旱闸在安徽省淮河流域重要行蓄洪区工程中的应用

黄 举

（中水淮河规划设计研究有限公司，安徽 合肥 230601）

0 引言

保庄圩堤防与交通道路的交叉之处，大部分采用道路加高的方式满足堤防防洪要求。不具备道路加高条件的，均采用横向闸门的方式满足堤防封闭的要求，其结构形式单一，止水困难，布置不对称，缺乏创新之处。安徽省淮河流域重要行蓄洪区建设工程（六安市裕安段）中放弃了传统的横向推拉式闸门，采用新颖的下沉式旱闸，不但能够满足水利和交通部门的功能性需求，还为桥头堡等附属性建筑物的布局优化保留了更大的空间，为类似工程提供了一种全新的思路。

1 工程概况

安徽省淮河流域重要行蓄洪区建设工程是国家150 项重大水利项目之一、38 项进一步治淮项目之一，工程治理范围为淮河干流的9 处重要行蓄洪区。

安徽省淮河流域重要行蓄洪区建设工程（六安市裕安段）属于城东湖蓄洪区的一部分，主要任务是保护该区域内人民的生命和财产安全。工程建设地点位于六安市裕安区固镇镇、佛庵、彭桥、陈圩，工程主要建设内容包括：堤防加固10569m、护坡5752m、防浪墙7169m，堤顶道路5360m、泵站3 座，旱闸3 座，穿堤涵洞（闸）30 座。保庄圩堤防防洪标准2 级，穿堤建筑物排涝标准10 年一遇，施工合同额1.37 亿元，工期两年。

2 两种类型闸门的对比选择

因该工程中的3 处旱闸均位于交通道路上，若直接加高圩堤至设计水位高程，需将该处交通道路的路面抬高3m 左右，有较大安全隐患，对周边建筑影响较大，拆迁成本过高。加高道路的方案在可研阶段方案对比时就被排除，在施工图阶段，主要是对横拉式闸门和下沉式闸门进行对比，具体情况如表1。

表1 横拉式闸门和下沉式闸门优缺点对比表

通过对比得出，采用下沉式设计更符合现场实际。经各方会商，该工程中的旱闸采用下沉式进行设计施工。

3 旱闸水工建筑

3.1 闸门介绍

下沉式闸门可视为普通闸门的一种变形，是适应于特殊用途的新型挡水闸门，其特点是在水闸底槛以下设闸门门库，需要关闭闸门时，闸门从门库中升起达到挡水效果；需开启闸门时，闸门则沉入门库内，仅留门顶盖板露出底槛。

3.2 工作过程

该工程中采用的下沉式闸门与普通闸门设计原理类似，工作过程正好相反。普通闸门是向上提起放水，放下挡水，当闸门提升放水时，启闭机处于工作状态；而下沉式闸门是下降打开，提起挡水，启闭机只有在提升过程中处在工作状态，闸门在门库和提起至门槽底槛位置时，均处于放松状态。

3.3 主要技术参数

该工程中3 处旱闸主要功能防洪挡水，闸室采用钢筋混凝土开敞式结构，闸门采用平面钢闸门，净尺寸18.0m×2.8m。以固镇北旱闸为例：门库底高程20.0m，为1.2m 厚的钢筋混凝土结构，安装底槛后底高程21.6m，门库两侧设置闸门槽，外侧回填10%水泥土，闸底板顶高程24.8m，闸门升起后顶高程27.6m，挡水高度2.8m，圩外设计水位26.99m，总水压力384kN，单扇闸门重量33t，两侧配螺杆式启闭机，启闭机安装在两侧的桥头堡内，桥头堡尺寸7.0m×7.0m，为独立筏板基础，筏板板底标高24.7m，建筑物两层，室内地面标高28.75m，屋顶高程37.25m。旱闸剖面示意图见图1。

图1 旱闸剖面示意图

4 旱闸闸门及启闭机

4.1 闸门及防腐

闸门为平面钢闸门，主要由面板、主梁、次梁、腹板、翼板、加劲板、吊耳、止水等部件组成，总重33t。闸门防腐共六道工序，第一道工序进行表面喷砂除锈清洁，保证清洁度达Sa2.5，粗糙度达Rz60～100μm；第二和第三道工序为喷锌，总厚度不小于120μm；第四道工序为喷涂环氧富锌底漆，厚80μm；第五道工序为喷涂环氧云铁防锈漆，厚80μm；第六道工序为喷涂改性环氧面漆，总厚120μm。

4.2 启闭机

每扇闸门采用2 台手电两用螺杆式启闭机（QL-320kN-4.0m）启闭机，静水启闭，启闭力502kN，启闭机采用变频电机，每台启闭机配置1 只静磁栅绝对型开度传感器，共计2 只。两台启闭机采用电气措施实现同步运行。启闭机工作行程3.2m，最大行程4.0m。

4.3 启闭过程

闸门平时存放在门库中，门底支承在门库底板21.6 高程上，门库顶部路面高程25.2m 处设置钢盖板，需防汛挡水时启升闸门，闸门启升过程中，顶部托顶钢盖板同时上升运行，闸门顶部设置定位销与钢盖板定位连接。闸门采用上游止水，当闸门运行到止水位时，通过在主轨上增设的4 块顶紧板将闸门向上游侧平移8mm，此时止水橡皮与座板压缩3mm，以保证止水效果。

