譚 科

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，湖北 武漢 430000）

河道景觀閘或景觀壩的形式多樣，各有其優(yōu)缺點和適用條件。劉彥琦等[1]從泄洪能力、地基要求、施工安裝、后期運行管理、投資造價、景觀生態(tài)效果等多方面對四類景觀壩的優(yōu)劣進行綜合分析。劉洋[2]從泄流能力、運行方式、景觀效果等方面對幾種景觀壩進行了綜合對比分析。李延富[3]從壩址位置選擇、正常蓄水位確定、壩型選擇、閘壩泄流能力計算、閘壩穩(wěn)定計算等方面對會昌縣麻州攔河景觀壩工程設計方案進行了分析。謝芳[4]針對鋼壩、橡膠壩、水力自控翻板閘門、液壓升降壩等4種壩型，綜合比較了泄流能力、景觀效果及運行可靠性。

小青龍河為沱江左岸一級支流，流域面積395 km2，河道長58.8 km，河道平均比降1.66‰。為優(yōu)化小青龍河流域生態(tài)格局，結合小青龍河黑臭水體綜合整治，對小青龍河天然河道進行微地貌改造和調控，形成具有一定規(guī)模的淺湖生態(tài)系統(tǒng)，修復多元生境，展現小青龍河自然景觀，擬在小青龍河漢安大道下游50 m處修建1座60.0 m×4.0 m（寬×高）景觀閘擋水，上游正常蓄水位315.00 m，下游水位312.00 m，設計洪水位（P=5%）318.80 m，校核洪水位（P=2%）319.54 m，河流多年平均流量3.13 m3/s。本文通過對不同景觀閘的技術經濟比較，得到了適合小青龍河河道特點的閘型。

1 景觀閘型式及優(yōu)缺點分析

本文對擋水閘門的型式進行鋼壩閘門、雙向旋轉門和平面提升式鋼閘門三種方案比較，各自優(yōu)缺點如下。

1.1 鋼壩閘門的布置及優(yōu)缺點

擋水閘門采用1孔鋼壩閘門擋水，孔口尺寸為60.0 m×4.0 m（寬×高），擋水高度4.0 m，門頂溢流。閘前底板高程311.00 m，上游正常蓄水位315.00 m，設計洪水位（P=5%）318.80 m，校核洪水位（P=2%）319.54 m，閘后底板高程309.30 m，下游水位312.00 m。鋼壩閘門采用動水啟閉，上游止水，由2臺布置在河道兩側驅動室內的3 200 kN分體式液壓啟閉機進行操作，每臺液壓啟閉機單獨設置1臺液壓站，液壓站布置在河道兩岸高地上，避免洪水淹沒，可實現現地和遠程控制。鋼壩閘門又稱底軸驅動翻板門，由閘門門葉、底轉軸、絞座總成、防水套總成、止水總成、液壓啟閉機、鎖定裝置、電控系統(tǒng)等部件組成。閘門門葉與底轉軸采用焊接結構，底轉軸通過拐臂與兩側液壓啟閉機相連。液壓啟閉機布置在鋼壩閘門兩側的驅動室內，液壓站布置在兩岸高地上，經液壓控制管路連接，電氣程序控制啟閉機液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)啟動后通過啟閉機液壓桿控制拐臂旋轉，拐臂聯合底轉軸作扇形轉動，帶動連接在底轉軸上的閘門進行開啟放水或關閉蓄水，并配置鎖定裝置在鋼壩閘門開啟或關閉的設定角度進行液壓上鎖。

鋼壩的主要優(yōu)點有結構簡單，操作平穩(wěn)，耐久性較好；開啟或關閉速度快，運行靈活，能夠對來水流量變化作出積極反應；閘門開啟后，其門葉過水面與閘底板等高，不影響泄洪安全，同時具備液壓、手動泵、緊急泄油三重保護措施，可靠性高；單孔跨度大（寬60 m）、無中墩，對河道過流能力基本不影響；液壓啟閉機置于河道兩岸的驅動室內，閘門上部不需設置啟閉機排架，門頂可長時間溢流，形成瀑布效果，整體美觀、簡潔。主要缺點為對基礎整體穩(wěn)定性要求較高；無檢修閘門，鋼壩門葉和底軸檢修時需設置臨時圍堰。

1.2 雙向旋轉門的布置及優(yōu)缺點

擋水閘門采用1孔雙向旋轉門擋水，孔口尺寸為60.0 m×4.0 m（寬×高），擋水高度4.0 m，門頂或門下過流。閘前底板高程311.00 m，上游正常蓄水位315.00 m，設計洪水位（P=5%）318.80 m，校核洪水位（P=2%）319.54 m，閘后底板高程308.70 m，下游水位312.00 m。雙向旋轉門采用動水啟閉，上游止水，由2臺布置在河道兩側閘墩上的2 000 kN分體式液壓啟閉機進行操作，每臺液壓啟閉機單獨設置1臺液壓站，液壓站布置在河道兩岸高地上，避免洪水淹沒，可實現現地和遠程控制。雙向旋轉門由門體、支撐結構、液壓啟閉機等主要部分組成，門體結構與5個寬0.6 m的中墩通過支臂連接，門體兩側固定在兩岸的支撐結構上，支撐結構與支鉸固定在閘墩內。液壓啟閉機驅動兩側支撐結構，帶動門體旋轉，實現閘門開啟和關閉。門體為封閉的箱形結構，沿水流方向一側為圓弧面，另一側為平面。開啟時閘門向下旋轉至臥倒位置，此時，圓弧面向下，平面向上，便于過流。需要檢修時，通過切換兩側支撐的吊點位置，控制液壓啟閉機將門體向上轉動離開水面，在合適位置啟用鎖定機構，使液壓油缸處于卸壓狀態(tài)不受壓，門體得到固定，再對門體和止水進行檢修維護。

