王杨洁

（连云港市盐东水利工程管理处,江苏 连云港 222500）

1 工程概况

灌南县武障河闸位于武障河与盐河交汇处东侧,是一座集防洪、排涝、挡潮、蓄水灌溉等为一体的综合性水闸,河闸共14 孔88 m,12 中孔宽6 m,2 边孔宽8 m,闸底采用混凝土反拱式,闸身长14 m,边孔底板宽9.6 m,闸顶高程5.0 m,底板高程-2.5 m,闸墩采用钢筋混凝土结构。武障河闸建于20世纪70年代,由于受当时技术、经济、以及工期等因素的影响和限制,原水闸在设计、施工方面不满足标准要求,从1976 年运行至今,水闸已经过多次除险加固,但水下部分基本没有加固处理［1］。2015 年,武障河闸经安全鉴定被评定为三类闸,安全鉴定后一直没有采取除险加固措施,但经近几年运行发现,工程存在问题进一步加剧,特别是闸室底板纵向通缝进一步增多,存在重大安全隐患,闸门、启闭机长期频繁高负荷运行、部分电气设备老化,给运行管理带来很大的不便。经安全鉴定,需对武障河闸老闸进行拆除,在原址下移约960 m位置新扩建节制闸1座,并对上、下游引河及老河槽进行拓泼,上游北岸及下游两岸新建堤防等,新闸及武障河南北桥平面位置见图1。

图1 新闸及武障河南北桥平面位置图

2 扩建方案比选

初拟三个比选方案见表1［2］,闸上下游引河设计范围为盐河口至盐灌船闸口门位置,长度约2.06 km。

表1 武障河闸比选设计方案

2.1 扩建方案

（1）方案一：扩孔加固方案

扩孔加固措施如下：①上下游引河河底宽度需拓宽至145 m~135 m,闸上游河底高程-2.50 m~-3.00 m,闸下游河底高程-2.50 m~-3.50 m（盐灌船闸口门）；②向南侧共增加9孔闸孔,其中8 孔净宽6 m,1 孔净宽8 m；中墩、缝墩厚1.0 m,边墩厚1.2 m,增加总宽度72.5 m；③拆建南侧上下游翼墙；④反拱底板面层填平,布设钢筋；⑤更换闸门、启闭机14台套,新增闸门、启闭机9 台套；⑥拆建闸墩、排架、工作桥、启闭机房；⑦新建自动控制系统；⑧增加消力池、海漫长度及拆建防冲槽；⑨北侧保留的上下游翼墙,护坡、护底修缮；⑩为确保两侧景区、建筑物安全,拟采用钢板桩鞍Ⅳ型支护,钢板桩桩长 20 m,南北侧支护长度为200 m,总支护长度为300 m。

经初步估算,工程永久征地341.03 亩（其中大鱼岛国有土地为255.91 亩）,工程临时占地815.34 亩,需拆迁各类居民房屋11161.65 m2,征迁移民征迁费用为3162.56 万元,工程总投资25991.42 万元。

方案一优缺点：方案一扩孔加固方案优点：利用闸上交通桥作为省道道路交通桥,节省交通桥一座。方案一扩孔加固方案缺点：①上下游引河需拓浚,北侧大鱼岛征占地较多,工程投资较高；②只能对反拱底板面层进行加固,无法彻底解决素砼反拱底板闸墩位置底板底层受力问题；③受底板拱脚处高程限制,闸底板高程只能定为-2.50 m,闸身总净宽较大,拆迁量较大；④北侧民宅集中,南侧为景区,需采用临时支护和防渗措施,确保邻近建筑物安全；⑤外部交通桥仍布置于闸上,车辆较多,对该闸运行管理、维修带来诸多不便,不能实现封闭式管理。

（2）方案二：原址拆建方案

1）建筑物总体布置

原址拆建武障河闸,设计流量848 m3/s,经计算原址拆建闸孔总净宽132 m,闸孔采用11孔,每孔净宽12 m,底板面高程为-3.00 m,闸顶高程6.50 m,闸底板长18.0 m,为确保两侧景区、建筑物安全,基坑支护拟采用钢板桩鞍Ⅳ型,钢板桩桩长20 m,南北两侧各考虑150 m。

2）上下游引河拓浚

本方案上下游引河底宽需拓浚至135 m~130 m,上游河底高程为-3.00 m,下游河底高程为-3.00~-3.50 m（盐灌船闸口门）,河坡为1∶4。为减少占地,打造周边生态水环境,在闸下游河坡高程1.60 m处设直立挡墙,墙高3.0 m,挡墙底板面高程为1.00 m。上下游引河典型设计断面图与方案一基本一致,上游引河拓浚长度为380 m,下游引河拓浚长度为1430 m。

3）闸下堤防填筑工程

方案二与方案一堤防填筑标准相同,即右堤堤顶高程5.70 m,右堤堤顶高程5.50 m,堤顶宽度6 m,迎水侧坡比1∶2,背水侧坡比1∶2。闸下堤防填筑长度为1.3 km×2=2.6 km。

