孫 猛 孫洪濱 鄭慧慧

(1.江蘇省灌溉總渠管理處， 江蘇 淮安 223200 ；2.連云港市贛榆區(qū)防汛防旱指揮部辦公室， 江蘇 連云港 222100)

沙莊引江閘工程改建原因與效果分析

孫 猛1孫洪濱1鄭慧慧2

(1.江蘇省灌溉總渠管理處， 江蘇 淮安 223200 ；2.連云港市贛榆區(qū)防汛防旱指揮部辦公室， 江蘇 連云港 222100)

沙莊引江閘作為淮安水利樞紐主要建筑物之一，具有引水、擋洪、排澇等功能。為解決工程多年運行后存在的安全隱患和工程老化問題，于2013年在原址實施改建。改建后工程過流能力明顯提高，站區(qū)攔污能力大大增強，解決了一直困擾淮安站區(qū)泵站調(diào)水存在的過流不足和攔污困難問題。同時，優(yōu)化了工程設(shè)計、美化了工程環(huán)境、提升了工程自動化管理水平和能力，實現(xiàn)了工程安全運行和水文化品牌的雙提升。

工程； 改建； 效果分析

1 工程位置及主要功能

沙莊引江閘位于蘇北灌溉總渠與京杭大運河交匯處，地處淮安市淮安區(qū)南郊三堡鄉(xiāng)，與淮安一站、二站、三站、四站、運西分水閘等建筑物共同構(gòu)成淮安水利樞紐(見下頁圖)。沙莊引江閘是淮安抽水一站、二站配套工程，作為淮安水利樞紐的主要建筑物之一，具有引水、擋洪、排澇等功能，工程位置及作用十分重要，主要功能及作用如下：當(dāng)抽引江水時，沙莊引江閘全開或根據(jù)抽水量調(diào)節(jié)流量，經(jīng)淮安抽水一站、二站抽入灌溉總渠。排除白馬湖地區(qū)、溫山河地區(qū)、新河周邊地區(qū)澇水時，關(guān)閉沙莊引江閘，與新河?xùn)|閘配合協(xié)調(diào)供淮安一站、二站抽排澇水。當(dāng)洪澤湖上游有洪水下泄時，關(guān)閉沙莊引江閘，開啟運西分水閘泄洪，經(jīng)大運河排入長江。

淮安水利樞紐主要泵閘工程位置示意圖

2 工程改建原因分析

沙莊引江閘原閘建成于1979年10月，閘底板為一塊四跨連拱反拱底板，閘孔總凈寬24m，4孔，單孔凈寬6m，底板頂面高程2.50m，設(shè)計引水流量180m3/s, 校核流量200m3/s。上游引河河底高程2.50m，下游引河河底高程0.00m。沙莊引江閘工程經(jīng)多年運行，老化及安全隱患等問題逐步凸現(xiàn)，過閘落差大、過流能力不足等問題嚴(yán)重。

2.1 水閘過水能力不足，過閘落差遠(yuǎn)大于原設(shè)計值

作為淮安一站、二站的進水閘，設(shè)計引水流量180m3/s，對應(yīng)上下游設(shè)計水位分別為6.30m和6.10m(設(shè)計過閘落差0.20m)，但根據(jù)歷年實際運行情況，用水高峰調(diào)水時上游水位一般在5.40m左右，上下游水位差偏大。1994—1999年抗旱運行中，甚至出現(xiàn)了泵站下游水位低于設(shè)計最低水位4.52m的情況，2000年4月、5月實測過閘水位差為0.30～0.58m。由于實際運行情況與設(shè)計工況之間存在較大差異，導(dǎo)致閘下水位偏低，使站下實際水位較站下引江閘設(shè)計水位偏低較多，造成泵站運行時站前水位較站前引江設(shè)計水位低很多，導(dǎo)致泵站運行工況惡化，機組振動和汽蝕加劇，效率降低，給泵站安全穩(wěn)定運行帶來嚴(yán)重不利影響，不能滿足泵站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行要求和設(shè)計運行規(guī)定。