雙向旋轉門的主要優(yōu)點有門體采用主橫梁式結構，一般適用于單孔跨度大（單孔40~60 m），擋水高度較高（6~10 m）的河道；閘門既可向上翻轉，讓水從門下過流，方便檢修，又可向下翻轉，置于河底，門頂溢流；河道中建筑物少，中墩數量少、寬度小，行洪時對河道過流能力影響較小；液壓啟閉機置于河道兩岸的混凝土支墩上，閘門上部不需設置啟閉機排架，整體美觀、簡潔。主要缺點為液壓啟閉機為戶外式布置，河道洪水位較高時，液壓桿油缸及支鉸易被河水淹沒，影響使用壽命；門葉迎水面采用圓弧面結構，泄洪時需將門體完全置于下方門槽內，土建開挖量較大。

1.3 平面提升式鋼閘門的布置及優(yōu)缺點

攔河閘采用6孔平面提升式鋼閘門，孔口尺寸均為10.0 m×4.5 m（寬×高），擋水高度4.0 m，門葉超過0.5 m，門下過流。閘門底坎高程311.00 m，檢修平臺高程320.50 m，啟閉平臺高程327.00 m，上游正常蓄水位315.00 m，下游水位312.00 m。閘門采用露頂式平面定輪鋼閘門，分兩節(jié)制造和運輸、工地拼焊為一整體。門葉面板布置在上游側，側、底止水均布置在上游側。門葉采用主橫梁式工字型實腹梁結構，縱隔板采用T型實腹梁結構；支承定輪采用線接觸簡支輪，滑動軸承采用自潤滑關節(jié)軸承；側止水采用定型橡塑復合水封，底止水采用氯丁橡膠。門槽型式采用平面閘門Ⅰ型門槽，門槽埋件采用鋼板及型鋼等焊接而成；水封座板采用4 mm厚不銹鋼板；門槽軌道由底坎延伸至檢修平臺。閘門采用動水啟閉、可局部開啟，每扇閘門采用1臺2×400 kN固定卷揚式啟閉機進行操作，啟閉機安裝在閘室上部排架327.00 m高程的啟閉機房內，可現地操作，也可遠程控制。起升機構設置行程檢測控制裝置和荷載限制裝置。

平面提升式鋼閘門作為傳統(tǒng)的擋水閘門，應用廣泛，設計、施工技術成熟。金屬結構生產廠家眾多，競爭充分，制造加工較容易。對漂浮物、推移質以及泥沙淤積的承受能力較強。閘門結構耐久性好，運行安全可靠，檢修維護方便，使用壽命較長。主要缺點為單孔閘門寬度受限，需增加中間閘墩，啟閉機排架較高，土建投資相對較高；閘門數量較多時，啟閉設備操作相對復雜，開啟速度較慢；局部開啟時，門葉下方過流，景觀效果相對較差。

2 景觀閘的技術經濟比較

三種閘門型式方案技術經濟對比見表1。

表1 不同閘門型式方案技術經濟比較表

經比較，三種方案從技術上：方案三雖然應用廣泛，設計、施工技術更成熟，競爭充分，制造加工容易；但由于閘門寬度受限，孔數較多，整體景觀效果較差，啟閉設備控制相對復雜。方案二既可向上翻轉，方便檢修，又可向下翻轉，門頂溢流，運行靈活；但其液壓油缸在汛期時易被淹沒，增加維護成本，門槽土建開挖量較大；且門體采用主橫梁式結構，當孔口寬度較大、擋水高度較低時，需設置一定數量的中墩及支臂結構以滿足門葉剛度及穩(wěn)定性要求，因此更適用于寬高比相對較小的河道。方案一結構簡單，運行靈活、可靠；無中墩及上部排架結構，不影響河道過流能力，景觀效果好；驅動機構獨立布置，易于檢修維護；土建結構相對簡單，施工周期較其他兩種方案短。結合本工程壩址位置地質結構較穩(wěn)定以及周邊景觀設計要求等情況，在技術上方案一最優(yōu)，方案二、三次之。

從投資上：方案三金結設備制安投資最低，但土建投資最高，總投資最低；方案二較方案一總投資稍高；景觀閘總投資從低到高依次為方案三、方案一、方案二。三種方案投資差占本工程總投資（19 255.27萬元）比例小，對工程總投資影響小。

綜上所述，本階段推薦小青龍河擋水閘門型式采用方案一，鋼壩閘門方案。

3 結束語

本文采用綜合比較方法，結合小青龍河河道特點，對三種景觀閘方案進行了工程布置和技術經濟比較，并確定了較優(yōu)的景觀閘型，研究成果對類似工程具有參考價值。