经初步估算,原址拆建方案工程永久占地土地325.49亩,工程临时占地805.00 亩,工程拆迁各类居民房屋9723.74 m2。初步估算,征迁移民征迁费用为2780.08 万元,工程总投资24886.13 万元。

4）方案二优缺点

方案二优点：利用闸上交通桥作为省道道路交通桥,节省交通桥一座。方案二缺点：①上下游引河需拓浚,北侧大鱼岛征占地较多,工程投资较高；②南北侧景区、民宅集中,需采用临时支护和防渗措施,确保邻近建筑物安全；③先拆老闸再建新闸,工期较紧；④外部交通桥仍布置于闸上,车辆较多,对该闸运行管理、维修带来诸多不便,不能实现封闭式管理。

（3）方案三：下移新建

老闸现状过流能力约为新规划设计流量60%~70%,与10 年一遇排涝设计流量849 m3/s不匹配,而老闸北侧为原武障河老河槽,该河道现状河底高程为1.5m,河底宽 55 m~70 m,河口宽90 m~100 m,考虑联合北侧老河槽参与排涝,以扩大闸上引河过水断面,减少占地,节省工程投资,同时在老河槽和武障河内下游新建闸一座,共同排涝（方案三详细布置及设计见第三章）。方案三工程总投资为21250.76 万元（概算按南北桥面总宽8.5 m计算）。

2.2 方案比选

从加固改造彻底性、工程布置合理性、实施难易程度、征地移民、投资估算、运行管理几个方面对三个方案综合比较,对比内容见表2。

表2 扩建方案比选表

经比较分析［3］,三个方案在供电、地质条件上基本相同,主要差别体现在：方案一总投资最大,施工较为复杂,占地多,拆迁量大,上下游引河需拓浚断面大,且存在不能完全消除安全隐患的问题；方案二闸下游河道工程投资多,占地较多,拆迁量较大,但上下游河道顺直,水流流态好；方案三下移新建,上游引河利用武障河老河槽参与排涝,可完全消除工程安全隐患,仅需对上游引河清淤疏浚, 避免了上游引河开挖,减少占地,节省投资,节约了土地资源；闸桥分离,减少外部交通对新建节制闸的影响；闸下游地形开阔,便于工程布置,同时可增加上游河道蓄水面积,减少滩地裸露面积,但闸上河道存在弯道,水流条件略差。

综上所述,根据方案对比分析表,考虑工程加固改造彻底性、布置合理性、工程移民占地、工程施工、工程投资等方面,本阶段仍推荐采用方案三下移新建。

3 推荐方案布置

（1）节制闸工程

武障河闸下移新建位于桩号1+460处,距老闸址约960 m处。根据模型规模计算成果,武障河新闸工程设计日均最大过闸流量为849 m3/s,总净宽126 m,为便于闸室布置,闸孔总净宽拟采用130 m,闸孔采用10 孔,每孔净宽10 m,底板面高程为-3.50 m,闸顶高程 6.50 m。南北两侧上下游连接段采用扶壁式翼墙顺直连接,后接圆弧翼墙再与河坡相接。

（2）桥梁工程

武障河闸下移后及老河槽连通后,为恢复县道X207 道路交通,需新建桥梁两座, 即武障河南桥、武障河北桥,分别位于老闸址处、老河槽与县道X207交界处,跨河桥梁设计参数见表3。

表3 跨河桥梁设计参数表

（3）上下游引河疏（拓）浚工程

根据工程规模计算成果,武障河上游河底宽仅需疏浚至80 m,河底高程为-3.00 m~-3.50 m,下游引河河底宽需拓浚至130 m,河底高程为-3.50 m。在闸下游河坡高程1.60 m处设直立挡墙,挡墙底板面高程为1.00 m,墙顶高程5.50 m（5.70 m）,挡墙以下河道坡比为1∶4,北侧老河槽抽槽标准为槽底高程为-3.00 m~-3.50 m,河槽宽32 m,边坡为1∶4。

武障河上游引河疏浚长度为1360 m,下游引河拓浚长度为450 m,老河槽拓浚长度为 930 m,闸下河坡挡墙底板下拟采用桩长6 m,φ60@130 搅拌桩进行地基处理。同时,为改善老河槽进口流态,老河槽以喇叭口的型式与盐河相衔接,为不占用航道,与盐河航道挡墙连接处90 m范围内采用φ100 cm@105 cm的灌注桩,桩顶设130 cm×90 cm导梁。

（4）闸下堤防填筑工程

闸下堤防填筑标准与方案一、方案二相同,闸下堤筑堤长度约300 m×2=600 m。闸上堤防填筑标准：堤顶高程5.20 m,迎水坡1∶4,背水坡1∶2,长度约950 m。

4 结论及建议

武障河闸扩建工程中拟选择三个方案进行比选,通过工程加固改造彻底性、布置合理性、工程移民占地、工程施工、工程投资等方面综合考虑比选分析后,采用方案三下移新建作为本次河闸扩建的推荐方案,武障河闸工程实施后将提高武障河闸的排涝标准以及区域的防洪标准,消除了工程安全隐患,保护了该区域人民的生命财产安全。