5 旱闸施工

安徽省淮河流域重要行蓄洪区建设工程（六安市裕安段）3 座旱闸位于X009 道路上，于2022 年9 月15 日开始对道路全封闭施工，2023 年1 月1 日道路恢复通车，历时107 天。旱闸的主要施工流程为：技术（安全）交底→人料机进场→基础开挖→隐蔽工程验收→门库基础垫层→门库底板→门库墙身及边墙→两侧水泥土换填→闸室底板→上下游铺盖→翼墙挡墙→闸门安装→桥头堡筏板→上部建筑结构→屋面工程→金属结构及机电设备→电气照明工程→内外墙装饰→工程验收。

5.1 技术（安全）交底

开始实施前，由项目部组织，对旱闸的主要技术指标、工程实施过程中的重难点、应注意事项、对周边环境的影响、风险隐患因素、各类防范措施等，对相关人员进行交底，以确保工作人员可以理解设计意图，工程能够按图施工。

5.2 基础开挖

基础开挖主要采用机械开挖和人工开挖相配合的方式进行。该旱闸位于公路上，场地相对开阔，开挖的土料就近集中堆放于两侧道路上用于后期回填使用，多余的土料直接运输至堤防回填区域，以达到土料的合理利用。本旱闸基坑深度4m 左右，开挖至建基面后未见地下水，考虑到施工的安全性，在基坑四周开挖深约20cm 的排水沟，两侧设置深度约50cm 的集水井，以确保工程在干地实施。

5.3 水泥土换填

基础底板有高差的挡土墙接触部位回填水泥土，水泥掺量10%，压实度不低于93%，由于作业面较狭窄，采用人工振动碾压实，检测后，可以达到设计要求。

5.4 模板施工

模板由底模和侧模等组成，该工程中采用1.8cm厚的高强度覆竹胶板。模板的支撑楞木采用尺寸为6cm×9cm 的松木，布置间距控制在30cm 左右，中间采用PVC 套管钢筋对拉，拉筋间距控制在50cm左右。模板在加工厂按施工图制作，加工后按图纸先行试拼装检查其加工的精度。模板和支架确保有足够的强度、刚度和稳定性，以确保混凝土浇筑和振捣时不发生明显的挠曲变形，并能承受混凝土浇筑和振捣的侧向压力和振动力，防止产生移位，确保混凝土结构外形尺寸准确。模板拼装时，板边找平，接缝严密，拼接缝内嵌专用胶带嵌缝条，确保接缝无漏浆，表面光滑，无凹坑、皱折等。模板在每次使用前均清洗干净，所有模板与混凝土接触面涂刷专用脱模剂。

5.5 混凝土施工

底板和边墙下部50cm 高度范围内的混凝土一次整体浇筑完成，超过50cm 高度的边墙等部位混凝土分多次完成，其中墙身混凝土分层浇筑，分层振捣，每层厚度50cm。混凝土开仓浇筑前，将仓面清理干净，该工程的混凝土采用商品混凝土，根据工序安排由罐车运至施工现场，泵车直接入仓，边平仓边振捣，振捣采用行列式振捣法，每一插点振捣时间为20～30s，直至混凝土表面呈水平并出现均匀的水泥浆和不再冒气泡为止，并尽量避免碰撞钢筋、芯管、吊环、预埋件等。同时，安排木工随时检查模板的稳定情况，施工过程中，不出现施工冷缝。待混凝土初凝后，开始进行表面覆盖养护，保证混凝土表面湿润，养护时间控制在28d 左右。

5.6 预埋件安装

底槛安装，安装前清理干净槽内的杂物，以引下的两侧闸门槽中心线的连线为参考基准线，以此基准线为底槛中心距门槽中心距离的控制线，同时用水准仪进行高程控制，使其高程、位置、与孔口中心距和门槽口中心距离均符合图纸尺寸并规范要求。主反轨安装，首先对一期锚筋进行清理，工作闸门主、反轨距孔口中心线的距离利用事先放好的点在门槽顶部设垂球控制，垂线即为参考基准线，以此来调整轨道垂直度、与孔口中心距离、与闸孔中心距离，使其符合图纸尺寸和规范的要求。

5.7 闸门的吊装

吊装前将门库、门槽杂物及轨道表面清理干净，清理腾空吊装场地，作好交通管制，并设置警戒线，闸门运至现场后，用一台130t 汽车吊机将闸门在卸车位平吊起离车约300mm，移去运输车，然后将闸门平放至地面，转换吊点，将闸门缓缓立起，移至门槽正上方，使闸门落入门槽，用事先准备的马腿及调节工装将闸门调整到工作位置。

6 存在问题

6.1 积水问题

闸门在非使用时期一直位于地下的门库当中，而门库又无法做到全封闭，雨水及细小的灰尘颗粒很容易进入门库之中，对闸门、埋件及止水材料的防腐提出了较高要求。该问题可在设计时在门库一侧增加一个集水井，并配置一台水泵进行解决。

6.2 维护问题

该项目中的闸门门库净宽760mm，闸门净宽620mm，由于门库较小，维修人员无法进入门库，如出现闸门需要维护或者更换止水的情况，则需要将闸门提起，而不得不对交通道路进行临时封堵，给交通带来诸多不便。该问题可以在设计时考虑加大门库尺寸，保证闸门在门库内存放时人员可以进入门库工作为宜，工程量不会增加太多，而又能解决闸门的日常维护工作。

7 结语

随着社会经济的发展，国家和社会对水利工程的要求越来越高，不但要求其满足防洪等功能性要求，同时还要满足国家土地节约、资金节省的大政方针，满足人们的审美需求，符合当地的人文地理。该工程中3 座旱闸的顺利实施，为堤防工程与交通道路工程的交叉存在提供了一种新的解决思路，实现了堤防工程与交通道路工程的有效结合和相统一，在满足各自使用功能的同时还能形成地方的特色建筑，对类似的项目具有借鉴意义■