2.2 閘站引江側(cè)缺少清污設(shè)施

沙莊引江閘和淮安一站、二站均無清污設(shè)施，淮安一站、二站運行時僅靠進水流道門口的垂直攔污柵攔截水草、雜物以及人工撈草，攔污柵阻水問題突出，攔污柵前后水位落差較大，減小了水泵的淹沒深度，機組運行偏離設(shè)計工況，效率降低，空化和振動嚴(yán)重影響泵站安全、經(jīng)濟運行。其中淮安二站攔污柵阻水問題尤其突出，一般情況下，10天左右攔污柵前后水位差達1m，且清理攔污柵處雜物費工費時，阻水造成機組非正常頻繁開機、停機，大大縮短設(shè)備壽命，危及泵站安全。

2.3 結(jié)構(gòu)型式落后，工程老化嚴(yán)重

原閘室結(jié)構(gòu)型式落后，閘底板為一塊四跨連拱反拱底板，混凝土構(gòu)件多為少筋結(jié)構(gòu)，閘門為混凝土閘門，無啟閉機房，機電及啟閉設(shè)備老化嚴(yán)重，無自動監(jiān)控系統(tǒng)。

3 改建主要內(nèi)容及建成后效果分析

3.1 工程實施改建主要內(nèi)容

2009年5月，沙莊引江閘安全鑒定被評定為四類閘。2013年10月，沙莊引江閘在原位置實施拆除重建，新建閘閘室縱軸線向淮安一站側(cè)偏離8.10m，閘孔凈寬36m，6孔，單孔凈寬6m，設(shè)計引水流量180m3/s，校核流200m3/s。閘室采用鋼筋混凝土平底板胸墻式結(jié)構(gòu)，閘室底板分2塊，3孔一聯(lián)，底板頂面高程1.00m。閘室下游側(cè)設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土板公路橋，閘室上游側(cè)增設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土板清污機橋，閘墩上游增設(shè)6臺回轉(zhuǎn)式清污機。閘室南側(cè)設(shè)自動化設(shè)備控制室，閘上設(shè)啟閉機房，閘區(qū)管理范圍內(nèi)進行綠化及美化。工程于2014年5月通過水下階段驗收，主體工程2014年10完工，2016年6月通過單位工程驗收。

3.2 改建后效果分析

3.2.1 過流能力明顯提高

結(jié)合工程建設(shè)方案和模型試驗成果(沙莊引江閘改建前后下游水位影響分析成果見下頁表)。改建前設(shè)計、校核工況下閘下水位分別為5.31m、4.85m，過閘落差分別為0.31m、0.65m。為解決淮安一站、二站站前攔污柵堵塞嚴(yán)重問題，在原沙莊引江閘前增設(shè)攔污柵設(shè)施，經(jīng)計算在控制上游設(shè)計、校核水位為5.62m、5.50m的情況下，最大過流量分別為170m3/s、155m3/s，過閘流量無法滿足設(shè)計要求。改建方案降低閘底板高程至1.00m，增加閘總凈寬為36m，上游增設(shè)攔污設(shè)施，經(jīng)計算設(shè)計、校核工況下閘下游水位分別為5.33m、5.14m。由此可見，改建方案提高了過流能力，保證了淮安一站、二站的引水要求。

沙莊引江閘改建前后閘上、閘下水位成果表

3.2.2 泵站運行工況改善明顯

沙莊引江閘上游增設(shè)清污機攔污，與新河?xùn)|閘西側(cè)新河撈草閘配合運用，為淮安一站、二站站下左右兩側(cè)各筑起了一道攔污防線，這樣無論從沙莊引江閘側(cè)經(jīng)由沙莊引江河來污，還是從新河?xùn)|閘側(cè)經(jīng)由引江河來污，都經(jīng)由兩側(cè)清污設(shè)備進行攔阻并通過打撈、清理、外運，解決了淮安一站、二站站前攔污柵堵塞嚴(yán)重問題。

