要有三个方面。增加地基的承载能力，保证建筑物的稳定，消除或减少地基的有害沉降，防止地基渗透变形。

一、水闸的地基选择

根据闸址地质情况，闸基础拟采用桩基础。常用的桩基础有：混凝土灌注桩、振冲碎石桩及深层搅拌桩等。

深孔闸底板下为群桩基础（混凝土灌注桩及预制桩两种）。

深孔闸基存在软弱土层的地质问题，已经在枢纽工程施工初期就做了桩基、挖基、换砂以及井点排水等措施，進行了有效处理。

1995年双台子河闸改建初步设计时，对闸基进行了勘探，结果认为深孔闸、进水闸、船闸闸基未发现集中渗漏、管涌和淘空等现象。上述情况证明，闸基未产生破坏。

浅孔闸工程地质条件较复杂，地基土可分为素填土（耕植土）、粉质粘土、粉土、粉砂及细砂，上部土层承载力较低，土质不均，层位不稳定。闸基础建议采用桩基础，并在施工前进行试桩。

对于上拔力和水平的荷载时桩基在一定程度上可以承受的，在3种情况下，可以有效的得到利用，分别为在沉降的过程中，所属的建筑物具备非常高的要求；竖向的荷载的结构非常集中，并且很大；相应的结构，受到了大面积地面的荷载影响。

二、水闸闸型的正确选择

水利水电工程中水闸包含的闸型是多种多样的，在这诸多闸型当中具备着不同的优缺点以及具体的功能，选择闸型的过程当中，不应该只是选择新颖度高的闸型，一定要根据实用度进行选择。由于本工程防洪安全及灌溉安全都极为重要，运行要求较高，而翻板闸及橡胶坝均存在的一些难以克服的缺点，而平板闸门运行调度灵活可靠，通过闸门不同组合的开启调度方式，可以渲泄各种频率的洪水。因此浅孔闸工作闸门采用平面定轮钢闸门，孔口尺寸为10.0 m×1.9m（宽×高），设计水头为1.3m，底坎高程为3.0m，设计水位为4.30m。孔口数量18孔，闸门数量18扇，闸门动水启闭，不调节流量。启闭设备采用18台固定卷扬式启闭机，容量为2×160 kN，扬程9.0 m。闸门及门槽埋件采用金属锌热喷涂加油漆封闭的方法进行防腐。

三、水闸的排水问题

水利水电工程中的防冲槽就是对于水闸的关卡末端实施的加固措施。水流在经过关卡的时候，由于关卡的作用使得水流的速度和能量，在一定程度上减小了，可是经过关卡末端部位时，会重现原来的冲击能力，水流的强力冲击对于河床一定会造成危害。往往在关卡末端设置的通常为抛石防冲槽，其设置流程是将在关卡的末端进行挖槽抛石，在水流冲击河床的过程中，由于末端具备了非常多的石块，使得在形成冲坑的过程中，留下的石块根据水流的冲击方向，沿着陡坡的方向顺势滚下，所以在冲坑上游的斜坡上要设置铺盖。主要的流程为的是将冲刷坑的向上游扩展的流程能够有效避免，为水利水电工程营造安全性能。

消力池底板的排水孔设计，在水利水电工程中，消力池底板必须承载着不同因素所带来的力量，其中包含水流的脉动压力、水流的冲击力等等，一定要充分的耐磨静压，对于重物的冲击能够合理的抗击，并且要具备很大程度上的强度和重量。垂直的排水孔可以设置在水平护板的后半部分，并且反滤层一定要铺在排水孔的下面。在布置形态上，将排水孔布置成梅花形，以使排水通畅，减轻护板低端的渗透压力。

闸基防渗面层的排水，水利水电工程的上游以及下游有非常明显的水位差，从而起到了强力的作用，在一系列的流程进行中可以有效的开展排水的活动。其具体的流程为：上游水渗透进河床中，然后经过闸底板、防渗铺盖和板桩，最后经过消力池的时候，通过反滤层的排水孔顺畅的流进下游地段，有效的排水自然生成。对于地基的渗水方面，最优质的效率是应该以最快的速度排出去，想要速度加快，就要对于防渗止水的设施大量布置在高水位的一侧，具体布置防渗止水的设施可以是板桩、浅齿墙或铺盖，这样的方式可以将底板上游的相关渗透路径有效延长，使得渗透压力在消力池底板上能够压缩减小。同时，滤水层的设置可以有效排水，排渗管可以合理的进行排渗。

四、水闸的底板高程

在水利水电工程中确定的水闸底板高程是极其重要的，绝对不能够粗心大意，闸的质量、造价、制作以及施工与闸底板高程的选取有着直接的联系。由于主槽与滩地高差悬殊达到7.0m，选择合适的底板高程，不仅节省工程投资，同时利于后期运行管理，减少河道淤积。现状左侧滩地高程为3.0m左右，滩地淤积基本处于平衡状态。鉴于左侧滩地宽阔，建筑物布置基本不受限制，提高建筑物底高程是合适的。

根据枢纽总布置方案进行闸底板高程比较。

深孔闸闸底板高程为-4.00m，浅孔闸如选择同样的高程，为使上下游河床与浅孔闸室闸底板高程保持一致，需挖除河床左侧滩地。而且闸前河宽400多m，在闸址附近将形成局部大肚子河槽。又浅孔闸位于河床左岸凸形滩地位置，在非汛期的很长时间里，上游来水量很少，主流靠近深孔闸，上游来水夹带的大量泥砂将会沉积在浅孔闸闸前，将影响到闸门的提升，阻碍汛期泄洪；浅孔闸基础需向下开挖近9.0m，工程量大，施工排水强度高。上游施工后，围堰拆除部分需水下作业。因此，不采用深孔闸底板高程作为浅孔闸底板高程。

参考文献：

[1]《盘锦市双台子河闸除险加固工程初步设计报告》

[2]《水闸设计规范》SL265-2001

[3]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

[4]《全国大中型病险水闸除险加固总体实施方案的通知》（发改农经[2013]303号）