同時，由于增設(shè)清污機，淮安一站、二站站下的垂直攔污柵也可以進行重新設(shè)計選型，攔污柵的柵條外形尺寸可大大減小，柵條間距可大幅度增加，除可節(jié)省大量的撈草經(jīng)費、降低攔污柵本身的制造成本外，更關(guān)鍵的是可減少攔污柵的攔截過水?dāng)嗝婷娣e，大大增加站下過水?dāng)嗝?，過水能力將得到明顯增強。這對于改善泵站運行工況、增加調(diào)水效率、提高泵站的安全穩(wěn)定運行等效果將十分明顯。

3.2.3 提升工程現(xiàn)代化管理水平和能力

工程改建消除了原有工程安全隱患，優(yōu)化了閘室底板結(jié)構(gòu)，閘底板高程介于上下游原有河道工程之間，上游河底高程由閘前混凝土護坦處1.50m漸變至河口處2.50m，較好地與上下游引河銜接，有利于下游消能防沖。另外，工程改建后還更新了全部機電設(shè)備，增設(shè)了啟閉機房、管理用房和自動化自動監(jiān)控系統(tǒng)，提高了工程規(guī)范化管理和現(xiàn)代化管理的水平和能力。

3.2.4 水文化品牌進一步提升

工程建設(shè)對工程管理范圍內(nèi)進行水土保持設(shè)計和景觀設(shè)計，并結(jié)合工程管理需要進行了綠化、美化和亮化，工程環(huán)境和工程面貌煥然一新，建成后的沙莊引江閘和淮安水利樞紐站閘主體建筑物風(fēng)格一致。另外，利用工程原有混凝土閘門設(shè)計并實施了閘門陳列廣場，該景點是對淮安水利樞紐風(fēng)景區(qū)的有力補充，為風(fēng)光秀麗的淮安水利樞紐增添了一道靚麗風(fēng)景線，進一步提升了淮安水利樞紐整體形象面貌和水文化品牌。

4 結(jié) 語

沙莊引江閘工程作為淮安水利樞紐主要建筑物之一，具有引水、擋洪、排澇等功能，工程地理位置和作用十分重要。為消除工程安全隱患和工程老化帶來的一系列問題，實施工程改建非常有必要。改建后，工程過流能力明顯提高，站區(qū)攔污能力大大增強，解決了一直困擾淮安站區(qū)泵站存在的過流能力不足和攔污清污困難等問題，改善了淮安一站、二站機組運行工況，為泵站安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行保駕護航。另外，通過實施工程改建，優(yōu)化了工程設(shè)計、提升了工程形象、完善了自動化監(jiān)控系統(tǒng)、增設(shè)了啟閉機房和管理用房、美化了工程環(huán)境面貌，進一步提升了淮安水利樞紐的整體形象和水文化品牌，確保了工程安全運行和水文化品牌的雙提升，效果明顯。

[1] 南京水利科學(xué)研究院.南水北調(diào)東線第一期工程淮安二站改造工程沙莊引江閘物理模型試驗研究[R].南京:南京水利科學(xué)研究院,2008.

[2] 江蘇省水利勘測設(shè)計研究院有限公司.沙莊引江閘改建工程初步設(shè)計報告[R].揚州:江蘇省水利勘測設(shè)計研究院有限公司,2012.

Analysis on the reconstruction cause and effect of Shazhuang River Diversion Gate Project

SUN Meng1, SUN Hongbin1, ZHENG Huihui2

(1.JiangsuTotalIrrigationCanalManagementOffice,Huai’an223200,China;2.LianyungangGanyuDistrictFloodControlandDroughtControlHeadquartersOffice,Lianyungang222100,China)

Shazhuang River Diversion Gate is one of main buildings in Huai’an Key Water Control Project, which has the functions of water diversion, flood blocking, flood drainage, etc. It was reconstructed in the original site in 2013 in order to solve security hidden trouble and engineering aging problem after the project is operated for many years. Flow capacity of the project is increased significantly, the pollution control ability is greatly enhanced in the station, long-term deficient flow capacity and difficult pollution control problems in pump station water regulation in Huai’an are solved after reconstruction. Meanwhile, engineering design is optimized, engineering environment is beautified, automatic management level and ability of the project are improved, and engineering safe operation and water culture brand are improved.

engineering; reconstruction; effect analysis

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2017.02.020

TV66

A

1005-4774(2017)02- 0074- 03